Por Riti Gupta
Actualizado el 30 de agosto de 2022
¿Recuerdas la historia de Ricitos de Oro y los tres osos? Cuando Ricitos de Oro entró en la casa de los osos, probó cada plato de avena. El primero hacía demasiado calor, el segundo demasiado frío y el tercero estaba perfecto. De la misma manera, los organismos vivos buscan un entorno que sea “perfecto”. Pero, ¿qué significa “perfecto” para una célula o un organismo?
La sangre humana es ligeramente básica, con un pH normal de aproximadamente 7,4. Cuando el pH de la sangre cae por debajo de 7,35, se considera que una persona sufre acidosis fisiológica, una afección que puede afectar la función de los órganos. Un pH inferior a 7,0 suele ser mortal. Por lo tanto, el cuerpo debe mantener un pH estable durante todo el día, independientemente de la actividad, la dieta o la enfermedad.
Un tampón biológico es un compuesto orgánico que neutraliza el exceso de iones de hidrógeno (H⁺), lo que ayuda a mantener el ambiente interno del cuerpo dentro de un rango de pH estrecho. La mayoría de los tampones biológicos consisten en un ácido débil y su base débil conjugada. Pueden absorber ácidos o bases añadidos y devolver la solución a su pH original.
El ejemplo clásico en la sangre es el sistema amortiguador de ácido carbónico y bicarbonato. El ácido carbónico (H₂CO₃) se disocia para producir iones bicarbonato (HCO₃⁻). Cuando se acumula un exceso de iones H⁺, como durante el ejercicio intenso, los iones de bicarbonato se unen a los protones, reformando el ácido carbónico y evitando una caída peligrosa del pH.
Las enzimas y los procesos celulares funcionan de manera óptima sólo dentro de una ventana estrecha de pH. Incluso una pequeña desviación puede detener reacciones metabólicas, alterar la señalización nerviosa y comprometer la inmunidad. Por lo tanto, los amortiguadores biológicos son omnipresentes en los sistemas vivos y garantizan que las células y los tejidos sigan funcionando en condiciones cambiantes.
En la investigación de laboratorio, la elección del tampón puede influir drásticamente en los resultados experimentales. Por ejemplo, una proteína que opera a un pH fisiológico (≈7,4) puede perder actividad si se estudia en un tampón a un pH de 8,0. Hacer coincidir el pH del tampón con el entorno nativo de la proteína permite a los investigadores observar el comportamiento natural y obtener datos confiables.
Los científicos utilizan una variedad de tampones disponibles comercialmente para mantener el pH fisiológico. Uno de los más utilizados es el HEPES (ácido 4-(2-hidroxietil)-1-piperazinaetanosulfónico), que mantiene un pH constante entre 6,8 y 8,2. Al seleccionar un tampón, los investigadores consideran el pH objetivo y el rango en el que se requiere estabilidad.
Elegir el amortiguador adecuado es esencial tanto para la fisiología clínica como para la experimentación bioquímica, asegurando que los sistemas vivos y sus componentes funcionen como lo harían en la naturaleza.
