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La regulación del pH es una actividad universal y esencial de los seres vivos. Algunas enfermedades pueden producir variaciones en el pH normal de un organismo, lo cual puede ser nefasto.
Hay tres principales formas en las que el organismo regula el pH normalmente. Los amortiguadores de líquidos corporales, la regulación respiratoria y el control renal.
Sabemos que los iones hidrógeno cumplen un papel importante en la determinación del pH. Cuando hay más iones hidrógenos, hay más acidez. Cuando hay menos iones hidrógenos, hay menos acidez. Por lo que los amortiguadores trabajarán con esto.
Los amortiguadores químicos de líquidos corporales son woofers inmediatos que reaccionan en segundos. No eliminan iones hidrógeno, sino que lo transforman. Corresponden a mezclas de ácidos débiles con bases conjugadas. Pueden ser bicarbonato, fosfato, proteína, hemoglobina, pero el principal es el bicarbonato.
El bicarbonato es un amortiguador. Cuando aumenta mucho la concentración de iones hidrógeno, necesitamos disminuir los iones de hidrógeno. Entonces, para lograrlo, el bicarbonato actuando como base se une al ion hidrógeno para formar ácido carbónico. Y así queda guardado el ion hidrógeno en este ácido, disminuyendo la concentración de iones hidrógeno y por ende la acidez.
A la vez, si la concentración de iones hidrógeno disminuye bajo lo normal, necesitamos más iones hidrógeno para poder aumentar la acidez. Entonces el ácido carbónico libera el ion hidrógeno retenido y así se mantiene una constante regulación del pH en los rangos normales.
Además, este ácido carbónico igual puede disociarse a través de la enzima anitrasa carbónica que rompe el ácido carbónico formando agua metabólica y el CO2 que llega a los pulmones y puede ser liberado a través del intercambio gaseoso al exhalar. Y ya que es el componente ácido, al ser eliminado se reduce la acidez y si baja mucho la acidez es al revés la situación. El CO2 reacciona con el agua y gracias a la enzima anidrasa carbónica se forma ácido carbónico, el cual puede disociarse en bicarbonato y el ion hidrógeno, lo que aumentará la concentración de iones hidrógeno y la acidez. Por todo esto, el CO2 se considera el componente ácido y el bicarbonato la base en todo este proceso.
Hay otros amortiguadores de los líquidos corporales, además del bicarbonato. También tenemos a los fosfatos amortiguadores, que son escasos en la sangre en comparación con el bicarbonato, pero que están mayormente concentrados dentro de la célula, pueden captar y liberar iones hidrógeno eficazmente.
Cuando disminuye mucho la acidez, necesitamos más iones hidrógeno para regular el pH. Entonces, este H2PO4 de hidrógeno fosfato reacciona con el agua para formar HPO4 monohidrógeno fosfato y el ion hidrónio, que sabemos que están estrechamente relacionados con el ion hidrógeno y con el pH. Entonces así elevamos la acidez y si la acidez aumenta mucho, el mono hidrógeno fosfato reacciona con el protón y forma el dihidrógeno fosfato más el agua, queda guardado el ion hidrógeno y así el fosfato regula el pH.
En los eritrocitos tenemos a la hemoglobina. Cuando aumenta la acidez, entra CO2, se une el agua con la nidrasa carbónica, se forma ácido carbónico, se disocian bicarbonato y el ion hidrógeno. El ion hidrógeno estamponado por la emboglobina y el bicarbonato sale del eritrocito y entra un cloro. El iono hidrógeno puede unirse a la oxiemoglobina y producir desoxyhemoglobina liberando oxígeno. Igualmente puede entrar CO2 y unirse a la hemoglobina produciendo carbamino hemoglobina y oxígeno. Estas interrelaciones entre el bufer bicarbonato y la hemoglobina funcionan en algún momento como amortiguadores.
Y bueno, si la situación es al revés, hay menos acidez, el bicarbonato entra, el cloro sale, la hemoglobina libera el ion hidrógeno, se une al bicarbonato formando ácido carbónico y la nidraza carbónica lo disocia en CO2 y agua. El CO2 sale y puede seguir reaccionando en otros procesos amortiguadores.
En el plasma tenemos a la albúmina, que si disminuye la concentración de iones hidrógenos, entonces libera iones hidrógenos de su estructura y si la acidez aumenta mucho, es decir, hay muchos iones hidrógenos, entonces los capta para disminuirla.
Estos son los principales buofers de los líquidos corporales, pero el más importante y principal regulador del pH extracelular es el bicarbonato. Aleluya.