BIOLOGIA

BIOQUÍMICA • La palabra bioquímica significa

etimológicamente «química de la vida», la ciencia que se ocupa de las bases moleculares de la vida; por lo tanto, aborda el estudio de la composición química de la materia viva, la relación estructura-función de las moléculas características de los seres vivos, así como las transformaciones químicas que ocurren en ellos y además, los mecanismos moleculares que intervienen en la regulación de tales transformaciones.

Objetivo • Describir y explicar en términos moleculares todos los procesos químicos de las células vivas.

• Por ser la bioquímica la ciencia que explica las bases moleculares de la vida, resulta fácil comprender cómo los logros y avances de aquella ,repercuten en las demás ciencias biológicas. Puede por tanto decirse que todos los descubrimientos, todo el progreso científico alcanzado por la bioquímica, ha implicado un aporte a las otras ramas dela biología, y en la medida que aquella se desarrollaba impulsaba el progreso de ciencias afines.

• La bioquímica ha aportado elementos importantes de apoyo a la teoría evolucionista, como son: la similitud estructural de moléculas que desempeñan las mismas funciones en especies distintas, la universalidad del código genético y la existencia de numerosas vías metabólicas semejantes en distintos organismos, por sólo citar algunos.

• La bioquímica, se constituye el pilar fundamental para el desarrollo de la medicina, sus propias especialidades y las relacionadas con ella como la Enfermería, Odontología, Óptica, Fisioterapia y Podología.

IMPORTANCIA DE LA BIOQUIMICA

RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS

• BIOTECNOLOGÍA

Es el empleo de células vivas para la obtención y mejora de productos útiles, como los alimentos y los medicamentos, es el estudio científico de estos métodos y sus aplicaciones.

Tienen una relación en la parte química ya que una estudia la estructura, y la otra es la experimentación de la química con las células para obtener un beneficio para la parte humana.

• PATOLOGÍA

Patología es la ciencia que estudia las enfermedades.

La Patología es el estudio de la respuesta estructural y funcional de las células y tejidos. Esta disciplina abarca todas las anormalidades de la función y estructura del cuerpo, e involucra al estudio de los aspectos oleculares, bioquímicos, funcionales y morfológicos en fluidos orgánicos, células, tejidos y órganos del cuerpo siendo la conexión entre las ciencias básicas y la práctica clínica

• AGRONOMÍA

La bioquímica proporciona a los ingenieros agrónomos y pecuarios métodos efectivos para el aumento de los cultivos el desarrollo y mejoramiento de masa animal, tanto desde el punto de vista cuantitativo como cualitativo. La aplicación de sistemas moderno de producción tiene como base la investigación que proporciona mayor rendimiento y desarrollo económico, investiga formas de mejorar la nutrición del hombre y de los animales.

• FARMACOLOGÍA

La farmacología ha aplicado también de manera exitosa resultados obtenidos en bioquímica en la preparación de medicamentos. Muchos inhibidores de las enzimas y de la síntesis dc proteínas van mostrado ser de utilidad en el tratamiento tu médico, ejemplo: prostaglandinas y otros derivados lipídicos, quimioterápicos, antibióticos y citostáticos.

• NUTRICIÓN

Cuando comemos nos alimentamos, para que esos alimentos se conviertan en nutrientes, es decir, vitaminas, minerales, antioxidantes, aminoácidos esenciales, etc., necesitamos de la bioquímica para que mediante catalizadores lleven los adecuados nutrientes a las células.

• MEDICINA

La medicina tiene una estrecha relación con esta ciencia básica pues todo el cuerpo humano funciona en base a aminoácidos , vitaminas enzimas, hormonas , es fundamental el conocimiento del ciclo del colesterol, glucosa, proteínas etc. 

La respuesta inmunológica ante agentes extraños, aspecto de fundamental importancia en la defensa del organismo, especialmente ante infecciones. ha podido ser mejor comprendida por los estudios de la estructura y mecanismos de síntesis de las inmunoglobulinas lo cual han favorecido la interpretación de las respuestas inmunológicas deficientes, las enfermedades.

• ENDOCRINOLOGÍA

Se trata de una disciplina que ha ido formándose al compás de estos estudios y descubrimientos, constituyendo hoy en día una de las ramas más importantes de la medicina y la biología, y la cual abarca la anatomía, fisiología, patología y bioquímica de estas glándulas.

• ENFERMERÍABásicamente la bioquímica

nos permite conocer mejor todo el proceso químico que ocurre en el cuerpo humano como: proteínas, Lípidos, ácidos nucleicos entre otros y de haber alguna anormalidad la enfermera puede aplicar el medicamento y la atención pertinente a cada caso.

• GENÉTICA

La  bioquímica estudia el comportamiento de todas las moléculas de los seres vivos, los lípidos, los carbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleicos, estudia sus interacciones y sus estructuras, la genética por su parte estudia los procesos relacionados con los ácidos nucleicos que forman el material genético y cómo se dan los procesos de expresión de los genes.

•QUÍMICA

La química: estudia la materia, es mas física. materia inerte.

La bioquímica: estudia la química desde una perspectiva biológica, recuerda que los seres vivos estamos hechos de materia también atamos.

•otra relación seria por ejemplo que lo químicos realizan compuestos orgánicos, probando así que no solo son generados en el interior de los seres vivos, con esto la bioquímica ha avanzado.

• La relación de la biología con la bioquímica es la de que ambas estudian las moléculas químicas de un lugar X en este caso, el cuerpo humano, uno animal, etc.

la bioquímica es la ciencia que explica el comportamiento de las moléculas presentes en el cuerpo humano las que pueden provocar reacciones químicas en nuestro cuerpo ej.: la adrenalina, las proteínas, los hidratos de carbono, las glándulas y un gran Exeter

BIOELEMENTOS

El análisis químico de la materia viva revela que los seres vivos están formados por una serie de elementos y compuestos químicos.Los elementos químicos que forman parte de la materia viva se denominan bioelementos, que, en los seres vivos, forman biomoléculas, que podemos clasificar en:

Inorgánicas Agua Sales minerales Algunos gases: O2, CO2, N2, ...

Orgánicas Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos Nucleicos

• En cualquier ser vivo se pueden encontrar alrededor de setenta elementos químicos, pero no todos son indispensables ni comunes a todos los seres

LA MATERIA VIVA

BIOELEMENTOS

PRIMARIOS

ENLACES QUÍMICOS

INORGÁNICOSALES

MINERALES

OLIGOELEMENTOSSECUNDARIOS

BIOMOLÉCULAS

AGUA

GLÚCIDOS

LÍPIDOS

PROTEÍNAS

ACID.NUCLÉICOS

ORGÁNICODINÁMICA

ENERGÉTICA

ESTRUCTURAL

Está formada por

Por su abundancia son

Si su proporción es muy pequeña son

Establecen

Formando

de tipo de función

son

son

ELEMENTOS QUÍMICOS

BIOELEMENTOS PRIMARIOS

a) Bioelementos primarios, que aparecen en una proporción media del 96% en la materia viva, y son carbono, oxigeno, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Estos elementos reúnen una serie de propiedades que los hacen adecuados para la vida: •Forman entre ellos enlaces covalentes muy estables, compartiendo pares de electrones.• El carbono, oxígeno y nitrógeno pueden formar enlaces dobles o triples. •Facilitan la adaptación de los seres vivos al campo gravitatorio terrestre, ya que son los elementos más ligeros de la naturaleza.

Configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, los diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes .

BIOELEMENTOS SECUNDARIO

aparecen en una proporción próxima al 3,3%. Son: calcio, sodio, potasio, magnesio y cloro, desempeñando funciones de vital importancia en fisiología celular.

OLIGOELEMENTOS

micro constituyentes, o elementos vestigiales, que aparecen en la materia viva en proporción inferior al 0,1% siendo también esenciales para la vida: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, yodo, boro, silicio, vanadio, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Aún participando en cantidades pequeñas, no por ello son menos importantes, pues su carencia puede acarrear graves trastornos para los organismos. 

BIOMOLÉCULAS

A los compuestos existentes en los organismos se les llama biomoléculas y la función de cada una de éstas en los seres vivos es indispensable.Los carbohidratos, proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, azúcares, aminoácidos y vitaminas conforman las principales biomoléculas.

BIOMOLÉCULAS

Son moléculas que solamente se encuentran en la materia viva, se clasifican en glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos; el conjunto de todos ellos constituye lo que se llama materia orgánica.

De forma general, se utilizan biológicamente para tres funciones:

•Estructural (forman estructuras biológicas)

• Energética (liberan ó almacenan energía)

• Dinámica (intervienen en reacciones biológicas).

El monosacárido Glucosa en su forma abierta (Fisher) y sus anómeros a y b cerrados (Haworth)

CONFORMACION DE UNA PROTEÍNA EN SUS ESTRUCTURAS 2ª, 3ª Y 4a

NUCLEÓTIDO

DNA RNATAMAÑO -MUY GRANDE -PEQUEÑO

ESTRUCTURA -BICATENARIO (DOBLE CADENA)(EXCEPTO EN CIERTOS VIRUS)

-MONOCATENARIO (1 CADENA)(EXCEPTO EN CIERTOS VIRUS)

DISPOSICIÓN -ABIERTA (EUCARIOTAS)-CIRCULR (PROCARIOTAS)

-ABIERTA (NORMALMENTE)

TIPO DE PENTOSA -DESOXIRRIBOSA -RIBOSA

BASES NITROGENADAS

-A,C,G,T -A,C,G,U

FUNCIÓN -DUPLICACIÓN (REPRODUCCIÓN)-TRANSCRIPCIÓN (FORMACIÓN DE RNA)-ALMACENAMMIENTO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

-TRADUCCIÓN (FORMACIÓN DE PROTEÍNAS

ESTRUCTURA DE UN NUCLEÓTIDO

Empaquetamiento del DNA hasta formar el cromosoma

EL AGUAEL AGUA

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUDESCUELA PROFESIONAL DE

ESTOMATOLOGIA

EL CONTENIDO EN AGUA DEL CUERPO HUMANO

Este contenido se mantiene constante por el equilibrio entre ingresos y pérdidas. Los ingresos diarios en un hombre con dieta mixta, actividad física moderada y que habite en clima templado son de 2,6 litros.De ellos: l,31 de la bebida, 1 litro de alimentos, y 0,3 de agua metabólica. Las pérdidas son otros 2,6 litros, de los cuales: 1,41 de la orina,1 por la evaporación por piel y pulmón y 0,21 de pérdida fecal.

CONTENIDOCONTENIDO INTRODUCCIONINTRODUCCION

DISTRIBUCCIONDISTRIBUCCION CICLOCICLO

MOLECULAMOLECULA PROPIEDADESPROPIEDADES

ESCASEZESCASEZ EVALUACIONEVALUACION

I II

III IV

V VI

VII VIII

CONTENIDOCONTENIDOMinerales Seres VivosRestos de sustancias ContaminaciónY otros

INTRODUCCION

LA VIDA SE ORIGINÓ EN EL AGUA. MUCHOS ORGANISMOS AUN VIVEN EN EL AGUA. Y LOS ORGANISMOS TERRESTRESTIENEN EL AGUA PRINCIPALMENTE EN SUS CELULAS Y TEJIDOS.

TODAS LAS FORMAS DE VIDA CONOCIDAS NECESITAN AGUA PARA VIVIR.

LA FORMA Y ESTRUCTURA DE LAS CELULAS DEPENDE

DEL AGUA.

MUCHAS REACCIONES METABOLICAS NECESITAN

EL AGUACOMO REACTIVO.

INTRODUCCION

AUNQUE A NOSOTROS NOS PAREZCA ALGO IRREAL, EN ESTE MISMO INSTANTE SE ESTAN MURIENDO PERSONAS

ALREDEDOR DEL MUNDO POR FALTA DE AGUA O POR INGERIR AGUA

ANTIHIGIÉNICA O CONTAMINADA

HAY ALREDEDOR DE 1.360.000.000 Km3 DE AGUA EN LA TIERRA

1.320.000.000 KM3 AGUA DE MAR 97%40.000.000 KM3 AGUA DULCE 3%25.000.000 KM3 HIELO 1.8%13.000.000 KM3 AGUA SUBTERRANEA 0.96%250.000 KM3 LAGOS Y RIOS 0.02%13.000 KM3 VAPOR DE AGUA 0.001%

Distribución del Distribución del aguaagua

Distribución del Distribución del aguaagua

E VA P O R A C IO N

C O N D E N S A C IO NL L U V IA

N U B E S

T R A N S P IR A C IO N

A G U A S S U B T E R R A N E A S

E N E R G IA S O L A REVAPORACIONTRANSPIRACIONPRECIPITACIONESCORRENTIA

EVAPORACIONTRANSPIRACIONPRECIPITACIONESCORRENTIA

EXISTE EN VARIAS FORMAS Y LUGARES, PRINCIPALMENTEEN LOS OCEANOS Y LAS CAPAS POLARES, PERO

TAMBIEN EN LAS NUBES, LLUVIAS, RIOS Y LAGOS..

POR SU PASO POR DIVERSOS LUGARES, SUELE TENER MUCHAS SUSTANCIAS DIFERENTES. ENTRE ESTOS TENEMOS LAS AGUAS SALINAS DE LOS MARES, LAS AGUAS PÚTRIDAS DE LOS PANTANOS Y EL AGUA FRESCA Y PURA DE LOS MANANTIALES DE LAS MONTAÑAS.

A temperatura ambiente es líquida, inodora, insípida e incolora (aunque adquiere una leve tonalidad azul en grandes volúmenes). Se considera fundamental para la existencia de la vida. No se conoce ninguna forma de vida que tenga lugar en ausencia completa de esta molécula

OH H

H H

O

DEBIDO A LA ATRACCION DESIGUALDE LOS ELECTRONES POR LOS ATOMOS

DE OXIGENO E HIDROGENO.EL AGUA ES UNA MOLECULA

POLAR.ESTO ES, LOS HIDROGENOS POSEEN

CIERTA CARGA + Y EL OXIGENOCIERTA CARGA -

+ +

-

ESTA POLARIDAD DE LA MOLECULA DE AGUA PERMITE QUESE FORMEN ENLACES DE HIDROGENO ENTRE LAS

MOLECULAS DE AGUA Y OTRAS SUSTANCIAS

O

H H

O

H H

O

H H

E n la ces d eH id ró g en o

MOLECULAS DE AGUA UNIDASPOR PUENTES O ENLACES

DE HIDRÓGENO

ESTA ATRACCION FUERTE ENTRELAS MOLECULAS DE AGUA SE

LLAMA:COHESION

EL AGUA TAMBIEN PUEDE FORMAR PUENTES DE HIDROGENO CONOTRAS MOLECULAS, PROPIEDAD QUE SE LLAMA

ADHESION

LA FORMACION DE ESTOS PUENTES DE HIDROGENO ES MAYORDE 4 oC a 0 oC CAUSANDO UN AUMENTO EN EL VOLUMEN

DEL AGUA A ESTAS TEMPERATURAS.COMO CONSECUENCIA DE ESTE AUMENTO EN EL VOLUMEN

EL AGUA ES MENOS DENSA A ESTAS TEMPERATURAS Y POR LO TANTO ES MENOS PESADA.

Y ES POR ESTA RAZÓN QUE EL HIELO FLOTA EN EL AGUALIQUIDA.

LAS MOLECULAS POLARES QUE SON ATRAIDAS POR EL AGUAY SE DISUELVEN EN ELLA SE LLAMAN

HIDROFILICAS(amantes del agua)

LAS MOLECULAS NO POLARES (COMO LOS ACEITES Y LAS GRASAS)NO SON ATRAÍDAS POR EL AGUA Y POR LO TANTO NO

SE DISUELVEN EN ELLA.A ESTAS MOLECULAS SE LAS LLAMA

HIDROFÓBICAS

PROPIEDADES MOLECULARES

EL AGUA ES CONSIDERADA EL DISOLVENTE UNIVERSAL.DISUELVE BIEN SUSTANCIAS IONICAS Y POLARES,

COMO LA SAL COMUN, EL AZUCAR,NO DISUELVE SUSTANCIAS APOLARES, COMO

EL AZUFRE Y NO SE MEZCLA (INMISCIBLE) CONDISOLVENTES APOLARES, COMO EL HEXANO, EL

ACEITE.

Es el único compuesto que puede estar en los tres estados (sólido, líquido y gaseoso) a

las temperaturas que se dan en la Tierra.

También es el compuesto con el calor de vaporización más alto, 540 cal/gramo y con el calor específico más alto 1 cal/gramo.

EL AGUA ES ESENCIAL PARA TODOS LOS TIPOS DE VIDA QUECONOCEMOS.

SUS PRINCIPALES FUNCIONES BIOLOGICAS SON:

1. ES UN EXCELENTE DISOLVENTE. DISUELVE COMPUESTOSBIPOLARES Y SUSTANCIAS TOXICAS.MOLECULAS BIOLOGICAS NO SOLUBRES (LIPIDOS) FORMAN CONEL AGUA – DISPERSIONES COLOIDALES.

2. UN GRAN AGENTE QUIMICO, PARTICIPA EN LAS REACCIONESDE HIDRATACION, HIDROLIS Y OXIDACION-REDUCCION

SUS PRINCIPALES FUNCIONES BIOLOGICAS SON:

3. ES EL PRINCIPAL MEDIO DE TRANSPORTE DE SUSTANCIASNUTRITIVAS YA QUE PERMITE LA DIFUSION DE PARTICULAS DISUELTAS EN ELLA.

4. DEBIDO A SU ALTO CALOR ESPECIFICO, CONTROLA LOS CAMBIOSBRUSCOS EN LA TEMPERATURA DE LOS ORGANISMOS. ESTA PROPIEDAD PERMITE LA VIDA DE LOS SERES VIVOS EN UNA AMPLIA VARIEDAD DE AMBIENTES TERMICOS.

5. EN MUCHOS ORGANISMOS AYUDA A MANTENERLA ESTRUCTURA CELULAR

PROPIEDADES QUIMICAS DEL AGUA IMPORTANTES PARA LA VIDA:

TENSION SUPERFICIAL – FENOMENO POR EL CUAL LA SUPERFICIEDE UN LIQUIDO TIENDE A COMPORTARSE COMO SI FUERA

UNA DELGADA PELICULA ELASTICA.

ESTE EFECTO PERMITE A ALGUNOS INSECTOS DESPLAZARSEPOR ENCIMA DEL AGUA.

LA TENSION SUPERFICIAL ES LA CAUSANTE DE LA CAPILARIDADESTOS DOS FENOMENOS FISICOS CONTRIBUYEN, EN LAS

PLANTAS, AL ASCENSO DE AGUA Y LOS NUTRIENTES QUEABSORBEN POR LAS RAICES.

LA TENSION SUPERFICIALIMPIDE QUE SE HUNDAN

OBJETAS COMO UN ALFILERO HASTA CUERPOS GRANDES

COMO UNA FLOR.

TODAS LAS FORMAS DE VIDA CONOCIDAS DEPENDEN DEL AGUA.EL AGUA ES PARTE VITAL DE MUCHOS PROCESOS METABÓLICOS

DEL CUERPO. CANTIDADES SIGNIFICANTES DE AGUA SONUSADAS DURANTE LA DIGESTION DE LA COMIDA.

LOS SERES HUMANOS REQUIEREN AGUA POBRE EN SALES YOTRAS IMPUREZAS. ENTRE LAS IMPUREZAS TAMBIEN SECUENTAN SUSTANCIAS QUÍMICAS O MICROORGANISMOS

PERJUDICIALES.ALGUNOS SOLUTOS SON ACEPTABLES Y HASTA DESEABLES

PARA UN SABOR APROPIADO.EL AGUA ADECUADA PARA BEBER SE LLAMA

AGUA POTABLE.

EL CUERPO PIERDE AGUA POR MEDIO DE LA ORINA YLAS HECES, LA TRANSPIRACIÓN Y LA EXHALACIÓN DE VAPOR DE AGUA EN

NUESTRO ALIENTO.

EL AGUA ES UN RECURSO ESTRATÉGICO PARA MUCHOS PAÍSES.SE HAN PELEADO GUERRAS, COMO LA GUERRA DE LOS SEIS DÍAS

EN EL MEDIO ORIENTE, PARA PODER OBTENER UN MEJORACCESO AL AGUA.

SE ESPERAN MÁS PROBLEMAS DE ESTE TIPO EN ELFUTURO POR LA CRECIENTE POBLACION HUMANA,

LA CONTAMINACION Y EL CALENTAMIENTO GLOBAL.

El World Water Development Report (Reporte mundial del desarrollo del agua) de la UNESCO (2003) de su World Water Assessment Program (Programa mundial para la estimación del agua) indica que en los próximos 20 años, la cantidad de agua disponible para todos decrecerá en un 30%. El 40% de los habitantes del mundo actualmente no tiene la cantidad mínima necesaria para el mínimo aseo. Mas de 2.2 millones de personas murieron en 2000 por enfermedades relacionadas con el consumo de agua contaminada o por ahogamiento. En el 2004 el programa de caridad enfocado al agua WaterAid del Reino Unido reportó que un niño muere cada 15 segundos debido a las enfermedades relacionadas con el agua que podrían fácilmente evitarse.

POSIBLES SOLUCIONES PARA MEJORAR LADISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL MUNDO.

Tres posibles soluciones para mejorar la disponibilidad del agua son: producirla más, distribuirla mejor y

desperdiciarla menos.

Reducir el desperdicio del agua es otra opción. En algunas ciudades, como en Hong Kong, el agua de mar se usa extensivamente para limpiar los baños

para conservar el agua potable.

1.- EL AGUA ESTA FORMADA POR LOS SIGUIENTES ELEMENTOS.

A) CARBONO, HIDRÓGENO Y OXÍGENOB) OXÍGENO E HIDRÓGENO

C) HIDRÓGENO Y CARBONOD) OXÍGENO Y NITRÓGENO

2. EL AGUA ES UN ELEMENTO INDISPENSABLES PARA LOS SIGUIENTES SERES VIVOS:

A. PLANTAS Y ANIMALES

B. LOS HUMANOS Y LOS ANIMALES

C. TODOS LOS SERES VIVOS

D. LOS ORGANISMOS SUPERIORES

3. EL AGUA POR SER TAN ABUNDANTE NO HAY PELIGRO DE ESCASEZ A NIVEL MUNDIAL.

4. CUÁL DE LAS SIGUIENTES NO ES UNA FORMA DEL AGUA.

A. CIERTO

B. FALSO

A. HIELO

B. GRANIZOC. LLUVIA

D. LAS NUBES

E. NINGUNA DE LAS ANTERIORES

5. LA MAYOR PARTE DEL AGUA SOBRE LA TIERRA SE ENCUENTRA EN ….

6. EL AGUA QUE SE MUEVE SOBRE LA SUPERFICIE DE LA TIERRA SE LLAMA…

A. LOS MARES

B. LOS LAGOS Y RIOSC. AGUAS SUBTERRANEAS

D. HIELO EN LOS POLOS

A. TRANSPIRACIÓN

B. EVAPORACIÓNC. ESCORRENTÍA

D. GRANIZO

7.- EL AGUA QUE SE EVAPORA A TRAVES DE LOS TEJIDOS DE LAS PLANTAS SE LLAMA…

8. ES EL AGUA QUE SE INFILTRA EN LOS SUELOS FORMA ….

A. ESCORRENTIA

B. EVAPORACION

C. TRANSPIRACION

D. PRECIPITACION

A. ACUIFERO

B. LAGOS

C. EL GRANIZO

D. EL ROCIO

9. 9. ESTA POLARIDAD DE LA MOLECULA DE AGUA PERMITE QUE SE FORMEN ENLACES DE HIDROGENO ENTRE LAS MOLECULAS DE AGUA Y OTRAS SUSTANCIAS

A. CIERTO B. FALSO

10. ADHESION ES FUERZA DE ATRACCION QUE SUCEDE ENTRE LAS MOLECULAS DE AGUA Y OTRAS MOLECULAS

A. CIERTO B. FALSO

(POTENCIAL DE HIDROGENO)

EL PH

Concepto de pH

El pH es la medida de la concentración de iones hidrógeno en una solución

pH = - log [H+]

↑ pH [H+], alcalinización del medio pH ↑ [H+], acidificación del medio

pH y pOH

Valores de pH

¿Como funcionan los tampones?

MECANISMOS DE REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO – BÁSICO

Sistemas amortiguadores:Sistemas amortiguadores:

Bicarbonato.Bicarbonato. Fosfato.Fosfato.

Proteínas.Proteínas.

Sistema respiratorio.Sistema respiratorio.

Sistema renal.Sistema renal.

Soluciones reguladoras de

pH. En el organismo existen principalmente tres barreras defensivas:

1- Las soluciones Buffers

2- Los pulmones – Sistema Respiratorio

3- Los riñones – Sistema Renal

En este capítulo solo nos interesan las soluciones buffers puesto

que son las que se oponen a los cambios bruscos del valor de pH de

un organismo y permiten que este tenga un valor constante dentro

de ciertos límites.

Estas soluciones amortiguadoras ó buffers están constituidas por

una mezcla de dos sustancias:

1-Un ácido débil y la sal de dicho ácido con una base fuerte.

2- Una base débil y su sal con un ácido fuerte

BUFFERSBUFFERS

Si el pH de una solución permanece constante al agregarle cantidades Si el pH de una solución permanece constante al agregarle cantidades pequeñas de ácidos o bases fuertes, se dice que la solución está pequeñas de ácidos o bases fuertes, se dice que la solución está amortiguada.amortiguada.

La capacidad de una solución para resistir los cambios en pH se La capacidad de una solución para resistir los cambios en pH se conoce como conoce como capacidad amortiguadora.capacidad amortiguadora.

Los Los buffersbuffers o o soluciones amortiguadorassoluciones amortiguadoras son sustancias o mezclas son sustancias o mezclas de sustancias que tienen la particularidad de que al ser agregadas al de sustancias que tienen la particularidad de que al ser agregadas al agua generan un sistema que ante la adición de ácidos o de álcalis, el pH agua generan un sistema que ante la adición de ácidos o de álcalis, el pH se modifica muy poco.se modifica muy poco.

Los buffers son mezclas en agua de ácidos y sus sales o bases y sus Los buffers son mezclas en agua de ácidos y sus sales o bases y sus sales.sales.

BUFFERSBUFFERS

BUFFERSBUFFERS

El amortiguamiento más efectivo en una curva El amortiguamiento más efectivo en una curva de titulación ocurre cuando la concentración de de titulación ocurre cuando la concentración de un ácido débil y su base conjugada son iguales un ácido débil y su base conjugada son iguales (pH = pKa).(pH = pKa).

Los límites de amortiguamiento efectivo en una Los límites de amortiguamiento efectivo en una mezcla de ácido débil y su base conjugada es mezcla de ácido débil y su base conjugada es una unidad menor o mayor que el pKa.una unidad menor o mayor que el pKa.

BUFFERSBUFFERS

BUFFERSBUFFERS

Un ejemplo de la capacidad amortiguadora es el plasma sanguíneo de Un ejemplo de la capacidad amortiguadora es el plasma sanguíneo de los mamíferos (pH=7.4, constante).los mamíferos (pH=7.4, constante).

1 mL HCl 10 M + 1000 mL sol´n salina pH 7.0 a 2.01 mL HCl 10 M + 1000 mL sol´n salina pH 7.0 a 2.0

1 mL HCl 10 M + 1000 mL plasma sanguíneo pH 7.4 a 7.21 mL HCl 10 M + 1000 mL plasma sanguíneo pH 7.4 a 7.2

BUFFERSBUFFERS

El pH de la sangre es regulado por el COEl pH de la sangre es regulado por el CO22, sistema amortiguador de ácido , sistema amortiguador de ácido carbónico-bicarbonato (pH = 7.4).carbónico-bicarbonato (pH = 7.4).

La capacidad amortiguadora de la sangre depende del equilibrio entre:La capacidad amortiguadora de la sangre depende del equilibrio entre:

El bióxido de carbono gaseoso (COEl bióxido de carbono gaseoso (CO22) que se encuentra en los espacios ) que se encuentra en los espacios con aire en los pulmones.con aire en los pulmones.

El COEl CO22 acuoso producido por la respiración de los tejidos y disuelto en la acuoso producido por la respiración de los tejidos y disuelto en la sangre.sangre.

El ácido carbónico (HEl ácido carbónico (H22COCO33).).

El anión bicarbonato (HCOEl anión bicarbonato (HCO33--).).

Amortiguador de las proteínas.

Este está dado por su carácter anfótero, que consiste en Este está dado por su carácter anfótero, que consiste en su capacidad de ceder o captar hidrogeniones de acuerdo su capacidad de ceder o captar hidrogeniones de acuerdo a las características del medio en que se encuentren. Las a las características del medio en que se encuentren. Las proteínas poseen grupos que en un medio alcalino ceden proteínas poseen grupos que en un medio alcalino ceden hidrogeniones, mientras que cuando se encuentran en un hidrogeniones, mientras que cuando se encuentran en un medio ácido captan hidrogeniones. medio ácido captan hidrogeniones.

Sistema renalSistema renal

El riñón proporciona el mecanismo regulador del pH más eficaz por su El riñón proporciona el mecanismo regulador del pH más eficaz por su alta ganancia, ya que elimina del organismo los excesos, tanto de alta ganancia, ya que elimina del organismo los excesos, tanto de hidrogeniones, como de bicarbonato, genera nuevo bicarbonato y su hidrogeniones, como de bicarbonato, genera nuevo bicarbonato y su acción no tiene límite de tiempo. En condiciones de pH normal el riñón acción no tiene límite de tiempo. En condiciones de pH normal el riñón elimina el exceso de hidrogeniones en un proceso que se inicia con la elimina el exceso de hidrogeniones en un proceso que se inicia con la entrada a la célula del bióxido de carbono, el cual se une al agua del entrada a la célula del bióxido de carbono, el cual se une al agua del citoplasma de la célula de la pared tubular dando lugar al ácido citoplasma de la célula de la pared tubular dando lugar al ácido carbónico, que se disocia en bicarbonato e hidrógeno. Esta reacción es carbónico, que se disocia en bicarbonato e hidrógeno. Esta reacción es catalizada por la anhidrasa carbónica .catalizada por la anhidrasa carbónica .