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Instituto Politécnico Nacional
Escuela de Medicina y Homeopatía
Bioquímica Humana I
Práctica 4: Regulación del equilibrio ácido-básico
Espinosa Sierra Karina
González Rentería Luis Gerardo
López Calixto Vicente Alexis
Gallegos Olmedo Ammisaddai
Biol. Daniel Candelas Villagómez
Ciudad de México, septiembre 15 de 2017
Introducción
Se realizaron 2 experimentos que consistieron en medir el pH de la orina de dos
integrantes del equipo, uno de ellos realizo ejercicio intenso y a partir de ahí, se
compararon 5 muestras de orina con una tomada previa al ejercicio; el sujeto 2
aportó el mismo número de muestras de orina, a diferencia del primero, este tomo
250 ml de bicarbonato de sodio y no realizó ejercicio intenso.
Marco teórico
Los términos acidosis y alcalosis se utilizan para describir situaciones anormales
que aparecen por existir un exceso de ácido o de álcali (base) en la sangre.
También se emplea para su descripción el concepto de trastornos del equilibrio
ácido-base, siendo sus causas variadas.
Se considera normal aquel valor de pH que se mantiene dentro de unos márgenes
estrechos, entre 7.35 y 7.45, de tal manera que así se garantiza el normal
funcionamiento de los distintos procesos metabólicos, a la vez que se permite un
transporte y liberación normal del oxígeno a los tejidos. Se está ante una acidosis
cuando el pH sanguíneo cae por debajo de 7.35, mientras que se está ante una
alcalosis cuando el pH es superior a 7.45. Son muchas las situaciones o
enfermedades que pueden hacer variar el pH, situándolo más allá de los límites
anteriormente citados.
En condiciones normales, el metabolismo del organismo genera importantes
cantidades de ácidos que deben ser eliminados para mantener un pH correcto. La
mayor parte del componente ácido está representada por el ácido carbónico,
formado a partir de dióxido de carbono (CO2) y agua. También se producen ácido
láctico, cetoácidos y otros ácidos orgánicos, aunque en cantidades menores.
Los principales órganos implicados en la regulación del pH sanguíneo son los
pulmones y los riñones.
Los pulmones contribuyen a la eliminación de ácidos del organismo expulsando
CO2. El organismo puede modificar la frecuencia respiratoria con la finalidad de
alterar a su vez la cantidad de CO2 exhalado; este mecanismo permite modificar
el pH sanguíneo en unos minutos.
Los riñones por su parte excretan ciertas sustancias ácidas por la orina;
además, contribuyen a regular la concentración de bicarbonato (HCO3-, una
base) en la sangre. Las alteraciones ácido-base debidas a aumentos o
disminuciones de HCO3- tienen lugar más lentamente que los cambios en el
CO2, de varias horas a semanas.
Ambos mecanismos tienen lugar simultáneamente manteniendo en personas
sanas el pH sanguíneo entre unos márgenes muy estrechos y controlados.
Los sistemas tampón son capaces de resistir a las variaciones de pH y
contribuyen a regular las concentraciones de ácido y de base del organismo. Los
principales sistemas tampón en la sangre son la hemoglobina (en los hematíes),
las proteínas plasmáticas, el bicarbonato y los fosfatos.
Las cantidades absolutas de ácidos y bases son menos importantes que el
balance que existe entre ellas y que sus efectos en el pH sanguíneo (véase Figura
1).
La acidosis tiene lugar cuando el pH de la sangre se sitúa por debajo de 7.35, y
puede obedecer a:
Aumento de la producción de ácidos
Consumo de sustancias que se metabolizan a ácidos
Disminución de la eliminación de ácidos del organismo
Aumento de la excreción de bases
La alcalosis tiene lugar cuando el pH es superior a 7.45, y puede ser debida a:
Trastornos electrolíticos causados por ejemplo por vómitos prolongados
o deshidratación severa
Administración o consumo de bases
Hiperventilación (con aumento de la eliminación de ácidos en forma de CO2)
Cualquier situación que afecte a los pulmones, riñones, al metabolismo o a la
respiración puede potencialmente causar acidosis o alcalosis. En la figura
siguiente se representa como se establece el balance normal entre ácidos y bases
en el organismo.
Puntos importantes:
El pH de la sangre debe mantenerse entre 7.35 y 7.45.
El objetivo que se fija el organismo es el de mantener un balance constante
entre la entrada de ácidos y bases (ya sea incorporados desde el exterior o
producidos en el propio organismo) y la eliminación de ácidos y bases.
Las alteraciones de este equilibrio conducen a acidosis (el tanque de ácidos
desborda) o a alcalosis (desborda el tanque de bases).
El balance puede restablecerse aumentando la eliminación (vaciado más rápido
de los tanques) y/o disminuyendo la entrada a los mismos.
Los trastornos del equilibrio ácido-base se dividen en dos grandes categorías:
Los que afectan al sistema respiratorio y originan cambios en la concentración
de CO2, se conocen como acidosis respiratorias (pH disminuido) o alcalosis
respiratorias (aumento de pH). Los trastornos del equilibrio ácido-base de tipo
respiratorio suelen obedecer a enfermedades pulmonares o a otras
enfermedades que repercuten sobre el proceso normal de la respiración.
En los casos en los que se altera la concentración de HCO3- se está ante
cuadros de acidosis metabólica (pH bajo) o de alcalosis metabólica (pH alto).
Los trastornos ácido-base de tipo metabólico pueden ser debidos, entre otras
causas, a enfermedades renales, a trastornos electrolíticos, a vómitos
o diarreas severos, a la toma de ciertos fármacos y sustancias tóxicas y a
enfermedades que afectan al metabolismo (por ejemplo, la diabetes).
Objetivo
El alumno observará los mecanismos reguladores del equilibrio acido-básico que
llevan a cabo el pulmón y el riñón ante condiciones que tienden a alterarlo.
Material y método
12 vasos desechables de 250 ml
12 tiras reactivas para pH Merck
250 ml de solución de bicarbonato de sodio al 3%
2.5 litros de agua
Experimento 1: Participación del aparato respiratorio y el renal en el con trol del pH del organismo humano
1. Un alumno de cada equipo desayunará o comerá normalmente evitando la
ingestión de jugos ácidos.
2. Una hora antes de la práctica tomará 500ml de agua y durante este tiempo
puede orinar pero desechará la orina.
3. Al iniciar la práctica, deberá ingerir otros 500ml de agua y acudirá al baño
para depositar orina en un vaso desechable de 250ml, determinar el pH de
la orina con un a tira reactiva.
4. Después de orinar el alumno volverá a ingerir otros 500ml de agua y
enseguida realizará un ejercicio muscular intenso, puede subir y bajar
escaleras o trotar durante 15 min.
5. Al término del tiempo del ejercicio, volverá a orinar y le medirá nuevamente
su pH.
6. A partir de este momento el alumno ya no podrá ingerir agua y se
recolectarán muestras de orina cada 15 minutos hasta obtener un total de
5. Determinar el pH de cada muestra.
Experimento 2: Medición del pH en diferente soluciones
1. Un alumno de cada equipo desayunará o comerá normalmente evitando la
ingestión de jugos ácidos.
2. Una hora antes de la práctica tomará 500ml de agua y durante este tiempo
puede orinar pero desechará la orina.
3. Al iniciar la práctica, deberá ingerir otros 500ml de agua y acudirá al baño
para depositar orina en un vaso desechable de 250ml, determinar el pH de
la orina con un a tira reactiva.
4. Después de orinar, este alumno ingerirá 250ml de una solución de
bicarbonato de sodio al 3%. A partir de este momento se recolectarán
muestras de orina cada 15 minutos hasta obtener un total de 5 y se le
medirá su pH. Ya no se debe ingerir agua de aquí en adelante hasta
terminar la práctica.
5. Con los resultados obtenidos, realizar una gráfica de pH contra tiempo,
interpretar los resultados y discutirlos en el equipo.
Resultados
Experimento 1
Experimento 2
Cuestionario 1. ¿Cuáles son los sistemas amortiguadores del organismo?
Tenemos el sistema bicarbonato/acido carbónico, sistema de fosfato y de proteínas.
2. ¿Cuál de los sistemas mencionados es el que actúa en a práctica?
Observamos el sistema de bicarbonato/acido carbónico.
3. Explica los mecanismos de compensación pulmonar y renal?
El sistema respiratorio permite controlar la presión parcial del CO2 de los pulmones. Los riñones permiten ajustar (HCO3-) del plasma sanguíneo.
4. ¿Qué tipo de alteración acido-base se presenta en el experimento 1 y como la compensa el organismo?
El organismo presenta una alteración en el ph siendo más acido que el de un principio.
5. ¿Qué tipo de alteración acido-base se presenta en el experimento 2 y como la compensa el organismo?
En este experimento se observa un cambio en el ph siendo este mas alto por lo tanto siendo más alcalino .
6. ¿Por qué es importante que se mantenga constate, dentro de ciertos límites, el pH sanguíneo?-Para una correcta formación de proteínas -reacciones donde el h+ es producto o reactivo -liberación de O2 de la HbConclusiones
Karina: En esta práctica fuimos capaces de identificar los mecanismos de
regulación de en el organismo. Mediante el primer experimento se pudo apreciar la
actuación de la enzima anhidrasa carbónica de los eritrocitos para regular el pH
bajo en la sangre después de ejercicio intenso, así también, en el segundo
experimento se observó el papel del riñón al eliminar el exceso de sustancias que
modifican el pH y afecta al organismo.
Luis: Fue posible en esta práctica para nosotros observa como es que se dan
algunas reacciones de equilibrio acido-base y darnos una idea de cómo funcionan
en el cuerpo dando resultados efectivos y rápidos a la hora de trastornos del pH
junto con los eritrocitos y como es que los riñones pulmones trabajan para siempre
conseguir el equilibrio del pH en el organismo.
Alexis: En esta práctica pudimos echar andar nuestra teoría sobre reacciones
acido-base y como estas trabajan en nuestro cuerpo para tener un equilibrio
optimo para una buena función de todo el organismo, así mismo observamos
cómo es que la sangre es un amortiguador y como funciona al igual la importancia
que tiene los riñones a la hora que se dan los trastornos de pH.
Ammisaddai: Al poner en práctica nuestros conocimientos sobre equilibrio acido-
base pudimos comprobar y darnos una idea más general de cómo es que nuestro
cuerpo trabaja con las reacciones acido-base y como es que siempre llega al
equilibrio para tener un buen funcionamiento de todos tus órganos así como es
que trabaja la sangre como amortiguador y como es que funcionan los riñones y
pulmones en el equilibrio de pH.
Contribuciones
Karina:
https://www.youtube.com/watch?v=9si7_K_4mKM
Luis:
https://www.youtube.com/watch?v=FChCubiuyYQ
Alexis:
Ammisaddai:
Bibliografía
[GUYTON A. C HALL J.E. Tratado de Fisiología Médica. Interamericana, Madrid ,
9na edición:2000
[Inorganic Chemistry (3rd edición). Oxford University Press. 1999. ISBN
0198503318. Capítulo 5: Acids and Bases ]
Labtestsonline.es. (2017). Labtest - Acidosis y Alcalosis. [online] Available at:
http://www.labtestsonline.es/condition/Condition_AcidosisAlkalosis.html
[Accessed 17 Sep. 2017].
Nelson, D. and Cox, M. (n.d.). Lehninger principles of biochemistry.
