Anatomia y Fisiologia (555)

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536 Anatomía y Fisiología Humana
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mera línea de defensa que la resistencia a los cambios
de pH.
Para entender mejor cómo funcionan los sistemas
de amortiguadores químicos, revisaremos las definicio-
nes de los ácidos débiles y fuertes, y de las bases. Re-
cuerda que los ácidos son donantes de protones (H+),
y que la acidez de una solución refleja sólo los iones
libres de hidrógeno y no aquellos que están unidos
por aniones. Los ácidos fuertes se disocian completa-
mente y liberan sus protones al agua. En consecuen-
cia, pueden provocar grandes cambios en el pH. Por el
contrario, los ácidos débiles como el ácido carbónico
se disocian sólo parcialmente, por lo que tienen un
efecto mucho más ligero en el pH de una solución (Fi-
gura 15.12). Sin embargo, los ácidos débiles son muy
eficaces en la prevención de los cambios de pH, ya
que están forzados a disociarse y liberar más protones
cuando el pH aumenta por encima del nivel adecuado.
Esta característica les permite desempeñar un papel
muy importante en el sistema de amortiguadores quí-
micos.
Recuerda también que las bases son aceptores de
protones o iones de hidrógeno. Las bases fuertes como
los hidróxidos se disocian fácilmente en agua y retie-
nen los protones, pero las bases débiles como los iones
bicarbonatos (HCO3) y el amoniaco (NH3) son menos
propensos a aceptar protones. Sin embargo, si el pH
disminuye, la base débil se hace “más fuerte” y em-
pieza a retener más iones de hidrógeno. Por lo tanto,
al igual que los ácidos débiles, éstos son miembros va-
liosos de los sistemas de amortiguadores químicos.
Los tres sistemas de amortiguadores químicos
más importantes del cuerpo son los bicarbonatos, los
fosfatos y los sistemas de amortiguadores proteínicos,
que ayudan a mantener el pH de uno o más compar-
timentos de fluidos. Trabajan todos en conjunto, y
cualquier cosa que provoca un cambio en la concen-
tración de H+ en un compartimento, también lo hace
en los otros. Por lo tanto, los cambios en el pH se re-
sisten en el sistema de amortiguadores de bicarbona-
tos. Como consecuencia de que los tres sistemas tra-
bajan de forma similar, examinar uno sólo, el sistema
de amortiguadores de bicarbonatos, que es tan im-
portante al prevenir cambios en el pH de la sangre,
debería ser suficiente.
El sistema de amortiguadores de bicarbona-
tos es una mezcla de ácido carbónico (H2CO3) y su
sal, el bicarbonato de sodio (NaHCO3). El ácido car-
bónico es un ácido débil, por lo que no se disocia
mucho en soluciones neutras o ácidas. Por lo tanto,
cuando un ácido fuerte, como el ácido clorhídrico
(HCl) se añade, la mayor parte del ácido carbónico
permance intacto. Sin embargo, los iones bicarbona-
tos (HCO3
–) de la sal actúan como base para retener
el H+ liberado por el ácido fuerte, formando ácido
carbónico
HCl � NaHCO3 ⎯→ H2CO3 � NaCl
ácido base ácido sal
fuerte débil débil
El ácido fuerte se convierte (de forma eficaz) en dé-
bil, por lo que el pH de la solución sólo disminuye li-
geramente.
De forma similar, si una base fuerte como el hi-
dróxido de sodio (NaOH) se añade a una solución que
contiene un sistema de amortiguadores de bicarbona-
tos, el NaHCO3 no se disociará en condiciones tan al-
calinas. Sin embargo, el ácido carbónico será forzado a
disociarse más por la presencia de la base fuerte (libe-
rando más H+ para unirse con el OH– liberado por la
NaOH).
NaOH � H2CO3 ⎯→ NaHCO3 � H2O
base ácido base agua
fuerte débil débil
H2CO3
H+
H2CO3
H2CO3H
+
H+
CI–
CI–
CI–
CI–
CI–CI–
H+
H+
H+
H+
H+
H+
(a) (b)
H2CO3
H2CO3
HCI
HCO –3
HCO –3CI–
F I G U R A 1 5 . 1 2 Disociación de los ácidos
fuertes y débiles. (a) Cuando un HCl, un ácido fuerte, 
se añade al agua, se disocia completamente en sus iones
(H� y Cl�). (b) Por el contrario, la disociación de H2CO3, 
un ácido débil, es muy incompleta y algunas moléculas 
de H2CO3 no se disocian (símbolos de los círculos verdes)
en la solución.