Importancia Biomédica del Equilibrio Ácido Base

El mantenimiento del equilibrio ácido-base es fundamental para la fisiología humana, ya que permite que las funciones celulares se desarrollen en un entorno químico estable. En términos biomédicos, el pH sanguíneo debe mantenerse dentro de un rango estrecho (7,35–7,45), dado que incluso variaciones pequeñas pueden producir alteraciones importantes en la actividad de las enzimas, la estructura de las proteínas, la excitabilidad neuromuscular y la conducción eléctrica del corazón. Cuando el pH cae por debajo de 7,35 se considera acidosis, mientras que valores por encima de 7,45 indican alcalosis, ambos estados potencialmente mortales si no se corrigen (Rodwell et al., 2018). Desde el punto de vista clínico, un desequilibrio ácido-base puede estar relacionado con enfermedades respiratorias, renales, trastornos metabólicos o la administración de ciertos fármacos. La producción continua de ácidos en el cuerpo, como el dióxido de carbono (CO₂), el ácido láctico, el ácido fosfórico o los cuerpos cetónicos, debe ser neutralizada o excretada adecuadamente para preservar la homeostasis (Barba, s.f.). Además, el equilibrio ácido-base está íntimamente relacionado con la capacidad del organismo para intercambiar gases, filtrar sangre y regular electrolitos, siendo por ello un parámetro clínico central en la atención médica intensiva y en situaciones de emergencia. Cualquier alteración puede reflejar o desencadenar un desequilibrio sistémico grave.

Producción y función de los amortiguadores (buffers o tampones)

El organismo posee varios mecanismos que regulan el equilibrio ácido-base, siendo el sistema de tampones o buffers la primera línea de defensa contra las alteraciones del pH. Los tampones son soluciones que contienen un ácido débil y su base conjugada, capaces de captar o liberar iones hidrógeno (H⁺) para mantener un pH estable ante la adición de ácidos o bases (Rodwell et al., 2018).

Principales sistemas amortiguadores fisiológicos:

1. Sistema bicarbonato/ácido carbónico: Es el buffer extracelular más importante del organismo. Su eficacia radica en su abundancia y en su interacción con el sistema respiratorio, ya que el CO₂ (que se transforma en ácido carbónico) puede eliminarse fácilmente por los pulmones. Este sistema se basa en el equilibrio reversible:

La relación entre bicarbonato y dióxido de carbono disuelto permite calcular el pH mediante la ecuación de Henderson-Hasselbalch:

Este sistema neutraliza tanto ácidos como bases añadidas, y su regulación está a cargo de los pulmones (que controlan el CO₂) y los riñones (que excretan o reabsorben bicarbonato) (Rodwell et al., 2018).

2. Sistema hemoglobina/oxihemoglobina (Hb/HbO₂)

La hemoglobina, además de transportar oxígeno, actúa como un buffer intracelular eficaz gracias a los grupos imidazólicos de sus residuos de histidina. La forma desoxigenada (Hb) acepta iones H⁺ liberados durante el transporte de CO₂ desde los tejidos hacia los pulmones, favoreciendo la liberación de oxígeno donde se necesita (Barba, s.f.).

3. Sistema fosfato (H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻) 

Este sistema actúa principalmente en el líquido intracelular y en la orina, donde contribuye al mantenimiento del pH tubular y a la excreción de ácidos fijos. Aunque es menos abundante que el bicarbonato, es muy eficaz en medios con menor volumen, como el medio intracelular (Rodwell et al., 2018).

4. Proteínas intracelulares y plasmáticas

Muchas proteínas contienen grupos funcionales que pueden actuar como ácido o base, amortiguando los cambios de pH. La albúmina, por ejemplo, es una proteína plasmática con capacidad amortiguadora importante en sangre, gracias a sus residuos amino y carboxilo. El equilibrio ácido-base es un eje fundamental de la homeostasis, y su alteración puede tener consecuencias graves. El cuerpo humano cuenta con un sistema sofisticado de amortiguadores químicos que actúan en segundos para contrarrestar los cambios de pH. Su funcionamiento se complementa con respuestas respiratorias (en minutos) y renales (en horas o días), formando un sistema integral de regulación.

Referencias