bioquimica 2

ASOCIACIÓN UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD PRIVADA PRIVADA SAN JUAN BAUTIST BAUTISTA A ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA PRACTICA N. O2 JESUS MEJIA TORBISCO CURSO BIOQUIMICA MEDICA

INTRODUCCION

En los organismos vivos se están produciendo continuamente ácidos orgánicos que son productos finales de reacciones metabólicas, catabolismo de proteínas y otras moléculas biológicamente activas. Mantener el pH en los fluidos intra y extracelulares es fundamental puesto que ello influye en la actividad biológica de las proteínas, enimas, !ormonas, la distribución de iones a través de membranas, etc" #a manera en que podemos regular el pH dentro de los límites compatibles con la vida son$ %& los tampones fisiológicos y '& la eliminación de ácidos y bases por compensación respiratoria y renal. #os tampones fisiológicos son la primera línea de defensa frente a los cambios de pH de los líquidos corporales, entre los que destacan$ el tampón fosfato, el tampón bicarbonato y el tampón !emoglobina.

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MARCO TEORICO (na propiedad importante de los aminoácidos, consecuencia del !ec!o de que todos ellos tienen grupos carboxilo )*+H& y grupos amino )*-H'& es su conducto como electrolitos. Es costumbre considerar los grupos +H como de naturalea acdica y los grupos -H' como de carácter básico. Hemos estudiado en las clases teóricas el comportamiento de los aminoácidos como iones dipolares y la conducta de ellos durante su titulación con ácido y álcalis de modo que se comportan como verdaderas sustancias tampones, amortiguadores / buffers, para el sostenimiento del pH del medio interno dentro de estrec!os límites )0.12 a 0.32&. Explicamos también el comportamiento amortiguador del ion dipolar glicina al a4adirle iones H5 o al a4adirle H* impidiendo las variaciones bruscas del pH sanguíneo. #a representación de un aminoácido tal como la glicina por la fórmula -H'+H'+H sugiere que se trata de una sustancia en la que el grupo amino act6a como una base con7ugada y el grupo +H como un ácido. 8e !a observado, sin embargo, que esta formulación no es la correcta del estado iónico de un aminoácido en solución acuosa. #a verdadera representación es aquella que dimos del ion dipolar )9& y que es la siguiente$ )Estructura 9&

:

H + +H Estructura )9&

-H1

H Estructura );&

: + +* -H'

< que es la forma en la cual se encuentran en el torrente circulatorio, es decir, al pH fisiológico )0.3& los grupos carboxilo existen como la base con7ugada, esto es, como ión carboxilato :*+*= y al mismo pH, la mayoría de los grupos amínicos están predominantemente en la forma protónica :*-H15 #a estructura )9& iónica es la prevalente en la sangre y en la mayoría de los te7idos. #a estructura );& no puede existir a ning6n pH. #a conveniencia nos ense4a sin embargo que la estructura );& se use por raones didácticas y para explicar la mayoría de las ecuaciones que entra4an reacciones distintas a las de los equilibrios protónicos. #a contribución más importante a la conducta de una proteína como electrolito procede de los grupos ioniables existentes en las cadenas laterales de los aminoácidos. #a curva de titulación de una proteína / aminoácido con ácido / álcali vendrá determinada en gran medida por el n6mero de cada uno de estos grupos ioniables de las cadenas laterales de sus unidades de aminoácidos. >or estas raones las soluciones de proteínas tienen una poderosa capacidad tampón.

Esta propiedad amortiguadora es de importancia decisiva en los sistemas biológicos y !a sido estudiada con especial cuidado con relación a los amortiguadores de la sangre !umana cuyo pH es controlado dentro de estrec!os límites, tal como les expliqu? en la clase teórica. #es di7e que los valores de pH sanguíneo varían dentro de lo normal entre


0.12 a 0.32, cuando la sangre alcana valores por deba7o de 0.12 se produce acidosis= y cuando los valores de pH se elevan por encima de 0.32 se produce alcalosis. #a sangre contiene otros dos sistemas tampones que son$ %& El 8istema bicarbonato@9cido carbónico )pA$ B,%& '& El sistema fosfato monos/dico@dis/dico )pA$ B,C& #a proteína más importante de la sangre del ser !umano es la Hemoglobina que tiene gran capacidad tampón en la proximidad del pH 0.3, lo cual se debe a su elevado contenido de !istidina )grupo imidaol& 9proximadamente el BD de la capacidad tampón de la sangre total se debe a la Hb, y un 'D es atribuible a las proteínas del plasma )seroalbFminas y globulinas&. :ecordemos que seg6n lo propuesto por ;ronsted$ un ácido es una sustancia que al ioniarse genera iones Hidrógeno, H5, una base es toda sustancia capa de aceptar estos iones !idrógeno. +omo los Gcidos ceden protones y las bases los captan, a cada ácido le corresponde, como es lógico, una base con7ugada. Es decir, si un ácido cede un protón, el ion, así formado, puede captarlo de nuevo comportándose como base. >or lo tanto, los procesos de cesión / captura de protones transcurren de forma reversible$

9cido

+esi/n de protones 9H captación de protones ;ase

9*

5

H5

El ácido y la base con7ugada forman un par ácido@base. #as soluciones que contienen Gcidos débiles y sus sales se llaman soluciones tampón, buffers / amortiguadores. 8u finalidad es impedir / amortiguar las bruscas variaciones del pH. El pH de una solución amortiguadora puede calcularse utiliando la ecuación de Henderson*Haselbac!$ 89# pH  pA 5 log ************ 9+IJ 9 partir de esta ecuación se deduce que el pH de una disolución tampón depende de la naturalea del Gcido que la integra y de la proporción entre la sal y el Gcido )logaritmo de la relación entre ambos& y no de las concentraciones absolutas de cada uno de estos componentes. #a eficacia amortiguadora es máxima cuando el cociente de la relación sal@Gcido es próximo a la unidad. El ob7etivo de la presente prGctica es demostrar la capacidad tampón de un sistema amortiguador empleando un Gcido débil y la sal del Gcido débil y estudiar la curva de titulaci/n / valoración de un Gcido débil H9, como el Gcido ac?tico )D.%-& y una base fuerte -aH D.%- y las variaciones del pH con respecto a diferentes proporciones relativas

entre la sal y el Gcido de una solución tampón. )el pAa del Gcido ac?tico es 3.0B& antes de agregar la base, el pH se debe solamente a la presencia del Gcido. >ero tan pronto como se a4ade algo de la base )-aH D.%-&, ésta reacciona con una cantidad equivalente del Gcido y forma una cantidad equivalente de sal y agua. El Gcido débil más su sal disuelta constituyen una solución tampón )par amortiguador&, cuyo pH puede calcularse mediante el uso de la ecuación de H*H$ pH  pA K log sal@Gcido. 8e determinará el pH con el potenciómetro y se evaluarán los cambios en el pH con la adición de vol6menes definidos de una base conocida )-aH D.%-&. Lraficaremos en un sistema de coordenadas cartesianas los valores de pH vs los ml de base agregados y obtendremos así la curva de


titulaci/n para el Gcido. 8e empleará el equipo potenciómetro para determinar el pH, instrumento que determina el pH en función de la fuera electromotri )p de -ernst& de una celda formada por un electrodo de referencia, la solución problema y un electrodo de vidrio muy sensible a los !idrogeniones.

OBJETIVO

Jeterminar como funciona una solución de tampón , asi como la importancia de los tampones fisiológicos en el organismo !umano

MATERIALES >otenciómetro. ;eaers de 2D ml de vidrio )%% para cada mesa de traba7o&. ;aguetas de vidrio )1 por cada mesa&. >ipetas de %D ml graduadas %@%D )1 por cada mesa&. 9gua destilada. 8olución de +H1*+H D.%-. 8olución de -aH D.%-. >apel milimetrado / cuadriculado

PROCEDIMIENTO


>9:NE EO>E:IME-N9#$ Meclar los vol6menes de +H1*+H D.%- y de -aH D.%- con agua destilada se4alados en la tabla siguiente, meclar bien y luego medir el pH en cada uno de los %% beaers con el potenciómetro$ BEAKER N.

AC.ACETICO 0,1 N (ml)

NaOH 0,1 N(ml)

% ' 1 3 2 B 0 C P %D %%

'D 'D 'D 'D 'D 'D 'D 'D 'D 'D 'D

D ' 3 B C %D %' %3 %B %C 'D

AGUA DESTILADA (ml) 'D %C %B %3 %' %D C B 3 ' D

pH

En cada mesa los alumnos construirán su gráfica de valoración colocando en las coordenadas los valores de pH en orden creciente y en el e7e de las abscisas los vol6menes de -aH D.%- a4adidos en cada beaer.


CONCLUSIONES (n aspecto fundamental en la fisiología de todos los organismos es la !omeostasis o capacidad para mantener una situación de equilibrio dinámico favorable. En este fenómeno tiene gran importancia los sistemas amortiguadores que equilibran la presencia de sustancias ácidas y básicas para mantener el pH dentro de los límites fisiológicos. #os ob7etivos de la presente práctica son el conocimiento de conceptos elementales )ácido, base, pH, pA, amortiguador, etc.& así como entender la base química del funcionamiento de los tampones fisiológicos.

CUESTIONARIO

%.* Lraficar la curva de valoración del Gcido ac?tico D.%- vs. -aH D.%-. '.* Identificar el punto de semi*valoraci/n y máxima capacidad tampón. 1.* Explique que es un par tampón, como funciona y porqué las proteínas sanguíneas son amortiguadores. (n tampón, buffer , solución amortiguadora o solución reguladora es la mecla en concentraciones relativamente elevadas de un ácido débil y su base con7ugada, es decir, sales !idrolíticamente activas. Nienen la propiedad de mantener estable el pH de una disolución frente a la adición de cantidades relativamente peque4as de ácidos o bases fuertes. Este !ec!o es de vital importancia, ya que meramente con un leve cambio en la concentración de !idrogeniones en la célula se puede producir un paro en la actividad de las enimas. #as proteinas tienen un comportamiento anfótero y ésto las !ace capaces de neutraliar las variaciones de pH del medio, ya que pueden comportarse como un ácido o una base y por tanto liberar o retirar protones )H 5& del medio donde se encuentran.


3.* Jescriba las principales sustancias amortiguadoras del organismo !umano. 8aliva pH B K 0 Qugo gástrico pH % K 1.2 Qugo pancreático pH C K C.' ;ilis pH 0.C #ec!e pH B.2 K 0 rina pH 0.3 * C.3 8angre pH 0.11 * 0.32 #íquido ruminal pH 2.2 K 0 #íquido abomasal pH ' K 1 Rluido vaginal pH 1.C * 3.2 8emen masculino pH 0.' * C.D 8ecreción intestinal pH 0.2 K C 8udor pH 2.2 #íquido 9mniótico pH 0 * 0.2 #ágrimas pH 0.2 Somito pH 1.C Heces pH B K 0 +erumen pH B.% >lasma sanguíneo pH 0.3D


BIBLIOGRAIA

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