Búferes importantes en los sistemas vivos

Un tampón es una sustancia química que ayuda a mantener un pH relativamente constante en una solución, incluso ante la adición de ácidos o bases. El almacenamiento intermedio es importante en los sistemas vivos como un medio para mantener un entorno interno bastante constante, también conocido como homeostasis. Las moléculas pequeñas como el bicarbonato y el fosfato proporcionan capacidad amortiguadora al igual que otras sustancias, como la hemoglobina y otras proteínas.

El mantenimiento del pH de la sangre se regula mediante el tampón de bicarbonato. Este sistema consta de iones de ácido carbónico y bicarbonato. Cuando el pH de la sangre cae en el rango ácido, este tampón actúa para formar gas dióxido de carbono. Los pulmones expulsan este gas fuera del cuerpo durante el proceso de respiración. En condiciones alcalinas, este tampón devuelve el pH a neutral al provocar la excreción de iones de bicarbonato a través de la orina.

El sistema de tampón de fosfato actúa de manera similar al tampón de bicarbonato, pero tiene una acción mucho más fuerte. El entorno interno de todas las células contiene este tampón que comprende iones de fosfato de hidrógeno e iones de fosfato de dihidrógeno. En las condiciones en las que el exceso de hidrógeno entra en la célula, reacciona con los iones de fosfato de hidrógeno, que los acepta. En condiciones alcalinas, los iones de dihidrógeno fosfato aceptan el exceso de iones de hidróxido que ingresan a la célula.

Las proteínas consisten en aminoácidos que se mantienen unidos por enlaces peptídicos. Los aminoácidos poseen un grupo amino y un grupo ácido carboxílico. A pH fisiológico, el ácido carboxílico existe como ión carboxilato (COO^-) con carga negativa y el grupo amino existe como NH³⁺ ion. Cuando el pH se vuelve ácido, el grupo carboxilo absorbe el exceso de iones de hidrógeno para volver a la forma de ácido carboxílico. Si el pH de la sangre se vuelve alcalino, hay una liberación de un protón del NH³⁺ ion, que toma el NH₂ formulario.

El pigmento respiratorio presente en la sangre, la hemoglobina, también tiene una acción amortiguadora dentro de los tejidos. Tiene la capacidad de unirse a los protones o al oxígeno en un momento dado. La unión de uno libera al otro. En la hemoglobina, la unión de protones ocurre en la porción de globina mientras que la unión de oxígeno ocurre en el hierro de la porción hemo. En el momento del ejercicio se generan protones en exceso. La hemoglobina ayuda en la acción amortiguadora uniendo estos protones y liberando simultáneamente oxígeno molecular.