SEMANA 1 EL pH El pH se define como la concentración de iones

SEMANA 1
EL pH
El pH se define como la concentración de iones hidrogeniones. Nos da idea
de la acidez (pH entre 0.1 -6.9), de la basicidad (pH entre 7.1 - 14) o de la
neutralidad (pH 7.0) de una sustancia o medio.
Se pude determinar en forma cualitativa a través de indicadores ácidobase, los cuales cambian de color de acuerdo con el pH y en forma
cuantitativa mediante el pH-metro que da el valor exacto del pH.
EL PH EN LOS ORGANISMOS VIVOS
A nivel biológico, el pH es de gran importancia , ya que muchas de loa
procesos o reacciones que ocurren en los seres vivos están influenciados o
regulados por el pH, así por ejemplo el cultivo de microorganismos
requiere de un control de pH muy riguroso puesto que si este varia se
mueren los microorganismos; la clase de cultivo que se siembra depende
en gran medida del pH del suelo en el que se vaya a cultivar; los
medicamentos y alimentos tienen un pH para su duración y acción; la
acción de las enzimas digestivas dependen de un pH ácido de 2 y se
inactivan a un pH mayor ; el grado de contaminación de las aguas se
puede determinar por el valor del pH; algunos anticonceptivos actúan
alterando el pH de la vagina ocasionando la destrucción de los
espermatozoides.
A continuación un listado de los cambios del pH en los seres vivos y sus
consecuencias:
 El pH afecta profundamente la ionización de las proteínas y en
consecuencia, a la actividad de muchas enzimas.
 Aumenta también el debito cardiaco y la presión arterial.
 Produce constricción de las pequeñas arterias y puede llevar a
arritmia.
 Afectan la oxigenación tisular.
Como se puede observar el pH es de gran importancia para que los
procesos en los seres vivos ocurran de manera óptima y un pequeño
cambio puede resultar en daños severos en todo el cuerpo.
CUADRO DE pH DE LOS LIQUIDOS DEL SER HUMANO
LIQUIDOS BIOLOGICOS
Plasma Sanguíneo
Orina
Saliva
Lagrima
Sangre Venosa
Sangre Arterial
Sudor Humano
Vomito
Semen
pH
7,4
6,0 - 8,0
6,0 – 7,0
7,5
7,35
7,45
5,5
3,8
7,2 – 8,0
FUNCION DE LOS SISTEMAS AMORTIGUADORES
Amortiguadores, buffer o tampones
Función y tipos
El pH de los medios biológicos es una constante fundamental para el
mantenimiento de los procesos vitales. La acción enzimática y las
transformaciones químicas de las células se realizan dentro de unos
estrictos márgenes de pH. En humanos los valores extremos compatibles
con la vida y con el mantenimiento de funciones vitales oscilan entre 6,8 y
7,8; siendo el estrecho margen de 7,35 a 7,45 el de normalidad. También
en el trabajo de laboratorio, es imprescindible el mantenimiento de un pH
para la realización de muchas reacciones químico-biológicas.
Los sistemas encargados de evitar grandes variaciones del valor de pH son
los denominados “amortiguadores, buffer, o tampones”. Son por lo general
soluciones de ácidos débiles y de sus bases conjugadas o de bases débiles
y sus ácidos conjugados. Los amortiguadores resisten tanto a la adición de
ácidos como de bases. 1.6. Ecuación de Henderson-Hasselbalch. Concepto
de pK.
Tampones fisiológicos
Son los sistemas encargados de mantener el pH de los medios biológicos
dentro de los valores compatibles con la vida. Permitiendo con ello la
realización de funciones bioquímicas y fisiológicas de las células, tejidos,
órganos, aparatos y sistemas. Según su naturaleza química, los
amortiguadores se clasifican en orgánicos e inorgánicos y, así mismo,
atendiendo a su ubicación, se distribuyen en plasmáticos y tisulares.
Tampones orgánicos
Las proteínas y aminoácidos como tampón Los aminoácidos y proteínas
son electrolitos anfóteros, es decir, pueden tanto ceder protones (ácidos)
como captarlos (bases) y, a un determinado pH (en su pI), tener ambos
comportamientos al mismo tiempo. La carga depende del pH del medio. En
un medio muy básico se cargan negativamente, mientras que en el
fuertemente ácido lo hacen positivamente. Desde el punto de vista
fisiológico este tipo de amortiguador es resulta de especial interés a nivel
tisular.
Tampón hemoglobina
Es un tampón fisiológico muy eficiente debido tanto al cambio de pK que
experimenta al pasar de la forma oxidada a la reducida, como a la gran
abundancia de esta proteína en la sangre (15 % del volumen total
sanguíneo). La oxihemoglobina (pK= 7,16) es un ácido más fuerte que la
desoxihemoglobina (pK= 7,71). Los valores de pK son tales que determinan
que en la disociación siguiente, el valor x sea, aproximadamente 0,7.
HbH+x + O2 → HbO2 + xH+
Esta propiedad de la hemoglobina, de cambiar su valor de pK, demuestra
el efecto tampón, permite el transporte de una determinada cantidad de
CO2 liberada en los tejidos. La hemoglobina oxigenada que llega a los
tejidos se disocia liberando O2, un proceso que está favorecido por el
estado de los tejidos (baja pO2, menor pH y alta pCO2).
0,7H+ + HbO2 ←→ HbH+0,7 + O2
Tampón fosfato
A pH fisiológico, las especies del fosfato con capacidad de tamponar son
H2PO4 - y HPO4 2- ya que su valor de pK es de 6,8. Así pues, para el
tampón fosfato:
pH = 6,8 + log HPO42- / H2PO4
A pH fisiológico de 7,4, la concentración de HPO42- (un 80%) es 4 veces
superior a la de H2PO4- (un 20%). Así pues, el tampón fosfato es un
sistema muy eficaz para amortiguar ácidos. La concentración de fosfato en
la sangre es baja (2 mEq/L) por lo que tiene escasa capacidad de tamponar
si lo comparamos con otros tampones (ej el bicarbonato). En cambio, a
nivel intracelular, las concentraciones de fosfato son elevadas lo que le
convierte en un tampón eficiente. Las grandes cantidades de fosfato dentro
de las células corporales y en el hueso hacen que el fosfato sea un depósito
grande y eficaz para amortiguar el pH.
VENTAJAS
Y
DESVENTAJAS
AMORTIGUAMIENTO
DEL
MECANISMO
DE
VENTAJA: Su rapidez de actuación y su capacidad para evitar los cambios
bruscos que sufriría el pH de la sangre al entrar en contacto con
determinados ácidos o bases producidos por el catabolismo de las células.
DESVENTAJA: Su acción limitada de modo que solo son capaces de
compensar en parte el pH y el carácter temporal de su efecto ya que su
acción amortiguadora se ejerce a expensas de disminuir su concentración
durante las sucesivas reacciones.
En definitiva…Son mecanismos de compensación, pero no son capaces de
extraer o retener ácidos o bases. Por ello con gran frecuencia hay que
recurrir a los otros sistemas.
ORGANOS IMPLICADOS EN LA REGULACION DEL pH
Pulmones: Controlan el intercambio de dióxido de carbono y oxigeno entre
la sangre y la atmósfera exterior.
Eritrocitos: Transportan
(hemoglobina).
gases
entre
los
pulmones
y
los
tejidos
Riñones: Controlan la concentración de bicarbonato en el plasma y
excretan el ión hidrógeno en la orina.
SEMANA 1
CASO 2
¿Qué productos comerciales puede comprar sin receta médica para el
alivio de la acidez?
Malox
Kralfato
Tagamet
Lansoprasol
Almax Forte
Con relación a la pregunta anterior, mencione cinco de esos
productos y liste los ingredientes que contiene cada uno.
NOMBRE
Malox
Kralfato
Tagamet
Lansoprasol Cantabria
Almax Forte
INGREDIENTES
Hidróxido de aluminio con
hidróxido de magnesio
Sucralfato, Supralfato
Anitidina y Exipientes
Lansoprasol, 29.9 mg sacarosa
Amalgato, Sorbitol y Otros
Identifique la(s) base(s) que neutralizan la acidez y escriba los
productos de su ionización en disolución acuosa.
El mecanismo genérico de cualquier antiácido en el estómago es el que
sigue:
HCl (ácido gástrico) + Antiácido (base débil) → H2O + CO2 + sales
Algunas de las reacciones más conocidas de neutralización con antiácidos,
como puede ser el hidróxido de aluminio, en el que se puede ver como la
ecuación química se produce según:
3 HCl + Al (OH)3 → AlCl3 + 3 H2O
La reacción del bicarbonato sódico es conocida por liberar ciertas
cantidades de CO2 que finalmente se disipan en forma de un
suave eructo tras su ingestión:
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
UNA EXPLICACIÓN PARA LA NEUTRALIZACIÓN
La reacción mediante la cual una base neutraliza las propiedades de un
ácido recibe el nombre de neutralización y se ajusta, en términos generales,
a una ecuación química del tipo:
ácido + base
sal + agua
Así, por ejemplo:
HCI(aq) + NaOH(s)
NaCl(aq) + H2O
De acuerdo con la teoría de Arrhenius, la neutralización se reduce a una
reacción entre los iones H+ y OH- característicos respectivamente de ácidos
y bases para dar agua:
H+ + OH-
H2O
Si la concentración de base es suficiente, todos los iones H+ procedentes
del ácido serán neutralizados por los OH- procedentes de la base. Un
exceso de base otorgará a la disolución resultante un carácter básico.
Semana 1
Caso 3
La vida está íntimamente asociada al agua, muy especialmente en su
estado líquido y su importancia para los seres vivos es consecuencia de
sus propiedades físicas y químicas exclusivas
La disposición espacial de los tres átomos que constituyen su molécula,
con la consiguiente polaridad de sus cargas eléctricas, facilitan mucho la
disolución en agua de otras sustancias. Es un medio excepcional de
reacción en el que las moléculas de otras sustancias puede moverse,
chocar entre si y reaccionar químicamente.
Su alto calor específico (energía calorífica requerida para elevar la
temperatura de una sustancia en un valor determinado).
Le confiere una considerable estabilidad térmica, propiedad que transmite
a los sistemas
complejos de los
que forma parte,
tales
como
células y órganos
de
los
seres
vivos,
contribuyendo a
su
regulación
térmica
propiedad
que
transmite a los
sistemas complejos de los que forma parte, tales como células y órganos de
los seres vivos, contribuyendo a su regulación térmica. Su elevado calor
latente de vaporización (energía necesaria para separar moléculas desde
una fase líquida y moverlas hacia una fase gaseosa, a temperatura
constante). Buena parte de la energía recibida por un sistema que
contenga agua se emplea en su evaporación, y no se traduce en un
aumento de la temperatura. Para el agua a 25ºC, este valor es el más alto
conocido (10.5 kJ mol-1) para un líquido.
Elevada cohesión y tensión superficial
La gran cohesión existente entre las moléculas de agua es debida a la
presencia de los puentes de hidrógeno. La interacción entre las moléculas
de agua y una superficie (pared celular, por ejemplo) se denomina
adhesión. Se ponen de manifiesto en los fenómenos de capilaridad e
interacción con superficies sólidas.
El agua es un disolvente para muchas sustancias tales como sales
inorgánicas, azúcares y aniones orgánicos y constituye un medio en el cual
tienen lugar todas las reacciones bioquímicas. El agua, en su forma
líquida, permite la difusión y el flujo masivo de solutos y, por esta razón,
es esencial para el transporte y distribución de nutrientes y metabólicos en
toda la planta. También es importante el agua en las vacuolas de las
células vegetales, ya que ejerce presión sobre el protoplasma y pared
celular, manteniendo así la turgencia en hojas, raíces y otros órganos de la
planta.
El agua, que es el componente mayoritario en la planta ( 80-90% del peso
fresco en plantas herbáceas y más del 50% de las partes leñosas) afecta,
directa o indirectamente, a la mayoría de los procesos fisiológicos.
Una planta necesita mucha más agua que un animal de peso comparable.
En un animal, la mayor parte del agua se retiene en su cuerpo y
continuamente se recicla. En cambio, más del 90% del agua que entra por
el sistema de raíces se desprende al aire en forma de vapor de agua. Esta
pérdida de agua en forma de vapor recibe el nombre de transpiración.
La transpiración es una
consecuencia necesaria al
estar las estomas abiertas
para que la planta capte el
dióxido
de
carbono
necesario
para
la
fotosíntesis,
aunque
el
precio que paga la planta
es alto. Por ejemplo, una
sola
planta
de
maíz
necesita entre 160-200
litros de agua para crecer
desde la semilla hasta que
se cosecha, y 1 ha de
terreno sembrada con maíz
consume casi 5 millones de litros de agua por estación. El ecólogo inglés
H. L. Harper describe la planta terrestre como “una mecha que conecta el
agua del suelo con la atmósfera”.
Trayectoria del agua en la raíz
El sistema radical sirve para sujetar la planta al suelo y, sobre todo, para
encontrar las grandes cantidades de agua que la planta requiere.
El agua entra en la mayoría de
las plantas por las raíces,
especialmente por los pelos
radicales,
situados
unos
milímetros por encima de la
caliptra. Estos pelos, largos y
delgados poseen una elevada
relación superficie/volumen y,
pueden introducirse a través
de los poros del suelo de muy
pequeño diámetro. Los pelos
absorbentes incrementan de
esta manera la superficie de
contacto entre la raíz y el
suelo.
Desde los pelos radicales, el
agua se mueve a través de la corteza, la endodermis (la capa más interna
de la corteza) y el periciclo, hasta penetrar en el xilema primario. Este
movimiento estará causado por la diferencia de  entre la corteza de la
raíz y el xilema de su cilindro vascular, y el camino seguido estará
determinado por las resistencias que los caminos alternativos pongan a su
paso. Hay que distinguir dos caminos alternativos: el simplasto (conjunto
de protoplastos interconectados mediante plasmodesmos) y el apoplasto
(conjunto de paredes celulares y espacios intercelulares).
EL MECANISMO DE LA COHESIÓN-ADHESIÓN-TENSIÓN, O
TRANSPIRACIÓN TIRÓN.
Para poder entender el origen de la tensión que se genera en el xilema, es
preciso tener en cuenta que desde las últimas terminaciones xilemáticas
de las hojas, el agua sigue su camino hacia el exterior, a través del
parénquima hasta alcanzar las paredes celulares que limitan los espacios
intercelulares del mesófilo, para entonces evaporarse y entrar en la fase de
transpiración.
A medida que el agua se evapora, disminuye el Y de las paredes
evaporantes, estableciéndose así una diferencia de potencial hídrico entre
estas paredes y las que se sitúan un poco por detrás en el camino descrito,
lo que genera un desplazamiento del agua hacia las superficies
evaporantes, y la caída del Y se transmite al mesófilo y luego a las
terminaciones del xilema foliar. A favor de este gradiente de Y, el agua sale
del interior de los elementos xilemáticos, generando en ellos una presión
negativa o tensión que, se transmite a lo largo del xilema, provocando el
ascenso de la columna de agua, y provocando la caída del Y en el xilema
de la raíz.
Es
así
como,
mientras
haya
transpiración él
Y de la raíz se
mantendrá más bajo que en el suelo y
la absorción de agua se producirá
espontáneamente.
Además,
es
físicamente imprescindible que la
columna de agua se mantenga
continua, para que la tensión del
xilema se transmita hasta la raíz. La
columna de agua se mantiene unida
gracias a las potentes fuerzas de
cohesión que atraen entre sí a las
moléculas de agua. Por otra parte las
fuerzas de adhesión de las moléculas
de agua a las paredes de las
traqueidas y los vasos son tan importantes, como la cohesión y la tensión,
para el ascenso del agua.
Debido a que el ascenso del agua en la planta, fundamentalmente, se
explica sobre la base de la tensión que se genera en el xilema, y a las
fuerzas de cohesión y adhesión de las moléculas de agua, el modelo
adoptado se conoce como mecanismo de la cohesión-adhesión-tensión
LAS COLUMNAS DE AGUA SE PUEDEN ROMPER
(CAVITACION Y EMBOLIA)
A pesar de las fuerzas de cohesión de las moléculas de agua, las columnas
de agua se pueden romper (cavitar), esto es debido a que los gases
disueltos en el agua, bajo tensiones extremas tienden a escapar formando
burbujas. Las burbujas pueden interrumpir la columna líquida y bloquear
la conducción (embolia).
Las columnas de agua se pueden
romper, debido a que los gases disueltos
bajo tensiones extremas tienden a
escapar
formando
burbujas.
Las
burbujas
pueden
bloquear
la
conducción.
El agua del vaso bloqueado puede
moverse entonces lateralmente hacia
otro vaso contiguo y continuar así su
camino. Los gases de la burbuja pueden
redisolverse si aumenta la presión en el
xilema, bien por disminución de la
tensión, bien por presión radical
(durante la noche).
Causas:



Déficit hídrico asociado a altas tasas de transpiración y altas
tensiones xilemáticas.
La congelación del xilema en invierno y su descongelación posterior
puede producir burbujas.
La acción de patógenos (Ceratocystis ulmi).
Semana 1
Caso 4
La función es descomponer el bolo alimenticio por lo que tiene que tener
su nivel de acidez. Funcionalmente, podemos decir que el jugo gástrico es
un ácido muy fuerte que se encuentra en el estómago y que sirve para
eliminar la parte de los alimentos que es útil; es decir, aquella parte que
no puede ser transformada en energía para el cuerpo. Por la presencia del
ácido clorhídrico el pH toma un valor entre uno y dos. Este medio ácido
facilita la degradación (hidrólisis) de las proteínas para convertirlas en
unidades más pequeñas.
REACCIONES ÁCIDO - BASE CON FORMACIÓN DE GAS
Hay muchas bases además de OH- que reaccionan con H+ para formar
compuestos moleculares. Dos que podríamos usar en el laboratorio son el
ion sulfuro y el ion carbonato. Ambos aniones reaccionan con ácidos para
formar gases que son poco solubles en agua. El sulfuro de hidrógeno (H2
S),la sustancia que confiere el olor desagradable delos huevos podridos, se
forma cuando un ácido fuerte como HCl(ac) reacciona con un sulfuro
metálico como Na2S:
Ecuación molecular:
2HCl(ac)+ Na2S(ac)--> H2S(g)+ 2NaCl(ac)
Ecuación iónica neta:
2H+(ac)+ S2-(ac)-->H2S(g)
Los carbonatos y bicarbonatos reaccionan con ácidos para formar CO2
gaseoso.
La reacción de CO32- o HCO3- con un ácido produce primero ácido
carbónico(H2CO3). Por ejemplo, cuando se agrega ácido clorhídrico al
bicarbonato de sodio, ocurre la reacción siguiente:
HCl (ac)+ NaHCO3 (ac)--> NaCl (ac)+ H2CO3 (ac)
INTRODUCCION
Todos sabemos que es el ph, pero para los que no saben es algo tan
sencillo es la medida de la acidez o basicidad de una solución.
Normalmente el ph de la sangre oscila entre 7,35 y 7,45 y es muy
importante que no sea otro pero igual si algo pasara tenemos a los buffers
que se encargaran de controlarlo.
Ahora si les hablare el efecto del ph en los medicamentos es algo de suma
importancia ya que debe garantizar la liberacion del principio activo, sea
independiente del ph, para evitar toxicidad o fallas terapeuticas. Los
medicamentos generalmente son acidos, por tanto ph dependientes , osea
se sabe que se disuelven mejor a medida que aumenta el ph, como
sabemos los medicamentos se absorben en el intestino y no en el estomago
ya que el intestino tiene una mayor superficie de absorción, irrigacion
sanguinea y mayor agitaciòn para que tengan mejor un efecto mas rapido
y eficaz por eso el ph es acido y el efecto es que se disuelva mejor.
En los medicamentos de liberación modificada de administración peroral,
es importante garantizar que la liberación del principio activo, sea
independiente del pH, para evitar variaciones significativas en los niveles
sanguíneos, que puedan conducir a fallas terapéuticas, o a
manifestaciones de toxicidad. Uno de los medicamentos que más se
comercializa en formas de liberación modificada es la teofilina, existiendo
en el mercado más de una docena de marcas de diversos sistemas de
entrega como tabletas, cápsulas con pellets o con microgránulos y en
varias concentraciones como 100, 125, 200 y 300 mg.
CONCLUSION
En este trabajo o practica que realizamos, concluí que para realizar este
tipo de prácticas, solo se necesitan cosas caseras a pesar de que su
nombre al principio nos pueda asustar como lo es la medición de PH, y
uno piensas no pues para estovamos ocupar materiales muy delicados o
instrumentos de muy alta calidad o de una estimada potencia, pero no es
así con tan solo algunas cosas que tenemos en nuestra casa o en nuestro
botiquín podemos realizar este tipo de prácticas solo teniendo el material
necesario, lo que se ocupada, y esta práctica estará realizada en unos
minutos claro con la colaboración de todo el equipo creo que es mejor
realizar las cosas de forma didáctica así entendemos mejor lo que
realizamos y entendemos lo que se nos explica durante la clase por eso
este tipo de prácticas creo que nos ayudan mucho o diría mejor
demasiado.
El conocimiento de todo lo relacionado al cuerpo humano y el mas mínimo
cambio en su funcionamiento altera muchas partes que son importantes,
como el cambio en el ph en la sangre, el mal funcionamiento en el jugo
gástrico, en las plantas la embolia, etc. Creo que se debe una buena
observación y el plantearse como mejorar las condiciones de vida para que
podamos establecer los parámetros para aplicarlos.
Como estudiantes de agronomía nos sirve para determinar un estudio de
suelo, si es calcario, si tiene mucha acides, salinidad, etc. Lo importante es
como lo dijo Albert Einstein “cuando se nos otorga la enseñanza se debe
apreciar como un valioso regalo, nunca como una dura tarea, aquí esta la
diferencia de lo trascendente”.
BIBLIOGRAFIA
Y
WEBGRAFIA
Evaluación in vitro de dos amortiguadores y un ionóforo sobre variables
fermentativas y microbiológicas.
por Cobos Peralta, Mario A.
Guerra Medina, Enrique
López Garrido, Serafín J.
De moléculas a células: entendiendo la estructura de los seres vivos
Autor: Rodríguez, María Cecilia Busch, María Dadón, José Roberto
Editorial: Ediciones del Aula Taller
Fecha de Publicación: 2010
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Estudio del vaciamiento gástrico y del reflujo duodenal tras la cirugía de
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Autor: Nuñez Peña, José Ramón Martínez Ramos, D. Carlos
Editorial: Universidad Complutense de Madrid
Fecha de Publicación: 2005