La Teoría Ácido-Básica de Stewart y su importancia en la Homeopatía

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La Teoría Ácido-Básica de Stewart y su importancia en la
Homeopatía
Dr. Carlos U. Häubi Segura, MVZ, PhD.
Department of Agriculture,
University of Reading
United Kingdom
Dirección del autor:
Leona Vicario 409 Secc. B Casa 26
Fracc. Campestre del Valle
52168 Metepec, Toluca, EDOMEX
Tel: 01 (722) 232 9409
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Investigación Básica en Homeopatía o Temas Libres
Medio Audiovisual: Power-point
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La Teoría Ácido-Básica de Stewart y su importancia en la
Homeopatía
Introducción
Durante los últimos dos siglos, la homeopatía ha sido atacada bajo la creencia de que en
nuestros remedios “no hay nada”. Al observar el proceso de preparación de los mismos
(la continua dilución de la tintura madre en agua hasta llegar a niveles muy por debajo
del número de Avogadro), el científico ortodoxo llega a la conclusión de que en ese
frasco sólo hay agua (y probablemente esté en lo cierto), pero hace un enorme error al
considerar que por eso “no hay nada”, ya que el frasco está lleno de algo: agua.
El problema con la homeopatía moderna, es que no hemos podido demostrar que el
agua es el vehículo que acarrea las propiedades activas del remedio homeopático. El
agua es el elemento de la vida, el más frecuente sobre nuestro planeta y sin embargo
todavía guarda secretos. La rareza del agua apenas ha empezado a ser tomada en cuenta
como una de las bases físico-químicas de la vida, de manera que cualquier cambio en
ésta producirá cambios en las unidades primordiales de la vida: las células.
La capacidad de ionización del agua, es decir, la disociación de la misma para formar
iones de hidrogeno y/o hidroxilo (formación de ácidos y bases) es una de las facetas
más estudiadas, y sin embargo, más incomprendidas de la misma. Es el propósito de
este artículo demostrar que los conceptos modernos del pH y los ácidos en el organismo
están basadas en teorías anacrónicas y que sus aplicación a la biología y la medicina
pueden estar causando grandes problemas en las ciencias básicas y en la clínica.
En este artículo se presentará una nueva teoría del balance ácido básico (Teoría de
Stewart) que implica un cambio completo en nuestro entendimiento del agua, y por lo
tanto ofrece nuevas oportunidades de comprender los eventos fisico-químicos que
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ocurren en los organismos vivos. Es posible que este nuevo conocimiento ayude a
algunos de los investigadores en homeopatía a proponer nuevas hipótesis sobre el
mecanismo de acción de nuestros remedios homeopáticos.
Breve historia de las teorías ácido-básicas
Desde la antigüedad se conocían los ácidos, por sus características organolépticas y por
su capacidad de corroer los metales. Con el advenimiento de la química moderna
iniciaron las teorías para explicar su composición y su mecanismo de acción.
Químicos de gran renombre, como Lavoisier, Davy, Dulong, Berzelius y von Liebig
estudiaron el fenómeno de los ácidos, pero no fue hasta finales del siglo XIX que se
empezó a comprender las bases físicas y químicas de los mismos.
Arrhenius y Ostwald establecieron la Teoría de la Disociación. En 1923, Brønsted y
Lowry ampliaron la teoría de Arrhenius para incorporar moléculas neutras e iones, así
como reacciones en ausencia de un disolvente o un disolvente distinto al agua. Su
definición de ácidos y bases se base en la capacidad de donar o recibir protones y
extiende el término para definir los ácidos y bases conjugados. En 1923, Lewis amplio
la definición de Brønsted-Lowry, que a su vez incluía la definición de ArrheniusOstwald, para reacciones que no implican átomos ácidos (“ácidos de Lewis”).
Basados en Arrhenius-Ostwald, Sörensen propuso lo escala del pH en 1909 y en 1916
se presentó la ecuación de Henderson-Hasselbalch, mismas que se siguen usando hoy en
día.
Sin embargo, existen teorías nuevas que se oponen a las teorías de clásicas de ácidos,
como las definiciones generales de solventes, que se basan en las reacciones que
ocurren en sistemas específicos de solventes. Para ácidos protónicos en solventes
anfotéricos estos idénticos a la definición de ácidos de Brønsted-Lowry, sin embargo, a
veces es conveniente nombres generales para los cationes y aniones de la molécula del
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solvente producidos por la adición y remoción de un protón. Al cation se le llama
"Lyonium" (H3O+ en agua) y al anion "Lyate" (OH- en agua).
Para un solvente dado, un ácido puede ser definido como una substancia que incrementa
la concentración de "Lyonium" y que reduce la concentración de "Lyate". Una base
puede ser definida como una substancia que incrementa la concentración de "Lyate" y
que disminuye la concentración de "Lyonium".
Para el caso del agua como solvente, un ácido puede ser definido como una carga
eléctrica negativa que produce una mayor disociación en el agua de [H+], mientras que
una base se define como una carga positiva que produce una mayor disociación en el
agua de [OH-]. La Teoría de Stewart está basada en estas definiciones de generales de
solventes.
La Teoría de Stewart
La Teoría de Stewart propone que el comportamiento y concentración de ciertos iones y
moléculas ([H+], [OH-], [HCO3-], [CO32-], [HA], [A-]) en un medio acuoso está
determinado por la acción de las leyes de la química sobre las variables independientes:
la diferencia entre iones fuertes (Strong Ion Difference: SID), la presión parcial de
bióxido de carbono (pCO2) y el total de aniones débiles en la solución (ATOT, ácidos
orgánicos disociados y no disociados). Asimismo, está basada en el efecto de tres
principios básico de la química sobre el balance de las cargas eléctricas en las
soluciones acuosas:
1) La ley de la conservación de la masa, establece que la cantidad de substancia se
mantiene constante a menos de que sea añadida, removida, generada o destruida:
[HA] + [A-] = [ATOT]
2) La ley de acción de masas, que establece que toda substancia incompletamente
disociada alcanza un equilibrio de disociación:
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[A] * [B] = K * [C]
donde K es la constante de la tasa de la reacción.
3) Electro-neutralidad, que establece que la suma de los iones cargados positivamente
debe ser igual a la suma de los iones cargados negativamente:
[Na+] + [K+] + [Ca2+] + [Mg2+] + [H+] - [Cl-] - [Anion-] - [OH-] - [HCO3-] - [CO32-] = 0
Basadas en estas variables independientes y en estas tres leyes se desarrolla el análisis
de las ecuaciones de Stewart para determinar las variables dependientes (Figura 1.1):
SID
pCO2
ATOT
1. Ley de la Conservación de la Materia
2. Ley de la Acción de Masas
3. Principio de Electroneutralidad del Agua
Teoría Ácido-Básico:
Definiciones Generales de Solventes
[H+] [OH-] [HCO3-] [CO32-] [HA] [A-]
Variables Independientes
Leyes de la Física y de la Química
Teoría Ácido-Básica
Variables Dependientes
Figura 1.1. Las bases teóricas de la Teoría de Stewart
La solución matemática de todo esto se lleva a cabo por una serie de seis ecuaciones
simultáneas que pueden ser solucionadas con cualquier computadora moderna. Sólo es
posible obtener una predicción de la concentración de las variables dependientes si se
conocen todas y cada una de las variables independientes.
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Las seis ecuaciones simultáneas de Stewart
El tratamiento matemático de la Teoría de Stewart puede ser revisada en sus obras
originales (Stewart, 1981, 1983) o en algunos sitios de internet que promueven esta
teoría (http://www.anaesthetist.com/icu/elec/ionz/Stewart.htm) o directamente al autor
([email protected]). En este artículo se presentan únicamente las seis ecuaciones
simultáneas tal y como pueden utilizarse en una hoja de cálculo o en un programa
formal para calcular cada una de las variables dependientes: HCO 3-, A-, HA,
CO2(disuelto), CO32-, H2CO3, OH- y H+:
[H+] * [OH-] = KW’
Ecuación #0
[H+] * [A-] = KA * [HA]
Ecuación #4
[HA] + [A-] = [ATOT]
Ecuación #5
[H+] * [HCO3-] = KC * pCO2
Ecuación #8
[H+] * [CO32-] = K3 * [HCO3-]
Ecuación #9
y finalmente, para mantener la neutralidad eléctrica:
[SID] + [H+] - [HCO3-] - [A-] - [CO32-] - [OH-] = 0
Ecuación #10
La solución matemática de estas seis ecuaciones simultáneas nos da un polinomio de
cuarto grado:
[H+]4 + (KA + [SID]*[H+])3 + {KA*([SID] – [ATOT]) – (Kc*pCO2+Kw’)}*[H+]2 –
{KA*(KC * pCO2 + Kw’) + K3 * KC * pCO2}*[H+] – KA * K3 * KC * pCO2 = 0
Donde las constantes utilizadas son:
KW = 4.40*10-14 (Eq/l)2
KC = 2.34 * 10-11 (Eq/l)2 mmHg-1
K3 = 6.0*10-11 Eq/l
KA = 1.64*10-7 Eq/l
(en reposo)
KA = 1.98*10-7 Eq/l
(en ejercicio)
KC = K * S
Donde K = 7.42*10-7 Eq/l, K es la constante de disolución; S = 0.0351 Eq/l mmHg-1 a
37°C y 300 mOsm, S es la constante de Solubilidad.
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Esta solución con polinomios no nos ayuda a simplificar la tarea. Una forma de obtener
resultados muy similares para todos los iones es sustituyendo cada valor con un valor
inicial de [H+] y por medio de iteraciones encontrar el valor que de una
electronegatividad de cero.
Esto hace posible la solución para la concentración del ion de hidrógeno [H+] posible
con la ayuda de las computadoras Sustituyendo [H+] por cada valor en la ecuación #10:
[SID] + [H+] - [HCO3-] - [A-] - [CO32-] - [OH-] = 0
Ecuación #10
[SID] + [H+] - Kc*PC/[H+] - Ka*[ATOT]/(Ka+[H+]) - K3*KcPc/[H+]2 - Kw'/[H+] = 0
Una vez obtenido el valor de [H+] es muy fácil encontrar el valor de todas las variables
dependientes y graficarlas en forma de “gamblegrama”.
Implicaciones biológicas y clínicas de la Teoría de Stewart
Stewart vs. Henderson Hasselbalch
La principal consecuencia de la Teoría de Stewart es que pone en duda la validez de la
ecuación de Henderson-Hasselbalch (Hasselbalch, 1916). En ésta última se calcula el
pH del plasma a través de la concentración de bicarbonato y ácido carbónico, siendo
que el bicarbonato no se mide directamente en laboratorio, y aún cuando se pudiera
determinar en forma directa, éste seguiría siendo una variable dependiente. En cambio
Stewart permite la predicción de los cambios en pH en diferentes situaciones
fisiopatológicas así como en respuesta a diferentes terapias de hidratación intravenosa.
El uso de solución salina fisiológica (SSF: NaCl 0.9%) debe ser restringida a casos de
alcalosis metabólica, ya que en sí misma la solución salina tiene un efecto acidificante
(SSF provee 154 mEq/l de Na+ y Cl-, siendo que el plasma únicamente contiene 104
mEq/l de Cl-, por lo que la SSF provee 50 mEq/L de Cl- adicionales).
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La no existencia de los protones (H+)
En la teoría de Stewart los protones no tienen una existencia real, son simples cargas
eléctricas que una vez disociadas de una molécula (ácido fuerte, débil o de la misma
agua) es atraído por otras cargas negativas, principalmente por el agua (“Hydrogen
sink”). Si no existen los protones como tales, muchas de las teorías de fisiología de
membrana que estipulan el transporte de protones específicos a través de la misma no
pueden ser correctas.
La hipótesis quimiosmótica de Mitchell (1961) explica la producción de ATP por el
paso de un protón a través de los segmentos F1F0 de la proteína de membrana, lo cual
simplemente no es posible. Los cambios de pH en ambos lados de la membrana se
deben a la exposición de cargas eléctricas de las proteínas del citoesqueleto, de la
membrana, y/o de la entrada y salida de iones.
La acidez del ion bicarbonato
Tradicionalmente, el ion bicarbonato es considerado como un buffer dentro de los
fluidos corporales. Sin embargo, hay que recordar que el bicarbonato es un anion, por lo
cual reduce el pH en el organismo (pKa 6.2). Cuando se añade bicarbonato de sodio a
una solución hay un incremento en el pH, pero esto se debe al sodio, que aumenta el
SID de la solución.
La volatilidad de los iones bicarbonato
Asimismo, el ion bicarbonato es una variable dependiente. Por esto no tiene ningún
efecto importante expulsarlo de una célula o reabsorberlo a la misma. El ion bicarbonato
cambiará de acuerdo a las otras variables independientes. De esta manera resulta
necesario revisar los conceptos de “reabsorción de bicarbonato” en los riñones, o en su
“excreción” en el jugo pancreático.
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Aplicaciones de la Teoría de Stewart a la Homeopatía
Para poder avanzar en el conocimiento científico de la homeopatía es necesario
comprender el agua en el que producimos nuestros remedios homeopáticos. La Teoría
de Stewart permite comprender mejor el efecto de los solutos sobre el solvente.
Cada soluto presenta cargas eléctricas que atraerán cargas opuestas de moléculas de
agua en su vecindad, creando esferas de hidratación (solvatación) y también disociación
del agua en iones hidroxilo e hidrógeno. Es importante recalcar que todas las
substancias que tienen una actividad biológica en el organismo están rodeadas por éstas
esferas de hidratación, las cuales presentan cargas eléctricas hacia fuera, y que son éstas
las que entran en contacto con otras moléculas del organismo (que también están
hidratadas). Se podría decir que cada molécula en el organismo está revestida de agua y
para comprender las reacciones entre las moléculas es necesario tomar en cuenta el
contacto entre las capas de hidratación.
Por otro lado, en la Teoría de Stewart el agua también es considerada un soluto, que por
su naturaleza dipolar tiende a formar cristales a temperaturas biológicas, mismos que se
comportan como solutos anfotéricos, pudiendo donar iones de hidrógeno o hidroxilo de
para mantener el principio de electroneutralidad en el medio.
Una nueva hipótesis para el mecanismo de acción de los remedios
homeopáticos
Basado en las ideas de Stewart y el conocimiento homeopático moderno, me atrevo a
sugerir una nueva hipótesis para explicar el efecto del agua en la preparación de los
remedios homeopáticos.
El agua rodea el soluto en la tintura madre, produciendo una cascarón de moléculas de
agua, con cargas opuestas coordinadas con las cargas propias de la molécula original.
Con la sucusión y la dilución continua, los solutos originales son desprendidos de sus
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cascarones, formando nuevos cascarones y posteriormente siendo eliminado de la
solución dinamizada. Al mismo tiempo, los cascarones pudieran ser “llenados” con
moléculas de agua que se acomodarían en forma de “negativo” a las cargas eléctricas
del cascarón, con lo cual producirían cristales de agua con cargas eléctricas externas
idénticas a la molécula original de la tintura madre, pero esta vez compuestas de agua.
Estos cristales de agua tendrían la facultad de producir reacciones en el organismo muy
similares a las moléculas originales, pero al ser compuestas de moléculas de agua, su
acción sería muy corta. De esta manera se podría crear una enfermedad fantasma que el
cuerpo trataría de curar, curando la enfermedad original.
Conclusiones
La Teoría de Stewart permite predecir el pH de un fluido corporal si se conocen las
concentraciones y constantes de equilibrio de todas las variables independientes. Las
implicaciones de esta teoría ponen en duda muchos de nuestros conocimientos en
biología y medicina. Asimismo, la teoría permite ver el agua bajo una luz diferente, que
puede incluso ofrecer nuevas hipótesis sobre el mecanismo de acción d los remedios
homeopáticos.
Bibliografía
Bynum, W.F., Browne, E.J. and Porter, R. (1981). Dictionary of the History of Science.
The MacMillan Press Ltd., London.
Hasselbalch, K.A. (1916). Die Berechnung der Wasserstoffzahl des Blutes aus der
freien und gebundenen Kohlensäure desselben, un die Sauerstoffbindung des Blutes als
Funktion der Wasserstoffzahl. Biochemische Zeitung, 78:112-144.
Stewart, P.A. (1981). How to understand acid-base: a quantitative acid-base primer for
biology and medicine / Peter A. Stewart. Elsevier, New York
Stewart, P.A. (1983). Modern quantitative acid-base chemistry. Canadian Journal of
Physiology and Pharmacology, 61:12, 1444-1461.