Ejercicio resuelto de Sales minerales · Biología · Navarra · 2022

a) Explica brevemente la importancia de mantener la estabilidad de la acidez o pH en los seres vivos.
b) ¿De qué forma mantienen las células esta estabilidad?

$\textbf{a) Explica brevemente la importancia de mantener la estabilidad de la acidez o pH en los seres vivos.}$

Porque de ella depende el funcionamiento de las proteínas y, con él, todo el metabolismo.

La conformación de una proteína se mantiene en buena parte gracias a los enlaces iónicos entre las cadenas laterales de sus aminoácidos, y esas cargas dependen del pH del medio. Una variación pequeña altera la forma del centro activo de las enzimas y su actividad cae; una variación mayor las desnaturaliza y las inutiliza.

Las consecuencias serían generales: se detendrían las rutas metabólicas, cambiaría la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno, se alterarían el potencial de membrana y la transmisión del impulso nervioso. De ahí que el pH sanguíneo deba mantenerse en un intervalo muy estrecho, entre $7{,}35$ y $7{,}45$; fuera de él aparecen la acidosis o la alcalosis, incompatibles con la vida si se prolongan.

Conviene añadir que el valor óptimo no es el mismo en todos los compartimentos: el interior del lisosoma es ácido, en torno a $5$, porque sus hidrolasas necesitan ese pH, y el jugo gástrico llega a $1$. Lo importante no es un valor concreto, sino que cada compartimento mantenga estable el suyo.

$\textbf{b) ¿De qué forma mantienen las células esta estabilidad?}$

Principalmente mediante disoluciones amortiguadoras o tampones, pares formados por un ácido débil y su base conjugada que captan protones cuando el medio se acidifica y los ceden cuando se alcaliniza.

En el medio extracelular y en la sangre actúa sobre todo el tampón bicarbonato, $\text{H}_2\text{CO}_3/\text{HCO}_3^{-}$; en el interior de la célula, el tampón fosfato, $\text{H}_2\text{PO}_4^{-}/\text{HPO}_4^{2-}$. A ellos se suman las propias proteínas, que gracias a los grupos ionizables de sus cadenas laterales pueden captar o ceder protones y actúan como tampones muy eficaces.

Las células disponen además de bombas e intercambiadores de membrana que expulsan el exceso de $\text{H}^{+}$ del citosol con gasto de ATP, o que lo acumulan en el interior de los lisosomas.

Y en el conjunto del organismo intervienen dos sistemas más: el respiratorio, que regula el pH ajustando la eliminación de $\text{CO}_2$ y, con ella, la cantidad de ácido carbónico, y el renal, que excreta protones y reabsorbe bicarbonato.