4) Equilibrio ácido-base (Actividad 7 de unidad 1). Es conocido por ...

4) Equilibrio ácido-base (Actividad 7 de unidad 1).Es conocido por la población general que los organismos vivos estamos conformados enun alto porcentaje de agua (60 a 90 aproximadamente, dependiendo de la especie). ¿Dóndese encuentra el agua? Habitualmente se habla en biología de dos grandes compartimentosen un organismo vivo: el líquido extracelular (LEC) y el líquido intracelular (LIC). Si bienel término correcto sería solución extracelular e intracelular, aquélla es la terminologíacorriente. ¿Por qué crees que será más correcto el término “solución”?Los medios intracelular y extracelular, están entonces conformados principalmente poragua. También presentan solutos tales como glucosa, proteínas, iones inorgánicos (los másimportantes son Na + , K + , Ca ++ y Cl - ), oxígeno, entre otros. Te presentamos a continuaciónuna figura que ilustra estas composiciones de los medios:Fig. 1.- Composición delos medios intracelular yextracelularComenta con tus compañeros por qué la membrana celular se representó de esta manera.a) ¿Qué solutos predominan en cada uno de los compartimentos separados por lamembrana celular?Es posible entonces pensar a los medios intracelular y extracelular como soluciones físicoquímicas.Ahora bien, hemos estudiado en esta unidad el concepto de homeostasis, y hemos visto queuna de las características esenciales de los seres vivos es la capacidad de autorregularse demanera de mantener ciertos parámetros vitales en rangos muy estrechos. Uno de estos

parámetros es el pH de los medios intracelular y extracelular. Las concentraciones dehidrogeniones en ambos medios es sumamente baja, por lo que su pH es levementealcalino (7,4 en sangre arterial humana).Esto se verifica a pesar de que los organismos vivos producen diversos ácidos comoproductos de su metabolismo, debido a una fina regulación.En esta ocasión nos aproximaremos a uno de los varios mecanismos que tiene el serhumano para regular el equilibrio ácido-base, y por ende el pH. Nos abocaremos a laparticipación del riñón en esta importante función.Para comenzar en esta tares te presentamos una nueva figura.A la izquierda serepresenta un corte deriñón, y a la derecha unmayor aumento de la zonaseñalada, en el que seobservan nefronas.GloméruloTe sugerimos consultar unlibro de biología humana amodo de apoyo.¿Qué es una nefrona? Es launidad estructural y funcionaldel riñón.Fig. 2.- Esquema estructural del riñón y la nefrona (seobservan glomérulos y túbulo renal)b) Discute con tus compañeros qué significa la expresión “unidad estructural y funcional”.En forma esquemática, la nefrona tiene dos grandes sectores: 1) el glomérulo: donde seproduce la filtración (llámase al pasaje de agua y solutos desde la sangre al túbulo); y 2) eltúbulo (con varios sectores en los que se intercambia solutos entre la sangre y la luz

tubular). Cabe aclarar que los túbulos están rodeados de una capa de células a través de lascuales pasan los solutos que se intercambian (ver Fig. 3).c) Te proponemos buscar en la bibliografía los términos: filtración, excreción, reabsorción,secreción.Uno de los solutos que se intercambia entre la sangre y la luz tubular es el ión hidrógeno(H + ), siendo uno de los mecanismos esenciales en la regulación del pH del medio interno(sangre).¿Por qué es tan importante para el organismo que el pH se mantenga en un rango muyestrecho? El efecto más importante del pH tanto a nivel intracelular como extracelular esque modifica la acción de enzimas, de esta manera cambios en el pH favorecen porejemplo, diversas vías metabólicas, lo que puede resultar en un descontrol para elorganismo.Hemos elegido para un breve análisis, el control del pH en el organismo humano. Elmismo incluye varios mecanismos, entre ellos la eliminación de H + por el riñón.Te presentamos a continuación un esquema que intenta mostrar cómo las células epitelialesde los túbulos renales separan (y vinculan) el medio interno (sangre) con el medio externode la luz tubular donde se encuentra la orina en formación.Fig. 3.- Esquema de untúbulo renal visto en uncorte longitudinal

Existen dos mecanismos para eliminar hidrogeniones en la orina, que tienen lugar en granparte de los túbulos renales. Ellos son:1) Intercambio de hidrogeniones por iones sodio;2) Eliminación de hidrogeniones con consumo de ATP.Ambos mecanismos son posibilitados por proteínas transportadoras de membrana. En elprimer caso, un intercambiador (transporte que suele llamarse contratransporte o antiporte); enel segundo caso, una proteína denominada bomba de protones. Te mostramos un esquemailustrativo de ambos:H +H +Na +ADPATPSi bien en la unidad Nº3 abordaremos el tema “transporte a través de las membranasbiológicas”, por ahora te adelantamos que ambas proteínas transportadoras permiten untransporte activo de hidrogeniones: “primario” el posibilitado por la bomba (puesto queconsume ATP), y “secundario” el posibilitado por el intercambiador (puesto que requiere deltransporte pasivo de ion sodio). Por más detalles te ofrecemos este link a la unidad Nº3.De esta manera, cuando el organismo necesita eliminar hidrogeniones porque el pHdisminuye, aumenta la actividad de estos transportadores de membrana. Por el contrario,cuando el pH aumenta, se reduce su actividad.A modo de síntesis te proponemos discutir:d) El concepto de enzima y la dependencia su actividad según el pH;e) ¿Qué es el ATP?f) ¿Cómo se relacionan la concentración de hidrogeniones con el pH en una solución?g) Elabora un párrafo que explique en forma somera, cuál es el origen de los hidrogeniones enun organismo vivo y qué mecanismos renales existen para la regulación del pH.