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En el mantenimiento de la homeostasis del organismo, uno de los aspectos más importantes es la regulación de las concentraciones de iones hidrógeno (hidrogeniones) en los líquidos corporales. La concentración de hidrogeniones en los líquidos corporales es baja si se compara con otros iones, como el sodio o el potasio. Sin embargo, la regulación de su concentración es mucho más estricta que la de la mayoría de los iones del organismo. Así, la variación normal en la concentración de hidrogeniones del líquido extracelular es un millón de veces menor que la del ion sodio. La razón de esta gran precisión en la regulación de la concentración de hidrogeniones se debe a que pequeñas variaciones en la misma causan grandes cambios en muchas funciones celulares y, por tanto, se altera el funcionamiento de muchos órganos y del conjunto del organismo.
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La alteración de las funciones celulares se basa en el hecho de que la actividad de las enzimas está sujeta a la concentración de hidrogeniones, como se detalla más adelante. Como la función celular depende de la acción concertada de muchas enzimas, un pequeño cambio en la concentración de hidrogeniones puede inducir aumentos de la velocidad de ciertas reacciones y disminución simultánea de la velocidad de otras, lo que altera profundamente la función celular.
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En este capítulo se estudian los diversos mecanismos involucrados en la regulación de la concentración de hidrogeniones y los órganos implicados en la misma, con especial hincapié en los mecanismos renales de regulación de la excreción de hidrogeniones.
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DEFINICIÓN DE ÁCIDO Y BASE
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La teoría más utilizada para definir el concepto de ácido y base en los textos médicos es la propuesta por Bronsted y Lowry en 1923. En ella se define al “ácido” como una sustancia que dona hidrogeniones a otra, en tanto que a la sustancia que acepta el hidrogenión del ácido se le llama “base conjugada”. Esta idea del par ácido-base conjugada es una parte importante de la teoría de Bronsted-Lowry. La fuerza de un ácido se define como su capacidad para donar hidrogeniones al solvente, por ejemplo, el agua en los sistemas biológicos. Un ácido fuerte tiene una gran capacidad para donarle un protón al agua, de forma que la concentración de hidrogeniones es muy alta.
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Una definición más general de ácidos y bases fue realizada por Lewis en 1923. La base de esta teoría eran las sustancias que exhiben propiedades ácidas en solución (como el dióxido de carbono, CO2), pero no contienen hidrogeniones. Lewis definió un ácido como cualquier sustancia que es un receptor potencial de electrones y una base como cualquier sustancia que es un donador potencial de electrones. En la teoría de Lewis, el hidrogenión es un ácido por sí mismo. Desde el punto de vista médico y biológico, la teoría de Bronsted-Lowry es la más fácil de entender y explica la ...