La invención del pH. Gasometría básica 1


Es muy probable que cuando el lector piense en pH arriben a su mente intrincadas fórmulas matemáticas que lo insten a cerrar los libros y echar una siesta sin siquiera haber empezado a leer. Hoy aprenderemos que la esencia del pH no son estas fórmulas, sino la medida del elemento más simple de la tabla periódica: el Hidrógeno.

Primero, hay que tener claros dos conceptos básicos

     Ion: Como seguro nos explicó algún maestro de biología, los átomos están compuestos por un núcleo, que contiene protones y neutrones, y por electrones que orbitan a su alrededor, similar a los planetas rodeando al sol. Los protones, de carga positiva, y los electrones, de carga negativa, se encuentran en la misma cantidad, por lo cual los átomos no tienen carga: son neutros. Cuando un átomo gana o pierde electrones se denomina ion; si la cara adquirida es negativa se llamará anión y si la carga es positiva, catión. Esto último es lo que le ocurre al Hidrógeno que, por sus características, puede perder su único electrón con facilidad, convirtiéndose en el catión hidrógeno (H+). 
     El segundo concepto que debemos manejar es el de homeostasis, palabra con la que nos toparemos con frecuencia si desempolvamos los libros de fisiología. El líquido que rodea a las células en nuestro organismo, denominado líquido extracelular, posee unas características esenciales para el correcto funcionamiento de las células que contiene; características tales como las cantidades de sodio, de azúcar o de oxígeno que, por increíble que parezca, permanecen prácticamente sin variaciones. A esta magnífica habilidad de mantener invariable el líquido extracelular, se le denomina homeostasis.



La invención del pH

     La cantidad aproximada del ion Sodio (Na+) en el líquido extracelular es de 154 mEq/L; este tiene una regulación constante y mantiene su valor con un margen de error de más o menos 5 mEq/L. El ion Hidrógeno se encuentra en cantidades extremadamente más bajas, de aproximadamente 0,00004 mEq/L, sin embargo, nuestro organismo tiene un control muy preciso de él, hasta el punto de que a penas tiene variaciones; y no es para menos, pues cambios muy pequeños en su concentración (por ejemplo de 0,00001mEq/L) pueden repercutir en la circulación cerebral o generar destrucción celular masiva. Atendiendo a su relevancia y tomando en cuenta lo difícil de manejar cifras tan pequeñas, se elaboró la formula del pH, que consiste en el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno:
Primero hay que convertir los 0,00004mEq/L a 0,00000004 Eq/L, luego...
pH= -log H+ 
pH= -log 0,00000004
pH= 7,4

     Esta cifra, mucho más manejable, permite un margen de error de 0,05 y de ahí surge el valor al que estamos acostumbrados de 7,35 a 7,45. Es importante destacar que, como se trata de un “logaritmo negativo”, el resultado es inversamente proporcional a la cantidad de iones hidrógeno disueltos en el líquido, lo que, por decirlo de otro modo, significa que un pH elevado representa iones hidrógeno escasos y un pH bajo representa un exceso de iones hidrógeno.
     Con la fórmula del pH ya somos capaces comprender los cambios en los iones Hidrógeno de una forma más precisa, sin embargo, sigue existiendo el inconveniente de que estos iones deben ser medidos en el líquido extracelular, una ardua tarea, incluso para máquinas modernas, dotadas de muchísima precisión. Es por ello que los fabricantes programan dichas máquinas con una alternativa: la ecuación de Henderson-Hasselbalch, según la cual se puede obtener un equivalente del pH real si se toman en cuenta la cantidad de bicarbonato (una sustancia “capturadora” de iones Hidrógeno libres) y la presión de CO2 (que representa al ácido carbónico, un “donador” de iones Hidrógeno).
pH= 7,4
Esta serie continuará en Gasometría básica 2

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