¿Por qué la hemoglobina actúa como un buffer?

Los sistemas de tampones de proteínas dependen de las proteínas, a diferencia de las moléculas que no son proteínas, para actuar como tampones y consumir pequeñas cantidades de ácido o base. La proteína hemoglobina es un excelente buffer. Se puede unir a pequeñas cantidades de ácido en la sangre, lo que ayuda a eliminar ese ácido antes de que cambie el pH de la sangre. Muchas otras proteínas también actúan como amortiguadores. Las proteínas que contienen el aminoácido histidina son particularmente adecuadas para amortiguar el daño …

Su cuerpo utiliza sistemas de buffer de proteínas sin su conocimiento o la necesidad de hacer algo en particular para promoverlo. Si bien debes comer proteínas para poder producir proteínas, necesitas proteínas para algo más que la producción de tampones: te ayuda a mantener todas tus células. Si comes suficiente proteína para mantener la salud, estás comiendo lo suficiente para mantener tus sistemas de almacenamiento intermedio.

Los residuos de histidina en la hemoglobina pueden aceptar protones y actuar como tampones. La hemoglobina desoxigenada es un mejor aceptor de protones que la forma oxigenada.

[1]

En los glóbulos rojos, la enzima anhidrasa carbónica cataliza la conversión del dióxido de carbono disuelto en ácido carbónico, que se disocia rápidamente en bicarbonato y un protón libre:
CO

2

+ H

2

O → H

2

CO

3

→ H

+

+ HCO

3

–

Según el principio de Le Chatelier, cualquier cosa que estabilice el protón producido provocará que la reacción cambie a la derecha, por lo que la afinidad mejorada de la desoxihemoglobina por los protones mejora la síntesis de bicarbonato y, en consecuencia, aumenta la capacidad de la sangre desoxigenada para el dióxido de carbono. La mayoría del dióxido de carbono en la sangre está en forma de bicarbonato. Solo una cantidad muy pequeña se disuelve en realidad como dióxido de carbono y la cantidad restante de dióxido de carbono se une a la hemoglobina.

Además de mejorar la eliminación del dióxido de carbono de los tejidos que consumen oxígeno, el efecto Haldane promueve la disociación del dióxido de carbono de la hemoglobina en presencia de oxígeno. En los capilares ricos en oxígeno del pulmón, esta propiedad causa el desplazamiento del dióxido de carbono al plasma a medida que la sangre baja en oxígeno ingresa al alvéolo y es vital para el intercambio de gases alveolares.

La ecuación general para el efecto Haldane es: H

+

+ HbO

2

← → H

+

Hb + O

2

; sin embargo, esta ecuación es confusa ya que refleja principalmente el efecto Bohr. La importancia de esta ecuación radica en darse cuenta de que la oxigenación de Hb promueve la disociación de H

+

de Hb, que desplaza el equilibrio del tampón de bicarbonato hacia el CO

2

formación; por lo tanto, CO

2

se libera de los RBC.

[2]

La hemoglobina es capaz de amortiguar el pH de la sangre. Puede aceptar un ion de hidrógeno de una molécula de dióxido de carbono y liberar un ion bicarbonato en la sangre, lo que ayuda a aumentar el pH de la sangre. El ph de sangre debe permanecer ligeramente alcalino ya que el cuerpo genera muchos ácidos.

Cualquier proteína cuando está en altas concentraciones puede actuar como un amortiguador. Es un buffer ya que hay muchos grupos funcionales ionizables diferentes, como ácidos carboxílicos, aminas, histidina, etc.

La hemoglobina se une a los iones H + cuando están en alta concentración y los libera cuando están en baja concentración. La Hb puede actuar como un buen amortiguador porque las cadenas laterales ionizables pueden aceptar protones.