¿QUÉ SUCEDE CON EL EQUILIBRIO QUÍMICO CUANDO UNA PERSONA SE ENCUENTRA EXPUESTA A UNA ELEVADA CONCENTRACIÓN DE CO₂?

LA HEMOGLOBINA

Recordemos que la  SANGRE es un líquido viscoso que circula por todo el cuerpo humano a través de vasos cerrados y contiene, como pigmento respiratorio, “LA HEMOGLOBINA”.

La hemoglobina, un pigmento de color rojo presente en los glóbulos rojos de la sangre, es una proteína de transporte de oxígeno y que está compuesta por la globina y cuatro grupos Heme.

Cuando la hemoglobina se une al oxígeno se denomina oxihemoglobina o hemoglobina oxigenada, dando el aspecto rojo o escarlata intenso característico de la sangre arterial. Cuando pierde el oxígeno, se denomina hemoglobina reducida, y presenta el color rojo oscuro de la sangre venosa (se manifiesta clínicamente por cianosis).

Los glóbulos rojos, conocidos también como eritrocitos o hematíes, son el componente más abundante de la sangre, y actúan (por su componente de hemoglobina) transportando el oxígeno. Como su nombre lo indica, son células de color rojo (por el color de la hemoglobina). Se fabrican en la médula roja de algunos huesos largos, y la disminución en el número normal de glóbulos rojos produce anemia.

EL PH DE LA SANGRE: Si, por ejemplo, la sangre se vuelve más ácida, quiere decir que la hemoglobina está descargando más oxígeno a nivel de los tejidos.  El pH en los pulmones suele ser alto, por lo que la hemoglobina que pasa a través de los pulmones tiene una fuerte afinidad con el oxígeno, lo que favorece una elevada saturación.   No obstante, a nivel de los tejidos, el pH es más bajo, lo que provoca que el oxígeno se disocie de la hemoglobina y suministre así este oxígeno a  los tejidos.

 

TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO: El dióxido de carbono (CO2) también depende de la sangre para su transporte. Una vez que el dióxido de carbono es liberado de las células es transportado en la sangre principalmente de tres maneras:

1.- Una pequeña cantidad (entre 7 y 10 por ciento), disuelto en  el plasma

2.- La mayor parte (entre 60 y 70 por ciento), como iones de bicarbonato resultantes de la disociación del ácido carbónico, que también ha liberado iones de hidrógeno (H+) (acidez)

3.- Combinado con la hemoglobina.

La formación de  iones de bicarbonato favorece la descarga de oxígeno.

Equilibrio Químico…

 

Ahora bien, Cuando una persona se encuentra sobre expuesta al gas CO₂ -como podría suceder en un bus urbano-, y la concentración de éste supere los niveles permitidos en el aire, es decir, en concentraciones que impliquen riesgo de toxicidad, podría predecirse que la cantidad de éstos compuestos en los alvéolos tendería a aumentar también.

Un aumento en la presión de CO₂ en los alvéolos pulmonares, le permite a este gas tener una mayor solubilidad en el agua, desde luego en un proceso ayudado por la enzima anhidrasa carbónica, dando lugar a la formación de ácido carbónico H2CO3, el cual se disocia en iones hidrógeno y bicarbonato.

Es importante tener en cuenta cómo esta mayor presencia de CO₂ en el organismo, y las variaciones que se originan en la concentración de iones hidrógeno, influyen directamente en otros eventos como por ejemplo los cambios de estructura de las proteínas, en este caso la hemoglobina, alterando los mecanismos normales de transporte tanto del oxígeno como del gas carbónico. Los cambios en la conformación de la parte proteica de la hemoglobina, son críticos con respecto a la afinidad que la proteína presenta por el O₂.

Estos cambios permiten que la hemoglobina pueda adaptarse eficazmente a diferentes ambientes de presión y pH. A pH bajos, ésta tiende a protonarse con lo cual se modifican algunos enlaces intramoleculares responsables de la afinidad de la proteína por el CO₂. Este proceso además de contribuir a evacuar el CO₂, permite ejercer una acción amortiguadora en el equilibrio ácido-base a nivel tisular.

También es importante agregar que el pH en los pulmones es aproximadamente de 7.6 mientras que en los tejidos es aproximadamente de 7.2. Esto explica por qué la hemoglobina capta con mayor facilidad el O₂ en los pulmones y lo libera más fácilmente en los tejidos, en los que hay mayor concentración de iones hidrógeno. La hemoglobina proveniente de zonas periféricas que llega a los pulmones necesita encontrar unas condiciones de presión y pH precisos para descargar el CO₂ y los iones hidrógeno que trae desde los tejidos periféricos. Es precisamente ahí donde juega un papel muy importante el hecho de que la concentración de CO₂ en los alvéolos pueda encontrarse en niveles anormales.

OPINANDO ANDO... 

Puedo observar y analizar que el equilibrio químico lo encuentro, para no ir tan lejos, en mi propio cuerpo y  que la función transportadora de la hemoglobina es un claro ejemplo de cómo el organismo se las ha ingeniado para solventar el aporte permanente de O₂ requeridos para sus funciones y como los procesos ligados al metabolismo no serian posibles sin las  proteína con las propiedades bioquímicas de la hemoglobina. 

 EQUILIBRIO QUÍMICO EN LO COTIDIANO

Para hablar de lo cotidiano, debemos tener claro que es el equilibrio químico, así, lo definimos como  un estado en el que no se observan cambios visibles en el sistema. Pero  a nivel molecular existe una gran actividad debido a que las moléculas de reactantes siguen produciendo moléculas de productos, y estas a su vez siguen formando moléculas de productos.

Cuando se alcanza el equilibrio químico las velocidades de la reacción directa e inversa son iguales y las concentraciones de los reactantes y de los productos permanecen constantes. Para que esto ocurra, la reacción debe suceder a una temperatura y presión constantes en un recipiente cerrado en el que ninguna sustancia pueda entrar o salir.

Es importante diferenciar entre el equilibrio en términos de velocidad, en el que ambas velocidades son iguales, del equilibrio en términos de concentraciones, donde éstas pueden ser, y normalmente son, distintas.

Los FACTORES que modifican el equilibrio… Existen diversos factores capaces de modificar el estado de equilibrio en un proceso químico, como son: la temperatura, la presión (afectando al volumen) y las concentraciones.

La influencia de estos tres factores se puede predecir, de una manera cualitativa por el Principio de Le Chatelier, que dice lo siguiente:

Si en una reacción química en equilibrio se modifican la presión, la temperatura o la concentración de alguna de las especies reaccionantes, la reacción evolucionará en uno u otro sentido hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio.

Este principio es equivalente al principio de la conservación de la energía.

RESUMIENDO... 

USOS PRÁCTICOS DEL EQUILIBRIO QUÍMICO:

Ø  EN LA INDUSTRIA DE LOS ALIMENTOS: Nos muestra el periodo de caducidad de los alimentos enlatados y el uso de conservantes.

Ø  INDUSTRIA AUTOMOTRIZ: Convertidores catalíticos para disminuir la emisión de sustancias nocivas.

Ø  MEDICINA: Determinar la caducidad de los medicamentos.

Ø  PERFUMERÍA: Producción de sustancias estables y con olores.

Ø  EN EL HOGAR: Conservación de alimentos por congelación.

     Es tan amplia la aplicación del equilibrio químico que aun en la higiene, al  bañarnos,  se produce el equilibrio químico en la disolución entre los químicos del jabón. 

         En la industria cervecera es muy usada para determinar el tiempo y velocidad de  la fermentación de la cebada.

En la producción de cemento se debe determinar la temperatura ideal a la que se debe someter los reactivos

para lograr la producción más eficiente de cemento. 

OPINANDO ANDO…

Como ya sabemos al estudiar los  cambios en la materia se nos enseñó  que todo cambio químico involucra una reacción entre diferentes sustancias produciendo la formación de sustancias nuevas.

Concluyo, por lo tanto, que todos los procesos químicos evolucionan desde los reactantes hasta la formación de productos a una determinada velocidad hasta que la reacción se completa. En ese momento, la velocidad de formación de los productos es igual a la velocidad de descomposición de éstos para formar nuevamente los reactantes de los que proceden, desde ese mismo momento las concentraciones de todas las especies reaccionantes (reactantes y productos) permanecen constantes; llegando así al nombrado equilibrio químico.

El estudio del equilibrio químico es importante, ya que nos permite establecer hasta que punto puede avanzar un proceso, y si si queremos ver a que velocidad ocurren los cambios en dicho proceso esto nos conlleva a revisar la cinética química de dicho proceso.