Puferski sustav: klasifikacija, primjer i mehanizam djelovanja

Ogromnu ulogu za normalno funkcioniranje ljudskog tijela igra kiselinsko-baznu ravnotežu. Cirkulirajuća krv u tijelu je mješavina živih stanica koje su u tekućem staništu. Prva značajka čuvara, koja kontrolira pH vrijednost u krvi, je puferski sustav

opis

Puferski sustav je jedinstveni mehanizam. U ljudskom tijelu postoji nekoliko njih, a svi se sastoje od plazme i krvnih stanica. Puferi su baze (proteini i anorganski spojevi) koji vezuju ili daju H + i OH-, uništavajući pH pomak trideset sekundi. Sposobnost pufera za održavanje ravnoteže između kiselina i baze ovisi o broju elemenata iz kojih se ona sastoji.

Vrste krvnih pufera

Krv koja se neprestano kreće živuće stanice koje postoje u tekućem mediju. PH je obično 7,37-7,44. Niz iona dolazi u određenom međuspremniku, klasifikacija puferskih sustava je dano u nastavku. Sama se sastoji od plazme i krvnih stanica, a može biti fosfat, protein, bikarbonat ili hemoglobin. Svi ti sustavi imaju dovoljno jednostavan mehanizam radnje. Njihove aktivnosti usmjerene su na regulaciju razine iona u krvi.

Značajke hemoglobin pufera

Sustav hemoglobin pufera je najmoćniji od svih, to je alkalni u kapilarnama tkiva i kiseline u takvom unutarnjem organu kao i pluća. To čini oko sedamdeset pet posto od ukupnog broja kapacitet međuspremnika. Ovaj mehanizam je uključen u različite procese koji se pojavljuju u ljudskoj krvi, i ima globin u svom sastavu. Kada se hemoglobinski pufer pretvori u drugi oblik (oksihemoglobin), promjena u ovom obliku je promatrana i kiselinska svojstva aktivne tvari se mijenjaju.

Kvaliteta smanjenog hemoglobina je manja od ugljične kiseline, ali postaje mnogo bolja kada se oksidira. Kada se dobije kiselost pH, hemoglobin kombinira vodikove ione, ispada da je već obnovljena. Kada se ugljikov dioksid očisti u plućima, pH je alkalni. U ovom trenutku, hemoglobin, koji je oksidiran, djeluje kao proton donor, uz pomoć kojih je ravnoteža kiselina-baze uravnotežena. Dakle, pufer, koji se sastoji od oksihemoglobina i njegove kalijeve soli, potiče otpuštanje ugljičnog dioksida iz tijela.

Ovaj puferski sustav igra važnu ulogu u respiratornom procesu, jer obavlja transportnu funkciju za transport do tkiva i unutarnjih organa kisika i uklanja ugljični dioksid od njih. Ravnoteža kiselina-baze u eritrocitima istodobno prati konstantnu razinu, dakle, iu krvi.

Dakle, kad je krv zasićena kisikom, hemoglobin se pretvara u snažnu kiselinu, a kad kisik odustane, pretvara se u prilično slabu organsku kiselinu. Sustavi oksihemoglobina i hemoglobina su interkonverzija, one postoje kao jedna jedinica.

Značajke bikarbonatnog pufera

Sustav bikarbonatnog pufera je također snažan, ali i najlakše upravljiv u tijelu. Ona čini oko deset posto ukupnog kapaciteta spremnika. Ima univerzalna svojstva koja osiguravaju njegovu dvostranu učinkovitost. Taj pufer sadrži konjugirani par baze kiseline, koji se sastoji od molekula kao što je ugljik kiselina (izvor proton) i bikarbonatni anion (proton akceptor).

Dakle, sustav bikarbonatnog pufera olakšava sustavni proces u kojem moćna kiselina ulazi u krvotok. Taj mehanizam povezuje kiselinu s anionskim bikarbonatom, stvarajući kiselinski ugljik i njegovu sol. Kada alkalijski ulazi u krv, pufer se veže na ugljičnu kiselinu, stvarajući bikarbonatnu sol. Budući da je natrijev bikarbonat u ljudskoj krvi više od ugljične kiseline, ovaj kapacitet pufera će imati visoku kiselost. Drugim riječima, sustav bikarbonatnog pufera (bikarbonat) jako kompenzira tvari koje povećavaju kiselost krvi. To uključuje mliječnu kiselinu čija se koncentracija povećava intenzivnim tjelesnim naporom, a ovaj pufer vrlo brzo reagira na promjene ravnoteže kiselina-baze u krvi.

Značajke fosfatnog pufera

Sustav fosfatnog pufera čovjek zauzima blizu dva posto ukupnog kapaciteta spremnika, što je zbog sadržaja fosfata u krvi. Ovaj mehanizam održava pH u mokraći i tekućini koja je unutar stanica. Pufer se sastoji od anorganskih fosfata: jednobaznih (ispunjava ulogu kiseline) i dibazičnog (ispunjava ulogu alkalija). Pri normalnom pH vrijednost omjer kiselina / baza je 1: 4. Uz povećanje broja vodikovih iona sustav fosfatnog pufera veže ih, formirajući kiselinu. Ovaj mehanizam je kisellji nego alkalni, pa savršeno neutralizira kiselinske metabolite koji ulaze u krvotok, na primjer, mliječnu kiselinu.

Značajke proteinskog pufera

Proteinski pufer ne igra takvu posebnu ulogu u stabilizaciji ravnoteže između kiselina i baze, u usporedbi s drugim sustavima. Ona čini oko sedam posto ukupnog kapaciteta međuspremnika. Proteini se sastoje od molekula koje se kombiniraju u kiselinsko-alkalnim spojevima. U kiselo okruženje oni djeluju kao lužine, koje vezuju kiseline, u alkalnom okruženju sve se događa obratno.

To dovodi do formiranja sustav proteinskog pufera, koji je dovoljno djelotvoran pri pH vrijednosti od 7,2 do 7,4. Veliki dio proteina predstavljaju albumini i globulini. Budući da je naboj proteina nula, pri normalnom pH je u obliku alkala i soli. Taj kapacitet spremnika ovisi o količini proteina, njihovoj strukturi i slobodnim protonskim vrijednostima. Ovaj pufer može neutralizirati i kisele i alkalne hrane. No, njezin kapacitet je kisellji nego alkalni.

Značajke crvenih krvnih stanica

Normalno, crvene krvne stanice imaju konstantni pH od 7,25. Ovdje djelovanje hidrokarbonata i fosfatnih pufera. Ali oni se razlikuju po snazi ​​od onih u krvi. U crvenim krvnim stanicama, proteinski pufer igra posebnu ulogu u pružanju kisika u organima i tkivima, kao i uklanjanje ugljikovog dioksida iz njih. Osim toga, održava konstantnu vrijednost unutar pH eritrocita. Proteinski pufer u eritrocitima usko je povezan s hidrokarbonatnim sustavom jer je omjer kiseline i soli manji od krvi.

Primjer puferskog sustava

Otopine jakih kiselina i lužina, koje imaju slabe reakcije, imaju promjenjivi pH. Ali smjesa octene kiseline sa svojom soli zadržava stabilnu vrijednost. Čak i ako dodate kiseline ili alkalije, kiselina-bazna ravnoteža neće se promijeniti. Kao primjer, možemo razmotriti acetatni pufer, koji se sastoji od CH kiseline₃COOH i njegove soli CH₃COO. Ako dodate jaku kiselinu, baza soli će vezati H + ione i pretvoriti se u octenu kiselinu. Smanjenje razine aniona soli protuteže se povećanjem molekula kiseline. Kao rezultat, postoji neznatna promjena u omjeru kiseline i njegove soli, tako da pH varira prilično neprimjetno.

Mehanizam puferskih sustava

Kad kiselinski ili lužnati proizvodi uđu u krv, pufer osigurava konstantan pH sve dok se proizvodi ne otpuštaju ili koriste u metaboličkim procesima. Postoje četiri pufera u ljudskoj krvi, od kojih se svaka sastoji od dva dijela: kiselina i njegova sol, kao i jaka alkalna.

Učinak pufera je zbog činjenice da veže i neutralizira ione koje dolaze u odgovarajućem sastavu. Budući da je u prirodi organizam najizloženiji pod oksidiranim proizvodima za razmjenu, svojstva pufera imaju sadržaj anti-kiseline veći od onog alkalnog metala.

Svaki sustav međuspremnika ima svoj vlastiti princip rada. Kada pH vrijednost padne ispod 7,0, počinje njihova aktivna aktivnost. Oni počinju vezati viška viška vodikovih iona, stvarajući komplekse koji potiču kisik. Ona se, pak, pomiče u probavni sustav, do pluća, na kožu, do bubrega i tako dalje. Takav prijenos kiselih i alkalnih proizvoda olakšava njihovo istovarivanje i uklanjanje.

U ljudi, samo četiri puferski sustavi igraju važnu ulogu u održavanju ravnoteže kiseline i baze, ali ostale pufere, kao što su acetat pufera sustav koji ima slabu kiselinu (donor) i soli (akceptor). Sposobnost tih mehanizama da izdrže promjene u pH kada kiselina ili sol ulaze u krvotok su ograničene. Oni održavaju ravnotežu kiselina-bazu samo kada jaka kiselina ili alkali dolaze u određenoj količini. Ako se prekorači, pH će dramatično promijeniti, sustav pufera će prestati funkcionirati.

Učinkovitost pufera

Puferi krvi i crvenih krvnih stanica imaju različitu učinkovitost. U drugom, to je veće, budući da postoji hemoglobinski pufer. Smanjenje broja iona događa se u smjeru od stanice do međustaničnog medija, a zatim do krvi. Ovo upućuje na to da najveći puferski kapacitet u krvi, a manji ima unutarstanični okoliš.

Kod metabolizma u stanicama postoje kiseline koje prolaze u međustaničnoj tekućini. To je lakše što se više pojavljuje u stanicama, jer višak vodikovih iona povećava propusnost stanične membrane. Već znamo klasifikacija puferskih sustava. U eritrocitima, oni su učinkovitiji svojstava, budući da je uvijek u ulozi kolagenih niti koje reagiraju na oticanje nakupljanje kiseline će apsorbirati i osloboditi od vodikovih iona u eritrocitima. To je zbog svoje imovine apsorpcije.

Interakcija pufera u tijelu

Svi mehanizmi koji su u tijelu su međusobno povezani. Krvni puferi se sastoje od nekoliko sustava, čiji je doprinos održavanju ravnoteže između kiselina i baze različit. Kada krv ulazi svjetlo prima kisika zbog njegovog vezanja na hemoglobin u crvenim krvnim stanicama kako bi se dobilo oksihemoglobina (kiselina) koja održava pH. Uz pomoć karboanhidraze paralelna pročišćavanje ugljikovog dioksida iz pluća krvi, koji u eritrocitima je prikazan kao slabe kiseline i dvobazne ugljične karbaminogemoglobinom i krv - ugljični dioksid i voda.

Kada se smanjuje količina u eritrocitima slaba dvobaznom ugljične kiseline nastaje to prodor krvi u eritrocitima i pročišćavanja krvi iz ugljičnog dioksida. Tako, iz stanica u krvi prelazi neprekidno slabi dvobazičnog ugljičnu kiselinu, a iz krvi u eritrocite za poštivanje neutralni neaktivnih primili kloridnih aniona. Kao rezultat, u crvenim krvnim stanicama medij je kisellji nego u plazmi. Svi puferi sustav potkrepljuju omjer proton donora-akceptora (4,20), koji je povezan s metabolizmom ljudskog sadržaja tijela, koja tvori veći broj proizvoda od kiselih lužine. Vrlo je važno ovdje pokazatelj kapaciteta kiselog tampona.

Razmjena procesa u tkivima

Ravnoteža između kiselina i baze održava se puferima i metaboličkim transformacijama u tkivima tijela. To pomaže i biokemijskim i fizikalnih i kemijskih procesa. One doprinose gubitku kiselih svojstava metaboličkih proizvoda, njihovom vezivanju, stvaranju novih spojeva koji se brzo uklanjaju iz tijela. Na primjer, velika količina mliječne kiseline izlučuje se u glikogen, organske kiseline se neutraliziraju natrijeve soli. Jake kiseline i lužine rastopljene su u lipidima, a organske kiseline se oksidiraju kako bi nastale ugljične kiseline.

Na taj način, Puferski sustav je prvi asistent na normalizaciji baze baze u ljudskom tijelu. Stabilnost PH je neophodna za normalan rad bioloških molekula i struktura, organa i tkiva. U normalnim uvjetima, procesi pufera održavaju ravnotežu između izgleda i uklanjanja vodikovih iona i ugljičnog dioksida, što pomaže u postizanju konstantne razine pH u krvi.

Ako postoji neispravnost u radu međuspremnih sustava, osoba razvija takve patologije kao alkalozu ili acidozu. Svi puferski sustavi su međusobno povezani i usmjereni su na održavanje stabilne ravnoteže između kiselina i bazi. U ljudskom tijelu stalno se formira veliki broj kiselih proizvoda, što je ekvivalent trideset litara jake kiseline.

Konstantnost reakcija unutar tijela osigurava snažne pufere: fosfat, protein, hemoglobin i bikarbonat. Postoje i drugi puferski sustavi, ali to su osnovni i najpotrebniji za živi organizam. Bez njihove pomoći, osoba će razviti različite patologije koje mogu dovesti do komete ili kobne posljedice.