Sistem tampon: clasificare, exemplu și mecanism de acțiune

Un rol enorm pentru funcționarea normală a corpului uman este jucat de echilibrul acido-bazic. Sângele circulant în organism este un amestec de celule vii care se află într-un habitat lichid. Prima caracteristică a pazei, care controlează nivelul pH-ului în sânge, este tampon

descriere

Sistemul tampon este un mecanism unic. În corpul uman, există mai multe dintre ele și toate constau în plasmă și celule sanguine. Tampoanele sunt bazele (proteine ​​și compuși anorganici) care leagă sau eliberează H + și OH-, distrugând schimbarea pH-ului timp de treizeci de secunde. Capacitatea tamponului de a menține echilibrul acido-bazic depinde de numărul de elemente din care acesta este compus.

Tipuri de tampoane de sânge

Sângele care se mișcă în mod constant este celulele vii care există într-un mediu lichid. PH-ul este, în mod normal, 7,37-7,44. O grămadă de ioni are loc într-un anumit tampon, clasificarea sistemelor tampon este prezentat mai jos. Este în sine constituită din plasmă și celule sanguine și poate fi fosfat, proteină, bicarbonat sau hemoglobină. Toate aceste sisteme au suficiente mecanism simplu acțiuni. Activitățile lor vizează reglarea nivelului de ioni în sânge.

Caracteristicile tamponului de hemoglobină

Sistemul tampon de hemoglobină este cel mai puternic dintre toate, este alcalin în capilarele țesuturilor și acidul într-un organ intern cum ar fi plămânii. Acesta reprezintă aproximativ 75% din total tampon de capacitate. Acest mecanism este implicat într-o varietate de procese care apar în sângele uman și are compoziția globinei. Când tamponul de hemoglobină este trecut la o altă formă (oxihemoglobină), se observă o modificare a acestei forme și se schimbă proprietățile acide ale substanței active.

Calitatea hemoglobinei reduse este mai mică decât cea a acidului carbonic, dar devine mult mai bună atunci când este oxidat. Când aciditatea pH-ului este dobândită, hemoglobina combină ionii de hidrogen, se pare că a fost deja restaurată. Când dioxidul de carbon este purificat în plămâni, pH-ul este alcalin. În acest moment, hemoglobina, care este oxidat, acționează ca un donator de protoni, cu ajutorul căruia echilibrul acido-bazic este echilibrat. Deci, tamponul, care constă din oxihemoglobină și sarea de potasiu, promovează eliberarea dioxidului de carbon din organism.

Acest sistem tampon joacă un rol important în procesul respirator, deoarece efectuează o funcție de transport pentru transportul țesuturilor și organelor interne de oxigen și elimină dioxidul de carbon din ele. Echilibrul acido-bazic în interiorul eritrocitelor, în același timp, aderă la un nivel constant, deci și în sânge.

Astfel, atunci când sângele este saturat cu oxigen, hemoglobina se transformă într-un acid puternic, iar când oxigenul renunță, se transformă într-un acid organic destul de slab. Sistemele de oxihemoglobină și hemoglobină sunt interconversie, ele există ca o unitate.

Caracteristici ale tamponului bicarbonat

Sistem tampon bicarbonat este, de asemenea, puternic, dar, de asemenea, cel mai ușor de gestionat în organism. Acesta reprezintă aproximativ 10% din capacitatea totală a tamponului. Are proprietăți universale care asigură eficacitatea pe două fețe. Acest tampon conține o pereche conjugată de acid-bază, care constă din molecule cum ar fi carbon acid (sursă proton) și anion de bicarbonat (acceptor de protoni).

Astfel, sistemul tampon bicarbonat facilitează un proces sistematic în care un acid puternic intră în sânge. Acest mecanism leagă acidul de bicarbonatul de anion, formând carbonul acid și sarea sa. Când alcaline intră în sânge, tamponul se leagă de acidul carbonic, formând o sare bicarbonat. Deoarece bicarbonatul de sodiu din sângele uman este mai mult decât acidul carbonic, această capacitate tampon va avea o aciditate ridicată. Cu alte cuvinte, sistemul tampon bicarbonat (bicarbonat) compensează foarte bine substanțele care cresc aciditatea sângelui. Acestea includ acidul lactic, a cărui concentrație crește odată cu efort fizic intens și acest tampon reacționează foarte rapid la modificări ale echilibrului acido-bazic în sânge.

Caracteristici ale tamponului fosfat

Sistem tampon fosfat omul ocupă aproape două procente din întreaga capacitate tampon, care se datorează conținutului de fosfat în sânge. Acest mecanism menține pH-ul în urină și în fluidul din interiorul celulelor. Tamponul constă din fosfați anorganici: monobazici (îndeplinind rolul acidului) și dibazici (îndeplinesc rolul alcalinilor). La pH normal, raportul acid / bază este 1: 4. Cu o creștere a numărului de ioni de hidrogen sistem tampon fosfat le leagă, formând un acid. Acest mecanism este mai acid decât alcalin, astfel că neutralizează perfect metaboliții acide care intră în sânge, de exemplu, acidul lactic.

Caracteristici ale tamponului proteic

Tamponul proteic nu joacă un rol atât de important în stabilizarea echilibrului acido-bazic, în comparație cu alte sisteme. Acesta reprezintă aproximativ 7% din capacitatea totală a tamponului. Proteinele sunt compuse din molecule care se combină în compuși acid-alcalini. În un mediu acid ele acționează ca alcalii, care leagă acizii, într-un mediu alcalin se întâmplă totul invers.

Aceasta duce la formarea sistem tampon de proteine, care este suficient de eficientă la o valoare a pH-ului de 7,2 până la 7,4. O mare parte din proteine ​​este reprezentată de albumine și globuline. Deoarece încărcarea proteinei este zero, la pH normal este sub formă de alcalii și sare. Această capacitate tampon depinde de cantitatea de proteine, de structura lor și de protonii liberi. Acest tampon poate neutraliza și alimente acide și alcaline. Dar capacitatea sa este mai acidă decât cea alcalină.

Caracteristicile celulelor roșii din sânge

În mod normal, celulele roșii au un pH constant de 7,25. Aici, acțiunea tampoanelor hidrocarbonate și fosfat. Dar ei diferă în putere de cei din sânge. În celulele roșii din sânge, tamponul proteic joacă un rol special în furnizarea de oxigen organelor și țesuturilor, precum și eliminarea dioxidului de carbon din ele. În plus, menține o valoare constantă în interiorul pH-ului eritrocitelor. Tamponul proteic în eritrocite este strâns legat de sistemul de hidrocarburi, deoarece raportul dintre acid și sare este mai mic decât în ​​sânge.

Exemplu de sistem tampon

Soluțiile de acizi și alcalii puternici, care au reacții slabe, au un pH variabil. Dar amestecul acidului acetic cu sarea lui păstrează o valoare stabilă. Chiar dacă le adăugați acid sau alcalin, echilibrul acido-bazic nu se va schimba. Ca exemplu, putem considera un tampon acetat, care constă din acidul CH₃COOH și sărurile sale CH₃COO. Dacă adăugați un acid puternic, baza sării va lega ionii de H + și se va transforma în acid acetic. Scăderea nivelului de anioni de sare este contrabalansată de creșterea numărului de molecule de acid. Ca urmare, există o schimbare nesemnificativă în raportul dintre acid și sarea sa, astfel încât pH-ul variază destul de imperceptibil.

Mecanismul sistemelor tampon

Când produsele acide sau alcaline intră în sânge, tamponul asigură un pH constant până când produsele sunt eliberate sau utilizate în procesele metabolice. Există patru tampoane în sângele uman, fiecare dintre ele constând din două părți: acidul și sarea acestuia, precum și alcalii puternici.

Efectul tamponului se datorează faptului că acesta leagă și neutralizează ionii care vin în compoziția corespunzătoare. Deoarece în natură organismul este cel mai expus produselor de schimb sub-oxidate, proprietățile tamponului au un conținut de antiacid mai mare decât cel al metalului alcalin.

Fiecare sistem tampon are propriul său principiu de funcționare. Atunci când nivelul pH-ului scade sub 7,0, activitatea lor activă începe. Ei încep să lege excesul de exces de ioni de hidrogen, formând complexe care mișcă oxigenul. Aceasta, la rândul său, se deplasează la sistemul digestiv, la plămâni, la piele, la rinichi și așa mai departe. Astfel de transporturi de produse acide și alcaline facilitează descărcarea și îndepărtarea acestora.

La om, doar patru sisteme tampon joacă un rol important în menținerea echilibrului acido-bazic, dar și alte tampoane, cum ar fi sistemul de tampon acetat, care are un acid slab (donor) și sare a acestuia (acceptor). Capacitatea acestor mecanisme de a rezista la modificarea pH-ului, atunci când acizi sau sare intră în sânge este limitată. Ele mențin echilibrul acido-bazic numai atunci când un acid puternic sau alcalin vine într-o anumită cantitate. Dacă este depășită, pH-ul se va schimba dramatic, sistemul tampon va înceta să funcționeze.

Tampon de eficiență

Tampoanele de sânge și de globule roșii au o eficacitate diferită. În ultimul rând, este mai mare, deoarece există un tampon de hemoglobină. Scăderea numărului de ioni are loc în direcția de la celulă la mediul intercelular și apoi la sânge. Acest lucru sugerează că cea mai mare capacitate tampon în sânge, iar cea mai mică are un mediu intracelular.

La un metabolism în celule există acizi care trec într-un lichid intercelular. Acest lucru este mai ușor cu cât apare mai mult în celule, deoarece un exces de ioni de hidrogen crește permeabilitatea membranei celulare. Știm deja clasificarea sistemelor tampon. În eritrocite au proprietăți mai eficiente, deoarece fibrele de colagen joacă încă un rol, care reacționează la umflarea acidului, îl absorb și eliberează celulele roșii din ionii de hidrogen. Acest lucru se datorează proprietății sale de absorbție.

Interacțiunea tampoanelor din corp

Toate mecanismele care sunt în corp sunt legate între ele. Tampoanele de sânge constau în mai multe sisteme, a căror contribuție la menținerea echilibrului acido-bazic este diferită. Când sângele pătrunde lumina primește oxigen prin legarea sa de hemoglobină în celulele roșii din sânge, pentru a forma oxihemoglobină (acid) care menține nivelul pH-ului. Cu ajutorul anhidrazei carbonice este o purificare paralelă a dioxidului de carbon din plămâni în sânge, care în eritrocite este reprezentat ca un acid slab și o karbaminogemoglobinom carbonic dibazic, și sânge - dioxid de carbon și apă.

Când cantitatea de acid carbonic dibazic slab scade în eritrocite, penetrează din sânge în eritrocite și purifică sângele din dioxid de carbon. Astfel, de la celule la sânge trece în mod constant un acid carbonic dibazic slab, iar de la sânge la eritrocite pentru a menține neutralitatea clorurii inactive activează. Ca rezultat, în celulele roșii sanguine, mediul este mai acid decât în ​​plasmă. Toate sistemele tampon sunt justificate de raportul donor-acceptor al protonului (4:20), care se datorează particularităților metabolismului corpului uman, care formează un număr mai mare de produse acide decât cele alcaline. Foarte important aici este indicatorul capacităților tampon acide.

Schimbă procesele în țesuturi

Balanța acido-bazică este menținută de tampoane și transformări metabolice în țesuturile organismului. Acest lucru este asistat de biochimice și fizice și chimice. Acestea contribuie la pierderea proprietăților bazate pe acizi ale produselor metabolice, la legarea lor, la formarea de noi compuși care sunt eliminați rapid din organism. De exemplu, o cantitate mare de acid lactic este excretată în glicogen, iar acizii organici sunt neutralizați cu săruri de sodiu. Acide puternice și alcalii se dizolvă în lipide, iar acizii organici sunt oxidați pentru a forma acidul carbonic.

În acest fel, Sistemul tampon este primul asistent la normalizarea echilibrului acido-bazic în corpul uman. Stabilitatea PH este necesară pentru funcționarea normală a moleculelor biologice și a structurilor, organelor și țesuturilor. În condiții normale, procesele tampon mențin un echilibru între aspectul și îndepărtarea ionilor de hidrogen și a dioxidului de carbon, ceea ce ajută la asigurarea unui nivel constant al pH-ului în sânge.

Dacă există o funcționare defectuoasă în funcționarea sistemelor tampon, atunci o persoană dezvoltă astfel de patologii precum alcaloza sau acidoza. Toate sistemele tampon sunt interconectate și vizează menținerea unui echilibru acid-bază stabil. În organismul uman, se formează constant un număr mare de produse acide, echivalentul a 30 de litri de acid tare.

Constanța reacțiilor din interiorul corpului este asigurată de tampoane puternice: fosfat, proteine, hemoglobină și bicarbonat. Există și alte sisteme tampon, dar acestea sunt cele de bază și cele mai necesare pentru un organism viu. Fără ajutorul lor, o persoană va dezvolta diverse patologii care pot duce la comă sau rezultatul fatal.