Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Vigtige buffere i levende systemer

En puffer er et kemisk stof, der hjælper med at opretholde en relativt konstant pH-værdi i en opløsning, også i lyset af tilsætning af syrer eller baser. Buffering er vigtigt i levende systemer som et middel til at opretholde et forholdsvis konstant indre miljø, også kendt som homeostase. Små molekyler som bicarbonat og fosfat giver bufferkapacitet som andre stoffer, såsom hæmoglobin og andre proteiner.
Bicarbonatbuffer

Opretholdelsen af blodets pH reguleres via bicarbonatbufferen. Dette system består af kulsyre- og bikarbonationer. Når blodets pH falder inden for det sure område, fungerer denne buffer til at danne kuldioxidgas. Lungerne uddriver denne gas ud af kroppen under respirationsprocessen. Under alkaliske forhold bringer denne puffer pH tilbage til neutral ved at forårsage udskillelse af bicarbonationerne gennem urinen.
Phosphate Buffer

Fosfatbuffersystemet fungerer på en måde, der ligner bikarbonatbufferen, men har meget stærkere handling. Det indre miljø i alle celler indeholder denne puffer omfattende hydrogenphosphationer og dihydrogenphosphationer. Under forhold, hvor overskydende brint kommer ind i cellen, reagerer det med hydrogenphosphationerne, hvilket accepterer dem. Under alkaliske forhold accepterer dihydrogenphosphationer de overskydende hydroxidioner, der kommer ind i cellen.
Proteinbuffer

Proteiner består af aminosyrer, der holdes sammen af peptidbindinger. Aminosyrerne har en aminogruppe og en carboxylsyregruppe. Ved fysiologisk pH eksisterer carboxylsyren som carboxylation (COO -) med en negativ ladning, og aminogruppen eksisterer som NH 3+ -ionen. Når pH bliver sur, optager carboxylgruppen overskydende hydrogenioner for at vende tilbage til carboxylsyreformen. Hvis blodets pH bliver alkalisk, frigives der en proton fra NH 3+ -ionen, der tager formen NH 2.
Hemoglobin Buffer

Det åndedrætspigment, der findes i blod, hæmoglobin, har også buffervirkning i vævene. Det har en evne til at binde med enten protoner eller ilt på et givet tidspunkt. Binding af det ene frigiver det andet. I hæmoglobin forekommer binding af protoner i globindelen, medens iltbinding finder sted ved jernet i hemmedelen. På træningstidspunktet genereres protoner i overskud. Hemoglobin hjælper med at buffere virkningen ved at binde disse protoner og samtidig frigive molekylært ilt.