Syra-basbalansen spelar en stor roll för människokroppens normala funktion. Blodet som cirkulerar i kroppen är en blandning av levande celler som finns i en flytande livsmiljö. Den första säkerhetsfunktionen som kontrollerar pH-nivån i blodet är buffertsystemet. Detta är en fysiologisk mekanism som säkerställer att parametrarna för syra-basbalansen upprätthålls genom att förhindra pH-fall. Vad det är och vilka sorter det har får vi reda på nedan.
Description
Buffertsystemet är en unik mekanism. Det finns flera av dem i människokroppen, och de består alla av plasma och blodkroppar. Buffertar är baser (proteiner och oorganiska föreningar) som binder eller donerar H+ och OH- och förstör pH-förskjutningen inom trettio sekunder. En bufferts förmåga att upprätthålla en syra-basbalans beror på antalet grundämnen som den är sammansatt av.
Typer av blodbuffertar
Blod som ständigt rör sig är levande celler,som finns i ett flytande medium. Norm alt pH är 7, 37-7, 44. Bindningen av joner sker med en viss buffert, klassificeringen av buffertsystem ges nedan. Den består i sig av plasma och blodkroppar och kan vara fosfat, protein, bikarbonat eller hemoglobin. Alla dessa system har en ganska enkel verkningsmekanism. Deras aktivitet är inriktad på att reglera nivån av joner i blodet.
Hemoglobinbufferts egenskaper
Hemoglobinbuffertsystemet är det kraftfullaste av alla, det är ett alkali i vävnadernas kapillärer och en syra i ett sådant inre organ som lungorna. Den står för cirka sjuttiofem procent av den totala buffertkapaciteten. Denna mekanism är involverad i många processer som förekommer i mänskligt blod och har globin i sin sammansättning. När hemoglobinbufferten ändras till en annan form (oxihemoglobin) ändras denna form, och den aktiva substansens sura egenskaper förändras också.
Kvaliteten på reducerat hemoglobin är lägre än för kolsyra, men blir mycket bättre när det oxideras. När surheten i pH förvärvas, kombinerar hemoglobin vätejoner, det visar sig att det redan är reducerat. När koldioxid avlägsnas från lungorna blir pH-värdet alkaliskt. Vid denna tidpunkt fungerar hemoglobin, som har oxiderats, som en protondonator, med vars hjälp syra-basbalansen balanseras. Så bufferten, som består av oxyhemoglobin och dess kaliums alt, främjar frisättningen av koldioxid från kroppen.
Det här buffertsystemet fungeraren viktig roll i andningsprocessen, eftersom den utför transportfunktionen att överföra syre till vävnader och inre organ och ta bort koldioxid från dem. Syra-basbalansen inuti erytrocyterna hålls på en konstant nivå, därför även i blodet.
När blodet är mättat med syre, förvandlas hemoglobin till en stark syra, och när det ger upp syre, blir det till en ganska svag organisk syra. Systemen för oxyhemoglobin och hemoglobin är interkonvertibla, de existerar som ett.
Funktioner hos bikarbonatbuffert
Bikarbonatbuffertsystemet är också kraftfullt, men också det mest kontrollerade i kroppen. Den står för cirka tio procent av den totala buffertkapaciteten. Den har mångsidiga egenskaper som säkerställer dess tvåvägseffektivitet. Denna buffert innehåller ett konjugerat syra-baspar, som består av molekyler som kolsyra (protonkälla) och anjonbikarbonat (protonacceptor).
Bikarbonatbuffertsystemet främjar alltså en systematisk process där en kraftfull syra kommer in i blodomloppet. Denna mekanism binder syran till bikarbonatanjonerna och bildar kolsyra och dess s alt. När alkali kommer in i blodet binder bufferten till kolsyra och bildar ett bikarbonats alt. Eftersom det finns mer natriumbikarbonat i mänskligt blod än kolsyra, kommer denna buffertkapacitet att ha en hög surhet. Med andra ord, kolvätebuffertsystemet (bikarbonat) är väldigt bra på att kompensera för ämnen som ökar surheten i blodet. Dessa inkluderar mjölksyra, vars koncentration ökar med intensiv fysisk ansträngning, och denna buffert reagerar mycket snabbt på förändringar i syra-basbalansen i blodet.
Funktioner hos fosfatbuffert
Det mänskliga fosfatbuffertsystemet upptar nära två procent av den totala buffertkapaciteten, vilket är relaterat till innehållet av fosfater i blodet. Denna mekanism upprätthåller pH i urinen och vätskan som finns inuti cellerna. Bufferten består av oorganiska fosfater: monobasiska (fungerar som en syra) och dibasiska (fungerar som alkali). Vid norm alt pH är förhållandet mellan syra och bas 1:4. Med en ökning av antalet vätejoner binder fosfatbuffertsystemet till dem och bildar en syra. Denna mekanism är mer sur än alkalisk, så den neutraliserar perfekt sura metaboliter, såsom mjölksyra, som kommer in i människans blodomlopp.
Funktioner hos proteinbufferten
Proteinbuffert spelar inte en så speciell roll för att stabilisera syra-basbalansen, jämfört med andra system. Den står för cirka sju procent av den totala buffertkapaciteten. Proteiner är uppbyggda av molekyler som kombineras för att bilda syra-basföreningar. I en sur miljö fungerar de som alkalier som binder syror, i en alkalisk miljö händer allt tvärtom.
Detta leder till bildandet av ett proteinbuffertsystem, vilketdet är ganska effektivt vid ett pH-värde på 7,2 till 7,4. En stor del av proteinerna representeras av albuminer och globuliner. Eftersom proteinladdningen är noll är den vid norm alt pH i form av alkali och s alt. Denna buffertkapacitet beror på antalet proteiner, deras struktur och fria protoner. Denna buffert kan neutralisera både sura och alkaliska produkter. Men dess kapacitet är surare än alkalisk.
Funktioner hos erytrocyter
Norm alt har erytrocyter ett konstant pH - 7, 25. Hydrokarbonat- och fosfatbuffertar har en effekt här. Men maktmässigt skiljer de sig från de i blodet. I erytrocyter spelar proteinbufferten en speciell roll för att förse organ och vävnader med syre, samt att ta bort koldioxid från dem. Dessutom håller den ett konstant pH-värde inuti erytrocyterna. Proteinbufferten i erytrocyter är nära besläktad med bikarbonatsystemet, eftersom förhållandet mellan syra och s alt här är mindre än i blodet.
Exempel på buffertsystem
Lösningar av starka syror och alkalier, som har svaga reaktioner, har ett variabelt pH. Men blandningen av ättiksyra med dess s alt behåller ett stabilt värde. Även om du tillsätter syra eller alkali till dem kommer syra-basbalansen inte att förändras. Som ett exempel, betrakta acetatbufferten, som består av syran CH3COOH och dess s alt CH3COO. Om du lägger till en stark syra kommer s altets bas att binda H+-jonerna och förvandlas till ättiksyra. S altanjonreduktionbalanseras av en ökning av syramolekyler. Som ett resultat blir det liten förändring i förhållandet mellan syran och dess s alt, så pH ändras ganska omärkligt.
Buffertsystems verkningsmekanism
När sura eller alkaliska produkter kommer in i blodomloppet, bibehåller bufferten ett konstant pH-värde tills de inkommande produkterna utsöndras eller används i metaboliska processer. Det finns fyra buffertar i mänskligt blod, som var och en består av två delar: en syra och dess s alt, samt en stark alkali.
Effekten av en buffert beror på att den binder och neutraliserar jonerna som kommer med den sammansättning som motsvarar den. Eftersom kroppen i naturen mest av allt möter underoxiderade metabola produkter, är buffertens egenskaper mer anti-syra än anti-alkaliska.
Varje buffertsystem har sin egen funktionsprincip. När pH-nivån sjunker under 7,0 börjar deras kraftiga aktivitet. De börjar binda överskott av fria vätejoner och bildar komplex som flyttar syre. Det i sin tur flyttar till matsmältningssystemet, lungorna, huden, njurarna och så vidare. Sådan transport av sura och alkaliska produkter bidrar till deras lossning och utsöndring.
I människokroppen spelar endast fyra buffertsystem en viktig roll för att upprätthålla syra-basbalansen, men det finns andra buffertar, som acetatbuffertsystemet, som har en svag syra (donator) och dess s alt (acceptor). Förmågan hos dessa mekanismeratt motstå förändringar i pH när syra eller s alt kommer in i blodet är begränsad. De upprätthåller syra-basbalansen endast när en stark syra eller alkali tillförs i en viss mängd. Om det överskrids kommer pH att ändras dramatiskt, buffertsystemet kommer att sluta fungera.
Bufferteffektivitet
Buffertar av blod och erytrocyter har olika effektivitet. I den senare är den högre, eftersom det finns en hemoglobinbuffert här. Minskningen av antalet joner sker i riktning från cellen till den intercellulära miljön och sedan till blodet. Detta tyder på att blodet har den största buffertkapaciteten, medan den intracellulära miljön har den minsta.
När celler metaboliseras uppstår syror som passerar in i interstitiell vätska. Detta händer ju lättare, desto fler av dem dyker upp i cellerna, eftersom ett överskott av vätejoner ökar cellmembranets permeabilitet. Vi känner redan till klassificeringen av buffertsystem. I erytrocyter har de mer effektiva egenskaper, eftersom kollagenfibrer fortfarande spelar en roll här, som reagerar genom att svälla på ansamling av syra, de absorberar den och frigör erytrocyter från vätejoner. Denna förmåga beror på dess absorptionsegenskap.
Interaktion mellan buffertar i kroppen
Alla mekanismer som finns i kroppen är sammankopplade. Blodbuffertar består av flera system, vars bidrag till att upprätthålla syra-basbalansen är olika. När blod kommer in i lungorna får det syre.genom att binda till hemoglobin i röda blodkroppar och bilda oxyhemoglobin (syra), som upprätthåller pH-nivån. Med hjälp av kolsyraanhydras sker en parallell rening av blodet i lungorna från koldioxid, som i erytrocyter presenteras i form av en svag tvåbasisk kolsyra och karbaminohemoglobin, och i blodet - koldioxid och vatten.
Med en minskning av mängden svag dibasisk kolsyra i erytrocyter, tränger den från blodet in i erytrocyten, och blodet renas från koldioxid. Således passerar en svag dibasisk kolsyra ständigt från cellerna in i blodet, och inaktiva kloridanjoner kommer in i erytrocyterna från blodet för att upprätthålla neutralitet. Som ett resultat är röda blodkroppar surare än plasma. Alla buffertsystem motiveras av protondonator-acceptor-förhållandet (4:20), vilket är förknippat med särdragen i människokroppens metabolism, som bildar ett större antal sura produkter än alkaliska. Indikatorn på syrabuffertkapacitet är mycket viktig här.
Utbytesprocesser i vävnader
Syr-basbalansen upprätthålls av buffertar och metaboliska omvandlingar i kroppsvävnader. Detta understöds av biokemiska och fysikalisk-kemiska processer. De bidrar till förlusten av syra-basegenskaper hos metabola produkter, deras bindning, bildandet av nya föreningar som snabbt utsöndras från kroppen. Till exempel utsöndras en stor mängd mjölksyra i glykogen, organiska syror neutraliseras av natriums alter. Starksyror och alkalier löses i lipider, och organiska syror oxiderar och bildar kolsyra.
Buffertsystemet är alltså den första assistenten i normaliseringen av syra-basbalansen i människokroppen. pH-stabilitet är nödvändig för att biologiska molekyler och strukturer, organ och vävnader ska fungera norm alt. Under normala förhållanden upprätthåller buffertprocesser en balans mellan införande och avlägsnande av väte- och koldioxidjoner, vilket hjälper till att upprätthålla en konstant pH-nivå i blodet.
Om det finns ett misslyckande i arbetet med buffertsystem, utvecklar en person patologier som alkalos eller acidos. Alla buffertsystem är sammankopplade och syftar till att upprätthålla en stabil syra-basbalans. Människokroppen producerar ständigt ett stort antal sura produkter, vilket motsvarar trettio liter stark syra.
Konstant reaktioner inuti kroppen tillhandahålls av kraftfulla buffertar: fosfat, protein, hemoglobin och bikarbonat. Det finns andra buffertsystem, men dessa är de viktigaste och mest nödvändiga för en levande organism. Utan deras hjälp kommer en person att utveckla olika patologier som kan leda till koma eller död.
