Suur-basis-balans speel 'n groot rol in die normale funksionering van die menslike liggaam. Die bloed wat in die liggaam sirkuleer is 'n mengsel van lewende selle wat in 'n vloeibare habitat is. Die eerste sekuriteitskenmerk wat die pH-vlak in die bloed beheer, is die bufferstelsel. Dit is 'n fisiologiese meganisme wat verseker dat die parameters van die suur-basis-balans gehandhaaf word deur pH-dalings te voorkom. Wat dit is en watter variëteite dit het, sal ons hieronder uitvind.
Beskrywing
Die bufferstelsel is 'n unieke meganisme. Daar is verskeie van hulle in die menslike liggaam, en hulle bestaan almal uit plasma en bloedselle. Buffers is basisse (proteïene en anorganiese verbindings) wat H+ en OH- bind of skenk, wat die pH-verskuiwing binne dertig sekondes vernietig. Die vermoë van 'n buffer om 'n suur-basis balans te handhaaf hang af van die aantal elemente waaruit dit saamgestel is.
Tipe bloedbuffers
Bloed wat voortdurend beweeg, is lewende selle,wat in 'n vloeibare medium bestaan. Normale pH is 7, 37-7, 44. Die binding van ione vind plaas met 'n sekere buffer, die klassifikasie van bufferstelsels word hieronder gegee. Dit self bestaan uit plasma en bloedselle en kan fosfaat, proteïen, bikarbonaat of hemoglobien wees. Al hierdie stelsels het 'n redelik eenvoudige meganisme van werking. Hulle aktiwiteit is daarop gemik om die vlak van ione in die bloed te reguleer.
Kenmerke van hemoglobienbuffer
Die hemoglobienbufferstelsel is die kragtigste van almal, dit is 'n alkali in die kapillêre van weefsels en 'n suur in so 'n interne orgaan soos die longe. Dit maak ongeveer vyf-en-sewentig persent van die totale bufferkapasiteit uit. Hierdie meganisme is betrokke by baie prosesse wat in menslike bloed voorkom, en het globien in sy samestelling. Wanneer die hemoglobienbuffer na 'n ander vorm verander (oksihemoglobien), verander hierdie vorm, en die suur eienskappe van die aktiewe stof verander ook.
Die kwaliteit van verlaagde hemoglobien is minder as dié van koolsuur, maar word baie beter wanneer dit geoksideer word. Wanneer die suurheid van pH verkry word, kombineer hemoglobien waterstofione, dit blyk dat dit reeds verminder is. Wanneer koolstofdioksied uit die longe verwyder word, word die pH alkalies. Op hierdie tydstip dien hemoglobien, wat geoksideer is, as 'n protonskenker, met behulp waarvan die suur-basis-balans gebalanseer word. Dus, die buffer, wat uit oksihemoglobien en sy kaliumsout bestaan, bevorder die vrystelling van koolstofdioksied uit die liggaam.
Hierdie bufferstelsel werk'n belangrike rol in die respiratoriese proses, aangesien dit die vervoerfunksie verrig om suurstof na die weefsels en interne organe oor te dra en koolstofdioksied daaruit te verwyder. Die suur-basis-balans binne die eritrosiete word op 'n konstante vlak gehandhaaf, dus ook in die bloed.
Dus, wanneer die bloed met suurstof versadig is, verander hemoglobien in 'n sterk suur, en wanneer dit suurstof prysgee, verander dit in 'n redelik swak organiese suur. Die stelsels van oksihemoglobien en hemoglobien is onderling omskepbaar, hulle bestaan as een.
Kenmerke van bikarbonaatbuffer
Die bikarbonaatbufferstelsel is ook kragtig, maar ook die mees beheerde in die liggaam. Dit maak sowat tien persent van die totale bufferkapasiteit uit. Dit het veelsydige eienskappe wat die tweerigtingdoeltreffendheid daarvan verseker. Hierdie buffer bevat 'n gekonjugeerde suur-basispaar, wat bestaan uit molekules soos koolsuur (protonbron) en anioonbikarbonaat (protonontvanger).
Die bikarbonaatbufferstelsel bevorder dus 'n sistematiese proses waar 'n kragtige suur die bloedstroom binnedring. Hierdie meganisme bind die suur aan die bikarbonaat anione, wat koolsuur en sy sout vorm. Wanneer alkali die bloed binnedring, bind die buffer aan koolsuur en vorm 'n bikarbonaatsout. Aangesien daar meer natriumbikarbonaat in menslike bloed as koolsuur is, sal hierdie bufferkapasiteit 'n hoë suurheid hê. Met ander woorde, koolwaterstofbufferdie sisteem (bikarbonaat) is baie goed om te kompenseer vir stowwe wat die suurheid van die bloed verhoog. Dit sluit melksuur in, waarvan die konsentrasie toeneem met intense fisiese inspanning, en hierdie buffer reageer baie vinnig op veranderinge in die suur-basis-balans in die bloed.
Kenmerke van fosfaatbuffer
Die menslike fosfaatbufferstelsel beslaan byna twee persent van die totale bufferkapasiteit, wat verband hou met die inhoud van fosfate in die bloed. Hierdie meganisme handhaaf die pH in die urine en die vloeistof wat binne die selle is. Die buffer bestaan uit anorganiese fosfate: monobasies (werk as 'n suur) en dibasies (werk as 'n alkali). By normale pH is die verhouding van suur tot basis 1:4. Met 'n toename in die aantal waterstofione bind die fosfaatbufferstelsel daaraan en vorm 'n suur. Hierdie meganisme is meer suur as alkalies, dus neutraliseer dit suur metaboliete, soos melksuur, wat die menslike bloedstroom binnedring, perfek.
Kenmerke van die proteïenbuffer
Proteïenbuffer speel nie so 'n spesiale rol in die stabilisering van die suur-basis-balans in vergelyking met ander stelsels nie. Dit maak sowat sewe persent van die totale bufferkapasiteit uit. Proteïene bestaan uit molekules wat kombineer om suur-basis verbindings te vorm. In 'n suur omgewing tree hulle op as alkalies wat sure bind, in 'n alkaliese omgewing gebeur alles andersom.
Dit lei tot die vorming van 'n proteïenbufferstelsel, watdit is redelik effektief teen 'n pH-waarde van 7.2 tot 7.4 'n Groot deel van proteïene word deur albumiene en globuliene verteenwoordig. Aangesien die proteïenlading nul is, is dit by normale pH in die vorm van alkali en sout. Hierdie bufferkapasiteit hang af van die aantal proteïene, hul struktuur en vrye protone. Hierdie buffer kan beide suur en alkaliese produkte neutraliseer. Maar sy kapasiteit is suurder as alkalies.
Kenmerke van eritrosiete
Normaalweg het eritrosiete 'n konstante pH - 7, 25. Hidrokarbonaat- en fosfaatbuffers het hier 'n effek. Maar wat krag betref, verskil hulle van dié in die bloed. In eritrosiete speel die proteïenbuffer 'n spesiale rol om organe en weefsels van suurstof te voorsien, asook om koolstofdioksied daaruit te verwyder. Daarbenewens handhaaf dit 'n konstante pH-waarde binne die eritrosiete. Die proteïenbuffer in eritrosiete is nou verwant aan die bikarbonaatstelsel, aangesien die verhouding van suur en sout hier minder is as in die bloed.
Bufferstelselvoorbeeld
Oplossings van sterk sure en alkalieë, wat swak reaksies het, het 'n veranderlike pH. Maar die mengsel van asynsuur met sy sout behou 'n stabiele waarde. Selfs as jy suur of alkali by hulle voeg, sal die suur-basis-balans nie verander nie. As 'n voorbeeld, oorweeg die asetaatbuffer, wat bestaan uit die suur CH3COOH en sy sout CH3COO. As jy 'n sterk suur byvoeg, sal die basis van die sout die H + ione bind en in asynsuur verander. Sout anioon verminderinggebalanseer deur 'n toename in suurmolekules. As gevolg hiervan is daar min verandering in die verhouding van die suur tot sy sout, so die pH verander redelik onmerkbaar.
Werkingsmeganisme van bufferstelsels
Wanneer suur of alkaliese produkte die bloedstroom binnedring, handhaaf die buffer 'n konstante pH-waarde totdat die inkomende produkte uitgeskei of in metaboliese prosesse gebruik word. Daar is vier buffers in menslike bloed, wat elk uit twee dele bestaan: 'n suur en sy sout, sowel as 'n sterk alkali.
Die effek van 'n buffer is te wyte aan die feit dat dit die ione wat kom met die samestelling wat daarmee ooreenstem, bind en neutraliseer. Aangesien die liggaam in die natuur die meeste van alles ondergeoksideerde metaboliese produkte teëkom, is die eienskappe van die buffer meer antisuur as anti-alkalies.
Elke bufferstelsel het sy eie beginsel van werking. Wanneer die pH-vlak tot onder 7,0 daal, begin hul kragtige aktiwiteit. Hulle begin oortollige vrye waterstofione bind, wat komplekse vorm wat suurstof beweeg. Dit beweeg op sy beurt na die spysverteringstelsel, longe, vel, niere, ensovoorts. Sulke vervoer van suur en alkaliese produkte dra by tot die aflaai en uitskeiding daarvan.
In die menslike liggaam speel slegs vier bufferstelsels 'n belangrike rol in die handhawing van suur-basis-balans, maar daar is ander buffers, soos die asetaatbufferstelsel, wat 'n swak suur (skenker) en sy sout (aanvaarder). Die vermoë van hierdie meganismesom veranderinge in pH te weerstaan wanneer suur of sout die bloed binnedring, is beperk. Hulle handhaaf slegs suur-basis-balans wanneer 'n sterk suur of alkali in 'n sekere hoeveelheid verskaf word. As dit oorskry word, sal die pH dramaties verander, die bufferstelsel sal ophou funksioneer.
Bufferdoeltreffendheid
Buffers van bloed en eritrosiete het verskillende doeltreffendheid. In laasgenoemde is dit hoër, aangesien hier 'n hemoglobienbuffer is. Die afname in die aantal ione vind plaas in die rigting van die sel na die intersellulêre omgewing, en dan na die bloed. Dit dui daarop dat die bloed die grootste bufferkapasiteit het, terwyl die intrasellulêre omgewing die kleinste een het.
Wanneer selle gemetaboliseer word, verskyn sure wat in die interstisiële vloeistof ingaan. Dit gebeur hoe makliker, hoe meer van hulle in die selle verskyn, aangesien 'n oormaat waterstofione die deurlaatbaarheid van die selmembraan verhoog. Ons ken reeds die klassifikasie van bufferstelsels. In eritrosiete het hulle meer effektiewe eienskappe, aangesien kollageenvesels hier steeds 'n rol speel, wat deur swelling reageer op die ophoping van suur, dit absorbeer dit en stel eritrosiete van waterstofione vry. Hierdie vermoë is te danke aan sy absorpsie-eienskap.
Interaksie van buffers in die liggaam
Al die meganismes wat in die liggaam is, is onderling verbind. Bloedbuffers bestaan uit verskeie sisteme, waarvan die bydrae tot die handhawing van die suur-basis-balans verskillend is. Wanneer bloed die longe binnedring, ontvang dit suurstof.deur aan hemoglobien in rooibloedselle te bind en oksihemoglobien (suur) te vorm, wat die pH-vlak handhaaf. Met die hulp van koolstofanhidrase is daar 'n parallelle suiwering van die bloed van die longe van koolstofdioksied, wat in eritrosiete in die vorm van 'n swak dibasiese koolsuur en karbaminohemoglobien aangebied word, en in die bloed - koolstofdioksied en water.
Met 'n afname in die hoeveelheid swak tweebasiese koolsuur in eritrosiete, dring dit van die bloed af tot in die eritrosiet, en die bloed word van koolstofdioksied gereinig. Dus, 'n swak dibasiese koolsuur gaan voortdurend van die selle na die bloed, en onaktiewe chloried anione gaan die eritrosiete vanuit die bloed binne om neutraliteit te handhaaf. Gevolglik is rooibloedselle meer suur as plasma. Alle bufferstelsels word geregverdig deur die protonskenker-aanvaarderverhouding (4:20), wat geassosieer word met die eienaardighede van die metabolisme van die menslike liggaam, wat 'n groter aantal suurprodukte as alkaliese produkte vorm. Die aanwyser van suurbufferkapasiteit is hier baie belangrik.
Uitruilprosesse in weefsels
Suur-basis-balans word gehandhaaf deur buffers en metaboliese transformasies in liggaamsweefsels. Dit word aangehelp deur biochemiese en fisies-chemiese prosesse. Hulle dra by tot die verlies van suur-basis eienskappe van metaboliese produkte, hul binding, die vorming van nuwe verbindings wat vinnig uit die liggaam uitgeskei word. Byvoorbeeld, 'n groot hoeveelheid melksuur word in glikogeen uitgeskei, organiese sure word deur natriumsoute geneutraliseer. Sterksure en alkalieë los in lipiede op, en organiese sure oksideer om koolsuur te vorm.
Daarom is die bufferstelsel die eerste assistent in die normalisering van die suur-basis-balans in die menslike liggaam. pH-stabiliteit is nodig vir die normale funksionering van biologiese molekules en strukture, organe en weefsels. Onder normale toestande handhaaf bufferprosesse 'n balans tussen die inbring en verwydering van waterstof- en koolstofdioksiedione, wat help om 'n konstante pH-vlak in die bloed te handhaaf.
As daar 'n mislukking in die werk van bufferstelsels is, ontwikkel 'n persoon patologieë soos alkalose of asidose. Alle bufferstelsels is onderling verbind en daarop gemik om 'n stabiele suur-basis-balans te handhaaf. Die menslike liggaam produseer voortdurend 'n groot aantal suur produkte, wat gelykstaande is aan dertig liter sterk suur.
Die konstantheid van reaksies binne die liggaam word verskaf deur kragtige buffers: fosfaat, proteïen, hemoglobien en bikarbonaat. Daar is ander bufferstelsels, maar dit is die belangrikste en mees noodsaaklike vir 'n lewende organisme. Sonder hul hulp sal 'n persoon verskeie patologieë ontwikkel wat tot koma of dood kan lei.
