Bilanci acido-bazik luan një rol të madh në funksionimin normal të trupit të njeriut. Gjaku që qarkullon në trup është një përzierje e qelizave të gjalla që ndodhen në një habitat të lëngshëm. Tipari i parë i sigurisë që kontrollon nivelin e pH në gjak është sistemi bufer. Ky është një mekanizëm fiziologjik që siguron ruajtjen e parametrave të ekuilibrit acido-bazik duke parandaluar rënien e pH. Çfarë është dhe çfarë varietetesh ka, do ta zbulojmë më poshtë.
Përshkrim
Sistemi buffer është një mekanizëm unik. Ka disa prej tyre në trupin e njeriut dhe të gjitha përbëhen nga plazma dhe qelizat e gjakut. Tamponët janë baza (proteina dhe komponime inorganike) që lidhin ose dhurojnë H+ dhe OH-, duke shkatërruar zhvendosjen e pH brenda tridhjetë sekondave. Aftësia e një tamponi për të mbajtur një ekuilibër acid-bazë varet nga numri i elementeve nga të cilët ai përbëhet.
Llojet e puferëve të gjakut
Gjaku që lëviz vazhdimisht është qeliza e gjallë,që ekzistojnë në një mjedis të lëngshëm. PH normal është 7, 37-7, 44. Lidhja e joneve ndodh me një tampon të caktuar, klasifikimi i sistemeve buferike është dhënë më poshtë. Ai në vetvete përbëhet nga plazma dhe qeliza të gjakut dhe mund të jetë fosfat, proteina, bikarbonat ose hemoglobinë. Të gjitha këto sisteme kanë një mekanizëm mjaft të thjeshtë veprimi. Aktiviteti i tyre synon rregullimin e nivelit të joneve në gjak.
Veçoritë e tamponit të hemoglobinës
Sistemi tampon i hemoglobinës është më i fuqishmi nga të gjithë, ai është një alkali në kapilarët e indeve dhe një acid në një organ të tillë të brendshëm si mushkëritë. Ai përbën rreth shtatëdhjetë e pesë për qind të kapacitetit total të tamponit. Ky mekanizëm është i përfshirë në shumë procese që ndodhin në gjakun e njeriut dhe ka globinë në përbërjen e tij. Kur buferi i hemoglobinës ndryshon në një formë tjetër (oksihemoglobina), kjo formë ndryshon dhe vetitë acidike të substancës aktive ndryshojnë gjithashtu.
Cilësia e hemoglobinës së reduktuar është më e vogël se ajo e acidit karbonik, por bëhet shumë më e mirë kur oksidohet. Kur fitohet aciditeti i pH, hemoglobina kombinon jonet e hidrogjenit, rezulton se tashmë është zvogëluar. Kur dioksidi i karbonit pastrohet nga mushkëritë, pH bëhet alkaline. Në këtë kohë, hemoglobina, e cila është oksiduar, vepron si dhurues i protonit, me ndihmën e së cilës balancohet ekuilibri acido-bazik. Pra, tamponi, i cili përbëhet nga oksihemoglobina dhe kripa e tij e kaliumit, nxit çlirimin e dioksidit të karbonit nga trupi.
Ky sistem bufer funksiononnjë rol të rëndësishëm në procesin e frymëmarrjes, pasi kryen funksionin transportues të transferimit të oksigjenit në inde dhe organeve të brendshme dhe largimin e dyoksidit të karbonit prej tyre. Bilanci acido-bazik brenda eritrociteve ruhet në një nivel konstant, prandaj edhe në gjak.
Kështu, kur gjaku është i ngopur me oksigjen, hemoglobina shndërrohet në një acid të fortë, dhe kur heq dorë nga oksigjeni, kthehet në një acid organik mjaft të dobët. Sistemet e oksihemoglobinës dhe hemoglobinës janë të ndërkonvertueshme, ato ekzistojnë si një.
Veçoritë e tamponit bikarbonat
Sistemi buferik i bikarbonateve është gjithashtu i fuqishëm, por edhe më i kontrolluari në trup. Ai përbën rreth dhjetë për qind të kapacitetit të përgjithshëm buferik. Ka veti të gjithanshme që sigurojnë efektivitetin e tij të dyanshëm. Ky tampon përmban një çift acid-bazë të konjuguar, i cili përbëhet nga molekula të tilla si acidi karbonik (burimi i protonit) dhe bikarbonati anion (pranuesi i protoneve).
Kështu, sistemi buferik i bikarbonateve nxit një proces sistematik ku një acid i fuqishëm hyn në qarkullimin e gjakut. Ky mekanizëm lidh acidin me anionet bikarbonate, duke formuar acidin karbonik dhe kripën e tij. Kur alkali hyn në gjak, tampon lidhet me acidin karbonik, duke formuar një kripë bikarbonate. Meqenëse ka më shumë bikarbonat natriumi në gjakun e njeriut sesa acidi karbonik, ky kapacitet buferik do të ketë një aciditet të lartë. Me fjalë të tjera, tampon hidrokarburesistemi (bikarbonat) është shumë i mirë në kompensimin e substancave që rrisin aciditetin e gjakut. Këtu përfshihet acidi laktik, përqendrimi i të cilit rritet me sforcim intensiv fizik dhe ky tampon reagon shumë shpejt ndaj ndryshimeve në balancën acido-bazike në gjak.
Veçoritë e buferit të fosfatit
Sistemi buferik i fosfatit të njeriut zë afërsisht dy për qind të kapacitetit total buferik, i cili lidhet me përmbajtjen e fosfateve në gjak. Ky mekanizëm ruan pH në urinë dhe lëngun që ndodhet brenda qelizave. Buferi përbëhet nga fosfate inorganike: monobazike (vepron si acid) dhe dybazike (vepron si alkali). Në pH normal, raporti i acidit me bazën është 1:4. Me një rritje të numrit të joneve të hidrogjenit, sistemi tampon i fosfatit lidhet me to, duke formuar një acid. Ky mekanizëm është më acid se ai alkalik, kështu që neutralizon në mënyrë të përsosur metabolitët acidë, si acidi laktik, që hyjnë në gjakun e njeriut.
Veçoritë e buferit të proteinave
Tamponi i proteinave nuk luan një rol kaq të veçantë në stabilizimin e ekuilibrit acido-bazik, krahasuar me sistemet e tjera. Ai përbën rreth shtatë për qind të kapacitetit total buferik. Proteinat përbëhen nga molekula që kombinohen për të formuar komponime acido-bazike. Në një mjedis acid, ato veprojnë si alkale që lidhin acidet, në një mjedis alkalik, gjithçka ndodh anasjelltas.
Kjo çon në formimin e një sistemi tampon proteinik, i ciliështë mjaft efektiv në një vlerë pH prej 7.2 deri në 7.4 Një pjesë e madhe e proteinave përfaqësohen nga albumina dhe globulina. Meqenëse ngarkesa e proteinave është zero, në pH normal është në formën e alkalit dhe kripës. Ky kapacitet bufer varet nga numri i proteinave, struktura e tyre dhe protonet e lira. Ky tampon mund të neutralizojë produktet acidike dhe alkaline. Por kapaciteti i tij është më acid se alkalik.
Veçoritë e eritrociteve
Normalisht, eritrocitet kanë një pH konstante - 7, 25. Tamponët hidrokarbonat dhe fosfati kanë një efekt këtu. Por për nga fuqia ndryshojnë nga ato në gjak. Në eritrocite, buferi i proteinave luan një rol të veçantë në sigurimin e organeve dhe indeve me oksigjen, si dhe në largimin e dioksidit të karbonit prej tyre. Përveç kësaj, ajo ruan një vlerë konstante të pH brenda eritrociteve. Buferi i proteinave në eritrocite është i lidhur ngushtë me sistemin bikarbonat, pasi raporti i acidit dhe kripës këtu është më i vogël se në gjak.
Shembull i sistemit buffer
Tretësirat e acideve dhe alkaleve të forta, të cilat kanë reaksione të dobëta, kanë një pH të ndryshueshme. Por përzierja e acidit acetik me kripën e tij ruan një vlerë të qëndrueshme. Edhe nëse u shtoni acid ose alkali, ekuilibri acido-bazë nuk do të ndryshojë. Si shembull, merrni parasysh tampon acetat, i cili përbëhet nga acidi CH3COOH dhe kripa e tij CH3COO. Nëse shtoni një acid të fortë, atëherë baza e kripës do të lidhë jonet H + dhe do të shndërrohet në acid acetik. Reduktimi i anionit të kripësbalancuar nga një rritje e molekulave të acidit. Si rezultat, ka pak ndryshim në raportin e acidit ndaj kripës së tij, kështu që pH ndryshon në mënyrë krejt të padukshme.
Mekanizmi i veprimit të sistemeve tampon
Kur produktet acide ose alkaline hyjnë në qarkullimin e gjakut, buferi ruan një vlerë konstante të pH derisa produktet hyrëse të ekskretohen ose të përdoren në proceset metabolike. Ekzistojnë katër tamponë në gjakun e njeriut, secila prej të cilave përbëhet nga dy pjesë: një acid dhe kripa e tij, si dhe një alkali i fortë.
Efekti i një buferi është për faktin se ai lidh dhe neutralizon jonet që vijnë me përbërjen që i korrespondon. Meqenëse në natyrë trupi më së shumti has në produkte metabolike të nën-oksiduara, vetitë e tamponit janë më shumë antiacid sesa antialkaline.
Çdo sistem buffer ka parimin e vet të funksionimit. Kur niveli i pH bie nën 7.0, fillon aktiviteti i tyre i fuqishëm. Ata fillojnë të lidhin jonet e tepërta të hidrogjenit të lirë, duke formuar komplekse që lëvizin oksigjenin. Ai, nga ana tjetër, lëviz në sistemin e tretjes, mushkëritë, lëkurën, veshkat, etj. Një transport i tillë i produkteve acidike dhe alkaline kontribuon në shkarkimin dhe nxjerrjen e tyre.
Në trupin e njeriut, vetëm katër sisteme tampon luajnë një rol të rëndësishëm në ruajtjen e ekuilibrit acid-bazë, por ka edhe puferë të tjerë, siç është sistemi buferik i acetatit, i cili ka një acid të dobët (dhurues) dhe kripën e tij (pranues). Aftësia e këtyre mekanizmavepër t'i rezistuar ndryshimeve të pH kur acidi ose kripa hyn në gjak është i kufizuar. Ata ruajnë ekuilibrin acid-bazë vetëm kur një acid ose alkali i fortë furnizohet në një sasi të caktuar. Nëse tejkalohet, pH do të ndryshojë në mënyrë dramatike, sistemi bufer do të pushojë së funksionuari.
Efiçenca e tamponëve
Tamponët e gjakut dhe eritrociteve kanë efikasitet të ndryshëm. Në këtë të fundit, është më e lartë, pasi këtu ka një tampon hemoglobine. Zvogëlimi i numrit të joneve ndodh në drejtim nga qeliza në mjedisin ndërqelizor, dhe më pas në gjak. Kjo sugjeron që gjaku ka kapacitetin më të madh buferik, ndërsa mjedisi ndërqelizor ka më të voglin.
Kur qelizat metabolizohen, shfaqen acide që kalojnë në lëngun intersticial. Kjo ndodh sa më lehtë, aq më shumë shfaqen në qeliza, pasi një tepricë e joneve të hidrogjenit rrit përshkueshmërinë e membranës qelizore. Ne tashmë e dimë klasifikimin e sistemeve tampon. Në eritrocite, ato kanë veti më efektive, pasi këtu ende luajnë një rol fibrat e kolagjenit, të cilat reagojnë duke ënjtur ndaj akumulimit të acidit, e thithin atë dhe lëshojnë eritrocite nga jonet e hidrogjenit. Kjo aftësi është për shkak të vetive të saj përthithëse.
Ndërveprimi i tamponëve në trup
Të gjithë mekanizmat që janë në trup janë të ndërlidhur. Tamponët e gjakut përbëhen nga disa sisteme, kontributi i të cilave në ruajtjen e ekuilibrit acido-bazik është i ndryshëm. Kur gjaku hyn në mushkëri, ai merr oksigjen.duke u lidhur me hemoglobinën në qelizat e kuqe të gjakut, duke formuar oksihemoglobinë (acid), e cila ruan nivelin e pH. Me ndihmën e anhidrazës karbonike bëhet pastrimi paralel i gjakut të mushkërive nga dioksidi i karbonit, i cili në eritrocite paraqitet në formë të acidit karbonik dibazik të dobët dhe karbaaminohemoglobinës, kurse në gjak - dioksid karboni dhe ujë.
Me një ulje të sasisë së acidit karbonik dibazik të dobët në eritrocite, ai depërton nga gjaku në eritrocitet dhe gjaku pastrohet nga dioksidi i karbonit. Kështu, një acid karbonik dibazik i dobët kalon vazhdimisht nga qelizat në gjak, dhe anionet joaktive të klorurit hyjnë në eritrocitet nga gjaku për të ruajtur neutralitetin. Si rezultat, qelizat e kuqe të gjakut janë më acide se plazma. Të gjitha sistemet tampon justifikohen nga raporti dhurues-pranues proton (4:20), i cili shoqërohet me veçoritë e metabolizmit të trupit të njeriut, i cili formon një numër më të madh produktesh acide sesa ato alkaline. Treguesi i kapaciteteve të tamponit acid është shumë i rëndësishëm këtu.
Proceset e këmbimit në inde
Bilanci acido-bazik mbahet nga tamponët dhe transformimet metabolike në indet e trupit. Kjo ndihmohet nga proceset biokimike dhe fiziko-kimike. Ato kontribuojnë në humbjen e vetive acido-bazike të produkteve metabolike, lidhjen e tyre, formimin e komponimeve të reja që ekskretohen shpejt nga trupi. Për shembull, një sasi e madhe e acidit laktik ekskretohet në glikogjen, acidet organike neutralizohen nga kripërat e natriumit. I forteacidet dhe alkalet treten në lipide dhe acidet organike oksidohen për të formuar acid karbonik.
Kështu, sistemi bufer është asistenti i parë në normalizimin e ekuilibrit acido-bazë në trupin e njeriut. Stabiliteti i pH është i nevojshëm për funksionimin normal të molekulave dhe strukturave biologjike, organeve dhe indeve. Në kushte normale, proceset tampon ruajnë një ekuilibër midis futjes dhe largimit të joneve të hidrogjenit dhe dioksidit të karbonit, gjë që ndihmon në ruajtjen e një niveli konstant të pH në gjak.
Nëse ka një dështim në punën e sistemeve tampon, atëherë një person zhvillon patologji të tilla si alkaloza ose acidoza. Të gjitha sistemet tampon janë të ndërlidhura dhe synojnë të mbajnë një ekuilibër të qëndrueshëm acid-bazë. Trupi i njeriut prodhon vazhdimisht një numër të madh të produkteve acidike, që është e barabartë me tridhjetë litra acid të fortë.
Qëndrueshmëria e reaksioneve brenda trupit sigurohet nga tamponët e fuqishëm: fosfati, proteinat, hemoglobina dhe bikarbonati. Ka sisteme të tjera tampon, por këto janë kryesoret dhe më të nevojshmet për një organizëm të gjallë. Pa ndihmën e tyre, një person do të zhvillojë patologji të ndryshme që mund të çojnë në koma ose vdekje.
