Vérpuffer rendszerek

Vérpufferrendszerek (az angol nyelvből  puffer , buff - "lágyítja a csapást") - fiziológiai rendszerek és mechanizmusok, amelyek biztosítják a vér sav-bázis egyensúlyának  meghatározott paramétereit [1] . Ők jelentik az "első védelmi vonalat", amely megakadályozza az élő szervezetek belső környezetének pH -értékének hirtelen megváltozását.

A keringő vér élő sejtek szuszpenziója folyékony közegben, amelynek kémiai tulajdonságai nagyon fontosak élettevékenységük szempontjából. Emberben a vér pH-jának 7,37-7,44 közötti ingadozási tartománya elfogadott, átlagos érték 7,4. A vérpufferrendszerek plazma és vérsejtek pufferrendszereiből állnak, és a következő rendszerek képviselik őket [1] [2] :

• bikarbonát (hidrogénkarbonát) pufferrendszer;
• foszfát puffer rendszer;
• fehérje puffer rendszer;
• hemoglobin puffer rendszer;

Ezen rendszerek mellett a légzőrendszer és a húgyúti rendszer is aktívan részt vesz [1] .

Bikarbonát pufferrendszer

Az egyik legerősebb és egyben a leginkább ellenőrizhető rendszer [2] az extracelluláris folyadék és vér között, amely a vér teljes pufferkapacitásának mintegy 53%-át teszi ki. Ez egy konjugált sav-bázis pár, amely H 2 CO 3 szénsavmolekulából áll , amely proton forrása, és egy bikarbonát anionból HCO 3 - amely proton akceptorként működik:

Tekintettel arra, hogy a nátrium-hidrogén-karbonát koncentrációja a vérben sokkal magasabb, mint a H 2 CO 3 koncentrációja , ennek a rendszernek a pufferkapacitása sokkal nagyobb lesz savban. Más szóval, a bikarbonát pufferrendszer különösen hatékonyan kompenzálja a vér savasságát növelő anyagok hatását. Ezek az anyagok elsősorban a tejsavat tartalmazzák , amelynek feleslege intenzív fizikai aktivitás eredményeként képződik. A bikarbonát rendszer reagál a leggyorsabban a vér pH-jának változásaira [2] .

Foszfát pufferrendszer

A vérben a foszfátpuffer rendszer kapacitása kicsi (a teljes pufferkapacitás kb. 2%-a), a vér alacsony foszfáttartalma miatt. A foszfátpuffer jelentős szerepet tölt be az intracelluláris folyadékok és a vizelet fiziológiás pH-értékeinek fenntartásában.

A puffert szervetlen foszfátok alkotják. A sav funkcióját ebben a rendszerben egyszeresen szubsztituált foszfát (NaH 2 PO 4 ), a konjugált bázis funkcióját pedig diszubsztituált foszfát (Na 2 HPO 4 ) látja el. 7,4 pH-értéken az arány [HPO 4 2- /H 2 PO 4 - ] egyenlő mivel 25 + 273,15 K hőmérsékleten pK a, orto II \u003d 7,21 [3] , míg az anion átlagos töltése foszforsav < q > =((-2)*3+(-1)*2)/5=-1,4 pozitron töltésegység.

A rendszer puffertulajdonságai a vér hidrogénion-tartalmának növekedésével a HPO 4 2- ionokhoz való kötődésük révén valósulnak meg H 2 PO 4 - képződésével :

és OH-ionok feleslegével - a H 2 PO 4 - ionokhoz való kötődésük miatt :

A vér foszfát pufferrendszere szorosan összefügg a bikarbonát pufferrendszerrel.

Protein puffer rendszer

Más pufferrendszerekhez képest kevésbé fontos a sav-bázis egyensúly fenntartása szempontjából (a pufferkapacitás 7-10%-a).

A vérplazmafehérjék a fehérjemolekulákban található sav-bázis csoportok (protein-H +  - sav, proton- és fehérjeforrás -  - konjugált bázis, proton akceptor) pufferrendszert alkotnak, amely a 7,2 -es pH -tartományban a leghatékonyabb. -7,4 [1 ] .

A vérplazmafehérjék fő része (körülbelül 90%) albuminok és globulinok. Ezen fehérjék izoelektromos pontjai (a kationos és anionos csoportok száma azonos, a fehérjemolekula töltése nulla) enyhén savas közegben, 4,9-6,3 pH-n, "és" fehérje-sóban találhatók.

A plazmafehérjék által meghatározott pufferkapacitás a fehérjék koncentrációjától, másodlagos és harmadlagos szerkezetétől, valamint a szabad proton-akceptor csoportok számától függ. Ez a rendszer képes semlegesíteni mind a savas, mind a bázikus ételeket. A "fehérje-bázis" forma túlsúlya miatt azonban pufferkapacitása sokkal nagyobb savban.

A szabad aminosavak pufferkapacitása a vérplazmában mind savban, mind lúgban elhanyagolható. Fiziológiás pH-n erejük alacsony. Gyakorlatilag egyetlen aminosavnak, a hisztidinnek van jelentős pufferhatása a vérplazmához közeli pH-értéken. [2]

Vörösvértestek

Az eritrociták belső környezetében általában állandó, 7,30 pH-értéket tartanak fenn. Hidrokarbonát és foszfát pufferrendszerek is működnek itt. Ezek ereje azonban eltér a vérplazmáétól. Ezenkívül az eritrocitákban a hemoglobin-oxihemoglobin fehérjerendszer fontos szerepet játszik mind a légzés folyamatában (az oxigén szállítási funkciója a szövetekbe és szervekbe, valamint a metabolikus CO 2 eltávolítása belőlük ), mind az állandó pH fenntartásában az eritrocitákon belül. , és ennek eredményeként általában a vérben. Ez a pufferrendszer az eritrocitákban szorosan kapcsolódik a bikarbonát rendszerhez. [2]

Hemoglobin puffer rendszer

Puffer vérrendszer (35%-os pufferkapacitás). Fontos szerepet játszik mind a légzés folyamatában (az oxigén szállítási funkciója a szövetekbe és szervekbe, valamint a metabolikus CO 2 eltávolítása belőlük ), mind az állandó pH fenntartásában az eritrociták belsejében, és ennek eredményeként a vérben. egy egész. [2]

Lásd még

• pufferelési megoldás

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 4 Berezov T. T., Korovkin B. F. Biológiai kémia: Tankönyv - 1990 - 452-455.
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Ershov. Általános kémia Biofizikai kémia Biogén elemek kémiája. — Nyolcadik kiadás, sztereotip. - Moszkva: Felsőiskola, 2010. - 559 p. - ISBN 978-5-06-006180-2 .
3. ↑ I.T.Goronovszkij, Yu.P.Nazarenko, E.F.Nekryach. Rövid kézikönyv a kémiáról. — Ötödik kiadás, átdolgozva és bővítve. - Kijev: Naukova Dumka, 1987. - S. 348. - 828 p.

Irodalom

• Berezov T. T., Korovkin B. F. [www.xumuk.ru/biologhim/ Biológiai kémia: Tankönyv] / Under. szerk. akad. Szovjetunió Orvostudományi Akadémia S. S. Debova – 2. kiadás, átdolgozott. és add. - M .: Medicine, - 1990. - 528 p., S. 452-455. ISBN 5-225-01515-8 .
• Ershov. Általános kémia Biofizikai kémia Biogén elemek kémiája. - Nyolcadik kiadás, sztereotip. - Moszkva: Felsőiskola, 2010. - 559 p. - ISBN 978-5-06-006180-2 .