L'equilibri àcid-bàsic juga un paper important en el funcionament normal del cos humà. La sang que circula pel cos és una barreja de cèl·lules vives que es troben en un hàbitat líquid. La primera funció de seguretat que controla el nivell de pH a la sang és el sistema tampó. Es tracta d'un mecanisme fisiològic que assegura que els paràmetres de l'equilibri àcid-bàsic es mantenen evitant caigudes de pH. Què és i quines varietats té, ho descobrirem a continuació.
Descripció
El sistema de memòria intermèdia és un mecanisme únic. N'hi ha diversos al cos humà, i tots estan formats per plasma i cèl·lules sanguínies. Els tampons són bases (proteïnes i compostos inorgànics) que s'uneixen o donen H+ i OH-, destruint el canvi de pH en trenta segons. La capacitat d'un tampó per mantenir un equilibri àcid-bàsic depèn del nombre d'elements que el componen.
Tipus de tampons de sang
La sang que es mou constantment és cèl·lules vives,que existeixen en un medi líquid. El pH normal és 7, 37-7, 44. La unió dels ions es produeix amb un determinat tampó, a continuació es mostra la classificació dels sistemes tampó. Està format per plasma i cèl·lules sanguínies i pot ser fosfat, proteïna, bicarbonat o hemoglobina. Tots aquests sistemes tenen un mecanisme d'acció bastant senzill. La seva activitat està dirigida a regular el nivell d'ions a la sang.
Característiques del tampó d'hemoglobina
El sistema tampó d'hemoglobina és el més potent de tots, és un àlcali en els capil·lars dels teixits i un àcid en un òrgan tan intern com els pulmons. Representa al voltant del setanta-cinc per cent de la capacitat total del buffer. Aquest mecanisme està implicat en molts processos que es produeixen a la sang humana, i té globina en la seva composició. Quan el tampó d'hemoglobina canvia a una altra forma (oxihemoglobina), aquesta forma canvia i les propietats àcides de la substància activa també canvien.
La qualitat de l'hemoglobina reduïda és inferior a la de l'àcid carbònic, però millora molt quan s'oxida. Quan s'adquireix l'acidesa del pH, l'hemoglobina combina ions d'hidrogen, resulta que ja està reduïda. Quan el diòxid de carboni s'elimina dels pulmons, el pH es torna alcalí. En aquest moment, l'hemoglobina, que s'ha oxidat, actua com a donant de protons, amb l'ajuda del qual s'equilibra l'equilibri àcid-bàsic. Per tant, el tampó, que consta d'oxihemoglobina i la seva sal de potassi, afavoreix l'alliberament de diòxid de carboni del cos.
Aquest sistema de memòria intermèdia funcionaun paper important en el procés respiratori, ja que realitza la funció de transport de transferir oxigen als teixits i òrgans interns i eliminar-ne el diòxid de carboni. L'equilibri àcid-bàsic dins dels eritròcits es manté a un nivell constant, per tant, també a la sang.
Així, quan la sang està saturada d'oxigen, l'hemoglobina es converteix en un àcid fort, i quan deixa l'oxigen, es converteix en un àcid orgànic força feble. Els sistemes d'oxihemoglobina i hemoglobina són interconvertibles, existeixen com un sol.
Característiques del tampó de bicarbonat
El sistema amortidor de bicarbonat també és potent, però també el més controlat del cos. Representa al voltant del deu per cent de la capacitat total del buffer. Té propietats versàtils que garanteixen la seva eficàcia bidireccional. Aquest tampó conté un parell àcid-base conjugat, que consta de molècules com l'àcid carbònic (font de protons) i el bicarbonat d'anions (acceptor de protons).
Així, el sistema tampó de bicarbonat promou un procés sistemàtic on un àcid potent entra al torrent sanguini. Aquest mecanisme uneix l'àcid als anions bicarbonat, formant àcid carbònic i la seva sal. Quan l'àlcali entra a la sang, el tampó s'uneix a l'àcid carbònic, formant una sal de bicarbonat. Com que a la sang humana hi ha més bicarbonat de sodi que àcid carbònic, aquesta capacitat tampó tindrà una alta acidesa. En altres paraules, tampó d'hidrocarbursel sistema (bicarbonat) és molt bo per compensar les substàncies que augmenten l'acidesa de la sang. Aquests inclouen l'àcid làctic, la concentració del qual augmenta amb un esforç físic intens, i aquest amortidor reacciona molt ràpidament als canvis en l'equilibri àcid-bàsic a la sang.
Característiques del tampó de fosfat
El sistema tampó de fosfat humà ocupa prop del dos per cent de la capacitat total del tampó, que està relacionada amb el contingut de fosfats a la sang. Aquest mecanisme manté el pH de l'orina i del líquid que hi ha a l'interior de les cèl·lules. El tampó està format per fosfats inorgànics: monobàsics (actua com àcid) i dibàsic (actua com àlcali). A pH normal, la proporció d'àcid a base és 1:4. Amb un augment del nombre d'ions d'hidrogen, el sistema tampó fosfat s'uneix a ells, formant un àcid. Aquest mecanisme és més àcid que alcalí, de manera que neutralitza perfectament els metabòlits àcids, com l'àcid làctic, que entren al torrent sanguini humà.
Característiques del tampó proteic
El tampó proteic no té un paper tan especial en l'estabilització de l'equilibri àcid-base, en comparació amb altres sistemes. Representa al voltant del set per cent de la capacitat total del buffer. Les proteïnes estan formades per molècules que es combinen per formar compostos àcid-base. En un ambient àcid, actuen com àlcalis que uneixen els àcids, en un ambient alcalí, tot passa al revés.
Això condueix a la formació d'un sistema amortidor de proteïnes, queés força eficaç a un valor de pH de 7,2 a 7,4. Una gran proporció de proteïnes estan representades per albúmines i globulines. Com que la càrrega de proteïna és zero, a pH normal està en forma d'àlcali i sal. Aquesta capacitat tampó depèn del nombre de proteïnes, de la seva estructura i de protons lliures. Aquest tampó pot neutralitzar tant productes àcids com alcalins. Però la seva capacitat és més àcida que alcalina.
Característiques dels eritròcits
Normalment, els eritròcits tenen un pH constant - 7, 25. Els tampons d'hidrocarbonat i fosfat tenen un efecte aquí. Però en termes de poder, es diferencien dels de la sang. En els eritròcits, el tampó proteic té un paper especial en el subministrament d'oxigen als òrgans i els teixits, així com en l'eliminació del diòxid de carboni. A més, manté un valor de pH constant dins dels eritròcits. El tampó proteic dels eritròcits està estretament relacionat amb el sistema bicarbonat, ja que la proporció d'àcid i sal aquí és menor que a la sang.
Exemple de sistema de memòria intermèdia
Les solucions d'àcids i àlcalis forts, que tenen reaccions febles, tenen un pH variable. Però la barreja d'àcid acètic amb la seva sal conserva un valor estable. Fins i tot si els hi afegiu àcid o àlcali, l'equilibri àcid-base no canviarà. Com a exemple, considereu el tampó d'acetat, que consisteix en l'àcid CH3COOH i la seva sal CH3COO. Si afegiu un àcid fort, la base de la sal unirà els ions H + i es convertirà en àcid acètic. Reducció d'anions de salequilibrat per un augment de les molècules d'àcid. Com a resultat, hi ha pocs canvis en la relació entre l'àcid i la seva sal, de manera que el pH canvia de manera bastant imperceptible.
Mecanisme d'acció dels sistemes amortidors
Quan els productes àcids o alcalins entren al torrent sanguini, el tampó manté un valor de pH constant fins que els productes entrants s'excreten o s'utilitzen en processos metabòlics. Hi ha quatre tampons a la sang humana, cadascun dels quals consta de dues parts: un àcid i la seva sal, així com un àlcali fort.
L'efecte d'un tampó es deu al fet que s'uneix i neutralitza els ions que vénen amb la composició que li correspon. Com que a la natura el cos es troba sobretot amb productes metabòlics poc oxidats, les propietats del tampó són més antiàcides que antialcalines.
Cada sistema de memòria intermèdia té el seu propi principi de funcionament. Quan el nivell de pH baixa per sota de 7,0, comença la seva activitat vigorosa. Comencen a unir l'excés d'ions d'hidrogen lliures, formant complexos que mouen l'oxigen. Al seu torn, es trasllada al sistema digestiu, pulmons, pell, ronyons, etc. Aquest transport de productes àcids i alcalins contribueix a la seva descàrrega i excreció.
Al cos humà, només quatre sistemes amortidors tenen un paper important en el manteniment de l'equilibri àcid-base, però hi ha altres amortidors, com el sistema amortidor d'acetat, que té un àcid feble (donant) i la seva sal (acceptor). La capacitat d'aquests mecanismesper resistir els canvis de pH quan l'àcid o la sal entra a la sang és limitat. Mantenen l'equilibri àcid-bàsic només quan es subministra un àcid o àlcali fort en una certa quantitat. Si se supera, el pH canviarà dràsticament i el sistema tampó deixarà de funcionar.
Amortitza l'eficiència
Els tampons de sang i eritròcits tenen una eficiència diferent. En aquest últim, és més alt, ja que aquí hi ha un tampó d'hemoglobina. La disminució del nombre d'ions es produeix en la direcció de la cèl·lula a l'entorn intercel·lular, i després a la sang. Això suggereix que la sang té la capacitat d'amortiment més gran, mentre que l'entorn intracel·lular en té la més petita.
Quan les cèl·lules es metabolitzen, apareixen àcids que passen al líquid intersticial. Això passa com més fàcil, més n'apareixen a les cèl·lules, ja que un excés d'ions d'hidrogen augmenta la permeabilitat de la membrana cel·lular. Ja coneixem la classificació dels sistemes tampó. En els eritròcits, tenen propietats més efectives, ja que les fibres de col·lagen encara tenen un paper aquí, que reaccionen inflant-se a l'acumulació d'àcid, l'absorbeixen i alliberen els eritròcits dels ions d'hidrogen. Aquesta capacitat es deu a la seva propietat d'absorció.
Interacció dels tampons al cos
Tots els mecanismes que hi ha al cos estan interconnectats. Els tampons de sang consisteixen en diversos sistemes, la contribució dels quals al manteniment de l'equilibri àcid-bàsic és diferent. Quan la sang entra als pulmons, rep oxigen.en unir-se a l'hemoglobina dels glòbuls vermells, formant oxihemoglobina (àcid), que manté el nivell de pH. Amb l'ajuda de l'anhidrasa carbònica, hi ha una purificació paral·lela de la sang dels pulmons del diòxid de carboni, que als eritròcits es presenta en forma d'àcid carbònic dibàsic feble i carbaminohemoglobina, i a la sang - diòxid de carboni i aigua.
Amb una disminució de la quantitat d'àcid carbònic dibàsic feble als eritròcits, penetra des de la sang a l'eritròcit i la sang es neteja de diòxid de carboni. Així, un àcid carbònic dibàsic feble passa constantment de les cèl·lules a la sang i els anions de clorur inactius entren als eritròcits de la sang per mantenir la neutralitat. Com a resultat, els glòbuls vermells són més àcids que el plasma. Tots els sistemes tampó es justifiquen per la relació donant-acceptador de protons (4:20), associada a les peculiaritats del metabolisme del cos humà, que forma un nombre més gran de productes àcids que els alcalins. L'indicador de les capacitats del tampó àcid és molt important aquí.
Processos d'intercanvi en teixits
L'equilibri àcid-bàsic es manté mitjançant amortidors i transformacions metabòliques en els teixits corporals. Això és ajudat per processos bioquímics i fisicoquímics. Contribueixen a la pèrdua de propietats àcid-base dels productes metabòlics, la seva unió, la formació de nous compostos que s'excreten ràpidament del cos. Per exemple, una gran quantitat d'àcid làctic s'excreta al glicogen, els àcids orgànics són neutralitzats per sals de sodi. Fortels àcids i els àlcalis es dissolen en lípids i els àcids orgànics s'oxiden per formar àcid carbònic.
Així, el sistema tampó és el primer assistent en la normalització de l'equilibri àcid-bàsic del cos humà. L'estabilitat del pH és necessària per al funcionament normal de les molècules i estructures biològiques, òrgans i teixits. En condicions normals, els processos amortidors mantenen un equilibri entre la introducció i l'eliminació d'ions d'hidrogen i diòxid de carboni, cosa que ajuda a mantenir un nivell de pH constant a la sang.
Si hi ha una fallada en el treball dels sistemes amortidors, llavors una persona desenvolupa patologies com l'alcalosi o l'acidosi. Tots els sistemes tampó estan interconnectats i tenen com a objectiu mantenir un equilibri àcid-base estable. El cos humà produeix constantment un gran nombre de productes àcids, que equivalen a trenta litres d'àcid fort.
La constància de les reaccions dins del cos la proporcionen potents amortidors: fosfat, proteïnes, hemoglobina i bicarbonat. Hi ha altres sistemes amortidors, però aquests són els principals i més necessaris per a un organisme viu. Sense la seva ajuda, una persona desenvoluparà diverses patologies que poden portar al coma o la mort.
