Systém vyrovnávacích pamětí: klasifikace, příklad a mechanismus působení

Obrovskou roli při normálním fungování lidského těla hraje acidobazická rovnováha. Cirkulace krve v těle je směs živých buněk, které jsou v tekutém prostředí. Prvním znakem strážce, který řídí hladinu pH v krvi, je vyrovnávací systém

Popis

Systém vyrovnávací paměti je jedinečný mechanismus. V lidském těle je několik z nich a všichni tvoří plazma a krevní buňky. Pufry jsou báze (bílkoviny a anorganické sloučeniny), které váží nebo uvolňují H + a OH-, což zničí změnu pH po dobu třiceti sekund. Schopnost vyrovnávacího roztoku udržovat rovnováhu mezi kyselinou a bází závisí na počtu prvků, ze kterých je složen.

Typy krevních nárazníků

Krev, která se neustále pohybuje, jsou živé buňky, které existují v kapalném prostředí. Hodnota pH je obvykle 7,37-7,44. V jisté vyrovnávací paměti se vyskytuje skupina iontů, klasifikace vyrovnávacích systémů je uveden níže. To samo o sobě sestává z plazmy a krevních buněk a může být fosfát, protein, hydrogenuhličitan nebo hemoglobin. Všechny tyto systémy mají dost jednoduchý mechanismus akce. Jejich aktivity jsou zaměřeny na regulaci hladiny iontů v krvi.

Vlastnosti hemoglobinového pufru

Systém hemoglobinového pufru je nejsilnější ze všech, je to alkálie v kapilárách tkání a kyseliny v takovém vnitřním orgánu, jako jsou plicní orgány. Představuje asi sedmdesát pět procent z celkového počtu kapacita vyrovnávací paměti. Tento mechanismus je zapojen do různých procesů, které se vyskytují v lidské krvi, a v jeho složení má globin. Když se hemoglobinový pufr přepne na jinou formu (oxyhemoglobin), změní se tato forma a změní se vlastnosti kyselin účinné látky.

Kvalita sníženého hemoglobinu je nižší než kvalita kyseliny uhličité, ale je mnohem lepší, když je oxidována. Když se získává kyselost pH, hemoglobin kombinuje ionty vodíku, ukáže se, že již byl obnoven. Když je oxid uhličitý purifikován v plicích, pH je alkalické. V tomto okamžiku hemoglobin, který je oxidován, působí jako donor protonů, pomocí něhož je vyvážená acidobazická rovnováha. Takže pufr, který se skládá z oxyhemoglobinu a jeho draselné soli, podporuje uvolňování oxidu uhličitého z těla.

Tento pufrovací systém hraje důležitou roli v respiračním procesu, protože provádí transportní funkci pro transport do tkání a vnitřních kyslíkových orgánů a odstraňuje z nich oxid uhličitý. Rovnováha kyseliny a báze uvnitř erytrocytů současně přilne ke konstantní úrovni, tedy i v krvi.

Když je krev nasycena kyslíkem, hemoglobin se přemění na silnou kyselinu, a když se kyslík vzdálí, změní se do poměrně slabé organické kyseliny. Systémy oxyhemoglobinu a hemoglobinu jsou interkonverze, existují jako jedna jednotka.

Vlastnosti bikarbonátového pufru

Bikarbonátový pufrovací systém je také mocný, ale také nejsnadnější v těle. Představuje asi deset procent celkové kapacity vyrovnávací paměti. Má univerzální vlastnosti, které zajišťují jeho oboustrannou účinnost. Tento pufr obsahuje konjugovaný pár kyselin-báze, který se skládá z molekul, jako je uhlík kyselina (zdroj proton) a bikarbonátový anion (akceptor protonů).

Bikarbonátový pufrovací systém tedy usnadňuje systematický proces, kdy silná kyselina vstupuje do krevního řečiště. Tento mechanismus váže kyselinu na anionový bikarbonát, čímž vzniká kyselý uhlík a jeho sůl. Když alkáli vstupuje do krve, pufr se váže na kyselinu uhličitou, čímž vzniká bikarbonátová sůl. Vzhledem k tomu, že hydrogenuhličitan sodný v lidské krvi je víc než kyselina uhličitá, tato kapacita pufru bude mít vysokou kyselost. Jinými slovy, systém bikarbonátového pufru (bikarbonát) velmi dobře kompenzuje látky, které zvyšují kyselost krve. Tito zahrnují kyselinu mléčnou, jejíž koncentrace se zvyšuje při intenzivním fyzickém namáhání a tento pufr reaguje velmi rychle na změny acidobázické rovnováhy v krvi.

Vlastnosti fosfátového pufru

Systém fosfátového pufru člověk zaujímá téměř dvě procenta celkové vyrovnávací kapacity, což je způsobeno obsahem fosfátu v krvi. Tento mechanismus udržuje pH v moči a tekutině, která je uvnitř buněk. Pufr se skládá z anorganických fosfátů: jednosytných (plnících úlohu kyseliny) a dibázických (splňuje úlohu alkalických látek). Při normálním pH je poměr kyselina / báze 1: 4. S nárůstem počtu iontů vodíku fosfátového pufrovacího systému váže se na ně a tvoří kyselinu. Tento mechanismus je kyselější než alkalický, takže dokonale neutralizuje kyselé metabolity vstupující do krevního oběhu, například kyselinu mléčnou.

Vlastnosti proteinového pufru

Proteinový pufr nehraje takovou zvláštní roli při stabilizaci acidobazické rovnováhy ve srovnání s jinými systémy. To představuje zhruba sedm procent celkové kapacity vyrovnávací paměti. Proteiny jsou složeny z molekul, které se kombinují v kyselých alkalických sloučeninách. V kyselé prostředí fungují jako alkálie, které váží kyseliny, v alkalickém prostředí se vše děje naopak.

Toto vede k vytvoření proteinového pufrovacího systému, který je dostatečně účinný při hodnotě pH 7,2 až 7,4. Velká část bílkovin je reprezentována albuminy a globulinem. Vzhledem k tomu, že bílkovinný náboj je nulový, při normálním pH je ve formě alkalické soli a soli. Tato kapacita vyrovnávací paměti závisí na množství bílkovin, jejich struktuře a volných protonů. Tento buffer může neutralizovat a kyselé a zásadité potraviny. Jeho kapacita je však kyselější než alkalická.

Vlastnosti červených krvinek

Obvykle mají červené krvinky konstantní pH 7,25. Zde působí hydrokarbonátové a fosfátové pufry. Ale mají sílu od těch v krvi. V červených krvinkách hraje proteinový pufr zvláštní úlohu při poskytování kyslíku orgánům a tkáním a odstraňování oxidu uhličitého z nich. Navíc udržuje konstantní hodnotu uvnitř pH erytrocytů. Proteinový pufr v erytrocytech je úzce příbuzný s hydrokarbonátovým systémem, protože poměr kyseliny a soli je menší než v krvi.

Příklad vyrovnávacího systému

Roztoky silných kyselin a zásad, které mají slabé reakce, mají proměnlivé pH. Ale směs kyseliny octové a její soli udržuje stabilní hodnotu. Dokonce i když do nich přidáte kyselinu nebo zásadu, rovnováha mezi kyselinou a bází se nezmění. Jako příklad můžeme uvést acetátový pufr, který se skládá z kyseliny CH₃COOH a jeho soli CH₃OO. Pokud přidáte silnou kyselinu, vápník se váže na ionty H + a změní se na kyselinu octovou. Snížení hladiny solí aniontů je vyváženo zvýšením kyselých molekul. V důsledku toho dochází ke zanedbatelné změně poměru kyseliny a její soli, takže pH se mění velmi nepatrně.

Mechanismus vyrovnávacích systémů

Když kyselé nebo alkalické produkty vstupují do krve, pufr poskytuje konstantní pH, dokud se produkty neuvolní nebo nebudou používány v metabolických procesech. V lidské krvi jsou čtyři nárazníky, z nichž každá obsahuje dvě části: kyselinu a její sůl, stejně jako silné alkálie.

Účinek vyrovnávacího roztoku je způsoben tím, že váže a neutralizuje ionty, které přicházejí do příslušné kompozice. Vzhledem k tomu, že organismus je v přírodě nejvíce vystaven neoxidovaným výměnným produktům, vlastnosti pufru mají vyšší obsah antioxidantů než alkalický kov.

Každý vyrovnávací systém má svůj vlastní provozní princip. Když hodnota pH klesne pod 7,0, začíná jejich aktivní aktivita. Začínají svázat přebytečné nadbytečné ionty vodíku, tvořící komplexy, které pohybují kyslíkem. Zase se pohybuje do trávicího systému, do plic, do kůže, do ledvin a tak dále. Taková doprava kyselých a alkalických produktů usnadňuje jejich vykládku a odstranění.

U lidí, tak čtyři systémy pufrů hrají důležitou roli v udržování acidobazickou rovnováhu, ale i jiné pufry, jako je acetát pufrovacího systému, který má slabou kyselinu (donor) a jeho soli (akceptor). Schopnost těchto mechanismů odolávat změnám pH, když kyselina nebo sůl vstupuje do krevního řečiště, je omezená. Udržují acidobazickou rovnováhu pouze v případě, že do určité míry přijde silná kyselina nebo zásaditá látka. Pokud je hodnota překročena, pH se výrazně změní, vyrovnávací systém přestane fungovat.

Účinnost vyrovnávací paměti

Pufry krve a červených krvinek mají odlišnou účinnost. V druhém případě je vyšší, protože existuje hemoglobinový pufr. Pokles počtu iontů se vyskytuje ve směru od buňky k mezibuněčnému média a poté k krvi. To naznačuje, že největší vyrovnávací kapacita v krvi a menší má intracelulární prostředí.

Při metabolismu v buňkách existují kyseliny, které procházejí mezibuněčnou tekutinou. To je jednodušší, čím více se objevuje v buňkách, protože nadbytek iontů vodíku zvyšuje propustnost buněčné membrány. Už víme klasifikace vyrovnávacích systémů. V erytrocytech mají účinnější vlastnosti, jelikož zde hrají roli kolagenové vlákna, které reagují na zduření k akumulaci kyselin, absorbují je a uvolňují červené krvinky z iontů vodíku. To je způsobeno jeho absorpční vlastností.

Interakce nárazníků v těle

Všechny mechanismy, které jsou v těle, jsou vzájemně propojené. Krevní pufry se skládají z několika systémů, které přispívají k udržení acidobazické rovnováhy se liší. Když krev vstupuje světlo, které přijímá kyslík prostřednictvím jeho vazby na hemoglobin v červených krvinkách, za vzniku oxyhemoglobin (kyselina), který udržuje hodnotu pH. S pomocí karboanhydrázy je paralelní čištění oxidu uhličitého z plic krev, která v erytrocytech je reprezentován jako slabé kyseliny a dvojsytné uhličité karbaminogemoglobinom, a krve - oxid uhličitý a vodu.

Při snížení množství erytrocytů slabé dvojsytné kyseliny uhličité dojde, penetraci krve do erytrocytů a čištění krve od oxidu uhličitého. Tak, z buněk do krve přechází plynule slabé dvojsytné kyselinu uhličitou, a z krve do erytrocytů pro dodržování neutrální neaktivních přijatých chloridových aniontů. Výsledkem je, že v červených krvinkách je médium kyselější než v plazmě. Všechny pufry systém doložit poměr donor protonu akceptoru (4,20), která je spojena s metabolismem lidského prvků těla, které tvoří větší počet kyselých produktů, než alkálie. Velmi důležitým faktorem je ukazatel kapacity kyselých pufrů.

Proces výměny v tkáních

Kyslík-bázová rovnováha je udržována pomocí pufrů a metabolických transformací v tkáních těla. Tomu pomáhá biochemický a fyzikálních a chemických procesů. Přispívají ke ztrátě kyselých základních vlastností metabolických produktů, jejich vázání, tvorbě nových sloučenin, které jsou rychle vylučovány z těla. Například velké množství kyseliny mléčné se vylučuje do glykogenu, organické kyseliny se neutralizují sodnými solemi. Silné kyseliny a alkálie se rozpouštějí v tucích a organické kyseliny se oxidují za vzniku kyseliny uhličité.

Tímto způsobem, Systém vyrovnávací paměti je první pomocník při normalizaci acidobazické rovnováhy v lidském těle. PH je stabilní pro normální provoz biologických molekul a struktur, orgánů a tkání. Za normálních podmínek zachovávají vyrovnávací procesy rovnováhu mezi vzhledu a odstraněním vodíkových iontů a oxidu uhličitého, což pomáhá zajistit konstantní úroveň pH v krvi.

Pokud dojde k poruše v provozu vyrovnávacích systémů, pak osoba vyvine takové patologie jako alkalóza nebo acidóza. Všechny systémy pufrů jsou vzájemně propojeny a zaměřené na udržení stabilní rovnováhy mezi kyselinami a bází. V lidském těle se neustále vytváří velké množství kyselých produktů, což odpovídá třicet litrech silné kyseliny.

Konstantnost reakcí uvnitř těla je zajištěna silnými pufry: fosfáty, proteiny, hemoglobin a hydrogenuhličitan. Existují i ​​jiné vyrovnávací systémy, ale tyto jsou základní a nejvíce potřebné pro živý organismus. Bez jejich pomoci se člověk bude rozvíjet různé patologie, které mohou vést ke komatu nebo smrtelnému výsledku.