Blodbuffertsystem

Blodbuffertsystem (från engelskan.  buffer , buff  - "soften the blow") - fysiologiska system och mekanismer som tillhandahåller de specificerade parametrarna för syra-basbalansen i blodet [1] . De är den "första försvarslinjen" som förhindrar plötsliga förändringar i pH i den inre miljön hos levande organismer.

Cirkulerande blod är en suspension av levande celler i ett flytande medium, vars kemiska egenskaper är mycket viktiga för deras vitala aktivitet. Hos människor accepteras intervallet för pH-fluktuationer i blodet på 7,37-7,44 som norm, med ett medelvärde på 7,4. Blodbuffertsystem är sammansatta av buffertsystem av plasma och blodceller och representeras av följande system [1] [2] :

• bikarbonat (hydrokarbonat) buffertsystem;
• fosfatbuffertsystem;
• proteinbuffertsystem;
• hemoglobinbuffertsystem;

Utöver dessa system är även andnings- och urinsystemet aktivt involverade [1] .

Bikarbonatbuffertsystem

Ett av de mest kraftfulla och samtidigt det mest kontrollerbara systemet [2] av extracellulär vätska och blod, som står för cirka 53 % av blodets hela buffertkapacitet. Det är ett konjugerat syra-baspar, bestående av en kolsyramolekyl H 2 CO 3 , som är en källa till en proton, och en bikarbonatanjon HCO 3 - som fungerar som en protonacceptor:

På grund av det faktum att koncentrationen av natriumbikarbonat i blodet är mycket högre än koncentrationen av H 2 CO 3 , kommer buffertkapaciteten i detta system att vara mycket högre i syra. Bikarbonatbuffertsystemet är med andra ord särskilt effektivt för att kompensera för verkan av ämnen som ökar surheten i blodet. Dessa ämnen inkluderar främst mjölksyra , vars överskott bildas som ett resultat av intensiv fysisk aktivitet. Bikarbonatsystemet svarar "snabbt" på förändringar i blodets pH [2] .

Fosfatbuffertsystem

I blodet är fosfatbuffertsystemets kapacitet liten (ca 2 % av den totala buffertkapaciteten), på grund av det låga innehållet av fosfater i blodet. Fosfatbuffert fyller en betydande funktion för att upprätthålla fysiologiska pH-värden i intracellulära vätskor och urin.

Bufferten bildas av oorganiska fosfater. Syrans funktion i detta system utförs av ett enkelsubstituerat fosfat (NaH2P04 ) , och funktionen hos konjugatbasen utförs av ett disubstituerat fosfat ( Na2HPO4 ) . Vid pH 7,4 är förhållandet [HPO 4 2- /H 2 PO 4 - ] lika med sedan vid en temperatur av 25 + 273,15K pK a, ortho II \u003d 7,21 [3] , medan den genomsnittliga laddningen av anjonen av fosforsyra < q > =((-2)*3+(-1)*2)/5=-1,4 positronladdningsenheter.

Systemets buffertegenskaper med en ökning av innehållet av vätejoner i blodet realiseras på grund av deras bindning till HPO 4 2- joner med bildning av H 2 PO 4 - :

och med ett överskott av OH-joner - på grund av deras bindning till H 2 PO 4 - joner :

Blodets fosfatbuffertsystem är nära besläktat med bikarbonatbuffertsystemet.

Proteinbuffertsystem

I jämförelse med andra buffertsystem är det mindre viktigt för att upprätthålla syra-basbalansen (7-10 % av buffertkapaciteten).

Blodplasmaproteiner på grund av närvaron av syra-basgrupper i proteinmolekyler (protein-H + - syra, protonkälla  och protein -  - konjugatbas, protonacceptor) bildar ett buffertsystem som är mest effektivt i pH- intervallet 7,2 -7,4 [1] .

Huvuddelen av blodplasmaproteiner (cirka 90%) är albuminer och globuliner. De isoelektriska punkterna för dessa proteiner (antalet katjoniska och anjoniska grupper är detsamma, laddningen av proteinmolekylen är noll) ligger i ett svagt surt medium vid pH 4,9–6,3; "och" proteinsalt.

Buffertkapacitet , bestäms av plasmaproteiner, beror på koncentrationen av proteiner, deras sekundära och tertiära struktur och antalet fria protonacceptorgrupper. Detta system kan neutralisera både sura och basiska livsmedel. På grund av dominansen av "protein-bas"-formen är emellertid dess buffertkapacitet mycket högre i syra.

Buffertkapaciteten för fria aminosyror i blodplasman är försumbar både i syra och i alkali. Vid fysiologiskt pH är deras effekt låg. Praktiskt taget endast en aminosyra, histidin, har en signifikant buffrande effekt vid ett pH-värde nära det för blodplasma. [2]

Erytrocyter

I den inre miljön hos erytrocyter upprätthålls normalt ett konstant pH-värde på 7,30. Här verkar också kolkarbonat- och fosfatbuffertsystem. Men deras kraft skiljer sig från den i blodplasma. Dessutom, i erytrocyter, spelar hemoglobin-oxihemoglobinproteinsystemet en viktig roll både i andningsprocessen (transportfunktionen för att transportera syre till vävnader och organ och avlägsna metabolisk CO 2 från dem ), och för att upprätthålla ett konstant pH inuti erytrocyterna och som ett resultat i blod i allmänhet. Detta buffertsystem i erytrocyter är nära besläktat med bikarbonatsystemet. [2]

Hemoglobinbuffertsystem

Buffertblodsystem (35 % buffertkapacitet). Det spelar en viktig roll både i andningsprocessen (transportfunktionen att transportera syre till vävnader och organ och avlägsna metabolisk CO 2 från dem ), och för att upprätthålla ett konstant pH inuti erytrocyterna, och som ett resultat, i blodet som en hel. [2]

Se även

• buffert-lösning

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 4 Berezov T. T., Korovkin B. F. Biologisk kemi: Lärobok - 1990 - s. 452-455.
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Ershov. Allmän kemi Biofysikalisk kemi Kemi av biogena element. — Åttonde upplagan, stereotypt. - Moskva: Högre skola, 2010. - 559 s. - ISBN 978-5-06-006180-2 .
3. ↑ I.T.Goronovsky, Yu.P.Nazarenko, E.F.Nekryach. Kort referensbok om kemi. — Femte upplagan, reviderad och förstorad. - Kiev: Naukova Dumka, 1987. - S. 348. - 828 sid.

Litteratur

• Berezov T. T., Korovkin B. F. [www.xumuk.ru/biologhim/ Biologisk kemi: Lärobok] / Under. ed. acad. USSR Academy of Medical Sciences S. S. Debova. - 2:a upplagan, reviderad. och tillägg - M .: Medicin, - 1990. - 528 s., S. 452-455. ISBN 5-225-01515-8 .
• Ershov. Allmän kemi Biofysikalisk kemi Kemi av biogena element. – Åttonde upplagan, stereotypt. - Moskva: Högre skola, 2010. - 559 s. - ISBN 978-5-06-006180-2 .