Turşu-əsas balansı insan orqanizminin normal fəaliyyətində böyük rol oynayır. Bədəndə dolaşan qan maye mühitdə olan canlı hüceyrələrin qarışığıdır. Qandakı pH səviyyəsini idarə edən ilk təhlükəsizlik xüsusiyyəti tampon sistemidir. Bu, pH düşməsinin qarşısını alaraq turşu-əsas balansının parametrlərinin saxlanmasını təmin edən fizioloji mexanizmdir. Bu nədir və hansı növlərə malikdir, biz aşağıda öyrənəcəyik.
Təsvir
Bufer sistemi unikal mexanizmdir. İnsan bədənində onlardan bir neçəsi var və hamısı plazma və qan hüceyrələrindən ibarətdir. Tamponlar H+ və OH--ni bağlayan və ya bağışlayan, otuz saniyə ərzində pH dəyişməsini məhv edən əsaslardır (zülallar və qeyri-üzvi birləşmələr). Tamponun turşu-əsas balansını saxlamaq qabiliyyəti onun tərkibindəki elementlərin sayından asılıdır.
Qan tamponlarının növləri
Daim hərəkət edən qan canlı hüceyrələrdir,maye mühitdə mövcud olan. Normal pH 7, 37-7, 44. İonların bağlanması müəyyən buferlə baş verir, bufer sistemlərinin təsnifatı aşağıda verilmişdir. Özü də plazma və qan hüceyrələrindən ibarətdir və fosfat, protein, bikarbonat və ya hemoglobin ola bilər. Bütün bu sistemlər kifayət qədər sadə fəaliyyət mexanizminə malikdir. Onların fəaliyyəti qanda ionların səviyyəsini tənzimləməyə yönəlib.
Hemoqlobin tamponunun xüsusiyyətləri
Hemoqlobin tampon sistemi hamıdan güclüdür, o, toxumaların kapilyarlarında qələvidir və ağciyərlər kimi daxili orqanlarda turşudur. Bu, ümumi bufer tutumunun təxminən yetmiş beş faizini təşkil edir. Bu mexanizm insan qanında baş verən bir çox proseslərdə iştirak edir və tərkibində qlobin var. Hemoqlobin tamponu başqa formaya (oksihemoqlobin) çevrildikdə bu forma dəyişir və aktiv maddənin turşu xassələri də dəyişir.
Azaldılmış hemoglobinin keyfiyyəti karbon turşusundan daha azdır, lakin oksidləşdikdə daha yaxşı olur. PH-ın turşuluğu əldə edildikdə, hemoglobin hidrogen ionlarını birləşdirir, onun artıq azaldığı ortaya çıxır. Karbon qazı ağciyərlərdən təmizləndikdə pH qələvi olur. Bu zaman oksidləşmiş hemoglobin proton donoru kimi çıxış edir və onun köməyi ilə turşu-qələvi balansı tarazlanır. Beləliklə, oksihemoqlobin və onun kalium duzundan ibarət olan tampon bədəndən karbon dioksidin sərbəst buraxılmasına kömək edir.
Bu bufer sistemi yerinə yetirirtənəffüs prosesində mühüm rol oynayır, çünki oksigeni toxumalara və daxili orqanlara ötürmək və onlardan karbon qazını çıxarmaq kimi nəqliyyat funksiyasını yerinə yetirir. Eritrositlərin daxilindəki turşu-qələvi tarazlığı qanda da sabit səviyyədə saxlanılır.
Beləliklə, qan oksigenlə doyduqda hemoglobin güclü turşuya, oksigendən imtina etdikdə isə kifayət qədər zəif üzvi turşuya çevrilir. Oxyhemoglobin və hemoglobin sistemləri bir-birinə çevrilə bilər, onlar bir kimi mövcuddurlar.
Bikarbonat tamponunun xüsusiyyətləri
Bikarbonat tampon sistemi də güclüdür, eyni zamanda bədəndə ən çox idarə olunan sistemdir. Bu, ümumi bufer tutumunun təxminən on faizini təşkil edir. Onun ikitərəfli effektivliyini təmin edən çox yönlü xüsusiyyətlərə malikdir. Bu tamponda karbon turşusu (proton mənbəyi) və anion bikarbonat (proton qəbuledicisi) kimi molekullardan ibarət birləşmiş turşu-əsas cütü var.
Beləliklə, bikarbonat tampon sistemi güclü turşunun qan dövranına daxil olduğu sistematik prosesi təşviq edir. Bu mexanizm turşunu bikarbonat anionlarına bağlayır, karbon turşusu və onun duzunu əmələ gətirir. Qələvi qana daxil olduqda, tampon karbon turşusu ilə birləşərək bikarbonat duzunu əmələ gətirir. İnsan qanında karbon turşusundan daha çox natrium bikarbonat olduğundan, bu tampon tutumu yüksək turşuluğa malik olacaqdır. Başqa sözlə, karbohidrogen tamponusistem (bikarbonat) qanın turşuluğunu artıran maddələri kompensasiya etməkdə çox yaxşıdır. Bunlara laktik turşu daxildir, onun konsentrasiyası intensiv fiziki güclə artır və bu tampon qanda turşu-qələvi balansındakı dəyişikliklərə çox tez reaksiya verir.
Fosfat tamponunun xüsusiyyətləri
İnsanın fosfat tampon sistemi ümumi tampon tutumunun təxminən iki faizini tutur ki, bu da qandakı fosfatların tərkibi ilə bağlıdır. Bu mexanizm sidikdə pH və hüceyrələrin içərisində olan mayeni saxlayır. Tampon qeyri-üzvi fosfatlardan ibarətdir: monobazik (turşu kimi fəaliyyət göstərir) və iki əsaslı (qələvi kimi fəaliyyət göstərir). Normal pH-da turşunun əsasa nisbəti 1:4 təşkil edir. Hidrogen ionlarının sayının artması ilə fosfat tampon sistemi onlara bağlanaraq turşu əmələ gətirir. Bu mexanizm qələvidən daha turşudur, ona görə də insan qanına daxil olan laktik turşu kimi turşu metabolitlərini mükəmməl neytrallaşdırır.
Protein tamponunun xüsusiyyətləri
Protein tamponu digər sistemlərlə müqayisədə turşu-əsas balansının sabitləşdirilməsində elə də xüsusi rol oynamır. Bu, ümumi bufer tutumunun təxminən yeddi faizini təşkil edir. Zülallar turşu-əsas birləşmələri yaratmaq üçün birləşən molekullardan ibarətdir. Turşu mühitdə onlar turşuları bağlayan qələvilər kimi fəaliyyət göstərirlər, qələvi mühitdə isə hər şey əksinə olur.
Bu, protein tampon sisteminin formalaşmasına gətirib çıxarır ki, bu da7.2-dən 7.4-ə qədər olan pH dəyərində olduqca effektivdir. Zülalların böyük bir hissəsi albuminlər və qlobulinlərlə təmsil olunur. Zülal yükü sıfır olduğundan, normal pH-da qələvi və duz şəklindədir. Bu tampon tutumu zülalların sayından, onların quruluşundan və sərbəst protonlardan asılıdır. Bu tampon həm turşu, həm də qələvi məhsulları zərərsizləşdirə bilər. Lakin onun tutumu qələvidən daha turşudur.
Eritrositlərin xüsusiyyətləri
Normalda eritrositlərin sabit pH-sı var - 7, 25. Burada hidrokarbonat və fosfat tamponları təsir göstərir. Amma güc baxımından qanda olanlardan fərqlənirlər. Eritrositlərdə zülal tamponu orqan və toxumaların oksigenlə təmin edilməsində, həmçinin onlardan karbon qazının çıxarılmasında xüsusi rol oynayır. Bundan əlavə, eritrositlərin içərisində sabit bir pH dəyərini saxlayır. Eritrositlərdəki protein tamponu bikarbonat sistemi ilə sıx bağlıdır, çünki burada turşu və duzun nisbəti qandan daha azdır.
Bufer sistemi nümunəsi
Zəif reaksiyalara malik olan güclü turşuların və qələvilərin məhlulları dəyişən pH-a malikdir. Lakin sirkə turşusunun onun duzu ilə qarışığı sabit dəyərini saxlayır. Onlara turşu və ya qələvi əlavə etsəniz belə, turşu-əsas balansı dəyişməyəcək. Nümunə olaraq, CH3COOH turşusundan və onun CH3COO duzundan ibarət olan asetat tamponunu nəzərdən keçirək. Güclü bir turşu əlavə etsəniz, duzun əsası H + ionlarını bağlayacaq və sirkə turşusuna çevriləcəkdir. Duz anionunun azaldılmasıturşu molekullarının artması ilə balanslaşdırılmışdır. Nəticədə, turşunun duza nisbətində az dəyişiklik olur, buna görə də pH olduqca hiss olunmayacaq şəkildə dəyişir.
Bufer sistemlərinin təsir mexanizmi
Asidik və ya qələvi məhsullar qan dövranına daxil olduqda, bufer daxil olan məhsullar xaric edilənə və ya metabolik proseslərdə istifadə olunana qədər sabit pH dəyərini saxlayır. İnsan qanında dörd tampon var, onların hər biri iki hissədən ibarətdir: turşu və onun duzu, həmçinin güclü qələvi.
Buferin təsiri ona uyğun olan tərkiblə gələn ionları birləşdirir və neytrallaşdırır. Təbiətdə orqanizm ən çox az oksidləşmiş metabolik məhsullarla qarşılaşdığından, tamponun xassələri anti-qələvidən daha çox anti-turşudur.
Hər bufer sisteminin öz iş prinsipi var. PH səviyyəsi 7.0-dən aşağı düşdükdə onların aktiv fəaliyyəti başlayır. Onlar artıq sərbəst hidrogen ionlarını bağlamağa başlayırlar, oksigeni hərəkət etdirən komplekslər əmələ gətirirlər. O, öz növbəsində həzm sisteminə, ağciyərlərə, dəriyə, böyrəklərə və s. Turşu və qələvi məhsulların belə daşınması onların boşaldılmasına və atılmasına kömək edir.
İnsan orqanizmində turşu-qələvi tarazlığının saxlanmasında yalnız dörd tampon sistemi mühüm rol oynayır, lakin zəif turşuya (donor) və onun duzuna malik olan asetat tampon sistemi kimi başqa tamponlar da vardır. qəbul edən). Bu mexanizmlərin qabiliyyətiturşu və ya duzun qana daxil olduğu zaman pH dəyişikliklərinə müqavimət göstərmək məhduddur. Onlar yalnız müəyyən miqdarda güclü turşu və ya qələvi verildikdə turşu-əsas balansını saxlayırlar. Əgər bu həddi keçərsə, pH kəskin şəkildə dəyişəcək, bufer sistemi fəaliyyətini dayandıracaq.
Buferlərin effektivliyi
Qan və eritrositlərin tamponları fərqli effektivliyə malikdir. Sonuncuda daha yüksəkdir, çünki burada hemoglobin tamponu var. İonların sayının azalması hüceyrədən hüceyrələrarası mühitə, sonra isə qana doğru baş verir. Bu onu göstərir ki, qanın ən böyük tampon qabiliyyəti, hüceyrədaxili mühit isə ən kiçikdir.
Hüceyrələr metabolizə edildikdə, interstisial mayeyə keçən turşular meydana çıxır. Bu, daha asan baş verir, hüceyrələrdə daha çox görünür, çünki hidrogen ionlarının çoxluğu hüceyrə membranının keçiriciliyini artırır. Bufer sistemlərinin təsnifatını artıq bilirik. Eritrositlərdə daha təsirli xüsusiyyətlərə malikdirlər, çünki burada turşunun yığılmasına şişərək reaksiya verən kollagen lifləri hələ də rol oynayır, onu udur və eritrositləri hidrogen ionlarından azad edirlər. Bu qabiliyyət onun udma xüsusiyyətinə görədir.
Bədəndəki tamponların qarşılıqlı təsiri
Orqanizmdə olan bütün mexanizmlər bir-birinə bağlıdır. Qan tamponları bir neçə sistemdən ibarətdir, onların turşu-əsas balansının qorunmasına töhfəsi fərqlidir. Qan ağciyərlərə daxil olduqda, oksigen alır.qırmızı qan hüceyrələrində hemoglobinə bağlanaraq, pH səviyyəsini saxlayan oksihemoqlobin (turşu) əmələ gətirir. Karbon anhidrazın köməyi ilə ağciyər qanının karbon qazından paralel təmizlənməsi baş verir ki, bu da eritrositlərdə zəif iki əsaslı karbon turşusu və karbaminohemoqlobin, qanda isə karbon qazı və su şəklində təqdim olunur.
Eritrositlərdə zəif iki əsaslı karbon turşusunun miqdarının azalması ilə qandan eritrositlərə nüfuz edir və qan karbon qazından təmizlənir. Beləliklə, zəif iki əsaslı karbon turşusu daim hüceyrələrdən qana keçir və neytrallığı qorumaq üçün qandan qeyri-aktiv xlorid anionları eritrositlərə daxil olur. Nəticədə qırmızı qan hüceyrələri plazmadan daha turşudur. Bütün bufer sistemləri, qələvi olanlardan daha çox sayda turşu məhsulları meydana gətirən insan orqanizminin metabolizminin xüsusiyyətləri ilə əlaqəli olan proton donor-qəbuledici nisbəti (4:20) ilə əsaslandırılır. Turşu tampon tutumlarının göstəricisi burada çox vacibdir.
Toxumalarda mübadilə prosesləri
Turşu-əsas balansı bədən toxumalarında tamponlar və metabolik transformasiyalar vasitəsilə qorunur. Buna biokimyəvi və fiziki-kimyəvi proseslər kömək edir. Onlar metabolik məhsulların turşu-əsas xüsusiyyətlərinin itirilməsinə, onların bağlanmasına, bədəndən tez xaric olan yeni birləşmələrin meydana gəlməsinə kömək edir. Məsələn, çox miqdarda laktik turşu glikogenə atılır, üzvi turşular natrium duzları ilə zərərsizləşdirilir. Güclüturşular və qələvilər lipidlərdə həll olunur, üzvi turşular isə oksidləşərək karbon turşusunu əmələ gətirir.
Beləliklə, bufer sistemi insan orqanizmində turşu-qələvi balansının normallaşdırılmasında ilk köməkçidir. pH sabitliyi bioloji molekulların və strukturların, orqan və toxumaların normal fəaliyyəti üçün lazımdır. Normal şəraitdə tampon prosesləri hidrogen və karbon dioksid ionlarının daxil olması və xaric edilməsi arasında tarazlığı saxlayır ki, bu da qanda sabit pH səviyyəsini saxlamağa kömək edir.
Bufer sistemlərinin işində nasazlıq olarsa, o zaman insanda alkaloz və ya asidoz kimi patologiyalar yaranır. Bütün bufer sistemləri bir-birinə bağlıdır və sabit turşu-əsas balansını saxlamağa yönəlib. İnsan orqanizmi davamlı olaraq çoxlu sayda turşulu məhsul istehsal edir ki, bu da otuz litr güclü turşuya bərabərdir.
Orqanizm daxilində reaksiyaların davamlılığı güclü tamponlarla təmin edilir: fosfat, protein, hemoglobin və bikarbonat. Başqa tampon sistemləri də var, lakin bunlar canlı orqanizm üçün əsas və ən zəruridir. Onların köməyi olmadan insanda komaya və ya ölümə səbəb ola biləcək müxtəlif patologiyalar inkişaf edəcək.
