Imbangan asid-bes memainkan peranan yang besar dalam fungsi normal tubuh manusia. Darah yang beredar di dalam badan adalah campuran sel hidup yang berada dalam habitat cecair. Ciri keselamatan pertama yang mengawal tahap pH dalam darah ialah sistem penimbal. Ini adalah mekanisme fisiologi yang memastikan bahawa parameter keseimbangan asid-bes dikekalkan dengan menghalang kejatuhan pH. Apakah itu dan jenis apa yang ada padanya, kita akan ketahui di bawah.
Penerangan
Sistem penimbal ialah mekanisme yang unik. Terdapat beberapa daripadanya dalam tubuh manusia, dan semuanya terdiri daripada plasma dan sel darah. Penampan ialah bes (protein dan sebatian tak organik) yang mengikat atau menderma H+ dan OH-, memusnahkan anjakan pH dalam masa tiga puluh saat. Keupayaan penimbal untuk mengekalkan keseimbangan asid-bes bergantung pada bilangan unsur yang tersusun.
Jenis penampan darah
Darah yang sentiasa bergerak ialah sel hidup,yang wujud dalam medium cecair. pH normal ialah 7, 37-7, 44. Pengikatan ion berlaku dengan penimbal tertentu, klasifikasi sistem penimbal diberikan di bawah. Ia sendiri terdiri daripada plasma dan sel darah dan boleh menjadi fosfat, protein, bikarbonat atau hemoglobin. Semua sistem ini mempunyai mekanisme tindakan yang agak mudah. Aktiviti mereka bertujuan untuk mengawal tahap ion dalam darah.
Ciri penimbal hemoglobin
Sistem penampan hemoglobin adalah yang paling berkuasa, ia adalah alkali dalam kapilari tisu dan asid dalam organ dalaman seperti paru-paru. Ia menyumbang kira-kira tujuh puluh lima peratus daripada jumlah kapasiti penimbal. Mekanisme ini terlibat dalam banyak proses yang berlaku dalam darah manusia, dan mempunyai globin dalam komposisinya. Apabila penimbal hemoglobin berubah kepada bentuk lain (oksihemoglobin), bentuk ini berubah, dan sifat berasid bahan aktif juga berubah.
Kualiti hemoglobin yang dikurangkan adalah kurang daripada asid karbonik, tetapi menjadi lebih baik apabila ia teroksida. Apabila keasidan pH diperoleh, hemoglobin menggabungkan ion hidrogen, ternyata ia sudah berkurangan. Apabila karbon dioksida dibersihkan daripada paru-paru, pH menjadi beralkali. Pada masa ini, hemoglobin, yang telah teroksida, bertindak sebagai penderma proton, dengan bantuan keseimbangan asid-asas yang seimbang. Jadi, penimbal, yang terdiri daripada oksihemoglobin dan garam kaliumnya, menggalakkan pembebasan karbon dioksida daripada badan.
Sistem penimbal ini berfungsiperanan penting dalam proses pernafasan, kerana ia melakukan fungsi pengangkutan memindahkan oksigen ke tisu dan organ dalaman dan mengeluarkan karbon dioksida daripadanya. Keseimbangan asid-bes di dalam eritrosit dikekalkan pada tahap yang tetap, oleh itu, dalam darah juga.
Oleh itu, apabila darah tepu dengan oksigen, hemoglobin berubah menjadi asid kuat, dan apabila ia melepaskan oksigen, ia bertukar menjadi asid organik yang agak lemah. Sistem oksihemoglobin dan hemoglobin boleh ditukar ganti, ia wujud sebagai satu.
Ciri penimbal bikarbonat
Sistem penimbal bikarbonat juga berkuasa, tetapi juga paling terkawal dalam badan. Ia menyumbang kira-kira sepuluh peratus daripada jumlah kapasiti penimbal. Ia mempunyai ciri serba boleh yang memastikan keberkesanan dua halanya. Penampan ini mengandungi pasangan asid-bes terkonjugasi, yang terdiri daripada molekul seperti asid karbonik (sumber proton) dan anion bikarbonat (penerima proton).
Oleh itu, sistem penimbal bikarbonat menggalakkan proses sistematik di mana asid kuat memasuki aliran darah. Mekanisme ini mengikat asid kepada anion bikarbonat, membentuk asid karbonik dan garamnya. Apabila alkali memasuki darah, penampan mengikat asid karbonik, membentuk garam bikarbonat. Oleh kerana terdapat lebih banyak natrium bikarbonat dalam darah manusia daripada asid karbonik, kapasiti penimbal ini akan mempunyai keasidan yang tinggi. Dengan kata lain, penimbal hidrokarbonsistem (bikarbonat) sangat baik untuk mengimbangi bahan yang meningkatkan keasidan darah. Ini termasuk asid laktik, kepekatannya meningkat dengan senaman fizikal yang kuat, dan penimbal ini bertindak balas dengan cepat terhadap perubahan dalam keseimbangan asid-bes dalam darah.
Ciri penimbal fosfat
Sistem penimbal fosfat manusia menduduki hampir dua peratus daripada jumlah kapasiti penimbal, yang berkaitan dengan kandungan fosfat dalam darah. Mekanisme ini mengekalkan pH dalam air kencing dan cecair yang berada di dalam sel. Penampan terdiri daripada fosfat tak organik: monobes (bertindak sebagai asid) dan dibasic (bertindak sebagai alkali). Pada pH normal, nisbah asid kepada bes ialah 1:4. Dengan peningkatan bilangan ion hidrogen, sistem penampan fosfat mengikatnya, membentuk asid. Mekanisme ini lebih berasid daripada beralkali, jadi ia meneutralkan metabolit berasid dengan sempurna, seperti asid laktik, memasuki aliran darah manusia.
Ciri penimbal protein
Penimbal protein tidak memainkan peranan yang begitu istimewa dalam menstabilkan keseimbangan asid-bes, berbanding sistem lain. Ia menyumbang kira-kira tujuh peratus daripada jumlah kapasiti penimbal. Protein terdiri daripada molekul yang bergabung untuk membentuk sebatian asid-bes. Dalam persekitaran berasid, ia bertindak sebagai alkali yang mengikat asid, dalam persekitaran beralkali, semuanya berlaku sebaliknya.
Ini membawa kepada pembentukan sistem penimbal protein, yangia agak berkesan pada nilai pH 7.2 hingga 7.4. Sebilangan besar protein diwakili oleh albumin dan globulin. Oleh kerana cas protein adalah sifar, pada pH normal ia adalah dalam bentuk alkali dan garam. Kapasiti penimbal ini bergantung kepada bilangan protein, strukturnya dan proton bebas. Penampan ini boleh meneutralkan kedua-dua produk berasid dan beralkali. Tetapi kapasitinya lebih berasid daripada beralkali.
Ciri eritrosit
Biasanya, eritrosit mempunyai pH malar - 7, 25. Penampan hidrokarbonat dan fosfat mempunyai kesan di sini. Tetapi dari segi kuasa, mereka berbeza daripada yang ada dalam darah. Dalam eritrosit, penampan protein memainkan peranan khas dalam menyediakan organ dan tisu dengan oksigen, serta mengeluarkan karbon dioksida daripadanya. Di samping itu, ia mengekalkan nilai pH yang tetap di dalam eritrosit. Penampan protein dalam eritrosit berkait rapat dengan sistem bikarbonat, kerana nisbah asid dan garam di sini adalah kurang daripada dalam darah.
Contoh sistem penimbal
Larutan asid kuat dan alkali, yang mempunyai tindak balas lemah, mempunyai pH berubah-ubah. Tetapi campuran asid asetik dengan garamnya mengekalkan nilai yang stabil. Walaupun anda menambah asid atau alkali kepada mereka, keseimbangan asid-bes tidak akan berubah. Sebagai contoh, pertimbangkan penimbal asetat, yang terdiri daripada asid CH3COOH dan garamnya CH3COO. Jika anda menambah asid kuat, maka asas garam akan mengikat ion H + dan bertukar menjadi asid asetik. Pengurangan anion garamdiseimbangkan dengan peningkatan molekul asid. Akibatnya, terdapat sedikit perubahan dalam nisbah asid kepada garamnya, jadi pH berubah agak tidak dapat dilihat.
Mekanisme tindakan sistem penimbal
Apabila produk berasid atau beralkali memasuki aliran darah, penimbal mengekalkan nilai pH yang tetap sehingga produk yang masuk dikumuhkan atau digunakan dalam proses metabolik. Terdapat empat penampan dalam darah manusia, setiap satunya terdiri daripada dua bahagian: asid dan garamnya, serta alkali kuat.
Kesan penimbal adalah disebabkan oleh fakta bahawa ia mengikat dan meneutralkan ion yang datang dengan komposisi yang sepadan dengannya. Oleh kerana secara semula jadi badan kebanyakannya menghadapi produk metabolik yang kurang teroksida, sifat penimbal adalah lebih anti-asid daripada anti-alkali.
Setiap sistem penimbal mempunyai prinsip operasinya sendiri. Apabila tahap pH turun di bawah 7.0, aktiviti cergas mereka bermula. Mereka mula mengikat lebihan ion hidrogen bebas, membentuk kompleks yang menggerakkan oksigen. Ia, seterusnya, bergerak ke sistem pencernaan, paru-paru, kulit, buah pinggang, dan sebagainya. Pengangkutan produk berasid dan beralkali sedemikian menyumbang kepada pemunggahan dan perkumuhannya.
Di dalam tubuh manusia, hanya empat sistem penimbal memainkan peranan penting dalam mengekalkan keseimbangan asid-bes, tetapi terdapat penimbal lain, seperti sistem penimbal asetat, yang mempunyai asid lemah (penderma) dan garamnya (penerima). Keupayaan mekanisme iniuntuk menentang perubahan pH apabila asid atau garam memasuki darah adalah terhad. Mereka mengekalkan keseimbangan asid-bes hanya apabila asid atau alkali yang kuat dibekalkan dalam jumlah tertentu. Jika melebihi, pH akan berubah secara mendadak, sistem penimbal akan berhenti berfungsi.
Kecekapan penimbal
Penimbal darah dan eritrosit mempunyai kecekapan yang berbeza. Dalam yang terakhir, ia lebih tinggi, kerana terdapat penampan hemoglobin di sini. Pengurangan bilangan ion berlaku dalam arah dari sel ke persekitaran antara sel, dan kemudian ke darah. Ini menunjukkan bahawa darah mempunyai kapasiti penampan terbesar, manakala persekitaran intraselular mempunyai yang paling kecil.
Apabila sel dimetabolismekan, asid muncul yang masuk ke dalam cecair interstisial. Ini berlaku lebih mudah, lebih banyak daripada mereka muncul dalam sel, kerana lebihan ion hidrogen meningkatkan kebolehtelapan membran sel. Kita sudah tahu klasifikasi sistem penimbal. Dalam eritrosit, mereka mempunyai sifat yang lebih berkesan, kerana gentian kolagen masih memainkan peranan di sini, yang bertindak balas dengan bengkak kepada pengumpulan asid, mereka menyerapnya dan membebaskan eritrosit daripada ion hidrogen. Keupayaan ini disebabkan oleh sifat penyerapannya.
Interaksi penimbal dalam badan
Semua mekanisme yang ada dalam badan adalah saling berkaitan. Penampan darah terdiri daripada beberapa sistem, sumbangannya untuk mengekalkan keseimbangan asid-bes adalah berbeza. Apabila darah memasuki paru-paru, ia menerima oksigen.dengan mengikat hemoglobin dalam sel darah merah, membentuk oksihemoglobin (asid), yang mengekalkan tahap pH. Dengan bantuan anhidrase karbonik, terdapat pemurnian selari darah paru-paru daripada karbon dioksida, yang dalam eritrosit dibentangkan dalam bentuk asid karbonik dibasic lemah dan karbaminohemoglobin, dan dalam darah - karbon dioksida dan air.
Dengan penurunan dalam jumlah asid karbonik dibasic lemah dalam eritrosit, ia menembusi dari darah ke dalam eritrosit, dan darah dibersihkan daripada karbon dioksida. Oleh itu, asid karbonik dibasic yang lemah sentiasa mengalir dari sel ke dalam darah, dan anion klorida yang tidak aktif memasuki eritrosit dari darah untuk mengekalkan neutraliti. Akibatnya, sel darah merah lebih berasid daripada plasma. Semua sistem penimbal dibenarkan oleh nisbah penderma-penerima proton (4:20), yang dikaitkan dengan keanehan metabolisme tubuh manusia, yang membentuk lebih banyak produk berasid daripada yang beralkali. Penunjuk kapasiti penimbal asid adalah sangat penting di sini.
Proses pertukaran dalam tisu
Keseimbangan asid-bes dikekalkan oleh penimbal dan transformasi metabolik dalam tisu badan. Ini dibantu oleh proses biokimia dan fiziko-kimia. Mereka menyumbang kepada kehilangan sifat asid-asas produk metabolik, pengikatannya, pembentukan sebatian baru yang cepat dikeluarkan dari badan. Sebagai contoh, sejumlah besar asid laktik dikumuhkan menjadi glikogen, asid organik dinetralkan oleh garam natrium. kuatasid dan alkali larut dalam lipid, dan asid organik teroksida untuk membentuk asid karbonik.
Oleh itu, sistem penimbal adalah pembantu pertama dalam menormalkan keseimbangan asid-bes dalam tubuh manusia. Kestabilan pH diperlukan untuk fungsi normal molekul dan struktur biologi, organ dan tisu. Dalam keadaan biasa, proses penimbal mengekalkan keseimbangan antara pengenalan dan penyingkiran ion hidrogen dan karbon dioksida, yang membantu mengekalkan tahap pH yang malar dalam darah.
Jika terdapat kegagalan dalam kerja sistem penampan, maka seseorang itu mengalami patologi seperti alkalosis atau asidosis. Semua sistem penimbal adalah saling berkaitan dan bertujuan untuk mengekalkan keseimbangan asid-bes yang stabil. Tubuh manusia sentiasa menghasilkan sejumlah besar produk berasid, yang bersamaan dengan tiga puluh liter asid kuat.
Ketekalan tindak balas di dalam badan disediakan oleh penimbal berkuasa: fosfat, protein, hemoglobin dan bikarbonat. Terdapat sistem penimbal lain, tetapi ini adalah yang utama dan paling diperlukan untuk organisma hidup. Tanpa bantuan mereka, seseorang akan mengalami pelbagai patologi yang boleh menyebabkan koma atau kematian.
