Husker du historien om Guldlåse og de tre bjørne? Når Goldilocks går ind i bjørnenes hus, prøver hun grød og finder ud af, at den første er for varm, og den anden er for kold. Når hun prøver den tredje, finder hun en grød, der er helt rigtigt. På samme måde ønskede Goldilocks grød, der var perfekt at spise, organismer vil have et miljø, der er helt rigtigt. Men hvad er det? helt rigtigt for en organisme?
Fysiologisk pH
Menneskeligt blod er lidt grundlæggende med en pH på omkring 7,4. Så snart blodets pH falder til under 7,35, anses en person for at være i fysiologisk acidose (hvilket er dårligt). Så snart pH falder til under 7,0, kan det blive fatalt.
Så hvordan opretholder kroppen den korrekte pH-værdi hele dagen, uanset hvordan situationen er? Det gør brug af et biologisk buffersystem.
Hvad er biologiske buffere?
EN biologisk buffer er et organisk stof, der har en neutraliserende virkning på brintioner. På denne måde hjælper en biologisk buffer med at opretholde kroppen ved den korrekte pH, så biokemiske processer fortsætter med at køre optimalt.
De fleste buffere består af en svag syre og en svag base. De hjælper med at opretholde en given pH, selv efter tilsætning af en syre eller en base. For eksempel indeholder blod en kulsyre (H2CO3) -bicarbonat (HCO3-) buffersystem. I dette system adskiller den svage syre sig i lille grad, hvilket giver bicarbonationer. Disse ioner er i stand til at binde ekstra H+ioner, der flyder rundt i blodet. Dette reformerer den svage syre og reducerer mængden af H+ ioner i opløsning.
Hvornår kan dette ske? Når du træner, øges mængden af brintioner, der flyder rundt i dit blod. Når dette sker, kommer kulsyre-bicarbonat-buffersystemet i spil. Ved at opfange de overskydende brintioner bliver blodets pH ikke for surt.
Hvorfor betyder buffere?
Celler fungerer i et snævert pH-område. Så gør de mange enzymer, der hjælper dig med at fordøje mad, skabe energi og videresende signaler mellem nervecellerne. Som sådan er det vigtigt, at pH i kroppen og i disse celler ikke varierer drastisk. Ellers holder de op med at udføre det arbejde, du skal bruge dem til. For at sikre, at dette ikke sker, findes buffere i alle biologisk relevante løsninger.
Biologiske buffere kan også være buffersystemer der hjælper med at opretholde en stabil pH omkring den fysiologiske pH. Når man udfører eksperimenter med individuelle komponenter i celler eller individuelle proteiner, skal forskere tage højde for den buffer, de bruger. Uden en god buffer kan aktiviteten af den komponent, de ønsker at undersøge, falde.
For eksempel, hvis en videnskabsmand arbejder med et protein, der fungerer i hjernen ved en pH på 7,4, men videnskabsmanden bruger en buffer på pH 8,0, så fungerer proteinet ikke optimalt. I stedet for skal forskeren skifte til en buffer, der er tættere på den pH, som proteinet faktisk fungerer i. På denne måde kan forskeren observere, at proteinet fungerer i et miljø, der ligner dets naturlige miljø.
Hvad er eksempler på biologiske buffere?
Der er mange forskellige biologiske buffere fremstillet og solgt med det udtrykkelige formål at opretholde fysiologisk pH. Dette er meget vigtigt for en videnskabsmand, der arbejder med biologisk relevante materialer. Disse buffere gør det godt at opretholde en stabil pH nær 7,4. En meget almindeligt anvendt biologisk buffer kaldes HEPES (4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazinethansulfonsyre). Denne buffer er meget god til at opretholde en stabil pH mellem 6,8 og 8,2.
Buffere skal vælges på baggrund af viden om pH-værdien, du vil arbejde på, og det område, hvor du har brug for en stabil pH-værdi.