Τα ρυθμιστικά είναι χημικές ουσίες που βοηθούν ένα υγρό να αντισταθεί στην αλλαγή των όξινων ιδιοτήτων του όταν προστίθενται άλλες χημικές ουσίες που κανονικά θα προκαλέσουν αλλαγή σε αυτές τις ιδιότητες. Τα ρυθμιστικά είναι απαραίτητα για τα ζωντανά κύτταρα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ρυθμιστικά διατηρούν το σωστό pH ενός υγρού. Τι είναι το pH; Είναι ένα μέτρο του πόσο όξινο είναι ένα υγρό. Για παράδειγμα, ο χυμός λεμονιού έχει χαμηλό pH 2 έως 3 και είναι πολύ όξινος - έτσι και ο χυμός στο στομάχι σας που διαλύει τα τρόφιμα. Δεδομένου ότι τα όξινα υγρά μπορούν να καταστρέψουν τις πρωτεΐνες και τα κύτταρα είναι γεμάτα από πρωτεΐνες, τα κύτταρα πρέπει να έχουν ρυθμιστικά μέσα και έξω από αυτά για να προστατεύσουν τις πρωτεϊνικές τους μηχανές. Το ρΗ μέσα σε ένα κελί είναι περίπου 7, το οποίο θεωρείται ουδέτερο όπως καθαρό νερό.
Τι είναι το Buffer;
Το αντίθετο μιας χημικής ουσίας που είναι ένα οξύ είναι μια χημική ουσία που είναι μια βάση και και τα δύο μπορούν να υπάρχουν σε ένα υγρό. Ένα οξύ απελευθερώνει ένα ιόν υδρογόνου σε ένα υγρό, ενώ μια βάση βγάζει ένα ιόν υδρογόνου από το υγρό. Όσο περισσότερα ελεύθερα ιόντα υδρογόνου υπάρχουν σε ένα υγρό, τόσο πιο όξινο γίνεται το υγρό. Έτσι τα οξέα καθιστούν ένα υγρό πιο όξινο, και οι βάσεις καθιστούν ένα υγρό πιο βασικό - το βασικό είναι ένας άλλος τρόπος για να πούμε λιγότερο όξινο. Τα ρυθμιστικά είναι χημικές ουσίες που μπορούν εύκολα να απελευθερώσουν ή να προσλάβουν ιόντα υδρογόνου σε ένα υγρό, πράγμα που σημαίνει ότι είναι σε θέση να αντισταθούν σε μια αλλαγή στο pH ελέγχοντας πόσα ιόντα υδρογόνου είναι ελεύθερα. Η κλίμακα pH κυμαίνεται από 0 έως 14. Ένα pH από 0 έως 7 θεωρείται όξινο και ένα pH από 7 έως 14 θεωρείται βασικό. Ένα pH 7, στη μέση, είναι ουδέτερο και είναι καθαρό νερό. Διαφορετικά ρυθμιστικά διατηρούν διαφορετικά pH, αλλά αυτά που βρίσκονται μέσα σε ένα κελί διατηρούν pH περίπου 7,2.
Προστατέψτε από τυχαίες διαρροές
Τα ζωικά κύτταρα περιέχουν σάκους που ονομάζονται λυσοσώματα. Αυτά τα σακουλάκια είναι το κέντρο ανακύκλωσης του κελιού. Τα εσωτερικά αυτών των σακουλών είναι όξινα, έχουν ρΗ 5, και περιέχουν πολλά ένζυμα που αφομοιώνουν πρωτεΐνες, λίπη, σάκχαρα και DNA. Το όξινο περιβάλλον μέσα σε ένα λυσόσωμα βοηθά στη διάσπαση των μορίων για ανακύκλωση. Ωστόσο, εάν ένας ή περισσότεροι από αυτούς τους θύλακες σπάσουν κατά λάθος μέσα στο κελί, τα όξινα περιεχόμενα θα διαρρεύσουν στο υπόλοιπο κελί και θα κάνουν ολόκληρο το κελί όξινο. Το κελί διαθέτει buffer που προστατεύονται σε περίπτωση που συμβούν αυτές οι διαρροές. Δεδομένου ότι τα ρυθμιστικά διαλύματα αντιστέκονται στην αλλαγή του pH, μερικά λυσοσώματα που ανοίγουν δεν θα κάνουν το pH μέσα σε ένα κύτταρο πιο όξινο.
Το pH επηρεάζει το σχήμα πρωτεΐνης
Ο κίνδυνος αλλαγής του pH μέσα σε ένα κύτταρο είναι ότι το pH επηρεάζει δραματικά τη δομή των πρωτεϊνών. Το κύτταρο αποτελείται από πολλούς διαφορετικούς τύπους πρωτεϊνών και κάθε πρωτεΐνη λειτουργεί μόνο όταν έχει το κατάλληλο τρισδιάστατο σχήμα του. Το σχήμα μιας πρωτεΐνης συγκρατείται στη θέση του από ελκυστικές δυνάμεις μέσα στην πρωτεΐνη, όπως πολλοί μίνι μαγνήτες εδώ και εκεί που συνδέονται για να συγκρατούν ολόκληρη την πρωτεΐνη στη θέση τους. Μερικοί από αυτούς τους μαγνήτες θα χάσουν τη μαγνητική τους ισχύ εάν αλλάξει το pH. Επομένως, εάν το εσωτερικό ενός κυττάρου γίνεται πολύ όξινο ή πολύ βασικό, τότε οι πρωτεΐνες αρχίζουν να χάνουν το σχήμα τους και δεν λειτουργούν πλέον. Το κελί γίνεται σαν εργοστάσιο χωρίς εργάτες και χωρίς επισκευαστές. Επομένως, τα buffer μέσα σε ένα κελί εμποδίζουν αυτό να συμβεί.
Η αλλαγή του pH μπορεί να δημιουργήσει βλαστοκύτταρα
Το 2014, το περιοδικό "Nature" ανέφερε μια πολύ συναρπαστική ανακάλυψη από ιαπωνικούς ερευνητές βλαστικών κυττάρων. Τα φυσιολογικά ενήλικα κύτταρα, όπως τα κύτταρα του δέρματος και τα εγκεφαλικά κύτταρα μπορούν να μετατραπούν σε βλαστικά κύτταρα όταν τοποθετούνται σε όξινο περιβάλλον. Τα βλαστικά κύτταρα είναι κύτταρα που έχουν τη δυνατότητα να γίνουν οποιοσδήποτε τύπος κυττάρου στο σώμα, γεγονός που τα καθιστά πολύ ελπιδοφόρα ως θεραπείες για ιατρικά προβλήματα. Τα νεκρά, χαμένα ή σπασμένα κελιά μπορούν να αντικατασταθούν από νέα κελιά. Τα βλαστοκύτταρα μπορούν να ληφθούν από ένα θρυμματισμένο έμβρυο, το οποίο είναι πολύ αμφιλεγόμενο όταν πρόκειται για ανθρώπινα έμβρυα, οπότε το να μπορείς να μετατρέψεις τα ενήλικα κύτταρα σε βλαστικά κύτταρα είναι ένα συναρπαστικό βήμα για τη βιοϊατρική επιστήμη. Αυτό που μας λέει αυτή η μελέτη είναι ότι τα ρυθμιστικά μέσα σε ένα κύτταρο πιθανότατα αποτρέπουν το κύτταρο να ξεχάσει την ταυτότητά του και να γίνει βλαστοκύτταρο.