Puhvrid on kemikaalid, mis aitavad vedelikul vastu panna happeliste omaduste muutumisele, kui lisatakse muid kemikaale, mis tavaliselt põhjustavad nende omaduste muutumist. Puhvrid on elusrakkude jaoks hädavajalikud. Seda seetõttu, et puhvrid hoiavad vedeliku õiget pH-d. Mis on pH? See näitab vedeliku happelisust. Näiteks on sidrunimahla madal pH väärtus 2–3 ja see on väga happeline - nii on ka teie maos olev mahl, mis lagundab toitu. Kuna happelised vedelikud võivad valke hävitada ja rakud on täis valke, peavad rakkudel olema valgusmasinate kaitsmiseks puhvrid nende sees ja väljaspool. PH raku sees on umbes 7, mida peetakse neutraalseks nagu puhast vett.
Mis on puhver?
Happeks oleva kemikaali vastand on kemikaal, mis on alus, ja mõlemad võivad vedelikus olemas olla. Hape vabastab vesiniku iooni vedelikku, alus aga võtab vedelikust vesiniku iooni. Mida rohkem vedelikus on vabalt hõljuvaid vesinikuioone, seda happelisemaks see vedelik muutub. Seega muudavad happed vedeliku happelisemaks ja alused muudavad vedeliku aluselisemaks - aluseline on veel üks viis öelda, et vähem happeline. Puhvrid on kemikaalid, mis võivad vedelikus hõlpsasti vabastada või omastada vesinikioone, mis tähendab, et nad on võimelised vastu pidama pH muutumisele, kontrollides, kui palju on vabalt hõljuvaid vesinikuioone. PH-skaala on vahemikus 0 kuni 14. PH vahemikus 0 kuni 7 peetakse happeliseks ja pH vahemikus 7 kuni 14 aluseliseks. Keskel on pH 7 neutraalne ja puhas vesi. Erinevad puhvrid hoiavad erinevat pH-d, kuid raku sees on umbes 7,2.
Kaitsta juhusliku lekke eest
Loomarakud sisaldavad kotte, mida nimetatakse lüsosoomideks. Need kotid on kambri taaskasutuskeskus. Nende kotikeste siseküljed on happelised, nende pH on 5 ja sisaldavad palju ensüüme, mis seedivad valke, rasvu, suhkruid ja DNA-d. Lüsosoomi sees olev happeline keskkond aitab molekule ümbertöötlemiseks lagundada. Kui aga üks või mitu neist kotikestest raku sees kogemata lahti läheb, valgub happeline sisu ülejäänud rakku ja muudab kogu raku happeliseks. Rakul on puhvreid, mis kaitsevad end nende lekete korral. Kuna puhvrid peavad vastu pH muutusele, ei muuda mõned avanevad lüsosoomid pH rakus happelisemaks.
pH mõjutab valgu kuju
PH muutuse oht rakus on see, et pH mõjutab dramaatiliselt valkude struktuuri. Rakk koosneb paljudest erinevat tüüpi valkudest ja iga valk töötab ainult siis, kui sellel on oma õige kolmemõõtmeline kuju. Valgu kuju hoiavad valgusisesed atraktiivsed jõud paigal, nagu paljud siin-seal olevad minimagnetid, mis ühendavad kogu valgu paigal hoidmist. Mõni neist magnetitest kaotab oma magnetvõimsuse, kui pH muutub. Seega, kui raku sisemus muutub liiga happeliseks või liiga aluseliseks, siis hakkavad valgud oma kuju kaotama ega tööta enam. Kambrist saab nagu vabrik ilma töötajateta ja ilma remondimeesteta. Seetõttu takistavad raku sees olevad puhvrid seda juhtumast.
PH muutmine võib tekitada tüvirakke
Ajakiri “Nature” teatas 2014. aastal Jaapani tüvirakkude uurijate väga põnevast avastusest. Normaalsetest täiskasvanud rakkudest, näiteks naharakkudest ja ajurakkudest, saab happelises keskkonnas paigutades muutuda tüvirakkudeks. Tüvirakud on rakud, millel on potentsiaal muutuda mis tahes tüüpi rakkudeks kehas, mis muudab need meditsiiniliste probleemide raviks väga paljutõotavaks. Surnud, puuduvad või purunenud lahtrid saab asendada uute lahtritega. Tüvirakke saab võtta purustatud embrüost, mis on inimembrüote osas väga vastuoluline, nii et täiskasvanute rakkude muutmine tüvirakkudeks on biomeditsiiniteaduse jaoks põnev samm. See uuring ütleb meile, et raku sees olevad puhvrid takistavad ka rakul tõenäoliselt täiskasvanu identiteedi unustamist ja tüvirakuks saamist.