Sjećate se priče o Zlatokosi i tri medvjeda? Kad Zlatokosa uđe u kuću medvjeda, ona proba kašu i utvrdi da je prva prevruća, a druga prehladna. Kad proba treću, nađe kašu koja je taman. Na isti način na koji je Zlatokos želio kašu koja je savršena za jelo, organizmi žele okruženje koje jest taman. Ali što jest taman za organizam?
Fiziološki pH
Ljudske je krvi malo Osnovni, temeljni s pH oko 7,4. Čim se pH krvi spusti ispod 7,35, smatra se da je osoba u fiziološkoj acidozi (što je loše). Čim a pH padne ispod 7,0, to može postati fatalno.
Pa kako tijelo održava ispravan pH tijekom dana bez obzira na situaciju? Koristi biološki puferski sustav.
Što su biološki puferi?
A biološki pufer je organska tvar koja djeluje neutralizirajuće na ione vodika. Na taj način biološki pufer pomaže u održavanju tijela na ispravnom pH, tako da se biokemijski procesi nastavljaju odvijati optimalno.
Većina pufera sastoji se od slabe kiseline i slabe baze. Pomažu u održavanju zadanog pH čak i nakon dodavanja kiseline ili baze. Na primjer, krv sadrži ugljičnu kiselinu (H
2CO3) -bikarbonat (HCO3-) međuspremnik. U ovom sustavu slaba kiselina disocira u maloj mjeri dajući bikarbonatne ione. Ti su ioni sposobni vezati dodatni H+ioni koji plutaju u krvi. To reformira slabu kiselinu i smanjuje količinu H+ ioni u otopini.Kada bi se to moglo dogoditi? Pa, vježbanje povećava količinu vodikovih iona koji plutaju u vašoj krvi. Kad se to dogodi, puferski sustav karbonska kiselina-bikarbonat dolazi u obzir. Hvatanjem viška vodikovih iona pH vaše krvi ne postaje previše kiseo.
Zašto su odbojnici važni?
Stanice funkcioniraju u uskom rasponu pH. To čine i mnogi enzimi koji vam pomažu u probavi hrane, stvaranju energije i prenošenju signala između živčanih stanica. Kao takvo, od vitalne je važnosti da se pH u tijelu i u tim stanicama ne drastično razlikuje. U suprotnom, prestat će raditi posao koji im je potreban. Da se to ne bi dogodilo, puferi se nalaze u svim biološki relevantnim rješenjima.
Biološki puferi također mogu biti međuspremnički sustavi koji pomažu u održavanju stabilnog pH oko fiziološkog pH. Kada provode eksperimente s pojedinim komponentama stanica ili s pojedinim proteinima, znanstvenici moraju uzeti u obzir pufer koji koriste. Bez dobrog međuspremnika, aktivnost komponente koju žele proučiti može se smanjiti.
Primjerice, ako znanstvenik radi s bjelančevinom koja u mozgu funkcionira pri pH 7,4, ali znanstvenik koristi pufer od 8,0, tada protein neće funkcionirati optimalno. Umjesto toga, znanstvenik bi se trebao prebaciti na pufer bliži pH u kojem protein zapravo funkcionira. Na taj način znanstvenik može promatrati kako bjelančevine funkcioniraju u okolišu sličnom njegovom prirodnom okruženju.
Koji su primjeri bioloških pufera?
Postoji mnogo različitih bioloških pufera proizvedenih i prodanih izričito u svrhu održavanja fiziološkog pH. To je vrlo važno za znanstvenika koji radi s biološki važnim materijalima. Ti puferi dobro održavaju stabilan pH blizu 7,4. Nazvan je vrlo često korišten biološki pufer HEPES (4- (2-hidroksietil) -1-piperazinetansulfonska kiselina). Ovaj pufer je vrlo dobar za održavanje stabilnog pH između 6,8 i 8,2.
Pufere treba birati na temelju znanja o pH na kojem želite raditi i opsega u kojem trebate imati stabilan pH.