Un tampone è una sostanza chimica che aiuta a mantenere un pH relativamente costante in una soluzione, anche a fronte dell'aggiunta di acidi o basi. Il buffering è importante nei sistemi viventi come mezzo per mantenere un ambiente interno abbastanza costante, noto anche come omeostasi. Piccole molecole come il bicarbonato e il fosfato forniscono capacità tampone così come altre sostanze, come l'emoglobina e altre proteine.
Tampone Bicarbonato
Il mantenimento del pH del sangue è regolato tramite il tampone bicarbonato. Questo sistema è costituito da acido carbonico e ioni bicarbonato. Quando il pH del sangue scende nell'intervallo acido, questo tampone agisce per formare anidride carbonica. I polmoni espellono questo gas fuori dal corpo durante il processo di respirazione. In condizioni alcaline, questo tampone riporta il pH a neutro provocando l'escrezione degli ioni bicarbonato attraverso l'urina.
tampone fosfato
Il sistema tampone fosfato agisce in modo simile al tampone bicarbonato, ma ha un'azione molto più forte. L'ambiente interno di tutte le cellule contiene questo tampone che comprende ioni idrogeno fosfato e ioni diidrogeno fosfato. In condizioni in cui l'idrogeno in eccesso entra nella cellula, reagisce con gli ioni idrogeno fosfato, che li accetta. In condizioni alcaline, gli ioni diidrogenofosfato accettano gli ioni idrossido in eccesso che entrano nella cellula.
tampone proteico
Le proteine sono costituite da amminoacidi tenuti insieme da legami peptidici. Gli amminoacidi possiedono un gruppo amminico e un gruppo acido carbossilico. A pH fisiologico, l'acido carbossilico esiste come ione carbossilato (COO-) con carica negativa e il gruppo amminico esiste come NH3+ ione. Quando il pH diventa acido, il gruppo carbossilico assorbe gli ioni idrogeno in eccesso per tornare alla forma di acido carbossilico. Se il pH del sangue diventa alcalino, c'è un rilascio di un protone dall'NH3+ ione, che prende l'NH2 modulo.
Tampone di emoglobina
Il pigmento respiratorio presente nel sangue, l'emoglobina, ha anche un'azione tampone all'interno dei tessuti. Ha la capacità di legarsi con i protoni o con l'ossigeno in un dato momento. Il legame di uno rilascia l'altro. Nell'emoglobina, il legame dei protoni si verifica nella porzione della globina mentre il legame dell'ossigeno avviene nel ferro della porzione dell'eme. Al momento dell'esercizio, i protoni vengono generati in eccesso. L'emoglobina aiuta nell'azione tampone legando questi protoni e rilasciando contemporaneamente ossigeno molecolare.