I tamponi sono sostanze chimiche che aiutano un liquido a resistere al cambiamento delle sue proprietà acide quando vengono aggiunte altre sostanze chimiche che normalmente causano un cambiamento in queste proprietà. I tamponi sono essenziali per le cellule viventi. Questo perché i tamponi mantengono il giusto pH di un liquido. Che cos'è il pH? È una misura di quanto sia acido un liquido. Ad esempio, il succo di limone ha un pH basso da 2 a 3 ed è molto acido, così come il succo nello stomaco che scompone il cibo. Poiché i liquidi acidi possono distruggere le proteine e le cellule sono piene zeppe di proteine, le cellule devono avere dei tamponi all'interno e all'esterno per proteggere le loro macchine proteiche. Il pH all'interno di una cellula è di circa 7, che è considerato neutro come l'acqua pura.
Che cos'è un tampone?
L'opposto di una sostanza chimica che è un acido è una sostanza chimica che è una base ed entrambe possono esistere in un liquido. Un acido rilascia uno ione idrogeno in un liquido, mentre una base preleva uno ione idrogeno dal liquido. Più ioni idrogeno fluttuanti ci sono in un liquido, più acido diventa quel liquido. Quindi gli acidi rendono un liquido più acido e le basi rendono un liquido più basico - basico è un altro modo per dire meno acido. I tamponi sono sostanze chimiche che possono facilmente rilasciare o assorbire ioni idrogeno in un liquido, il che significa che sono in grado di resistere a un cambiamento di pH controllando quanti ioni idrogeno fluttuanti ci sono. La scala del pH va da 0 a 14. Un pH da 0 a 7 è considerato acido e un pH da 7 a 14 è considerato basico. Un pH di 7, nel mezzo, è neutro ed è acqua pura. Tamponi diversi mantengono pH diversi, ma quelli all'interno di una cellula mantengono un pH di circa 7,2.
Proteggiti da fuoriuscite accidentali
Le cellule animali contengono dei sacchetti chiamati lisosomi. Questi sacchetti sono il centro di riciclaggio della cellula. L'interno di questi sacchetti è acido, ha un pH di 5 e contiene molti enzimi che digeriscono proteine, grassi, zuccheri e DNA. L'ambiente acido all'interno di un lisosoma aiuta a scomporre le molecole per il riciclaggio. Tuttavia, se uno o più di questi sacchetti si rompe accidentalmente all'interno della cellula, il contenuto acido si riverserà nel resto della cellula e renderà l'intera cellula acida. La cella ha dei buffer che si proteggono nel caso si verifichino queste fuoriuscite. Poiché i tamponi resistono a un cambiamento di pH, alcuni lisosomi che si rompono non renderanno il pH all'interno di una cellula più acido.
Il pH influenza la forma delle proteine
Il pericolo di un cambiamento nel pH all'interno di una cellula è che il pH influenza drammaticamente la struttura delle proteine. La cellula è composta da molti tipi diversi di proteine e ogni proteina funziona solo quando ha la sua forma tridimensionale adeguata. La forma di una proteina è tenuta in posizione da forze attrattive all'interno della proteina, come molti mini-magneti qua e là che si collegano per mantenere l'intera proteina in posizione. Alcuni di questi magneti perderanno il loro potere magnetico se il pH cambia. Pertanto, se l'interno di una cellula diventa troppo acido o troppo basico, le proteine iniziano a perdere la loro forma e non funzionano più. La cellula diventa come una fabbrica senza operai e senza riparatori. Pertanto, i buffer all'interno di una cella impediscono che ciò accada.
Cambiare il pH può creare cellule staminali
Nel 2014, la rivista "Nature" ha riportato una scoperta molto eccitante da parte di ricercatori giapponesi sulle cellule staminali. Le normali cellule adulte come le cellule della pelle e le cellule cerebrali possono essere trasformate in cellule staminali se poste in un ambiente acido. Le cellule staminali sono cellule che hanno il potenziale per diventare qualsiasi tipo di cellula del corpo, il che le rende molto promettenti come cure per problemi medici. Le cellule morte, mancanti o rotte possono essere sostituite da nuove cellule. Le cellule staminali possono essere prelevate da un embrione frantumato, il che è molto controverso quando si tratta di embrioni umani, quindi essere in grado di trasformare cellule adulte in cellule staminali è un passo entusiasmante per la scienza biomedica. Ciò che questo studio ci dice è che i tamponi all'interno di una cellula probabilmente impediscono anche alla cellula di dimenticare la sua identità adulta e diventare una cellula staminale.