生体内の細胞は、適切に機能するために、正しいpHまたは酸塩基平衡を維持する必要があります。 適切なpHは、リン酸塩緩衝システムによって達成されます。 これは、互いに平衡状態にあるリン酸二水素イオンとリン酸水素イオンで構成されています。 この緩衝システムは、リン酸二水素の濃度が セル内のリン酸水素イオンは、で生成される酸性または塩基性イオンの濃度と比較して大きいです。 セル。
pHとは何ですか？
溶液のpHは、水素イオン（H +）の濃度を測定します。 水素イオンは、陽子とも呼ばれる単一の正に帯電したエンティティです。 水性溶液に含まれる水素イオンが多いほど、溶液は酸性になります。 pHスケールは、H +イオン濃度の対数を測定するため、H +濃度が高いほど数値は低くなります。 ログスケールは0から14まで実行されます。 7未満のpHは酸性と見なされ、7を超えるpHはアルカリ性と見なされます。 溶液中の酸性水素イオン（H +）と塩基性ヒドロキシルイオン（OH-）の数が等しいため、pH7は中性と定義されます。
バッファのしくみ
緩衝システムは、弱酸とそれに対応する弱塩基で構成されています。 酸は水中で水素イオンを放出する分子として定義され、塩基は水素イオンを受け入れる分子です。 弱酸または弱塩基は、水中でわずかにイオン化するか、水素またはヒドロキシルイオンを放出しますが、強酸および弱塩基はほぼ完全にイオン化します。 緩衝液に過剰な水素イオンが含まれていると、弱塩基が水素イオンを飲み込み、溶液のpHを維持しながら対応する酸に変化します。 塩基を加えると、反応が逆転し、弱酸が水素イオンの一部を放出して溶液をより酸性にし、弱塩基に変化します。
リン酸緩衝液システム
リン酸緩衝液システムは、すべての生物の細胞内pHを維持します。 この緩衝液システムでは、リン酸二水素イオンが弱酸として機能します。 リン酸水素イオンは弱塩基を表します。 水中または細胞内液中で、リン酸二水素とリン酸水素は常に互いに平衡状態にあります。 リン酸二水素-リン酸水素系のイオン化の程度は、対数値として表される解離定数、またはpKa値によって表されます。 リン酸緩衝システムは、pKaが7.21であり、生理的pHに非常に近いため、生細胞に最適です。
リン酸緩衝液システムが不十分な場合
循環系のある高等生物では、リン酸緩衝系は適切な状態を維持できません リン酸二水素およびリン酸水素イオンの濃度が高くないため、血中のpH 足りる。 重炭酸塩緩衝システムは、血液を約7.4のpHに維持することができます。 ここで、重炭酸塩は弱酸であり、炭酸水素イオンは弱塩基です。 重炭酸塩と炭酸水素塩は、血液中に溶けている二酸化炭素から形成されます。 過剰な二酸化炭素は肺から排出されます。