緩衝液は、酸や塩基が添加された場合でも、溶液中で比較的一定のpHを維持するのに役立つ化学物質です。 バッファリングは、恒常性としても知られる、かなり一定の内部環境を維持する手段として、生体システムにおいて重要です。 重炭酸塩やリン酸塩などの小分子は、ヘモグロビンや他のタンパク質などの他の物質と同様に緩衝能力を提供します。
重炭酸塩緩衝液
血液のpHの維持は、重炭酸塩緩衝液を介して調節されます。 このシステムは、炭酸イオンと重炭酸イオンで構成されています。 血液のpHが酸性範囲に下がると、この緩衝液は二酸化炭素ガスを形成するように作用します。 肺は呼吸の過程でこのガスを体外に排出します。 アルカリ性の状態では、この緩衝液は尿から重炭酸イオンを排出することにより、pHを中性に戻します。
リン酸緩衝液
リン酸緩衝液システムは、重炭酸塩緩衝液と同じように機能しますが、はるかに強力な作用があります。 すべてのセルの内部環境には、リン酸水素イオンとリン酸二水素イオンを含むこのバッファーが含まれています。 過剰な水素がセルに入る条件下で、それはリン酸水素イオンと反応し、それがそれらを受け入れます。 アルカリ性条件下では、リン酸二水素イオンは、セルに入る過剰な水酸化物イオンを受け入れます。
タンパク質緩衝液
タンパク質は、ペプチド結合によって結合されたアミノ酸で構成されています。 アミノ酸はアミノ基とカルボン酸基を持っています。 生理的pHでは、カルボン酸はカルボン酸イオン（COO）として存在します。-）負電荷を持ち、アミノ基はNHとして存在します3+ イオン。 pHが酸性になると、カルボキシル基は過剰な水素イオンを吸収してカルボン酸の形に戻ります。 血液のpHがアルカリ性になると、NHからプロトンが放出されます。3+ NHを取るイオン2 形。
ヘモグロビンバッファー
血液中に存在する呼吸色素であるヘモグロビンも、組織内で緩衝作用を示します。 それは、与えられた時点でプロトンまたは酸素のいずれかと結合する能力を持っています。 一方をバインドすると、もう一方が解放されます。 ヘモグロビンでは、プロトンの結合はグロビン部分で発生しますが、酸素結合はヘム部分の鉄で発生します。 運動時には、陽子が過剰に生成されます。 ヘモグロビンは、これらのプロトンを結合し、同時に分子状酸素を放出することにより、緩衝作用を助けます。