გახსოვთ გოლდილოკისა და სამი დათვის ამბავი? როდესაც გოლდილოკი დათვების სახლში შედის, ის ფაფას ცდილობს და აღმოაჩენს, რომ პირველი ძალიან ცხელა, ხოლო მეორე ძალიან ცივი. როდესაც იგი მესამეს სცდის, პოულობს ფაფას, რომელიც არის მართალია. ისევე, როგორც გოლდილოკს სურდა ფაფა, რომელიც სრულყოფილი იყო საჭმელად, ორგანიზმებს სურთ ისეთი გარემო მართალია. მაგრამ რა არის მართალია ორგანიზმისთვის?
ფიზიოლოგიური pH
ადამიანის სისხლი ოდნავ არის ძირითადი pH– ით დაახლოებით 7,4. როგორც კი სისხლის pH 7,35-ზე დაბლა დაეცემა, ადამიანი მიიჩნევა ფიზიოლოგიურ აციდოზში (ეს ცუდია). როგორც კი pH 7.0-ზე დაბლა დაეცემა, ის შეიძლება ფატალური გახდეს.
როგორ ინახავს სხეული სწორ pH- ს მთელი დღის განმავლობაში, არ აქვს მნიშვნელობა რა სიტუაციაშია? იგი იყენებს ბიოლოგიურ ბუფერულ სისტემას.
რა არის ბიოლოგიური ბუფერები?
ა ბიოლოგიური ბუფერი არის ორგანული ნივთიერება, რომელსაც აქვს ნეიტრალიზებადი მოქმედება წყალბადის იონებზე. ამ გზით, ბიოლოგიური ბუფერი ხელს უწყობს სხეულის სწორ pH შენარჩუნებას, რათა ბიოქიმიური პროცესები ოპტიმალურად გაგრძელდეს.
ბუფერების უმეტესობა შედგება სუსტი მჟავისა და სუსტი ფუძისგან. ისინი ხელს უწყობენ მოცემული pH შენარჩუნებას მჟავას ან ფუძის დამატების შემდეგაც. მაგალითად, სისხლი შეიცავს ნახშირმჟავას (H
2კომპანია3) - ბიკარბონატი (HCO)3-) ბუფერული სისტემა. ამ სისტემაში სუსტი მჟავა მცირედ დისოცირდება და იძლევა ბიკარბონატის იონებს. ამ იონებს შეუძლიათ დამაკავშირებელი დამატებითი H+სისხლში გარშემო მოძრავი იონები. ეს ახდენს სუსტი მჟავის რეფორმაციას და ამცირებს H– ს რაოდენობას+ იონები ხსნარში.როდის შეიძლება ეს მოხდეს? კარგად, ვარჯიში ზრდის წყალბადის იონების რაოდენობას თქვენს სისხლში. როდესაც ეს ხდება, ნახშირმჟავა-ბიკარბონატული ბუფერული სისტემა მოქმედებს. წყალბადის იონების ჭარბი აღებით, თქვენი სისხლის pH არ ხდება ძალიან მჟავე.
რატომ აქვს ბუფერებს მნიშვნელობა?
უჯრედები მოქმედებს pH ვიწრო დიაპაზონში. ასე რომ გააკეთეთ მრავალი ფერმენტი, რომელიც დაგეხმარებათ საკვების მონელებაში, ენერგიის გამომუშავებაში და ნერვულ უჯრედებს შორის სიგნალების გადაცემაში. როგორც ასეთი, აუცილებელია, რომ pH სხეულში და ამ უჯრედებში მკვეთრად არ იცვლებოდეს. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ისინი შეწყვეტენ სამუშაოს შესრულებას, რაც თქვენ გჭირდებათ. იმისათვის, რომ დარწმუნდეთ, რომ ეს არ მოხდა, ბუფერები გვხვდება ყველა ბიოლოგიურად შესაბამის ხსნარში.
ბიოლოგიური ბუფერები ასევე შეიძლება იყოს ბუფერული სისტემები ეს ხელს უწყობს სტაბილური pH შენარჩუნებას ფიზიოლოგიური pH– ს გარშემო. ექსპერიმენტების ჩატარებისას უჯრედების ცალკეულ კომპონენტებთან ან ცალკეულ ცილებთან, მეცნიერებმა უნდა გაითვალისწინონ მათ მიერ გამოყენებული ბუფერი. კარგი ბუფერის გარეშე, კომპონენტის აქტივობა, რომლის შესწავლაც სურთ, შეიძლება შემცირდეს.
მაგალითად, თუ მეცნიერი მუშაობს პროტეინთან, რომელიც თავის ტვინში ფუნქციონირებს 7,4 pH- ით, მაგრამ მეცნიერი იყენებს pH 8,0 ბუფერს, მაშინ ცილა არ იმუშავებს ოპტიმალურად. ამის ნაცვლად, მეცნიერმა უნდა გადავიდეს ბუფერზე, რომელიც უფრო ახლოს არის pH– ს, რომელშიც სინამდვილეში მოქმედებს ცილა. ამ გზით მეცნიერს შეუძლია დააკვირდეს ცილის ფუნქციონირებას ბუნებრივ გარემოში მსგავსი გარემოში.
რა არის ბიოლოგიური ბუფერების მაგალითები?
არსებობს მრავალი სხვადასხვა ბიოლოგიური ბუფერი, რომლებიც მზადდება და იყიდება ფიზიოლოგიური pH– ის შენარჩუნების მიზნით. ეს ძალზე მნიშვნელოვანია ბიოლოგიურად შესაბამის მასალებზე მომუშავე მეცნიერისთვის. ეს ბუფერები კარგად ინარჩუნებენ სტაბილურ pH 7.4-ს მახლობლად. ძალიან ხშირად გამოყენებულ ბიოლოგიურ ბუფერს ეწოდება HEPES (4- (2-ჰიდროქსიეთილ) -1-პიპერაზინეთანესულფონის მჟავა). ეს ბუფერი ძალიან კარგ მდგომარეობაშია სტაბილური pH– ის შენარჩუნებაში 6,8 – დან 8,2 – მდე.
ბუფერების არჩევა უნდა მოხდეს იმის ცოდნაზე, რომ pH– ზე გსურთ მუშაობა და იმ დიაპაზონში, რომელზეც სტაბილური pH უნდა გქონდეთ.