მნიშვნელოვანი ბუფერები ცხოვრების სისტემებში

ბუფერი არის ქიმიური ნივთიერება, რომელიც ეხმარება შედარებით მუდმივ pH შენარჩუნებას ხსნარში, თუნდაც მჟავების ან ბაზების დამატების შემთხვევაში. ბუფერი მნიშვნელოვანია საცხოვრებელ სისტემებში, როგორც საკმაოდ მუდმივი შიდა გარემოს შენარჩუნების საშუალებად, ასევე ჰომეოსტაზის სახელით. მცირე მოლეკულები, როგორიცაა ბიკარბონატი და ფოსფატი, უზრუნველყოფს ბუფერულ შესაძლებლობას, ისევე როგორც სხვა ნივთიერებებს, როგორიცაა ჰემოგლობინი და სხვა ცილები.

სისხლში pH- ის შენარჩუნება რეგულირდება ბიკარბონატის ბუფერის საშუალებით. ეს სისტემა შედგება ნახშირმჟავას და ბიკარბონატის იონებისაგან. როდესაც სისხლის pH ხდება მჟავე დიაპაზონში, ეს ბუფერი მოქმედებს ნახშირორჟანგის გაზის წარმოქმნაში. ფილტვები სუნთქვის პროცესში ორგანიზმიდან გამოდევნის ამ გაზს. ტუტე პირობებში, ეს ბუფერი pH უბრუნებს ნეიტრალურ მდგომარეობას, რაც იწვევს ბიკარბონატის იონების გამოყოფას შარდით.

ფოსფატის ბუფერული სისტემა მოქმედებს ბიკარბონატის ბუფერის მსგავსი, მაგრამ აქვს ბევრად უფრო ძლიერი მოქმედება. ყველა უჯრედის შიდა გარემო შეიცავს ამ ბუფერულს, რომელიც შეიცავს წყალბადის ფოსფატის იონებს და დიჰიდროგენფოსფატის იონებს. იმ პირობებში, როდესაც წყალბადის ზედმეტი უჯრედი შედის, ის რეაგირებს წყალბადის ფოსფატის იონებთან, რომლებიც მათ ღებულობენ. ტუტე პირობებში, დიჰიდროფოსფატის იონები მიიღებენ ჭარბი ჰიდროქსიდის იონებს, რომლებიც უჯრედში შედიან.

ცილები შედგება ამინომჟავებისგან, რომლებიც პეპტიდური ობლიგაციებით იკავებენ ერთად. ამინომჟავები ფლობენ ამინო ჯგუფს და კარბოქსილის მჟავას ჯგუფს. ფიზიოლოგიურ pH– ში კარბოქსილის მჟავა არსებობს როგორც კარბოქსილატი იონი (COO)^-) უარყოფითი მუხტით და ამინო ჯგუფი არსებობს როგორც NH³⁺ იონი როდესაც pH ხდება მჟავე, კარბოქსილის ჯგუფი იღებს ზედმეტ წყალბადის იონებს, რომ დაუბრუნდეს კარბოქსილის მჟავას. თუ სისხლის pH ხდება ტუტე, ხდება NH პროტონის გამოყოფა³⁺ იონი, რომელიც იღებს NH₂ ფორმა

სისხლში სუნთქვის პიგმენტს, ჰემოგლობინს, ასევე აქვს ქსოვილებში ბუფერული მოქმედება. მას გააჩნია დროის ან მოცემულ მომენტში ან პროტონებთან და ჟანგბადთან დაკავშირების უნარი. ერთის შეკრება მეორეს ათავისუფლებს. ჰემოგლობინის დროს, პროტონების შეკავშირება ხდება გლობინის ნაწილში, ხოლო ჟანგბადის შეკავშირება ხდება ჰემის ნაწილის რკინაში. ვარჯიშის დროს პროტონები წარმოიქმნება ზედმეტად. ჰემოგლობინი ეხმარება ბუფერულ მოქმედებაში ამ პროტონების შეკავშირებით და ერთდროულად გამოყოფს მოლეკულურ ჟანგბადს.