Vai atceraties stāstu par Goldilocks un trim lāčiem? Kad Goldilocks ieiet lāču mājā, viņa izmēģina putru un atklāj, ka pirmā ir pārāk karsta, bet otrā ir pārāk auksta. Izmēģinot trešo, viņa atrod putru, kas ir tieši tā. Tāpat kā Goldilocks vēlējās putru, kas bija ideāli piemērota ēst, organismi vēlas tādu vidi, kāda tā ir tieši tā. Bet kas ir tieši tā organismam?
Fizioloģiskais pH
Cilvēka asinis ir nedaudz pamata ar pH aptuveni 7,4. Tiklīdz asins pH pazeminās zem 7,35, tiek uzskatīts, ka cilvēkam ir fizioloģiska acidoze (kas ir slikta). Tiklīdz pH pazeminās zem 7,0, tas var kļūt letāls.
Tātad, kā ķermenis visu dienu uztur pareizu pH līmeni neatkarīgi no situācijas? Tas izmanto bioloģisko buferizācijas sistēmu.
Kas ir bioloģiskie buferi?
A bioloģiskais buferis ir organiska viela, kurai ir neitralizējoša iedarbība uz ūdeņraža joniem. Tādā veidā bioloģiskais buferis palīdz uzturēt ķermeņa pareizo pH līmeni, lai bioķīmiskie procesi turpinātu darboties optimāli.
Lielāko daļu buferu veido vāja skābe un vāja bāze. Tie palīdz uzturēt noteiktu pH līmeni arī pēc skābes vai bāzes pievienošanas. Piemēram, asinis satur ogļskābi (H
2CO3) -bikarbonāts (HCO3-) bufera sistēma. Šajā sistēmā vāja skābe nelielā mērā disociējas, dodot bikarbonāta jonus. Šie joni spēj piesaistīt papildus H+joni, kas peld apkārt asinīs. Tas pārveido vāju skābi un samazina H daudzumu+ joni šķīdumā.Kad tas varētu notikt? Nu, vingrinājumi palielina ūdenī esošo ūdeņraža jonu daudzumu. Kad tas notiek, spēlē ogļskābes-bikarbonāta bufera sistēmu. Uztverot ūdeņraža jonu pārpalikumu, jūsu asins pH nekļūst pārāk skābs.
Kāpēc buferiem ir nozīme?
Šūnas darbojas šaurā pH diapazonā. Tātad dariet daudzos fermentus, kas palīdz sagremot pārtiku, radīt enerģiju un pārraidīt signālus starp nervu šūnām. Tāpēc ir svarīgi, lai pH līmenis organismā un šūnās krasi neatšķiras. Pretējā gadījumā viņi pārtrauks veikt darbu, kas jums nepieciešams. Lai pārliecinātos, ka tas nenotiek, visos bioloģiski nozīmīgajos risinājumos ir atrodami buferi.
Var būt arī bioloģiskie buferi bufera sistēmas kas palīdz uzturēt vienmērīgu pH līmeni ap fizioloģisko pH. Veicot eksperimentus ar atsevišķām šūnu sastāvdaļām vai atsevišķām olbaltumvielām, zinātniekiem jāņem vērā to izmantotais buferis. Bez laba bufera tā komponenta aktivitāte, kuru viņi vēlas izpētīt, var samazināties.
Piemēram, ja zinātnieks strādā ar olbaltumvielām, kas darbojas smadzenēs ar pH 7,4, bet zinātnieks izmanto buferšķīdumu ar pH 8,0, tad olbaltumviela nedarbosies optimāli. Tā vietā zinātniekam vajadzētu pāriet uz buferi, kas ir tuvāk pH, kurā olbaltumviela faktiski darbojas. Tādā veidā zinātnieks var novērot olbaltumvielu darbību vidē, kas līdzīga tās dabiskajai videi.
Kādi ir bioloģisko buferu piemēri?
Ir daudz dažādu bioloģisko buferu, kas ražoti un pārdoti tieši fizioloģiskā pH uzturēšanai. Tas ir ļoti svarīgi zinātniekam, kurš strādā ar bioloģiski nozīmīgiem materiāliem. Šie buferi labi palīdz uzturēt stabilu pH līmeni tuvu 7,4. Tiek saukts ļoti bieži izmantots bioloģiskais buferis EEPES (4- (2-hidroksietil) -1-piperazīnetānsulfoskābe). Šis buferis ļoti labi uztur stabilu pH līmeni starp 6,8 un 8,2.
Buferi jāizvēlas, pamatojoties uz zināšanām par pH, kurā vēlaties strādāt, un diapazonu, kurā jums ir jābūt vienmērīgam pH.