Se spomnite zgodbe o Zlatokosi in treh medvedih? Ko Zlatolaska vstopi v hišo medvedov, poskusi kašo in ugotovi, da je prva prevroča, druga pa prehladna. Ko poskusi s tretjim, najde kašo, ki je ravno prav. Na enak način, kot je Zlatokos želel kašo, ki je popolna za jesti, organizmi želijo okolje, ki je ravno prav. Toda kaj je ravno prav za organizem?
Fiziološki pH
Človeška kri je rahlo osnovno s pH približno 7,4. Takoj, ko se pH krvi spusti pod 7,35, se šteje, da je oseba v fiziološki acidozi (kar je slabo). Takoj, ko pH pade pod 7,0, lahko postane usoden.
Torej, kako telo vzdržuje pravilen pH ves dan, ne glede na situacijo? Uporablja biološki puferski sistem.
Kaj so biološki puferji?
A biološki pufer je organska snov, ki nevtralizira učinek na vodikove ione. Na ta način biološki pufer pomaga telesu vzdrževati pravilen pH, tako da biokemični procesi še naprej potekajo optimalno.
Večina pufrov je sestavljena iz šibke kisline in šibke baze. Pomagajo ohranjati dani pH tudi po dodatku kisline ali baze. Na primer, kri vsebuje ogljikovo kislino (H
2CO3) -bikarbonat (HCO3-) medpomnilnik. V tem sistemu šibka kislina v majhni meri disociira in daje bikarbonatne ione. Ti ioni so sposobni vezati dodaten H+ioni, ki plavajo v krvi. To reformira šibko kislino in zmanjša količino H+ ioni v raztopini.Kdaj se to lahko zgodi? No, vadba poveča količino vodikovih ionov, ki plavajo v vaši krvi. Ko se to zgodi, začne veljati puferski sistem ogljikove kisline in bikarbonata. Z zajemom odvečnih vodikovih ionov pH vaše krvi ne postane preveč kisel.
Zakaj so odbojniki pomembni?
Celice delujejo v ozkem območju pH. Tudi številni encimi, ki vam pomagajo prebaviti hrano, oddajajo energijo in prenašajo signale med živčnimi celicami. Kot tako je bistveno, da se pH v telesu in v teh celicah ne spreminja drastično. V nasprotnem primeru bodo prenehali opravljati delo, ki ga potrebujete. Da se to ne bi zgodilo, so v vseh biološko pomembnih rešitvah odbojniki.
Lahko so tudi biološki puferji varovalni sistemi ki pomagajo vzdrževati enakomeren pH okoli fiziološkega pH. Pri izvajanju poskusov s posameznimi komponentami celic ali posameznimi beljakovinami morajo znanstveniki upoštevati pufer, ki ga uporabljajo. Brez dobrega medpomnilnika se lahko aktivnost komponente, ki jo želijo preučiti, zmanjša.
Na primer, če znanstvenik dela z beljakovino, ki deluje v možganih pri pH 7,4, a znanstvenik uporablja pufer pH 8,0, potem beljakovine ne bodo delovale optimalno. Namesto tega bi moral znanstvenik preklopiti na pufer, ki je bližje pH, v katerem beljakovina dejansko deluje. Na ta način lahko znanstvenik opazuje delovanje beljakovin v okolju, ki je podobno naravnemu okolju.
Kateri so primeri bioloških pufrov?
Obstaja veliko različnih bioloških puferjev, ki se proizvajajo in prodajajo z izrecnim namenom vzdrževanja fiziološkega pH. To je zelo pomembno za znanstvenika, ki dela z biološko pomembnimi materiali. Ti puferji dobro ohranjajo enakomeren pH blizu 7,4. Imenuje se zelo pogosto uporabljen biološki pufer HEPES (4- (2-hidroksietil) -1-piperazinetansulfonska kislina). Ta pufer zelo dobro vzdržuje enakomeren pH med 6,8 in 8,2.
Pufere je treba izbrati na podlagi poznavanja pH, pri katerem želite delati, in obsega, v katerem morate imeti enakomeren pH.