Kommer du ihåg historien om guldlock och de tre björnarna? När guldlock går in i björnen, försöker hon gröt och upptäcker att den första är för varm och den andra är för kall. När hon försöker den tredje hittar hon en gröt precis rätt. På samma sätt ville guldlock ha gröt som var perfekt att äta, organismer vill ha en miljö som är precis rätt. Men vad är det? precis rätt för en organism?
Fysiologiskt pH
Mänskligt blod är något grundläggande med ett pH på cirka 7,4. Så snart blodets pH sjunker under 7,35 anses en person vara i fysiologisk acidos (vilket är dåligt). Så snart pH sjunker under 7,0 kan det bli dödligt.
Så hur bibehåller kroppen rätt pH hela dagen oavsett situationen? Den använder ett biologiskt buffringssystem.
Vad är biologiska buffertar?
A biologisk buffert är en organisk substans som har en neutraliserande effekt på vätejoner. På detta sätt hjälper en biologisk buffert att hålla kroppen vid rätt pH så att biokemiska processer fortsätter att fungera optimalt.
De flesta buffertar består av en svag syra och en svag bas. De hjälper till att upprätthålla ett visst pH även efter tillsats av en syra eller en bas. Till exempel innehåller blod en kolsyra (H
2CO3) -bikarbonat (HCO3-) buffert system. I detta system dissocieras den svaga syran i liten utsträckning, vilket ger bikarbonatjoner. Dessa joner kan binda extra H+joner som flyter runt i blodet. Detta reformerar den svaga syran och minskar mängden H+ joner i lösning.När kan detta hända? Träning ökar mängden vätejoner som flyter runt i ditt blod. När detta inträffar kommer buffersystemet för kolsyra-bikarbonat till spel. Genom att fånga upp överskottet av vätejoner blir blodets pH inte för surt.
Varför betyder buffertar?
Celler fungerar i ett smalt pH-område. Så gör de många enzymer som hjälper dig att smälta mat, skapa energi och vidarebefordra signaler mellan nervceller. Som sådan är det viktigt att pH i kroppen och i dessa celler inte varierar drastiskt. Annars slutar de göra det arbete du behöver. För att säkerställa att detta inte händer finns buffertar i alla biologiskt relevanta lösningar.
Biologiska buffertar kan också vara buffersystem som hjälper till att upprätthålla ett stabilt pH runt det fysiologiska pH. När man gör experiment med enskilda komponenter i celler eller enskilda proteiner måste forskare ta hänsyn till bufferten de använder. Utan en bra buffert kan aktiviteten för komponenten de vill studera minska.
Till exempel, om en forskare arbetar med ett protein som fungerar i hjärnan vid ett pH av 7,4, men forskaren använder en buffert på pH 8,0, så fungerar inte proteinet optimalt. Istället bör forskaren byta till en buffert närmare det pH som proteinet faktiskt fungerar i. På detta sätt kan forskaren observera att proteinet fungerar i en miljö som liknar dess naturliga miljö.
Vad är exempel på biologiska buffertar?
Det finns många olika biologiska buffertar som tillverkas och säljs för det uttryckliga syftet att upprätthålla fysiologiskt pH. Detta är mycket viktigt för en forskare som arbetar med biologiskt relevanta material. Dessa buffertar gör det bra att hålla ett stabilt pH nära 7,4. En mycket vanlig biologisk buffert kallas HEPES (4- (2-hydroxietyl) -1-piperazinetansulfonsyra). Denna buffert är mycket bra för att upprätthålla ett stabilt pH mellan 6,8 och 8,2.
Buffertar bör väljas baserat på kunskap om pH-värdet som du vill arbeta med och det intervall över vilket du behöver ha ett stabilt pH.