บัฟเฟอร์ที่สำคัญในระบบสิ่งมีชีวิต

บัฟเฟอร์เป็นสารเคมีที่ช่วยรักษาค่า pH ที่ค่อนข้างคงที่ในสารละลาย แม้จะต้องเผชิญกับการเติมกรดหรือเบส การบัฟเฟอร์มีความสำคัญในระบบสิ่งมีชีวิตในฐานะวิธีการรักษาสภาพแวดล้อมภายในที่ค่อนข้างคงที่หรือที่เรียกว่าสภาวะสมดุล โมเลกุลขนาดเล็ก เช่น ไบคาร์บอเนตและฟอสเฟตให้ความสามารถในการบัฟเฟอร์เช่นเดียวกับสารอื่นๆ เช่น เฮโมโกลบินและโปรตีนอื่นๆ

การรักษาค่า pH ของเลือดจะถูกควบคุมโดยบัฟเฟอร์ไบคาร์บอเนต ระบบนี้ประกอบด้วยกรดคาร์บอนิกและไอออนไบคาร์บอเนต เมื่อค่า pH ของเลือดลดลงในช่วงที่เป็นกรด บัฟเฟอร์นี้จะทำหน้าที่สร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ปอดจะขับก๊าซนี้ออกจากร่างกายในระหว่างกระบวนการหายใจ ในระหว่างสภาวะที่เป็นด่าง บัฟเฟอร์นี้จะทำให้ pH กลับสู่สภาพเป็นกลางโดยทำให้เกิดการขับไอออนของไบคาร์บอเนตออกทางปัสสาวะ

ระบบบัฟเฟอร์ฟอสเฟตทำหน้าที่คล้ายกับบัฟเฟอร์ไบคาร์บอเนต แต่มีการกระทำที่แรงกว่ามาก สภาพแวดล้อมภายในของเซลล์ทั้งหมดมีบัฟเฟอร์นี้ซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนฟอสเฟตไอออนและไดไฮโดรเจนฟอสเฟตไอออน ภายใต้สภาวะที่ไฮโดรเจนส่วนเกินเข้าสู่เซลล์ มันจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนฟอสเฟตไอออนซึ่งรับไว้ ภายใต้สภาวะที่เป็นด่าง ไอออนของไดไฮโดรเจนฟอสเฟตจะรับไอออนไฮดรอกไซด์ส่วนเกินที่เข้าสู่เซลล์

โปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโนที่จับกันด้วยพันธะเปปไทด์ กรดอะมิโนมีหมู่อะมิโนและหมู่กรดคาร์บอกซิลิก ที่ pH ทางสรีรวิทยา กรดคาร์บอกซิลิกมีอยู่ในรูปของคาร์บอกซิเลตไอออน (COO^-) ด้วยประจุลบและหมู่อะมิโนมีอยู่เป็น NH³⁺ ไอออน. เมื่อ pH กลายเป็นกรด กลุ่มคาร์บอกซิลจะนำไฮโดรเจนไอออนส่วนเกินกลับคืนสู่รูปแบบกรดคาร์บอกซิลิก ถ้าค่า pH ของเลือดกลายเป็นด่าง แสดงว่าโปรตอนถูกปล่อยออกจาก NH³⁺ ไอออน ซึ่งรับ NH₂ แบบฟอร์ม.

เม็ดสีระบบทางเดินหายใจที่มีอยู่ในเลือด ฮีโมโกลบิน ยังมีการกระทำบัฟเฟอร์ภายในเนื้อเยื่อ มีความสามารถในการจับกับโปรตอนหรือออกซิเจนในช่วงเวลาที่กำหนด การผูกมัดของฝ่ายหนึ่งปลดปล่อยอีกฝ่ายหนึ่ง ในเฮโมโกลบิน การจับโปรตอนจะเกิดขึ้นในส่วนของโกลบิน ในขณะที่การจับกับออกซิเจนจะเกิดขึ้นที่เหล็กของส่วนฮีม ในช่วงเวลาของการออกกำลังกาย โปรตอนจะถูกสร้างขึ้นมากเกินไป เฮโมโกลบินช่วยในการบัฟเฟอร์โดยการจับโปรตอนเหล่านี้และปล่อยออกซิเจนโมเลกุลพร้อมกัน