Canlı Organizmaların pH'ında Kapsamlı Değişiklikleri Ne Tür Molekül Önler?

Canlı organizmalardaki hücrelerin düzgün çalışması için doğru pH'ı veya asit-baz dengesini koruması gerekir. Doğru pH, fosfat tamponlama sistemi aracılığıyla elde edilir. Birbiriyle dengede olan dihidrojen fosfat ve hidrojen fosfat iyonlarından oluşur. Bu tamponlama sistemi, dihidrojen fosfat ve dihidrojen fosfat konsantrasyonları nedeniyle pH'daki değişikliklere direnir. Hücredeki hidrojen fosfat iyonları, hücrede üretilen asidik veya bazik iyonların konsantrasyonlarına kıyasla büyüktür. hücre.

Bir çözeltinin pH'ı, hidrojen iyonlarının veya H+'nın konsantrasyonunu ölçer. Hidrojen iyonları, proton olarak da adlandırılan pozitif yüklü tek varlıklardır. Su bazlı bir çözeltide ne kadar fazla hidrojen iyonu varsa, çözelti o kadar asidik hale gelir. pH ölçeği, H+ iyon konsantrasyonlarının günlüğünü ölçer, böylece daha büyük bir H+ konsantrasyonu daha düşük bir sayı verecektir. Günlük ölçeği 0'dan 14'e kadar çalışır. 7'nin altındaki bir pH asidik olarak kabul edilir ve 7'nin üzerindeki bir pH alkalidir. pH 7 nötr olarak tanımlanır, çünkü bir çözeltideki asidik hidrojen iyonları veya H+ ve bazik hidroksil iyonları veya OH- sayısı eşittir.

Bir tamponlama sistemi, zayıf bir asit ve buna karşılık gelen zayıf bazından oluşur. Asit, suda hidrojen iyonları salan bir molekül olarak tanımlanır ve bir baz, hidrojen iyonlarını kabul eden bir moleküldür. Zayıf asit veya zayıf baz, suda çok az iyonlaşır veya hidrojen veya hidroksil iyonlarını bırakır, güçlü asitler ve bazlar ise neredeyse tamamen iyonlaşır. Tampon çözeltisinde fazla hidrojen iyonları olduğunda, zayıf baz hidrojen iyonlarını yutar ve çözeltinin pH'ını korurken karşılık gelen aside dönüşür. Bir baz eklendiğinde reaksiyon tersine döner ve zayıf asit, çözeltiyi daha asidik hale getirmek için hidrojen iyonlarının bir kısmını bırakır ve zayıf bir baza dönüşür.

Fosfat tampon sistemi, tüm canlı organizmalarda hücre içi pH'ı korur. Bu tampon sisteminde, dihidrojen fosfat iyonları zayıf asit görevi görür. Hidrojen fosfat iyonları zayıf bazı temsil eder. Suda veya hücre içi sıvıda, dihidrojen fosfat ve hidrojen fosfat her zaman birbirleriyle denge halindedir. Dihidrojen fosfat-hidrojen fosfat sisteminin iyonizasyon derecesi, bir log değeri olarak ifade edilen ayrışma sabiti veya pKa değeri ile temsil edilir. Fosfat tamponlama sistemi canlı hücreler için çok uygundur çünkü pKa fizyolojik pH'a çok yakın olan 7.21'dir.

Dolaşım sistemi olan daha yüksek organizmalarda, fosfat tampon sistemi uygun Kandaki pH, çünkü dihidrojen fosfat ve hidrojen fosfat iyon konsantrasyonları yüksek değildir yeter. Bikarbonat tampon sistemi, kanı yaklaşık 7,4 pH'ta tutabilir. Burada bikarbonat zayıf asittir ve hidrojen karbonat iyonu zayıf bazdır. Kandaki çözünmüş karbondioksitten bikarbonat ve hidrojen karbonat oluşur. Fazla karbondioksit akciğerler yoluyla dışarı atılır.