Veripuskurijärjestelmät

Veripuskurijärjestelmät ( englanniksi.  buffer , buff  - "pehmennä isku") - fysiologiset järjestelmät ja mekanismit, jotka tarjoavat määritellyt veren happo-emästasapainon parametrit [1] . Ne ovat "ensimmäinen puolustuslinja", joka estää äkilliset muutokset elävien organismien sisäisen ympäristön pH :ssa.

Kiertävä veri on elävien solujen suspensio nestemäisessä väliaineessa, jonka kemialliset ominaisuudet ovat erittäin tärkeitä niiden elintärkeälle toiminnalle. Ihmisillä veren pH-vaihteluväli 7,37-7,44 hyväksytään normaaliksi, ja keskiarvo on 7,4. Veripuskurijärjestelmät koostuvat plasman ja verisolujen puskurijärjestelmistä, ja niitä edustavat seuraavat järjestelmät [1] [2] :

• bikarbonaatti (hiilikarbonaatti) puskurijärjestelmä;
• fosfaattipuskurijärjestelmä;
• proteiinipuskurijärjestelmä;
• hemoglobiinipuskurijärjestelmä;

Näiden järjestelmien lisäksi myös hengitys- ja virtsatiejärjestelmät ovat aktiivisesti mukana [1] .

Bikarbonaattipuskurijärjestelmä

Yksi tehokkaimmista ja samalla parhaiten hallittavista solunulkoisen nesteen ja veren järjestelmistä [2] , jonka osuus veren koko puskurikapasiteetista on noin 53 %. Se on konjugoitu happo-emäs-pari, joka koostuu hiilihappomolekyylistä H 2 CO 3 , joka on protonin lähde, ja bikarbonaattianionista HCO 3 - joka toimii protonin vastaanottajana:

Koska natriumbikarbonaatin pitoisuus veressä on paljon korkeampi kuin H 2 CO 3 , tämän järjestelmän puskurikapasiteetti on paljon suurempi hapossa. Toisin sanoen bikarbonaattipuskurijärjestelmä kompensoi erityisen tehokkaasti veren happamuutta lisäävien aineiden vaikutusta. Näitä aineita ovat pääasiassa maitohappo , jonka ylimäärä muodostuu intensiivisen fyysisen rasituksen seurauksena. Bikarbonaattijärjestelmä reagoi "nopeimmin" veren pH:n muutoksiin [2] .

Fosfaattipuskurijärjestelmä

Veressä fosfaattipuskurijärjestelmän kapasiteetti on pieni (noin 2 % kokonaispuskurikapasiteetista), mikä johtuu veren alhaisesta fosfaattipitoisuudesta. Fosfaattipuskurilla on merkittävä tehtävä solunsisäisten nesteiden ja virtsan fysiologisten pH-arvojen ylläpitämisessä.

Puskurin muodostavat epäorgaaniset fosfaatit. Hapon tehtävä tässä järjestelmässä suorittaa yksinkertaisesti substituoitu fosfaatti (NaH 2 PO 4 ) ja konjugaattiemäksen toiminto suorittaa disubstituoitu fosfaatti (Na 2 HPO 4 ). pH:ssa 7,4 suhde [HPO 4 2- /H 2 PO 4 - ] on yhtä suuri kuin lämpötilassa 25 + 273,15 K pK a, orto II \u003d 7,21 [3] , kun taas anionin keskimääräinen varaus fosforihappo < q > =((-2)*3+(-1)*2)/5=-1,4 positronivarausyksikköä.

Veren vetyionipitoisuuden kasvun järjestelmän puskuriominaisuudet toteutuvat, koska ne sitoutuvat HPO 4 2- ioneihin muodostaen H 2 PO 4 - :

ja ylimäärällä OH-ioneja - johtuen niiden sitoutumisesta H2PO4 - ioneihin :

Veren fosfaattipuskurijärjestelmä liittyy läheisesti bikarbonaattipuskurijärjestelmään.

Proteiinipuskurijärjestelmä

Muihin puskurijärjestelmiin verrattuna sillä on vähemmän merkitystä happo-emästasapainon ylläpitämisessä (7-10 % puskurikapasiteetista).

Veren plasman proteiinit proteiinimolekyyleissä olevista happo-emäsryhmistä (proteiini-H +  -happo, protonien ja proteiinin lähde -  - konjugaattiemäs, protonin vastaanottaja) muodostavat puskurijärjestelmän, joka on tehokkain pH -alueella 7,2 -7.4 [1] .

Suurin osa veriplasman proteiineista (noin 90 %) on albumiineja ja globuliineja. Näiden proteiinien isoelektriset pisteet (kationisten ja anionisten ryhmien lukumäärä on sama, proteiinimolekyylin varaus on nolla) sijaitsevat heikosti happamassa väliaineessa pH:ssa 4,9–6,3; "ja" proteiini-suola.

Plasman proteiinien määräämä puskurikapasiteetti riippuu proteiinien pitoisuudesta, niiden sekundaarisesta ja tertiaarisesta rakenteesta sekä vapaiden protoni-akseptoriryhmien lukumäärästä. Tämä järjestelmä voi neutraloida sekä happamia että emäksisiä ruokia. Kuitenkin johtuen "proteiini-emäs"-muodon vallitsemisesta, sen puskurikapasiteetti on paljon suurempi hapossa.

Veriplasman vapaiden aminohappojen puskurikapasiteetti on mitätön sekä hapossa että emäksessä. Fysiologisessa pH:ssa niiden teho on alhainen. Käytännössä vain yhdellä aminohapolla, histidiinillä, on merkittävä puskuroiva vaikutus pH-arvossa, joka on lähellä veriplasman pH-arvoa. [2]

Erytrosyytit

Punasolujen sisäisessä ympäristössä pysyy normaalisti vakio pH-arvo 7,30. Hiilikarbonaatti- ja fosfaattipuskurijärjestelmät toimivat myös täällä. Niiden teho eroaa kuitenkin veriplasman tehosta. Lisäksi erytrosyyteissä hemoglobiini-oksihemoglobiiniproteiinijärjestelmällä on tärkeä rooli sekä hengitysprosessissa (kuljetustoiminto, joka kuljettaa happea kudoksiin ja elimiin ja poistaa niistä metabolista CO 2 ) että ylläpitää vakio pH-arvo punasolujen sisällä. ja sen seurauksena veressä yleensä. Tämä puskurijärjestelmä erytrosyyteissä on läheistä sukua bikarbonaattijärjestelmään. [2]

Hemoglobiinipuskurijärjestelmä

Puskuriverijärjestelmä (35 % puskurikapasiteetti). Sillä on tärkeä rooli sekä hengitysprosessissa (kuljetustoiminto, joka kuljettaa happea kudoksiin ja elimiin ja poistaa niistä metabolista CO 2 ) että ylläpitää vakio pH-arvoa punasolujen sisällä ja sen seurauksena veressä. kokonainen. [2]

Katso myös

• puskuriliuos

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 3 4 Berezov T. T., Korovkin B. F. Biologinen kemia: Oppikirja - 1990 - s. 452-455.
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Ershov. Yleinen kemia Biofysikaalinen kemia Biogeenisten alkuaineiden kemia. — Kahdeksas painos, stereotyyppinen. - Moskova: Higher School, 2010. - 559 s. - ISBN 978-5-06-006180-2 .
3. ↑ I.T.Goronovsky, Yu.P.Nazarenko, E.F.Nekryach. Lyhyt kemian hakuteos. — Viides painos, tarkistettu ja laajennettu. - Kiova: Naukova Dumka, 1987. - S. 348. - 828 s.

Kirjallisuus

• Berezov T. T., Korovkin B. F. [www.xumuk.ru/biologhim/ Biologinen kemia: Oppikirja] / Under. toim. akad. Neuvostoliiton lääketieteen akatemia S. S. Debova - 2. painos, tarkistettu. ja lisää - M .: Medicine, - 1990. - 528 s., S. 452-455. ISBN 5-225-01515-8 .
• Ershov. Yleinen kemia Biofysikaalinen kemia Biogeenisten alkuaineiden kemia. - Kahdeksas painos, stereotyyppinen. - Moskova: Higher School, 2010. - 559 s. - ISBN 978-5-06-006180-2 .