Kislota-baz muvozanati inson tanasining normal faoliyatida katta rol o'ynaydi. Organizmda aylanib yuradigan qon suyuq yashash muhitida joylashgan tirik hujayralar aralashmasidir. Qondagi pH darajasini nazorat qiluvchi birinchi xavfsizlik xususiyati bufer tizimidir. Bu pH pasayishlarining oldini olish orqali kislota-baz muvozanatining parametrlarini saqlanishini ta'minlaydigan fiziologik mexanizmdir. Bu nima va qanday navlari bor, biz quyida bilib olamiz.
Tavsif
Bufer tizimi noyob mexanizmdir. Inson tanasida ularning bir nechtasi bor va ularning barchasi plazma va qon hujayralaridan iborat. Buferlar H+ va OH-ni bog'laydigan yoki beradigan asoslar (oqsillar va noorganik birikmalar), o'ttiz soniya ichida pH o'zgarishini yo'q qiladi. Buferning kislota-ishqor muvozanatini saqlash qobiliyati uning tarkibidagi elementlar soniga bog'liq.
Qon buferlarining turlari
Doimiy harakatlanuvchi qon tirik hujayralardir,suyuq muhitda mavjud. Oddiy pH 7, 37-7, 44. Ionlarning bog'lanishi ma'lum bufer bilan sodir bo'ladi, bufer tizimlarining tasnifi quyida keltirilgan. Uning o'zi plazma va qon hujayralaridan iborat bo'lib, fosfat, oqsil, bikarbonat yoki gemoglobin bo'lishi mumkin. Ushbu tizimlarning barchasi juda oddiy harakat mexanizmiga ega. Ularning faoliyati qondagi ionlar darajasini tartibga solishga qaratilgan.
Gemoglobin buferining xususiyatlari
Gemoglobin bufer tizimi eng kuchlisi, u to'qimalarning kapillyarlarida ishqor va o'pka kabi ichki organdagi kislotadir. Bu umumiy bufer sig'imining qariyb yetmish besh foizini tashkil qiladi. Bu mexanizm inson qonida yuzaga keladigan ko'plab jarayonlarda ishtirok etadi va uning tarkibida globin mavjud. Gemoglobin buferi boshqa shaklga (oksigemoglobin) o'tganda, bu shakl o'zgaradi va faol moddaning kislotali xususiyatlari ham o'zgaradi.
Kamaytirilgan gemoglobinning sifati karbonat kislotanikiga qaraganda kamroq, lekin u oksidlanganda ancha yaxshilanadi. PH ning kislotaligi olinganida, gemoglobin vodorod ionlarini birlashtiradi, u allaqachon kamayganligi ma'lum bo'ladi. Karbonat angidrid o'pkadan tozalanganda, pH ishqoriy bo'ladi. Bu vaqtda oksidlangan gemoglobin proton donori vazifasini bajaradi, uning yordamida kislota-ishqor muvozanati muvozanatlanadi. Shunday qilib, oksigemoglobin va uning kaliy tuzidan tashkil topgan bufer tanadan karbonat angidridni chiqarishga yordam beradi.
Bu bufer tizimi ishlaydinafas olish jarayonida muhim rol o'ynaydi, chunki u kislorodni to'qimalarga va ichki organlarga o'tkazish va ulardan karbonat angidridni olib tashlashning transport funktsiyasini bajaradi. Eritrotsitlar ichidagi kislota-baz muvozanati doimiy darajada saqlanadi, shuning uchun qonda ham.
Shunday qilib, qon kislorod bilan toʻyinganida gemoglobin kuchli kislotaga, kisloroddan voz kechganda esa ancha kuchsiz organik kislotaga aylanadi. Oksigemoglobin va gemoglobin tizimlari bir-biriga aylanadi, ular bitta holatda mavjud.
Bikarbonat buferining xususiyatlari
Bikarbonatli bufer tizimi ham kuchli, lekin ayni paytda tanadagi eng koʻp boshqariladigan tizimdir. Bu umumiy bufer sig'imining taxminan o'n foizini tashkil qiladi. Uning ikki tomonlama samaradorligini ta'minlaydigan ko'p qirrali xususiyatlarga ega. Bu bufer tarkibida karbonat kislota (proton manbai) va anion bikarbonat (proton qabul qiluvchi) kabi molekulalardan tashkil topgan konjugatsiyalangan kislota-asos juftligi mavjud.
Shunday qilib, bikarbonat bufer tizimi kuchli kislota qon oqimiga kiradigan tizimli jarayonga yordam beradi. Bu mexanizm kislotani bikarbonat anionlari bilan bog'lab, karbonat kislota va uning tuzini hosil qiladi. Ishqor qonga kirganda, bufer karbonat kislotasi bilan bog'lanib, bikarbonat tuzini hosil qiladi. Inson qonida karbonat kislotaga qaraganda ko'proq natriy bikarbonat bo'lganligi sababli, bu bufer sig'imi yuqori kislotalikka ega bo'ladi. Boshqacha aytganda, uglevodorod buferitizim (bikarbonat) qonning kislotaliligini oshiradigan moddalarni qoplashda juda yaxshi. Bularga sut kislotasi kiradi, uning kontsentratsiyasi kuchli jismoniy zo'riqish bilan ortadi va bu bufer qondagi kislota-ishqor balansidagi o'zgarishlarga juda tez ta'sir qiladi.
Fosfat buferining xususiyatlari
Odamning fosfat bufer tizimi umumiy bufer sig'imining ikki foizga yaqinini egallaydi, bu qondagi fosfatlar miqdori bilan bog'liq. Bu mexanizm siydikdagi pH va hujayralar ichidagi suyuqlikni ushlab turadi. Bufer noorganik fosfatlardan iborat: bir asosli (kislota vazifasini bajaradi) va ikki asosli (ishqoriy vazifasini bajaradi). Oddiy pH da kislota va asos nisbati 1:4 ni tashkil qiladi. Vodorod ionlari sonining ko'payishi bilan fosfat bufer tizimi ular bilan bog'lanib, kislota hosil qiladi. Bu mexanizm ishqoriydan ko'ra kislotaliroqdir, shuning uchun u inson qon oqimiga kiradigan sut kislotasi kabi kislotali metabolitlarni mukammal darajada neytrallaydi.
Protein buferining xususiyatlari
Protein buferi boshqa tizimlarga qaraganda kislota-ishqor muvozanatini barqarorlashtirishda unchalik alohida rol o'ynamaydi. Bu umumiy bufer sig'imining taxminan etti foizini tashkil qiladi. Proteinlar molekulalardan iborat bo'lib, ular kislota-asos birikmalarini hosil qiladi. Kislotali muhitda ular kislotalarni bog'laydigan ishqorlar rolini o'ynaydi, ishqoriy muhitda esa hamma narsa aksincha sodir bo'ladi.
Bu protein bufer tizimining shakllanishiga olib keladi, bu esau 7,2 dan 7,4 gacha bo'lgan pH qiymatida juda samarali. Oqsillarning katta qismini albuminlar va globulinlar tashkil qiladi. Protein zaryadi nolga teng bo'lganligi sababli, normal pH da u gidroksidi va tuz shaklida bo'ladi. Bu bufer sig'imi oqsillar soniga, ularning tuzilishiga va erkin protonlarga bog'liq. Ushbu tampon ham kislotali, ham ishqorli mahsulotlarni neytrallashi mumkin. Lekin uning sig'imi ishqoriydan ko'ra kislotaliroq.
Eritrotsitlarning xususiyatlari
Odatda, eritrotsitlar doimiy pH ga ega - 7, 25. Bu erda gidrokarbonat va fosfat tamponlari ta'sir qiladi. Ammo kuch jihatidan ular qondagilardan farq qiladi. Eritrositlarda oqsil buferi organlar va to'qimalarni kislorod bilan ta'minlashda, shuningdek, ulardan karbonat angidridni olib tashlashda alohida rol o'ynaydi. Bundan tashqari, u eritrotsitlar ichida doimiy pH qiymatini saqlaydi. Eritrotsitlardagi oqsil buferi bikarbonat tizimi bilan chambarchas bog'liq, chunki bu erda kislota va tuzning nisbati qondagiga qaraganda kamroq.
Bufer tizimi misoli
Kuchsiz reaksiyaga ega boʻlgan kuchli kislotalar va ishqorlarning eritmalari oʻzgaruvchan pHga ega. Ammo sirka kislotasining uning tuzi bilan aralashmasi barqaror qiymatni saqlaydi. Agar siz ularga kislota yoki gidroksidi qo'shsangiz ham, kislota-baz muvozanati o'zgarmaydi. Misol tariqasida CH3COOH kislotasi va uning CH3COO tuzidan tashkil topgan asetat tamponini ko'rib chiqaylik. Agar siz kuchli kislota qo'shsangiz, unda tuzning asosi H + ionlarini bog'laydi va sirka kislotasiga aylanadi. Tuz anionini kamaytirishkislota molekulalarining ko'payishi bilan muvozanatlangan. Natijada, kislotaning uning tuziga nisbati juda oz o'zgaradi, shuning uchun pH sezilarli darajada o'zgaradi.
Bufer tizimlarining ta'sir qilish mexanizmi
Kislotali yoki ishqorli mahsulotlar qon oqimiga kirganda, bufer kiruvchi mahsulotlar ajralib chiqmaguncha yoki metabolik jarayonlarda ishlatilguncha doimiy pH qiymatini saqlab turadi. Inson qonida to'rtta tampon mavjud bo'lib, ularning har biri ikki qismdan iborat: kislota va uning tuzi, shuningdek kuchli ishqor.
Buferning ta'siri uning tarkibiga mos keladigan ionlarni bog'lashi va neytrallashi bilan bog'liq. Tabiatda organizm asosan kam oksidlangan metabolik mahsulotlarga duch kelganligi sababli, buferning xususiyatlari ishqoriyga qaraganda ko'proq kislotaga qarshidir.
Har bir bufer tizimining o'ziga xos ishlash printsipi mavjud. PH darajasi 7,0 dan pastga tushganda, ularning faol faolligi boshlanadi. Ular ortiqcha erkin vodorod ionlarini bog'lashni boshlaydilar, kislorodni harakatga keltiradigan komplekslarni hosil qiladilar. U, o'z navbatida, ovqat hazm qilish tizimiga, o'pkaga, teriga, buyraklarga va hokazolarga o'tadi. Kislotali va ishqorli mahsulotlarni bunday tashish ularni tushirish va chiqarishga yordam beradi.
Inson tanasida kislota-ishqor muvozanatini saqlashda faqat to'rtta tampon tizimi muhim rol o'ynaydi, ammo kuchsiz kislota (donor) va uning tuziga ega bo'lgan atsetat bufer tizimi kabi boshqa tamponlar ham mavjud (qabul qiluvchi). Ushbu mexanizmlarning qobiliyatikislota yoki tuz qonga kirganda pH o'zgarishiga qarshilik ko'rsatish cheklangan. Ular kislota-baz muvozanatini faqat kuchli kislota yoki gidroksidi ma'lum miqdorda etkazib berilganda saqlaydi. Agar u oshib ketsa, pH keskin o'zgaradi, bufer tizimi ishlashni to'xtatadi.
Buferlar samaradorligi
Qon va eritrotsitlarning buferlari har xil samaradorlikka ega. Ikkinchisida u yuqoriroq, chunki bu erda gemoglobin buferi mavjud. Ionlar sonining kamayishi hujayradan hujayralararo muhitga, keyin esa qonga yo'nalishda sodir bo'ladi. Bu shuni ko'rsatadiki, qon eng katta bufer sig'imiga ega, hujayra ichidagi muhit esa eng kichikiga ega.
Hujayralar metabollanganda, oraliq suyuqlikka o'tadigan kislotalar paydo bo'ladi. Bu qanchalik oson bo'lsa, ular hujayralarda shunchalik ko'p paydo bo'ladi, chunki vodorod ionlarining ko'pligi hujayra membranasining o'tkazuvchanligini oshiradi. Biz bufer tizimlarining tasnifini allaqachon bilamiz. Eritrositlarda ular yanada samarali xususiyatlarga ega, chunki bu erda kollagen tolalari hali ham rol o'ynaydi, ular kislota to'planishiga shishib, ular uni o'zlashtiradi va vodorod ionlaridan eritrotsitlarni chiqaradi. Bu qobiliyat uning singdirish xususiyatiga bog‘liq.
Tanadagi buferlarning o'zaro ta'siri
Tanadagi barcha mexanizmlar bir-biriga bog'langan. Qon buferlari bir nechta tizimlardan iborat bo'lib, ularning kislota-baz muvozanatini saqlashga qo'shgan hissasi boshqacha. Qon o'pkaga kirganda, u kislorod oladi.qizil qon hujayralarida gemoglobin bilan bog'lanib, pH darajasini saqlaydigan oksigemoglobin (kislota) hosil qiladi. Karbonat angidrazasi yordamida o'pka qonini karbonat angidriddan parallel ravishda tozalash sodir bo'ladi, bu eritrotsitlarda zaif ikki asosli karbonat kislota va karbaminogemoglobin, qonda esa - karbonat angidrid va suv shaklida bo'ladi.
Eritrositlarda kuchsiz ikki asosli karbonat kislota miqdori kamayishi bilan u qondan eritrotsitga kirib boradi va qon karbonat angidriddan tozalanadi. Shunday qilib, zaif ikki asosli karbonat kislotasi doimo hujayralardan qonga o'tadi va faol bo'lmagan xlorid anionlari neytrallikni saqlash uchun qondan eritrotsitlarga kiradi. Natijada, qizil qon hujayralari plazmadan ko'ra kislotaliroqdir. Barcha bufer tizimlar proton donor-akseptor nisbati (4:20) bilan oqlanadi, bu inson organizmidagi metabolizmning o'ziga xos xususiyatlari bilan bog'liq bo'lib, ishqoriylarga qaraganda ko'proq kislotali mahsulotlar hosil qiladi. Bu erda kislota buferi sig'imlari ko'rsatkichi juda muhim.
To'qimalarda almashinuv jarayonlari
Kislota-baz muvozanati tana toʻqimalarida tamponlar va metabolik oʻzgarishlar orqali saqlanadi. Bunga biokimyoviy va fizik-kimyoviy jarayonlar yordam beradi. Ular metabolik mahsulotlarning kislota-asos xususiyatlarini yo'qotishga, ularning bog'lanishiga, tanadan tezda chiqariladigan yangi birikmalar hosil bo'lishiga yordam beradi. Masalan, ko'p miqdorda sut kislotasi glikogenga chiqariladi, organik kislotalar natriy tuzlari bilan neytrallanadi. Kuchlikislotalar va ishqorlar lipidlarda eriydi, organik kislotalar esa oksidlanib, karbonat kislota hosil qiladi.
Shunday qilib, bufer tizimi inson organizmidagi kislota-ishqor muvozanatini normallashtirishda birinchi yordamchi hisoblanadi. PH barqarorligi biologik molekulalar va tuzilmalar, organlar va to'qimalarning normal ishlashi uchun zarurdir. Oddiy sharoitlarda bufer jarayonlari vodorod va karbonat angidrid ionlarini kiritish va olib tashlash o'rtasidagi muvozanatni saqlaydi, bu esa qonda doimiy pH darajasini saqlab turishga yordam beradi.
Agar bufer tizimlarining ishida nosozlik bo'lsa, odamda alkaloz yoki atsidoz kabi patologiyalar rivojlanadi. Barcha bufer tizimlar bir-biriga bog'langan va barqaror kislota-ishqor muvozanatini saqlashga qaratilgan. Inson tanasi doimo ko'p miqdorda kislotali mahsulotlar ishlab chiqaradi, bu o'ttiz litr kuchli kislotaga teng.
Tana ichidagi reaktsiyalarning doimiyligi kuchli tamponlar: fosfat, oqsil, gemoglobin va bikarbonat bilan ta'minlanadi. Boshqa bufer tizimlar mavjud, ammo ular tirik organizm uchun asosiy va eng zarurdir. Ularning yordamisiz odam koma yoki o'limga olib keladigan turli patologiyalarni rivojlantiradi.
