Организмнің буферлік жүйелері.

Организмнің қалыпты жұмыс жасауы үшін оның ішкі ортасының тұрақтылығының маңызы зор. Ғылыми тілмен айтқанда оны - гомеостаз деп атайды. Ағзаның физиологиялық функцияларының бекемдігін, тұрақтылығын көрсететін, оның ішкі құрылысының құрамы мен қасиеттерінің салыстырмалы динамикалық тұрақтылығы гомеостаз деп аталады.

Гомеостаздың негізгі көрсеткіштерінің бірі - сутегі ( Н⁺) және гидроксил (ОН^-) иондарының қатынасымен анықталатын химиялық ортаның реакциясы болып табылады. Ол қалыпты жағдайда қанда әлсіз сілтілік ( рН= 7.4) орта болады, ал оның сәл ғана қышқылдық жаққа ығысуы барлық жүйенің қайтымсыз өзгерісіне ұшыратуы мүмкін. Сондада болса, ұлпалардан үнемі зат алмасу процесінің нәтижесінде түзілетін өнімдер, әсіресе СО₂ қанға түсіп отырады. Шетел ғалымдары: З.Андерсон және П. Аструптың зерттеулері бойынша 3 секунд ішінде организмде өмір сүруге сәйкес келметін қышқыл мөлшері көбейіп кетуі мүмкін. Соған қарамастан қанның рН өзгермейді.

Өйткені организмде биологиялық сұйықтықтардың ортасын, яғни қышқылдылығын тұрақты ұстап тұратын процестер жүреді. Олардың тұрақтылығы буферлік жүйелердің әсер ету механизмімен тікелей байланысты.

Бикарбонаттық буферлік жүйе қан плазмасының негізгі жүйесі болып есептеледі.Бұл жүйе әлсіз көмір қышқылынан (К=3,3 10^-7) және натрий бикарбонатынан тұрады. Олардың молекулалары қанның плазмасынында болады. Н₂СО₃ әлсіз қышқыл, сондықтан нашар диссоциациаланады, яғни бос күйінде ортаның қышқылдылығын анықтайтын Н⁺ ионын өзінен бөліп жібермейді.

Н₂СО₃ Н₂СО₃ - протонның доноры

NaHCO₃ HCO₃^- - протонның акцепторы

Қышқыл заттар көп мөлшерде қанға бөлінгенде, сутегі иондары гидрокарбонат ионымен әрекеттесіп, Na⁺ және Н⁺ иондары алмасып, әлсіз көмір қышқылын түзеді:

Н⁺ + НСО₃^- = Н₂СО₃

Көмір қышқылының артық мөлшері карбоангидраза (КА) ферментінің әсерінен ыдырайды :

Н₂СО₃ ^КА СО₂ + Н₂О ( t= 37^oC)

CO₂ гипервентилляция нәтижесінде өкпе арқылы сыртқа шығады.

Егер, қандағы ОН^- -иондардың концентрациясы жоғарыласа, олар әлсіз көмір қышқылымен әрекеттеседі:

ОН^- + Н₂СО₃ = НСО₃^- + Н₂О

Оксигемоглобин - гемоглобин жүйесі қанның буферлік сыйымдылығының 75%-ін құрайды, ол гемоглобин ионы (Нb^-) мен гемоглобиннің (ННb) арасындағы тепе-теңдікпен сипатталады.

HHb -донор Hb -акцептор

Hb^- + H⁺ = HHb

HHb + OH^- = Hb^- + H₂O

Сол сиякты бұл жүйе оксигемоглобин -ионы (НbО₂^-) мен оксигемоглобиннің (ННbО₂) арасындағы байланыс мына теңдеумен көрсетіледі:

ННbО₂ -протонның доноры

HbО₂^- -протонның акцепторы

HbО₂^- + Н⁺ = ННbО₂

ННbО₂ + ОН^- = HbО₂^- + H₂O

Екі тепе-теңдіктің арасындағы байланыс мыны теңдеумен көрсетіледі :

HHb + О₂ = ННbО₂

Фосфаттық буферлік жүйе клеткаішілік және тканьдік негізгі жүйе болып есептеледі.Бүйректе жүретін физиологиялық процестерде маңызды роль атқарады.Бұл жүйе 2 тұздан тұрады :

NaH₂РО₄ (Н₂РО₄^- -протонның доноры)

Na₂HРО₄ (НРО₄^2- -протонның акцепторы)

Н₂РО₄^- = Н⁺ + НРО₄^2-

рН = 7,4 болғанда,

=

Тканьдік метаболизмнің қышқыл туындалары гидрофосфатпен нейтралданады : НРО₄^2- + Н⁺ = Н₂РО₄^-

Сілтілік туындылар дигидрофосфатпен әрекеттеседі :

ОН^- + Н₂РО₄^- = НРО₄^2- + Н₂О

Түзілген өнімдер бүйректе жиналып, несеппен сыртқа шығады.