Cosa intendi con tamponi fisiologici? Quali sono i diversi tipi di buffer trovati nel sangue? Se possibile, si prega di indicare esempi.
Risposta:
I tamponi fisiologici sono sostanze chimiche utilizzate dal corpo per prevenire grandi cambiamenti nel #"pH"# di un fluido corporeo.
I quattro tamponi fisiologici sono bicarbonato, fosfato, emoglobina e sistemi proteici.
Spiegazione:
The #"pH"# di un buffer è determinato dall'equazione di Henderson-Hasselbalch:
#"pH" = "p"K_a + log(["A"^-]/["HA"])#
Il buffer è in grado di resistere meglio alle modifiche in #"pH"# quando l' #"pH"# del buffer è vicino al #"pH"# di sangue (da 7.37 a 7.42), quindi il #"p"K_a# dell'acido dovrebbe essere vicino a 7.4.
Tampone fosfato
Il sistema tampone fosfato è costituito da #"H"_2"PO"_4^(-)# e #"HPO"_4^(2-)# ioni.
L'equilibrio è
#"H"_2"PO"_4^(-)("aq") + "H"_2"O" ⇌ "H"_3"O"^+("aq") + "HPO"_4^(2-)("aq")#; #"p"K_a = 7.21#
Il tampone fosfato può facilmente mantenere a #"pH"# di 7.4.
Tampone carbonato
L'equilibrio è
#"H"_2"CO"_3("aq") + "H"_2"O(l)" ⇌ "HCO"_3^(-)("aq") + "H"_3"O"^+(aq)#; #"p"K_a = 6.1#
Questo tampone funziona esattamente come il tampone fosfato, ma non è l'ideale perché è #"p"K_a# è troppo lontano da #"pH"# 7.4.
Forse ancora più importante, l'enzima anidrasi carbonica convertiti #"H"_2"CO"_3# fra le #"CO"_2# che si dissolve nel sangue e quindi viene espirato come #"CO"_2 #gas.
Emoglobina
L'equazione generale è:
#"HHb"^+ + "O"_2 + "H"_2"O" ⇌ "HbO"_2 + "H"_3"O"^+#; #"p"Ka = 6.8#
Mostra che l'ossigenazione di #"Hb"# promuove la formazione di #"H"_3"O"^+#.
Questo sposta l'equilibrio del tampone di bicarbonato verso #"CO"_2# formazione e #"CO"_2# viene rilasciato dai globuli rossi.
Proteine
Una proteina è una lunga catena di residui di amminoacidi, ma questa lunga catena ha ancora gruppi carbossilati liberi #"COO"^(-)# e gruppi amminici liberi #"NH"_2#.
Potremmo scrivere l'equazione per un sistema tampone proteico come
#"H"_3stackrel(+)("N")—"R—COO"^(-) + "H"_2"O" ⇌ "H"_2"N—R—COO"^(-) + "H"_3"O"^+#
La proteina può quindi fungere da tampone.