Was meinen Sie mit physiologischen Puffern? Welche verschiedenen Arten von Puffern befinden sich im Blut? Wenn möglich, geben Sie bitte Beispiele an.

Antworten:

Physiologische Puffer sind Chemikalien, die vom Körper verwendet werden, um große Veränderungen im Körper zu verhindern $pH$ $"pH"$ einer Körperflüssigkeit.

Die vier physiologischen Puffer sind die Bicarbonat-, Phosphat-, Hämoglobin- und Proteinsysteme.

Erläuterung:

Die $pH$ $"pH"$ eines Puffers wird durch die Henderson-Hasselbalch-Gleichung bestimmt:

$pH = p K_{a} + log (\frac{A^{-}}{HA})$ $"pH" = "p"K_a + log(["A"^-]/["HA"])$

Der Puffer ist am besten in der Lage, Änderungen in zu widerstehen $pH$ $"pH"$ wenn das $pH$ $"pH"$ des Puffers ist in der Nähe der $pH$ $"pH"$ von Blut (7.37 zu 7.42), so dass die $p K_{a}$ $"p"K_a$ der Säure sollte in der Nähe von 7.4 sein.

Phosphatpuffer

Das Phosphatpuffersystem besteht aus $H_{2} {PO}_{4}^{-}$ $"H"_2"PO"_4^(-)$ und ${HPO}_{4}^{2 -}$ $"HPO"_4^(2-)$ Ionen.

Das Gleichgewicht ist

$H_{2} {PO}_{4}^{-} (aq) + H_{2} O ⇌ H_{3} O^{+} (aq) + {HPO}_{4}^{2 -} (aq)$ $"H"_2"PO"_4^(-)("aq") + "H"_2"O" ⇌ "H"_3"O"^+("aq") + "HPO"_4^(2-)("aq")$ ; $p K_{a} = 7.21$ $"p"K_a = 7.21$

Der Phosphatpuffer kann leicht ein halten $pH$ $"pH"$ von 7.4.

Karbonatpuffer

Das Gleichgewicht ist

$H_{2} {CO}_{3} (aq) + H_{2} O(l) ⇌ {HCO}_{3}^{-} (aq) + H_{3} O^{+} (a q)$ $"H"_2"CO"_3("aq") + "H"_2"O(l)" ⇌ "HCO"_3^(-)("aq") + "H"_3"O"^+(aq)$ ; $p K_{a} = 6.1$ $"p"K_a = 6.1$

Dieser Puffer funktioniert genauso wie der Phosphatpuffer, ist aber nicht ideal, weil er $p K_{a}$ $"p"K_a$ ist zu weit von $pH$ $"pH"$ 7.4.

Vielleicht noch wichtiger ist das Enzym Carboanhydrase Konvertiten $H_{2} {CO}_{3}$ $"H"_2"CO"_3$ in ${CO}_{2}$ $"CO"_2$ das ist im blut gelöst und wird dann so ausgeatmet ${CO}_{2}$ $"CO"_2$ Gas.

Hämoglobin

Die allgemeine Gleichung lautet:

${HHb}^{+} + O_{2} + H_{2} O ⇌ {HbO}_{2} + H_{3} O^{+}$ $"HHb"^+ + "O"_2 + "H"_2"O" ⇌ "HbO"_2 + "H"_3"O"^+$ ; $p K a = 6.8$ $"p"Ka = 6.8$

Es zeigt, dass die Sauerstoffanreicherung von $Hb$ $"Hb"$ fördert die Bildung von $H_{3} O^{+}$ $"H"_3"O"^+$ .

Dies verschiebt das Bicarbonatpuffergleichgewicht in Richtung ${CO}_{2}$ $"CO"_2$ Bildung und ${CO}_{2}$ $"CO"_2$ wird aus den roten Blutkörperchen freigesetzt.

Proteine

Ein Protein ist eine lange Kette von Aminosäureresten, aber diese lange Kette hat noch freie Carboxylatgruppen ${COO}^{-}$ $"COO"^(-)$ und freie Aminogruppen ${NH}_{2}$ $"NH"_2$ .

Wir könnten die Gleichung für ein Proteinpuffersystem schreiben als

$"H"_3stackrel(+)("N")—"R—COO"^(-) + "H"_2"O" ⇌ "H"_2"N—R—COO"^(-) + "H"_3"O"^+$

Das Protein kann dann als Puffer wirken.