Czym są bufory i dlaczego są ważne dla komórek?

Systemy buforowe w ludzkim ciele składają się ze słabego kwasu lub zasady, wraz z sprzężonym kwasem lub zasadą. Ten system zapobiega dużym wahaniom ciała i pH komórek dzięki dodatkowi mocnego kwasu lub zasady.

W ludzkim ciele mechanizmy komórkowe działają tylko w określonym zakresie temperatur i poziomów pH. Białka ulegają denaturacji i są degradowane poza tymi specyficznymi zakresami, a enzymy przestają działać, potencjalnie powodując śmierć.

System buforowy to zbiór cząsteczek, które mogą odwracalnie wiązać jony wodoru. Dostarczanie krwi ludzkiej stanowi dobry przykład. Dwuwęglanowy układ buforowy utrzymuje pH 7,38-7,42 w krwi tętniczej. W tym układzie kwas węglowy stale konwertuje iz wodorowęglanu, absorbując lub uwalniając jony wodoru, jeśli to konieczne. Innym dobrze znanym zewnątrzkomórkowym buforem jest amoniak. Kilka wewnątrzkomórkowych układów buforowych, takich jak fosforan lub białka, jest również używanych do pochłaniania nadmiaru jonów wodorowych w komórkach.

Te mechanizmy buforowania są w zasadzie praktycznym zastosowaniem zasady Le Chateliera, która opisuje konwersje z kwasu koniugowanego do zasady i odwrotnie. Na przykład, jeśli pH krwi spadłoby, organizm nadrobiłby to poprzez przyspieszenie oddychania, aby uwolnić dwutlenek węgla, co pozwoliłoby na powrót pH do normy.