A pufferek – bevezetés

A szervezetünk megfelelő működéséhez a vérünk pH-jának elég szűk határok között kell maradnia. A vér pH-értékének 7,35 - 7,45 között kell lennie. A 7,35 alatti pH-val járó állapot neve... (ez persze nem kőbe vésett adat, csak egy egészségügyi határérérték). Tehát ha a pH 7,35 alá csökken, azt acidózisnak nevezik. A vér túl savassá válik. Túlságosan megemelkedik a vérben a hidrogénionok koncentrációja, más szóval az oxóniumionok koncentrációja. Ha vér pH-értéke 7,45 fölé emelkedik, akkor alkalózisról beszélünk. Alkalózis, azaz a vér túlságosan lúgos. Más szóval túl bázikussá válik. A hidrogénionok koncentrációja a vérben túlságosan lecsökken. Ez a tartomány tehát tényleg elég szűk. Vajon a vér, illetve a szervezetünk hogyan birkózik meg a vérbe került savakkal, illetve a vérbe került bázikus molekulákkal? Hogyan érhető el az, hogy a pH... hogyan tartható a pH ebben a tartományban? A megoldást egy olyan rendszer nyújtja, amely egyben a szén-dioxidot is szállítja a vérben. Ezek az egyensúlyi reakciók azt írják le, ahogyan a szén-dioxid bejut a vérbe, amely nagyrészt víz. A víz a benne oldott szén-dioxiddal lép reakcióba. Ezt a reakciót több enzim is segíti. A reakcióban szénsav keletkezik. Tehát a reakcióban szénsav keletkezik, amely gyenge sav. Ez ionjaira esik szét (disszociál), így bikarbonát (hidrogénkarbonát-anion) keletkezik. Ezt ideírom: bikarbonát, és egy hidrogénion, amely egy vízmolekulához kapcsolódva oxóniumionná alakul át. Mi ennek a haszna? Ez annak a folyamatnak a része, amely a szén-dioxidot szállítja a vérben. A forrásaim alapján a szén-dioxid mintegy 5-10 százaléka egyszerűen feloldódik a vérben. Másik 5-10 százalék a hemoglobinhoz kapcsolódva szállítódik. De a legnagyobb része szénsavvá és bikarbonáttá alakul át, és így szállítódik. A vérben a szén-dioxid legnagyobb része ebben a formában van jelen. Elsősorban bikarbonát alakjában. Úgy olvastam, hogy a vérben a szén-dioxid mintegy 80-90 százaléka így szállítódik, elsősorban bikarbonát formájában. Ez a videó nem arról szól, hogy melyik módszer alkalmas a szén-dioxid szállítására a vérben, de maga a folyamat így zajlik. Ez a videó arról szól, hogy miért alkalmas ez arra is, hogy a vér pH-ját ebben a tartományban tartsa. Ezek az egyensúlyi reakciók ugyanis a szén-dioxid, a szénsav és a bikarbonát között pufferrendszert alkotnak. Ez pufferrendszer. A hétköznapi nyelvben a „puffer” (angolul: lökhárító) olyasvalamit jelent, amely tompítja valaminek a hatását, vagy egy ütközés erejét csökkenti. És itt éppen ez történik. Figyeld meg, hogy ezek itt mind egyensúlyi reakciók. Ez egy gyenge sav. Itt láthatók a molekulákat alkotó atomok. Itt egy szénatom, itt egy másik, ott egy harmadik. Itt van egy, két, három oxigénatom. Itt is egy, két, három oxigén, ott is egy, két, három oxigén. Két hidrogén itt is, itt is, és itt is. Gondoljuk át, mi történik, ha a vérben felgyűlnek a hidrogénionok. Tehát mi lesz, ha felgyűlnek a hidrogénionok? Ha több hidrogénion gyűlik fel, vagyis ez a mennyiség növekszik... Hadd mondjam másképp: ha felgyűlnének a hidrogénionok, és nem volna ez a pufferrendszer, akkor a pH csökkenne, ez pedig acidózishoz vezetne. Szerencsénkre itt van ez a pufferrendszer. Így ha növekszik a hidrogénionok koncentrációja, a Le Chatelier-elv értelmében ezek az egyensúlyi reakciók balra tolódnak. Minél több hidrogénion van a vérben, annál nagyobb eséllyel ütköznek össze egy bikarbonátionnal oly módon, hogy szénsavvá alakuljanak. És minél több a vérben a szénsav, annál kevésbé valószínű az, hogy a szén-dioxid reakcióba lépjen a vízzel, hogy több szénsavat képezzenek. Ha több hidrogénion kerül a rendszerbe, azokat mind „elfogyasztják” a bikarbonátionok. Tehát ez az egyensúlyi reakciósorozat balra tolódik el. Ezért a pH-érték nem változik meg jelentősen. Hasonlóképp, ha felgyűlik valamilyen bázis, felgyűlik valamilyen lúgos anyag a vérben, ahelyett, hogy megemelkedne a pH-érték, ami alkalózishoz vezethetne... a bázis ekkor „fogyasztja” a hidrogénionokat, ettől a pH emelkedne, de azzal, hogy a hidrogénionok koncentrációja csökken, éppen abból a reagensből lesz kevesebb, amely balra tolná az egyensúlyi reakciót, így a reakció egyre inkább jobbra tolódik. Így ebben a reakcióban egyre több szén-dioxid alakul át szénsavvá, majd bikarbonáttá. Az egész rendszer jobbra tolódik, így valamelyest pótolni tudja az elvesztett hidrogénionokat. Ez tehát egy pufferrendszer. Ez segít tompítani a hatást, amikor több hidrogénion kerül a rendszerbe, vagy amikor valami „fogyasztja” a hidrogénionokat. Ez roppant fontos ahhoz, hogy életben tartson bennünket és minden emlős szervezetet.