Celler i levande organismer behöver behålla det korrekta pH- eller syrabasbalansen för att fungera korrekt. Det rätta pH-värdet uppnås med hjälp av fosfatbuffertsystemet. Den består av dihydrogenfosfat och vätefosfatjoner i jämvikt med varandra. Detta buffertsystem motstår förändringar i pH, eftersom koncentrationerna av dihydrogenfosfat och vätefofatjoner i cellen är stora jämfört med koncentrationerna av sura eller basiska joner som produceras i cellen.

Vad är pH? >

pH i en lösning mäter koncentrationen av vätejoner, eller H +. Vätejoner är enstaka positivt laddade enheter, även kallade protoner. Ju mer vätejoner finns i en vattenbaserad lösning, ju mer sura lösningen blir. PH-skalan mäter loggen av H + jonkoncentrationer, så att en större H + -koncentration ger ett lägre antal. Logskalan går från 0 till14. Ett pH under 7 anses vara surt och ett pH över 7 är alkaliskt. Ett pH på 7 definieras som neutralt, eftersom antalet sura vätejoner, eller H +, och basiska hydroxyljoner, eller OH-, i en lösning är lika.

Hur buffrar fungerar

A buffertsystemet består av en svag syra och dess motsvarande svaga bas. En syra definieras som en molekyl som frigör vätejoner i vatten och en bas är en molekyl som accepterar vätejoner. En svag syra eller svag bas joniserar eller ger upp väte eller hydroxyljoner, bara lite i vatten, medan starka syror och baser joniserar nästan helt. När överskott av vätejoner finns i buffertlösningen gobblar den svaga basen upp vätejonerna och ändras till dess motsvarande syra medan man behåller lösningens pH. När en bas läggs till, reverserar reaktionen och den svaga syran ger upp några av dess vätejoner för att göra lösningen surare och förvandlas till en svag bas.

Fosfatbuffertsystemet

The fosfatbuffertsystemet upprätthåller det intracellulära pH-värdet i alla levande organismer. I detta buffertsystem tjänar dihydrogenfosfatjoner som den svaga syran. Vätefosfatjoner representerar den svaga basen. I vatten eller i intracellulär vätska är dihydrogenfosfat och vätefosfat alltid i jämvikt med varandra. Omfattningen av jonisering av dihydrogenfosfat-vätefosfat-systemet representeras av dissociationskonstanten eller pKa-värdet, vilket uttrycks som ett logvärde. Fosfatbuffertsystemet är väl lämpat för levande celler eftersom pKa är 7,21, vilket ligger mycket nära det fysiologiska pH-värdet.

När fosfatbuffertsystemet är otillräckligt

I högre organismer med en cirkulationssystemet kan fosfatbuffertsystemet inte upprätthålla det korrekta pH-värdet i blodet, eftersom koncentrationerna av dihydrogenfosfat och vätefosfatjon inte är tillräckligt höga. Bikarbonatbuffertsystemet kan bibehålla blodet vid ett pH av ca 7,4. Här är bikarbonat den svaga syran och vätekarbonatjonen är den svaga basen. Bikarbonat och vätekarbonat bildas från upplöst koldioxid i blod. Överskott av koldioxid utvisas via lungorna.