Av David Stewart | Uppdaterad 30 augusti 2022
Motortion/iStock/GettyImages
En buffert är ett kemiskt ämne som stabiliserar pH i en lösning, även när syror eller baser tillsätts. I levande system är buffring avgörande för att upprätthålla en stabil inre miljö - homeostas. Små molekyler som bikarbonat och fosfat, såväl som makromolekyler som hemoglobin och proteiner, tillhandahåller alla denna buffringskapacitet.
Bikarbonatbuffertsystemet reglerar blodets pH genom en dynamisk jämvikt mellan kolsyra (H₂CO₃) och bikarbonatjoner (HCO₃⁻). När blodet blir för surt omvandlar bufferten överflödiga vätejoner till koldioxid, som lungorna sedan driver ut. Omvänt, under alkalos, utsöndras bikarbonat i urinen, vilket återställer neutralt pH.
Inom celler ger fosfatbufferten – som består av vätefosfat (HPO₄²⁻) och divätefosfat (H₂PO₄⁻) – en starkare buffringskapacitet än bikarbonatsystemet. Den neutraliserar överskott av vätejoner genom att bilda de mindre reaktiva fosfattyperna, och under alkaliska förhållanden accepterar den hydroxidjoner, och återställer därigenom den intracellulära miljön till neutralitet.
Proteiner, byggda av aminosyror kopplade av peptidbindningar, har sidokedjor som kan donera eller acceptera protoner. Vid fysiologiskt pH existerar karboxylgrupper som negativt laddade karboxylatjoner (COO⁻), medan aminogrupper protoneras som NH3+. Under sura förhållanden fångar karboxylater protoner för att bilda COOH, och under alkaliska förhållanden frisätter NH₃⁺ protoner och blir NH₂ – båda åtgärderna dämpar pH-svängningar.
Hemoglobin, det syrebärande pigmentet i röda blodkroppar, buffrar också vävnadens pH. Dess globinsubenheter kan binda protoner medan hemjärnet binder syre. Under träning tas överskott av protoner upp av hemoglobin, som samtidigt frigör syre, vilket minskar syrauppbyggnaden i musklerna.
