Disoluzio indargetzaileak: bikarbonatoa, fosfatoa eta hemoglobinaLas disoluciones amortiguadoras: bicarbonato, fosfato y hemoglobina

Disoluzio indargetzaileetan azido ahul bat eta haren base konjokatua konbinatzen dira, non pHaren balioa AH/A- eta K oreka konstantearen araberakoa den. Henderson-Hasselbach ekuazioa erabiliz erlazionatzen dira disoluzioak pHarekin: 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾 + log [𝐴−] [𝐻𝐴] Beraz, A- eta AH espezie kimikoak kontzentrazio berdinean daudenean, pHa eta pK berdinak dira.

Azidoek H+ ioiak askatzeko duten joeraren araberakoa izango da oreka konstantea.

Azido gogorrek K balio altua dute, disoziatzeko duten ahalmena dela eta.

Azido ahulek K balio baxua dute, ez baitute disoziatzeko ahalmenik ia.

Sistema indargetzaileen funtsa azido eta base gogorrak ahulen bitartez ordezkatzea da.

Garrantzitsuenak bikarbonatoarena eta fosfatoarena dira.

Gizakien organismoan, azido-base orekak hiru sistemen elkar ekitea behar du: Gibela, birikak eta giltzurruna. Gibelak proteinak metabolizatzen ditu H+ sortuz, birikak CO2 askatzen du eta giltzurrunak bikarbonato (H2CO3) berria sortzen du.

Proteinen eta fosfolipidoen katabolismoak, egunero, azidoaren 40-60 mM-eko ekoizpena dakar.

Sufrea duten aminoazidoen katabolismoak (metionina eta zisteina), azido sulfurikoaren ekoizpena eragiten dute. Fosfolipidoen katabolismoak azido fosforikoaren agerpena dakar.

Dena den, azido ekoizpen handiena CO2-aren aldetik dator. Azidoa ez bada ere, hurrengo erreakzioaren oreka dela eta, azido karbonikoaren ekoizpena dakarrenez, azidoaren parekoa kontsideratzen da. Eguneroko ekoizpena 20000 mM-ekoa izaten da.

Beste egoera batzuetan gorputz zetonikoak (β-hidroxibutirikoa, azido azetoazetatoa eta azetona) edo azido laktikoa ekoizten dira. Beraz, gure barnealdea azidoagoa bilakatzeko joera du. Honi guztiari aurre egiteko gure organismoak barneko likidoetan sistema indargetzaileak ditu.

H2O + CO2 ⇌ H2CO3 (Az. Ahula)

Sistema batek organismoaren likidoen pH-a bere horretan mantentzen lagunduko duten sustantzia kimiko bi edo gehiagoz osaturik dago.

Orokorrean, sistema indargetzaile baten sustantzia kimikoak, disoziatzeko joera txikia duten azido eta base ahuletaz osaturik daude.

Azido gogorrek K balio altua dute, disoziatzeko duten ahalmena dela eta. Beraz, pK bajua izango dute.

Azido ahulek K balio baxua dute, ez baitute disoziatzeko ahalmenik ia. Beraz, pK altua izango dute.

Ka = [H+][A-] / [AH]

BIKARBONATOAREN SISTEMA INDARGETZAILEA (ZKL)

Gorputzeko sistema indargetzaile garrantzitsuena da eta organismoko gaixotasun asko sistema honen alterazioekin lotuta daude.

Bikarbonato (HCO3-) eta azido karbonikoz (H2CO3) osaturik dago.

HCl (azido gogorra) + NaHCO3/Bikarbonato sodikoa (base ahula) ⇌ H2CO3 + NaCl

NaOH (base gogorra) + H2CO3 (azido ahula) ⇌ NaHCO3 + H2O

Bikarbonato ioiak (HCO3-) protoi bat hartu dezake, azido karbonikoa emanez, horrela disoluzioetako protoiak xurgatu ditzake pHa igoz. Kontrako erreakzioa gertatu ezgero, bikarbonatoa sortuko da, pHa jaitsiz.

CO2 eta ura elkartu daitezke azido karbonikoa osatzeko. Kontrako erreakzioa gertatu daiteke anhidrasa karbonikoa entzima erabiliz, horrela erreakzioa oso azkar gertatzen da eta ez da ia azido karbonikorik egoten.

CO2 bolatila da, eta erraz askatu daiteke, nahi adina kopurutan, arnasketaren bidez, gorputzeko azidotasuna/alkalinotasuna orekatuz.

Sistema honi esker, gure gorputzak pH aldaketei modu ezberdinetan erantzun diezaioke.

HCO3- + H+ ⇌ H2CO3 ⇌ H2O + CO2

pH = pK + log [HCO3-] / [0,03 × PCO2]

URA EZ DA KONTUAN HARTZEN!

pH-AREN KALKULUA ODOL ARTERIALEAN

Gure organismoko balio normalak kontuan hartuz:

pH = pK + log [HCO3-] / [0,03 × PCO2]

pH = 6.1 + log 24 / (0,03 × 40)

pH = 7.4 (7.35-7.45)

pH<7.35 → Azidosia / pH>7.45 → Alkalosia

BALIO NORMALAK: pK = 6.1; [HCO3-] = 24 mM (22-26 mEq/L); [CO2] = 0.03 x PCO2; PCO2 = 40 mmHg (35-45 mmHg); Solubilitatea = 0.03 (mmol/L)/mmHg

FOSFATOAREN SISTEMA INDARGETZAILEA (ZKL)

H3PO4 ⇌ H+ + H2PO4- ⇌ HPO42- + H+

pH = pK + log [HPO42-] / [H2PO4-], non pK = 6.8 da.

Teorikoki behintzat, bikarbonatoarena baina hobea da, pH fisiologikora (7.4) gehiago gerturatzen delako. Dena de, bi espezie kimiko horien kontzentrazioak nahiko bajuak dira zelulaz kanpoko likido gunean.

Garrantzitsua da ordea, zelularen barneko gunean eta giltzurrunetako tubuluetan, pH bajuagoa delako eta kontzentrazio altuagoa duelako.

FOSFATO ORGANIKOAK (ZBL)

ATP-ADP-AMP, Glu-1-P eta 2,3-difosfatoglizeratoa. Hauei esker, pHa pixka bat orekatu daiteke.

pK = 6 eta 7.5 artean

PROTEINAK (ZBL)

Odolaren sistema indargetzailearen parte dira proteinak, aminoazido askok -COOH/-COO- edo -NH3/NH2 dutelako. Hala ere, garrantzitsuena hemoglobina da.

Hemoglobina zelula barneko sistema indargetzailea da, CO2 difusioz hematian sartzen da. Azido karbonikoaren bidez sortzen da karbono dioxidoa, baina era berean, karbono dioxidoa azido karbonikoan eta hau H+ eta bikarbonatoan disoziatzen da, zeinak karga elektrikoa duen.

Zelulek barneko eta kanpoko karga berdin mantendu behar dutenez, bikarbonatoa kanpora ateratzen da Cl-ekin trukatuz. Hau da, elektroneutralitate printzipioa betetzen dute, karga positibo eta negatibo bera egotea zelula barruan eta kanpoan. Kloro mailak gora egiten badu, bikarbonatoak behera egiten du eta alderantziz.

Hemoglobina eritrozitoetan oso modu kontzentratuan aurkitzen da, oxigenoa eramanez karbono dioxidoa ekoizten ari den lekuetara. Odol arterialak O2 asko du eta CO2 gutxi jasotzen du ehunetatik, baina kapilareetara eta benetara iristerakoan, kontrakoa gertatzen da.

Hemoglobinaren indargetzaile ezaugarria histidina aminoazidoaren disoziatzeko gaitasuna da, hemo taldearen burdinari lotuta dagoen aminoazidoa.

Bere pK aldakorra izango da baldin eta oxigenatuta (HbO2) dagoen edo ez (Hb). Oxihemoglobina azido gogorragoa da, pK baxuagoa duelako. Hemoglobina beraz gai izango da bere pK aldatzeko, oxigenoa askatuz edo hartuz.

Odol sistemara moldatzen den sistema indargetzailea:

Bi Hb mota:

Hb-

HbO2-

Formaren arabera, pK aldatu egiten da, beraz pHa aldatzeko gaitasun handia du:

HHbO2 HbO2- + H+ pKa = 6.7

HHb Hb- + H+ pKa = 7.9

Oxihemoglobina indargetzaile handia da, kontzentrazio handia dago odol arterialean, non karbono dioxido kontzentrazioa ez den horren handia.

Baina desoxihemoglobina potenteagoa da, kontzentrazio handiagoa baitu odol benosoan, karbono dioxido kontzentrazioa handia da eta.

•HbO2-+ H+HHb + O2

Protoiek sortzen dute aldaketa.

Hemoglobina oxigenoa emateko gai ez den tokietan gertatzen da, CO2 ekoizten den tokietan, non protoi kontzentrazioa altua da.

Oxihemoglobina odol zirkulaziotik doan heinean:

Oxigenoa askatzen doa, desoxihemoglobina bihurtuz. (pH arteriala = 7.4)

Gainera karbono dioxidoa ekoizten da ehunetan, eritrozitoetara sartu eta azido karbonikoa sortzen da, geroago bikarbonatoa eta protoiak ematen dituena.

Medioa azidifikatzen da, baina ez asko, desoxihemoglobinari esker. (pH benosoa = 7.37)

ZELULAZ BARNEKO LIKIDOKO SISTEMA INDARGETZAILEAK

Protoiak zelulara sartzean, arazoak sortu ditzake. Mintz plasmatikoa zeharkatzen dute, eta horretarako hiru modu daude:

Karbono dioxido moduan. Sartzen den kantitatearen arabera, arnas arazo azido (asko) edo basikoak (gutxi) sor ditzake. Hala ere, behin barruan izanda, zelula barruko sistema indargetzaileak, arazorik gabe jasotzen dituzte protoiak.

Azido gehiegi edo gutxiegi badaude era finkoan, biak zelulatik atera edo sartzen dira, elektroneutralitatea mantenduz.

Azido gehiegi edo gutxiegi badaude, baina ez badago anioi organikorik, protoiak potasio ioiengatik aldatzen dira elektroneutralitatea mantentzeko. Honek arazoak sortzen ditu, azidosietan hiperpotasemia ematen da, alkalosietan hipopotasemia.

ARNAS-SISTEMA

Funtsezkoa da pHa mantentzea eta horretarako, beharrezkoa da karbono dioxido eta bikarbonato erlazioa mantentzea, pH=7.4 izateko.

Arnas bakoizean, CO2a kanporatzen da odol zainetatik, forma azidoan. CO2 gutxiago bueltatzen da biriketan odol arterialera eta H2CO3 gutxiago, beraz, protoi gutxiago ekoiziko dira eta pHa altuagoa izango da.

Arnasketaren bidez, CO2 kontzentrazioa mantentzen da. Arnasketa pulmonarra igotzen denean, CO2a kanporatzen da eta PCO2k behera egiten du, pH extrazelularra handituz.

pHaren aldaketak atzematen dituzten kimioerrezeptore zentral eta periferikoak daude, likido zefalorrakideoa eta odola dira. Aldaketa hauen arabera, arnas guneak, arnas mugimenduaren maiztasuna eta sakontasuna erregulatzen ditu.

GILTZURRUN-SISTEMA

Sistema hauek ez dira hain azkarra, 24 ordutara agertzen dira eta haien garapen maximoa 4 edo 5 egunetara ematen da. Hala ere, azido kantitate gehiago kanporatu dezakete eta baseak kanporatu ditzakete, birikek ordea ez.

Normalean azidoak kanporatzen ditu, gernua azidifikatuz (pH=4.8). Tubulu distalek gehiegizko azidoa kanporatzen dute, eta era berean baseak mantentzen dituzte, bikarbonatoa xurgatuz.

Zelulaz kanpoko likidoaren protoi kontzentrazioa, hiru mekanismoen bidez ematen da:

Proteinen eta fosfolipidoen katabolismoan ekoiztutako protoiak iraizten dira, bi modutan:

Azido bezala, gernuko fosfatoaz indargetua.

NH3/NH4+ bezala.

Kanporaketa honek, bikarbonato berriaren sintesia suposatzen du, beraz, honen errekuperaketa eta ekoizpen berria konbinatzen dira. Horrela, sistema indargetzaileen biltegiak betetzen dira.

HCO3- filtratuen xurgapena %99.9koa da, beraz, sistema indargetzaile hau ez da gernuaren bidez galtzen.

HCO3- berrien ekoizpena.