Hemoglobin as a buffer

náhled|Hemoglobin

Proteiny jako důležitý intracelulární pufr
Proteiny díky své vysoké koncentraci, zvláště uvnitř buňky, patří mezi nejhojnější pufry v lidském organismu.

pH buněk, které je lehce nižší než pH v extracelulární tekutině, se nicméně mění přibližně úměrně s pH v extracelulární tekutině. Dochází zde k mírné difusi iontů H+ a HCO3- skrz buněčnou membránu, a to i přesto že tyto ionty vyžadují několik hodin k tomu, aby se dostaly do rovnováhy s extracelulární tekutinou. Výjimkou je rychlé ustanovení rovnováhy, které s objevuje v červených krvinkách. Oxid uhličitý (CO2) je schopen rychle difundovat skrz všechny buněčné membrány. Tato difuse prvků bikarbonátového pufrovacího systému způsobuje změnu pH intracelulární tekutiny v případě, že se změní pH v extracelulární tekutině. Z tohoto důvodu pufrovací systém uvnitř buňky pomáhá zabránit změnám v pH extracelulární tekutiny. Může trvat ale i několik hodin, než pufrovací systém uvnitř buňky dosáhne maximální efektivity.

Hemoglobin
V červené krvince je hemoglobin (Hb) a funguje jako důležitý pufr:

H+ + Hb ↔ HHb

Přibližně 60 až 70 % všech chemických pufrů tělních tekutin se nachází uvnitř buněk a většina z nich pochází z intracelulárních proteinů. Vyjma červených krvinek, pozvolnost se kterou se H+ a HCO3- transportují skrz membránu se často opožďuje o několik hodin do maximální schopnosti intracelulárního proteinu pufrovat extracelulární acidobazické abnormality.

Vedle vysoké koncentrace proteinů v buňkách přispívá k jejich pufrovací síle fakt, že pK mnoha těchto proteinových systémů je docela blízké intracelulárnímu pH.

Izohydrický princip
Izohydrický princip je princip, kdy všechny pufry v běžném roztoku jsou vyvažovány stejnou koncentrací H+.

Mluvili jsme o pufrech, jak pracují individuálně v tělních tekutinách. Nicméně pracují společně, protože všem reakcím ve všech systémech je společná výměna H+. Proto, změní-li se extracelulární koncentrace H+, rovnováha všech pufrových systémů se změní naráz. Tento jev se nazývá izohydrický princip a popisuje jej následující vzorec:

H+=K1 × (HA1)/A1 = K2 × (HA2)/A2 = K3 × (HA3)/A3

K1, K2 a K3 jsou disociační konstanty třích příslušných kyselin a A1, A2 a A3 jsou koncentrace volných, negativně nabitých iontů. Dohromady představují základ tří pufrových systémů. Důsledek tohoto principu je, že jakýkoliv vnější zásah, který by změnil rovnováhu jednoho z pufrů, změní rovnováhu i ostatních dvou. Pufrovací systémy si mezi sebou předávají H+ a tím působí jako pufry i vzájemně jeden na druhý.

Související články
Bicarbonate buffer
 * Bicarbonate buffer
 * Fosfátový pufr
 * Hemoglobin a jeho deriváty
 * Proteinový pufrační systém
 * Pufrační systémy