L'équilibre acido-basique joue un rôle énorme dans le fonctionnement normal du corps humain. Le sang circulant dans le corps est un mélange de cellules vivantes qui se trouvent dans un habitat liquide. Le premier élément de sécurité qui contrôle le niveau de pH dans le sang est le système tampon. Il s'agit d'un mécanisme physiologique qui assure le maintien des paramètres de l'équilibre acido-basique en évitant les baisses de pH. Qu'est-ce que c'est et quelles variétés il a, nous le découvrirons ci-dessous.
Description
Le système de tampon est un mécanisme unique. Il y en a plusieurs dans le corps humain, et ils sont tous constitués de plasma et de cellules sanguines. Les tampons sont des bases (protéines et composés inorganiques) qui lient ou donnent H+ et OH-, détruisant le changement de pH en trente secondes. La capacité d'un tampon à maintenir un équilibre acido-basique dépend du nombre d'éléments qui le composent.
Types de tampons sanguins
Le sang qui bouge constamment est des cellules vivantes,qui existent dans un milieu liquide. Le pH normal est de 7, 37-7, 44. La liaison des ions se produit avec un certain tampon, la classification des systèmes tampons est donnée ci-dessous. Il est lui-même constitué de plasma et de cellules sanguines et peut être du phosphate, des protéines, du bicarbonate ou de l'hémoglobine. Tous ces systèmes ont un mécanisme d'action assez simple. Leur activité vise à réguler le niveau d'ions dans le sang.
Caractéristiques du tampon d'hémoglobine
Le système tampon d'hémoglobine est le plus puissant de tous, c'est un alcali dans les capillaires des tissus et un acide dans un organe interne tel que les poumons. Il représente environ soixante-quinze pour cent de la capacité tampon totale. Ce mécanisme est impliqué dans de nombreux processus qui se produisent dans le sang humain et a de la globine dans sa composition. Lorsque le tampon d'hémoglobine passe à une autre forme (oxyhémoglobine), cette forme change et les propriétés acides de la substance active changent également.
La qualité de l'hémoglobine réduite est inférieure à celle de l'acide carbonique, mais devient bien meilleure lorsqu'elle est oxydée. Lorsque l'acidité du pH est acquise, l'hémoglobine combine des ions hydrogène, il s'avère qu'elle est déjà réduite. Lorsque le dioxyde de carbone est éliminé des poumons, le pH devient alcalin. À ce moment, l'hémoglobine, qui a été oxydée, agit comme un donneur de protons, à l'aide duquel l'équilibre acido-basique est équilibré. Ainsi, le tampon, composé d'oxyhémoglobine et de son sel de potassium, favorise la libération de dioxyde de carbone de l'organisme.
Ce système tampon effectueun rôle important dans le processus respiratoire, car il remplit la fonction de transport consistant à transférer l'oxygène vers les tissus et les organes internes et à en éliminer le dioxyde de carbone. L'équilibre acido-basique à l'intérieur des érythrocytes est donc maintenu à un niveau constant, donc aussi dans le sang.
Ainsi, lorsque le sang est saturé d'oxygène, l'hémoglobine se transforme en un acide fort, et lorsqu'elle abandonne l'oxygène, elle se transforme en un acide organique assez faible. Les systèmes d'oxyhémoglobine et d'hémoglobine sont interconvertibles, ils existent comme un seul.
Caractéristiques du tampon bicarbonate
Le système tampon bicarbonate est aussi puissant, mais aussi le plus contrôlé du corps. Il représente environ dix pour cent de la capacité tampon totale. Il possède des propriétés polyvalentes qui assurent son efficacité dans les deux sens. Ce tampon contient une paire acide-base conjuguée, constituée de molécules telles que l'acide carbonique (source de protons) et le bicarbonate anionique (accepteur de protons).
Ainsi, le système tampon de bicarbonate favorise un processus systématique où un acide puissant pénètre dans la circulation sanguine. Ce mécanisme lie l'acide aux anions bicarbonate, formant l'acide carbonique et son sel. Lorsque l'alcali pénètre dans le sang, le tampon se lie à l'acide carbonique, formant un sel de bicarbonate. Puisqu'il y a plus de bicarbonate de sodium dans le sang humain que d'acide carbonique, cette capacité tampon aura une acidité élevée. En d'autres termes, un tampon d'hydrocarburele système (bicarbonate) est très bon pour compenser les substances qui augmentent l'acidité du sang. Il s'agit notamment de l'acide lactique, dont la concentration augmente avec un effort physique intense, et ce tampon réagit très rapidement aux modifications de l'équilibre acido-basique dans le sang.
Caractéristiques du tampon phosphate
Le système de tampon phosphate humain occupe près de deux pour cent de la capacité tampon totale, qui est liée à la teneur en phosphates dans le sang. Ce mécanisme maintient le pH dans l'urine et le liquide qui se trouve à l'intérieur des cellules. Le tampon est constitué de phosphates inorganiques: monobasique (agit comme un acide) et dibasique (agit comme un alcali). A pH normal, le rapport acide/base est de 1:4. Avec une augmentation du nombre d'ions hydrogène, le système de tampon phosphate se lie à eux, formant un acide. Ce mécanisme est plus acide qu'alcalin, il neutralise donc parfaitement les métabolites acides, tels que l'acide lactique, qui pénètrent dans la circulation sanguine humaine.
Caractéristiques du tampon protéique
Le tampon protéique ne joue pas un rôle aussi particulier dans la stabilisation de l'équilibre acido-basique, par rapport aux autres systèmes. Il représente environ sept pour cent de la capacité tampon totale. Les protéines sont constituées de molécules qui se combinent pour former des composés acido-basiques. En milieu acide, ils agissent comme des alcalis qui lient les acides, en milieu alcalin, tout se passe dans l'autre sens.
Cela conduit à la formation d'un système tampon protéique, quiil est assez efficace à un pH de 7, 2 à 7, 4. Une grande partie des protéines sont représentées par les albumines et les globulines. Comme la charge protéique est nulle, à pH normal, elle se présente sous forme d'alcali et de sel. Cette capacité tampon dépend du nombre de protéines, de leur structure et des protons libres. Ce tampon peut neutraliser à la fois les produits acides et alcalins. Mais sa capacité est plus acide qu'alcalin.
Caractéristiques des érythrocytes
Normalement, les érythrocytes ont un pH constant - 7, 25. Les tampons hydrocarbonate et phosphate ont ici un effet. Mais en termes de pouvoir, ils diffèrent de ceux dans le sang. Dans les érythrocytes, le tampon protéique joue un rôle particulier en fournissant de l'oxygène aux organes et aux tissus, ainsi qu'en en éliminant le dioxyde de carbone. De plus, il maintient une valeur de pH constante à l'intérieur des érythrocytes. Le tampon protéique dans les érythrocytes est étroitement lié au système bicarbonate, car le rapport acide/sel y est inférieur à celui du sang.
Exemple de système de tampon
Les solutions d'acides et d'alcalis forts, qui ont des réactions faibles, ont un pH variable. Mais le mélange de l'acide acétique avec son sel conserve une valeur stable. Même si vous y ajoutez de l'acide ou de l'alcali, l'équilibre acido-basique ne changera pas. À titre d'exemple, considérons le tampon acétate, qui se compose de l'acide CH3COOH et de son sel CH3COO. Si vous ajoutez un acide fort, la base du sel liera les ions H + et se transformera en acide acétique. Réduction des anions salinscompensée par une augmentation des molécules acides. En conséquence, il y a peu de changement dans le rapport de l'acide à son sel, de sorte que le pH change de manière assez imperceptible.
Mécanisme d'action des systèmes tampons
Lorsque des produits acides ou alcalins pénètrent dans la circulation sanguine, le tampon maintient une valeur de pH constante jusqu'à ce que les produits entrants soient excrétés ou utilisés dans les processus métaboliques. Il existe quatre tampons dans le sang humain, chacun composé de deux parties: un acide et son sel, ainsi qu'un alcali fort.
L'effet d'un tampon est dû au fait qu'il lie et neutralise les ions qui viennent avec la composition qui lui correspond. Puisque dans la nature le corps rencontre surtout des produits métaboliques sous-oxydés, les propriétés du tampon sont plus anti-acides qu'anti-alcalines.
Chaque système tampon a son propre principe de fonctionnement. Lorsque le niveau de pH descend en dessous de 7,0, leur activité vigoureuse commence. Ils commencent à lier les ions hydrogène libres en excès, formant des complexes qui déplacent l'oxygène. Il se déplace à son tour vers le système digestif, les poumons, la peau, les reins, etc. Un tel transport de produits acides et alcalins contribue à leur déchargement et à leur excrétion.
Dans le corps humain, seuls quatre systèmes tampons jouent un rôle important dans le maintien de l'équilibre acido-basique, mais il existe d'autres tampons, tels que le système tampon acétate, qui contient un acide faible (donneur) et son sel (accepteur). La capacité de ces mécanismespour résister aux changements de pH lorsque l'acide ou le sel pénètre dans le sang est limité. Ils maintiennent l'équilibre acido-basique uniquement lorsqu'un acide ou un alcali fort est fourni en une certaine quantité. S'il est dépassé, le pH changera considérablement, le système tampon cessera de fonctionner.
Efficacité des tampons
Les tampons de sang et d'érythrocytes ont une efficacité différente. Dans ce dernier, il est plus élevé, car il y a ici un tampon d'hémoglobine. La diminution du nombre d'ions se produit dans le sens de la cellule vers l'environnement intercellulaire, puis vers le sang. Cela suggère que le sang a la plus grande capacité tampon, tandis que l'environnement intracellulaire a la plus petite.
Lorsque les cellules sont métabolisées, des acides apparaissent qui passent dans le liquide interstitiel. Cela se produit d'autant plus facilement, plus ils apparaissent dans les cellules, car un excès d'ions hydrogène augmente la perméabilité de la membrane cellulaire. On connaît déjà la classification des systèmes tampons. Dans les érythrocytes, ils ont des propriétés plus efficaces, puisque les fibres de collagène jouent toujours un rôle ici, qui réagissent en gonflant à l'accumulation d'acide, elles l'absorbent et libèrent les érythrocytes des ions hydrogène. Cette capacité est due à sa propriété d'absorption.
Interaction des tampons dans le corps
Tous les mécanismes qui sont dans le corps sont interconnectés. Les tampons sanguins sont constitués de plusieurs systèmes dont la contribution au maintien de l'équilibre acido-basique est différente. Lorsque le sang pénètre dans les poumons, il reçoit de l'oxygène.en se liant à l'hémoglobine dans les globules rouges, formant de l'oxyhémoglobine (acide), qui maintient le niveau de pH. Avec l'aide de l'anhydrase carbonique, il y a une purification parallèle du sang des poumons à partir du dioxyde de carbone, qui dans les érythrocytes se présente sous la forme d'un acide carbonique dibasique faible et de carbaminohémoglobine, et dans le sang - du dioxyde de carbone et de l'eau.
Avec une diminution de la quantité d'acide carbonique dibasique faible dans les érythrocytes, il pénètre du sang dans l'érythrocyte et le sang est débarrassé du dioxyde de carbone. Ainsi, un acide carbonique dibasique faible passe constamment des cellules dans le sang et des anions chlorure inactifs pénètrent dans les érythrocytes à partir du sang pour maintenir la neutralité. En conséquence, les globules rouges sont plus acides que le plasma. Tous les systèmes tampons sont justifiés par le rapport donneur-accepteur de protons (4:20), qui est associé aux particularités du métabolisme du corps humain, qui forme un plus grand nombre de produits acides que de produits alcalins. L'indicateur des capacités tampons acides est ici très important.
Processus d'échange dans les tissus
L'équilibre acido-basique est maintenu par des tampons et des transformations métaboliques dans les tissus corporels. Ceci est assisté par des processus biochimiques et physico-chimiques. Ils contribuent à la perte des propriétés acido-basiques des produits métaboliques, à leur liaison, à la formation de nouveaux composés qui sont rapidement excrétés par l'organisme. Par exemple, une grande quantité d'acide lactique est excrétée dans le glycogène, les acides organiques sont neutralisés par des sels de sodium. Fortles acides et les alcalis se dissolvent dans les lipides et les acides organiques s'oxydent pour former de l'acide carbonique.
Ainsi, le système tampon est le premier assistant dans la normalisation de l'équilibre acido-basique dans le corps humain. La stabilité du pH est nécessaire au fonctionnement normal des molécules et structures biologiques, des organes et des tissus. Dans des conditions normales, les processus tampons maintiennent un équilibre entre l'introduction et l'élimination des ions hydrogène et dioxyde de carbone, ce qui aide à maintenir un niveau de pH constant dans le sang.
S'il y a une défaillance dans le travail des systèmes tampons, une personne développe alors des pathologies telles que l'alcalose ou l'acidose. Tous les systèmes tampons sont interconnectés et visent à maintenir un équilibre acido-basique stable. Le corps humain produit constamment un grand nombre de produits acides, ce qui équivaut à trente litres d'acide fort.
La constance des réactions à l'intérieur du corps est assurée par de puissants tampons: phosphate, protéines, hémoglobine et bicarbonate. Il existe d'autres systèmes tampons, mais ce sont les principaux et les plus nécessaires pour un organisme vivant. Sans leur aide, une personne développera diverses pathologies pouvant entraîner le coma ou la mort.
