بیوشیمی ( آب و PH )
آب و PH
آب فراوان ترین ماده موجود در سیستم های بیولوژیک است.
آب یک مولکول قطبی بوده و تمایل اجزای سازنده آن یعنی اکسیژن و هیدروژن به الکترون متفاوت است.
در یخ تمامی 4 پیوند هیدروژنی ممکن است تشکیل شود.
نظم موجود در آب و تعداد پیوند هیدروژنی کمتر است.
علت کاهش ميزان پيوند هيدروژنی در آب اين است که پيوند ها در آب مايع دائما در حال از بين رفتن و تشکيل هستند.
75 درصد از وزن بدن ما را آب تشکیل داده که 2/3 آن درون سلول ها و به عنوان ICF (مایع درون سلولی) و 1/3 آن در مایعات خارج سلولی یا ECF موجود است.
مواد دوگانه دوست در محیط آب :
در دو حالت میسل و وزیکولی دولایه تماس بین بخش های آبگریز و مولکول های آب به حداقل رسیده که نتیجه آن افزایش
بی نظمی و آنتروپی است که از نظر ترمودینامیکی مساعد تر است.
تشکیل میسل معمولاً بیشتر به افزایش آنتروپی سیستم ( به ویژه آزاد شدن مولکول های آب اطراف زنجیرهای آبگریز ) کمک می کند .
یون های بیکربنات ، سدیم و کلر در بیرون سلول
و یون های پتاسیم و فسفات در داخل سلول بیشترند.
اسید ها دهنده پروتون
و باز ها گیرنده پروتون هستند.
دی هیدروژن فسفات (H2PO4) هم اسیدی ضعیف
و هم بازی ضعیف است.
ترکیباتی که هم به عنوان باز و هم به عنوان اسید عمل میکنند را آمفوتر میخوانیم.
آب چون دارای OH , H است ، هم به عنوان اسید و هم به عنوان باز عمل میکند. پس آب هم نوعی آمفوتر است.
به محلول هایی که از یک اسید ضعیف و نمک آن تشکیل شده اند و میتوانند در مقابل تغییرات PH مقاومت کنند محلول های بافری یا تامپونی میگویند.
بافر یک اسید ضعیف در PH=PK بیشترین قدرت بافری خود را نشان میدهد.
بافر ها در PH=PK+1 و PH=PK-1 بهترین عملکرد را دارند.
مهمترین بافر خارج سلولی و پلاسما سیستم بافری بیکربنات است و PK = 6.1 دارد. سیستم بافری بیکربنات همچنین مهم ترین PH تنظیمی جریان خون است.
فسفات غیر ارگانیک با PK =6/8 ، بیشترین ظرفیت بافری رو در حوالی PH طبیعی بدن (7/4) داره. یادآوری میکنم که بافر فسفات صرفاً داخل سلولی است و در ICF بیشتر دیده میشود و درECF کمتر از بیکربنات است.
آلکالوز = افزایش قلیا
و اسیدوز افزایش اسید هستند.
بیکربنات مهمترین بافر خارج سلولی
و فسفات مهمترین بافر داخل سلولی بدن هستند.
هموگلوبین نقش مهمی در تنظیم PH دارد و به عنوان یک بافر شناخته میشود که به دلیل شاخه ی جانبی ایمیدازول در
آمینواسید های هیستیدین موجود در آن است.
آمینواسید هیستیدین نزدیکترین PK به PH طبیعی بدن را دارد.
PH خون باید ثابت بماند زیرا تغییرات اندک آن تاثیرات منفی بسیار بدی بر بدن دارد. بنابراین سیستم های بافری ، آن را در محدوده نرمال کنترل میکنند.
در خون دو عامل PH را تغییر میدهند: 1- CO2
و 2- بیکربنات .
افزایش بیکربنات باعث افزایش PH
و کاهش آن باعث کاهش PH میشود. که کاهش آن را اسیدوز متابولیک و افزایش آن را آلکالوز متابولیک مینامند. (زیرا بیکربنات حاصل متابولیسم است)
افزایش CO2 باعث کاهش PH
و کاهش آن باعث افزایش PH میشود. که افزایش آن را اسیدوز تنفسی و کاهش آن را آلکالوز تنفسی مینامند. ( زیرا غلظت CO2 وابسته به اعمال تنفسی است)
تجمع مایع در ریه منجر به اشکال در دفع CO2 میشود و تجمع آن اسیدوز تنفسی را به دنبال دارد.
در اختلالات بدن این دو سیستم تنفسی و متابولیک در به تعادل رسیدن فضای داخلی بدن به همدیگر کمک میکنند. یعنی مثلاً اگر تغییری در غلظت بیکربنات ایجاد شود ، سیستم تنفسی نیز با تغییر خود سعی میکند تغییر را خنثی کند. مثلاً تنفس را زیاد میکند تا غلظت CO2 کاهش یافته و اثر کاهش غلظت بیکربنات خنثی شود.
کلیه ها در تنظیم PH با تنظیم ترشح و بازجذب بیکربنات کمک میکنند و تنظیمی که توسط کلیه ها انجام میشود بلند مدت و دقیق است پس اگر اسیدوز یا آلکالوزی جبران شده بود و دقیقاً به PH نرمال رسیده بود یعنی کلیوی بوده است.
یکی از مهمترین روش های تنظیم اسیدیته کلیه ، استفاده از گلوتامیناز برای تولید آمونیاک از آمینواسید گلوتامات است که خاصیت بازی دارد و دفع آن باعث افزایش غلظت هیدروژن و کاهش PH میشود.
ترکیبات هیدروفوب ترکیباتی هستند که حلالیت خوبی در آب ندارند.(آبگریز)
و ترکیبات هیدروفیل ترکیباتی هستند که تمایل به حل شدن در آب را دارند. (آبدوست)
لیپید ها در آب حلالیت خوبی ندارند ، به همین دلیل چاقی میزان درصد آب بدن را کاهش میدهند.
KOH و NAOH باز های قوی هستند.
پمپ سدیم- پتاسیم با انتقال فعال اولیه یون های سدیم و پتاسیم را در خلاف جهت گرادیان(شیب غلظت) خودشان به طور همزمان منتقل میکنه تا شیب غلظت این یون ها رو حفظ کنه.
اصولاً موادی که باز های ضعیفی هستند ، اسید مزدوج آن ها قدرت بالاتری دارد
و بالاعکس موادی که باز های قوی ای هستند ، اسید مزدوج آن ها قدرت کمتری دارد.
معادله محاسبه PH به این صورت است:
PH نرمال بدن بین بازه ی 7/35 تا 7/45 است که به طور میانگین آن را 7/4 در نظر میگیرند.
عواملی که باعث اسیدوز متابولیکی میشوند:
1-افزایش سطح اجسام کتونی :به این علت که خاصیت اسیدی دارند موجب جذب بیکربنات خون شده و غلظت آن را کاهش داده و موجب اسیدوز متابولیک میشود.( کتواسیدوز در بیماران دیابتی)
2- اسهال شدید : حاوی مقدار زیادی بیکربنات است بنابراین دفع آن را افزایش داده و موجب اسیدوز متابولیک میشود.
3-دیابت و کتواسیدوز
4- گرسنگی شدید
5- نارسایی کلیوی مزمن
6- استفراغ محتویات روده ( استفراغ شدید)
اگر PH بدن زیر 6.8 یا بالای 7.8 برسد کشنده است.( 0/5 واحد پایین یا بالا مرگبار نیست)
غلظت CO2 و بیکربنات اگر از حد طبیعی آنها بیشتر یا کمتر شود موجب اسیدوز یا الکالوز میشوند.( CO2 تنفسی و بیکربنات متابولیکی)
استفراغ محتویات معده (استفراغ نه چندان شدید) سبب آلکالوز متابولیک
و استفراغ محتویات روده (استفراغ شدید) سبب اسیدوز متابولیک میشود.
فرمول محاسبه شکاف آنیونی ( Onion Gap) : Onion Gap=[NA+]-[CL- +HCO3]
بیشترین PH را شیره پانکراس
و کمترین PH را شیره معده دارد.
بیماری آمفیزم : یکی از بیماری های مزمن ریوی که در آن کیسه های هوایی کوچک(آلوِعول ها) در ریه ها به مرور زمان تخریب میشوند در نتیجه سطح تماس برای تبادل اکسیژن و کربن دی اکسید کاهش پیدا میکند و بیمار در تنفس دچار مشکل میشود.
عواملی که باعث کاهش تهویه ریوی میشوند : 1-هیپوونتیلاسیون ریوی 2-آمفیزم ریوی 3-پنومونی 4-انسداد راه های هوایی .
پایان
پست های مرتبط
28 آذر 1404
19 آذر 1404
17 آذر 1404
دیدگاهتان را بنویسید