1。バッファ:
* 定義: バッファーは、少量の酸または塩基が追加されると、pHの変化に抵抗する溶液です。
* メカニズム: それらは、過剰なH+イオン(酸性)またはOh-イオン(塩基性)を吸収することで機能し、pHの劇的なシフトを防ぎます。
* 例:
* 重炭酸塩緩衝システム(血液): この重要なシステムには、炭酸酸(H2CO3)と重炭酸塩イオン(HCO3-)が含まれ、狭い範囲内で血液pHを維持します。
* リン酸緩衝液システム(細胞): リン酸二水素(H2PO4-)およびリン酸単色(HPO42-)は、細胞内の緩衝液として作用します。
* タンパク質バッファー: タンパク質には、カルボキシル基(COOH)およびアミノ基(NH2)を備えたアミノ酸が含まれており、酸と塩基の両方として機能し、緩衝能力に寄与しています。
2。呼吸器系:
* メカニズム: 肺は、二酸化炭素(CO2)の除去を制御することにより、pH調節において重要な役割を果たします。
* それがどのように機能するか:
*血液が酸性になりすぎると(高CO2)、呼吸速度が増加し、より多くのCO2を排出し、重炭酸塩形成に向けて平衡をシフトし、酸性度を低下させます。
*血液が塩基性になりすぎると(低CO2)、呼吸速度が低下し、CO2を保持し、炭酸酸の形成に向かって平衡をシフトし、したがって酸性度が高まります。
3。腎系(腎臓):
* メカニズム: 腎臓は、血液をろ過し、余分な酸または尿中の塩基を排泄することにより、pHを調節するのに役立ちます。
* それがどのように機能するか:
*血液が酸性である場合、腎臓はより多くの重炭酸イオン(HCO3-)を再吸収し、より多くの水素イオン(H+)を排出します。
*血液が塩基性である場合、腎臓は重炭酸イオンを再吸収し、水素イオンを排出します。
4。その他の物質:
* 有機酸: 乳酸やクエン酸などの有機酸は、特定の組織やプロセスのpH調節に寄与する可能性があります。
* 特定の酵素: 炭酸脱水酵素のような特定の酵素は、炭酸酸の形成と分解に関与しており、pHバランスに重要な役割を果たしています。
pH調節の重要性:
安定したpHを維持することは、生物系の適切な機能に不可欠です。 pHの変動は次のとおりです。
* 酵素活性に影響: ほとんどの酵素には、活性に最適なpH範囲があり、有意な逸脱はその機能を破壊する可能性があります。
* 細胞膜の完全性を破壊: pHの変化は、細胞膜の構造と透過性を変化させる可能性があります。
* 神経インパルス伝達に干渉する: pHの変化は、ニューロンの電気特性に影響を及ぼし、神経シグナル伝達に影響を与える可能性があります。
これらのメカニズムを使用することにより、生物は安定した内部pHを維持できます。これは、生命をサポートするために重要です。