Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia


Hidrogén-karbonát–szén-dioxid puffer

A hidrogén-karbonát–szén-dioxid puffer a szervezet alapvető pufferrendszere, a vér pH-t tartja állandó értéken. Egészséges személynél az arteriás pH 7,4 körül, 7,35 és 7,45 között van. Ha növekszik a pH (pH> 7,6), akkor a sejtek már nem tudják a vérnek kellően átadni a biológiai oxidáció során képződött szén-dioxidot, a pH csökkenése (pH< 7,3) pedig a gázcserét segíti elő a tüdőben a szén-dioxid leadásával. A vér pH< 7,0 kómát idéz elő (pl. súlyos diabetesben). A pufferrendszer fontos komponensei a szénsav() és ionjai (, ). A 88. ábra ezek mennyiségi arányait szemlélteti a pH függvényében.
A vér pufferrendszerében a vérben oldott szén-dioxid, CO2(aq) és a tüdőben lévő gázállapotú szén-dioxid, CO2(g) is szerepet játszik. A pH-t három egyensúlyi folyamat alakítja ki.
 
88. ábra. A pH hatása a szénsav disszociációjára. A szénsav kétlépcsős disszociációs egyensúlyaiból számítógép segítségével számoltuk a résztvevő anyagok relatív koncentrációit. pH = 7,4 értéknél gyakorlatilag csak és található az egyensúlyi rendszerben, a mennyisége, így a szénsav 2. disszociációs lépése elhanyagolható
 
l. A szénsav első disszociációs lépése:
 
 
 
2. Az oldott szén-dioxid és szénsav egyensúlya:
 
 
 
3. A szén-dioxid oldódása:
 
 
 
A K2 egyensúlyi állandó egyenletéből kifejezve a [H2CO3]-t és behelyettesítve a K1 egyensúlyi állandó értékébe:
 
 
majd a [CO2(aq)] értékét kifejezve a K3 egyensúlyi állandó egyenletéből és beírva a fenti egyenletbe, átrendezés után kapjuk:
 
 
A három egyensúlyi állandót összevonva (K), a CO2 koncentrációját a tüdőben a gáz parciális nyomásának () és a plazmában való oldhatóságának () szorzatával helyettesítve
 
 
az egyenletből kifejezhetjük a hidrogénion-koncentrációt is:
 
 
A fenti levezetés alapján a bikarbonát-szén-dioxid pufferre megadható a Henderson-Hasselbalch-egyenlet:
 
 
amelyben három változó (pH, [], ) és két állandó (pK, ) szerepel. Behelyettesítve a pK és az , értékeit 37°C-on (6,1, ill. 0,0226 mmol/mbar):
 
 
A értéke 46 és 64 mbar között van, átlagosan 53 mbar és a plazma koncentrációja 24 mmol/dm3, behelyettesítve:
 
 
 
A vér pH-szabályozását a 89. ábra foglalja össze. A vérbe kerülő metabolitok (pl. tejsav) növelhetik átmenetileg a hidrogénion-koncentrációt, ami H2CO3 képződéséhez vezet. Ez oldott szén-dioxiddá, CO2(aq) alakul át és a tüdőben gázfázisba lép: CO2(g). A bevitt H+ tehát növeli a -t, de nem változtatja meg a vér-pH-t mindaddig, amíg elegendő koncentrációjú bikarbonát van jelen (alkálitartalék). A vér-pH átmeneti emelkedése növeli a -koncentrációt, ami a CO2-gáz oldásából, H2CO3 képződésén át pótlódik.
 

Általános és bioszervetlen kémia

Tartalomjegyzék


Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave