Soluzioni tampone biologiche: importanza nel mantenimento del pH corporeo
Le soluzioni tampone biologiche sono fondamentali per mantenere il corpo ad un corretto pH in modo da permettere l’ottimale svolgimento dei processi biochimici. Molte reazioni chimiche sono influenzate dall’acidità della soluzione in cui avvengono. Le soluzioni tampone hanno la caratteristica di opporsi a drastiche variazioni di pH dopo l’aggiunta o la rimozione di piccole quantità ioni H+ o OH-. Le reazioni biochimiche sono particolarmente sensibili al pH poiché le molecole biologiche contengono gruppi di atomi che possono caricarsi o essere neutri in base al pH, il che influisce sull’attività biologica della molecola.
Tampone fosfato
Il tampone fosfato è presente nel fluido interno di tutte le cellule ed è costituito da H2PO4- che funge da donatore di ioni H+ e dallo ione idrogeno fosfato HPO4^2- che funge da accettore di ioni H+. Questi ioni poliatomici stabiliscono un equilibrio che risulta influenzato dall’aggiunta di ioni H+ o OH-. La costante di equilibrio per questo tampone è di 6.23 × 10^-8 a 25°C. Nei mammiferi, il fluido cellulare ha un pH che oscilla tra 6.9 e 7.4 e il tampone diidrogeno fosfato/idrogeno fosfato è efficace nel mantenere il pH all’interno di questo range.
Tampone acido carbonico/idrogeno carbonato
Il tampone acido carbonico/idrogeno carbonato è presente nel plasma sanguigno e funziona in modo simile al tampone fosfato. La sua costante acida è 7.9 × 10^-7 e il pKa è 6.1 alla temperatura corporea. La concentrazione degli ioni HCO3- e dell’acido carbonico H2CO3 è controllata da due sistemi fisiologici indipendenti: la respirazione e i reni. Questo tampone permette alla soluzione di rispondere efficacemente alla gran parte delle sostanze rilasciate nel sangue.
In conclusione, le soluzioni tampone biologiche svolgono un ruolo essenziale nel mantenimento dell’equilibrio del pH corporeo, garantendo che le reazioni biochimiche avvengano in modo ottimale.