Fomba fandrindrana ny pH-n'ny vatana
Ny vatan'olombelona dia miasa tsara ao anatin'ny toe-javatra anatiny izay somary marin-toerana ihany. Ny iray amin'ireo masontsivana manan-danja indrindra tsy maintsy arahina akaiky dia ny pH, izay mandrefy ny haavon'ny asidra na ny maha-basité (alkalinity) ny vahaolana. Amin'ny olombelona, ny pH ara-dalàna ao amin'ny ra dia manodidina ny 7,35–7,45. Toa tsotra io isa io, saingy na dia fiviliana kely fotsiny aza dia mety hanelingelina ny asan'ny anzima, ny metabolisman'ny sela, ny fiasan'ny nerveo ary ny fihenjanan'ny hozatry ny fo. Noho izany, ny vatana dia manana rafitra fandrindrana pH misy sosona maro, haingana ary mifanohana.
Ny fahatakarana ny pH sy ny maha-zava-dehibe ny fifandanjana asidra-base
Ny pH dia faritana amin'ny fifantohan'ny iôna hidrôzenina (H⁺) ao amin'ny tsiranoka ao amin'ny vatana. Arakaraka ny maha-avo ny H⁺ no maha-asidra azy; arakaraka ny maha-ambany ny H⁺ no maha-base azy. Ny fihetsika simika isan-karazany ao amin'ny vatana dia mamokatra asidra sy base ho vokatra azo avy amin'izany. Ohatra, ny metabolisman'ny gliosida sy ny tavy dia mamokatra gazy karbonika (CO₂), izay afaka mamorona asidra karbonika, raha toa kosa ny metabolisman'ny proteinina dia mamokatra asidra tsy miempo toy ny asidra solifara sy asidra phosphorika.
Nahoana no zava-dehibe ny mitazona ny pH ao amin'ny ra? Ny anzima—proteinina izay manafaingana ny fihetsika biochemika—dia manana pH tsara indrindra. Ny fiovan'ny pH dia mety hanova ny firafitry ny proteinina, hisy fiantraikany amin'ny fifamatorana simika, ary hanova ny asan'ny mpandray sy ny fantsona iôna. Vokatr'izany, ny rafi-batana isan-karazany dia mety hiharan'ny tsy fahatomombanana. Ny asidôzy (pH ambany loatra) dia mety hiteraka fihenan'ny fihenjanan'ny fihenjanan'ny fo, ny arrhythmias, ary ny fihenan'ny valin-kafatra amin'ny lalan-dra amin'ny catecholamine. Ny alkalosis (pH avo loatra) dia mety hiteraka soritr'aretina toy ny mangotsokotsoka, ny fanaintainan'ny hozatra, ary na dia ny fitempon'ny fo tsy ara-dalàna aza noho ny fiovan'ny fifamatoran'ny kalsioma amin'ny proteinina.
Loharanon'ny asidra sy ny fototra ao amin'ny vatana
Avy amin'ny loharano roa lehibe indrindra no mamokatra "asidra". Voalohany, ny asidra mihelina, amin'ny endrika CO₂, dia vokarin'ny fifohana rivotra. Mora avoaka amin'ny havokavoka ny CO₂, noho izany ny anarana hoe mihelina. Faharoa, ny asidra tsy mihelina (asidra raikitra) dia avy amin'ny metabolisman'ny proteinina sy ny fosfôlipida, toy ny asidra solifara sy phosphorika. Ny asidra tsy mihelina dia tsy azo avoaka amin'ny alalan'ny havokavoka ary miankina amin'ny voa amin'ny famoahana azy.
Etsy ankilany, mamokatra fototra ihany koa ny vatana, ny iray amin'izany dia ny bikarbonate (HCO₃⁻), izay mitana anjara toerana lehibe amin'ny maha-buffer lehibe ao amin'ny plasma azy. Io fifandanjana eo amin'ny asidra sy ny fototra io dia tazonina amin'ny alàlan'ny rafitra fandrindrana ny pH.
Andry telo mifehy ny pH: ny buffer, ny havokavoka ary ny voa
Azo takarina ho toy ny fiarovana telo lehibe ny fomba fandrindrana ny pH ao amin'ny vatana:
1. Rafitra buffer simika (haingana indrindra, miasa ao anatin'ny segondra vitsy)
2. Rafitra taovam-pisefoana (haingana, minitra ka hatramin'ny ora)
3. Rafitra voa (matanjaka indrindra fa miadana, ora maro ka hatramin'ny andro maromaro)
Ireo telo ireo dia miara-miasa mba hitazonana ny pH-n'ny ra ho marin-toerana na dia eo aza ny fiovan'ny famokarana asidra-base.
1) Rafitra fiarovana simika: fiarovana voalohany
Ny buffer dia asidra sy base malemy izay manohitra ny fiovan'ny pH amin'ny alàlan'ny "fisamborana" na "famoahana" ion H⁺. Tsy manala asidra amin'ny vatana ny buffer, fa kosa manamafy orina vetivety ny pH mba ahafahan'ny rafitra hafa mifanaraka amin'izany.
Bikarbonate buffer (HCO₃⁻/H₂CO₃)
Ny rafitra bikarbonate no buffer manan-danja indrindra ao amin'ny ra, izay ahitana ireto fihetsika manaraka ireto:
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻
Rehefa mitombo ny H⁺ (mitombo ny asidra), ny HCO₃⁻ dia hifamatotra amin'ny H⁺ mba hamorona H₂CO₃, izay azo ovaina ho CO₂ ary avoaka amin'ny alalan'ny havokavoka. Mifanohitra amin'izany kosa, rehefa mihena ny H⁺ (basic loatra), ny H₂CO₃ dia mety ho levona ka hamokatra H⁺ mba hampidina ny pH indray.
Ny tombony azo amin'ity rafitra ity dia ny fahafahan'ny taova roa mandrindra ny singa ao aminy: ny havokavoka mandrindra ny CO₂ ary ny voa mandrindra ny HCO₃⁻.
Hemôglôbinina buffer sy proteinina plasma
Ny hemôglôbinina ao amin'ny sela mena dia fitaovana fiarovana mahery vaika satria afaka mifatotra amin'ny H⁺. Rehefa miditra ao amin'ny erythrocytes ny CO₂, dia ovain'ny anzima carbonic anhydrase ho H⁺ sy HCO₃⁻ ny sasany amin'izany. Avy eo dia mifamatotra amin'ny hemôglôbinina ny H⁺, ka tsy mampitombo be ny asidra ao amin'ny ra. Manana vondrona asidra-base ihany koa ny proteinina ao amin'ny plasma izay afaka mifatotra amin'ny fiovan'ny pH, na dia kely kokoa noho ny an'ny hemôglôbinina aza ny fandraisany anjara.
Fosfata fosfata
Ny rafitra phosphate (H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻) dia manjaka ao anatin'ny sela sy ao amin'ny ranon-javatra ao amin'ny voa. Ity buffer ity dia tena manan-danja amin'ny famoahana asidra ao amin'ny voa, satria ny phosphate dia afaka "mitazona" ny H⁺ ao amin'ny urine.
2) Fifehezan'ny havokavoka: mandrindra ny CO₂
Ny havokavoka no mifehy ny pH amin'ny alàlan'ny fandrindrana ny habetsahan'ny CO₂ avoaka amin'ny alàlan'ny fampidirana rivotra. Satria mifandray mivantana amin'ny fiforonan'ny H⁺ ao amin'ny fihetsiky ny bikarbonate ny CO₂, ny fiovan'ny fampidirana rivotra dia hisy fiantraikany amin'ny pH-n'ny ra.
– Raha lasa asidra ny ra (asidozy): mampitombo ny fivezivezen'ny rivotra ny vatana (hyperventilation) mba hamoahana CO₂ bebe kokoa. Ny fihenan'ny CO₂ dia hamindra ny fihetsika miankavia, ka hampihena ny H⁺ ary hampitombo ny pH.
– Raha lasa alkaline loatra ny ra (alkalose): mety hihena ny fivezivezen'ny rivotra (hypoventilation) ka mitazona ny CO₂, miova miankavanana ny fihetsika, mitombo ny H⁺, midina ho akaiky ny ara-dalàna ny pH.
Io fifehezana io dia fehezin'ny foibem-pisefoana ao amin'ny vatan'ny atidoha, izay mandray famantarana avy amin'ny chemoreceptors. Ireo chemoreceptors afovoany dia mora tohina amin'ny fiovan'ny CO₂ (amin'ny alàlan'ny fiovan'ny pH amin'ny tsiranoka cerebrospinal), raha toa kosa ireo chemoreceptors periferika (ao amin'ny carotid sy aorta) dia mora tohina amin'ny pH sy ny haavon'ny oksizenina ao amin'ny ra.
Na izany aza, misy fetrany ny rafi-pisefoana. Ny tsy fahampian'ny rivotra miditra be loatra dia mety hiteraka fihenan'ny oksizenina (hypoxia). Noho izany, ny fanonerana ny alkalosis amin'ny taovam-pisefoana dia tsy afaka mitohy mandrakizay.
3) Fifehezan'ny voa: mandrindra ny famoahana bikarbonate sy asidra
Ny voa no mpandrindra maharitra ny fifandanjan'ny asidra sy ny fotony. Amin'ny ankapobeny, ny voa dia mitazona ny pH amin'ny fomba telo lehibe:
1. Famerenana ny fidiran'ny bikarbonate voasivana (HCO₃⁻)
2. Famoahana ny iôna H⁺
3. Fiforonan'ny bikarbonate vaovao (HCO₃⁻ vaovao) mba hanoloana izay nampiasaina hanalefahana ny asidra.
Famerenana ny fidiran'ny bikarbonata
Ny ankamaroan'ny HCO₃⁻ ao amin'ny plasma dia voasivana ao amin'ny glomerulus. Tsy maintsy "mamerina" ny HCO₃⁻ ny voa mba hisorohana ny fahaverezany ao anaty urine. Ao amin'ny tubule proximal, ny sela tubular dia mamoaka H⁺ ao amin'ny lumen tubular. Io H⁺ io dia miara-miasa amin'ny HCO₃⁻ mba hamorona H₂CO₃, izay avy eo dia vaky ho CO₂ sy H₂O. Miparitaka miverina ao amin'ny sela tubular ny CO₂ ary miova ho HCO₃⁻, izay avy eo dia averina ao amin'ny ra. Io rafitra io dia mitazona tsara ny tahirin'ny bikarbonate.
Famoahana asidra amine toy ny asidra titrated sy ammonium
Ny voa dia mamoaka H⁺ amin'ny endrika roa lehibe indrindra:
– Asidra titration (indrindra fa ny phosphore): Ny H⁺ dia mifamatotra amin'ny HPO₄²⁻ mba hamorona H₂PO₄⁻ ary avoaka amin'ny urine.
– Amôniôma (NH₄⁺): Mamotika ny glutamine ny voa mba hamokarana NH₃ (amônia), izay avy eo mifamatotra amin'ny H⁺ mba hamorona NH₄⁺. Tena ilaina ity dingana ity rehefa mahatsapa asidra mitaiza ny vatana satria afaka mampitombo be ny fahafahan'ny vatana manala asidra.
Ny H⁺ rehetra izay esorina amin'ny maha-NH₄⁺ na H₂PO₄⁻ azy dia mifandray amin'ny fiforonan'ny HCO₃⁻ vaovao izay averina ao amin'ny ra, ka manampy amin'ny fampiakarana ny pH.
Ny foto-kevitry ny onitra: rehefa misy rafitra iray voakorontana
Amin'ny ankapobeny dia mizara ho:
– Aretin'ny taovam-pisefoana: fiovana voalohany amin'ny CO₂ (oh: tsy fahampian'ny rivotra → asidôzy amin'ny taovam-pisefoana; fihoaram-pefy → alkalose amin'ny taovam-pisefoana).
– Aretina metabolika: fiovana voalohany amin'ny HCO₃⁻ na ny habetsahan'ny asidra (ohatra: aretim-pivalanana mafy, fahaverezan'ny bikarbonate → asidôzy metabolika; fandoavana maharitra, fahaverezan'ny asidra ao amin'ny vavony → alkalose metabolika).
Hanome hanonitra amin'ny alalan'ny rafitra hafa ny vatana: ny havokavoka no manonitra ny fikorontanan'ny metabolisma (manova ny fivezivezen'ny rivotra), raha ny voa kosa no manonitra ny fikorontanan'ny taovam-pisefoana (manova ny fidiran'ny HCO₃⁻ sy ny famoahana H⁺). Ny fanonerana dia manampy amin'ny fitondrana ny pH ho akaiky kokoa ny ara-dalàna, saingy mazàna tsy mamerina izany tanteraka raha tsy voavaha ny antony fototra.
Penutup
Ny fandrindrana ny pH ao amin'ny vatana dia ohatra tsara amin'ny fahamarinan'ny rafitra homeostasis olombelona. Miasa ao anatin'ny segondra vitsy ny buffer simika mba hiarovana ny fiovan'ny pH, ny havokavoka dia manitsy haingana ny CO₂ amin'ny alàlan'ny fiovan'ny rivotra, ary ny voa dia mandrindra tsara ny famoahana asidra sy ny tahirin-bikarbonata mba hihazonana ny fahamarinan-toerana maharitra. Mifameno ireo rafitra telo ireo, mitazona ny pH ao amin'ny ra ao anatin'ny fetra tery izay ahafahan'ny sela miasa tsara. Ny fahatakarana ireo rafitra ireo dia tena ilaina tsy ho an'ny biolojia sy ny fitsaboana ihany, fa koa ho an'ny fahafantarana ny fomba mety hisy fiantraikany lehibe eo amin'ny fahasalaman'ny vatana manontolo na dia ny fanelingelenana kely amin'ny fifohana rivotra, ny fiasan'ny voa, na ny metabolisma aza.
