1/20 Sabitesi

Biyolojide asit ve alkalilerin kuvveti, solüsyon içinde iyonize olan hidrojen (H⁺) konsantrasyonu ile ölçülmektedir. Kimyevî ekîvalans bakımından birbirinin eşiti olan çeşitli asit ve alkali solüsyonların şimik reaksiyonlar ve canlı dokulara etkileri ba­kımından farklılık gösterdikleri bilinmekte­dir. Bunu bir misalle açıklayabiliriz: Ase­tik asit ve nitrik asit şimik ekivalans bakı­mından birbirinin aynıdır, fakat nitrik asit solüsyon halinde iken % 80’e yakın oranda iyonize olur. Buna karşılık asetik asidin ise % 1’den daha azı iyonize olur. Buna göre nitrik asit kuvvetli bir asit, asetik asit ise zayıf bir asittir.

Bir çözeltinin beher litresindeki hidrojen iyonu konsantrasyonunun mol cinsinden negatif logaritması pH olarak bi­linir. 25 derecelik saf suyun H⁺ iyonu konsantrasyonu 1/10^-7 dir. Bu sayının ne­gatif logaritması ise 7’dir; öyle ise suyun pH’sı 7’dir.

Buraya kadar anlatılanlar insan bün­yesindeki asidite ve alkali durumuna açık­lık kazandırmak içindir. İnsan bünyesinde, vücut likitlerinin pH’sı bir ömür boyu belirli bir sabitede tutulmakta olup pH: 7.36–7.44 (Ortalama: 7,4)’tür.

60–70 yıllık insan ömründe, yaz ve kış, gece ve gündüz demeden insan vücudu likitlerinin pH’sı sabit tutulmaya çalışıl­maktadır. Bu pH’nın ayarlanmasında vazife­lendirilen birçok sistemler göze çarpar ve bunların çalışmaları dikkatle incelenirse çok hassas mizanların vazifelendirildiği, has-miktarlarda ölçülüp tartıldığı dikkati çeker. Kimyevî ve fizyolojik yollarla bir ömür boyu pH 7,4 civarında sabit tutul­maya çalışılır. pH’da çok az bir oynamanın (asit veya alkali yöne kayma) insan hayatını tehdit ettiğini, bu hususla ilgili hekimle­rin asidoz ve al kal 02 durumlarında nasıl pa­nik içinde olduklarını ve tedavide ne kadar acele ettiklerini yakın müşahedelerle gözle­mek mümkündür.

pH’nın korunmasında vücudun tam­pon sistemleri ve bu arada akciğer ve böb­reğin büyük rolü vardır. Akciğer ve böbrek­lerden asit iyonların atılmasına bilhassa dikkat edilir.

Bu yazımızda akciğer ve böbreğin, vücudun pH’sını ayarlamada gösterdikleri mükemmel çalışmaya temas etmeyip kim­yevî tampon maddelerden ve bunlar içinde 1/20 sabitesi ile mükemmel vazife gören bikarbonat/karbonik asit tampon sis­teminden bahsedeceğiz.

Bir çözeltide varlığı ile bir asit veya bir alkalinin eklenmesinden oluşan pH değişmelerini azaltan kimyevî maddelere tam­pon adı verilir. Vücudun kimyevî tampon­ları içinde 4 ana tampon sisteminden söz edilebilir: Eritrosit-Hemoglobin tampon sis­temi, protein tampon sistemi, fosfat tam­pon sistemi ve bikarbonat-karbonik asit tampon sistemi.

Bikarbonat-karbonik asit tampon sis­temi tampon sistemler içinde adından en fazla bahsedilen bir sistemdir. Umumiyetle bikarbonat, sodyum veya potasyum tuzu şeklinde bulunur. Kimyevî formülü ise B.HCO₃ şeklinde gösterilir. Karbonik asit ise, H.HCO₃ olarak ifade edilir. Bikarbonat-karbonik asit sistemi, zayıf bir asit ve bu­nun kuvvetli bir bazla meydana getirdiği tuzun karışımından ibaret bir sistem olup, diğer bütün tampon sistemlerin tâbi oldu­ğu kanunlar uyarınca çalışır.

Organizmaya karbonik asitten daha kuvvetli bir asit girdiğini düşünelim. Bu asit HCL (hidroklorik asit) olsun. Bu du­rumda bikarbonat tuzu ile yukarıdaki kuv­vetli asit reaksiyona girer ve reaksiyon sonucu karbonik asit oluşur. Karbonik asit ise zayıf bir asit olduğundan ortamın pH’ sı değişmez. Şöyle bir denklem ile bunu anlatabiliriz:

HCI + NaHCO ₃ = NaCl + H.HCO ₃

Aynı şekilde sisteme katılan kuvvet­li bir alkali de söz konusu olabilir. Bu durumda şöyle bir denklem kurulur:

NaOH + H.HCO ₃ = NaHCO ₃₊ H₂O

Görülüyor ki bir alana sodyum hid­roksit gibi kuvvetli bir baz bile girse derhal karbonik asit ile reaksiyona girmekte ve bikarbonat tuzu ve su oluşmakta ve alanın pH’sı değişmemektedir. ; Bikarbonat-karbonik asit tampon sis­temi daha çok hücre dışı sıvıdaki nötralize edici vazifeyi üzerine almıştır. Intrasellüler (hücre içi) sıvıda ise bu vazifeyi fosfat tampon sistemi yüklenir.

Yukarıdaki açıklamalardan da anlaşı­lacağı üzere belirli bir pH derecesini bir ömür boyu sabit bir seviyede tutabilmek için belirli bir karbonik asit ve bikarbonat tuzuna ihtiyaç vardır. Başka bir deyişle her pH derecesi belirli nisbette bir karbonik asîd bikarbonat tuzu karışımına karşı gelir. İnsanlarda normal pH’da (7,4) karbonik asit 1,3 mEq/L, bikarbonat tuzu ise 27 mEq/L.’dir. Bunların birbirine oranı ise (1.3/27) yukarıdaki sabiteyi (1/20) vermek­tedir. Tampon sistemde karbonik asit ve­ya bikarbonatın harcanması durumunda yukarıdaki sabite değişme gösterecektir. Fa­kat insan vücudunda öyle mükemmel ayar sistemleri vardır ki, çok kısa bir sürede ‘denge’ ayarlanmakta ve 1/20 sabitesi mu­hafaza edilmektedir.

Bu kadar mükemmel sistemlerin in­san bünyesinde toplanması insanın bir ömür boyu sağlıklı yaşaması için gereklidir. Sa­yılan bu tampon sistemlerden bir tekinin çalışmaması durumunda ise, bazı defalar, dönüşü olmayan klinik tablolar ortaya çık­makta ve dünya hayatı sona ermektedir. İnsan düşünse, bir tek nefes alış-verişinin ne kadar ehemmiyetli olduğunu anlayacak­tır. Hâlbuki yukarıdaki anlatılan tampon sis­temler ve bunun yanında vücudun diğer sis­temlerinin çalışması karşısında insan kendi­ne gelmeli ve bu sistemleri insan vücuduna yerleştiren yaratıcısına olan vazifelerini iyi bilmelidir.