Sistema tampone, lipidi, carboidrati

Biochimica – Lezione 3 – 12-05-2016

Introduzione ai sistemi tampone

In generale, i composti di un sistema tampone devono essere un acido debole con la sua base coniugata (acido acetico e acetato, acido carbonico e bicarbonato) o una base debole con il suo acido coniugato (ammina e ammonio). Ogni sistema tampone sarà costituito da due componenti: un acido debole (che non si dissocia completamente secondo un processo reversibile ovvero secondo un equilibrio chimico descrivibile attraverso il principio di Le Chatelier – Brown) e la sua base coniugata o una base debole e il suo acido coniugato. La presenza deve essere in contemporanea.

Sistemi tampone importanti

Consideriamo due sistemi tampone particolarmente importanti in biochimica:

• Sistema tampone ematico: H₂CO₃/HCO₃^- (acido carbonico/bicarbonato)
• Sistema tampone intracellulare: H₂PO₄^-/HPO₄^2- (anione di-idrogeno fosfato/monoidrogeno fosfato)

Comportamento dei sistemi tampone

Se in una soluzione dove è sciolto un acido debole si aggiunge un ulteriore acido (qualsiasi) che aumenta la concentrazione degli ioni idronio, cioè vengono aumentati i prodotti, secondo il principio di Le Chatelier l’equilibrio si sposterà verso i reagenti, cioè tenderà a formare anione di-idrogeno fosfato. In questo modo, gli ioni idronio aggiunti tramite l’acido qualsiasi sono neutralizzati dal monoidrogeno fosfato, pertanto anche l’aggiunta di un ulteriore acido non determina variazioni di pH.

Se invece si aggiunge una base, gli ioni ossidrile vanno a reagire con gli ioni idronio formando due molecole di acqua (autoprotolisi dell’acqua). In questo caso abbiamo una diminuzione dei prodotti e pertanto l’equilibrio si sposta verso i prodotti e il sistema all’equilibrio aumenterà la concentrazione degli ioni idronio e neutralizzerà dunque gli ossidrili.

Funzionamento del sistema tampone

Se aggiungiamo un acido in un sistema tampone, aumenta la concentrazione degli ioni idronio e per il principio di Le Chatelier l’equilibrio del tampone si sposta verso la forma indissociata opponendosi alla diminuzione del pH. In modo analogo, se si aggiunge una base, gli ioni ossidrile vanno a reagire con gli ioni idronio generando acqua, ma depauperando la concentrazione di un prodotto, l’equilibrio del sistema si sposterà verso i prodotti in modo da compensare l’aumento del pH.

Definizione di sistema tampone

Un sistema tampone è un sistema costituito da un acido debole coniugato a una base o una base debole coniugata ad un acido che si oppone alla variazione di pH. Un esempio è l’acido carbonico/ione bicarbonato e di-idrogeno fosfato/mono idrogeno fosfato.

Le biomolecole

• RER: modifiche post-traduzionali delle proteine
• Nucleo: contiene il DNA → riproduzione
• Nucleolo: geni codificanti RNA ribosomiale → sintesi proteica
• REL: litogenesi
• Lisosomi: digestione intracellulare mediante enzimi idrolitici
• Mitocondri: centrali energetiche
• Golgi: distribuzione delle proteine sintetizzate dai ribosomi

Acidi grassi – Lipidi

Gli acidi grassi sono importanti dal punto di vista delle biomolecole perché il gruppo carbossile caratterizza la classe degli acidi grassi. Gli acidi grassi sono elettroliti deboli. Il gruppo carbossilico è un esempio di risonanza. La risonanza consiste nella delocalizzazione degli elettroni π. Affinché la delocalizzazione avvenga è necessario che la molecola abbia una struttura planare.