Di David Stewart | Aggiornato il 30 agosto 2022
Motorizzazione/iStock/GettyImages
Un tampone è una sostanza chimica che stabilizza il pH di una soluzione, anche quando vengono aggiunti acidi o basi. Nei sistemi viventi, il buffering è fondamentale per mantenere un ambiente interno stabile:l’omeostasi. Piccole molecole come bicarbonato e fosfato, così come macromolecole come l'emoglobina e le proteine, forniscono tutte questa capacità tampone.
Il sistema tampone bicarbonato regola il pH del sangue attraverso un equilibrio dinamico tra acido carbonico (H₂CO₃) e ioni bicarbonato (HCO₃⁻). Quando il sangue diventa troppo acido, il tampone converte gli ioni idrogeno in eccesso in anidride carbonica, che i polmoni poi espellono. Al contrario, durante l'alcalosi, il bicarbonato viene escreto nelle urine, ripristinando il pH neutro.
All'interno delle cellule, il tampone fosfato, composto da idrogeno fosfato (HPO₄²⁻) e diidrogeno fosfato (H₂PO₄⁻), fornisce una capacità tampone più forte rispetto al sistema bicarbonato. Neutralizza gli ioni idrogeno in eccesso formando la specie fosfato meno reattiva e in condizioni alcaline accetta gli ioni idrossido, riportando così l'ambiente intracellulare alla neutralità.
Le proteine, costituite da amminoacidi legati da legami peptidici, hanno catene laterali che possono donare o accettare protoni. A pH fisiologico, i gruppi carbossilici esistono come ioni carbossilato caricati negativamente (COO⁻), mentre i gruppi amminici sono protonati come NH₃⁺. In condizioni acide, i carbossilati catturano i protoni per formare COOH, mentre in condizioni alcaline, NH₃⁺ rilascia protoni, diventando NH₂:entrambe le azioni smorzano le oscillazioni del pH.
Anche l’emoglobina, il pigmento che trasporta l’ossigeno nei globuli rossi, tampona il pH dei tessuti. Le sue subunità globiniche possono legare i protoni mentre il ferro eme lega l'ossigeno. Durante l'esercizio, i protoni in eccesso vengono assorbiti dall'emoglobina, che rilascia contemporaneamente ossigeno, mitigando così l'accumulo di acido nei muscoli.
