Bufory śliny

Co to są bufory?

Bufory – roztwory, których wartość pH po

dodaniu niewielkich ilości mocnych kwasów

albo zasad, jak i po rozcieńczeniu wodą

prawie się nie zmienia. Roztwór buforowy to

mieszanina kwasu i zasady czyli mieszanina

protonodawcy i protonobiorcy według teorii

Brønsteda.

Mechanizm działania

buforów

Mechanizm działania buforu najłatwiej jest

prześledzić na przykładzie układu słabego kwasu i

komplementarnej do niego soli. W tym przypadku

głównym źródłem silnej zasady (A-) nie jest słabo

dysocjujący kwas lecz mocno zdysocjowana sól

(XA):

XA ⇌ X

(aq) + A

(aq)

(1)

Niezależnie od wyjściowych składników bufora, po

ich rozpuszczeniu w wodzie i częściowej dysocjacji

tworzy się równowaga słabego kwasu (HA) i

sprzężonej z nim mocnej zasady (A-):

HA(aq) + H

O ⇌ H

(aq) + A

(aq)

(2)

która jest odpowiedzialna za odporność buforu na

zmiany pH.

Mechanizm działania

buforów

Ze względu na dużą ilość jonów A

dostarczanych w reakcji (1) przez sól,

równowaga opisana równaniem (2) jest bardzo

silnie przesunięta w stronę kwasu (HA). Można

powiedzieć, że w tego rodzaju buforze niemal

cała ilość jonów A

pochodzi z soli, zaś słaby

kwas (HA) pozostaje w roztworze w formie

prawie nie zdysocjowanej. Zadaniem soli jest

więc w sumie blokowanie dysocjacji słabego

kwasu.

Mechanizm działania

buforów

•

W momencie dodania do roztworu

buforowego silnej zasady, reaguje ona z

jonami hydroniowymi (H3O+(aq)), które

jednak są natychmiast regenerowane przez

dysocjację kwasu (HA), którą uruchamia

właśnie fakt znikania jonów hydroniowych

w równowadze opisanej równaniem (2). W

momencie dodania silnego kwasu, silna

zasada sprzężona (A-), która występuje

cały czas w dużym stężeniu po prostu

reaguje z tym kwasem i w rezultacie pH

całego układu się nie zmienia.

Pojemność buforowa

Naturalnie, cały układ buforujący nie jest skuteczny w

nieskończoność. Każdy bufor posiada swoją pojemność,

zwaną pojemnością buforową β, która jest

warunkowana stałą równowagi głównej reakcji

buforowej, oraz stężeniem czynnika słabo

dysocjującego. Na przykład jeśli do roztworu bufora

złożonego ze słabego kwasu i jego soli, dodamy tyle

silnej zasady, że spowoduje ona całkowitą dysocjację

słabego kwasu (HA), w reakcji (2) to dalsze dodawanie

tej zasady spowoduje już taką zmianę pH jaka by

następowała bez obecności bufora. Pojemność

buforowa zależy od ogólnego stężenia kwasu i jego soli.

Maksymalna pojemność wzrasta wraz z ogólnym

stężeniem i nie zależy od mocy kwasu.

Pojemność buforowa

Pojemność buforowa zdefiniowana jest jako:

gdzie:
–

Δn – ilość moli dodanego mocnego kwasu lub zasady (w praktyce

podaje się dla 1 dm³ buforu, (Δn/V))

–

ΔpH – zmiana pH wywołana dodaniem tej ilości kwasu lub zasady

Pojemność buforowa (jej wartość jest zależna od pH) określa więc

wrażliwość określonej ilości roztworu na dodawanie mocnego kwasu
lub zasady, np. zmiana pH o 0,01 w wyniku dodania 0,006 mola
kwasu lub zasady oznacza β=0,6 mol.

Bufory śliny

•

Odczyn śliny mieszanej jest słabo kwaśny

(pH 5,75-7,05). Stwierdzono jednak, że u

86% populacji pH śliny waha się w

granicach 6,35-6,85 . Stałość odczynu pH

śliny jest istotna ze względu na zachodzące

w jamie ustnej procesy chemiczne, które

wymagają ściśle określonych warunków.

Dlatego ślina, tak samo jak inne płyny

ustrojowe, zawiera układy buforowe takie

jak, węglanowy (CO2) NaHCO3, fosforanowy

NaH2PO4/ Na2HPO4 i grupy zasadowe

aminokwasów wolnych i tworzących białka.

Bufory śliny

•

W zobojętnianiu kwasów bierze udział także
amoniak, powstały z rozpadu mocznika
przez bakterie płytki nazębnej.

•

Udział procentowy poszczególnych buforów
w neutralizującym działaniu śliny znacznie
się różni. Bufor wodorowęglanowy
odpowiada za 50% zdolności buforowej śliny
spoczynkowej i 80% zdolności buforowej
śliny stymulowanej. Natomiast stężenie
buforu fosforanowego zależy od pH śliny.
Działa on głównie w zakresie pH 6-8

Bufor a próchnica

•

Duże znaczenie w etiologii próchnicy zębów

przypisuje się czynności układów buforowych

śliny. Neutralizują one protony wodoru, dzięki

czemu pH śliny utrzymuje się na poziomie od

6,8 do 7,2. Niewyrównane zakwaszenie

mikrośrodowiska jamy ustnej, zapoczątkowuje

wiele reakcji biochemicznych prowadzących do

wzrostu rozpuszczalności hydroksyapatytu

szkliwa .

•

Można wnioskować, że genetycznie niska lub

patologicznie zmniejszona wydolność układu

buforującego śliny sprzyja rozwojowi próchnicy.

Osoby odporne na

próchnice

•

Ślina osób odpornych na próchnicę

charakteryzuje się istotnie wyższą

zdolnością do buforowania kwasów niż

ślina osób podatnych na tę chorobę.

•

Pojemność buforowa śliny jest

uwarunkowana tempem metabolizmu,

czynnością hormonalną ustroju i

ogólnym stanem zdrowia, jak również,

że jest ona wyższa u mężczyzn niż u

kobiet .

Zależności zdolności

buforowej

Stwierdzono korelację miedzy
zdolnością buforową a wiekiem
pacjentów oraz między wartością pH
śliny stymulowanej a jej zdolnością
buforową. Wraz z wiekiem wzrasta
ph śliny stymulowanej, wraz z
wzrostem pH wrasta zdolność
buforowa czyli również wraz z
wiekiem wzrasta zdolność buforowa.