I tre sistemi tampone del sangue: proteine, fosfati, bicarbonato

Il pH ematico (target 7,40 ± 0,05) è vitale per funzione enzimatica, trasporto O₂, coagulazione, eccitabilità cellulare. Tre sistemi tampone agiscono in sinergia per neutralizzare eccessi di H⁺ (acidosi) o deficit (alcalosi).

1. Sistema tampone proteico (il principale)

Proteine plasmatiche (albumina, globuline) e intracellulari (emoglobina = ⅔ buffer proteico totale). Gruppi amminici (-NH₂) legano H⁺ (acido); gruppi carbossilici (-COOH) rilasciano H⁺ (base). Emoglobina: lega H⁺ durante rilascio O₂ (effetto Bohr), ne rilascia durante legame O₂ nei polmoni. Tamponi proteici noti: NaH₂PO₄ 0,1 M pH 6,2 (attivazione), PBS pH 7,4 (accoppiamento), PBS 1% BSA pH 7,4 (analisi).

2. Sistema tampone fosfatico (intracellulare/renale)

Coppia H₂PO₄⁻ (acido) / HPO₄²⁻ (base). pKₐ ≈ 6,8 → efficace near pH fisiologico.
Acidosi (pH < 7,4, ↑H⁺): HPO₄²⁻ + H⁺ → H₂PO₄⁻ (assorbe H⁺)
Alcalosi (pH > 7,4, ↓H⁺): H₂PO₄⁻ → HPO₄²⁻ + H⁺ (rilascia H⁺)
Cruciale nel fluido intracellulare e nel rene (escrezione H⁺ urinario).

3. Sistema tampone bicarbonato/carbonico (plasmatico/polmonare)

Coppia H₂CO₃ (acido carbonico) / HCO₃⁻ (bicarbonato). pKₐ' ≈ 6,1. Equazione Henderson-Hasselbalch: pH = 6,1 + log([HCO₃⁻]/[H₂CO₃]).
Regolazione renale: riassorbimento/escrezione HCO₃⁻ (lento, giorni).
Regolazione polmonare: ventilazione → eliminazione CO₂ → [H₂CO₃] ↓ (rapido, minuti).
Neutralizza chimo acido dallo stomaco nel duodeno (secrezione pancreatica HCO₃⁻). Gestisce CO₂ da respirazione cellulare.

Integrazione clinica

I tre sistemi agiscono su tempi e compartimenti diversi: proteico (immediato, intra/extra-cellulare), fosfatico (cellulare/renale), bicarbonato (plasmatico, polmonare/renale). Insieme mantengono pH 7,40 nonostante produzione continua H⁺ (metabolismo, dieta, esercizio).