Puskurijärjestelmä

Puskurijärjestelmä on kemiallinen tai biologinen järjestelmä, joka vastustaa pH-arvon muutoksia. Puskurit muodostuvat yleensä heikosta haposta ja sen konjugoidusta emäksestä tai heikosta emästä ja sen konjugoidusta haposta. Kun happoa lisätään, konjugoitunut emä reagoi neutraloiden protonin; kun lisätään vahvaa emästä, heikko happo luovuttaa protonin. Puskurivahvuus ja toiminta voidaan kuvata Henderson–Hasselbalch -yhtälöllä, ja puskurikapasiteetti kertoo, kuinka paljon lisättyä happoa tai emästä järjestelmä pystyy vastaanottamaan säilyttäen pH:n. Tehokkain puskurijärjestelmä toimii tietyllä pH-alueella, yleensä pKa:n lähellä.

Elimistössä tärkeimmät puskurijärjestelmät ovat hiilihappo-bikarbonaatti (CO2/HCO3-), fosfaatti ja proteiini-puskurit (esim. albumiini ja hemoglobiini). Näillä järjestelmillä on erilaiset pKa-arvot, ja ne yhdessä ylläpitävät nestetasapainoa sekä veren pH:n noin 7.35–7.45 tasolla. Hiilihappo/bikarbonaattijärjestelmä on erityisen keskeinen ulko- ja sisätilojen pH-säätelyssä, kun taas fosfaatti- ja proteiinipuskurit ovat tärkeitä solujen sisällä ja veriplasmassa.

Käytännön merkitys ulottuu laboratorio-olosuhteiden pH-säätöön, lääketieteellisiin liuoksiin sekä elintarvike- ja farmaseuttisiin sovelluksiin. Puskurijärjestelmien toiminta on herkkä lämpötilalle, suolapitoisuudelle ja voimakkaille happo- tai emäskasvuille, jotka voivat ylittää järjestelmän kapasiteetin ja aiheuttaa pH-muutoksia.