pH terimi, serbest hidrojen iyonu konsantras­yonunun negatif logaritması olarak tanımlanır.

Tampon maddeler, asit veya baz ilâvesi ile solüsyonun serbest hidrojen iyonu konsantras­yonunun değişmesini önleyici etkisi olan maddelerdir. Solüsyonda tampon varlığı, asit veya al­kali ilavesiyle oluşacak pH değişikliğini azaltır. Sodyum, potasyum, kalsiyum gibi pozitif yük ta­şıyan katyonlar ile klorür, sülfat gibi negatif yük taşıyan bazı anyonlar proton alıp veremezler. Bu nedenle de asit, baz veya tampon grupları­na girmezler. Bunlar için «aprot» terimi kulla­nılır ve «A» harfi ile belirlenirler.

Vücutta büyük sayıda potansiyel hidrojen iyonu vardır. Bunların çoğunluğu tampon mad­delere bağlı olarak bulunur. Bu nedenle pH 7.4 de kanda serbest hidrojen iyonu konsantras­yonu düşüktür ve 0.0000398 mEq/l (veya 3.98 x 10-⁸ mEq/l veya yaklaşık 40 mEq/l) düzeyinde­dir.

pH = —log (H+) = —log (3.93 X 10-⁸) =  —(0.60-8.0)   =  7.4

Besin öğelerinin metabolizması sonucu hid­rojen iyonları açığa çıkar. Günlük hidrojen iyo­nu alışverişi oldukça fazladır ve vücut tampon maddelerinde bulunan hidrojen iyonlarının % 50 si kadar miktarda hidrojen iyonu vücuda girer ve atılır. En fazla hidrojen iyonu, proteinlerin metabolize olması sonucu oluşur. Kükürt içeren aminoasitlerin oksidasyonu ile sülfürik asit, fos-foproteinlerm hidrolizi ile fosforik asit ortaya çı­kar. Karbonhidratların, yağların ve pirüvik, lak­tik, sitrik asitler gibi organik asitlerin tam ok-sidasyonunda son ürünler su ve karbondioksit­tir. Tam olmayan oksidasyonlarmda ise hidrojen iyonları açığa çıkar. Süt ve et ile beslenen eriş­kinlerde vücuda günde 10 mEq hidrojen iyonu ilave olduğu ve kan pH sının 7.35 – 7.45 arasında tutulabilmesi için bu miktarda hidrojen iyonunun böbrekler tarafından atılması gerektiği hesap­lanmıştır.

pH değişikliklerine karşı vücudun ilk koru-. yucu mekanizması tampon sistemleridir. Ancak tampon sistemlerin etkisi sınırlıdır ve asit – baz dengesini sürekli olarak koruyamaz. Akciğer ve böbrekler asit – baz dengesinin ana düzenleyici­leridir.

Ekstrasellüler sıvının başlıca tampon sistemi bikarbonat – karbonik asit sistemidir. İntrasellü­ler sıvıda birçok proteinler ve organik fosfat bi­leşikleri tampon görevi yaparlar. İdrarda başlıca tampon maddesi mono ve dihidrojenîi fosfat bi­leşikleridir.

Plazmaya hidrojen iyonu ilave edildiğinde bikarbonatın tampon etkisiyle nötral bir tuz ve karbonik asit oluşur:

HA + NaHC0₃ ~» NaA + H₂ C0₃

Karbonik asit, çözülebilirlik katsayısı düşük olan zayıf bir asittir ve eriyikteki karbondioksid ile aşağıda gösterilen denge durumunda bulu­nur.

[H+]  [HC0₃-]^±H₂C0₃^CO,  +  H₂0

Bikarbonat – karbonik asit sisteminde pK (asit – baz ikilisinin ayrışmasından elde edilen sa­bite) 6.1 dir. Bu şekilde plazmada bikarbonat ve karbonik asit düzeylerindeki değişikliklerin pH ya etkisi hesaplanabilir:

Henderson – Hasselbach denklemi, pH değe­rinin korunmasında bikarbonat veya karbonik asitin (pCQ₂) mutlak düzeylerinin değil, bunla­rın birbirine oranının (pH 7.4 de bu oran 20: 1 dir) önemli olduğunu göstermektedir. Bikarbonat konsantrasyonun artması veya azalması duru­munda, pC0₂ de orantılı olarak artıyor veya aza­lıyorsa pH değişmez. Akciğerler, vücuttan atılan karbondioksid miktarını azaltarak veya çoğalta­rak pC0₂ düzeyinin düzenlenmesinde ve böyle­ce de asit – baz dengesinin korunmasında rol oy­narlar. Günlük normal metabolik olaylar ile bü­yük miktarlarda karbondioksid açığa çıkar, ancak bikarbonat-karbonik asit tampon sistemi ve so­lunumu kontrol eden mekanizmalar yardımıyla plazma pH değeri normal sınırlarda tutulur. Kan­da karbondioksid artması ile solunum sistemi uyarılır ve solunum hızı artar. Bu şekilde akciğerler yoluyla karbondioksid atılımı artar, pC0₂ düzeyi azalır ve pH yükselir. Aksi durumda, so­lunum hızının azalmasıyla pC0₂ artar ve pH de­ğeri düşer.

Bu düzenleyici mekanizmalar ile pC0₂ düze­yi, dolayısıyla karbonik asit – bikarbonat oranı ve pH değeri değişebilir, ancak bu süreç ile vücutta hidrojen iyonu miktarında bir artma ve­ya azalma olmaz. Tampon sistemin harekete geç­mesiyle azalan bikarbonatın yerine konması ve­ya gerektiğinde fazla bikarbonatın vücuttan atıl­ması renal mekanizmalara bağımlıdır.

Glomerüllerden filtre olan bikarbonat, prok-simal tübülüslerden reabsorbe olur. Bu meka­nizma yardımıyla erişkinde günde glomerüller­den filtre olan 5000 mEq gibi büyük miktarda bikarbonat kana geri emilebilir. Asidoz duru­munda bir taraftan bikarbonat reabsorpsiyonu, diğer taraftan tübülüslerde yeni bikarbonat ya­pımı sonucu hidrojen iyonlarının açığa çıkması ve bunların idrarla net hidrojen iyonu olarak atılması ile vücutta hidrojen iyonu miktarı sabit tutulmaya çalışılır  (şekil 8.1.5 A).

Distal tübülüslere geçen sıvı genellikle bol miktarda fosfat tuzları içerir. Bu sıvının serbest hidrojen iyonu konsantrasyonu da yüksek ise monohidrofosfatlar, dihidrofosfatlara dönüşür ve lümen sıvısında serbest hidrojen iyonu konsan­trasyonu azalır. Amonyağın (NH₃) hidrojen iyon­larını bağlayıcı niteliği vardır. Amonyak, tübü-îüs hücrelerinde glutaminaz enzimi etkisiyle glu-taminin deaminasyonu sonucu oluşur. Sistemik asidoz, amonyak yapımını uyarır. NH₃ tübüler sıvıya difüzyonla geçer ve serbest hidrojen iyo­nu ile birleşerek NH₄+ ye dönüşür.

Serbest hidrojen iyonlarının fosfatların ve NH₄+ un bileşimine girmesiyle tübüler sıvıda serbest hidrojen iyonu konsantrasyonu azalır, hidrojen iyonlarının vücuttan atılması ve yeni bikarbonat yapımı kolaylaşır  (şekil 8.1.5 B,C).

Asit – baz dengesinde ve bununla ilgili bozuk­luklarda respiratuar ve metabolik olmak üze­re iki komponent rol oynar.