Vliv vodíkových iontů na člověka

Když se druh látky zvané Bronstedova kyselina rozpustí ve vodě, uvolňuje vodíkové ionty a zvyšuje koncentraci vodíkových iontů v kapalině. Chemici klasifikují míru koncentrace vodíkových iontů jako pH: čím nižší je pH, tím vyšší je koncentrace vodíkových iontů. Koncentrace vodíkových iontů neboli pH hraje ve fyziologii člověka řadu důležitých rolí.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Chemici klasifikují míru koncentrace vodíkových iontů jako pH. Stupnice pH se pohybuje od 0, vysoce kyselé, do 14, vysoce zásadité. Úroveň pH hraje ve fyziologii člověka řadu důležitých rolí. Kdykoli jsou vodíkové ionty v kapalině, která obsahuje vodu, vodíkové ionty se rychle spojí s H₂O za vzniku hydroniových iontů nebo H₃Ó⁺.

Proteiny jsou nezbytné pro fungování těla a spoléhají se na vodíkové vazby, aby si udržely svůj tvar. Tělo musí udržovat pH na stabilní úrovni, aby se ujistilo, že si proteiny udržují svůj tvar a dělají svou práci. Vodíkové ionty také přispívají k tvorbě kyseliny chlorovodíkové v žaludku k trávení potravy a k tvorbě molekuly zvané pepsin, která pomáhá štěpit bílkoviny z potravy.

Hodnota pH v krvi je přísně kontrolována, aby zůstala v úzkém rozmezí, od přibližně 7,2 do 7,4, pomocí oxidu uhličitého, buněčného odpadního produktu energetického metabolismu a inhalovaného kyslíku.

Vodíkové ionty ve skutečnosti neplují samostatně. Kdykoli jsou v kapalině obsahující vodu, vodíkové ionty se rychle spojí s H₂O za vzniku hydroniových iontů nebo H₃Ó⁺. Koncentrace vodíkových iontů ve vodě je tedy opravdu koncentrace hydroniových iontů; chemici používají oba pojmy téměř zaměnitelně. Při pokojové teplotě je měření pH 7 neutrální, což znamená, že existuje stejná koncentrace vodíku a hydroxidu (OH^-) ionty. Stupnice pH se pohybuje od 0, vysoce kyselé, do 14, vysoce zásadité. 14 znamená, že je velmi nízká koncentrace vodíkových iontů, zatímco 1 znamená, že je velmi vysoká koncentrace vodíkových iontů.

Proteiny jsou velké molekuly, které plní řadu nejdůležitějších úkolů v lidském těle. Jejich struktura je částečně formována speciálními vazbami zvanými vodíkové vazby, které se mohou tvořit mezi různými aminokyselinami v molekule proteinu. Změna koncentrace vodíkových iontů v těle může změnit tvar nebo konfiguraci bílkovin v těle, takže vaše tělo má různé mechanismy, které udržují pH na konstantní úrovni. Některé organely uvnitř vašich buněk si však udržují odlišnou hladinu pH, aby jim pomohly dělat svou práci. Lysosomy jsou například buněčné organely, které udržují nízké pH, což jim pomáhá rozkládat opotřebované buněčné složky.

V podšívce vašeho žaludku buňky zvané parietální buňky vylučují vodíkové a chloridové ionty, které se spojují a tvoří kyselinu chlorovodíkovou. Tato silná kyselina dramaticky snižuje pH obsahu vašeho žaludku, což pomáhá ničit bakterie a rozkládat molekuly ve vašem jídle. Vodíkové ionty také ovlivňují trávení tím, že zajišťují, aby enzym zvaný pepsin převzal správnou konfiguraci, kterou potřebuje ke své práci. Pepsin štěpí bílkoviny v potravinách, které jíte, pro lepší trávení. Když obsah vašeho žaludku přejde do tenkého střeva, vaše slinivka vylučuje bikarbonát, aby neutralizoval kyselý obsah, takže nezpůsobí žádné škodlivé účinky.

Hodnota pH v krvi je přísně kontrolována, aby zůstala v úzkém rozmezí, od přibližně 7,2 do 7,4. Když vaše buňky rozkládají cukry, aby získaly energii, nakonec produkují oxid uhličitý, který difunduje zpět do krevní oběh. Oxid uhličitý reaguje s vodou za vzniku kyseliny uhličité, což zvyšuje pH krve. Tato mírně zvýšená koncentrace vodíkových iontů ovlivňuje hemoglobin, což je protein nesoucí kyslík uvnitř vašich červených krvinek, což způsobuje, že uvolňuje část svého kyslíku, aby je mohly buňky použít. V tomto procesu hemoglobin poté zachytí některé další vodíkové ionty a oxid uhličitý a transportuje je zpět do plic. Koncentrace oxidu uhličitého v plicích je nižší než v krvi, takže oxid uhličitý difunduje z krve do plic. Vyšší pH zde nyní zvyšuje afinitu hemoglobinu ke kyslíku, takže může znovu přijímat kyslík.