Die Wirkung von Wasserstoffionen auf den Menschen

Wenn sich eine Substanz namens Brönsted-Säure in Wasser auflöst, setzt sie Wasserstoffionen frei, wodurch die Wasserstoffionenkonzentration in der Flüssigkeit erhöht wird. Chemiker klassifizieren das Maß für die Wasserstoffionenkonzentration als pH: Je niedriger der pH-Wert, desto höher die Konzentration der Wasserstoffionen. Die Wasserstoffionenkonzentration oder der pH-Wert spielt eine Vielzahl wichtiger Rollen in der menschlichen Physiologie.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Chemiker klassifizieren das Maß für die Wasserstoffionenkonzentration als pH. Die pH-Skala reicht von 0, stark sauer, bis 14, stark basisch. Der pH-Wert spielt eine Vielzahl wichtiger Rollen in der menschlichen Physiologie. Immer wenn sich Wasserstoffionen in einer Flüssigkeit befinden, die Wasser enthält, verbinden sich Wasserstoffionen schnell mit H₂O zur Bildung von Hydroniumionen oder H₃Ö⁺.

Proteine ​​sind für das Funktionieren des Körpers unerlässlich und sind auf Wasserstoffbrücken angewiesen, um ihre Form beizubehalten. Der Körper muss den pH-Wert auf einem stabilen Niveau halten, um sicherzustellen, dass die Proteine ​​ihre Form behalten und ihre Aufgaben erfüllen. Wasserstoffionen tragen auch zur Bildung von Salzsäure im Magen bei, um Nahrung zu verdauen und ein Molekül namens Pepsin zu bilden, das beim Abbau von Nahrungsproteinen hilft.

Der pH-Wert in Ihrem Blut wird mithilfe von Kohlendioxid, einem zellulären Abfallprodukt des Energiestoffwechsels, und eingeatmetem Sauerstoff streng kontrolliert, um in einem engen Bereich von etwa 7,2 bis 7,4 zu bleiben.

Wasserstoffionen schweben nicht wirklich unabhängig herum. Immer wenn sie sich in einer Flüssigkeit befinden, die Wasser enthält, verbinden sich Wasserstoffionen schnell mit H₂O zur Bildung von Hydroniumionen oder H₃Ö⁺. Die Wasserstoffionenkonzentration in Wasser ist also in Wirklichkeit die Hydroniumionenkonzentration; Chemiker verwenden die beiden Begriffe fast synonym. Bei Raumtemperatur ist ein pH-Wert von 7 neutral, d.h. Wasserstoff und Hydroxid (OH^-) Ionen. Die pH-Skala reicht von 0, stark sauer, bis 14, stark basisch. Eine 14 bedeutet eine sehr geringe Konzentration an Wasserstoffionen, während 1 eine sehr hohe Konzentration an Wasserstoffionen bedeutet.

Proteine ​​sind große Moleküle, die viele der wichtigsten Aufgaben im menschlichen Körper erfüllen. Ihre Struktur wird zum Teil durch spezielle Bindungen, sogenannte Wasserstoffbrücken, geprägt, die sich zwischen verschiedenen Aminosäuren im Proteinmolekül bilden können. Eine Änderung der Wasserstoffionenkonzentration im Körper kann die Form oder Konfiguration von Proteinen im Körper verändern, daher verfügt Ihr Körper über eine Vielzahl von Mechanismen, um den pH-Wert auf einem konstanten Niveau zu halten. Einige Organellen in Ihren Zellen behalten jedoch einen anderen pH-Wert bei, um ihnen bei ihrer Arbeit zu helfen. Lysosomen zum Beispiel sind Zellorganellen, die einen niedrigen pH-Wert aufrechterhalten, der ihnen hilft, abgenutzte Zellbestandteile abzubauen.

In der Magenschleimhaut sezernieren Zellen, die als Belegzellen bezeichnet werden, Wasserstoff- und Chloridionen, die sich zu Salzsäure verbinden. Diese starke Säure senkt den pH-Wert des Mageninhalts dramatisch, wodurch Bakterien abgetötet und Moleküle in Ihrer Nahrung abgebaut werden. Die Wasserstoffionen beeinflussen auch die Verdauung, indem sie sicherstellen, dass ein Enzym namens Pepsin die richtige Konfiguration annimmt, die es für seine Arbeit benötigt. Pepsin spaltet Proteine ​​​​in der Nahrung auf, die Sie essen, um eine bessere Verdauung zu gewährleisten. Wenn der Inhalt Ihres Magens in Ihren Dünndarm gelangt, sondert Ihre Bauchspeicheldrüse Bicarbonat ab, um den sauren Inhalt zu neutralisieren, damit er keine negativen Auswirkungen hat.

Der pH-Wert in Ihrem Blut wird streng kontrolliert, um in einem engen Bereich von etwa 7,2 bis 7,4 zu bleiben. Wenn deine Zellen Zucker abbauen, um Energie zu gewinnen, produzieren sie Kohlendioxid, das zurück in den Blutkreislauf. Kohlendioxid reagiert mit Wasser zu Kohlensäure und erhöht den pH-Wert des Blutes. Diese leicht erhöhte Wasserstoffionenkonzentration beeinflusst Hämoglobin, ein Protein, das Sauerstoff in Ihren roten Blutkörperchen trägt, wodurch es einen Teil seines Sauerstoffs für die Zellen freisetzt. Dabei nimmt das Hämoglobin dann einen Teil der zusätzlichen Wasserstoffionen und des Kohlendioxids auf und transportiert diese zurück in die Lunge. Die Kohlendioxidkonzentration in Ihrer Lunge ist niedriger als im Blutkreislauf, sodass das Kohlendioxid aus Ihrem Blut in Ihre Lunge diffundiert. Der höhere pH-Wert hier erhöht nun die Affinität des Hämoglobins zu Sauerstoff, sodass es wieder Sauerstoff aufnehmen kann.