Η επίδραση των ιόντων υδρογόνου στους ανθρώπους

Όταν ένας τύπος ουσίας που ονομάζεται Bronsted οξύ διαλύεται στο νερό, απελευθερώνει ιόντα υδρογόνου, αυξάνοντας τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου στο υγρό. Οι χημικοί ταξινομούν το μέτρο της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου ως pH: όσο χαμηλότερο είναι το pH, τόσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου. Η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου, ή το ρΗ, παίζει ποικίλους σημαντικούς ρόλους στην ανθρώπινη φυσιολογία.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Οι χημικοί ταξινομούν το μέτρο της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου ως pH. Η κλίμακα pH κυμαίνεται από 0, πολύ όξινο, σε 14, πολύ βασικό. Το επίπεδο pH παίζει ποικίλους σημαντικούς ρόλους στην ανθρώπινη φυσιολογία. Όποτε τα ιόντα υδρογόνου βρίσκονται σε υγρό που περιέχει νερό, τα ιόντα υδρογόνου συνδυάζονται γρήγορα με H₂Ο για να σχηματίσουν ιόντα υδρονίου, ή Η₃Ο⁺.

Οι πρωτεΐνες είναι απαραίτητες για τη λειτουργία του σώματος και βασίζονται σε δεσμούς υδρογόνου για τη διατήρηση των σχημάτων τους. Το σώμα πρέπει να διατηρήσει το pH σε σταθερό επίπεδο για να βεβαιωθεί ότι οι πρωτεΐνες διατηρούν τα σχήματά τους και κάνουν τη δουλειά τους. Τα ιόντα υδρογόνου συμβάλλουν επίσης στο σχηματισμό υδροχλωρικού οξέος στο στομάχι για την πέψη της τροφής και για το σχηματισμό ενός μορίου που ονομάζεται πεψίνη, το οποίο βοηθά στη διάσπαση των πρωτεϊνών των τροφίμων.

Το pH στο αίμα σας ελέγχεται αυστηρά για να παραμείνει σε στενό εύρος, από περίπου 7,2 έως 7,4, χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα, ένα κυτταρικό απόβλητο προϊόν μεταβολισμού ενέργειας και εισπνεόμενο οξυγόνο.

Τα ιόντα υδρογόνου δεν επιπλέουν στην πραγματικότητα ανεξάρτητα. Όποτε βρίσκονται σε υγρό που περιέχει νερό, τα ιόντα υδρογόνου συνδυάζονται γρήγορα με το Η₂Ο για να σχηματίσουν ιόντα υδρονίου, ή Η₃Ο⁺. Η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου στο νερό, λοιπόν, είναι πραγματικά η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου. οι χημικοί χρησιμοποιούν τους δύο όρους σχεδόν εναλλακτικά. Σε θερμοκρασία δωματίου, μια μέτρηση pH 7 είναι ουδέτερη, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει ίση συγκέντρωση υδρογόνου και υδροξειδίου (OH^-ιόντα. Η κλίμακα pH κυμαίνεται από 0, πολύ όξινο, σε 14, πολύ βασικό. Το 14 σημαίνει ότι υπάρχει πολύ χαμηλή συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου, ενώ το 1 σημαίνει ότι υπάρχει πολύ υψηλή συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου.

Οι πρωτεΐνες είναι μεγάλα μόρια που εκτελούν πολλά από τα πιο σημαντικά καθήκοντα στο ανθρώπινο σώμα. Η δομή τους διαμορφώνεται εν μέρει από ειδικούς δεσμούς που ονομάζονται δεσμοί υδρογόνου που μπορούν να σχηματιστούν μεταξύ διαφορετικών αμινοξέων στο μόριο πρωτεΐνης. Η αλλαγή της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου στο σώμα μπορεί να αλλάξει το σχήμα ή τη διαμόρφωση των πρωτεϊνών στο σώμα, έτσι το σώμα σας διαθέτει μια ποικιλία μηχανισμών για να διατηρήσει το pH σε σταθερό επίπεδο. Ορισμένα οργανίδια εντός των κυττάρων σας διατηρούν διαφορετικό επίπεδο pH, ωστόσο, προκειμένου να τους βοηθήσουν να κάνουν τη δουλειά τους. Τα λυσοσώματα, για παράδειγμα, είναι κυτταρικά οργανίδια που διατηρούν χαμηλό pH, το οποίο τους βοηθά να διαλύσουν τα φθαρμένα συστατικά των κυττάρων.

Στην επένδυση του στομάχου σας, κύτταρα που ονομάζονται βρεγματικά κύτταρα εκκρίνουν ιόντα υδρογόνου και χλωρίου, τα οποία συνδυάζονται για να σχηματίσουν υδροχλωρικό οξύ. Αυτό το ισχυρό οξύ μειώνει δραματικά το pH του περιεχομένου του στομάχου σας, το οποίο βοηθά να σκοτώσει τα βακτήρια και να διαλύσει μόρια στα τρόφιμα σας. Τα ιόντα υδρογόνου επηρεάζουν επίσης την πέψη διασφαλίζοντας ότι ένα ένζυμο που ονομάζεται πεψίνη αναλαμβάνει τη σωστή διαμόρφωση που χρειάζεται για να κάνει τη δουλειά του. Η πεψίνη διαλύει τις πρωτεΐνες στα τρόφιμα που τρώτε για καλύτερη πέψη. Όταν τα περιεχόμενα του στομάχου σας περνούν στο λεπτό έντερο, το πάγκρεας σας εκκρίνει όξινο ανθρακικό άλας για να εξουδετερώσει τα όξινα περιεχόμενα, ώστε να μην προκαλέσει κακές επιπτώσεις.

Το pH στο αίμα σας ελέγχεται αυστηρά για να παραμείνει σε στενό εύρος, από περίπου 7,2 έως 7,4. Όταν τα κελιά σας διαλύουν τα σάκχαρα για να πάρουν ενέργεια, καταλήγουν να παράγουν διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο διαχέεται πίσω στο κυκλοφορία του αίματος. Το διοξείδιο του άνθρακα αντιδρά με νερό για να σχηματίσει ανθρακικό οξύ, αυξάνοντας το pH του αίματος. Αυτή η ελαφρώς αυξημένη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου επηρεάζει την αιμοσφαιρίνη, μια πρωτεΐνη που μεταφέρει οξυγόνο μέσα στα ερυθρά αιμοσφαίρια σας, προκαλώντας την απελευθέρωση μέρους του οξυγόνου της για χρήση από τα κύτταρα. Στη διαδικασία αυτή, η αιμοσφαιρίνη παίρνει στη συνέχεια μερικά από τα επιπλέον ιόντα υδρογόνου και διοξείδιο του άνθρακα και τα μεταφέρει πίσω στους πνεύμονες. Η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στους πνεύμονές σας είναι χαμηλότερη από την κυκλοφορία του αίματος, επομένως το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται από το αίμα σας και στους πνεύμονές σας. Το υψηλότερο pH εδώ αυξάνει τη συγγένεια της αιμοσφαιρίνης για το οξυγόνο τώρα, έτσι μπορεί να πάρει ξανά οξυγόνο.