Kada se vrsta tvari koja se naziva Bronstedova kiselina otopi u vodi, ona oslobađa vodikove ione, povećavajući koncentraciju vodikovih iona u tekućini. Kemičari klasificiraju mjeru koncentracije vodikovih iona kao pH: što je niži pH, to je veća koncentracija vodikovih iona. Koncentracija vodikovih iona ili pH ima razne važne uloge u ljudskoj fiziologiji.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Kemičari klasificiraju mjeru koncentracije vodikovih iona kao pH. Ljestvica pH kreće se od 0, vrlo kiselo, do 14, vrlo bazno. Razina pH igra razne važne uloge u ljudskoj fiziologiji. Kad god su vodikovi ioni u tekućini koja sadrži vodu, vodikovi se ioni brzo kombiniraju s H2O za stvaranje hidronijevih iona ili H3O+.
Proteini su neophodni za funkcioniranje tijela i oslanjaju se na vodikove veze kako bi održali svoj oblik. Tijelo mora održavati pH na stabilnoj razini kako bi osiguralo da proteini održavaju svoj oblik i rade svoj posao. Vodikovi ioni također doprinose stvaranju klorovodične kiseline u želucu za probavu hrane i stvaranje molekule zvane pepsin koja pomaže u razgradnji proteina u hrani.
PH u vašoj krvi strogo se kontrolira kako bi ostao u uskom rasponu, od oko 7,2 do 7,4, koristeći ugljični dioksid, stanični otpadni produkt energetskog metabolizma i udahnuti kisik.
Skala pH
Vodikovi ioni zapravo ne plutaju neovisno. Kad god su u tekućini koja sadrži vodu, vodikovi se ioni brzo kombiniraju s H2O za stvaranje hidronijevih iona ili H3O+. Koncentracija vodikovih iona u vodi zapravo je koncentracija hidronijevih iona; kemičari koriste dva pojma gotovo naizmjenično. Na sobnoj temperaturi, pH mjerenje 7 je neutralno, što znači da postoji jednaka koncentracija vodika i hidroksida (OH-) ioni. Ljestvica pH kreće se od 0, vrlo kiselo, do 14, vrlo bazno. 14 znači da postoji vrlo niska koncentracija vodikovih iona, dok 1 znači da postoji vrlo visoka koncentracija vodikovih iona.
Konfiguracija proteina
Proteini su velike molekule koje izvršavaju mnoge najvažnije zadatke u ljudskom tijelu. Njihova je struktura djelomično oblikovana posebnim vezama zvanim vodikove veze koje se mogu stvoriti između različitih aminokiselina u molekuli proteina. Promjena koncentracije vodikovih iona u tijelu može promijeniti oblik ili konfiguraciju bjelančevina u tijelu, tako da vaše tijelo ima niz mehanizama za održavanje pH na konstantnoj razini. Međutim, neke organele unutar vaših stanica održavaju drugačiju razinu pH kako bi im pomogle da rade svoj posao. Lizosomi su, na primjer, stanične organele koje održavaju nizak pH, što im pomaže u razgradnji istrošenih staničnih komponenata.
Želučana kiselina
U sluznici želuca stanice zvane parijetalne stanice izlučuju vodik i kloridne ione koji se kombiniraju i tvore solnu kiselinu. Ova jaka kiselina dramatično smanjuje pH sadržaja vašeg želuca, što pomaže u ubijanju bakterija i razgradnji molekula u vašoj hrani. Vodikovi ioni također utječu na probavu osiguravajući da enzim zvan pepsin zauzme odgovarajuću konfiguraciju koja mu je potrebna za obavljanje svog posla. Pepsin razgrađuje proteine u hrani koju jedete radi bolje probave. Kad sadržaj vašeg želuca pređe u tanko crijevo, gušterača izlučuje bikarbonat kako bi neutralizirala kiseli sadržaj, tako da ne izaziva nikakve štetne učinke.
Krv i pluća
PH u vašoj krvi strogo se kontrolira kako bi ostao u uskom rasponu, od oko 7,2 do 7,4. Kad vaše stanice razgrađuju šećere da bi dobili energiju, na kraju proizvode ugljični dioksid koji se natrag difundira u krvotok. Ugljični dioksid reagira s vodom stvarajući ugljičnu kiselinu, povećavajući pH krvi. Ova malo povišena koncentracija vodikovih iona utječe na hemoglobin, protein koji nosi kisik unutar vaših crvenih krvnih stanica, zbog čega oslobađa dio kisika za stanice. U tom procesu hemoglobin tada pokupi neke dodatne ione vodika i ugljični dioksid i transportira ih natrag u pluća. Koncentracija ugljičnog dioksida u plućima niža je nego u krvotoku, pa ugljični dioksid difundira iz krvi u pluća. Viši pH ovdje povećava afinitet hemoglobina za kisik, tako da može ponovno uzimati kisik.
