A hidrogénionok hatása az emberekre

Amikor egy Bronsted-savnak nevezett anyagtípus vízben oldódik, hidrogénionokat szabadít fel, növelve a hidrogénion-koncentrációt a folyadékban. A kémikusok a hidrogénion-koncentráció mértékét pH-ként osztályozzák: minél alacsonyabb a pH, annál nagyobb a hidrogénionok koncentrációja. A hidrogénion-koncentrációnak vagy a pH-nak számos fontos szerepe van az emberi fiziológiában.

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

A kémikusok a hidrogénion-koncentráció mértékét pH-nak minősítik. A pH-skála 0-tól erősen savas, 14-ig terjed, erősen lúgos. A pH-szint számos fontos szerepet játszik az emberi fiziológiában. Amikor a hidrogénionok folyadékban vannak, amely vizet tartalmaz, a hidrogénionok gyorsan egyesülnek H-val₂O hidroniumionokat képez, vagy H₃O⁺.

A fehérjék elengedhetetlenek a test működéséhez, és formájuk megőrzéséhez a hidrogénkötésekre támaszkodnak. A testnek stabil pH-értéket kell tartania annak biztosítása érdekében, hogy a fehérjék megtartsák formájukat és elvégezzék a munkájukat. A hidrogénionok szintén hozzájárulnak a sósav képződéséhez a gyomorban az élelmiszer megemésztéséhez, valamint a pepszin nevű molekula kialakításához, amely elősegíti az ételfehérjék lebontását.

A vér pH-ját szigorúan ellenőrzik, hogy szűk tartományban, körülbelül 7,2 és 7,4 között maradjon, szén-dioxidot, az energia-anyagcsere sejtes hulladéktermékét és belélegzett oxigént használva.

A hidrogénionok valójában nem lebegnek egymástól függetlenül. Valahányszor vizet tartalmazó folyadékban vannak, a hidrogénionok gyorsan egyesülnek H-val₂O hidroniumionokat képez, vagy H₃O⁺. A vízben lévő hidrogénion-koncentráció tehát valóban a hidroniumion-koncentráció; a vegyészek szinte felcserélhetően használják a két kifejezést. Szobahőmérsékleten a 7-es pH-mérés semleges, vagyis egyenlő koncentrációjú hidrogén és hidroxid (OH^-) ionok. A pH-skála 0-tól erősen savas, 14-ig terjed, erősen lúgos. A 14 azt jelenti, hogy a hidrogénionok koncentrációja nagyon alacsony, míg az 1 azt jelenti, hogy a hidrogénionok koncentrációja nagyon magas.

A fehérjék olyan nagy molekulák, amelyek számos legfontosabb feladatot látnak el az emberi testben. Szerkezetüket részben hidrogénkötéseknek nevezett speciális kötések alakítják, amelyek a fehérjemolekulában különböző aminosavak között keletkezhetnek. A test hidrogénion-koncentrációjának megváltoztatása megváltoztathatja a fehérjék alakját vagy konfigurációját a testben, így a testének számos mechanizmusa van a pH állandó szinten tartására. A sejtjeiben lévő egyes organellák eltérő pH-szintet tartanak fenn, annak érdekében, hogy segítsék őket munkájuk elvégzésében. A lizoszómák például olyan sejtorganellák, amelyek alacsony pH-értéket tartanak fenn, ami segíti őket a kopott sejtkomponensek lebontásában.

A gyomor bélésében a parietális sejteknek nevezett sejtek hidrogén- és kloridionokat választanak ki, amelyek sósavat képeznek. Ez az erős sav drámai módon csökkenti a gyomor tartalmának pH-értékét, ami segít elpusztítani a baktériumokat és lebontani az ételekben lévő molekulákat. A hidrogénionok az emésztést is befolyásolják azáltal, hogy biztosítják, hogy a pepszin nevű enzim felvegye a munkájához szükséges megfelelő konfigurációt. A pepszin lebontja a fehérjéket az elfogyasztott ételekben az emésztés javítása érdekében. Amikor a gyomor tartalma átjut a vékonybélben, a hasnyálmirigy hidrogén-karbonátot választ ki a savas tartalom semlegesítésére, így azok nem okoznak káros hatásokat.

A vér pH-ját szigorúan ellenőrzik, hogy szűk tartományban maradjon, körülbelül 7,2 és 7,4 között. Amikor a sejtjeid lebontják a cukrokat, hogy energiát kapjanak, végül széndioxidot termelnek, amely visszadiffundál a véráram. A szén-dioxid a vízzel reagálva szénsavat képez, emelve a vér pH-ját. Ez a kissé megnövekedett hidrogénion-koncentráció befolyásolja a hemoglobint, egy olyan fehérjét, amely oxigént szállít a vörösvérsejtekben, és emiatt felszabadítja oxigénjének egy részét a sejtek számára. Ebben a folyamatban a hemoglobin felveszi az extra hidrogénionok és szén-dioxid egy részét, és visszaszállítja a tüdőbe. A tüdődben a szén-dioxid-koncentráció alacsonyabb, mint a véráramban, ezért a szén-dioxid diffundál a véredből és a tüdődbe. A magasabb pH itt növeli a hemoglobin oxigén iránti affinitását, így ismét felveheti az oxigént.