ההשפעה של יונים מימן על בני אדם

כאשר סוג חומר הנקרא חומצה ברונסטד מתמוסס במים, הוא משחרר יוני מימן, מה שמגדיל את ריכוז יון המימן בנוזל. כימאים מסווגים את מדד ריכוז יון המימן כ- pH: ככל שה- pH נמוך יותר, כך ריכוז יוני המימן גבוה יותר. ריכוז יונים של מימן, או pH, ממלא מגוון תפקידים חשובים בפיזיולוגיה האנושית.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

כימאים מסווגים את מדד ריכוז יון המימן כ- pH. סולם ה- pH עובר מ- 0, חומצי מאוד, ל- 14, בסיסי ביותר. רמת ה- pH ממלאת מגוון תפקידים חשובים בפיזיולוגיה האנושית. בכל פעם שיוני מימן נמצאים בנוזל המכיל מים, יוני מימן משתלבים במהירות עם H₂O ליצירת יוני הידרוניום, או H₃או⁺.

חלבונים חיוניים לתפקוד הגוף, ונשענים על קשרי מימן כדי לשמור על צורותיהם. על הגוף לשמור על ה- pH ברמה יציבה כדי לוודא שהחלבונים שומרים על צורותיהם ועושים את עבודתם. יוני מימן תורמים גם הם ליצירת חומצה הידרוכלורית בקיבה לעיכול מזון, וליצירת מולקולה הנקראת פפסין, המסייעת בפירוק חלבוני המזון.

ה- pH בדם נשלט בחוזקה כדי להישאר בטווח צר, בין 7.2 ל- 7.4, תוך שימוש בפחמן דו חמצני, תוצר פסולת תאית של חילוף חומרים באנרגיה וחמצן בשאיפה.

יונים מימן לא ממש צפים באופן עצמאי. בכל פעם שהם נמצאים בנוזל המכיל מים, יוני מימן משתלבים במהירות עם H₂O ליצירת יוני הידרוניום, או H₃או⁺. ריכוז יון המימן במים, אם כן, הוא באמת ריכוז יון ההידרוניום; כימאים משתמשים בשני המונחים בערבוביה כמעט. בטמפרטורת החדר, מדידת pH של 7 היא ניטרלית, כלומר יש ריכוז שווה של מימן והידרוקסיד (OH^-) יונים. סולם ה- pH עובר מ- 0, חומצי מאוד, ל- 14, בסיסי ביותר. 14 פירושו שיש ריכוז נמוך מאוד של יוני מימן, בעוד ש -1 פירושו שיש ריכוז גבוה מאוד של יוני מימן.

חלבונים הם מולקולות גדולות שמבצעות רבות מהמשימות החשובות ביותר בגוף האדם. המבנה שלהם מעוצב בחלקו על ידי קשרים מיוחדים הנקראים קשרי מימן שיכולים להיווצר בין חומצות אמינו שונות במולקולת החלבון. שינוי ריכוז יון המימן בגוף יכול לשנות את צורתם או תצורתם של חלבונים בגוף, כך שלגופכם יש מגוון מנגנונים לשמירה על ה- pH ברמה קבועה. כמה אברונים בתוך התאים שלך שומרים על רמת pH שונה, לעומת זאת, על מנת לעזור להם לבצע את עבודתם. ליזוזומים, למשל, הם אברונים של תאים השומרים על pH נמוך, המסייע להם בפירוק רכיבי תאים שחוקים.

בבטנה של הבטן שלך, תאים הנקראים תאים קדמיים מפרישים יוני מימן וכלוריד, שמשלבים ליצירת חומצה הידרוכלורית. חומצה חזקה זו מפחיתה באופן דרמטי את ה- pH של תכולת הבטן, מה שעוזר להרוג חיידקים ולפרק מולקולות במזון שלך. יוני המימן משפיעים גם על העיכול בכך שהם מבטיחים שאנזים הנקרא פפסין יקבל את התצורה הנכונה הדרושה לו כדי לבצע את עבודתו. פפסין מפרק חלבונים במזון שאתם אוכלים לצורך עיכול טוב יותר. כאשר תכולת הבטן עוברת למעי הדק, הלבלב שלך מפריש ביקרבונט כדי לנטרל את התוכן החומצי כך שהוא לא גורם לתופעות רעות.

ה- pH בדם נשלט בחוזקה כדי להישאר בטווח צר, בין 7.2 ל- 7.4. כאשר התאים שלך לשבור סוכרים כדי להשיג אנרגיה, הם מייצרים בסופו של דבר פחמן דו חמצני, שמתפזר חזרה אל תוך זרם הדם. פחמן דו חמצני מגיב עם מים ליצירת חומצה פחמנית, ומגביר את ה- pH בדם. ריכוז יונים מימן מימן גבוה זה משפיע על המוגלובין, חלבון הנושא חמצן בתוך כדוריות הדם האדומות שלך, וגורם לו לשחרר חלק מהחמצן שלו לשימוש התאים. בתהליך זה, המוגלובין קולט חלק מיוני המימן הנוספים ופחמן הדו-חמצני ומעביר אותם בחזרה לריאות. ריכוז הפחמן הדו-חמצני בריאות שלך נמוך יותר מאשר בזרם הדם, ולכן הפחמן הדו-חמצני מתפזר מהדם שלך לריאות שלך. ה- pH הגבוה יותר כאן מגביר את הזיקה של המוגלובין לחמצן כעת, כך שהוא יכול לקחת שוב חמצן.