Ūdeņraža jonu ietekme uz cilvēkiem

Kad vielas veids, ko sauc par Bronsteda skābi, izšķīst ūdenī, tā atbrīvo ūdeņraža jonus, palielinot ūdeņraža jonu koncentrāciju šķidrumā. Ķīmiķi ūdeņraža jonu koncentrācijas mērījumu klasificē kā pH: jo zemāks pH, jo augstāka ir ūdeņraža jonu koncentrācija. Ūdeņraža jonu koncentrācijai jeb pH ir dažādas svarīgas lomas cilvēka fizioloģijā.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Ķīmiķi ūdeņraža jonu koncentrācijas mērījumu klasificē kā pH. PH skala iet no 0, ļoti skāba, līdz 14, ļoti bāziska. PH līmenim ir dažādas svarīgas lomas cilvēka fizioloģijā. Ikreiz, kad ūdeņraža joni atrodas šķidrumā, kas satur ūdeni, ūdeņraža joni ātri apvienojas ar H₂O, veidojot hidronija jonus, vai H₃O⁺.

Olbaltumvielas ir būtiskas ķermeņa funkcionēšanai, un to formas uzturēšanai ir nepieciešamas ūdeņraža saites. Ķermenim ir jāuztur pH līmenis stabilā līmenī, lai pārliecinātos, ka olbaltumvielas saglabā savu formu un veic savu darbu. Ūdeņraža joni arī veicina sālsskābes veidošanos kuņģī, lai sagremotu pārtiku, un veido molekulu, ko sauc par pepsīnu, kas palīdz noārdīt pārtikas olbaltumvielas.

PH līmenis asinīs tiek stingri kontrolēts, lai uzturētos šaurā diapazonā no apmēram 7,2 līdz 7,4, izmantojot oglekļa dioksīdu, enerģijas vielmaiņas šūnu atkritumu un ieelpoto skābekli.

Ūdeņraža joni faktiski nepeld apkārt patstāvīgi. Ikreiz, kad tie atrodas šķidrumā, kas satur ūdeni, ūdeņraža joni ātri apvienojas ar H₂O, veidojot hidronija jonus, vai H₃O⁺. Tad ūdeņraža jonu koncentrācija ūdenī patiešām ir hidronija jonu koncentrācija; ķīmiķi abus terminus lieto gandrīz savstarpēji. Istabas temperatūrā pH mērījums 7 ir neitrāls, kas nozīmē, ka ūdeņraža un hidroksīda (OH^-) joni. PH skala iet no 0, ļoti skāba, līdz 14, ļoti bāziska. A 14 nozīmē, ka ūdeņraža jonu koncentrācija ir ļoti zema, bet 1 nozīmē, ka ūdeņraža jonu koncentrācija ir ļoti augsta.

Olbaltumvielas ir lielas molekulas, kas veic daudzus vissvarīgākos uzdevumus cilvēka ķermenī. To struktūru daļēji veido īpašas saites, ko sauc par ūdeņraža saitēm, kas var veidoties starp dažādām aminoskābēm olbaltumvielu molekulā. Mainot ūdeņraža jonu koncentrāciju organismā, var mainīties olbaltumvielu forma vai konfigurācija organismā, tāpēc jūsu ķermenim ir dažādi mehānismi, kas nodrošina pH nemainīgu līmeni. Daži organelli jūsu šūnu iekšienē uztur atšķirīgu pH līmeni, tomēr, lai palīdzētu viņiem paveikt savu darbu. Lizosomas, piemēram, ir šūnu organoīdi, kas uztur zemu pH līmeni, kas viņiem palīdz noārdīt nolietotās šūnu sastāvdaļas.

Jūsu vēdera oderē šūnas, kuras sauc par paritālās šūnas, izdala ūdeņraža un hlorīda jonus, kas apvienojas, veidojot sālsskābi. Šī spēcīgā skābe dramatiski samazina jūsu kuņģa satura pH, kas palīdz iznīcināt baktērijas un noārdīt molekulas jūsu ēdienā. Ūdeņraža joni ietekmē arī gremošanu, nodrošinot, ka ferments, ko sauc par pepsīnu, uzņem pareizu konfigurāciju, kas tam nepieciešama, lai veiktu savu darbu. Pepsīns pārtrauc olbaltumvielas pārtikā, ko ēdat, lai labāk gremotu. Kad kuņģa saturs nonāk tievajās zarnās, aizkuņģa dziedzeris izdala bikarbonātu, lai neitralizētu skābo saturu, lai tie neradītu nekādas sliktas sekas.

PH līmenis asinīs tiek stingri kontrolēts, lai saglabātu šauru diapazonu, aptuveni no 7,2 līdz 7,4. Kad jūsu šūnas sadalot cukurus, lai iegūtu enerģiju, tie galu galā ražo oglekļa dioksīdu, kas difundē atpakaļ asinsrite. Oglekļa dioksīds reaģē ar ūdeni, veidojot ogļskābi, palielinot asins pH. Šī nedaudz paaugstinātā ūdeņraža jonu koncentrācija ietekmē hemoglobīnu, olbaltumvielu, kas satur skābekli jūsu sarkano asins šūnu iekšienē, liekot tai atbrīvot daļu skābekļa, lai šūnas to varētu izmantot. Šajā procesā hemoglobīns uzņem dažus papildu ūdeņraža jonus un oglekļa dioksīdu un transportē tos atpakaļ plaušās. Oglekļa dioksīda koncentrācija jūsu plaušās ir zemāka nekā asinsritē, tāpēc oglekļa dioksīds izkliedējas no asinīm un plaušās. Augstāks pH līmenis tagad palielina hemoglobīna afinitāti pret skābekli, tāpēc tas var atkal uzņemt skābekli.