Het effect van waterstofionen op mensen

Wanneer een soort stof genaamd Bronsted-zuur in water oplost, komen waterstofionen vrij, waardoor de waterstofionenconcentratie in de vloeistof toeneemt. Chemici classificeren de mate van waterstofionenconcentratie als pH: hoe lager de pH, hoe hoger de concentratie waterstofionen. Waterstofionenconcentratie, of pH, speelt een aantal belangrijke rollen in de menselijke fysiologie.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Chemici classificeren de mate van waterstofionenconcentratie als pH. De pH-schaal gaat van 0, zeer zuur, tot 14, zeer basisch. Het pH-niveau speelt een aantal belangrijke rollen in de menselijke fysiologie. Wanneer waterstofionen zich in een vloeistof bevinden die water bevat, combineren waterstofionen snel met H₂O om hydroniumionen te vormen, of H₃O⁺.

Eiwitten zijn essentieel voor het functioneren van het lichaam en zijn afhankelijk van waterstofbruggen om hun vorm te behouden. Het lichaam moet de pH op een stabiel niveau houden om ervoor te zorgen dat de eiwitten hun vorm behouden en hun werk doen. Waterstofionen dragen ook bij aan de vorming van zoutzuur in de maag om voedsel te verteren en om een ​​molecuul te vormen dat pepsine wordt genoemd en dat helpt bij het afbreken van voedseleiwitten.

De pH in uw bloed wordt strak gecontroleerd om binnen een nauw bereik te blijven, van ongeveer 7,2 tot 7,4, met behulp van koolstofdioxide, een cellulair afvalproduct van het energiemetabolisme, en ingeademde zuurstof.

Waterstofionen drijven eigenlijk niet zelfstandig rond. Wanneer ze zich in een vloeistof bevinden die water bevat, combineren waterstofionen snel met H₂O om hydroniumionen te vormen, of H₃O⁺. De waterstofionenconcentratie in water is dus eigenlijk de hydroniumionenconcentratie; scheikundigen gebruiken de twee termen bijna door elkaar. Bij kamertemperatuur is een pH-meting van 7 neutraal, wat betekent dat er een gelijke concentratie waterstof en hydroxide (OH^-) ionen. De pH-schaal gaat van 0, zeer zuur, tot 14, zeer basisch. Een 14 betekent dat er een zeer lage concentratie waterstofionen is, terwijl 1 betekent dat er een zeer hoge concentratie waterstofionen is.

Eiwitten zijn grote moleculen die veel van de belangrijkste taken in het menselijk lichaam uitvoeren. Hun structuur wordt gedeeltelijk gevormd door speciale bindingen, waterstofbruggen genaamd, die zich kunnen vormen tussen verschillende aminozuren in het eiwitmolecuul. Het veranderen van de waterstofionenconcentratie in het lichaam kan de vorm of configuratie van eiwitten in het lichaam veranderen, dus uw lichaam heeft verschillende mechanismen om de pH op een constant niveau te houden. Sommige organellen in uw cellen behouden echter een ander pH-niveau om hen te helpen hun werk te doen. Lysosomen zijn bijvoorbeeld celorganellen die een lage pH behouden, waardoor ze versleten celcomponenten kunnen afbreken.

In het slijmvlies van uw maag scheiden cellen die pariëtale cellen worden genoemd waterstof- en chloride-ionen af, die samen zoutzuur vormen. Dit sterke zuur verlaagt de pH van de maaginhoud drastisch, wat helpt om bacteriën te doden en moleculen in je voedsel af te breken. De waterstofionen beïnvloeden ook de spijsvertering door ervoor te zorgen dat een enzym genaamd pepsine de juiste configuratie aanneemt die het nodig heeft om zijn werk te doen. Pepsine breekt eiwitten af ​​in het voedsel dat je eet voor een betere spijsvertering. Wanneer de inhoud van uw maag in uw dunne darm terechtkomt, scheidt uw alvleesklier bicarbonaat af om de zure inhoud te neutraliseren, zodat ze geen nadelige gevolgen hebben.

De pH in uw bloed wordt strak gecontroleerd om binnen een smal bereik te blijven, van ongeveer 7,2 tot 7,4. Wanneer je cellen suikers afbreken om energie te krijgen, produceren ze uiteindelijk koolstofdioxide, dat terug diffundeert in de bloedstroom. Kooldioxide reageert met water om koolzuur te vormen, waardoor de pH van het bloed stijgt. Deze licht verhoogde waterstofionenconcentratie beïnvloedt hemoglobine, een eiwit dat zuurstof in uw rode bloedcellen vervoert, waardoor het een deel van zijn zuurstof afgeeft voor gebruik door de cellen. In dit proces neemt de hemoglobine vervolgens een deel van de extra waterstofionen en koolstofdioxide op en transporteert deze terug naar de longen. De kooldioxideconcentratie in uw longen is lager dan in de bloedbaan, dus de kooldioxide diffundeert uit uw bloed en in uw longen. De hogere pH hier verhoogt de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof nu, zodat het weer zuurstof kan opnemen.