Effekten av hydrogenioner på mennesker

Når en type stoff som kalles en Bronsted-syre, oppløses i vann, frigjør den hydrogenioner, og øker hydrogenionkonsentrasjonen i væsken. Kjemikere klassifiserer målingen av hydrogenionkonsentrasjon som pH: jo lavere pH, jo høyere konsentrasjon av hydrogenioner. Hydrogenionkonsentrasjon, eller pH, spiller en rekke viktige roller i menneskelig fysiologi.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Kjemikere klassifiserer målingen av hydrogenionkonsentrasjon som pH. PH-skalaen går fra 0, svært sur, til 14, veldig basisk. PH-nivået spiller en rekke viktige roller i menneskelig fysiologi. Hver gang hydrogenioner er i væske som inneholder vann, kombineres hydrogenioner raskt med H₂O for å danne hydroniumioner, eller H₃O⁺.

Proteiner er essensielle for kroppens funksjon, og er avhengige av hydrogenbindinger for å opprettholde formene. Kroppen må holde pH på et stabilt nivå for å sikre at proteinene holder formene og gjør jobben sin. Hydrogenioner bidrar også til dannelsen av saltsyre i magen for å fordøye maten, og til å danne et molekyl som kalles pepsin, som hjelper til med å bryte ned matproteiner.

PH i blodet ditt er tett kontrollert for å holde seg i et smalt område, fra ca. 7,2 til 7,4, ved bruk av karbondioksid, et cellulært avfallsprodukt fra energiomsetning og inhalert oksygen.

Hydrogenioner flyter faktisk ikke uavhengig. Når de er i væske som inneholder vann, kombineres hydrogenioner raskt med H₂O for å danne hydroniumioner, eller H₃O⁺. Konsentrasjonen av hydrogenioner i vann er altså egentlig hydroniumionkonsentrasjonen; kjemikere bruker de to begrepene nesten om hverandre. Ved romtemperatur er en pH-måling på 7 nøytral, noe som betyr at det er en like konsentrasjon av hydrogen og hydroksid (OH^-) ioner. PH-skalaen går fra 0, svært sur, til 14, veldig basisk. A 14 betyr at det er en veldig lav konsentrasjon av hydrogenioner, mens 1 betyr at det er en veldig høy konsentrasjon av hydrogenioner.

Proteiner er store molekyler som utfører mange av de viktigste oppgavene i menneskekroppen. Strukturen deres er delvis formet av spesielle bindinger kalt hydrogenbindinger som kan dannes mellom forskjellige aminosyrer i proteinmolekylet. Endring av hydrogenionkonsentrasjonen i kroppen kan endre formen eller konfigurasjonen av proteiner i kroppen, slik at kroppen din har en rekke mekanismer for å holde pH på et konstant nivå. Noen organeller i cellene dine opprettholder et annet pH-nivå, men for å hjelpe dem med å gjøre jobben sin. Lysosomer er for eksempel celleorganeller som holder lav pH, noe som hjelper dem med å bryte ned slitte cellekomponenter.

I slimhinnen i magen din skiller celler som kalles parietale celler ut hydrogen og kloridioner, som sammen danner saltsyre. Denne sterke syren reduserer pH-verdien i innholdet i magen dramatisk, noe som bidrar til å drepe bakterier og bryte ned molekyler i maten din. Hydrogenionene påvirker også fordøyelsen ved å sikre at et enzym kalt pepsin antar den riktige konfigurasjonen det trenger for å gjøre jobben sin. Pepsin bryter opp proteiner i maten du spiser for bedre fordøyelse. Når innholdet i magen går over i tynntarmen, skiller bukspyttkjertelen ut bikarbonat for å nøytralisere det sure innholdet, slik at det ikke forårsaker noen skadelige effekter.

PH i blodet ditt kontrolleres tett for å holde seg i et smalt område, fra ca. 7,2 til 7,4. Når cellene dine bryte ned sukker for å få energi, de ender med å produsere karbondioksid, som diffunderer tilbake i blodstrøm. Karbondioksid reagerer med vann for å danne karbonsyre, og øker blodets pH. Denne lett forhøyede hydrogenionkonsentrasjonen påvirker hemoglobin, et protein som bærer oksygen i de røde blodcellene, og får det til å frigjøre noe av oksygenet som cellene kan bruke. I denne prosessen plukker hemoglobinet opp noen av de ekstra hydrogenionene og karbondioksidet og transporterer disse tilbake til lungene. Karbondioksidkonsentrasjonen i lungene er lavere enn i blodet, så karbondioksidet diffunderer ut av blodet og inn i lungene. Den høyere pH her øker hemoglobins affinitet for oksygen nå, slik at det kan ta opp oksygen igjen.