Vplyv vodíkových iónov na človeka

Keď sa typ látky nazývanej Bronstedova kyselina rozpustí vo vode, uvoľňuje vodíkové ióny a zvyšuje tak koncentráciu vodíkových iónov v kvapaline. Chemici klasifikujú mieru koncentrácie vodíkových iónov ako pH: čím nižšie je pH, tým vyššia je koncentrácia vodíkových iónov. Koncentrácia vodíkových iónov alebo pH hrá vo fyziológii človeka celý rad dôležitých úloh.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Chemici klasifikujú mieru koncentrácie vodíkových iónov ako pH. Stupnica pH sa pohybuje od 0, vysoko kyslé do 14, veľmi zásadité. Úroveň pH hrá vo fyziológii človeka rôzne dôležité úlohy. Kedykoľvek sú vodíkové ióny v kvapaline, ktorá obsahuje vodu, vodíkové ióny sa rýchlo kombinujú s H₂O za vzniku hydróniových iónov alebo H₃O⁺.

Bielkoviny sú pre fungovanie tela nevyhnutné a pri udržiavaní svojho tvaru sa spoliehajú na vodíkové väzby. Telo musí udržiavať pH na stabilnej úrovni, aby sa ubezpečilo, že bielkoviny si udržiavajú svoj tvar a vykonávajú svoju prácu. Vodíkové ióny tiež prispievajú k tvorbe kyseliny chlorovodíkovej v žalúdku na trávenie potravy a na tvorbu molekuly zvanej pepsín, ktorá pomáha štiepiť bielkoviny z potravy.

Hodnota pH v krvi je prísne kontrolovaná, aby sa udržala v úzkom rozmedzí, od asi 7,2 do 7,4, pomocou oxidu uhličitého, bunkového odpadového produktu energetického metabolizmu a vdychovaného kyslíka.

Vodíkové ióny v skutočnosti neplávajú okolo. Kedykoľvek sú v tekutine, ktorá obsahuje vodu, vodíkové ióny sa rýchlo spoja s H₂O za vzniku hydróniových iónov alebo H₃O⁺. Koncentrácia vodíkových iónov vo vode je potom skutočne koncentráciou hydróniových iónov; chemici používajú tieto dva pojmy takmer zameniteľne. Pri izbovej teplote je meranie pH 7 neutrálne, čo znamená, že je rovnaká koncentrácia vodíka a hydroxidu (OH^-) ióny. Stupnica pH sa pohybuje od 0, vysoko kyslé do 14, veľmi zásadité. A 14 znamená, že je veľmi nízka koncentrácia vodíkových iónov, zatiaľ čo 1 znamená, že je veľmi vysoká koncentrácia vodíkových iónov.

Proteíny sú veľké molekuly, ktoré plnia mnohé z najdôležitejších úloh v ľudskom tele. Ich štruktúru čiastočne formujú špeciálne väzby nazývané vodíkové väzby, ktoré sa môžu vytvárať medzi rôznymi aminokyselinami v molekule proteínu. Zmena koncentrácie vodíkových iónov v tele môže zmeniť tvar alebo konfiguráciu bielkovín v tele, takže vaše telo má rôzne mechanizmy na udržanie konštantnej hodnoty pH. Niektoré organely vo vašich bunkách si však udržujú inú hladinu pH, aby im pomohli robiť svoju prácu. Lyzozómy sú napríklad bunkové organely, ktoré udržiavajú nízke pH, čo im pomáha odbúravať opotrebované zložky buniek.

V sliznici vášho žalúdka bunky nazývané parietálne bunky vylučujú vodíkové a chloridové ióny, ktoré spolu vytvárajú kyselinu chlorovodíkovú. Táto silná kyselina dramaticky znižuje pH obsahu vášho žalúdka, čo pomáha ničiť baktérie a rozkladať molekuly vo vašom jedle. Vodíkové ióny tiež ovplyvňujú trávenie tým, že zaisťujú, aby enzým nazývaný pepsín získal správnu konfiguráciu potrebnú na vykonávanie svojej práce. Pepsín štiepi bielkoviny v potravinách, ktoré konzumujete, pre lepšie trávenie. Keď obsah vášho žalúdka prejde do tenkého čreva, vaša pankreas vylučuje bikarbonát, aby neutralizoval kyslý obsah, aby nemal nepriaznivé účinky.

Hodnota pH vo vašej krvi je prísne kontrolovaná, aby sa udržala v úzkom rozmedzí od asi 7,2 do 7,4. Keď vaše bunky rozkladajú cukry, aby získali energiu, a nakoniec produkujú oxid uhličitý, ktorý difunduje späť do krvný obeh. Oxid uhličitý reaguje s vodou za vzniku kyseliny uhličitej, čím zvyšuje pH krvi. Táto mierne zvýšená koncentrácia vodíkových iónov ovplyvňuje hemoglobín, proteín prenášajúci kyslík vo vašich červených krvinkách, čo spôsobuje, že uvoľňuje časť svojho kyslíka, aby ho mohli bunky použiť. V tomto procese potom hemoglobín zachytáva niektoré ďalšie vodíkové ióny a oxid uhličitý a transportuje ich späť do pľúc. Koncentrácia oxidu uhličitého v pľúcach je nižšia ako v krvi, takže oxid uhličitý difunduje z vašej krvi do pľúc. Vyššie pH tu teraz zvyšuje afinitu hemoglobínu ku kyslíku, takže môže znovu absorbovať kyslík.