Tartalom
Amikor egy Bronsted savnak nevezett típusú anyag feloldódik vízben, hidrogénionokat szabadít fel, növelve a hidrogénion-koncentrációt a folyadékban. A kémikusok a hidrogénion-koncentráció mértékét osztályozzák pH-értékként: minél alacsonyabb a pH, annál nagyobb a hidrogénionok koncentrációja. A hidrogénion-koncentráció vagy a pH számos fontos szerepet játszik az emberi fiziológiában.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
A kémikusok a hidrogén-ion koncentráció mértékét osztályozzák pH-értékként. A pH-skála 0-tól, erősen savas, 14-ig, erősen lúgosig terjed. A pH szint számos fontos szerepet játszik az emberi fiziológiában. Ha a hidrogénionok folyadékban vannak, amely vizet tartalmaz, a hidrogénionok gyorsan kombinálódnak H-vel2O, hogy hidróniumionokat képezzen, vagy H3O+.
A fehérjék nélkülözhetetlenek a test működéséhez, és alakjuk megőrzéséhez hidrogénkötésekre támaszkodnak. A testnek stabilnak kell tartania a pH-t, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a fehérjék megőrzik alakjukat és elvégzik a munkájukat. A hidrogén-ionok szintén hozzájárulnak a sósav képződéséhez a gyomorban, hogy emészthessenek, és pepszinnek nevezett molekulát képezzenek, amely elősegíti az élelmiszerfehérjék lebontását.
A vér pH-ját szigorúan ellenőrzik, hogy szűk tartományban, kb. 7,2-7,4 legyen, széndioxiddal, az energia metabolizmus celluláris hulladéktermékével és belélegzett oxigénnel.
A pH-skála
A hidrogénionok valójában nem úsznak egymástól függetlenül. Bármilyen folyadékban vannak, amely vizet tartalmaz, a hidrogénionok gyorsan kombinálódnak H-vel2O, hogy hidróniumionokat képezzen, vagy H3O+. A hidrogénion-koncentráció a vízben tehát valójában a hidronium-ion koncentráció; a vegyészek szinte felváltva használják a két kifejezést. Szobahőmérsékleten a pH-érték 7 semleges, azaz a hidrogén és a hidroxid (OH-) ionok. A pH-skála 0-tól, erősen savas, 14-ig, erősen lúgosig terjed. A 14 azt jelenti, hogy a hidrogénionok nagyon alacsony koncentrációban vannak, míg az 1 azt jelenti, hogy a hidrogénionok nagyon magas koncentrációban vannak.
Fehérjekonfiguráció
A fehérjék nagy molekulák, amelyek az emberi test számos legfontosabb feladatát látják el. Szerkezetüket részben speciális kötések, úgynevezett hidrogénkötések alakítják ki, amelyek a fehérjemolekula különböző aminosavai között képződhetnek. A hidrogénion-koncentráció megváltoztatása megváltoztathatja a fehérjék alakját vagy konfigurációját a testben, tehát a test különféle mechanizmusokkal rendelkezik, hogy a pH-t állandó szinten tartsa. Egyes sejtekben található organellák eltérő pH-értéket tartanak fenn, hogy segítsék őket munkájuk elvégzésében. A lizoszómák például olyan sejtes organellák, amelyek alacsony pH-értéket tartanak fenn, ami elősegíti számukra az elhasználódott sejtkomponensek lebontását.
Gyomorsav
A gyomor nyálkahártyájában a parietális sejteknek nevezett sejtek hidrogén- és klorid-ionokat választanak el, amelyek sósavvá alakulnak. Ez az erős sav drámai módon csökkenti a gyomor tartalmának pH-ját, ami elősegíti a baktériumok elpusztítását és az ételek molekuláinak lebontását. A hidrogénionok szintén befolyásolják az emésztést, mivel biztosítják, hogy a pepszin nevű enzim a megfelelő konfigurációt megkapja a munkájához. A pepszin a jobb emésztés érdekében elbontja a fehérjéket az ételekben.Amikor a gyomor tartalma átjut a vékonybélbe, a hasnyálmirigy bikarbonátot választ ki, hogy semlegesítse a savas tartalmat, így nem okoznak semmilyen rossz hatást.
Vér és tüdő
A vér pH-ját szigorúan ellenőrzik, hogy szűk tartományban maradjon, körülbelül 7,2-7,4. Amikor a sejtek lebontják a cukrokat, hogy energiát kapjanak, széndioxidot termelnek, amely visszajut a véráramba. A szén-dioxid reagál a vízzel szénsavat képezve, emeli a vér pH-ját. Ez a kissé emelkedett hidrogénion-koncentráció befolyásolja a hemoglobint, egy fehérjét, amely oxigént hordoz a vörösvértestekben, és ezáltal felszabadítja az oxigén egy részét a sejtek felhasználásához. Ebben a folyamatban a hemoglobin ezután felveszi az extra hidrogénionok és a szén-dioxid egy részét, és ezeket továbbviszi a tüdőbe. A tüdőben a szén-dioxid koncentráció alacsonyabb, mint a véráramban, tehát a széndioxid eloszlik a véréből és a tüdőbe. A magasabb pH itt növeli a hemoglobin affinitását az oxigén mellett, így ismét felveheti az oxigént.