Когда вещество, называемое кислотой Бренстеда, растворяется в воде, оно выделяет ионы водорода, увеличивая концентрацию ионов водорода в жидкости. Химики классифицируют меру концентрации ионов водорода как pH: чем ниже pH, тем выше концентрация ионов водорода. Концентрация ионов водорода, или pH, играет важную роль в физиологии человека.

Химики классифицируют меру концентрации ионов водорода как pH. Шкала pH изменяется от 0, сильно кислотная, до 14, сильно щелочная. Уровень pH играет различные важные роли в физиологии человека. Всякий раз, когда ионы водорода находятся в жидкости, которая содержит воду, ионы водорода быстро объединяются с H2O с образованием ионов гидрония или H3O +.

Белки необходимы для функционирования организма и зависят от водородных связей для поддержания своей формы. Организм должен поддерживать рН на стабильном уровне, чтобы белки сохраняли свою форму и выполняли свою работу. Ионы водорода также способствуют образованию соляной кислоты в желудке для переваривания пищи и образования молекулы под названием пепсин, которая помогает расщеплять пищевые белки.

Уровень pH в вашей крови строго контролируется, чтобы оставаться в узком диапазоне, примерно от 7,2 до 7,4, с использованием углекислого газа, продукта клеточных отходов энергетического обмена и вдыхаемого кислорода.

Шкала рН

Ионы водорода на самом деле не плавают вокруг самостоятельно. Всякий раз, когда они находятся в жидкости, содержащей воду, ионы водорода быстро объединяются с H2O с образованием ионов гидрония или H3O +. Таким образом, концентрация ионов водорода в воде - это действительно концентрация ионов гидрония; химики используют два термина почти взаимозаменяемо. При комнатной температуре значение pH, равное 7, является нейтральным, что означает, что концентрация ионов водорода и гидроксида (OH-) равна. Шкала pH изменяется от 0, сильно кислотная, до 14, сильно щелочная. 14 означает, что концентрация ионов водорода очень низкая, а 1 означает, что концентрация ионов водорода очень высокая.

Конфигурация белка

Белки - это большие молекулы, которые выполняют многие из самых важных задач в организме человека. Их структура частично сформирована специальными связями, называемыми водородными связями, которые могут образовываться между различными аминокислотами в молекуле белка. Изменение концентрации ионов водорода в организме может изменить форму или конфигурацию белков в организме, поэтому в вашем организме есть множество механизмов для поддержания pH на постоянном уровне. Однако некоторые органеллы в ваших клетках поддерживают другой уровень pH, чтобы помочь им выполнять свою работу. Лизосомы, например, представляют собой клеточные органеллы, которые поддерживают низкий рН, что помогает им разрушать изношенные клеточные компоненты.

Желудочной кислоты

В слизистой оболочке желудка клетки, называемые париетальными клетками, выделяют ионы водорода и хлорида, которые объединяются в соляную кислоту. Эта сильная кислота резко снижает pH содержимого вашего желудка, что помогает убивать бактерии и расщеплять молекулы в вашей пище. Ионы водорода также влияют на пищеварение, гарантируя, что фермент, называемый пепсином, принимает правильную конфигурацию, необходимую для его работы. Пепсин расщепляет белки в пище, которую вы едите, для лучшего пищеварения. Когда содержимое вашего желудка попадает в тонкую кишку, ваша поджелудочная железа выделяет бикарбонат, чтобы нейтрализовать кислотное содержимое, чтобы оно не вызывало каких-либо побочных эффектов.

Кровь и легкие

Уровень pH в вашей крови строго контролируется, чтобы оставаться в узком диапазоне, от 7,2 до 7,4. Когда ваши клетки расщепляют сахара, чтобы получить энергию, они в конечном итоге производят углекислый газ, который диффундирует обратно в кровоток. Углекислый газ реагирует с водой, образуя углекислоту, повышая рН крови. Эта слегка повышенная концентрация ионов водорода влияет на гемоглобин, белок, переносящий кислород внутри ваших эритроцитов, заставляя его высвобождать часть своего кислорода для использования клетками. В этом процессе гемоглобин собирает некоторые из дополнительных ионов водорода и углекислого газа и транспортирует их обратно в легкие. Концентрация углекислого газа в легких ниже, чем в кровотоке, поэтому углекислый газ диффундирует из вашей крови в легкие. Более высокий уровень pH здесь увеличивает сродство гемоглобина к кислороду, поэтому он снова может поглощать кислород.