Tämä blogikirjoitus tarkastelee tieteellisesti, miten kehomme ylläpitää pH-tasapainoa veren puskuroinnin ja hengityksen avulla, perustuen yleisiin käsityksiin happamista ja emäksisistä ruoista.
Kulutamme erilaisia ruokia saadaksemme tarvitsemamme energian jokapäiväiseen elämään ja ylläpitääksemme terveyttämme. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi ihmiset etsivät tietoa ruoasta ja valitsevat tarpeisiinsa sopivaksi katsomansa ruoan. Tässä prosessissa useimmat ovat jossain vaiheessa törmänneet tietoon ruoan pH-arvosta. Esimerkiksi kuulemme usein, että kola on hapan ruoka, joka on haitallista hampaiden terveydelle, kun taas emäksiset ruoat, kuten perunat, bataatit ja porkkanat, ovat hyödyllisiä. Tämä herättää luonnollisesti kysymyksen: Voisiko happamampien ruokien nauttiminen tehdä kehostamme happaman ja emäksisten ruokien syöminen emäksisen?
Elävillä organismeilla on kuitenkin kyky pitää sisäinen ympäristönsä suhteellisen vakiona muuttuvista ulkoisista olosuhteista riippumatta, mikä tunnetaan homeostaasina. Todellisuudessa tietyn pH-arvon omaavan ruoan nauttiminen ei suoraan muuta kehon sisäistä pH-arvoa kyseiseen arvoon. Jos kehon pH muuttuisi rajusti ympäristön vaikutuksesta, sen olisi vaikea suorittaa normaaleja toimintojaan kunnolla, ja vakavissa tapauksissa henki voisi olla uhattuna. Tässä selittävässä tekstissä tarkastellaan veren puskurointivaikutusta – yhtä kehomme tärkeimmistä mekanismeista vakaan sisäisen pH-arvon ylläpitämiseksi ja elinten toiminnan vaurioiden estämiseksi – sekä sairauksia, joita syntyy, kun tämä puskurointivaikutus heikkenee.
Ennen puskurointivaikutuksen ymmärtämistä on ymmärrettävä pH:n, happojen ja emästen käsitteet. Happojen ja emästen erottava kriteeri on liuoksessa olevien vetyionien pitoisuus. Tätä vetyionipitoisuuden astetta ilmaiseva asteikko on pH. pH määritellään vetyionipitoisuuden negatiivisena logaritmina liuoksessa, joka muodostuu, kun aine liukenee liuottimeen. Nykyaikaisen määritelmän mukaan se ilmaistaan vetyionipitoisuuden negatiivisena yhteisenä logaritmina.
Toisin sanoen korkeampi pH-arvo osoittaa pienempää vetyionipitoisuutta liuoksessa, kun taas alhaisempi pH-arvo osoittaa korkeampaa vetyionipitoisuutta. Neutraalin veden pH-arvoksi määritellään 7, alle 7:n pH on hapan ja yli 7:n pH on emäksinen. Happamuutta ja emäksisyyttä voidaan luokitella myös asteen mukaan. Liuottimeen liuotettuina aineet luokitellaan vahvoiksi hapoiksi, heikoiksi hapoiksi, neutraaleiksi, heikoiksi emäksiksi tai vahvoiksi emäksiksi sen mukaan, missä järjestyksessä vetyioneja muodostuu. Esimerkiksi aineet, kuten suolahappo tai rikkihappo, tuottavat liuottimeen liuotettuna erittäin suuren määrän vetyioneja, mikä johtaa erittäin alhaiseen pH-arvoon. Näin ollen ne luokitellaan vahvasti happamiksi aineiksi. Käänteisesti aineet, kuten natriumhydroksidi, tuottavat liuottimeen liuotettuna erittäin pienen vetyionipitoisuuden, mikä johtaa korkeaan pH-arvoon, ja siksi ne ymmärretään vahvasti emäksisiksi aineiksi.
Puskurointivaikutuksella tarkoitetaan vetyionipitoisuuden muutosten minimointia, kun liuokseen lisätään happoa tai emästä. Tämä puskurointivaikutus on mahdollinen veressä, koska veressä oleva heikko hapan hiilihappo ja emäksinen bikarbonaatti-ioni, joka muodostuu, kun tämä heikko happo vapauttaa vetyioneja, ovat tasapainossa keskenään. Jos vereen lisätään happoa, lisääntyneet vetyionit yhdistyvät bikarbonaatti-ioneihin, jotka toimivat emäksenä, muodostaen uudelleen hiilihapon. Tämä estää veren muuttumisen liian happamaksi. Kääntäen, kun lisätään emästä, reaktio etenee päinvastaiseen suuntaan. Hiilihappo ionisoituu tuottaen bikarbonaatti-ioneja ja vetyioneja. Tämä estää veren muuttumisen liian emäksiseksi. Tämän prosessin avulla veri puskuroi ulkopuolelta tulevien happojen tai emästen vaikutuksia. Tämän seurauksena, vaikka nauttisimme happamia tai emäksisiä ruokia, veren pH pysyy suhteellisen vakiona.
Veren pH-säätelyssä voi kuitenkin ilmetä ongelmia, jos veren puskurointivaikutus on heikentynyt tai koska muita aineita pääsee sisään tai poistuu. Hiilihappo- ja bikarbonaatti-ionit, joilla on ratkaiseva rooli veren puskuroinnissa, muodostuvat, kun kehossa tuotettu hiilidioksidi liukenee kehon nesteisiin. Hiilidioksidi on kaasu, jota syntyy kudosaineenvaihdunnan aikana tai jota hengitetään sisään ulkopuolelta tai uloshengitetään hengityksen mukana. Jos hengitys heikkenee tai kaasujen vaihto tehostuu, hiilidioksidipitoisuus kehossa kasvaa. Korkeammat hiilidioksidipitoisuudet johtavat lisääntyneeseen hiilihapon muodostumiseen veressä. Kun hiilihappo ionisoituu, vetyionien määrä kasvaa, mikä alentaa kehon pH-arvoa. Tätä tilaa kutsutaan asidoosiksi.
Käänteisesti, jos hengitys kiihtyy liikaa tai hiilidioksidipitoisuus laskee liian alas, hiilihapon tuotanto vähenee. Tämän seurauksena myös vetyionien tuotanto vähenee, mikä aiheuttaa elimistön pH-arvon nousua. Tällaisissa tilanteissa voi esiintyä alkaloosia.
Näitä periaatteita yhdistämällä näemme, että veren puskurointivaikutus on yksi keskeisistä homeostaasia tukevista mekanismeista ylläpitämällä happojen ja emästen välistä tasapainoa. Erityisesti säätelemällä pH:ta solujen ja elinten toiminnan vakaana ylläpitämiseksi ja siten auttamalla ihmiskehoa ylläpitämään normaaleja fysiologisia prosesseja, veren puskurointivaikutuksella on merkittävä merkitys terveytemme turvaamisessa.
