Šajā emuāra ierakstā, balstoties uz izplatītiem priekšstatiem par skābiem un sārmainiem pārtikas produktiem, zinātniski tiek pētīts, kā mūsu ķermenis uztur pH homeostāzi, izmantojot asins buferizāciju un elpošanu.
Mēs patērējam dažāda veida pārtiku, lai iegūtu ikdienas dzīvei nepieciešamo enerģiju un uzturētu savu veselību. Lai sasniegtu šos mērķus, cilvēki meklē informāciju par pārtiku un izvēlas to, ko uzskata par piemērotu savām vajadzībām. Šajā procesā lielākā daļa kādā brīdī ir saskārušies ar informāciju par pārtikas pH līmeni. Piemēram, mēs bieži dzirdam, ka kola ir skābs pārtikas produkts, kas ir kaitīgs zobu veselībai, savukārt sārmaini pārtikas produkti, piemēram, kartupeļi, saldie kartupeļi un burkāni, ir labvēlīgi. Tas dabiski rada jautājumu: vai skābāku pārtikas produktu lietošana varētu padarīt mūsu ķermeni skābu, bet sārmainu pārtikas produktu ēšana – sārmainu?
Tomēr dzīviem organismiem piemīt īpašība uzturēt savu iekšējo vidi relatīvi nemainīgu neatkarīgi no mainīgajiem ārējiem apstākļiem, un šo īpašību sauc par homeostāzi. Patiesībā, lietojot uzturā pārtiku ar noteiktu pH līmeni, organisma iekšējais pH līmenis tieši nemainās līdz šai vērtībai. Ja organisma pH līmenis krasi mainītos, reaģējot uz vidi, tam būtu grūtības pareizi veikt savas normālās funkcijas, un smagos gadījumos varētu būt apdraudēta dzīvība. Šajā skaidrojošajā tekstā tiks aplūkota asiņu buferizācijas darbība — viens no svarīgākajiem mehānismiem, ko mūsu organisms izmanto, lai uzturētu stabilu iekšējo pH līmeni un novērstu orgānu funkciju bojājumus —, kā arī slimības, kas rodas, ja šī buferizācijas darbība ir traucēta.
Pirms buferizācijas darbības izpratnes ir nepieciešams izprast pH, skābju un bāzu jēdzienus. Kritērijs, kas atšķir skābes no bāzēm, ir šķīdumā esošo ūdeņraža jonu koncentrācija. Skala, kas norāda šo ūdeņraža jonu koncentrācijas pakāpi, ir pH. pH ir definēts kā ūdeņraža jonu koncentrācijas negatīvs logaritms šķīdumā, kas rodas, vielai izšķīstot šķīdinātājā. Saskaņā ar mūsdienu definīciju to izsaka kā ūdeņraža jonu koncentrācijas negatīvu kopējo logaritmu.
Tas nozīmē, ka augstāka pH vērtība norāda uz zemāku ūdeņraža jonu koncentrāciju šķīdumā, savukārt zemāka pH vērtība norāda uz augstāku ūdeņraža jonu koncentrāciju. Neitrālā ūdenī, kura pH ir 7, pH zem 7 ir skābs, bet pH virs 7 ir bāzisks. Skābumu un bāziskumu var klasificēt arī pēc pakāpes. Pamatojoties uz ūdeņraža jonu veidošanās secību, izšķīdinot šķīdinātājā, vielas tiek klasificētas kā stipras skābes, vājas skābes, neitrālas, vājas bāzes vai stipras bāzes. Piemēram, tādas vielas kā sālsskābe vai sērskābe, izšķīdinot šķīdinātājā, rada ļoti lielu daudzumu ūdeņraža jonu, kā rezultātā rodas ļoti zems pH līmenis. Līdz ar to tās tiek klasificētas kā stipri skābas vielas. Turpretī tādas vielas kā nātrija hidroksīds, izšķīdinot šķīdinātājā, rada ļoti zemu ūdeņraža jonu koncentrāciju, kā rezultātā rodas augsts pH līmenis, un tāpēc tās tiek uzskatītas par stipri bāziskām vielām.
Buferēšanas darbība attiecas uz ūdeņraža jonu koncentrācijas izmaiņu minimizācijas efektu, kad šķīdumam pievieno skābi vai bāzi. Šī buferēšanas darbība asinīs ir iespējama tāpēc, ka asinīs esošā vājā skābā ogļskābe un bāze – bikarbonāta jons, kas veidojas, šai vājajai skābei atbrīvojot ūdeņraža jonus, pastāv līdzsvarā viens ar otru. Ja asinīm pievieno skābi, palielinātais ūdeņraža jonu daudzums apvienojas ar bikarbonāta joniem, kas darbojas kā bāze, veidojot ogļskābi. Tas novērš pārmērīgu asiņu skābumu. Savukārt, pievienojot sārmu, reakcija notiek pretējā virzienā. Ogļskābe jonizējas, veidojot bikarbonāta jonus un ūdeņraža jonus. Tas novērš pārmērīgu asiņu sārmainumu. Šī procesa rezultātā asinis buferē no ārpuses ievadīto skābju vai sārmu iedarbību. Tā rezultātā pat tad, ja mēs patērējam skābu vai sārmainu pārtiku, asiņu pH līmenis saglabājas relatīvi nemainīgs.
Tomēr problēmas ar asins pH regulēšanu var rasties, ja ir traucēta asins buferizācijas darbība vai citu vielu iekļūšanas vai iziešanas dēļ. Ogļskābes un bikarbonāta joni, kuriem ir izšķiroša loma asins buferizācijā, veidojas, kad organismā saražotais oglekļa dioksīds izšķīst ķermeņa šķidrumos. Ogļskābā gāze ir gāze, kas rodas audu metabolisma laikā vai tiek ieelpota no ārpuses, vai izelpota elpojot. Ja elpošana pavājinās vai gāzu apmaiņa kļūst neefektīva, oglekļa dioksīda koncentrācija organismā palielinās. Augstāks oglekļa dioksīda līmenis izraisa palielinātu ogļskābes veidošanos asinīs. Jonizējot ogļskābo skābei, palielinās ūdeņraža jonu daudzums, pazeminot organisma pH līmeni. Šo stāvokli sauc par acidozi.
Un otrādi, ja elpošana kļūst pārāk ātra vai oglekļa dioksīda koncentrācija kļūst pārāk zema, ogļskābes ražošana samazinās. Līdz ar to samazinās arī ūdeņraža jonu ražošana, izraisot organisma pH līmeņa paaugstināšanos. Šādās situācijās var rasties alkaloze.
Sintezējot šos principus, mēs redzam, ka asins buferizācijas darbība ir viens no galvenajiem homeostāzes uzturēšanas mehānismiem, saglabājot līdzsvaru starp skābēm un bāzēm. Jo īpaši, regulējot pH līmeni, lai stabili uzturētu šūnu un orgānu funkcijas, un tādējādi palīdzot cilvēka ķermenim uzturēt normālus fizioloģiskos procesus, asins buferizācijas darbībai ir būtiska nozīme mūsu veselības aizsardzībā.
