आपले शरीर रक्तातील pH पातळी कशी स्थिर ठेवते?

आम्लयुक्त आणि क्षारीय पदार्थांबद्दलच्या सामान्य धारणांवर आधारित, रक्त बफरिंग आणि श्वसनाद्वारे आपले शरीर पीएच होमिओस्टॅसिस कसे राखते याचे वैज्ञानिकदृष्ट्या परीक्षण या ब्लॉग पोस्टमध्ये केले आहे.

दैनंदिन जीवनासाठी आवश्यक असलेली ऊर्जा मिळविण्यासाठी आणि आपले आरोग्य राखण्यासाठी आपण विविध प्रकारचे अन्न सेवन करतो. ही उद्दिष्टे साध्य करण्यासाठी, लोक अन्नाबद्दल माहिती शोधतात आणि त्यांच्या गरजांसाठी योग्य वाटेल ते निवडतात. या प्रक्रियेत, बहुतेकांना कधीतरी अन्नाच्या pH बद्दल माहिती मिळाली आहे. उदाहरणार्थ, आपण अनेकदा ऐकतो की कोला हा एक आम्लयुक्त अन्न आहे जो दंत आरोग्यासाठी हानिकारक आहे, तर बटाटे, गोड बटाटे आणि गाजर यांसारखे अल्कधर्मी पदार्थ फायदेशीर आहेत. यामुळे स्वाभाविकच एक प्रश्न निर्माण होतो: जास्त आम्लयुक्त पदार्थ खाल्ल्याने आपले शरीर आम्लयुक्त होऊ शकते आणि अल्कधर्मी पदार्थ खाल्ल्याने ते अल्कधर्मी बनू शकते का?
तथापि, सजीवांमध्ये बाह्य परिस्थिती बदलत असली तरी त्यांचे अंतर्गत वातावरण तुलनेने स्थिर ठेवण्याची क्षमता असते, ज्याला होमिओस्टॅसिस म्हणतात. प्रत्यक्षात, विशिष्ट pH असलेले अन्न सेवन केल्याने शरीराच्या अंतर्गत pH मध्ये थेट बदल होत नाही. जर वातावरणाच्या प्रतिसादात शरीराचा pH मोठ्या प्रमाणात बदलला तर ते त्याचे सामान्य कार्य योग्यरित्या करण्यास संघर्ष करेल आणि गंभीर प्रकरणांमध्ये, जीव धोक्यात येऊ शकतो. हा स्पष्टीकरणात्मक मजकूर रक्ताच्या बफरिंग क्रियेचे परीक्षण करेल - स्थिर अंतर्गत pH राखण्यासाठी आणि अवयवांच्या कार्याला होणारे नुकसान टाळण्यासाठी आपल्या शरीरातील एक महत्त्वाची यंत्रणा - आणि ही बफरिंग क्रियेचे उल्लंघन झाल्यावर उद्भवणारे रोग.
बफरिंग क्रिया समजून घेण्यापूर्वी, pH, आम्ल आणि आम्लारी यांच्या संकल्पना समजून घेणे आवश्यक आहे. आम्ल आणि आम्लारी वेगळे करणारा निकष म्हणजे द्रावणात असलेल्या हायड्रोजन आयनांची सांद्रता. हायड्रोजन आयन एकाग्रतेची ही डिग्री दर्शविणारा स्केल म्हणजे pH. pH हा पदार्थ द्रावकात विरघळल्यावर तयार होणाऱ्या द्रावणातील हायड्रोजन आयन एकाग्रतेचा ऋण लॉगरिथम म्हणून परिभाषित केला जातो. आधुनिक व्याख्येनुसार, तो हायड्रोजन आयन एकाग्रतेचा ऋण सामान्य लॉगरिथम म्हणून व्यक्त केला जातो.
म्हणजेच, जास्त pH मूल्य द्रावणात हायड्रोजन आयनांची कमी सांद्रता दर्शवते, तर कमी pH मूल्य हायड्रोजन आयनांची जास्त सांद्रता दर्शवते. तटस्थ पाण्याची pH 7 म्हणून व्याख्या केली असता, 7 पेक्षा कमी pH आम्लीय असतो आणि 7 पेक्षा जास्त pH मूलभूत असतो. आम्लता आणि मूलभूतता देखील अंशानुसार वर्गीकृत केली जाऊ शकते. द्रावकात विरघळल्यावर हायड्रोजन आयन उत्पादनाच्या क्रमानुसार, पदार्थांना मजबूत आम्ल, कमकुवत आम्ल, तटस्थ, कमकुवत आम्ल किंवा मजबूत आम्ल असे वर्गीकृत केले जाते. उदाहरणार्थ, हायड्रोक्लोरिक आम्ल किंवा सल्फ्यूरिक आम्ल सारखे पदार्थ द्रावकात विरघळल्यावर खूप मोठ्या प्रमाणात हायड्रोजन आयन तयार करतात, ज्यामुळे खूप कमी pH होतो. परिणामी, त्यांना जोरदार आम्लयुक्त पदार्थ म्हणून वर्गीकृत केले जाते. उलट, सोडियम हायड्रॉक्साइड सारखे पदार्थ द्रावकात विरघळल्यावर हायड्रोजन आयनांची खूप कमी सांद्रता निर्माण करतात, ज्यामुळे उच्च pH होतो आणि म्हणून ते जोरदार मूलभूत पदार्थ म्हणून समजले जातात.
बफरिंग अॅक्शन म्हणजे द्रावणात आम्ल किंवा क्षार मिसळल्यावर हायड्रोजन आयनच्या एकाग्रतेतील बदल कमी करण्याच्या परिणामाचा संदर्भ. रक्तात ही बफरिंग अॅक्शन शक्य होण्याचे कारण म्हणजे रक्तात असलेले कमकुवत आम्ल कार्बोनिक अॅसिड आणि हे कमकुवत आम्ल हायड्रोजन आयन सोडल्यावर तयार होणारे बेस बायकार्बोनेट आयन एकमेकांशी समतोल राखतात. जर रक्तात आम्ल जोडले गेले तर वाढलेले हायड्रोजन आयन बायकार्बोनेट आयनशी एकत्रित होतात, जे बेस म्हणून काम करतात, ज्यामुळे कार्बोनिक अॅसिडमध्ये सुधारणा होते. हे रक्ताला जास्त आम्लीय होण्यापासून रोखते. उलट, जेव्हा अल्कली जोडली जाते तेव्हा प्रतिक्रिया उलट दिशेने पुढे जाते. कार्बोनिक अॅसिड आयनीकरण करते, बायकार्बोनेट आयन आणि हायड्रोजन आयन तयार करते. हे रक्ताला जास्त क्षारीय होण्यापासून रोखते. या प्रक्रियेद्वारे, रक्त बाहेरून आणलेल्या आम्ल किंवा क्षारांच्या प्रभावांना बफर करते. परिणामी, आपण आम्लयुक्त किंवा क्षारीय पदार्थ खातो तेव्हा देखील, रक्ताचा pH तुलनेने स्थिर राहतो.
तथापि, रक्ताच्या बफरिंग क्रियेत बिघाड झाल्यास किंवा इतर पदार्थांच्या प्रवेशामुळे किंवा बाहेर पडण्यामुळे रक्ताच्या पीएच नियमनात समस्या उद्भवू शकतात. रक्ताच्या बफरिंगमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावणारे कार्बोनिक अॅसिड आणि बायकार्बोनेट आयन, शरीरात तयार होणारे कार्बन डायऑक्साइड शरीरातील द्रवपदार्थांमध्ये विरघळल्यावर तयार होतात. कार्बन डायऑक्साइड हा ऊतींच्या चयापचय दरम्यान निर्माण होणारा वायू आहे किंवा बाहेरून श्वास घेतला जातो किंवा श्वसनाद्वारे बाहेर सोडला जातो. जर श्वसन कमकुवत झाले किंवा वायूची देवाणघेवाण अकार्यक्षम झाली, तर शरीरात कार्बन डायऑक्साइडची एकाग्रता वाढते. उच्च कार्बन डायऑक्साइड पातळीमुळे रक्तात कार्बोनिक अॅसिड तयार होण्यास वाढ होते. कार्बोनिक अॅसिड आयनीकरण होत असताना, हायड्रोजन आयनांचे प्रमाण वाढते, ज्यामुळे शरीराचा पीएच कमी होतो. या स्थितीला अॅसिडोसिस म्हणतात.
याउलट, जर श्वासोच्छ्वास खूप वेगवान झाला किंवा कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण खूप कमी झाले तर कार्बोनिक आम्लाचे उत्पादन कमी होते. परिणामी, हायड्रोजन आयनचे उत्पादन देखील कमी होते, ज्यामुळे शरीराचा pH वाढतो. अशा परिस्थितीत अल्कॅलोसिस होऊ शकतो.
या तत्त्वांचे संश्लेषण करताना, आपल्याला दिसून येते की रक्ताची बफरिंग क्रिया ही आम्ल आणि क्षारांमधील समतोल राखून होमिओस्टॅसिसला आधार देणारी एक प्रमुख यंत्रणा आहे. विशेषतः, पेशी आणि अवयवांचे कार्य स्थिरपणे राखण्यासाठी pH नियंत्रित करून आणि त्याद्वारे मानवी शरीराला सामान्य शारीरिक प्रक्रिया टिकवून ठेवण्यास मदत करून, रक्ताची बफरिंग क्रिया आपल्या आरोग्याचे रक्षण करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.