Tento blogový príspevok vedecky skúma, ako si naše telo udržiava homeostázu pH prostredníctvom tlmenia krvi a dýchania, na základe bežných predstav o kyslých a zásaditých potravinách.
Konzumujeme rôzne druhy potravín, aby sme získali energiu potrebnú pre každodenný život a udržali si zdravie. Aby ľudia dosiahli tieto ciele, vyhľadávajú informácie o potravinách a vyberajú si to, čo považujú za vhodné pre svoje potreby. V tomto procese sa väčšina z nás už niekedy stretla s informáciami o pH potravín. Napríklad často počúvame, že kola je kyslá potravina škodlivá pre zdravie zubov, zatiaľ čo zásadité potraviny, ako sú zemiaky, sladké zemiaky a mrkva, sú prospešné. To prirodzene vyvoláva otázku: Mohla by konzumácia kyslejších potravín spôsobiť, že naše telo bude kyslé a konzumácia zásaditých potravín ho môže urobiť zásaditým?
Živé organizmy však majú vlastnosť udržiavať si relatívne konštantné vnútorné prostredie bez ohľadu na meniace sa vonkajšie podmienky, čo je vlastnosť známa ako homeostáza. V skutočnosti konzumácia potravy so špecifickým pH priamo nemení vnútorné pH tela na túto hodnotu. Ak by sa pH tela drasticky zmenilo v reakcii na prostredie, malo by problém správne vykonávať svoje bežné funkcie a v závažných prípadoch by mohol byť ohrozený život. Tento vysvetľujúci text sa bude zaoberať tlmivým účinkom krvi – jedným z kľúčových mechanizmov, ktoré naše telo používa na udržanie stabilného vnútorného pH a prevenciu poškodenia funkcií orgánov – a chorobami, ktoré vznikajú, keď je tento tlmivý účinok narušený.
Pred pochopením tlmivého účinku je potrebné pochopiť koncepty pH, kyselín a zásad. Kritériom rozlišujúcim kyseliny a zásady je koncentrácia vodíkových iónov prítomných v roztoku. Stupnica označujúca tento stupeň koncentrácie vodíkových iónov je pH. pH je definované ako záporný logaritmus koncentrácie vodíkových iónov v roztoku, ktorý vznikne rozpustením látky v rozpúšťadle. Podľa modernej definície sa vyjadruje ako záporný spoločný logaritmus koncentrácie vodíkových iónov.
To znamená, že vyššia hodnota pH naznačuje nižšiu koncentráciu vodíkových iónov v roztoku, zatiaľ čo nižšia hodnota pH naznačuje vyššiu koncentráciu vodíkových iónov. V prípade neutrálnej vody s pH 7 je pH pod 7 kyslé a pH nad 7 zásadité. Kyslosť a zásaditosť možno klasifikovať aj podľa stupňa. Na základe poradia tvorby vodíkových iónov pri rozpustení v rozpúšťadle sa látky delia na silné kyseliny, slabé kyseliny, neutrálne, slabé zásady alebo silné zásady. Napríklad látky ako kyselina chlorovodíková alebo kyselina sírová produkujú pri rozpustení v rozpúšťadle veľmi veľké množstvo vodíkových iónov, čo vedie k veľmi nízkemu pH. V dôsledku toho sa klasifikujú ako silne kyslé látky. Naopak, látky ako hydroxid sodný produkujú pri rozpustení v rozpúšťadle veľmi nízku koncentráciu vodíkových iónov, čo vedie k vysokému pH, a preto sa považujú za silne zásadité látky.
Pufrovací účinok sa vzťahuje na efekt minimalizácie zmien v koncentrácii vodíkových iónov po pridaní kyseliny alebo zásady do roztoku. Dôvod, prečo je tento pufrovací účinok možný v krvi, je ten, že slabá kyselina uhličitá prítomná v krvi a zásaditý hydrogenuhličitanový ión, ktorý vzniká, keď táto slabá kyselina uvoľňuje vodíkové ióny, existujú vo vzájomnej rovnováhe. Ak sa do krvi pridá kyselina, zvýšené množstvo vodíkových iónov sa spojí s hydrogenuhličitanovými iónmi, ktoré pôsobia ako zásada, a vytvoria kyselinu uhličitú. To zabraňuje nadmernému okysleniu krvi. Naopak, keď sa pridá zásada, reakcia prebieha opačným smerom. Kyselina uhličitá ionizuje a vytvára hydrogenuhličitanové ióny a vodíkové ióny. To zabraňuje nadmernému zásaditému pôsobeniu krvi. Týmto procesom krv tlmí účinky kyselín alebo zásad prijatých zvonku. V dôsledku toho, aj keď konzumujeme kyslé alebo zásadité potraviny, pH krvi zostáva relatívne konštantné.
Problémy s reguláciou pH krvi sa však môžu vyskytnúť, ak je narušený tlmivý účinok krvi alebo v dôsledku vstupu alebo výstupu iných látok. Kyselina uhličitá a bikarbonátové ióny, ktoré hrajú kľúčovú úlohu v tlmivom účinku krvi, sa tvoria, keď sa oxid uhličitý produkovaný v tele rozpúšťa v telesných tekutinách. Oxid uhličitý je plyn, ktorý vzniká počas metabolizmu tkanív alebo sa vdýchne zvonku, alebo sa vydýchne dýchaním. Ak sa dýchanie oslabí alebo sa výmena plynov stane neefektívnou, koncentrácia oxidu uhličitého v tele sa zvyšuje. Vyššie hladiny oxidu uhličitého vedú k zvýšenej tvorbe kyseliny uhličitej v krvi. Ako sa kyselina uhličitá ionizuje, zvyšuje sa množstvo vodíkových iónov, čím sa znižuje pH tela. Tento stav sa nazýva acidóza.
Naopak, ak sa dýchanie nadmerne zrýchli alebo koncentrácia oxidu uhličitého nadmerne zníži, produkcia kyseliny uhličitej sa zníži. V dôsledku toho sa zníži aj produkcia vodíkových iónov, čo spôsobí zvýšenie pH tela. V takýchto situáciách môže dôjsť k alkalóze.
Syntézou týchto princípov vidíme, že pufrovací účinok krvi je jedným z kľúčových mechanizmov podporujúcich homeostázu udržiavaním rovnováhy medzi kyselinami a zásadami. Najmä reguláciou pH s cieľom stabilne udržiavať funkcie buniek a orgánov, a tým pomáhať ľudskému telu udržiavať normálne fyziologické procesy, má pufrovací účinok krvi významný význam pre ochranu nášho zdravia.
