🗊рН среды и здоровье человека

рН среды и здоровье человека

Водородный показатель отражает активную реакцию среды и определяется содержанием катионов водорода (Н+) и анионов гидроксила (ОН-). Наличие этих ионов связано в первую очередь с диссоциацией молекул воды, протекающей по уравнению Водородный показатель отражает активную реакцию среды и определяется содержанием катионов водорода (Н+) и анионов гидроксила (ОН-). Наличие этих ионов связано в первую очередь с диссоциацией молекул воды, протекающей по уравнению HOH = H+ + OH- При 25 °С произведение концентраций ионов водорода и гидроксила равно 10-14 грамм-ионов на 1 л воды. Когда концентрации обоих ионов равны, содержание каждого из них составляет 10 -7 грамм-ионов на 1 л, и реакция воды нейтральная. Увеличение концентрации одного из ионов вызывает соответствующее смещение реакции в кислую или щелочную область. Обычно о реакции воды судят по концентрации ионов водорода, используя, однако, не значение этой концентрации, а взятый с обратным знаком ее десятичный логарифм. Эта величина называется водородным показателем и обозначается символом рН. Выражение рН<7 указывает на кислую реакцию, рН > 7 - на щелочную; нейтральной среде соответствует рН = 7.

Водородный показатель имеет важное общебиологическое значение, в связи с чем в процессе эволюции у большинства живых организмов выработался ряд механизмов, обеспечивающих относительное постоянство этого показателя в клетке. Роль этого фактора определяется в первую очередь его влиянием на активность ферментов и состояние других белковых молекул. Кроме того, поскольку большинство реакций в клетках протекает в водной среде, избыток или недостаток ионов Н+ может существенно влиять на протекание также различных неферментативных реакций. Сказанное является основной причиной того, что большинство клеток, принадлежащих самым разным организмам, способно жить в узком диапазоне рН - от 6,0 до 8,0.

Гидрокарбонатная буферная система является основным внеклеточным буфером. Она состоит и угольной кислоты (Н2СО3) и гидрокарбоната натрия (NaHCO3) или калия (KHCO3). Соль, входящая в состав буферной системы, обладает свойствами основания и может быть акцептором ионов водорода. Образуется почками и является самой мощной буферной системой крови. Ей принадлежит 53% общего буферного действия крови (35% буферного действия плазмы и 18% эритроцита). При нормальном значении рН крови, равном 7,4, соотношение компонентов гидрокарбонатной буферной системы Н2СО3/NaНCO3 составляет 1:20. Действие гидрокарбонатной буферной системы крови при попадании в последнюю сильной кислоты или щёлочи можно иллюстрировать следующими реакциями:

Фосфатная буферная система представляет собой смесь однозамещенного фосфата NaH2PO4 - слабой кислоты и соли этой кислоты двузамещённого фосфата Na2HPO4, обладающего щелочными свойствами. Она составляет основу буферной системы тканей и некоторых биологических жидкостей (моча, пищеварительные соки и т.д.). Фосфатный буфер может действовать как в составе органических молекул, так и в качестве свободных ионов. Одна его молекула способна связывать до трёх катионов водорода. Эта буферная система имеет значение для внутриклеточного пространства.

Белки крови обладают свойствами слабых кислот и поэтому в смеси с солью сильного основания могут образовывать буферную систему. В общем виде её можно представить так: R–COOH R–COO- + H+ R–COONa R–COO- + Na+ Благодаря белкам все клетки и ткани организма обладают определён- ным буферным действием; например, попадающее на кожу небольшое количество щёлочи и кислоты быстро нейтрализуется. В белковые буферные системы крови входят белки плазмы, гемоглобин (Hb) и оксигемоглобин (HbO2) эритроцитов.

Для определения кислотно-щелочного состояния существует метод pH-метрии. Он очень прост и максимально точен, так как в этом методе используются самые передовые компьютеры и новейшие изобретения современной медицины. Этот метод показывает точные значения pH проверяемого раствора. Существует несколько видов таких аппаратов, но принцип их действия сводится к одному. В них находятся два электрона, один из которых – активный и реагирующий с самой средой, а другой – референтный, служит для сравнения с полученными результатами. Мною проводилось несколько опытов по определению КЩС разных сред, один из которых именно этот.