Какво е pH и защо е важно за нашето здраве?

В човешкото тяло деликатният баланс между киселинност и алкалност, известен като водороден показател (pH), е от съществено значение за протичането на оптималните физиологични процеси. Той се дефинира като отрицателния десетичен логаритъм от концентрацията на водородни йони (H+) в един разтвор.

Почти всеки аспект от здравето ни е повлиян от този показател, като започнем от разграждането на храната и абсорбцията на хранителни вещества до функционирането на нашите клетки.

Разделението на веществата на киселини, основи и соли

В началото на 17-ти век Робърт Бойл, англо-ирландски природен изследовател, философ, химик и изобретател, играе ключова роля в развитието на химията като наука. Неговите теории и експерименти променят начина, по който химичните вещества се анализират. Неговият принос към науката я променя и осъвременява до състоянието, в което я познаваме днес. 

Той предлага класификация, основана на уникалните химични свойства и индивидуалното поведение на съединенията при реакции, при което се разграничават три основни категории: киселини, основи и соли.

Киселините, основите и солите са трите основни класа химични вещества, които играят ключова роля в различни химични процеси и взаимодействия в природата.

Киселини

Киселините са вещества, които имат киселинен вкус и обикновено се разтварят във вода, образувайки водни разтвори, наричани киселини. Характеризират се със способността да дават йони на водните разтвори и да увеличават концентрацията на H⁺ (водни протони) в разтвора.

Примери за киселини:

• сярна киселина (H₂SO₄)
• солна киселина (HCl)
• оцетна киселина (CH₃COOH)

Основи

Основите са вещества, които имат горчив вкус и силно алкално поведение. Обикновено се разтварят във вода, образувайки водни разтвори, наричани основи или алкали. Те се характеризират със способността да приемат йони H⁺ от водни разтвори и да увеличават концентрацията на OH⁻ (хидроксидни йони) в разтвора.

Примери за основи:

• натриева основа (NaOH)
• калциева основа (Ca(OH)₂)
• амоняк (NH₃)

Соли

Солите са вещества, които се образуват от реакцията между киселини и основи. Обикновено са твърди кристални вещества, които се разтварят във вода и образуват йонни разтвори, като се характеризират със способността да се разлагат на положително и отрицателно заредени йони (катиони и аниони) в разтвора.

Примери за соли:

• натриев хлорид (NaCl)
• калциев карбонат (CaCO₃)
• амониев сулфат ((NH₄)₂SO₄)

Какво е pH?

Терминът водороден показател, също наричан pH, е мярка за киселинността или алкалността на един разтвор. Тази мярка зависи от концентрацията на водородни йони (H+) и хидроксидни йони (OH-) в него. Колкото повече H+ йони, толкова по-ниска е стойността pH и колкото повече OH- йони, толкова е по-висока.

Това е решаващ фактор при определянето на химичните свойства и реакциите на веществата, включително тези в човешкото тяло.

Скалата на pH варира от 0 до 14, като 7 е неутрално. Разтворите с рН по-малко от 7 са киселинни, докато тези с рН над 7 са алкални или основни.

Концепцията за pH е въведена от датския химик Сьорен Педер Лауриц Сьоренсен през 1909 година в търсене на по-прецизен метод за измерване на киселинността в пивоварната индустрия. Преди да се въведе водородният показател, киселинността се e измервала с не толкова надеждни методи, включващи титруване с индикатори.

Той разработва метод за измерване с помощта на цветни индикатори (като лакмусовата хартия), които променят цвета си в зависимост от киселинността или алкалността на разтвора. Неговата логаритмична скала се превръща във важен инструмент не само в химията, но и в биологията, медицината, екологията и множество други науки.

Какви са нормалните му стойности?

В човешкото тяло поддържането на pH в тесен диапазон е от съществено значение за правилното функциониране на организма. Нормалното физиологично pH варира в зависимост от конкретната телесна течност, която се измерва. Например:

• pH на кръвта: нормалният диапазон на pH-то на кръвта е приблизително 7,35 до 7,45. Отклоненията от този диапазон могат да имат сериозни последствия, водещи до състояния като ацидоза или алкалоза.
• pH на стомашната киселина: pH-то на стомашната киселина в стомаха обикновено варира от 1,5 до 3,5, създавайки кисела среда, необходима за храносмилането.
• pH на урината: нормалният диапазон на pH-то на урината е около 6,5 до 7,0, с леки вариации в зависимост от фактори като диета и нива на хидратация.

За чиста вода при 25°C pH е 7, което е неутрално. Въпреки това то може да варира в зависимост от наличието на разтворени вещества, като минерали, соли, газове или замърсители.

Дъждовната вода има рН около 5,6, което се дължи на въглеродния диоксид във въздуха, който образува въглеродна киселина. Морската вода има рН около 8,1 поради бикарбонатните и карбонатните йони, които буферират киселинността и помагат да се поддържа стабилно pH.

Медицински състояния при pH дисбаланс

Алкално-киселинният баланс е важен за нашето здраве, защото оказва влияние на много биологични процеси и функции в тялото ни.

Например pH влияе върху активността на ензимите, преноса на кислород, баланса на електролитите, защитата от патогени и качеството на нашата кожа и коса.

Различните медицински състояния, които могат да възникнат при pH дисбаланс в човешкото тяло, варират в зависимост от това дали pH се отклонява към киселинност или алкалност и от причината за това отклонение.

Ацидоза – повишена киселинност

При намаляване на pH в тялото средата става киселинна. Този процес може да се наблюдава в различни системи в тялото и води до определени видове дисбаланс и специфично нарушаване на естествените функции:

• Метаболитна ацидоза. Това състояние възниква, когато киселините в тялото се натрупват или основите се изгубват прекалено бързо. Причините включват диабет, дихателни заболявания или някои проблеми с бъбреците.
• Дихателна ацидоза. Възниква, когато тялото не успява да елиминира достатъчно въглероден диоксид през дихателната система. Причините включват астма, бронхит, хронична обструктивна белодробна болест (ХОББ) и други дихателни проблеми.
• Кетоацидоза. Този вид ацидоза се случва при хора с диабет, когато тялото не може да използва глюкозата за енергия и започва да разлага мазнини, което води до увеличаване на нивата на кетонови тела в кръвта.

Алкалоза – повишена алкалност

Алкалозата е последствие от значително повишение на pH. Причина за това може да е наличие на високо pH поради външни фактори – например прекомерен прием на алкални храни, напитки или лекарства. Може да е причинено и от загуба на киселинната среда на тялото. 

• Метаболитна алкалоза. Възниква, когато нивата на киселини в тялото са твърде ниски и алкалността се повиши значително. Това може да бъде причинено от хранителни навици като прекомерно консумиране на алкални храни, прием на антиациди или някои хранителни добавки, увеличаващи pH-то на кръвта.
• Дихателна алкалоза. Възниква, когато тялото е изложено на високи нива на кислород или когато дихателната система е хипервентилирана. Обикновено се получава при различни състояния като страх, тревожност и някои заболявания на белите дробове.

Как да го поддържам в нормални стойности?

Поддържането на подходящи нива на pH-то в тялото е от решаващо значение за цялостното здраве и благополучие. Няколко фактора могат да повлияят на pH баланса, включително диета, хидратация, стрес и основни медицински състояния:

• Балансирана диета. Диета, богата на плодове, зеленчуци и пълнозърнести храни, може да помогне за поддържане на правилния pH баланс. Тези храни често са алкални и могат да помогнат за противодействие на киселинността на някои други храни.
• Хидратация. Поддържането на подходяща хидратация е от съществено значение за регулиране на нивата на pH, тъй като водата помага за изхвърлянето на киселинни отпадъчни продукти от тялото.
• Избягване на обработени продукти. Ограничаването на приема на преработени храни, рафинирани захари, меса и газирани напитки може да помогне за предотвратяване на натрупването на излишна киселина в тялото.
• Редовни упражнения. Спортувайте редовно и умерено, тъй като редовната физическа активност може да помогне за регулиране на нивата на pH чрез насърчаване на циркулацията и оксигенацията на тъканите.
• Тествайте с помощта на pH ленти. Можете да тествате pH-то на вашата слюнка, урина или кръв, в зависимост от инструкциите на продукта. Ако вашето pH е твърде високо или твърде ниско, консултирайте се с вашия лекар за диагностика и лечение.

Заключение

В заключение, pH е фундаментална концепция в химията и биологията, играеща решаваща роля в поддържането на здравето и хомеостазата в тялото. Алкално-киселинният баланс в тялото е от ключово значение за оптимално здраве и предприемането на необходимите стъпки за поддържането му в нормални граници, като може да допринесе за цялостното благосъстояние и жизненост.