Πώς διατηρεί το σώμα ένα σταθερό επίπεδο pH;
1. Buffer Systems :Το σώμα περιέχει διάφορα συστήματα ρυθμιστικού διαλύματος που βοηθούν να αντισταθούν στις μεταβολές του ρΗ με εξουδετερωτική περίσσεια ιόντων υδρογόνου (Η+) ή ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ-). Τα πρωταρχικά buffer του σώματος περιλαμβάνουν:
- Σύστημα ρυθμιστικού διαλύματος διττανθρακικού άλατος: Αυτό είναι το πιο σημαντικό σύστημα buffer στο σώμα. Αποτελείται από ιόντα ανθρακικού οξέος (H2CO3) και διττανθρακικού (HCO3-) και παίζει κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση του ρΗ στο αίμα, τους ιστούς και άλλα υγρά.
- Φωσφορικό σύστημα ρυθμιστικού διαλύματος: Αυτό το σύστημα περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση μεταξύ ιόντων φωσφορικού διυδρογόνου (H2PO4-) και φωσφορικών μονοϋδρογόνο (HPO42-). Είναι ιδιαίτερα σημαντικό στη ρύθμιση του ρΗ στα νεφρά και τα ενδοκυτταρικά διαμερίσματα.
- buffer πρωτεϊνών: Οι πρωτεΐνες μπορούν επίσης να δρουν ως ρυθμιστικά με τη δέσμευση ή την απελευθέρωση ιόντων Η+. Η ομάδα ιμιδαζόλης της ιστιδίνης αμινοξέων είναι ένα ιδιαίτερα αποτελεσματικό ρυθμιστικό διάλυμα εντός των πρωτεϊνών.
- Σύστημα buffer αιμοσφαιρίνης: Η αιμοσφαιρίνη, η πρωτεΐνη μεταφοράς οξυγόνου σε ερυθρά αιμοσφαίρια, μπορεί επίσης να δρα ως ρυθμιστικό διάλυμα με δέσμευση ιόντων Η+.
2. Αναπνευστική ρύθμιση :Το αναπνευστικό σύστημα διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στη ρύθμιση του ρΗ ελέγχοντας τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στο αίμα. Όταν υπάρχει περίσσεια ιόντων Η+, προκαλώντας την πτώση του ρΗ, αυξάνεται ο ρυθμός αναπνευστικού συστήματος. Αυτό οδηγεί σε αύξηση της εκπνοής του CO2, που είναι ένα πτητικό οξύ, μειώνοντας έτσι τη συγκέντρωσή του στο αίμα και βοηθώντας στην αποκατάσταση της ισορροπίας του pH. Αντίθετα, η μειωμένη αναπνοή μπορεί να οδηγήσει σε συγκράτηση CO2 και αύξηση των ιόντων Η+, προκαλώντας μείωση του ρΗ.
3. Νεφρική ρύθμιση :Οι νεφροί διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση του ρΗ ελέγχοντας την απέκκριση ή την επαναρρόφηση των ιόντων Η+ και των διττανθρακικών ιόντων. Οι εγγύς σωληνίσκοι, ιδιαίτερα, διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Όταν το ρΗ του αίματος μειώνεται (οξέος), οι νεφροί αυξάνουν την απέκκριση των ιόντων Η+ και διατηρούν ιόντα διττανθρακικού. Από την άλλη πλευρά, εάν το ρΗ αυξάνει (αλκαλιαιμία), οι νεφροί διατηρούν ιόντα Η+ και εκκρίνουν ιόντα διττανθρακικού. Αυτό βοηθά στη ρύθμιση και τη διατήρηση της ισορροπίας οξέος βάσης στο σώμα.
4. Ορμονική ρύθμιση :Το ενδοκρινικό σύστημα συμβάλλει επίσης στη ρύθμιση του ρΗ μέσω διαφόρων ορμονών. Για παράδειγμα, η ορμόνη αλδοστερόνη, που παράγεται από τα επινεφρίδια, επηρεάζει την επαναρρόφηση των ιόντων νατρίου (Na+) και την έκκριση ιόντων Η+ στους νεφρούς. Αυτό επηρεάζει έμμεσα την ισορροπία του ρΗ μεταβάλλοντας την απέκκριση και την επαναρρόφηση των ιόντων Η+.
5. Microbiota του εντέρου: Τα βακτήρια του εντέρου παίζουν επίσης ρόλο στη ρύθμιση του ρΗ, παράγοντας λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας (SCFAs) κατά τη ζύμωση των διαιτητικών ινών. Τα SCFAs μπορούν να επηρεάσουν το ρΗ του περιβάλλοντος του εντέρου και να επηρεάσουν έμμεσα τη συνολική ισορροπία του PH του σώματος.
Αυτοί οι μηχανισμοί λειτουργούν σε συνεννόηση για να διατηρήσουν ένα σταθερό επίπεδο ρΗ στα σωματικά υγρά. Οποιεσδήποτε σημαντικές αποκλίσεις από το κανονικό εύρος μπορεί να οδηγήσουν σε ανισορροπίες οξέος-βάσης, οι οποίες μπορούν να διαταράξουν διάφορες φυσιολογικές διεργασίες και ενδεχομένως να προκαλέσουν προβλήματα υγείας.
