Διάσταση οξέων

user warning: Got error 122 from storage engine query: SELECT DISTINCT b.* FROM blocks b LEFT JOIN blocks_roles r ON b.module = r.module AND b.delta = r.delta WHERE b.theme = 'garland' AND b.status = 1 AND (r.rid IN (1) OR r.rid IS NULL) ORDER BY b.region, b.weight, b.module in /var/www/vhosts/s16865721.onlinehome-server.info/respi-gam/modules/block/block.module on line 460.

Τα οξέα διίστανται αμέσως μόλις ευρεθούν σε υδατικό διάλυμα σε Η+ και Α- (ΗA↔ Η+ + Α-). Τα ελεύθερα Η+ (πρωτόνια) καθορίζουν την “οξύτητα” του διαλύματος, αν και στην πραγματικότητα δεν ευρίσκονται “πραγματικά” ελεύθερα στο υδατικό διάλυμα. Αμέσως μετά τη διάσταση των οξέων από τα οποία προέρχονται, συνδέονται με μόρια νερού προς σχηματισμό κατιόντων υδρονίου: Η2Ο+Η+ ⇄ Η3Ο+. Έτσι, η πιθανότητα ενός Η+ να παραμείνει ελεύθερο σε υδατικό διάλυμα είναι μικρότερη του 1:10190. Παρ’ όλα αυτά, αντί να χρησιμοποιούμε τον όρο υδρόνιο μπορούμε να χρησιμοποιούμε τον όρο Η+ (πρωτόνιο), χωρίς την παρείσφρυση σφαλμάτων. ͓

 Τα ελεύθερα Η+ ευρίσκονται σπάνια στα περισσότερα υγρά του σώματος, αλλά η συγκέντρωση τους έχει τεράστια σημασία. Σε συνθήκες χημικής ουδετερότητας υπάρχουν μόνο 1*10-7 moles Η+ σε διάσταση. Η συγκέντρωση στο αρτηριακό αίμα είναι ακόμη μικρότερη: 4·10-8 moles/I αίματος ή 40 nanoeq/I δηλαδή περίπου το 1 εκατομμυριοστό της συγκεντρώσεως, σε meq/I, των Na+, K+, CI- και HCO3̄∙ αν και στο γαστρικό υγρό, η συγκέντρωση των Η+ μπορεί να είναι περίπου 1000 φορές μεγαλύτερη. Επομένως, είναι απαραίτητη η διατήρηση σταθερών συγκεντρώσεων Η+, εφόσον μικρές διακυμάνσεις της συγκεντρώσεως των Η+ συνεπάγεται σημαντικές μεταβολές στη δραστηριότητα των ενδοκυτταρίων ενζύμω

pH, όρια

 Όπως είναι γνωστό, τα ένζυμα καταλύουν πληθώρα βιοχημικών αντιδράσεων, αλλά η λειτουργία των ενζύμων αυτών εξαρτάται από την ομοιόσταση του εσωτερικού περιβάλλοντος. Για το λόγο αυτό, ο οργανισμός ρυθμίζει προσεκτικά τη συγκέντρωση των Η+ στο εσωτερικό του περιβάλλον, με τη βοήθεια τριών μηχανισμών, δηλαδή (α) των ρυθμιστικών συστημάτων, (β) του πνευμονικού αερισμού και, (γ) της νεφρικής απεκκρίσεως. Τα (β) και (γ) αποτελούν φυσιολογικά συστήματα.

Στο διάγραμμα διακρίνεται η ενζυμική δραστηριότητα ανάλογα με τη τιμή του pH.

i. ρυθμιστικά συστήματα.

Αποτελούν χημικές διεργασίες, ταχύτατης αντιδράσεως, αλλά περιορισμένης επιδράσεως (à1158).

ii. φυσιολογικά συστήματα,

Επιβάλλουν μονιμότερες, αντιρροπιστικές – διορθωτικές – μεταβολές με τις οποίες επιχειρούνται αντισταθμικές ‘επεμβάσεις’, από το αναπνευστικό σύστημα και τους νεφρούς και, στην ουσία, συνίστανται στην εγκατάσταση μιας περίπου ισοδύναμης, αλλά αντίθετης διαταραχής, που αποσκοπεί στην αποκατάσταση της ισορροπίας. Σε διάστημα 24 ωρών, οι μεταβολικές εξελίξεις σ’ έναν ενήλικα συνεπάγονται την παραγωγή 15000-20000 millimoles (mEq) CO2, που αντιστοιχούν σε 13000 millimoles H+, υπό pH πλάσματος. Στο ρυθμό αυτό παραγωγής πρέπει να ανταποκριθούν οι πνεύμονες, ώστε προσαρμόζοντας κατάλληλα τον αερισμό να επιτύχουν την ταυτόχρονη αποβολή του CO2. Οι νεφροί, εξ άλλου, έχουν αναλάβει την εξουδετέρωση μη πτητικών (ανοργάνων και οργανικών) οξέων[i]. Έτσι, τα ούρα 24-ώρου περιέχουν 30 mmoles οξέος, κυρίως αδρανοποιημένα με φωσφορικά και 45 millimoles NH4+, ανάλογα με τη δίαιτα. Οι νεφροί μπορούν -για διάστημα λίγων ημερών- να αποβάλλουν περίπου 500 millimoles οξέος, κυρίως σαν ΝΗ4+ ή ίσο ποσό βάσεως, κυρίως σαν HCO3-. Τα αποβαλλόμενα ΝΗ4+ ισούνται με την ημερήσια παραγωγή οξέων από τις τροφές.

 Η μέση τιμή (±95% όρια αξιοπιστίας) του pH του αίματος (και του σώματος) είναι 7.40±0.03. Η διακύμανση του pH που είναι συμβατή με τη ζωή δεν εκτείνεται πέραν των 7.0-7.7. Επειδή το εύρος αυτό ποικίλλει ελαφρά, με παράγοντες, όπως η ηλικία και η διάρκεια της οξεοβασικής διαταραχής, μπορούμε να δεχτούμε ευρύτερα πλάσια, 6.85-7.80. Ο όρος οξέωση χρησιμοποιείται για να δηλωθεί ότι το pH είναι χαμηλότερο από 7.40 και ότι έχει εγκατασταθεί διαταραχή που επιφέρει αύξηση της παραγωγής των Η+ (έλλειμμα βάσεως). Με τον όρο αλκάλωση περιγράφονται καταστάσεις με αύξηση του pH (>7.40) που προκαλούν μείωση των Η+ (περίσσεια βάσεως). Όσο πιο χαμηλό είναι το pH, τόσο μεγαλύτερη η συγκέντρωση των Η+. Με φυσιολογικό pH (=7.4), η συγκέντρωση των Η+ είναι 40 nmol/l.

 

[i] Γαρδίκας, Κ.: Προβλήματα διαταραχής ύδατος, ηλεκτρολυτών και οξεοβασικής ισορροπίας. Παρισιάνος, Αθήνα 1974