Homeostáza, co to vlastně je? Stálost vnitřního prostředí, to je klasická věta každé druhé učebnice, ale co se teda udržuje v těle stálé? Teplota, hladina glukózy,…pH (H+ iontů)?
Pojďme se blíž podívat na to pH. pH je v organismu udržováno velmi striktně a odchylka, kterou si tedy tělo může dovolit, je opravdu minimální. Konkrétně je to 7,4 +- 0,04. A to neříkám proto, že je cool si pamatovat odchylky, ale protože to po vás budou chtít.
Co mi to teda říká? Jak to mám chápat? Chápejte to tak, že stačí opravdu jen minimální odchylka k tomu, aby došlo k narušení hladiny pH a tím pádem i rovnováhy v organismu. Co se stane, když se rovnováha vychýlí? Pro představu dojde ke změně excitability nervů a svalů.
To znamená, že buď bude docházet ke svalové slabosti nebo ke svalovým záškubům a křečím, a to nechceš. Ovlivní se ionty K+, enzymy. O těchto důsledcích bude speciální článek, prvně musíme pochopit, že acidobazickou rovnováhu naštvat nechceš, později se budeme zabývat tím, co se stane, když ji naštveš.
Při vychýlení pH zjednodušeně převáží buď kyselé (acidifikující) nebo zásadité (alkalizující) složky. Člověk se tedy dostává buď do acidózy (hladiny pH se snižuje) nebo do alkalózy (hodnota pH se zvyšuje).
Co je pro člověka horší? Náš organismus lépe snáší acidózu, protože má více regulačních mechanismů, kterými se s ní umí vyrovnat, než alkalózu. Uvidíte dále.
Co teda patří mezi ty acidifikující složky?
Začneme něčím zajímavým, zapamatovatelným. Jídlo. Jaké? Především maso, protože obsahuje hodně sirných aminokyselin. Ale není to tak, že se najíte a hned padnete do nějakého patologického stavu. To zase ne. Dál jsou to léky, alkohol (ethanol, otrava methanolem), kyselé ovoce – brusinky. Brusinky obsahují kyselinu benzoovou, tak kvůli tomu.
Pozor ale: Ne všechno „kyselé“ ovoce ve smyslu chuti vede nutně k acidifikaci. Například citrusové plody (citrát) se v těle často metabolizují na bikarbonát, a tím mohou v konečném důsledku působit spíše alkalizující efekt.
Když pominu jídlo, tak pH ovlivňuje příjem a výdej H+ iontů a jejich produkce v organismu. Taky větší koncentrace CO2 acidifikuje naše prostředí. CO2 můžeme pohodlně vydýchat, čímž už trošku poodkrývám jeden z regulačních mechanismů. A teď ta nudná část acidifikujících složek.
V organismu probíhají pořád nějaké reakce, metabolismus. V některých z těch všech reakcí vzniká jako produkt H+. Tím, že to H+ vzniká, okyseluje (acidifikuje) prostředí. Abyste pípli aspoň nějaký příklad u zkoušky, je to například anaerobní glykolýza (takže rozklad glukózy) a lipolýza (rozklad tuků).
Co patří mezi alkalizující složky?
Ovoce a zelenina. Z toho vyplývá, že člověk vegetarián má méně acidifikující stravu, než například milovníci masa. Tady naopak nás bude zajímat příjem HCO3- iontů. Abychom vyrovnali reakce v organismu, při kterých H+ ionty vznikají, existují reakce, které H+ ionty požírají jako palivo (například glukoneogeneze z laktátu). V organismu je tím pádem opět rovnováha.
Z tohohle všeho nám teda vyšlo, že hladinu pH ovlivňuje strašně moc věcí, a přitom musí zůstat stále stejná. Jak je to možný? Tělo si vyvinulo hned několik regulačních mechanismů, jak reagovat na jakýkoliv drobný i větší výkyv pH.
Jsou to pufrační systémy mimo buňku (extracelulárně), ty fungují ihned. Pufrační systémy v buňce se zapnou během minut až hodin. Nakonec se po hodinách až dnech zapojí i orgánová kompenzace.
Co jsou to pufrační systémy a jak fungují?
To jsou systémy pufrů, které dokážou vyrovnávat akutní výchylky pH. Jakto? Pufry jsou totiž látky, které umí H+ jak přijmout, tak ho odevzdat, a tím vyrovnávají právě ty změny a tím udržují stabilní pH. Tady těch pufračních systémů je hned několik – nejznámější a ten, co nás zajímá nejvíce, je bikarbonátový (hydrogenuhličitanový) pufr.
Hydrogenuhličitanový pufr je nejdůležitější, největší dříč, a to hlavně v krvi, kde zastupuje víc jak 50% pufrů v krvi, táhne to prostě na svých bedrech. Bohužel je potřeba i vědět, z čeho se chemicky skládá ten pufr. Někoho tak hodného prostě chceš poznat, ale nebojte, žádné šílené vzorce nás nečekají.
Skládá se tedy z kyseliny uhličité H2CO3, která je hrozně nestálá, takže se nám špatně měří. Je taková hysterická a hned se rozpadá na své produkty, takže ji spíš najdete v přestrojení jako CO2.
Tou druhou komponentou je HCO3-, to už můžeme v těle běžně měřit. Průměrně je to 24 mmol/l a je to jedna z těch hodnot, kterou si pamatovat fakt musíte, jelikož hodnota HCO3- se mění převážně díky činnosti ledvin (a jater).
CO2 zase vydechujeme, tak vidíme, že tělo aktivně mění hodnoty těchto složek, takže systém je otevřený.
Proč je tady ten pufr tak účinný oproti ostatním? Protože když se podíváme na Hendersonovu-Hasselbachovu rovnici, vidíme, že tělo umí měnit obě hodnoty, proto má takový rozsah.
Vysvětlení rovnice
Další pufr, který známe, je proteinový. Když si vezmete, kolik je plazmatických proteinů a proteinů v IC, tak je to strašně silný a mocný pufr. Z těch krevních je to hemoglobin, který nese taky velké množství pufrační kapacity krve – 35%.
Když říkám hemoglobin, každému se hned vybaví, že na sobě nese O2 nebo CO2.
Nás teď zajímá CO2. Difúzí se dostane do erytrocytu, naváže se na hemoglobin nebo může reagovat s vodou, která je v těle úplně všude dostupná, a když spojíte H20 a CO2, tak máte H2CO3, což je kyselina uhličitá, o které jsme se už bavili. Pamatujete, jak je hysterická a hned se rozpadá?
Rozpadne se na HCO3- a na H+. A právě takto vzniklé H+, tedy to H+, které vzniklo disociací H2CO3, je pufrováno hemoglobinem. Proč? Protože hemoglobin, který je deoxygenovaný, z chemického hlediska představuje silnější bázi než ten, na kterým je navázán O2 (oxyhemoglobin), a proto vychytává dobře H+.
Ještě ale vzniklo HCO3-, ten se bude přeměňovat na CO2, a to člověk normálně vydýchá. Jak ale mohl vzniknout z HCO3- najednou CO2? Je to pořád ta stejná rovnice. Jen ji čteme pokaždé z jiné strany. HCO3- + H+ vznikne přechodná H2CO3, a ta se rozpadne na H20 a CO2.
Takhle vypadá ta rovnice v plicích. V tkáni, která pracuje, je ta rovnice přesně naopak. Jen měníme směr, jakým ji čteme, podle toho, v jaké tkáni zrovna jsme.
Protože se v ABR ráda zasírám, ještě se chci pozastavit u albuminu, to je taky přece bílkovina – a hodně častá. Někteří lidé, co mají problém s ledvinami, ztrácí tento albumin močí. Tím pádem ho není v krvi tolik.
Pojďme se podívat, jak to ovlivní pH. Když se hladina albuminu tedy sníží kvůli tomu, že má člověk hypoproteinémii (málo proteinů v krvi) kvůli nějaké patologii, kompenzuje se koncentrace HCO3– iontů tak, že se zvýší. Když máme vyšší koncentraci těchto iontů, dochází k vzestupu pH. Protože HCO3- představuje tu alkalizující část. Čím víc HCO3- iontů, tím vyšší pH, dochází k alkalóze.
Další pufr, který existuje, je fosfátový pufr. Fosfát známe anorganický nebo organický. A přesně tím je ten pufr tvořený. Jde hlavně o pufr, který najdeme uvnitř buněk (intracelulárně) a v moči. Ale určitě není tak důležité ho vědět jako třeba ten hydrogenuhličitanový.
Musíte si uvědomit, že pufry poskytují jen dočasné řešení – jako náplast. Je jich jen určité množství a neeliminují H+ z organismu. Pokud je ABR poškozena víc a náplast nestačí, použijete ve skutečnosti něco silnějšího, jako tlakový obvaz. Vy možná na ránu použijete tlakový obvaz, ale tělo použije orgánovou kompenzaci, takže zapojí velký hráče, ty, co umí změnit díky své funkci osud organismu. Ale o tom se dočtete později :).
Diana Machálková
