人に対する水素イオンの影響

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著者: John Stephens
作成日: 28 1月 2021
更新日: 20 11月 2024
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【化学基礎】 物質の変化24 水素イオン濃度 (10分)
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ブレンステッド酸と呼ばれる物質が水に溶けると、水素イオンが放出され、液体中の水素イオン濃度が増加します。化学者は、水素イオン濃度の測定値をpHとして分類します。pHが低いほど、水素イオンの濃度は高くなります。水素イオン濃度またはpHは、人間の生理機能においてさまざまな重要な役割を果たします。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

化学者は、水素イオン濃度の測定値をpHとして分類します。 pHスケールは、0(高酸性)から14(高塩基性)になります。 pHレベルは、人間の生理学においてさまざまな重要な役割を果たします。水素イオンが水を含む液体にあるときはいつでも、水素イオンはすぐにHと結合します2Oはヒドロニウムイオンを形成するか、H3O+.

タンパク質は体の機能に不可欠であり、その形状を維持するために水素結合に依存しています。体は、タンパク質が形を保ち、仕事をすることを確実にするために、pHを安定したレベルに保つ必要があります。水素イオンは、胃での塩酸の形成にも寄与して食物を消化し、食物タンパク質の分解を助けるペプシンと呼ばれる分子を形成します。

二酸化炭素は、エネルギー代謝の細胞廃棄物である酸素と吸入酸素を使用して、血液のpHを厳密に制御して、約7.2〜7.4の狭い範囲に維持します。

pHスケール

水素イオンは実際には独立して浮かんでいるわけではありません。それらが水を含む液体にあるときはいつでも、水素イオンはすぐにHと結合します2Oはヒドロニウムイオンを形成するか、H3O+。したがって、水中の水素イオン濃度は実際にはヒドロニウムイオン濃度です。化学者は2つの用語をほぼ同じ意味で使用します。室温では、7のpH測定は中性です。これは、水素と水酸化物(OH-)イオン。 pHスケールは、0(高酸性)から14(高塩基性)になります。 14は水素イオンの濃度が非常に低いことを意味し、1は水素イオンの濃度が非常に高いことを意味します。

タンパク質の構成

タンパク質は、人体で最も重要なタスクの多くを実行する大きな分子です。それらの構造は、タンパク質分子内の異なるアミノ酸間に形成できる水素結合と呼ばれる特別な結合によって部分的に形作られています。体内の水素イオン濃度を変えると、体内のタンパク質の形状や構成が変わる可能性があるため、体にはpHを一定レベルに保つさまざまなメカニズムがあります。ただし、細胞内の一部のオルガネラは、細胞の働きを助けるために異なるpHレベルを維持しています。たとえば、リソソームは、低pHを維持する細胞オルガネラであり、摩耗した細胞成分を分解するのに役立ちます。

胃酸

胃の内壁では、壁細胞と呼ばれる細胞が水素イオンと塩化物イオンを分泌し、これらが結合して塩酸を形成します。この強酸は、胃の内容物のpHを劇的に低下させ、細菌を殺し、食物中の分子を分解するのに役立ちます。水素イオンは、ペプシンと呼ばれる酵素がその仕事をするために必要な適切な構成をとることを保証することにより、消化にも影響します。ペプシンは、より良い消化のためにあなたが食べる食物のタンパク質を分解します。胃の内容物が小腸に入ると、膵臓は重炭酸塩を分泌して酸性の内容物を中和し、悪影響を引き起こしません。

血と肺

血液のpHは、約7.2〜7.4の狭い範囲にとどまるように厳密に制御されています。細胞がエネルギーを得るために糖を分解すると、二酸化炭素が生成され、血流に拡散します。二酸化炭素は水と反応して炭酸を生成し、血液のpHを上昇させます。このわずかに上昇した水素イオン濃度は、赤血球内で酸素を運ぶタンパク質であるヘモグロビンに影響を与え、赤血球が使用するために酸素の一部を放出させます。このプロセスでは、ヘモグロビンは余分な水素イオンと二酸化炭素の一部を拾い上げて肺に戻します。肺の二酸化炭素濃度は血流よりも低いため、二酸化炭素は血液から肺に拡散します。ここのpHが高くなると、ヘモグロビンの酸素に対する親和性が高まるため、再び酸素を取り込むことができます。