Кислотно-щелочной и электролитный баланс.

[hozar]

Кислотность и щёлочность организма. Химия биологических процессов отличается от химии неживой природы тем, что реакции в ней протекают в присутствии специфических белков – ферментов. Ферменты позволяют многократно повышать скорость биохимических реакций, а иногда вообще делают их возможными. Кроме того, ферменты позволяют протекать определённым процессам только там, где они нужны в данный момент. Т.е. вместо хаоса обеспечивают разумную управляемость. Однако ферменты эффективно работают лишь в определённом диапазоне температуры и кислотности.

Для поддержания адекватной кислотности необходим баланс между поступлением/производством положительно заряженых ионов (главным образом, протонов) и отрицательно заряженых. Ключевую роль в поддержании здорового баланса между кислотностью и щёлочностью играют лёгкие и почки. Лёгкие выводят из организма углекислый газ, который увеличивает кислотность крови. А почки регулируют кислотно-щелочной баланс, выделяя в кровь кислоты или щёлочи и выводя ионы через мочу.

Кроме того, в этой сложной системе задействованы и некоторые другие участники. Например, при повышении концентрации в крови углекислого газа, который создаёт повышенную кислотность, увеличивается способность гемоглобина высвобождать кислород, который её снижает. Увеличение или уменьшение производства органических кислот также способно в какой-то мере стабилизировать кислотность крови.

То, в какую сторону будет склоняться кислотность тканей организма, зависит не только от функции лёгких и почек, но также от поступления кислото- и щёлочеобразующих элементов с пищей и питьём.
Щелочные пищевые источники в процессе метаболизма образуют катионы, т.е. положительно заряженные ионы натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+) и магния (Mg2+). А кислотные источники образуют анионы, т.е. отрицательно заряженные ионы, такие как фосфат (PO4–), сульфат (SO4–), хлорид (Cl–).

Продукты животного происхождения, такие как мясо, яйца и сыр, содержат много фосфора, серных аминокислот (цистеин, метионин и таурин) и катионных аминокислот (лизин и аргинин), что значительно увеличивает производство катионов. Кроме того, поваренная соль многократно усугубляет кислотную нагрузку, вызванную их потреблением.

А продукты растительного происхождения, такие как зелень, овощи и, в меньшей степени, фрукты и орехи, содержат много калия, магния и кальция, что увеличивает производство анионов. Диета современного человека создаёт ощутимый и стабильный дисбаланс в сторону кислот.

По этой причине повышение кислотности организма (метаболический ацидоз) встречается в несколько раз чаще, чем повышение её щёлочности (метаболический алкалоз). Среди непищевых причин высокой кислотной нагрузки чаще всего называют психологический стресс.

Практически все дегенеративные состояния и заболевания, включая сердечно-сосудистые, диабет II типа, камни в жёлчном пузыре и почках, кариес, остеопороз, артрит, жировая дистрофия печени, хроническое заболевание почек, потеря мышечной массы, гипертония и, наконец, общая смертность, ассоциируются с повышенной кислотностью тканей организма.

Повышенная кислотная нагрузка, вызванная закисляющими продуктами питания, является существенным фактором риска рака, в том числе рака груди. В то время как защелачивающая диета, наоборот, может оказывать защитное действие.
Сравнение двух групп женщин – с наиболее кислотообразующей и наиболее щёлочеобразующей диетами показывает, что в первой из них риск ER– и TNBC подтипов рака выше, соответственно, в 1,7 и в 2,2 раза.

Естественно, повышенная кислотная нагрузка увеличивает также уровень системного воспаления, что подтверждается значительным повышением уровня С-реактивного белка в плазме. А воспаление, в свою очередь, стимулирует развитие рака. Т.о., кислотная нагрузка, вызванная пищей, может способствовать рецидиву заболеваний у женщин, которые успешно перенесли курс лечения.

Кислотность крови, тканей и сред. Мера кислотности определяется показателем pH (potential hydrogen), отражающим количество протонов в растворе. Чем ниже показатель pH, тем кислотнее раствор, и наоборот. Шкала pH изменяется от 0 до 14, и является логарифмической, то есть, уменьшение значения pH на 1 единицу означает увеличение количества протонов (увеличение кислотности) в 10 раз. Нейтральным является значение pH 7. Значения выше 7 являются щелочными, а ниже 7 – кислотными.

Различные участки в организме имеют значительные различия в показателях кислотности, поскольку живой организм – не пробирка с раствором. Например, среда желудка натощак, по сравнению с другими, очень кислая, а среда двенадцатиперстной кишки – наоборот, очень щелочная. Тем не менее, сами клетки обоих органов имеют нормальную внутриклеточную кислотность. Находясь в агрессивном окружении, они пытаются защищать себя, например, слизью, однако всё равно гибнут в массовом порядке, и вынуждены обновляться каждую неделю.

Как видим, кислотность клеток и кислотность окружающей их среды – это разные вещи. То же самое можно сказать про кислотность тканей и кислотность биологических жидкостей, про кислотность крови и кислотность тканей, про кислотность внутриклеточную и внеклеточную.

Здоровый показатель кислотности артериальной крови человека составляет ~7,4±0,05 по шкале pH. Т.е. он несколько сдвинут в щелочную сторону относительно нейтрального показателя pH 7,0. Слегка щелочная среда крови обеспечивает достаточное снабжение клеток кислородом и их адекватный метаболизм. Показатель кислотности венозной крови – pH 7,36, такой же показатель кислотности во внеклеточной жидкости. Показатель нормальной кислотности внутри клеток ткани чуть ниже – pH 7,1-7,3, однако он всё равно остаётся щелочным.

Поступление закисляющих или защелачивающих веществ может сдвигать показатель кислотности химической среды в ту или иную сторону. Однако кислотность крови является одним из наиболее строго поддерживаемых параметров, потому что она имеет жизненно важное значение. Клетки млекопитающих жизнеспособны в узком диапазоне кислотности крови – pH 6,8-7,8. Выход за пределы этих значений приводит к необратимым повреждениям и смерти клеток. Для стабилизации кислотности крови в организме имеется ряд механизмов.

Быстрое реагирование на угрожающий кислотно-щелочной фактор происходит за счёт присутствующих в крови химических веществ, которые называются буферы. Щелочные буферы быстро гасят внезапно возникшую избыточную кислотность, а кислотные буферы – избыточную щёлочность. Ярким примером щелочного буфера является обычная пищевая сода, которая снижает кислотность непосредственно, путём прямой химической реакции. Тем временем почки, если они не перегружены и адекватно работают, успешно удаляют кислотные продукты вместе с мочой.

У здоровых людей механизмы обеспечения гомеостаза способны поддерживать стабильный уровень ионов водорода или бикарбоната при кислотной нагрузке не выше ~1 ммоль/кг в сутки. Более высокие кислотные нагрузки, которые создаёт современая диета, приводят к некоторому повышению уровня кислот в крови, хотя и в пределах диапазона, считающегося нормальным. Это даёт основание для заявлений, что кислотная нагрузка, вызванная диетическим фактором, несущественна. Однако это не совсем верно.

Хроническое состояние повышенной кислотности крови, даже в пределах «нормальных» значений (pH 7,35-7,4), будет действовать пагубно через ряд механизмов. Высокая кислотная нагрузка способствует повреждению, болезням и снижению функций почек,
что обычно прогрессирует с возрастом.
По этой причине возможности почек удерживать адекватную стабильность кислотности крови падают. Таким образом, задача нейтрализации избыточной кислотности всё больше перекладывается на щелочные буферы.

 

Однако запасы буферов, растворённых в крови, ограничены. Когда они начинают исчерпываться, нейтрализующие кислотность вещества заимствуются в кровь из других источников, включая межклеточную жидкость и другие биологические жидкости, мягкие ткани, кости. Например, такие элементы, как кальций, извлекаются из костной ткани, а натрий – из печени и желудка.

Истощение запасов щелочных буферов в тканях означает, что кислотные продукты метаболизма не будут нейтрализовываться, а будут присутствовать или накапливаться в тканях, увеличивая кислотность этих тканей, и вызывая симптомы разбитости, хронической усталости, слабой мышечной и суставной боли. Длительное закисление всего организма будет способствовать кариесу, остеопорозу, болезням суставов и низкоуровнему системному воспалению.

Кислотность ткани также оказывает решающее влияние на появление и развитие опухолевых процессов. Повышение кислотности межклеточного пространства приводит к ослаблению активности большинства ферментов, снижению насыщенности кислородом, усилению гликолизного производства энергии и падению иммунитета. Кислотность также влияет на способность организма усваивать минералы и питательные вещества, наиболее распространённым примером чего является дефицит йода.

Изменение кислотности в эпителиальных тканях меняет также состав естественно присутствующей в них микрофлоры, потому что различные виды бактерий процветают при различной кислотности. Это, в свою очередь, нарушает здоровое сотрудничество хозяина и гостей, ухудшая состояние микросреды тканей. Кроме того, повышенная кислотность существенно ослабляет терапевтический эффект многих химиопрепаратов, например, доксорубицина, и наоборот.

Электролиты – это химические вещества, которые регулируют важные физиологические функции организма. Это бикарбонат, натрий, хлориды, магний, калий, кальций, фосфаты. При растворении в воде электролиты образуют положительно и отрицательно заряженные ионы (соответственно, катионы и анионы), создавая электропроводную среду. Натрий, калий, магний, кальций образуют катионы, а сульфаты, нитраты, фосфаты, фториды и хлориды - анионы.

Здоровая биологическая среда клетки зависит, в первую очередь, от кислотно-щелочного баланса, минерального баланса, окислительно-восстановительного потенциала и проводимости, что определяется концентрацией различных электролитов в тканях организма.

Адекватное соотношение внеклеточных и внутриклеточных электролитов необходимо для сохранения клеточного объёма, а также для переноса сквозь клеточную мембрану некоторых веществ.

Дисбаланс в электролитах может повлиять на работу сердца,
нервной системы и на клеточные функции. Главным образом, это касается соотношения внутриклеточных электролитов (калий, магний) к внеклеточным электролитам (натрий, кальций).

Широкомасштабное клиническое исследование 2020 года обнаружило, что у 53 % пациенток с раком груди на момент госпитализации наблюдались кислотно-щелочной дисбаланс или, как минимум, одна электролитная аномалия.
Чаще всего недостающими минералами были магний (15 % всех случаев), кальций (12 %), фосфор (12 %), калий (11 %) и натрий (8 %); а избыточным был хлор (12 %).

Пациенты, получавшие противоопухолевое лечение, были более предрасположены к кислотному и электролитному дисбалансу. Так, хирургическое вмешательство увеличивало риск этих дисбалансов в 1,8 раза, а химиотерапия – в 3 раза, усугубляя тем самым патологическое состояние пациентов. Не удивительно, что электролитные и кислотно-щелочные аномалии ассоциировались с 7-кратным повышением больничной смертности и с увеличением времени пребывания в стационаре.

Баланс щелочных элементов (калия и натрия). Рацион современного человека содержит слишком малые объёмы растительной пищи, являющейся основным источником калия. Предполагается, что рацион человека палеолитического периода обеспечивал соотношение калий:натрий примерно 5:1.
Адекватное соотношение поступления в организм калий:натрий составляет 3,5:1, и должно быть не ниже 1,5:1, в то время как современная диета имеет обратное соотношение.

ВОЗ рекомендует ограничить потребление поваренной соли 5 граммами в день,
однако при широко распространённом низком потреблении калия из овощей следование этой рекомендации неизбежно приведёт к серьёзному дисбалансу калий:натрий.

Организм человека эволюционным путём генетически настроен на потребление большого количества калия, поэтому легко теряет его с потом и мочой. С другой стороны, в современной пище слишком много натрия, поступающего с поваренной солью. И который организм старается удержать. В результате, в организме создаются условия для избытка натрия и аномального соотношения калия к натрию.

Исходя из этого, легко заметить, что рассмотренная чуть выше защелачивающая терапия с использованием бикарбоната натрия неизбежно будет вызывать дисбаланс между между калием и натрием, если натрий не будет уравновешен соответствующим количеством калия, например в виде цитрата калия. Но даже без этой терапии, рацион современного человека создаёт настолько серьёзный дисбаланс калия и натрия, что заставляет серьёзно задуматься о приёме калия в виде добавок.

Наиболее богаты калием такие пищевые источники, как банан, картофель, а также сухофрукты – инжир, курага, финик, изюм, чернослив. С этой точки зрения, свежеотжатые соки, являются более полезным питьём, чем чистая вода, которая лишь выносит калий из организма. Имеются в виду овощные соки, богатые калием, а не фруктовые соки, богатые сахаром.

Баланс щелочноземельных элементов (магния и кальция). Кальций и магний являются химическими близнецами, но в то же время биохимическими антагонистами. В то время как магний способствует текучести крови и защищает от образования тромбов, ведущих к инфарктам и инсультам, кальций наоборот, способствует сгущению крови и предотвращению кровопотерь. В то время как кальций сокращает мышцы и возбуждает нервную систему, магний содействует их расслаблению. Магний проявляет анти-апоптотические свойства, в то время как кальций – про-апоптотические.

Мыши с лёгочной карциномой Льюиса, получавшие диету с дефицитом магния, значительно замедляли рост первичной опухоли (до 70 %), и наоборот. Однако в то же самое время дефицит магния увеличивал метастатический потенциал (на 22 %).
Это свидетельствует о важности контроля за уровнем и соотношением этих элементов.

Для женщин адекватное соотношение поступления в организм кальций:магний должно составлять примерно 2,5:1. При их оптимальном соотношении, кальций успешно усваивается и мигрирует из тканей в кости, укрепляя зубы и скелет. При дефиците магния в организме, кальций покидает кости и замещает магний в тканях. Это не только ослабляет зубы и кости; кальций в виде фосфатов, оксалатов и солей других органических кислот откладывается в органах и на стенках сосудов. В результате повышается риск артроза, инсульта, инфаркта, сердечно-сосудистых заболеваний, аритмии, гипертонии, камней в почках и жёлчном пузыре. Минерализуется также опухолевая зона молочной железы, что способствует продвижению рака.

все ссылки на исследования на сайте

 

Comments

[gatta_bianka]

спасибо, полезная инфа

[jonathan_simba]

положительно заряженых ионов (главным образом, протонов)

Нет ли здесь неточности? Ведь, насколько мне помнится, ион - это атом или группа атомов, а протон - всего лишь позитивно заряженная элементарная частица, частичка ядра этого самого атома.

Я к тому, что такое построение предложения подразумевает, что протон есть разновидностью положительно заряженых ионов. А это не так.

[hozar]

с точки зрения химии, протон - это ион водорода.
это с точки зрения физики протон - голое ядро.
есть много парадоксов в этом мире. свет - волна или частица?