L’importanza delle reazioni acido-base nell’organismo umano
Le reazioni acido-base giocano un ruolo essenziale nella fisiologia sia a livello cellulare che sistemico nell’organismo umano. Molti dei componenti del corpo possono agire sia come acidi che come basi, come nel caso delle proteine che contengono gruppi acidi e basici la cui conformazione e funzionalità dipendono dal pH. I processi metabolici fondamentali coinvolgono reazioni acido-base che comportano l’assorbimento o il rilascio di ioni H+.
L’80% del corpo umano è costituito da acqua, di cui due terzi si trovano all’interno delle cellule e il restante terzo nel liquido interstiziale e nel plasma sanguigno. Il plasma sanguigno, che rappresenta circa il 5% del peso corporeo, svolge diverse funzioni cruciali come il trasporto di sostanze nutritive ai tessuti, l’eliminazione dei prodotti metabolici attraverso organi come i polmoni e i reni, nonché il supporto della coagulazione del sangue.
Il plasma sanguigno contiene una varietà di componenti come proteine, nutrienti, metaboliti e ormoni, oltre a elettroliti inorganici come il cloruro di sodio (NaCl) e il bicarbonato (HCO3-).
Respirazione e reazioni acido-base
La respirazione è uno dei processi più cruciali della vita cellulare, in cui si verificano reazioni acido-base con la produzione di ioni H+ provenienti dalla metabolizzazione dei carboidrati e degli acidi grassi.
I carboidrati vengono metabolizzati secondo la reazione C(H2O)n + O2 → CO2 + n H2O, così come gli acidi grassi, producendo biossido di carbonio. Quest’ultimo, in equilibrio con l’acqua, può trasformarsi in acido carbonico attraverso una reazione acido-base:
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-
Il corpo umano elimina l’anidride carbonica, considerata un “acido volatile”, attraverso i polmoni, mantenendo così l’equilibrio. Allo stesso tempo, l’assunzione di cibi contenenti sali derivanti da acidi deboli e basi forti può generare reazioni basiche nel corpo.
In conclusione, le reazioni acido-base svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento dell’omeostasi fisiologica nell’organismo umano, influenzando sia il funzionamento delle singole cellule che il benessere generale del corpo.Il ruolo del bilancio di carica nel mantenimento del pH fisiologico
Il processo metabolico dei cibi produce CO2, che viene convertita in bicarbonato (HCO3-) nel corpo. Gli ioni idrogenocarbonato HCO3- sono essenziali sia come vettori per trasportare la CO2 attraverso i tessuti, come muscoli, cuore e cervello, sia per regolare il pH. Per mantenere il valore del pH entro i limiti normali, il sangue necessita di circa 24 mEq/litro di bicarbonato.
Gli equilibri acido-base nel corpo umano sono regolati da meccanismi complessi che includono la reazione acido-base secondo il principio di Le Chatelier. Questi equilibri sono fondamentali per mantenere il pH dei fluidi cellulari all’interno di un intervallo ottimale.
Acidi metabolici e meccanismi di regolazione del pH
L’organismo umano produce ogni giorno una vasta gamma di acidi, inclusi gli acidi fissi derivanti dal metabolismo di proteine, zuccheri e grassi. Questi acidi fissi vengono regolati attraverso l’azione dei reni. Il mantenimento dell’equilibrio acido-base avviene tramite l’escrezione selettiva di acidi o basi e l’azione dei sistemi tampone presenti nei fluidi corporei.
I meccanismi di regolazione del pH includono i sistemi tampone intra- ed extra-cellulari, l’attività respiratoria e l’attività renale. Deviazioni significative dal pH ottimale di 7.4 possono causare gravi patologie, come il coma acidosico a pH inferiore a 7.0 e l’alcalosi a pH superiore a 7.8. Pertanto, è fondamentale mantenere il pH entro un range di variazione di ± 0.4 per evitare possibili conseguenze per la salute.
