pH, VÜCUDUN ASİT-BAZ DENGESİ VE MADENLER: “pH” kavramı 1909 yılında Sorren-sen tarafından ortaya atılmıştır. Buna göre pH, hidrojen iyonu (H +) konsantrasyonunun negatif logaritmasıdır, yani pH = -Log(H +) dır. 25° C’deki saf suyun pH = -Log[H +) = -(-7)= dır. Bu tür çözeltiler "nötr" çözeltilerdir, yani bunlar ne asit ne de baz yapısmdadırlar. pH'ı 1-7 arasında olan çözeltiler asit, pH'ı 7-14 arasında olan çözeltiler ise baz çözeltilerdir. pH, l'e yaklaştıkça asitlik, 14'e yaklaştıkça ise bazlık artar.
Kansıvısının pH'ı yaklaşık 7.4 kadardır, yani kan hafif alkalidir. İdrarın pH'ı ise 5-6 kadardır, yani idrar hafif asit bir sıvıdır.
Asitler proton" verici, alkaliler ise "proton" alıcıdırlar. Kuvvetli asitler örneğin H2 SO 4, HCI asit çözücüler içinde tümüyle çözünürlerken, zayıf asitler asit çözücülerde kısmen çözünürler. Aynı biçimde kuvvetli bazlar, örneğin NaOH, KOH baz çözücülerde tümüyle çözünürlerken, zayıf bazlar örneğin Ca(OH]2 baz çözücülerde kısmen çözünürler. İnsan vücudunda hücreler hafif bir baz (alkali) ortamda çalışırlar (pH yaklaşık 7.4). Vücut pH’ındaki asit ya da baz tarafa kayma fazlalaşırsa hücrelerin çalışması bozulur. Bu nedenle insan vücudunun pH’mı en uygun sınırlar arasında tutan çeşitli mekanizmalar işlemektedir. Bu mekanizmalardan biri vücuttaki proteinlerin “tampon özelliği”dir. Tampon özelliği, bir çözeltinin asit ya da baz eklenmesine karşın, kendi pH’ını koruyabilmesi özelliğidir.
Vücudun normal pH’ının korunmasında organizmanın içerdiği iyonlaşmış madenlerin, yani elektrik yükü taşımakta olan madenlerin (elektrolitlerin) de önemli katkısı vardır. Kükürt, klor, fosfor ve diğer bazı elementler vücutta asit; sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum gibi elementler ise baz oluşturma özeUiğindedirler. Baz oluşturanlarla asit oluşturanların birbirleriyle birleşmesi sonucu bu elementlerin tuzları oluşur, örneğin NaCI tuzu gibi. Yiyeceklerden alınan fosfor ve kükürt vücuttaki metabolizma sonucunda H3PO4 ve H2SO4 gibi asitlere dönüşürler. Besinlerle alınan çeşitli organik maddelerden metabolizma sonucu CO2 ve bunun da suyla birleşmesiyle karbonik asit (H2CO3) ortaya çıkar. Hücrelerdeki çeşitli metabolizma olayları sonucu ortaya çıkan karbondioksit (CO2) alyuvarlardaki hemoglobine bağlanarak, akciğerlere taşınır ve buradan solunumla dışarı atılır. Böylece vücutta yüksek düzeyde CO 2 ve buna bağlı olarak da H2 CO 3 oluşması engellenmiş olur. Eğer bu mekanizma işlemezse vücutta artan düzeylerde karbonikasit birikerek, vücutpH’ı asit tarafa kayar. Asit oluşturan klor, sodyumla birlikte tuz biçiminde alınır ve fazlası idrarla atılır.
Baz yapan elementler de ya besinlerin yapısı içinde ya da sofra tuzu olarak alınırlar. Bu elementler metabolizma sonucu oluşan asitlerle birleşip onları nötr duruma getirirler. Proteinli besinler kükürt ve fosfordan zengin oldukları için baz oluşturan besin maddeleridir. Alınan besinlerde fazla asit ya da baz oluşturan maddelerin bulunması vücudun pH dengesini bozmaz çünkü bu dengeyi koruyan çeşitli mekanizmalar vardır. Ancak bu mekanizmalardan bir ya da birkaçı bozulacak olursa vücudun pH dengesi de bozulur. Besinlerle aşırı düzeyde asit ya da baz alındığında ya da vücuttan çok fazla miktarda asit ya da baz kaybedildiğinde vücudun pH dengesi bozulabilir.
Besin yoluyla aşırı düzeyde asit yapıcı madde alındığında, organizma fazla miktarda bazı tuz yapımında kullandığı için baz eksikliği ve göreceli olarak da asit fazlalığı ortaya çıkar ve pH asit tarafa kayar (pH + pOH = 14:pH-14-pOH} Besin yoluyla aşırı baz yapıcı madde alındığında ise yukarıdakinin tersi bir mekanizmayla vücut pH’ı baz tarafa kayar.
Sürekli kasma sonucu vücut fazla miktarda klorhidrikasit (HCI) kaybeder. Bu ise vücuttaki asidin azalmasına, buna karşılık bazın göreceli olarak artmasıyla pH’ in baz tarafa kaymasına yol açar. Vücut pH’mın baz (alkali) tarafa kaymasına “Alkaloz” denilmektedir.
Ağır ishal durumlarında vücut fazla miktarda baz kaybeder, özellikle incebağırsaklara dökülen salgılar baz yapısmdadırlar. Vücut fazla baz kaybettiğinde göreceli bir asit fazlalığı gelişeceğinden, pH asit tarafa kayar. Vücut pH’ının asit tarafa kaymasına “Asidoz” denilmektedir. Vücutta oluşan CO 2′in bir bölümü solunum yoluyla atılırken, geri kalan bölümü karbonikasite (H2 CO3) dönüşür. Fazlalık H2 CO3 ise vücutta karbonat ve hidrojen iyonlarına dönüştürülür. Bikarbonat iyonları vücuttaki fazla Na ve K ile birleşip “sodyum bikarbonat” [KHO 3] tuzlarına dönüşür. Fazlalık hidrojen iyonları ise böbrekler aracılığıyla atılırlar. Sonuçta vücut pH’ı normal sınırlar içinde kalır. Vücuttaki bazı metabolizma olaylarında ve özellikle azotlu bileşiklerin metabolizması sonucunda oluşan amonyak (NH 3) vücuttaki fazla asiti bağlayarak “amonyum tuzlan” yapar. Böylece vücut pH’ının korunmasına katkıda bulunur. Karbonhidratların vücutta gerektiği gibi kullanılamadığı durumlarda, örneğin şeker hastalığında ve açlıkta, vücut gerekli enerjiyi depoladığı yağlardan ve proteinlerden karşılamaya çalışır. Bu gibi durumlarda yağasitlerinin yakılmasıyla behren metabolizma ürünü “Aseto-asetik asit” ortaya çıkar. Bunun yakılması sonucu ise vücutta “aseton” ve benzeri keton cisimleri belirir. Böylece açlıkta ve/veya şeker hastalığında kanda aseton ve diğer bazı keton cisimleri artar, buna “ketonemi” denir. Bu duruma ek olarak vücut pH’ı da asit tarafa kayar. Her iki duruma bir arada “keto-asidoz” denir. Vücuttaki asetonun bir bölümü solunum yoluyla atılırken, bir bölümü de idrar yoluyla atılır. İdrarda aseton bulunmasına “ketonüri” denir. Solunum yoluyla atılan aseton ise şeker hastalarının ve/veya aç kalmış kimselerin nefeslerinin aseton kokmasına yol açar.