Една много дискутирана тема в света на здравословното хранене е алкално-киселинният баланс. Както с всичко останало, мненията са доста крайни и неразбирането на това как тялото ни функционира, ни подтиква да взимаме решения за диетата си, които невинаги са най-оптимални. В предходната статия разгледахме кой е най-ефективният начин за детокс на тялото, както и вътрешните механизми за детоксикация на организма. В тази статия ще разгледаме подробно от какво зависи алкално-киселинният баланс и кои са механизмите за регулацията му в тялото. На места, информацията може да ви се струва по-научна, но навсякъде съм се постарала да има и по-достъпна интерпретация. Можете да четете само по-тъмния шрифт (bold).
Ще започнем с това какво точно представлява pH (пе ха). Съкращението идва от potential of Hydrogen (силата на водорода) и е показател за концентрацията на водородни йони (H+). pH е измерител на киселинността или алкалността на даден воден разтвор. Прието е pH-стойността да се разглежда на скала от 0 до 14. Когато pH е 7, средата е неутрална. Под 7 е киселинна, а над 7 е алкална. (1)
За да поддържа хомеостаза (баланса), тялото разчита на многобройни физиологични адаптации. Една от тях е именно поддържането на алкално-киселинния баланс. По принцип, pH на кръвта варира между 7.35 и 7.45, най-често около 7.40. Причината да се поддържа това pH на кръвта е, че това ниво е подходящо за много от биологичните процеси, сред които един от най-важните е оксигенацията на кръвта (т.е. прибавянето на кислород). В киселинна среда съдържанието на кислород е по-ниско, а в алкална среда съдържанието на кислород е по-високо. (2)
Важно е да знаете, че pH-стойността не е една и съща навсякъде в тялото – т.е. тя варира. Например, най-висока киселинност има в стомаха (pH от 1.35 до 3.5), което подпомага храносмилането и ни защитава от патогени (причиняват болести). Кожата същo има киселинна среда (pH от 4 до 6.5), което отново се обяснява с това, че тя е бариерата между външната (заобикалящата ни) среда и вътрешната среда на тялото. Различните кожни слоеве имат различно pH, като най-външният слой е с pH 4, а при останалите киселинността намалява и стига до pH 6.9. (3)
Вижте тази публикация в Instagram.
Стойността на pH е важна и заради активността на ензимите, които ускоряват биохимичните реакции. Всеки ензим функционира най-добре при специфична стойност на pH и това се определя от това къде действа самият ензим. Например, ензимите в тънките черва работят оптимално при pH около 7.5, но тези в стомаха работят оптимално при pH 2. (4)
Например, амилазата (ензим, който разгражда сложните въглехидрати) и се съдържа в слюнката функционира оптимално при неутрално pH 7. (5)
Друг ензим – пепсинът, който участва в храносмилането на протеините и активността му е оптимална при pH около 2. (6)
Този ензим се намира в стомаха и се активира при секрецията на стомашна киселина.(7)
Когато pH на кръвта е под 7.35, това състояние се нарича ацидоза, а когато pH е над 7.45 алкалоза. В тялото има компенсаторни механизми, които се грижат за поддържането на pH на кръвта в тази тясна граница – от 7.35 до 7.45. Това означава, че pH на тялото трябва да бъде поддържано в тези оптимални граници – отклоненията, в която и да е посока (към повече киселинност (ацидоза) или повече алкалност (алкалоза), не са желателни.
Двата основни органа, които регулират алкално-киселинния баланс
Двата основни органа, които регулират pH на кръвта са:
1.Белите дробове
2.Бъбреците
Ако не сте запознати с тяхната функция, вероятно сте изненадани каква е ролята на белите дробове при поддържането на pH на кръвта. Белодробната система регулира нивата на pH посредством въглеродния диоксид. Количеството въглероден диоксид, което се елиминира от тялото чрез издишането, може да увеличи или да намали pH на кръвта. Интересното за белодробната система и ролята ѝ в регулацията на pH на кръвта е, че компенсиращият ефект при нарушение на pH възниква за минути или часове. Казано по друг начин, когато нивата на pH на кръвта се понижат – т.е. средата стане киселинна, едно от компенсиращите средства на тялото е да повиши честотата на дишане, за да елиминира част от въглеродния диоксид. Това ще повиши pH и ще направи средата по-алкална. От друга страна, ако pH се повиши над това, което е нормално, белодорбната система ще компенсира като промени дишането, така че от тялото да се елиминира по-малко въглероден диоксид. Това ще понижи алкалността и ще възстанови хомеостазата.
Обобщено:
Повече въглероден диоксид – по-кисела среда.
По-малко въглероден диоксид – по-алкална среда.
Вижте тази публикация в Instagram.
Когато става въпрос за бъбреците, регулацията на pH става посредством произвеждането и реабсорбирането на бикарбонат и изхвърлянето на киселини посредством урината. Когато бъбреците рабсорбират бикарбонат и/или изхвърлят киселини чрез урината, тогава pH стойността става по-алкална. Когато бикарбонатът не се реабсорбира или киселините не се изхвърлят чрез урината, pH стойността намалява и става по-киселинна. Интересното за ролята на бъбреците при регулацията на pH е, че тя отнема дни, а не минути или часове, както е случаят с белодробната система. (8)
По-достъпно казано, ролята на бъбреците в регулацията на алкално-киселинния баланс се свежда до произвеждането на бикарбонат и изхвърлянето на киселини посредством урината.
Две основни причини за алкално-киселинен дисбаланс:
В тялото има два основни вида ацидоза (pH под 7.35) и алкалоза (pH над 7.45):
1.Респираторна – този тип се наблюдава, когато промените в pH на кръвта се дължат на белодробната функция и дишането.
2.Метаболитна – този тип се наблюдава, когато промените в pH на кръвта се дължат на проблеми с функцията на бъбреците.
Това означава, че белите дробове и бъбреците могат да компенсират промяната в pH, но за поддържането на баланса е необходимо и двете системи (белодробната, от която зависят нивата на въглероден диоксид) и бъбреците (от тях зависят нивата на бикарбонат)) да работят оптимално. Проблемите с нивата на въглероден диоксид спадат към респираторните проблеми свързани с промяна в pH. Метаболитните заболявания свързани с промени в pH се отнасят до проблеми с нивата на бикарбонат и на способността за изхвърляне на киселини в урината. (9)
Как си взаимодействат белодробната система и бъбреците при регулацията на pH?
Двете системи функционират по следния начин – увеличаването на въглеродния диоксид увеличава киселинността в тялото, а повишените нива на бикарбонат увеличават алкалността и намаляват киселинността. Следователно, двете системи могат да си противодействат и когато нивата на въглероден диоксид намалеят и алкалността се повиши, бъбреците ще компенсират като произвеждат по-малко бикарбонат. И обратното – ако алкалността в тялото се повиши, тогава белодробната система ще компенсира като отделя по-малко въглероден диоксид.
Четири основни състояния свързани с алкално-киселинния баланс:
От тук могат да се разглеждат четири състояния, които са свързани с алкално-киселинния дисбаланс (10):
1.Респираторна ацидоза (резултат от натрупването на прекалено много въглероден диоксид в тялото);
2.Респираторна алкалоза (резултат от недостатъчното въглероден диоксид в тялото);
3.Метаболитна ацидоза и 4. Метаболитна алкалоза. Когато едно от тези състояния е налице, тялото се опитва да компенсира. Например, при метаболитна ацидоза (понижено pH (киселинност) в следствие на дисфункция в бъбреците), тялото ще се опита да повиши алкалността в тялото, посредством промени в дишането, които ще доведат до елиминиране на повече въглероден диоксид.
Ролята на храненето при регулацията на алкално-киселинния баланс (pH)
Ако сте стигнали до тук, заслужено ще прочетете това, което ще има най-голяма полза за вас и тялото ви. По-научната част е необходима, за да разберем как функционира нашето тяло и по какъв начин можем да оказваме влияние на тези механизми, за да регулираме случващото се в организма ни. Знанието, че начинът ни на дишане може да влияе на pH на кръвта е нещо, което цялостно може да промени това как гледаме на тялото си и най-вече на изборите, които правим. Повече по темата за дишането, писах в тази статия.
С увеличаване на индустриализацията, дори pH на океана е намаляло от 8.2 до 8.1, заради повишените нива на въглероден диоксид. Това се отразява негативно на живите организми в океана.
Дори pH на почвата може да има значение за съдържанието на минерали в храната, която консумираме. Минералите се използват за буфери, които поддържат pH. Оптималното pH на почвата, с оглед наличността на важни нутриенти в храната е от 6 до 7. Почви с pH под 6 имат намалено съдържание на калций и магнезий, а почви с pH над 7 могат да повлияят върху съдържанието на желязо, манган, мед и цинк. (11)
Също така, заради тези промени в съдържанието на минерали в храните и заради цялостната промяна в диетата на съвременния човек се наблюдават понижени нива на калий в сравнение с тези на натрий и увеличени нива на хлорид, в сравнение с тези на бикарбонат. (12)
В миналото, съотношението межди калия и натрия е било 10:1, в полза на калия, а в съвременния начин на хранене това съотношение е 1 към 3 в полза на натрия. (13)
Това също влияе на алкално-киселинния баланс и може да накланя везните към вече споменатата метаболитна ацидоза.
Храненето също оказва влияние на алкално-киселинния баланс и по-конкретно на прекурсорите (градивните блокове) на киселините и алкалите. Като цяло, храните, които са богати на протеин като месо, сирене, яйца и други увеличават продукцията на киселини в тялото, докато плодовете и зеленчуците увеличават алкалите. Продукция на киселини или алкали, в зависимост от вида на консумираните храни се нарича потенциално натоварване с бъбречна киселина (PRAL – potential renal acid load) (14). Хранене, което има висок PRAL може да доведе до ниска степен на метаболитна ацидоза – т.е. да повиши киселинността. Когато това се поддържа хронично, може да доведе до инсулинова резистентност, диабет, проблеми с костите и др.
Хранителните компоненти, които освобождават киселинни прекурсори (градивни блокове) след метаболизирането им са фосфор и протеини. Хранителните прекурсори на алкалите са калий, магнезий и калций. Потенциалното натоварване с бъбречна киселина (PRAL) в диетата на човек може да бъде определено на база на ежедневно консумираните храни. Диети, които имат позитивен PRAL увеличават продукцията на киселинни прекурсори, докато диети с отрицателен PRAL увеличават продукцията на алкални прекурсори. Това означава, че ако PRAL стойността на дадена храна е <0, се счита, че тази храна увеличава алкалността. Ако PRAL стойността е >0, се счита, че тази храна увеличава продукцията на киселини. Както споменах, месото, яйцата, сиренето и зърнените храни увеличават PRAL (осигуряват киселинни прекуросри). Като цяло, консумацията на протеини – независимо дали са животински или растителни увеличава киселинните прекуросри. (15)
Плодовете и зеленчуците имат негативен PRAL (осигуряват алкални прекурсори), основно заради съдържанието на калий. PRAL стойността на млякото се счита за неутрална (съдържащият се фосфор там се неутрализира от калция), както и тази на мазнините, които имат малък ефект върху алкално-киселинния баланс. Когато в тялото има дисбаланс между прекурсорите на киселините и алкалите, това може да доведе до вече споменатата метаболитна ацидоза. Един от начините на тялото да се справи с това е да освободи алкални калциеви соли от костите, за да възстанови алкално-киселинния баланс. (16) Това е един от начините, по които нездравословното и непълноценно хранене може да допринесе за остеопорозата.
За повечето хора, гореспоменатото веднага ще ги накара да си мислят, че не трябва да консумират храните, които увеличават киселинните прекуросри. Но това е погрешно разбиране за храненето. Както вече знаете, в тялото има механизми, които успешно регулират алкално-киселинния баланс и могат да неутрализират излишните киселини. Въпросът е в това, да поддържаме тялото си здраво и да се храним балансирано, без да прибягваме към крайности. Проблемите се появяват, когато диетата ни се състои от високи количества протеини и фосфор, понижено количество калий, калций и магнезий. Прочетете цялото изречение отново. Не се хващайте само за протеина, а отчетете факта, че всичко посочено трябва да бъде налице. Защото, калият, калцият и магнезият са буферите, които помагат за неутрализирането на киселините. Ето защо, няма нищо магическо в гореспоменатите храни. Просто едните съдържат градивните блокове на киселините, а другите на алкалите. Когато ги консумираме в балансирани количества, това помага за неутрализирането на едните чрез другите и за поддържането на алкално-киселинния баланс. Затова, не изключването на протеините, а балансирането им с необходимото количество плодове и зеленчуци, които да осигурят неутрализиращи алкали е правилният подход към храненето.
Използвана литература:
1.Hopkins E, Sanvictores T, Sharma S. Physiology, Acid Base Balance. [Updated 2021 Sep 14]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK507807/
2.Hopkins E, Sanvictores T, Sharma S. Physiology, Acid Base Balance. 2021 Sep 14. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan–. PMID: 29939584.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29939584/
3.Proksch E. pH in nature, humans and skin. J Dermatol. 2018 Sep;45(9):1044-1052. doi: 10.1111/1346-8138.14489. Epub 2018 Jun 4. PMID: 29863755. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29863755/
4.Robinson, Peter K. “Enzymes: principles and biotechnological applications.” Essays in biochemistry vol. 59 (2015): 1-41. doi:10.1042/bse0590001 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4692135/
5.Sky-Peck HH, Thuvasethakul P. Human pancreatic alpha-amylase. II. Effects of pH, substrate and ions on the activity of the enzyme. Ann Clin Lab Sci. 1977 Jul-Aug;7(4):310-7. PMID: 20029. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20029/
6.Campos LA, Sancho J. The active site of pepsin is formed in the intermediate conformation dominant at mildly acidic pH. FEBS Lett. 2003 Mar 13;538(1-3):89-95. doi: 10.1016/s0014-5793(03)00152-2. PMID: 12633859. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12633859/
7.Heda R, Toro F, Tombazzi CR. Physiology, Pepsin. [Updated 2021 May 9]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK537005/
8.Hamm LL, Nakhoul N, Hering-Smith KS. Acid-Base Homeostasis. Clin J Am Soc Nephrol. 2015;10(12):2232-2242. doi:10.2215/CJN.07400715 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4670772/
9.Loeschcke HH. The respiratory control system: analysis of steady state solutions for metabolic and respiratory acidosis-alkalosis and increased metabolism. Pflugers Arch. 1973;341(1):23-42. doi: 10.1007/BF00587327. PMID: 4737713. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/4737713/
10.Kellum JA. Determinants of blood pH in health and disease. Crit Care. 2000;4(1):6-14. doi:10.1186/cc644
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC137247/
11.Gentili R, Ambrosini R, Montagnani C, Caronni S, Citterio S. Effect of Soil pH on the Growth, Reproductive Investment and Pollen Allergenicity of Ambrosia artemisiifolia L. Front Plant Sci. 2018;9:1335. Published 2018 Sep 20. doi:10.3389/fpls.2018.01335 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6158341/
12.Sebastian A, Frassetto LA, Sellmeyer DE, Merriam RL, Morris RC Jr. Estimation of the net acid load of the diet of ancestral preagricultural Homo sapiens and their hominid ancestors. Am J Clin Nutr. 2002 Dec;76(6):1308-16. doi: 10.1093/ajcn/76.6.1308. PMID: 12450898. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12450898/
13.Frassetto L, Morris RC Jr, Sellmeyer DE, Todd K, Sebastian A. Diet, evolution and aging–the pathophysiologic effects of the post-agricultural inversion of the potassium-to-sodium and base-to-chloride ratios in the human diet. Eur J Nutr. 2001 Oct;40(5):200-13. doi: 10.1007/s394-001-8347-4. PMID: 11842945. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11842945/
14.Osuna-Padilla IA, Leal-Escobar G, Garza-García CA, Rodríguez-Castellanos FE. Dietary Acid Load: mechanisms and evidence of its health repercussions. Nefrologia (Engl Ed). 2019 Jul-Aug;39(4):343-354. English, Spanish. doi: 10.1016/j.nefro.2018.10.005. Epub 2019 Feb 5. PMID: 30737117. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30737117/
15.Osuna-Padilla IA, Leal-Escobar G, Garza-García CA, Rodríguez-Castellanos FE. Dietary Acid Load: mechanisms and evidence of its health repercussions. Nefrologia (Engl Ed). 2019 Jul-Aug;39(4):343-354. English, Spanish. doi: 10.1016/j.nefro.2018.10.005. Epub 2019 Feb 5. PMID: 30737117. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30737117/
16.König, Daniel et al. “Effect of a supplement rich in alkaline minerals on acid-base balance in humans.” Nutrition journal vol. 8 23. 10 Jun. 2009, doi:10.1186/1475-2891-8-23 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2702352/
