The Importance of the Ionic Product for Water to Understand the Physiology of the Acid-Base Balance in Humans

Abstract

Human plasma is an aqueous solution that has to abide by chemical rules such as the principle of electrical neutrality and the constancy of the ionic product for water. These rules define the acid-base balance in the human body. According to the electroneutrality principle, plasma has to be electrically neutral and the sum of its cations equals the sum of its anions. In addition, the ionic product for water has to be constant. Therefore, the plasma concentration of hydrogen ions depends on the plasma ionic composition. Variations in the concentration of plasma ions that alter the relative proportion of anions and cations predictably lead to a change in the plasma concentration of hydrogen ions by driving adaptive adjustments in water ionization that allow plasma electroneutrality while maintaining constant the ionic product for water. The accumulation of plasma anions out of proportion of cations induces an electrical imbalance compensated by a fall of hydroxide ions that brings about a rise in hydrogen ions (acidosis). By contrast, the deficiency of chloride relative to sodium generates plasma alkalosis by increasing hydroxide ions. The adjustment of plasma bicarbonate concentration to these changes is an important compensatory mechanism that protects plasma pH from severe deviations.

Potencial hidrogeniônico da água e sua influência no organismo humano: um artigo de revisão

“…O potencial hidrogeniônico -pH é um logaritmo que expressa a concentração de íons hidrogênio (H þ ). 25 Esse parâmetro físico-químico é analisado nas águas disponíveis para consumo e é fortemente influenciado pela presença de bicarbonato ou sais de bicarbonato das mesmas. Uma das alegações difundidas sobre o pH da água é de que ele influencia diretamente o pH do plasma, levando ao acionamento de mecanismos complementares que irão manter o pH sanguíneo dentro dos limites compatíveis com os processos vitais, sendo eles, sistema tampão, difusão de óxido de carbono e excreção de íons de hidrogênio pelos rins.…”

“…De acordo com o princípio da eletroneutralidade, em soluções aquosas, a soma de todas as cargas positivas deve ser igual à soma de todas as cargas negativas, dessa forma tanto o plasma quanto a urina são eletricamente neutras. 25 O sódio é o principal cátion presente no plasma humano enquanto que o cloreto é o principal ânion. No corpo humano, o metabolismo das células gera de forma continua dióxido de carbono, cátions (íons com carga positiva) como amônia e ânions (íons com carga negativa) como lactato, corpos cetônicos, fosfato e sulfato.…”

“…Modificações nas concentrações dessas moléculas, alterando a proporção normal de ânions e cátions do plasma, podem levar a alterações do pH do mesmo. 25 A acidose do plasma, representada por um ph menor que 7,35 é causada por excesso de ânions, que pode acontecer por elevação de ânions desproporcional à quantidade de cátions no plasma ou por queda de cátions. Para voltar à neutralidade, a quantidade excessiva de ânions deve ser reduzida, o que é conseguido por queda na concentração de ânions hidróxido, que provocará aumento de íons de hidrogênio na mesma concentração, diminuindo o pH do plasma.…”

“…Para voltar à neutralidade, a quantidade excessiva de ânions deve ser reduzida, o que é conseguido por queda na concentração de ânions hidróxido, que provocará aumento de íons de hidrogênio na mesma concentração, diminuindo o pH do plasma. 25 Já a alcalose, caracterizada por ph maior que 7,45, é resultado da redução dos ânions no plasma, devido à diminuição desses íons comparativamente aos íons positivos ou por aumento dos cátions no plasma. A fim de neutralizar essa diferença e aumentar o pH, ocorre a elevação dos ânions hidróxido que implicará na queda proporcional de íons de hidrogênio no plasma.…”

“…A fim de neutralizar essa diferença e aumentar o pH, ocorre a elevação dos ânions hidróxido que implicará na queda proporcional de íons de hidrogênio no plasma. 25 Essas alterações do pH plasmático estão diretamente relacionadas à concentração de cátions e ânions e, portanto, o pH de um alimento ingerido isoladamente não irá influenciar o pH sanguíneo.…”