MITI TER ZNANSTVENO PODPRTI DOKAZI O SMISLU IN MOŽNOSTI VPLIVANJA NA KISLINSKO-BAZNO IN ELEKTROLITSKO HOMEOSTAZO
človeškega organizma
MYTHS AND SCIENTIFICALLY BACKED-UP PROOFS REGARDING THE SENSE AND POSSIBILITY OF INFLUENCING ACIDO-BASE AND ELECTROLYTIC HOMEOSTASIS IN HUMANS
AVTOR / AUTHOR:
izr. prof. dr. Matjaž Jeras, mag. farm.1, 2
1	Univerza v Ljubljani, Fakulteta za farmacijo, Aškerčeva cesta 7, 1000 Ljubljana
2	Celica, biomedicinski center d.o.o., Tehnološki park 24, 1000 Ljubljana
NASLOV ZA DOPISOVANJE / CORRESPONDENCE: E-mail: matjaz.jeras@ffa.uni-lj.si
POVZETEK
Zaradi zelo natančnega in razmeroma odpornega, predvsem pa za življenje ključnega uravnavanja fizioloških vrednosti pH in elektrolitov v človeški krvi, so trditve, da lahko s pretežno ali celo izključno uporabo bazičnih hranil in prehranskih dopolnil razkisamo organizem ter tako izboljšamo njegovo zdravje oziroma vplivamo na stanje nekaterih bolezni, močno vprašljive. V prispevku smo najprej opisali osnove homeo-statskih mehanizmov, ki omogočajo vzdrževanje ki-slinsko-baznega in elektrolitskega ravnovesja ter nekatera patološka stanja, ki so posledica motenj njihovega delovanja. Nato pa smo se posvetili kritičnemu pregledu dostopne literature, da bi ugotovili ali obstajajo kakršni koli znanstveno podpri dokazi o koristih uživanja alkalne hrane in prehranskih dopolnil za preprečevanje ali izboljšanje nekaterih bolezenskih stanj, ki so pogosti spremljevalci sodobnega človeka. Ugotovili smo, da trenutno ni na voljo nobenih znanstvenih dokazov oz. študij, ki bi potrdile omenjene trditve.
KLJUČNE BESEDE:
kislinsko-bazno ravnovesje, elektroliti, homeostaza,
alkalna prehrana, razkisanje organizma	=f
LU
ABSTRACT	|
Because of very precise and relatively robust life-sup-	^
porting regulation of physiological pH and electrolyte composition of blood, the claims that the human or-	o
ganism can be deacidified by consuming alkaline diet	^
and food supplements, which would in turn improve	w
health and prevent some diseases or ameliorate their courses, is highly questionable. In this article we describe basic homeostatic mechanisms that provide maintenance of acid-base and electrolyte equilibria, as well as some pathologies caused by their malfunctions. Then we present the results of critical literature reviewing carried out to find any kind of scientifically confirmed proofs regarding disease-preventing or disease-improving benefits being attributed to consumption of alkaline foods and nutrient supplements. We conclude that currently there is no scientific evidence available to back-up these claims.
KEY WORDS:
acid-base equilibrium, electrolytes, homeostasis, alkaline diet, deacidification of organism
q_
129
farm vestn 2017; 68
<
N
21 <
O cc
O <
0
LU
>co
lu §
>o
1
co O
o
x §
co
O cc
O
z
£
m
š co
co <
z <
i >
k o
co ^
co O
O O
F cc
Q_ O O
O
£
z <
z
N cc
ALI STE VEDELI?
•	Človeški organizem vzdržuje sistemsko vrednost pH v območju med 7,35 - 7,45.
•	Sistemski vrednosti pH = 6,9 in pH = 7,9 sta nezdružljivi z življenjem.
•	Pred kmetijsko revolucijo so ljudje s prehrano zaužili več K kot Na (K : Na = 10 : 1), danes pa je to razmerje okrnjeno in obrnjeno (K : Na = 1 : 3).
•	Tipična prehrana razvitega zahodnega sveta je vir viškov endogeno nastalih kislih presnovkov.
•	Pri spremljanju vplivov alkalne prehrane, ki so jo uživali zdravi ljudje, so ugotovili, da je sistemska vrednost pH v povprečju narasla za 0,014 enote, vrednost pH urina pa za 1,02 enote.
Homeostaza kislinsko-baznega ravnovesja temelji na ledvični, pljučni in jetrni funkciji ter na delovanju fizioloških pufrskih sistemov, v uravnavanju količine telesne vode in elektrolitov pa sodelujejo še koža, prebavila in endokrini sistem. V nadaljevanju bomo najprej v zgoščeni obliki predstavili osnovne homeostatske mehanizme in patološka stanja, ki se lahko pojavijo zaradi motenj njihovega delovanja, nato pa pregledali znanstvena dognanja v zvezi s pogostimi trditvami o smiselnosti, možnostih in načinih vplivanja na kislinsko-bazno in elektrolitsko ravnovesje organizma tako zdravih oseb kot bolnikov, v njihovem vsakdanjem življenju.
1
UVOD
2
HOMEOSTAZA KISLINSKO-BAZNEGA RAVNOVESJA
Da lahko človeški organizem normalno deluje, mora zelo natančno vzdrževati pH vrednost krvi in znotrajceličnega prostora ter ustrezno elektrolitsko in tekočinsko ravnovesje.
Različne telesne tekočine imajo različne vrednosti pH, ki so bolj ali manj natančno oz. strogo uravnavane (Preglednica 1). Vzdrževanje fiziološko pomembnih intervalnih vrednosti pH je izjemno pomembno za normalno delovanje encimov oz. biokemijskih procesov znotraj in izven celic.
Preglednica 1: Normalne vrednosti pH nekaterih telesnih tekočin (1, 2, 3, 4). Table 1: Normal pH values of some body fluids (1, 2, 3, 4).
Telesna tekočina	Normalne vrednosti pH	Komentar
Arterijska kri	7,40 ± 0,05	Močno regulirano
Venska kri	7,35 ± 0,05	Močno regulirano
Znotrajcelična tekočina	6,0 - 7,4	Odvisno od vrste celice
Zunajcelična tekočina	7,35	Lahko variira (6,6 - 7,6)
Urin	4,0 - 8,0	Mejna vrednost pH za odstranjevanje kislin preko ledvic je 4,0 - 4,4
Slina	6,5 - 7,0	
Cerebrospinalna tekočina	7,3	
želodčni sok	1,35 - 3,50	
Pankreasni sokovi	8,3	
žolč	7,6 - 8,8	
Amnijska tekočina	8,5	
Vaginalna tekočina	< 4,7	
Semenska tekočina	7,2 - 8,4	
60
farm vestn 2017; 68
Z uživanjem uravnotežene prehrane in ob normalnem me-tabolizmu v telesu dnevno nastane med 15 in 20 molov prebitka kisline. Večina te je v obliki hlapne kisline H2CO3 (H+ in HCOg"), ki nastane pri reakciji CO2 z vodo. Manjši, nehlapni del kislin pa izvira iz presnovkov v obliki fosfatnih in sulfatnih ionov (3). Največ CO2 nastane med kataboliz-mom ogljikovih hidratov, maščob in aminokislin, medtem ko so nehlapne kisline razgradni produkti nukleinskih kislin, fosfolipidov in fosfoproteinov ter tistih aminokislin, ki vsebujejo žveplo (cistein, metionin). Med katabolizmom aspa-raginske in glutaminske kisline ter presnovo soli različnih organskih kislin, npr. natrijevega laktata, acetata in citrata, pa nastajajo tudi baze (3). Presežki hlapnih kislin se iz telesa odstranijo z dihanjem, nehlapnih kislin in baz pa preko ledvic. Kislinsko-bazno ravnovesje torej vzdržujejo pljuča, ledvice in jetra oz. številni zunaj- in znotrajcelični pufrski sistemi, poleg pa tudi volumen telesne vode (redčenje kislin in baz) in normalne vrednosti zunajceličnih koncentracij Na+, K+ in Mg2+ (5).
2.1 ZUNAJ- IN ZNOTRAJCELIČNI PUFRSKI SISTEMI
Fiziološke pufrske sisteme delimo na bikarbonatne in ne-bikarbonatne. Znotraj celic tvorijo najpomembnejše pufrske sisteme vezani fosfati organskega in anorganskega izvora ter proteini, prisoten pa je tudi bikarbonatni pufer, katerega pufrski par lahko zapišemo kot HCO3"/CO2 (3). Njegova vrednost pKa = 6,1 (6). Vodikovi ioni sicer prehajajo celično membrano, vendar pa v celice vstopajo mnogo počasneje kot CO2. Iz slednjega nato hitro nastajajo H+ in HCO3- ioni (Reakcija 1). Prvi se vežejo na znotrajcelične proteine, drugi pa počasi prehajajo v zunajcelično tekočino.
Reakcija 1: Reakcijo katalizira encim karboanhidraza (CA). Reaction 1: The reaction is catalysed by carboanhydrase (CA).
CA
CO2 + H2O
h2co3
HCO3- + H+
ionov (kislin), ti hitro reagirajo s HCO3-, pri čemer nastaneta CO2 in H2O. Višek CO2 prosto difundira iz krvi v alveolarni prostor, od koder ga izdihamo. Tako se vzdržuje stalen parcialni oz. delni tlak CO2 v krvi (normalne vrednosti pCO2 so med 35 - 45 mmHg), pri čemer se zniža koncentracija HCO3- (normalna koncentracija je 22 - 26 mmol/L) (3).
2.1.1	Pufrski sistem v krvi
Hlapni del izjemno zmogljivega pufrskega sistema v krvi predstavlja bikarbonatni, nehlapnega pa fosfatni pufer (anorganski in organski fosfati), plazemski proteini (predvsem albumin) ter hemoglobin v eritrocitih. Več kot polovico pufrske kapacitete krvi (53%) zagotavlja bikarbonatni pufer, najpomembnejši znotrajcelični pufer krvi pa je hemoglobin.
2.1.2	Pufrski sistem v seču
V seču sta prisotna fosfatni in amonijev pufer. Prvi je sestavljen iz šibke kisline H2PO4 in njene konjugirane baze HPO42-
in ima vrednost pKa = 6,8 (Reakcija 2), drugi pa iz amoniaka NH3 in amonijevega iona NH4+ (Reakcija 3), njegova vrednost pKa pa je 9,3 (3). Amonijev pufer (NH4+/NH3) je najpomembnejši pufer v seču, količina HPO42- pa je odvisna od prehrane in predstavlja titrabilno kislino v urinu (6).
Reakcija 2: Fosfatni pufer. Reaction 2: Phosphate buffer.
H2PO4
HPO42- + H+
Reakcija 3: Amonijev pufer. Reaction3: Ammonia buffer.
NH4+
NH3 + H+
Precejšen del pufrskega sistema zunajcelične tekočine zagotavljajo anorganske sestavine kostne medceličnine: NaHCO3, KHCO3, CaCO3 in CaHPO4 (5). Hlapni bikarbonatni pufrski sistem je torej zelo pomemben za vzdrževanja vrednosti pH tako zunaj- kot znotrajceličnih tekočin. Njegove sestavine, CO2, šibka ogljikova kislina H2CO3 in njena konjugirana baza HCO3- (Enačba 1) se nenehno obnavljajo in so zelo dobro uravnavane. Tako se viški CO2 iz telesa odstranijo z dihanjem, presežki HCO3- pa preko ledvic. Gre za odprt sistem. Če vanj dodamo presežek H+
2.2	VLOGA PLJUČ
Dihanje pomembno vpliva na kislinsko-bazno ravnovesje tako, da uravnava izločanja CO2. Hiperkapnija (zvišana vrednost pCO2) in acidemija (znižana vrednost pH krvi) pospešujeta frekvenco dihanja (hiperventilacija), obratni stanji, hipokapnija in alkalemija, pa jo zmanjšujeta (hipoventilacija). Respiratorni odzivi na akutne spremembe kislinsko-baz-nega ravnovesja so zelo hitri in učinkoviti, na kronične pa bistveno manj (5). Motnje dihanja seveda povratno prizadenejo vrednosti obeh omenjenih parametrov, saj hiper-ventilacija zniža (sočasen upad koncentracij H+ in HCO3-), hipoventilacija pa zviša vrednost pCO2 (sočasen porast koncentracije H+ in HCO3-) (3).
2.3	VLOGA LEDVIC
Naloga ledvic pri vzdrževanju kislinsko-baznega ravnovesja je predvsem odstranjevanje nehlapnih kislin (npr. H2SO4 in
3
>0 2!
LU
I
z <
z
N
O LU _I
O
LU
cc
q_
129
farm vestn 2017; 68
<
N
21 <
O cc
O <
0
LU
>co
LU §
>o
1
co O
o
x §
CO
o
cc
O
z
£
m
š co
oo
v: <
z <
£
CL >
H3PO4), ki jih med presnovo tipične prehrane razvitega zahodnega sveta nastane približno 50 - 100 mmolov na dan, poleg tega pa tudi preprečevanje izgube ionov HCO3-, kar dosežejo z njihovo reabsorpcijo in tvorbo na novo (3, 7). Nehlapne kisline sicer reagirajo s telesnimi pufri, ki jih morajo zato ledvice ves čas obnavljati, poleg tega pa izločajo kisel seč.
Pri normalni plazemski koncentraciji HCO3- (24 mmolov/L) je obseg glomerulne filtracije 180 L/dan in filtrirana količina HCO3- približno 4.3 mola/dan. Večji del slednje, približno 80%, se nato reabsorbira v proksimalnih tubulih, 16% v zadebeljenem ascendentnem delu Henlejeve zanke in distal-nem tubulu, preostali 4% pa v kortikalnem delu zbiralc (7). Ker pa prihaja v krvi zaradi titracije nehlapnih kislin do pomanjkanja ionov HCO3-, to količino nadomestijo interkalarne celice zbiralnih vodov, v katerih bikarbonatni anioni nastajajo na novo iz CO2 in H2O, s pomočjo karboanhidraze. Kar 95% reabsorpcije HCO3" torej poteče v proksimalnem delu nefrona, pri čemer se v njegov lumen izloči ekvivalentna količina H+ iz tubulnih epitelijskih celic. Pri tem se ioni H+ preko antiporta zamenjajo za ione Na+, ki vstopijo v celice. Pomik protonov v lumen nefrona pa v manjšem obsegu omogoča tudi vakuolna H+-ATP-aza (7). Neto izguba ionov H+ iz organizma je rezultat njihove sekrecije skozi epitelij ledvičnih tubulov ter njihovega pufranja z amoniakom (NH3) in s fosfatom (HPO42-). Najnižja možna pH vrednost urina, ki je 4,4, namreč ne omogoča odstranitve vseh nastalih kislin, zato seč vsebuje pufre (HCO3-, H2PO4- in NH3), ki lahko učinkovito vežejo H+ (5). V končnem delu distalnega tubula in zbiralcu
nefrona obstajajo posebne interkalarne celice, ki aktivno, s porabo ATP, v seč secernirajo H+ (3). Ti protoni se nato, zaradi odsotnosti HCO3-, ki se je predhodno resorbiral, vežejo na fosfatni in amonijev pufer v seču. Kot smo že omenili je količina HPO42- v seču odvisna od prehrane, NH4+ pa nastaja v epitelnih celicah proksimalnega tubula z metabolizmom glutamina, ki ga zagotavljajo jetra. Pri tem nastali HCO3" pa se vrača v kri (5). Ioni NH4+ se izločijo v lumen nefrona z an-tiportom Na+/H+, pri čemer nadomestijo H+, nato pa se jih v ascendentnem delu Henlejeve zanke večji del reabsorbira v ledvični medularni intersticij, v katerem so v ravnovesju z NH3 (5). V zbiralcih NH3 difundira v seč, kjer se poveže s H+, pri čemer nastane NH4+, ki ne more preiti celičnih membran, zato se izloči. Če v seču ni H+, potem NH3 difundira v kri in se v jetrih presnovi v sečnino, s čimer se izniči nastanek HCO3- pri presnovi glutamina. Sicer pa je količina H+ in NH4+ v seču v ravnovesju s Cl- (3). Obseg tvorbe NH4+/ NH3, ki je najmočnejši pufer v seču, je odvisna od vrednosti pH zunaj-celične tekočine in koncentracije K+ v plazmi (5). Tudi različni hormoni uravnavajo izločanje kislin iz telesa. Tako aldosteron poveča obseg izločanja H+ iz interkalarnih celic zbiralca v seč, angiotenzin spodbuja reabsorpcijo HCO3- v proksimalnem tubulu, paratiroidni hormon pa preprečuje izločanje H+ v in reabsorpcijo HCO3- iz lumna pro-simalnega tubula (5).
Če torej na kratko povzamemo, za vsak H+, ki se izloči v seč, preide v kri en Na+, ki ga spremlja HCO3-, s čimer se vzdržuje normalno kislinsko-bazno ravnovesje v telesnih tekočinah (6).
co o
«
co O
O o
F cc
CL O
o
CL
O
Š5
21 <
Z
N CC
Slika 1: Poenostavljen prikaz reabsorpcije HCO3- (A), izločanja kislin in tvorbe amoniaka (B) v ledvicah; prirejeno po (8): Legenda: CA -karboanhidraza; GLS - glutaminaza.
Picture 1: Simplified representetation of HCO3- reabsorption (A), acid excretion and ammonia formation (B) in kidneys; adapted from (8). Legend: CA - carbonic anhydrase; GLS - glutaminase.
62
farm vestn 2017; 68
2.4	VLOGA JETER
Jetra sodelujejo z ledvicami pri uravnavanju kislinsko-baz-nega ravnovesja s tvorbo sečnine in glutamina. V primeru metabolične acidoze proizvajajo in izločajo več glutamina in manj sečnine, ki nastaja iz glutamata, v primeru metabolične alkaloze pa je ravno obratno. Pri metabolični alkalozi tako ledvice v celicah proksimalnih tubulov povečajo tvorbo NH3 in HCOg iz glutamina, pri metabolični alkalozi pa se zmanjšata obseg izločanja NH4+ s sečem in transport HCOg" v plazmo (3).
2.5	ENOSTAVNE MOTNJE KISLINSKO-BAZNEGA RAVNOVESJA
Pri ocenjevanju vzrokov motenj kislinsko-baznega ravnovesja lahko izračunamo vrednosti anionske vrzeli (Enačba
1).	Ta predstavlja koncentracijo nemerjenih anionov v plazmi, pri čemer je njena normalna vrednost med 10 in 12 mmolov/L (3).
Enačba 1: Enačba za izračun anionske vrzeli (5).
Equation 1: The equation used for calcualtion of anion gap (5).
AV = [Na+] - ([Cl-] + [HCO3-])
Anionska vrzel (AV) je seveda le navidezna, saj je v plazmi vsota koncentracij anionov vedno enaka vsoti kationov (Slika
2)	(3). Pri zdravih osebah je AV odraz prisotnosti anionskih
proteinov, fosfata, sulfata in anorganskih anionov v plazmi (5). Spremeni se, če se spremeni ena od obeh vsot koncentracij, ali če se obe spremenita različno, npr. pri: meta-boličnih acidozah zaradi povečanih koncentracij acetoace-tata ali laktata; pri zastrupitvah z etanolom, metanolom ali etilenglikolom; zaradi zvišanja ali znižanja koncentracij nemerjenih kationov (npr. K+, Mg2+ ali Ca2+; prisotnosti nefizio-loških kationov (npr. zastrupitev z Li), ipd. (5). V Preglednici 2 predstavljamo vzroke za nastanek enostavnih motenj kislinsko-baznega ravnovesja, med katere uvrščamo respiratorno acidozo (RAC), respiratorno alkalozo (RAL), metabolno acidozo (MAC) in metabolno alkalozo (MAL), njihove osnovne značilnosti ter oblike fizioloških kompenzacij, ki jih izzovejo.
3
ELEKTROLITSKO RAVNOVESJE
Aktivni in pasivni transport ter selektivna permeabilnost celičnih membran so vzroki za različno sestavo in koncentracije osmotsko aktivnih delcev v zunaj- (ECT) in znotraj-celični tekočini (ICT). V ECT so najpomembnejši Na+, Cl- in HCO„", v ICT pa K+ in številni organski ioni, npr. ATP, fos-
Preglednica 2: Razvrstitev in značilnosti enostavnih motenj kislinsko-baznega ravnovesja - respiratorna acidoza (RAC), respiratorna alkaloza (RAL), metabolna acidoza (MAC) in metabolna alkaloza (MAL); delno prirejeno po (5);
Table 2: Classification and characteristics of simple acid-base disorders - respiratory acidosis (RAC), respiratory alkalosis (RAL), metabolic acidosis (MAC) and metabolic alkalosis (MAL); partially adapted from (5).
Motnja	pH krvi	Primarna sprememba	Sekundarna sprememba	Fiziološka kompenzacija	Možni vzroki
RAC	< 7,35	t pCO2	t hco3-	t reabsorpcija HCO3-t izločanje H+	zelo hudo akutno poslabšanja astme, kronična obstruktivna bolezen pljuč, mišične distrofije
RAL	> 7,45	\ pCO2	1 hco3-	\ reabsorpcija HCO3-\ izločanje H+	hiperventilacija pri hipoksemiji, nosečnosti, pretirani mehanski ventilaciji
MAC	< 7,35	1 hco3-	\ pCO2	hiperventilacija, t izločanje H+, t reabsorpcija HCO3-	ketoacidoza zaradi iztirjene sladkorne bolezni ali stardanja, laktacidoza, akutnezastrupitve z EtOH, MeOH, etilenglikolom ali salicilati, kronična ledvična bolezen, driska, zloraba odvajal
MAL	> 7,45	t hco3-	t pCO2	hipoventilacija, J izločanje H+, \ reabsorpcija HCO3-	obilno bruhanje, jetrna ciroza, stenoza ledvične arterije, zdravljenje z diuretiki zanke ali tiazidi
3
O
2Í
LU g
"Z. <
z
N
O lu _I
O
lu
cc
q_
129
farm vestn 2017; 68
<
N
21 <
O cc
O <
0
LU
>co
LU §
>o
1
co O
o
x §
CO
o
cc
O
z
£
m
š co
<
z <
i
CL >
o
co O
O O
F cc
CL O
o
CL
O
£
z <
z
N CC
folipidi, kreatinfosfat in organske kisline, pri čemer sta osmolarnosti obeh tekočin v povprečju enaki, med 275 in 290 mosmolov/L (5). V plazmi sta ionski moči kationov in anionov enaki, in sicer 153 mEkv./mL, kar pomeni, da je zagotovljena elektrolitska nevtralnost (8).
Slika 2: Shematski prikaz ravnovesnih količin najpomembnejših kationov in anionov v človeški plazmi; prirejeno po (8). Legenda: An. k. - anorganske kisline; Or. k. - organske kisline; Prot. - proteini. Picture 2: Schematic representation of equilibrirated quantities of most important cations and anions in human plasma; adapted from (8). Legend: An. k. - anorganic acids; Or. k. - organic acids; Prot. -proteins.
Zdrava oseba ima ničelno bilanco Na+ in H2O, ki jo vzdržujejo ledvice, pri tem pa sta homeostazi obeh komponent ločeni in medsebojno neodvisni. Glavni osmotsko aktivni delec v ECT je Na+. Njegova normalna koncentracija v krvi je 135 - 145 mmolov/L. Zaužijemo ga predvsem v obliki NaCl in NaHCO3, izločimo pa skupaj s Cl-, HCO3- in HPO42-. Natrij se s Cl- reabsorbira v proksimalnem tubulu, s Cl- in K+ v odebeljenem ascendentnem delu Henlejeve zanke, s K+ pa se izmenja v distalnem tubulu in zbiralcu (5).
Z običajno prehrano dobimo v organizem več K+, kot ga potrebujemo, zato se mora njegov presežek (> 90%) odstraniti. Večji del se ga izloči z urinom, manjši pa z blatom. Normalna koncentracija K+ v ECT je 3,8 - 5,5 mmol/L, v ICT pa med 140 in 150 mmolov/L. Na porazdelitev K+ med celicami in ECT vplivajo adrenalin, inzulin in aldosteron (5). Prvi z aktivacijo a receptorjev poveča njegovo izločanje iz celic, z aktivacijo P2 receptorjev pa njegov privzem vanje. Inzulin poveča privzem K+ v celice, aldosteron pa poleg tega povzroči tudi njegovo izločanje s sečem. Več kot je K+ v plazmi, večja je količina izločenega aldosterona in
posledično manjša reabsorpcija H2O in topljencev v ledvicah. Kalij je del telesnega pufrskega sistema. Ioni K+ in H+ izstopajo iz in vstopajo v celice v obratni smeri, s čimer se vzdržuje kationsko ravnovesje. Pri acidozi je količina K+ v ECT povečana, pri alkalozi pa zmanjšana. Normalne serumske vrednosti Cl- so 95 - 105 mmol/L. Zvišanje oz. znižanje njegovih koncentracij se kompenzira s sproženjem ustreznih sprememb nivojev HCO3-, s čimer se v telesu ohranja elektrolitska nevtralnost (8). Pri zdravih osebah se kar 99% Cl- reabsorbira, ta obseg pa se zmanjša v primeru acidoze. Za druge anione pa velja, da imajo transportne maksimume, zato se njihovi presežki izločijo v urin.
Kalcij je, glede na količino, peti najštevilčnejši element v človeškem telesu (približno 1 kg). V serumu ga je normalno od 2,1 - 2,6 mmol/L. Večina (50%) ga je v ionizirani obliki (Ca2+), precejšen del (40%) je vezan na proteine, še posebej na albumin, preostanek (10%) pa tvori komplekse z majhnimi anioni (8). Kar 99% kalcija se nahaja v skeletnem, preostali del pa v mehkem tkivu in ECT. Količino Ca2+ uravnavajo 1, 25-dihidroksi vitamin D3 (tCa2+), paratiroidni hormon (tCa2+) in kalcitonin (JCa2+). V odraslem organizmu je približno 600 g fosfata. Največ, kar 85%, ga je v kosteh. Njegove normalne serumske vrednosti so med 0,8 - 1,4 mmol/L (8). Kalcitonin znižuje koncentracijo fosfatov. Fosfat je pomembna sestavina visoko energijskih molekul kot sta ATP in NADP ter fosfolipi-dov, gradnikov celičnih membran. Fosforilacija pa je izjemno pomemben del celičnih signalizacijskih poti, saj nadzira delovanje številnih encimskih in jedrnih transkripcijskih dejavnikov.
Magnezija je v telesu približno 25 g, pri čemer se ga 55% nahaja v skeletu, njegove normalne vrednosti v serumu pa so med 0,6 in 1,1 mmol/L (8). Je kofaktor za > 300 encimov. Nizki nivoji magnezija pogosto spremljajo hipokalie-mijo. Ocenjujejo, da naj bi kar 10% bolnikov, ki jih sprejmejo v bolnišnično oskrbo, imelo znižane koncentracije tega pomembnega elementa (8).
4 MITI IN ZNANSTVENO PODPRTI DOKAZI O KISLINSKO-ALKALNIH VPLIVIH PREHRANE NA ČLOVEŠKI ORGANIZEM
Dejstvo je, da mora človeški organizem zato, da lahko obstaja, nenehno uravnavati vrednost pH krvi (7,35 -
64
farm vestn 2017; 68
7,45) ter ostalih zunaj- in znotrajceličnih prostorov, s čimer zagotavlja funkcionalne oblike proteinskih molekul in nemoteno delovanje številnih biokemijskih procesov. Za to ima na voljo številne kompenzacijske mehanize, ki smo jih že predstavili in s katerimi poskrbi za viške kislin, baz in elektrolitov, ki jih vnesemo v telo s hrano in pijačo, s čimer vzdržuje kislinsko-bazno in elektrolitsko ravnovesje.
Človeštvo je med svojim razvojem doživelo številne spremembe, med drugim tudi načinu prehranjevanja. Slednjega sta zaznamovali predvsem kmetijska (zadnjih 10.000 let) in industrijska revolucija (zadnjih 200 let), tekom katerih so ljudje s prehrano začeli uživati manj K+ v primerjavi z Na+ ter manj HCO3- v primerjavi s Cl- (1). Danes velja, da v razvitem svetu s hrano, v primerjavi s časi pred kmetijsko revolucijo, zaužijemo malo magnezija in kalija ter vlaken, zato pa veliko nasičenih maščob, enostavnih sladkorjev in kloridov (9).
Pred več kot 100 leti sta Sherman in Gettler postavila teorijo, ki pravi, da po presnovi določene hrane, npr. proteinske in tiste iz žitaric, ob sočasni majhni količini zaužitega kalija, nastane višek kislinskih ostankov, zato se poveča neto izločanje kislin in Ca2+ z urinom, kar naj bi bilo povezano z erozijo kosti in nastankom osteoporoze zaradi sproščanja Ca2+ in drugih kostnih mineralov, ki se porabijo za pufranje (10). Skladno s tem naj bi bili z uživanjem tipične prehrane razvitega zahodnega sveta nenehno obremenjeni z viški endogeno nastalih kislih presnovkov, ki naj bi bili odgovorni za postopno izgubo kostnine in druge zdravstvene težave. V zadnjem času se je zato zelo razširilo mnenje, da lahko z izbiro alkalne prehrane in dodatnim uživanjem prehranskih dopolnil/dodatkov spremenimo pH organizma iz nižjih v višje vrednosti in na ta način preprečimo osteoporozo, zmanjševanje mišične mase, diabetes, hipertenzijo, srčno žilne bolezni in celo nastanek oz. potek različnih oblik raka. Glede na Shermanovo in Gettlerjevo teorijo bi tako morali uživati več sadja in zelenjave ter le majhne količine protei-nov. Tisti, ki promovirajo alkalno prehrano trdijo, da se lahko na ta način zviša pH krvi, oz. pH na sistemskem nivoju, kar pa seveda ne drži, saj tako dokazano vplivamo le na spremembe pH urina (11). Drži pa, da lahko z zaužitjem visokih odmerkov NaHCO3 začasno zvišamo vrednosti pH krvi, pri tem pa se pojavijo tudi precej neugodne gastroin-testinalne težave (12). Tovrstno zdravljenje uporabljajo pri bolnikih s kronično presnovno acidozo, ki je posledica napredovale ledvične bolezni, zaradi katere se zmanjša izločanje organskih kislin in poveča anionska vrzel (13). S tem preprečijo tudi nastanek in poslabšanje uremične kostne bolezni.
4.1	VPLIVI UŽIVANJA ALKALNE PREHRANE IN ALKALNIH PRIPRAVKOV NA OSTEOPROZO, IZGUBO MIŠIČNE MASE, DIABETES, HIPERTENZIJO IN SRČNO ŽILNE BOLEZNI
Kritična analiza obstoječe literature je pokazala, da ni nedvoumnih znanstveno podprtih dokazov, da bi z alkalno prehrano in posledičnim zmanjšanjem količine presnovnih kislinskih ostankov dejansko vplivali na zdravje kosti pri zdravih ljudeh (14, 15). Ob pomanjkanju oz. odsotnosti verodostojnih kliničnih študij, v literaturi zasledimo nasprotujoče si rezultate glede koristnosti uživanja alkalne prehrane in tovrstnih pripravkov pri preprečevanju izgube mišične mase, preprečevanju hipertenzije, inzulinske rezistence, srčno žilnih bolezni, ipd. (16, 17, 18, 19, 20, 21). Pri proučevanju vplivov prehrane s kislinskim presnovnim odtisom na zdravje ljudi, je največja težava v tem, da je na voljo le malo znanstveno podprtih dokazov. Zato pri pregledu literature pogosto zasledimo rezultate, ki so jih avtorji pridobili bodisi s študijem škodljivih posledic aci-doze pri bolnikih s kronično ledvično boleznijo oz. diabetesom ali pa pri zdravih osebah, v katerih so to stanje izzvali z NH4Cl, ne pa izključno s prehrano (22, 23, 24).
4.2	VPLIVI UŽIVANJA ALKALNE PREHRANE IN ALKALNIH PRIPRAVKOV NA RAKAVE BOLEZNI
Obstaja prepričanje, da lahko z uživanjem alkalne prehrane in alkalnih pripravkov pozitivno vplivamo na potek ali celo ozdravimo rakave bolezni (25). Ta predpostavka temelji na podatkih o tem, da nekatere rakave celice in tumorji bolje rastejo v kislem okolju v laboratorijskih pogojih (26). Tumor med rastjo, zaradi hitre in obsežne presnove ter omejene preskrbe s krvjo, dejansko ustvari lastno kislo mikrookolje, ki pa je neodvisno od sistemskega uravnavanja kislinsko-baznega ravnovesja v ECT (27). Zaradi vzbujanja znanstveno nepodprtega upanja rakavih bolnikov, da naj bi z uživanjem hrane, katere presnova se konča z alkalnim odtisom, predvsem pa intenzivno reklamiranih alkalnih pripravkov, zdravili svoje bolezni, sta ugledni inštituciji, American Institute of Cancer Research in Canadian Cancer Society, podali uradni izjavi. V njiju onkološke bolnike opozarjata, da človeški organizem natančno in strogo uravnava sistemsko vrednost pH in da izbor prehrane lahko vpliva le na spremembe pH v urinu (28, 29). Med pregledom literature smo naleteli samo na en članek (avtorja Fenton in
3
>o
ž
LU
I
z <
z
N
O LU _I
a
lu
cc
q_
129
farm vestn 2017; 68
<
N
21 <
O cc
O <
0
UJ
>co
UJ §
>o
1
co O
o
x §
CO
o
cc
O z
□D
Š co
v: <
z <
i >
o §
co O
O O
F cc
Q_ O O
O
£
z <
z
N cc
Huang), v katerem sistematično in kritično poročajo o iskanju dokazov o povezavi med uživanjem prehrane s kislim oz. alkalnim presnovnim odtisom ali alkalnih pripravkov (alkalna voda) ter etiologijo in zdravljenjem raka (27). Avtorja, Fenton in Huang, sta, glede na širšo tematiko izsledila 8.287 literaturnih citatov in s pregledom njihovih povzetkov izbrala 252 takih, ki so potencialno ustrezali vključitvenim kriterijem, na koncu pa sta obravnavala le eno študijo, ki je izpolnjevala vse pogoje (30). Njeni izsledki niso pokazali statistično značilne povezave med obremenitvijo s hrano s presnovnim kislinskim odtisom in rakom mehurja pri 27.096 kadilcih moškega spola na Finskem. Poleg tega tudi niso ugotovili, da bi bil kisel urin povezan s povečanim tveganjem za nastanek raka mehurja v podskupini, ki so jo tvorili dolgoletni kadilci. Fenton in Huang sta svojo raziskavo zaključila s sklepom, da trenutno ni na voljo študij, ki bi kazale na vplive kisle ali alkalne prehrane na katerokoli vrsto raka, prav tako pa tudi ni znanstveno podprtih dokazov o koristnosti uporabe alkalne vode pri rakavih bolnikih (27). Alkalna prehrana sestoji iz različnih vrst sadja in zelenjave, korenik in gomoljev, ob skromni zastopanosti beljakovin. Nekatere sestavine hranil, kot so npr. prehranska vlakna, imajo v večjih količinah dokazano pozitiven učinek na tveganje za nastanek kolorektalnega raka (27). Ugotovili so tudi, da naj bi kombinacija rednega gibanja, manjše količine maščobnega tkiva v telesu ter načrtno uživanje večjih količin sadja, stročnic in druge zelenjave, polnozrnatih izdelkov ter rib, delovala zaščitno proti nastanku raka dojk (27). Ti učinki pa najverjetneje niso posledica kislinsko/alkalnih lastnosti omenjenih hranil, saj alkalna dieta prepoveduje uživanje marsikaterega od njih, npr. stročnic, nekaterih vrst žit in rib.
5
SKLEP
srčno žilnih in drugih bolezni, se motijo oz. nas zavajajo. Zagotovo pa velja, da na tak način povzročimo dvig vrednosti pH urina, kar pa seveda nima učinkov na naše zdravje. O omenjenih domnevnih dobrobitih alkalne prehrane trenutno ni nobenih zanesljivih znanstveno podprtih dokazov. še posebej so v tem smislu ranljive populacije bolnikov z diabetesom, ostarelih ter dojenčkov, zlasti tistih, ki so se rodili prezgodaj. Prav gotovo pa ne bo nikomur škodilo, če bo ob uravnoteženem uživanju raznolike prehrane morda občasno poskrbel za dodaten vnos kakšnega minerala, npr. magnezija, saj ocenjujejo, da naj bi ga bilo v prehrani sodobnega človeka premalo.
Zaradi fiziološko natančno reguliranega kislinsko-baznega in v veliki meri tudi elektrolitskega ravnovesja, ob raznovrstni prehrani in ustrezni hidraciji, zagotovo ni potrebno uživati nobenih dodatkov. Seveda pa obstajajo tudi resna patološka stanja, kjer sta kislinsko-bazno in elektrolitsko ravnovesje podrta, kar terja ustrezno in hitro ukrepanje. Tisti, ki trdijo, da lahko z alkalno prehrano in različnimi pre-hranskimi dopolnili sistemsko razkisamo organizem, kar naj bi pripomoglo k splošnemu boljšemu počutju, preprečevanju osteoporoze, preprečevanju in zdravljenju rakavih,
6
LITERATURA
1.	Schwakenberg GK. The alkaline diet: Is there evidence that an alkaline pH diet benfits health? Journal of Environmental and Public Health 2012; Vol. 2012, Article ID 727630: 7p.
2.	Marunaka Y. Roles of interstitial fluid pH in diabetes mellitus: Glycolysis and mitochondrial function. World Journal of Diabetes 2015; 6(1): 125-135
3.	Jošt A, Pakiž M. Kislinsko-bazno ravnovesje. Med Razgl 2002; 41: 21-40
4.	Jacquier AM. The physical properties of semen and their assessment. In: Jacquier AM. Male infertility: A clinical guide -2nd Edition, Cambridge University Press; 2011: 43
5.	Ribarič S. Motnje acidobaznega ravnovesja. V: Pirkmajer S (ur.). Patološka fiziologija, Učbenik za študente farmacije, 1. izdaja, UL MF, Inštitut za patološko fiziologijo, Littera picta d.o.o.; 2015: 159-167
6.	Ribarič S. Acidobazno ravnovesje. V: Bresjanac M, Rupnik M (ur.). Patofiziologija s temelji fiziologije, tretja popravljena in dopolnjena izdaja, Inštitut za patološko fiziologijo, Tiskarna Pleško Ljubljana; 2002: 69-71
7.	Koeppen BM. The kidney and acid-base regulation. Adv Physiol Educ 2009; 33: 275-281
8.	Electrolytes and acid-base balance, 2010. http://ucsdlabmed.wikidot.com/chapter-9. Dostop: 22.03.2017
9.	Sebastian A, Frassetto LA, Sellmeyer DE, et al. Estimation of the net acid load of the diet of ancestral preagericultural Homo sapiens and their hominid ancestors. American Journal of Clinical Nutrition 2002; 76 (6): 1308-1316
10.	Sherman H, Gettler A. The balance of acid-forming and base-forming elements in in foods, and its relation to ammonia metabolism. J Biol Chem 1912; 11: 323-338
11.	Buclin T, Cosma M, Appenzeller M, et al. Diet acids and alkalis influence calcium retention in bone. Osteoporos Int 2001; 12: 493-499
12.	Siegler JC, Midgley AW, Polman RC, et al. Effects of various sodium bicarbonate loading protocols on the time-dependent extracellular buffering profile. J Strenght Cond Resn 2010; 24(9): 2551-2557
13.	Adeva-Andany MM, Fernández-Fernández C, Mouriño-Bayolo D, et al. Sodium bicarbonate therapy in patients with metabolic acidosis. Scientific World J 2014; Vol. 2014, Article ID 627673, 13 p.
66
farm vestn 2017; 68
14.	Fenton TR, Tough SC, Lyon AW, et al. Causal assessment of dietary acid load and bone disease: A systematic review & meta-analysis applying Hill's epidemiologic criteria for causuality. Nutr J 2011; 10: 41
15.	Fenton TR, Fenton CJ. Evidence does not support the alkaline diet. Osteoporos Int 2016; DO110.1007/s00198-016-3504
16.	Souto G, Donapetry C, Calvino J, et al. Metabolic acidosis-induced insulin resistance and cardiovascular risk. Metab Syndr Relat Disord 2011; 9(4): 247-253
17.	Remer T. Influence of nutrition on acid-base balance -matabolic aspects. Eur J Nutr 2010; 40(5): 214-220
18.	Engberink MF, Bakker SJL, Brink EJ. Dietary acid load and risk of hypertension: The Rotterdam study. Am J Clin Nutr 2012; 95(6): 1438-1444
19.	Krupp D, Shi L, Maser-Gluth C. 11$ Hydroxysteroid dehydrogenase type 2 and dietary acid load are independently associated with blood pressure in healthy children and adolescents. Am J Clin Nutr 2013; 95(6): 97(3): 612-620
20.	Harris SS, Dawson-Hughes B. No effect of bicarbonate treatment on insulin sensitivity and glucose control in non-diabetic older adults. Endocrine 2010; 38(2): 221-226
21.	Fenton CJ, Fenton TR, Huang T. Further evidence of no association between dietary acid load and disease. J Nutr 2017; 147: 272
22.	Pizzorno J, Frassetto LA, Katzinger J. Diet-induced acidosis: Is it real and clinically relevant? Br J Nutr 2010; 103(8):1185-1194
23.	Adeva MM, Souto G. Diet-induced metabolic acidosis. Clin Nutr 2011; 30(4): 416-421
24.	Passey C. Reducing the dietary acid load: How a more alkaline diet benefits patients with chronic kidney disease. J Ren Nutr 2017; 27(3): 151-160
25.	Robey IF. Examining the relationship between diet-induced acidosis and cancer. Nutrition & Metabolism 2012; 9: 72
26.	Fenton TR, Huang T. Systematic review of the association between dietary acid load, alkaline water and cancer. BMJ Open 2016; 6: e010438
27.	Moellering RE, Black KC, Krishnamurty C, et al. Acid treatment of melanoma cells selects for invasive phenotypes. Clin Exp Metastasis 2008; 25(4): 411-425
American Institute for Cancer Research. Questions about body pH and cancer, 2012. http://www.aicr.org/press/health-features/nutrition-wise/nw-questions-about-body-ph-and-canc er-mets-stevia.html. Dostop: 29.03.2017 Canadian Cancer Society, 2012. http://www.cancer.ca/en/prevention-and-screening/be-aware/cancer-myths-and-controversies/an-alkaline-diet-and cancer/?region=on. Dostop: 29.03.2017 Wright ME, Michaud DS, Pietinen P, et al. Estimated urine pH and bladder cancer risk in a cohort of male smokers (Finland). Cancer Causes Control 2005; 16:1117-112
28
29
30
3
>o
LU
I <
N
O LU _l a
LU
cc
q_
129
farm vestn 2017; 68