话说人体的酸碱平衡
来源：同济医学院关工委编辑录入：oy 2011/6/24 11:04:47 8309
——对“酸性体质致癌论”及“饮用碱性水”宣传的质疑
老石真言
人体的新陈代谢反应和生理活动，需要恒定的酸碱度环境；换言之，人体内环境中酸碱度的恒定，对于人体的健康和生命来说，具有非常重要的意义。如果体内的酸碱失衡，可以导致酸中毒或者碱中毒，甚至造成生命的终结。由此可见，认识人体的酸碱平衡，很有价值。本文想从生理化学的角度，通俗地阐述这一问题。
一、“酸”“碱”的概念
大家在中学时代已经学过“酸”“碱”的概念，不过也许时间已经久远，印象模糊，让我们再来回忆一下。
“酸”是指能解离出“氢离子”（H+）的物质，例如：盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）、碳酸（H2CO3）等，它们在水溶液中都能释放氢离子。
HCl→H+ + Cl-
H2SO4 → 2H+ + SO4- -
H2CO3 →2H+ + CO3- -
“碱”是指能结合氢离子（H+）的物质，例如氢氧根离子（OH—）以及各种酸根（例如硫酸根SO4- -，碳酸根CO3- -等等），它们都是碱性物质。我们熟知的碱，像氢氧化钠（NaOH，俗称烧碱或者苛性碱）、碳酸钠（Na2CO3，俗称纯碱或者苏打）以及碳酸氢钠（NaHCO3 ，俗称小苏打）等，它们在水溶液中可以解离出氢氧根离子（OH—）或者碳酸根(CO3- -)，后两者都可以与氢离子（H+）结合，所以是碱。
NaOH→Na+ + OH_ 而 OH— + H+→ H2O
Na2CO3 → 2Na+ + CO3__ 而CO3__ + 2H+ → H2CO3
NaHCO3 → Na+ + HCO3- 而HCO3- + H+ → H2CO3
酸溶液或碱溶液的酸碱度是用pH值来表示的；pH 1～7为酸性，pH 7～14为碱性；居中的pH 7 为中性。
pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
︱------酸性---------︱---------碱性-------︱
中性
在酸性范围内，越是靠近pH 1，酸性越强；越是靠近pH 7,酸性越弱。
在碱性范围内，越是靠近pH14，碱性越强；越是靠近pH 7,碱性越弱。
pH = pK + log[碱的浓度]/[酸的浓度]
由上述公式中可以看到：由于pK值是一个常数，故而pH 取决于[碱的浓度]与[酸的浓度]之比。碱的浓度越大，比值就大，pH值也就高；而酸的浓度越大，比值就越小，pH值也就低。
二、人体的酸碱度
在人体中，通过酸碱平衡的调节机制，将人体内环境的酸碱度，严格调控在pH 7.4左右（pH 7.35～7.45）,即处于接近中性的弱碱性环境中。如果由于疾病等因素，导致血液pH值小于pH7.35时，人体则陷入酸中毒；如高于pH7.45时，则称之为碱中毒。需要指出，在一般书籍文献所给出的这一正常酸碱度数据，主要指的是血液的酸碱度。因为血液容易采集和测定，而且它流经全身，与身体的各个器官组织相沟通，所以选它作代表。其实，身体各器官组织的代谢多有特点，它们各自的pH值并不尽相同。
首先，让我们先来看看消化道吧! 在胃中，每天分泌着高达1.5～2.5升（1500毫升～2500毫升）的富含盐酸的胃液，其酸度可达pH 1～1.5。这是生物长期进化保留的特性，其作用一是可杀死外来的病菌以保证健康；另一方面，可使食物蛋白质发生凝固变性，并提供胃蛋白酶以最适pH,从而有利于蛋白质的消化。大家知道：像蛇、蟒、狮、虎等肉食动物，它们的胃液酸性甚高，由此保证了他们可以生吞猎物得以消化，并且不易生病。
相反，在肠道中则是另外一番天地。那里每天分泌着大量的碱性消化液，包括 pH7.4的胆汁0.5～1升，pH 8.0左右的胰腺分泌液1～2升，肠腺分泌的pH7.6的消化液1～3升。它们不仅将由胃流下来的胃酸全部中和，而且使得肠道变为弱碱性的环境。
占身体最大重量比的肌肉组织，由于代谢旺盛，产生大量的酸（碳酸和乳酸），该组织偏酸性，可低达pH 6.0左右。另一个极端的例子是成骨细胞，其pH为8.0左右。对于大多数身体细胞而言，基本处于pH 7.0～7.1左右。
三、体内酸碱物质的来源
1，新陈代谢产生：人体无时无刻都在进行着千千万万的新陈代谢化学反应，通过这些反应，实现身体细胞的生长、发育、繁殖、更新以及获取各种生理反应所需的能量，而其中不少代谢反应会产生一些酸碱物质。
（1） 最大宗的酸来源于三大营养物（糖类、脂肪和蛋白质）的氧化过程。当这些营养物彻底氧化时，其最终的氧化产物为二氧化碳（CO2）和水（H2O）.由于在体内条件下，二氧化碳（CO2）主要不是以气体的状态存在，而是与水（H2O）结合生成碳酸（H2CO3）.可以说，碳酸是体内每日产量最多的主要酸来源。碳酸经血液运输到肺部分解为CO2可以呼出，故而有人把这一部分酸称之为“挥发性酸”。
（2） 糖类除在体内沿有氧氧化途径氧化为二氧化碳（CO2）和水（H2O）之外，在无氧条件下，产生歧路产物—乳酸。
（3） 脂肪在某些组织中往往难于彻底氧化为二氧化碳（CO2）和水（H2O），却生成中途产物—酮体（包括乙酰乙酸、羟丁酸等），它们是酸性物质。
（4） 某些含硫氨基酸在代谢过程中，其含硫集团可以生成硫酸或者磺酸；某些含磷酸基的物质（例如核酸），可被分解并生成磷酸。虽然这部分酸的量占比例较少，但他们不能通过肺部呼出，故被称为“非挥发性酸”。
（5） 蛋白质的组成单元是氨基酸，氨基酸在脱氨代谢中可脱下“氨”，氨是碱性物质。 这是体内代谢产生碱的主要来源。
氨基酸→氨NH3 + H+ → NH4+ 前面讲过：能与H+ 结合的物质是碱
2，食物来源
（1） 成酸食物：前面提到，蛋白质中的含硫氨基酸代谢可以生成硫酸和磺酸，核酸等代谢可以分解出磷酸，而这些酸都是“非挥发性酸”；脂肪在代谢中可部分产生酮体，故而富含蛋白质和核酸以及脂肪的食物（例如肉类），被看成是成酸食物。
（2） 成碱食物：一些水果蔬菜中含有的有机酸，例如苹果酸、柠檬酸等，它们在肠道吸收时以及吸收到体内时均处于弱碱性环境，必然以相应的弱酸盐和酸两种形式存在。以苹果酸为例，它有两种形式：苹果酸钠（钾）/苹果酸，两者的比例依据其pK值及当时的环境pH值而定。在体内苹果酸被彻底氧化为CO2和H2O，按照化学反应的质量作用定律，苹果酸钠（钾）则不断转变为苹果酸并进一步氧化，但是苹果酸钠（钾）这种弱酸盐实际是一种碱，其转变为苹果酸的过程，偶联一个碳酸（H2CO3）向碳酸氢钠（NaHCO3）的化学反应。
苹果酸钠（钾）→ 苹果酸 → CO2 + H2O
碳酸（H2CO3） →碳酸氢钠（NaHCO3）（或者碳酸氢钾）
由此看来，苹果酸的代谢可以导致碳酸氢钠这种碱的生成，所以，那些富含有机酸的水果蔬菜被称作成碱食物。
从上可以看出：所谓“成酸食物”和“成碱食物”与食物本身的酸碱性并不一致。以我们常食用的醋为例，它是醋酸的稀溶液，说它是“酸性食物”毫无疑问，但是醋酸是一种 弱酸，它在肠道吸收以及吸收到体内时肯定被部分中和为醋酸钠，也就是说，它和其他有机酸(苹果酸、柠檬酸等)一样，在体内以醋酸钠（碱）和醋酸（酸）两种形式存在；当醋酸被活化并氧化为二氧化碳和水时，醋酸钠则不断转化为醋酸，再被活化并氧化为二氧化碳和水，同时偶联一个碳酸转变为碳酸氢钠的过程。我们在算总账时会发现，食入酸性物质醋酸，在体内代谢的结果是增加了相当量的碱—碳酸氢钠。由此可以说：酸性食物≠成酸食物；碱性食物≠成碱食物。两者不是一回事！
3，药物：
例如止咳祛痰药氯化铵等是酸性的，某些生物碱类的药物是碱性的。由于它们的量很小，而且并非人人天天吃药，这一问题在此予以忽略。
四、人体酸碱平衡的机制
人体代谢每天产生大量的酸和一部分碱，成酸食物和成碱食物也会产生一些影响，那么，人体的酸碱度为什么能够保持相对恒定呢？这是因为体内有强大的缓冲机制；它包括两个层次：缓冲物质和脏器调节。
1，缓冲物质：它们是战斗在第一线的排头兵，主要由一些弱酸和弱酸盐构成一个又一个所谓“缓冲对”。例如碳酸氢盐和碳酸，磷酸盐和磷酸、蛋白质等。它们对付酸碱的办法就是“酸来碱挡，碱来酸淹”。在血液和细胞外液中充当先锋部队 “战将” 的，其实就是我们耳熟能详的“小苏打”（碳酸氢钠）和它的伴儿—碳酸。让我们举两个例子来看看，这对“酸碱斗士”是如何来完成中和缓冲任务的。
比如，当体内代谢产生硫酸时，碳酸氢钠挺身而出与之战斗，结果产生硫酸钠和碳酸。
硫酸（H2SO4）+ 2碳酸氢钠（2NaHCO3）→硫酸钠 (Na2SO4)+ 2碳酸(H2CO3)
你看：在反应前，有硫酸出现，因为硫酸是强酸，很容易导致体液变酸，但是经过反应之后变成了中性的硫酸钠和弱酸性的碳酸，这样一来，体液的酸碱性就不会有剧烈的变动。而且，碳酸还可以通过呼吸排出，最终使得这一番“酸性海啸”风平浪静，从而保证了体液的酸碱性稳定平衡。
相反，如果体内出现了碱，假设是氢氧化钠（NaOH），此时碳酸（H2CO3）则英勇御敌，与之拚斗。
氢氧化钠（NaOH）+ 2碳酸（H2CO3）→2碳酸氢钠（NaHCO3） + 水(H2O)
反应前是强碱，反应后变成了弱碱，同样避免了酸碱度的剧烈波动。
为了减少篇幅，磷酸盐缓冲对和蛋白质缓冲对的作用就不一一展示了，可以举一反三来理解它们。
2，脏器对酸碱度的调控
由上述可见，缓冲物质的作用是重要的和有效的，但也是短暂的和有限的。仅仅靠它们的努力还无法做到“长治久安”。好在我们身体的一些脏器，包括肺脏、肾脏和肝脏等，参与到体内的酸碱平衡调控，使我们体内的pH值维持在一个狭窄而稳定的范围内。
（1） 肺脏：我们体内昼夜不停地氧化着各种各样的物质以获取能量，这种氧化与体外的燃烧从化学本质上讲是极其相似的，只不过体内的氧化燃烧是在37°C、常压和水环境中发生的，其最终产物也是二氧化碳和水。前面提到，体内的二氧化碳不以气体形式存在，而是与水结合生成碳酸。所以，将碳酸由体内排除，是维持体内酸碱平衡的巨大而持久的任务，而这一艰巨使命，正是由肺脏通过一刻不停地呼吸来完成的。身体细胞产生的碳酸，经血液循环的运输到达肺泡，在这里，碳酸分解为二氧化碳和水，二氧化碳则通过呼气排出体外，从而解决了繁重而持久的排酸任务，实现酸碱平衡的目的。我们常常把一个人生命的终结用“他停止了呼吸”来描述，可以看到肺脏的呼吸对于生命的意义和象征。吸气带来了氧化需要的氧，呼气又顺便排出了氧化的产物二氧化碳。肺脏是人体调控酸碱平衡的极其重要的功臣之一。
（2） 肾脏：也许你仅仅知道肾脏是人体的“垃圾和污水处理系统”，其实在体内酸碱平衡的调控方面，肾脏与肺脏是最重要的“哼哈二将”！如果说肺脏仅仅能够排除易挥发性酸—碳酸，那么肾脏就显得更加多面手，它不仅可以排出非挥发性酸，也可以排出碱。在某一时间点，它究竟是排酸还是排碱，取决于当时身体的酸碱状况。当体液偏酸时，它就排酸，如体液偏碱时，它就排碱。所以我们刚刚排出的新鲜尿液，其酸碱性可能是变动的。这种排酸或者排碱的生化机制已经研究得非常清楚，可以在分子水平清晰阐明，但对于大多数读者而言并无需要，所以此处省略了。肺脏和肾脏相互配合，相得益彰。他们联合起来既可以排出挥发性酸，也可以排出非挥发性酸，又可以根据需要排出碱，从而基本保证了体内的酸碱平衡。
（3） 肝脏：除了上述的肺脏和肾脏两位哼哈二将外，肝脏在酸碱平衡中的作用也值得一提。前面讲到：我们身体的某些组织器官在进行脂肪代谢时，会产生一些酸性的中间产物—酮体，影响体液的酸碱度，但是酮体被血液循环运送到肝脏，可以被肝脏代谢处理，从而消除了体液变酸的危险。除此以外，肝脏还可以减少碱的来源。体内氨基酸代谢时会通过脱氨作用脱下一些氨，氨是碱性物质，可能会影响体液的酸碱度，而肝脏具有把氨合成为尿素（它是一种中性的无毒代谢产物）的功能。在化肥厂，要合成尿素需要高温、高压等苛刻条件，肝脏却能在体温和常压的条件下完成此项工作，堪称伟大！这是题外话。在正常情况下，也许我们体会不到肝脏的这两项功能的意义，但当肝脏因罹患严重疾病（例如急性黄色肝萎缩）时，病人会出现酸中毒和昏迷（加之氨对脑的毒害作用所致）。这时可以反衬出肝脏在酸碱平衡中不可忽视的作用。
通过肺脏、肾脏和肝脏这三驾马车的联合机制的调控，加上缓冲物质的作用，我们体内的酸碱度，被严格控制在一个狭窄而稳定的范围内，从而保证了身体各项生理功能的正常进行。可见，维护肺、肾、肝脏的健康是多么重要！
五、对所谓“酸性体质”的质疑
近年，在网上大量涌现了有关论述所谓“酸性体质”的文章和pps，它们连篇累牍地宣传：如果一个人进食多量的酸性食物（实际上他们可能指的是“成酸食物”），就会变成酸性体质，酸性体质则易导致癌症及多种疾病的发生。但是，在这些文章中完全找不到任何关于酸性体质的科学定义或者一个合理的解释，让人云里雾里不知所云。查阅医学教科书和科学文献，也找不到“酸性体质”的记载，说明这一词汇是新近被杜撰出来的。根据“辞海”的解释：“体质”是指人体在遗传性和获得性的基础上表现出来的功能和形态上相对稳定的固有特性。按照“酸性体质”的说法，多吃酸性食物，人就变成了酸性体质，多吃碱性食物，人就变成了碱性体质，这哪里有“稳定的固有特性”可言？又何有“遗传性和获得性的基础”可循？？可见，“酸性体质”一词的谬误，昭然若揭。
有人说，食物的酸碱性可以影响身体的酸碱性吧？！前面我们已经讲到：酸性食物不等于成酸食物，碱性食物不等于成碱食物。“酸性体质”论者可能连这个基本概念的区别也弄不清楚呢！试想无论是酸性食物还是碱性食物当它们进入大约2升的pH 1 左右的胃液和3～6升的碱性肠道液体中时，它们本身的酸碱性还有什么意义呢？例如，当我们吃了一些苏打饼干时，食入了一些小苏打（即碳酸氢钠），一到胃里，很快就被胃内的盐酸中和为碳酸和氯化钠了。如果食入碱过多，会中和胃酸，影响消化，并破坏一些营养物质（例如维生素），这是题外话，不再展开讨论。
即使就成酸食物和成碱食物而言，它们虽然从理论上来讲，可以影响体内的酸碱度，但这种影响是较小的、暂时的，而且是可控的。对一个正常人来说，食入成酸食物或者成碱食物，都不足以导致体液的酸碱度偏离正常的范围，即均控制在pH7.35～7.45之内.以肉食为主的游牧民族和食肉较多的西方民族以及以素食为主的东方民族，他们的血液酸碱度都无例外地控制在pH7.35～7.45 .这是由于不论何种民族的人民，都具有我们前面讲到的强大的酸碱缓冲和调控机制。由此可见，企图通过饮食来改变正常人体液的酸碱度可能是徒劳的，制造什么碱性体质或者酸性体质也是不可思议的。
然而，在疾病条件下情况则不同。例如，当人体因糖尿病或者肝脏病等原因发生酸中毒时，应该限制成酸食物的摄取，以免火上浇油。因为那时人体的酸碱平衡机制已经失灵。成酸食物与成碱食物的意义，仅在于此。
实际上，人体是一个产酸的巨大化工厂。我们每时每刻都由于各种营养素的氧化代谢而产生酸（碳酸、硫酸、磺酸等）。身体调控酸碱平衡的最主要的任务是缓冲酸并排出酸。人类经过长期进化具备了强大的抗酸的本领；以碳酸氢盐/碳酸这对缓冲对来看，它们在体液中的浓度比为20：1.
pH 7.4 ＝ pKa + log [NaHCO3] × 20 / [H2CO3] × 1
也就是说，这对缓冲物质对抗酸的能力要比对抗碱的能力大20倍。看到这一点也许会使你对于酸的忧虑有一些缓解吧！
另外，成酸食物和成碱食物的概念仅仅是相对而言的，不可以绝对化。实际上，由食物提供的营养物多是有机化合物，具有长短不一、结构不同的碳氢链，它们的氧化最终产物均为二氧化碳和水，后两者结合产生碳酸。因而，从广义上来说，它们都是成酸的。不仅占供能比例极大的三大营养素（糖类、脂肪和蛋白质）如此，就连那些被认为是成碱食物、在水果蔬菜中含有的有机酸（苹果酸、柠檬酸等），它们氧化代谢也会产生碳酸。
成碱食物很难明显地改变体液的酸碱度还有以下一些原因：⑴食物中这些成碱食物—有机酸的含量与其他营养素相比，其所占的比例相当低，小鱼翻不起大浪嘛！而且，味道太酸的水果通常是不受大多数人欢迎的。⑵这些有机酸在肠道的弱碱性环境下吸收时，除部分被中和为有机酸盐外，仍有一部分以本来酸的形式存在，其比例取决于该物质的pK值及环境的酸碱度。
可以说，无论是成酸食物或者成碱食物，它们对于正常人来说，不但不会制造什么酸性或者碱性体质，对于身体的酸碱度的影响也是微小的和可控的。之所以这一问题弄得风声鹤唳，主要是被炒作的结果。
看到这儿，大概对于饮用碱性水有无意义，就无庸赘述了吧！实际上，我们的饮水（无论是纯净水、矿泉水、烧开过的自来水等或者你听了广告掏更多的钱去买来的弱碱性水），由食道进入胃内的一刹那，这口水必然就变成pH 1左右的胃液的一部分了。因为饮水中不会有缓冲物质，不可能改变胃液的酸碱度，仅仅对胃酸起到一定程度的稀释作用。
前面曾写出一个公式：pH = pK + log[碱的浓度]/[酸的浓度]
由公式可见，pH 与酸碱浓度的比值有关，而与酸碱浓度的绝对值无关。譬如，当碱与酸的浓度比分别为10：5以及2：1时，其pH 值是相同的，只是酸碱的浓度（或者说“当量”）是不同的。
接着来谈谈“酸性体质致癌论”。上面的论述表明，不仅“酸性体质”一词没有科学根据，即使细胞变酸会导致癌症的说法，也是玩了一个偷换概念的把戏。有些科学研究表明：癌细胞中的酸碱度较之正常细胞要偏酸一些，究其原因，是因为癌细胞增殖快速而致其无氧代谢旺盛，产生多量的乳酸造成细胞偏酸，但是这是癌变的结果而并非其原因。细胞偏酸就会癌变的概念与事实不符。例如我们人体的肌肉组织偏酸（pH 6.0左右），它发生恶性肌瘤的发病率较之其他组织恶变率要低得多。相反，pH 8.0的成骨细胞也可以发生成骨肉瘤而无从幸免。食用较多成酸食物的欧美人群，其肠癌的发病率较高，而吃成碱食物较多的亚洲居民，则罹患胃癌的可能性较大。这些都无法用“酸性体质”理论来合理解释。
今年是美国政府向癌症宣战五十周年。当时想利用当代的高科技在十年内解决癌症问题，但是五个十年过去了，尽管已经找出了数百个致癌基因和抑癌基因，但是距离彻底解决这一棘手难题，显然还有一段漫长的路要走。事情绝没有那么简单！喝碱性水吃碱性食物，就可以不得癌或者少得癌，只能说是一种幻想罢了。
在许多论述酸碱食物的文章中，列举了各种食物的分类。但是看后感到十分混乱。例如同一种食物（比如牛奶）有的说它是酸性食物，而有的却指定它为碱性食物；同一类食物（比如豆类）竟然有人会把那些所含营养成分十分接近的不同种的豆区分为哪几种是酸性、哪几种又是碱性的，确实有点指鹿为马的味道。因为这些文章没有介绍分类的依据和原理，使人感到莫衷一是，无所适从。
朋友，我爱你！但是你要警惕那些粉墨为营养专家胡说八道的张悟本们和企图把你的money忽悠到他的口袋中的那些奸商啊！
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