Homeostaza. Naziv za sposobnost našeg organizma da održi stanje koje je najpovoljnije za život i životne okolnosti. U tu ukupnost ulaze bezbrojni parametri, a balans kiselina i lužina i u stanici i van stanica je vrlo bitan. Ako se pitate zašto, samo imajte na umu kako aktivnost enzima ovisi o kiselosti medija u kojem jesu, pa je logično da organizam održava sustav na optimalnim razinama u pojedinim svojim dijelovima. Te se optimalne razine razlikuju, sjetimo se sadržaja želuca koji je kiseo. Na taj balans utjecat će puno faktora – naš metabolizam ali itekako i hrana koju jedemo. U XXI. stoljeću poznajemo niz razloga o razmišljanju o balansu alkalnog i kiselog. Pogađate – odabrali smo jedan od glupljih načina – sodu bikarbonu. Bolje da smo razmišljali o blitvi i grožđicama.

Započnimo sa soda bikarbonom

Sve je počelo u SAD-u kada je “baking soda” postao internet trend u amaterskoj onkologiji. Jedan od utemeljitelja je dr. Tullio Simoncini (1951-) koji je tvrdio kako je “svaki tumor infekcija kandidom” te kako one uspijevaju, kao i tumor, u kiselim uvjetima. Prema toj teoriji, povećanje pH, odnosno smanjenje kiselosti injekcijama otopina bikarbonata ubija kandidu a time i tumor. Premda smo svjesni kako mikrobiom doista ima puno povezanosti u nastanku tumora, ovako pojednostavljeno rješenje s današnje pozicije svega što znamo o tumorima u najblažu je ruku djetinjasto. Djelotvorno je samo iz udobnog naslonjača onih koji pišu po forumima a ne rade s pacijentima. Nakon nekoliko sudskih procesa dr. Simoncini je naravno postao junak alternativne scene prema kojima je on žrtva urote farmaceutske mafije premda je etički debelo kriv za davanje lažne nade teško oboljelim pacijentima.

Vratimo se sada u SAD. Kako lingvistički u engleskom jeziku imaju problem razlikovanja praška za pecivo od soda bikarbone, začas se stvorila poslovna prilika za male tvrtke koje su prodavale soda bikarbonu koja nije prašak za pacivo, a razlikovnost su našli u aluminiju. Zašto? Nekoć su neki proizvođači u prašak za pecivo dodavali aluminijeve spojeve. “Bez aluminija” trend, s visokim maržama inače urnebesno jeftine sirovine došao je i na Balkan premda mi odavno jezično oštro razlikujemo soda bikarbonu od praška za pecivo.

Samo da podsjetimo, nijedna soda bikarbona ne sadrži aluminij, barem ne u onim količinama koje se mogu detektirati propisanim metodama europske farmakopeje. Sve sode bikarbone vjerojatno sadrže aluminij ako bismo posegnuli za iznimno osjetljivim metodama, no tako male količine nemaju nikakvo biološko značenje. Osim par tvrtki koje su na tom zaradile, još više su zarađivali internet portali namijenjeni senzacionalnom liječenju raka, a svaki “klik” dobro je naplaćivao Google reklame. Vremenom je soda bikarbona ušla u sferu religijskog vjerovanja – ne dirajte mi soda bikarbonu, zavapila je nedavno jedna žena na Facebooku. Potom se javila “druga strana” koja je krenula u debunking soda bikarbone tvrdeći, djelomično s pravom, kako naš organizam održava pH, kiselost krvi, uvijek istim, ali zaboravljajući kako se ispod tankog leda te izjave skriva jezero cijele jedne složenije i zanimljivije priče. U cijeloj toj priči najmanje je govorila struka i najmanje se slušala struka.

Komplementarna medicina, odnosno oni koji su inzistirali na soda bikarboni, je opet samoj sebi iskopala jamu. Uporno guranje u domenu očajnih onkoloških pacijenata izazvalo je, logično, gnušanje medicinskih djelatnika i zbog toga je sada svaki razgovor o alkalnom i kiselom poistovjećen sa liječenjem raka soda bikarbonom. U “post-truth” svijetu iliti svijetu “nakon istine” na ovakve pojave smo se već naviknuli. Što ne znači da to ne možemo promijeniti. Krenimo stoga iz početka, kako i treba, ovo je i poziv svima, uključujući i profesionalcima u zdravstvu i nutricionistima da razmisle o alkalnom i kiselom s druge perspektive.

Jedna gospođa je kao i svaku umirovljenik jedva spajala kraj s krajem, a sama je imala metaboličkih zdravstvenih tegoba. Sva vesela susjeda joj je kupila naskuplju soda bikarbonu da ju “izliječi”. Mislim si, zar nije bilo bolje da je susjedi kupila zelenje za juhicu?

Što je to kiselo, a što lužnato

Najstarija definicija kiselosti i bazičnosti dolazi od slavnog Arrheniusa koji je prvi definirao lužinu kao tvar koja povećava koncentraciju hidroksilnih (OH-) iona, a kiselinu kao tvar koja povećava koncentraciju vodikovih iona (H+). Tijekom desetljeća ta je definicija pokazala niz nedostataka, pa su je Bronsted i Lowry proširili tako da bolje opisuje realne sustave. Njihova poznata definicija opisuje kiselinu kao tvar koja je donor H+ iona, a lužinu kao tvar koja je akceptor H+ iona. Do danas je to tumačenje zbog svoje jednostavnosti ostalo temeljem za razumijevanje teorija kiselina i lužina. No, i tu su postojali problemi da se objasne druga opažanja dobivena u eksperimentima, pa je stoga Lewis kiselinu redefinirao kao elektron-par akceptor, a lužinu kao elektron par-donor. Ma koliko ta teorija najbolje opisuje realne sustave, uglavnom ju bolje shvaćaju kemičari, a rjeđe biomedicinska struka, jer su realni biološki sustavi vodeni, a promatranje pH tih sustava uglavnom ulazi u domenu akceptora ili donora H+ iona. Stoga je Lewisova definicija uglavnom ostala u domeni organske kemije. (David Klein, Organic chemistry second edition, 2014.)

Vrijednost pH je mjera kiselosti, a u jednostavnijem je obliku definirana kao negativni logaritam aktiviteta vodikovih iona. Ako otopine nisu jako zasićene, pojam aktiviteta (“aktivnog” dijela vodikovih iona koji sudjeluje u reakciji) često se izjednačava s koncentracijom u mol/L, premda je to samo dobra aproksimacija. Svi učimo da je vrijednost pH od 1-14, no to se odnosi na realne sustave u većini kemijskih reakcija koje radimo sami ili u našem organizmu, dok se pod velikim tlakovima i temperaturama pravilo tog raspona mijenja, te geologija barata drugačijom (proširenijom) skalom. Niža vrijednost od 7 je kiselo područje; pH=7 je neutralno (jednaka koncentracija H+ i OH- iona), a vrijednosti iznad 7 su alkalno područje. Nisu sve kiseline jednako “kisele”, primjerice klorovodična kiselina ima pH oko 1, a limunska kiselina oko 3.

Kontrola pH organizma

Striktna kontrola pH živog organizma preduvjet je života. Naime, većini enzima za njihovo optimalno djelovanje potreban je striktni i relativno uski raspon pH. Svako stanje izvan tog pH dovodi do problema u njihovoj aktivnosti. Stoga je, primjerice, pH krvi uvijek u rasponu od 7,35-7,45. No, unutarstanični pH je statistički niži, najvjerojatnije zbog metaboličkih procesa i može biti, primjerice, 6,8. No, pH stanice ovisi i o tipu stanice, pa limfociti imaju unutarstanični pH 7,17. (Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 13th edition, 2015).

Takve razlike u pH u organizmu nisu patološke, već evolucijski dobro sračunate. Dapače, pH gradijent, primjerice u mitohodrijima, ključ su stvaranja energije: gradijent H+ iona izvor je proton-motorske sile, odnosno razlike električnog potencijala zahvaljujući kojem stvaramo kemijsku energiju u adenozin-tri-fosfatu, neophodnoj za funkciju cijelog organizma.

Drugi mit s kojim se treba pozabaviti kaže “što alkalnije to bolje”. No, ekstremi u pH prema više (alkaloza) predstavljaju kao i smanjenje pH (acidoza) također problem. U psihološkom smislu, kada netko poseže za alkalizacijom ima pogrešnu predodžbu da alkalne tvari prolaze u svaku stanicu i “oplahuju” cijeli organizam. To jednostavno nije točno. Kada bi, primjerice, soda bikarbona ili kalijev-citrat doista nivelirali pH u svim stanicama, bili bismo mrtvi u nekoliko minuta, jer bi došlo do blokiranja stvaranja energije u mitohondrijima, baš kao što i cijanidni ioni (“cijenkalij”) blokiraju stvaranje energije. Naime, membrane svih stanica nepremostiva su prepreka ionima, što uključuje i H+ i bikarbonatne ione (HCO3-). Posebno kontrolirani proteini dopuštaju njihov prijelaz između stanice i krvi.

Primjerice, tumorske stanice dojke stvaraju zbog intenzivnog metabolizma višak kiseline što je točno i u skladu s onim što je dr. Warburg davno otkrio. No, ono što tada nismo znali je činjenica da stanica to pokušava kompenzirati. U tim tumorskim stanicama dolazi do porasta NBCn1 proteina u membrani, koji uz izmjenu Na+ iona pumpa HCO3- ione u stanicu i tako povisuje unutarstanični pH. Time se stanica štiti od vlastitog metabolizma (1). Na taj način takvi tumori koriste bikarbonat za preživljavanje vlastitog metabolizma. Odmah se postavlja pitanje – zašto onda ne bismo blokirali taj protein i time ubili stanice? Odgovor je jednostavan – zato što i normalne stanice na isti način reguliraju svoj pH, pa bismo time ubili i njih.

Organizam je evolucijski prilagođen regulaciji kiselosti u krvi i tu nema dileme. U tome učestvuju najviše bubrezi te kontrolirani puferski sustavi poput bikarbonata, citrata i drugih spojeva.

Dva glavna organa uključena u regulaciju pH su pluća i bubrezi. Vjerojatno najpoznatiji puferski sustav kojim reguliramo pH je bikarbonatni sustav. Zašto?

Promotrimo jednu od starih formula, tzv. Henderson-Hasselbachovu formulu za pH krvi:
pH = pKa(H2CO3) + log (koncentracija HCO3- / koncentracija H2CO3)
(pKa predstavlja tzv. disocijacijsku konstantu ugljične kiseline).

Što iz te jednadžbe možemo zaključiti? Što je veća koncentracija bikarbonatnih HCO3- iona, veći je pH. U ovom slučaju, pH krvi podvrgava se čisto fizikalno-kemijskim pravilima pH pufera. No, u cijelu priču se upleću enzimi. Naime, ukoliko se spusti pH krvi, višak H+ iona vezat će se za bikarbonatni ion. Nastat će višak H2CO3 (ugljične kiseline), a poseban enzim koji se zove karbonat-anhidraza ili karbonat-dehidrataza će pocijepati H2CO3 na CO2 i vodu i time ukloniti izvor viška kiseline. CO2 će se jednostavno kroz pluća izlučiti iz krvi. Kako znamo da je to točno? Primjerice, kada netko zbog histerije ubrzano diše dolazi do općenitog pada ugljičnog dioksida u krvi. Da bi kompenzirao pad CO2, dolazi do spajanja H+ i HCO3- iona u ugljičnu kiselinu i time dolazi do pada koncentracije H+ iona u krvi. (Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 13th edition, 2015).

Ako su pluća “brzi” korektori pH, onda su bubrezi “sporiji”, ali vrlo efikasni. Bubrezi imaju sposobnost da višak H+ iona izlučuju kao organske kiseline u urin, ali i da aktivno reapsorbiraju HCO3- ione iz primarnog filtrata natrag u krv. Prema podacima, bubrezi tako “upumpaju” natrag u krv više od 4 mola bikarbonata na dan, a to je ogromna količina kojom podižu pH krvi. No, ako postoji višak kiselina, one će, zahvaljujući tom mehanizmu kontrole pH, smanjiti pH urina. Postoje puno mehanizama kontrole koje smo detaljno secirali. Primjerice, stanice bubrega imaju senzore kojima osjećaju da li je organizam prekiseo (2).

• padom pH preko nepoznatog senzora aktivira se Pyk2
• aktivirani Pyk2 povećava enoditelin 1
• endotelin 1 povećava NHE3 protein
• NHE3 transportira protone iz krvi u urin (smanjuje opterećenje organizma kiselinama)
• podiže se i NaDC1, koji transportira protoniranu limunsku kiselinu iz primarnog urina i koja time štedi bikarbonate koji zalužuju organizam

Bikarbonatni sustav je samo jedan od puferskih sustava kontrole pH, a u njemu sudjeluje i razni drugi poput već spomenutog citrata te fosfata, amonija, sulfata i organskih kiselina, no svakako je vjerojatno najdinamičniji sustav.

Kiselost i tumori

U doba kada nismo dobro poznavali biološke procese bilo je popularno da se proučava učinak jednostavnijih kemijskih procesa (kemijske reakcije, pH, koncentracija iona…) kao da je čovjek “kemijska čaša”. Otkrićem enzimske kinetike i pojma liganda-receptora u biološkim sustavima, ti “nebiološki” procesi integrirani su u daleko širu sliku razumijevanja bioloških procesa.

Današnji teoretičari alkalizacije organizma često se pozivaju na radove njemačkog znanstvenika Otta Heinrich Warburga (1883.–1970.) i tvrde da je on postavio teoriju da tumorske stanice imaju niski pH. Sukladno tome, navodi se “tanki” zaključak da je alkalizacija, kao suprotni proces, rješenje za izlječenje tumora. No, ta istina je nategnuta i s povijesnog aspekta. Dr. Warburg se prije svega bavio oksidativnim procesima u stanicama, najprije u oplođenim jajnim stanicama morskog ježinca, a kasnije i u tumorskim stanicama. Otkrio je činjenicu koju i danas znamo kao djelomično točnu, naime da neke tumorske stanice kao izvor energije koriste dio metaboličkog puta koji je anaeroban (bez prisustva kisika) u kojem dolazi samo do parcijalne razgradnje glukoze kao izvora energije u piruvičnu i mliječnu kiselinu. Tijekom tog procesa nastaje daleko manje energije, jer je taj metabolički put samo prvi korak, ali nastaje i višak kiseline (H+) iona. Zbog toga su neke tumorske stanice veliki konzumenti nutrijenata (zbog manje efikasnosti nastanka energije). Dr. Warburg je doista postavio hipotezu tumora oko anaerobnog metabolizma koji posljedično stvara više H+ iona te je smatrao kako u tome treba tražiti i uzorke. Dramatičnim napretkom genetike i biologije danas znamo kako je ovo posljedica i adaptacija a ne uzrok, a same uzroke možemo tražiti u nizu drugih uzroka poput mutacijama gena (3, 4), kroničnoj upali (5), infekciji (6) i mikrobiomu (7).

Reći kako tumori samo nastaju zbog kiselosti organizma jednostavno je netočno. Reći ćemo – da bar, bar bi prevencija bila urnebesno lagana. U tom procesu ulazi u igru niz faktora, od mutacija do infekcija i upala. “Kiseli” metabolizam većeg broja tumora je prije adaptacija a manje uzrok.

Danas znamo da je metabolizam tumorskih stanica – da ne kažem njihova biologija – daleko kompleksnija priča od tih zapažanja. Ipak, za ono vrijeme to je bio veliki napredak u fiziologiji i zbog toga je Otto Heinrich Warburg 1931. godine dobio Nobelovu nagradu za “otkriće prirode i mehanizma djelovanja respiratornog enzima” (8). Drugi njemački znanstvenik, Hans Adolf Krebs dobio je 1954. godine Nobelovu nagradu za otkriće ciklusa limunske kiseline koja je upotpunila saznanja o energetskim ciklusima u aerobnim uvijetima. Nasuprot tvrdnjama Otto Heinrich Warburg nije dobio Nobelovu nagradu zbog otkrića alkalnih tvari kao lijekova za tumore, nego je priča oko alkalnog i kiselog tek logični dio slagalice metabolizma šećera u anaerobnim uvjetima. No, od tog doba nasljeđujemo internet savjete da “šećeri hrane tumor” što je tehnički točno, ali vrijedi i za sve druge stanice, te da je organizam potrebno alkalizirati. Da li to umanjuje vrijednost razmišljanja oko kiselog i alkalnog dijela prehrane? Nimalo. Samo ne u kontekstu senzacionalizma. Kada je to jedan giht punio google reklame kao lijek za rak?

Potential renal acid load (PRAL) kao mjera utjecaja hrane na acidobaznu ravnotežu

Jesmo li alkalni ili kiseli? Odgovor je jednostavan: osim u patološkim stanjima acidoze (viška H+ iona) i alkaloze (manjka H+ iona), organizam uspijeva održati pravilni unutarstanični i vanstanični pH. No, to ne znači da je sve idealno. Naime, ovisno o prehrani i stilu života, organizam može doista stvarati višak kiselina. Dapače, tipična moderna zapadna prehrana koja obiluje proteinima stvara toliki višak kiseline da bi cijelom tijelu pH pao ispod 3 u roku sat vremena i to ne bi bilo spojivo s životom (9). Nagli unos proteina odavno je ukalkuliran u našu biologiju, sjetimo se samo naših predaka lovaca. Dio će se izlučiti putem pluća kao običan ugljični dioksid, ali znatan dio izlučit će bubrezi i zakiseliti urin. Biološki gledano to ne bi bio problem, ali pH primarnog filtrata i konačnog urina može djelovati na reapsorpciju, ali i taloženje urata i nastanak bubrežnih kamenaca (10, 11) te nekim drugim problemima, o čemu pročitajte sljedeći odlomak. No, treba imati na umu da čak i problem mokraćne kiseline (urata) nije samo ovisan o pH već i o posebnim transporterima za urate (12).

Kad su se pojavile prve teorije o alkalnom-kiselom kao načinu prevencije nekih bolesti, trebalo je istražiti koji to točno faktori utječu na pH, a hrana je bila jedna od prvih na “optuženičkoj klupi”. Odmah je bilo jasno da je potrebno uvesti znanstvene termine i objektivnu terminologiju.

PRAL – potencijalno opterećenje bubrega kiselinama – znanstveni je i kvantitavni termin za kiselost ili alkalnost hrane. Voće i povrće, organske kiseline na strani alkalnog, sirevi i meso i puno proteina i fosfata na kiseloj strani klackalice.

Thomas Remer zadužio nas je uvođenjem termina potential renal acid load (PRAL) koji bismo mogli prevesti kao potencijalno opterećenje bubrega kiselinama. Isti autor objavio je još nekoliko vrlo jasnih studija o tome koji nutritivni faktori utječu na pH balans i neto stvaranje viška kiselina ili lužina (13, 14, 15). Remer je u kalkulaciju uključio unos proteina (zbog sumpornih aminokiselina koje znatno utječu na pH generiranjem sulfatnih iona koji zakiseljuju organizam), unos iona poput natrija, kalcija, kalija i magnezija, te unos fosfata. Svi oni utječu na koncentracije organskih i drugih kiselina, amonijevog iona te kationa metala koji i definiraju pH urina. Remer je posve ispravno u kalkulaciju uključio i prosječnu bioraspoloživost pojedinih komponenti hrane, jer se, primjerice, kalcij manje efikasno apsorbira od npr. proteina ili nekih organskih kiselina. Za vrlo detaljno proučavanje upućujem na te radova koji su konačno kvantitativno definirali utjecaj hrane na pH. Ukratko, autor najprije definira kako se vrijednost NAE (net acid excrection – ukupno lučenje kiselina) može definirati prema formuli:
NEA = TA + NH4+ – HCO3-
(TA su definirane kao ukupne titrabilne kiseline, poput malih organskih kiselina, NH4+ je koncentracija amonijevih iona, a HCO3- koncentracija bikarbonatnih iona.)

Da bismo stavili to u kontekst namirnica, napravljena je jednostavna formula. Da bismo izračunali PRAL neke namirnice, moramo znati sadržaj proteina, fosfora, kalija, magnezija i kalcija. Sadržaj proteina i fosfora podiže PRAL namirnice (djeluju na staranje viška kiseline u organizmu), a sadržaj kalija, magnezija i kalcija smanjuje PRAL.
PRAL=0,49 x protein (gram) + 0,037 x fosfor (mg) – 0,021 x kalij (mg) – 0,026 x magnezij (mg) – 0,013 x kalcij (mg)

PRAL se izražava kao mEq (miliekvivalent)/100g, a navedene vrijednosti proteina, fosfora, magnezija, kalija i kalcija budu izražene na 100g namirnice.

Što je vrijednost viša, to je namirnica “kiselija”, tj. pridonosi većem stvaranju i lučenju kiselina.

Vrijednost nula znači da je namirnica neutralna, poput masti i ulja. Negativne vrijednosti označavaju kako namirnica pridonosi stvaranju više lužina i zaluživanju urina. Vrijednost njegovog rada očituje se i u neposrednom praćenju ljudi s definiranom prehranom i dokazivanju navedene PRAL vrijednosti u realnom životu, a ne samo hipotetski. To znamo i u praksi, jer mnogi vegani/vegetarijanci koji unose više povrća, a manje namirnica poput tjestenine i kruha te sira znaju imati pH urina iznad 7. Ako namirnica ima visok PRAL, to ne znači nužno da je štetna. Primjerice, zobene pahuljice imaju visok PRAL, ali su korisne zbog vlakana koje pogoduju zdravlju organizma. PRAL tablica samo upućuje na ispravno balansiranje tvari ne samo s nutritivnog aspekta, već i s aspekta utjecaja na acido-baznu ravnotežu u organizmu.

U ostatku teksta riječi “alkalno” i “kiselo” odnosit će se na PRAL a NE na njihovu pH vrijednost kao namirnica i ne na njihov utjecaj na vrlo kontroliran pH krvi

Problem jednadžbe je poznavanje sadržaja navedenih sastojaka hrane što se mora odrediti analitički. Često takve podatke nemamo stoga su nam korisne baze podataka PRAL vrijednosti pojedinih namirnica. Ovdje su dane neke vrijednosti za pojedine grupe namirnice. Sve vrijednosti te dodatne namirnice možete naći na sljedećem linku.

Proučimo najprije tablicu PRAL voća. Kao što možemo vidjeti, svo voće doprinosi više alkalnosti, a apsolutni rekorderi su suho voće. Suho voće smo katkad prognali iz uobičajene prehrane pa je to poziv na čisti alkalni užitak. Ako generaliziramo, voće je nutritivno zdravo i u drugim pogledima poput unosa polifenola i nekih vitamina.