Indhold
Målingen af pH, der er en forkortelse af potentiometrisk hydrogenionkoncentration, er et vigtigt koncept i kemi, der måler surhedsgraden af en opløsning. Da biologiske systemer har brug for en sund balance mellem faktorer, som de skal fungere i, kan enhver ændring af pH-niveauet forstyrre de levende systemer.
pH-niveauer
I kemi er syre enhver forbindelse, der øger aktiviteten af hydrogenioner (brint med en elektrisk ladning), når de opløses i vand. Syrer fremkalder ofte reaktioner med andre forbindelser, hvilket er, hvad vi kender som surhedsgrad. Base- eller alkaliforbindelser øger på den anden side aktiviteten af hydroxidioner (oxygen bundet til brint), når de opløses i vand. Individets pH-værdi bedømmes på en 14-punkts skala. Rent vand har en neutral pH tæt på 7,0 ved 77 grader Fahrenheit. Løsninger mindre end dette er sure, mens alt større er basen. Hvert efterfølgende tal repræsenterer en ti gange forskel i forhold til det foregående.
Syre-base-homeostase
Syre-base-homeostase er den funktion, hvormed normale pH-niveauer opretholdes i en organisme. Mange vigtige puffermidler agerer for at regulere ubalance. I bicarbonatbuffersystemet kan for eksempel carbondioxid kombineres med vand til dannelse af kulsyre, der dissocierer til dannelse af en hydrogenion og bicarbonat. Den modsatte reaktion kan ske, hvis den katalyseres af et enzym. Dette kan øge surhedsgraden eller basiseniveauet alt efter behov. For at opretholde mængden af kuldioxid i omløb ændres åndedrætsfunktioner, så der kan opnås en balance.
pH-niveauer i blod
Blod skal forblive inden for det omhyggelige interval fra 7,35 til 7,45. Overskydende syre i blodet kaldes acidose, og overskydende base er kendt som alkalose. Enhver afvigelse i blodets pH-niveauer kan ændre den ladning, der holder røde blodlegemer fra hinanden og ændre funktionen eller helbredet af andre organer og systemer i kroppen. Da knogler ofte bruges som en mineralskilde til pH-buffering, er de for eksempel følsomme over for ændringer i blodets pH-niveauer. Afvigelser kan ændre knogletætheden.
Mavesyre
En meget almindelig anvendelse af syre i en organisme er gastrisk syre i maven, der for det meste består af saltsyre kombineret med kaliumchlorid og natriumchlorid. Dets pH-niveau er 1 til 2. Når fordøjelse af mad kommer ind i maven, begynder syrer at nedbryde en proteinstruktur og derefter dens bindinger. Antacida tabletter kan neutralisere overskydende mavesyre, hvis det forårsager ubehag.
Vandmiljøer
Lav pH kan ændre balancen mellem natrium og klorid i vand fra akvatiske dyr. Hydrogenioner føres ind i en celle ved tab af natrium, hvilket kan forårsage død på grund af åndedrætssvigt eller tab af regulering i osmotisk tryk. Et pH-niveau på under 4,5 kan være ødelæggende for vandmiljøer, men niveauer, der er højere end det, kan også forårsage uheldige biologiske virkninger.