Измерването на рН, което е кратко за потенциометрична концентрация на водородни йони, е важна концепция в химията, която измерва нивото на киселинност на разтвора. Тъй като биологичните системи се нуждаят от здравословен баланс между факторите, в които да работят, всяка промяна в нивото на pH може да наруши живите системи.
Нива на pH
В химията киселината е всяко съединение, което увеличава активността на водородните йони (водород с електрически заряд), когато се разтвори във вода. Киселините често подклаждат реакции с други съединения, което ние познаваме като киселинност. Основните или алкални съединения, от друга страна, повишават активността на хидроксидните йони (кислород, свързан с водород), когато се разтварят във вода. РН на субекта се оценява по 14-степенна скала. Чистата вода има неутрално рН близо до 7,0 при 77 градуса по Фаренхайт. Решенията, по-малки от това, са киселинни, докато всичко по-голямо е основно. Всяко следващо число представлява десетократна разлика спрямо предишното.
Киселинно-базова хомеостаза
Киселинно-основната хомеостаза е функцията, чрез която се поддържат нормални нива на рН в организма. Много важни буферни агенти действат за регулиране на дисбалансите. В бикарбонатната буферна система, например, въглеродният диоксид може да се комбинира с вода, за да образува въглеродна киселина, която се дисоциира, образувайки водороден йон и бикарбонат. Обратната реакция може да се случи, ако тя се катализира от ензим. Това може да повиши киселинността или базовите нива според нуждите. За да се поддържа количеството въглероден диоксид в циркулация, дихателните функции се променят, така че да може да се постигне баланс.
Нива на рН в кръвта
Кръвта трябва да остане в внимателния диапазон от 7,35 до 7,45. Излишъкът от киселина в кръвта е известен като ацидоза, а излишъкът от основа е алкалоза. Всяко отклонение в нивата на рН в кръвта може да промени заряда, който държи червените кръвни клетки настрана и да промени функцията или здравето на други органи и системи в тялото. Тъй като костите често се използват като минерален източник за буфериране на рН, например, те са чувствителни към промени в нивата на рН в кръвта. Отклоненията могат да променят костната плътност.
Стомашна киселина
Много разпространена употреба на киселина в организма е стомашната киселина в стомаха, която се състои предимно от солна киселина, комбинирана с калиев хлорид и натриев хлорид. Нивото на рН е от 1 до 2. Когато храносмилателната храна попадне в стомаха, киселините започват да разграждат протеиновата структура, а след това и нейните връзки. Антиацидните таблетки могат да неутрализират излишната стомашна киселина, ако тя причинява дискомфорт.
Водни среди
Ниското pH може да промени баланса на натрий и хлорид в кръвта на водните животни. Водородните йони се приемат в клетката при загуба на натрий, което може да причини смърт от дихателна недостатъчност или загуба на регулиране на осмотичното налягане. Нивото на рН по-малко от 4,5 може да бъде опустошително за водната среда, но нива по-високи от това също могат да причинят неблагоприятни биологични ефекти.