Måling af pH, som er en forkortelse for potentiometrisk hydrogenionkoncentration, er et vigtigt begreb inden for kemi, der måler surhedsgraden i en opløsning. Da biologiske systemer har brug for en sund balance mellem faktorer, hvorpå de kan fungere, kan ændringer i pH-niveauet forstyrre levende systemer.
pH-niveauer
I kemi er syre en hvilken som helst forbindelse, der øger aktiviteten af hydrogenioner (hydrogen med elektrisk ladning), når den opløses i vand. Syrer fremkalder ofte reaktioner med andre forbindelser, hvilket er hvad vi kender som surhed. Base- eller alkaliforbindelser øger på den anden side aktiviteten af hydroxidioner (ilt bundet til brint), når de opløses i vand. Fagets pH vurderes på en 14-punkts skala. Rent vand har en neutral pH-værdi tæt på 7,0 ved 77 grader Fahrenheit. Opløsninger mindre end dette er sure, mens noget større er base. Hvert efterfølgende nummer repræsenterer en tidobbelt 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 bufferagenter virker for at regulere ubalancer. I bicarbonatbuffersystemet kan carbondioxid for eksempel kombineres med vand til dannelse af carbonsyre, der dissocieres til dannelse af en hydrogenion og bicarbonat. Den omvendte reaktion kan ske, hvis den katalyseres af et enzym. Dette kan øge surhedsgraden eller baseniveauet efter behov. For at opretholde mængden af kuldioxid i omløb ændres åndedrætsfunktionerne, så en balance kan nås.
pH-niveauer i blod
Blod skal være inden for det omhyggelige interval fra 7,35 til 7,45. Overskydende syre i blodet er kendt som acidose, og overskydende base er kendt som alkalose. Enhver afvigelse på blodets pH-niveau kan ændre opladningen, der holder de røde blodlegemer adskilt og ændre funktionen eller sundheden for andre organer og systemer i kroppen. Da knogler ofte bruges som en mineralskilde til pH-buffering, er de fx følsomme over for ændringer i blodets pH-niveau. Afvigelser kan ændre knogletætheden.
Mavesyre
En meget almindelig anvendelse af syre i en organisme er mavesyre i maven, som hovedsagelig 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 chlorid i blodet fra vanddyr. Brintioner føres ind i en celle ved tab af natrium, som kan forårsage død ved åndedrætssvigt eller tab af regulering i osmotisk tryk. Et pH-niveau under 4,5 kan være ødelæggende for vandmiljøer, men niveauer, der er højere end det, kan også forårsage skadelige biologiske virkninger.