Οι επιδράσεις στα κύτταρα λόγω αλλαγών στο pH των σωματικών υγρών

Μια αλλαγή στο pH των σωματικών υγρών μπορεί να έχει βαθιά επίδραση στα κύτταρα. Το βέλτιστο pH διαφορετικών σωματικών υγρών ή διαμερισμάτων ποικίλλει. Το αρτηριακό αίμα έχει pH 7,4, το ενδοκυτταρικό υγρό pH 7,0 και το φλεβικό αίμα και το διάμεσο υγρό έχουν pH 7,35. Η κλίμακα pH μετρά τις συγκεντρώσεις ιόντων υδρογόνου και επειδή η μέτρηση είναι σε λογαριθμική κλίμακα, μια διαφορά 1,0 σημαίνει μια 10-πλάσια διαφορά στη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου. Όταν το pH στα σωματικά υγρά πέφτει πολύ χαμηλά, το σώμα αρχίζει να πάσχει από οξέωση και όταν αυξάνεται πολύ υψηλά, η κατάσταση ονομάζεται αλκάλωση. Η οξέωση ή η αλκάλωση μπορεί να προκληθούν από ασθένεια ή διατροφή.

Μια ελαφρά μεταβολή στο pH του νωτιαίου υγρού και του εγκεφαλικού υγρού κατά τη διάρκεια της οξέωσης προκαλεί μείωση της συγγένειας της αιμοσφαιρίνης για το οξυγόνο, μειώνοντας την κρίσιμη παροχή οξυγόνου στα εγκεφαλικά κύτταρα. Η οξεία οξέωση οδηγεί σε λήθαργο και διανοητική σύγχυση. Κατά τη διάρκεια της αλκάλωσης, ή της αύξησης του pH, τα αιμοφόρα αγγεία συστέλλονται και έτσι μειώνουν την παροχή αίματος και οξυγόνου στα εγκεφαλικά κύτταρα. Η αλκάλωση μπορεί να οδηγήσει σε σύγχυση, επιληπτικές κρίσεις και απώλεια συνείδησης.

Όταν το pH του αίματος μειώνεται κάτω από το 7,35 κατά τη διάρκεια της οξέωσης, τα ανοσοκύτταρα, όπως οι μακροφάγοι, απελευθερώνουν φλεγμονώδεις κυτοκίνες, οι οποίες προκαλούν φλεγμονή. Η οξέωση βλάπτει επίσης την απόκριση των λεμφοκυττάρων στην καταπολέμηση των παθογόνων, με αποτέλεσμα μια κακή ανοσοαπόκριση.

Η οξέωση έχει δυσμενείς επιπτώσεις στα οστά, προκαλώντας αύξηση της απώλειας ασβεστίου. Όταν το pH του αίματος πέσει κάτω από το pH 7,35, τα κύτταρα οστεοκλαστών ενεργοποιούνται και απορροφούν ή καταστρέφουν τα οστά. Σε πειράματα οστικών κυττάρων, μια πτώση ρΗ μικρότερη από 0,1 διπλασίασε την ποσότητα οστού που απορροφάται από οστεοκλάστες. Κατά τη διάρκεια της φυσιολογικής αναδιαμόρφωσης των οστών, οι οστεοκλάστες απορροφούν τα οστά και οστεοβλάστης. Ένα χαμηλό ρΗ, ή οξέωση, αναστέλλει την οστεοβλαστική δραστηριότητα δημιουργίας οστών, συμβάλλοντας στη συνολική απώλεια οστού. Σε υψηλό ρΗ 7,4 ή παραπάνω, η δραστικότητα των οστεοκλαστών καταστέλλεται.

Η οξέωση του αίματος μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια μυών ή υποβάθμιση. Τα κύτταρα των σκελετικών και καρδιακών μυών επηρεάζονται. Ένα χαμηλό pH καταστέλλει τις συστολές των καρδιακών μυών. Τα κύτταρα λείου μυός επηρεάζονται επίσης από οξέωση. Για παράδειγμα, τα αγγειακά κύτταρα λείου μυός συστέλλονται με αυξήσεις του εξωκυτταρικού pH και χαλαρώνουν με μειώσεις του pH. Η αύξηση του εξωκυτταρικού pH αυξάνει την εισροή ασβεστίου στα αγγειακά κύτταρα λείου μυός, ενώ η μείωση του pH αναστέλλει την είσοδο ασβεστίου στα κύτταρα.