Kuidas võib pH taseme muutus mõjutada bioloogilist süsteemi?

PH mõõtmine, mis on lühike potentsiomeetrilise vesinikioonide kontsentratsiooni jaoks, on keemias oluline mõiste, mis mõõdab lahuse happesuse taset. Kuna bioloogilised süsteemid vajavad toimimiseks tegurite vahel tervet tasakaalu, võivad kõik pH taseme muutused elussüsteeme häirida.

Keemias on hape mis tahes ühend, mis vees lahustatult suurendab vesinikioonide (elektrilaenguga vesinik) aktiivsust. Happed põhjustavad sageli reaktsioone teiste ühenditega, mida me teame kui happesust. Alus- või leelisühendid seevastu suurendavad vees lahustatuna hüdroksiidi ioonide (vesinikuga seotud hapnik) aktiivsust. Isiku pH hinnatakse 14-pallisel skaalal. Puhta vee pH väärtus on 77 kraadi Fahrenheiti juures 7,0 lähedal. Lahused, mis on sellest väiksemad, on happelised, kõik suurem on alus. Iga järgmine number tähistab kümnekordset erinevust eelmisest.

Happe-aluse homöostaas on funktsioon, mille abil organismis hoitakse normaalset pH taset. Paljud olulised puhvrid mõjutavad tasakaalustamatust. Bikarbonaatpuhverdussüsteemis võib näiteks süsinikdioksiidi kombineerida veega, moodustades süsihappe, mis dissotsieerub vesinikiooniks ja vesinikkarbonaadiks. Pöördreaktsioon võib juhtuda, kui seda katalüüsib ensüüm. See võib vastavalt vajadusele suurendada happesust või aluse taset. Ringluses oleva süsinikdioksiidi koguse säilitamiseks muutuvad hingamisfunktsioonid, et saavutada tasakaal.

Veri peab püsima ettevaatlikus vahemikus 7,35–7,45. Liigne happesisaldus veres on atsidoos ja aluse liig on alkaloos. Igasugune kõrvalekalle vere pH tasemest võib muuta laengut, mis hoiab punaseid vereliblesid lahus, ning muuta keha teiste organite ja süsteemide funktsioone või tervist. Kuna luid kasutatakse näiteks pH puhverdamiseks mineraalse allikana, on nad tundlikud vere pH taseme muutuste suhtes. Kõrvalekalded võivad muuta luutihedust.

Väga levinud happe kasutamine organismis on maohape maos, mis koosneb peamiselt soolhappest koos kaaliumkloriidi ja naatriumkloriidiga. Selle pH tase on 1 kuni 2. Toidu seedimise korral maosse hakkavad happed lagundama valgu struktuuri ja seejärel selle sidemeid. Antatsiidid sisaldavad tabletid võivad neutraliseerida liigse maohappe, kui see põhjustab ebamugavusi.

Madal pH võib muuta veeloomade veres naatriumi ja kloriidi tasakaalu. Vesinikioonid viiakse rakku naatriumikaotusel, mis võib põhjustada hingamispuudulikkuse tõttu surma või osmootse rõhu regulatsiooni kadu. PH tase alla 4,5 võib olla veekeskkonnale laastav, kuid sellest kõrgem tase võib põhjustada ka kahjulikke bioloogilisi mõjusid.