Bagaimana Sistem Biologis Dapat Dipengaruhi oleh Perubahan Tingkat pH?

Pengukuran pH, yang merupakan singkatan dari potensiometrik konsentrasi ion hidrogen, merupakan konsep penting dalam kimia yang mengukur tingkat keasaman suatu larutan. Karena sistem biologis memerlukan keseimbangan yang sehat antara faktor-faktor untuk beroperasi, setiap perubahan pada tingkat pH dapat mengganggu sistem kehidupan.

Dalam kimia, asam adalah senyawa apa pun yang meningkatkan aktivitas ion hidrogen (hidrogen dengan muatan listrik) ketika dilarutkan dalam air. Asam sering menimbulkan reaksi dengan senyawa lain, yang kita kenal sebagai keasaman. Senyawa basa atau alkali, di sisi lain, meningkatkan aktivitas ion hidroksida (oksigen terikat hidrogen) ketika dilarutkan dalam air. PH subjek dinilai pada skala 14 poin. Air murni memiliki pH netral mendekati 7,0 pada 77 derajat Fahrenheit. Larutan yang kurang dari ini bersifat asam, sedangkan larutan yang lebih besar bersifat basa. Setiap nomor berikutnya mewakili perbedaan sepuluh kali lipat dari yang sebelumnya.

Homeostasis asam-basa adalah fungsi dimana tingkat pH normal dipertahankan dalam suatu organisme. Banyak agen penyangga penting bertindak untuk mengatur ketidakseimbangan. Dalam sistem penyangga bikarbonat, misalnya, karbon dioksida dapat digabungkan dengan air untuk membentuk asam karbonat, yang berdisosiasi membentuk ion hidrogen dan bikarbonat. Reaksi sebaliknya dapat terjadi jika dikatalisis oleh enzim. Ini dapat meningkatkan tingkat keasaman atau basa sesuai dengan kebutuhan. Untuk menjaga jumlah karbon dioksida yang beredar, fungsi pernapasan berubah sehingga keseimbangan dapat tercapai.

Darah harus tetap dalam kisaran hati-hati 7,35 hingga 7,45. Kelebihan asam dalam darah dikenal sebagai asidosis, dan kelebihan basa dikenal sebagai alkalosis. Setiap penyimpangan pada tingkat pH darah dapat mengubah muatan yang memisahkan sel darah merah dan mengubah fungsi atau kesehatan organ dan sistem lain di dalam tubuh. Karena tulang sering digunakan sebagai sumber mineral untuk penyangga pH, misalnya, tulang sensitif terhadap perubahan kadar pH darah. Penyimpangan dapat mengubah kepadatan tulang.

Penggunaan asam yang sangat umum dalam suatu organisme adalah asam lambung di lambung, yang sebagian besar terdiri dari asam klorida yang dikombinasikan dengan kalium klorida dan natrium klorida. Tingkat pH-nya adalah 1 hingga 2. Saat mencerna makanan memasuki lambung, asam mulai memecah struktur protein dan kemudian ikatannya. Tablet antasida dapat menetralkan kelebihan asam lambung jika menyebabkan rasa tidak nyaman.

PH rendah dapat mengubah keseimbangan natrium dan klorida dalam darah hewan air. Ion hidrogen dibawa ke dalam sel dengan kehilangan natrium, yang dapat menyebabkan kematian akibat kegagalan pernapasan atau hilangnya regulasi tekanan osmotik. Tingkat pH kurang dari 4,5 dapat merusak lingkungan perairan, tetapi tingkat yang lebih tinggi dari itu juga dapat menyebabkan efek biologis yang merugikan.