Ietekme uz šūnām ķermeņa šķidrumu pH izmaiņu dēļ

Ķermeņa šķidrumu pH izmaiņas var dziļi ietekmēt šūnas. Dažādu ķermeņa šķidrumu vai nodalījumu optimālais pH ir atšķirīgs. Artēriju asiņu pH ir 7,4, intracelulārā šķidruma pH ir 7,0, venozo asiņu un starpšūnu šķidruma pH ir 7,35. PH skalā mēra ūdeņraža jonu koncentrāciju, un, tā kā mērījumi notiek pēc log skalas, atšķirība 1,0 nozīmē 10 reizes lielāku ūdeņraža jonu koncentrācijas atšķirību. Kad ķermeņa šķidrumos pH līmenis pazeminās pārāk zemu, ķermenis sāk ciest no acidozes un, kad tas paaugstinās pārāk augstu, šo stāvokli sauc par alkalozi. Acidozi vai alkalozi var izraisīt slimība vai diēta.

Nelielas pH izmaiņas mugurkaula šķidrumā un smadzeņu šķidrumā acidozes laikā izraisa hemoglobīna afinitātes samazināšanos pret skābekli, samazinot kritisko skābekļa daudzumu smadzeņu šūnās. Akūta acidoze izraisa letarģiju un garīgu apjukumu. Alkalozes vai pH paaugstināšanās laikā asinsvadi saraujas un tādējādi samazina asins un skābekļa piegādi smadzeņu šūnām. Alkalozes rezultātā var rasties apjukums, krampji un samaņas zudums.

Kad acidozes laikā asins pH samazinās zem 7,35, imūnās šūnas, piemēram, makrofāgi, atbrīvo iekaisuma citokīnus, kas izraisa iekaisumu. Acidoze arī pasliktina limfocītu reakciju uz cīņu pret patogēniem, kā rezultātā pasliktinās imūnā atbilde.

Acidoze nelabvēlīgi ietekmē kaulus, izraisot kalcija zuduma palielināšanos. Kad asins pH pazeminās zem pH 7,35, osteoklastu šūnas aktivizējas un resorbējas vai iznīcina kaulu. Eksperimentos ar kaulu šūnām pH kritums, kas mazāks par 0,1, dubultoja osteoklastu absorbēto kaulu daudzumu. Normālas kaulu pārveidošanas laikā osteoklasti resorbē kaulu, un osteoblasti veido kaulu. Zems pH vai acidoze inhibē osteoblastu kaulu veidojošo darbību, veicinot kopējo kaulu masas samazināšanos. Pie augsta pH 7,4 vai vairāk osteoklastu aktivitāte tiek nomākta.

Asins acidoze var izraisīt muskuļu zudumu vai degradāciju. Tiek skartas skeleta un sirds muskuļu šūnas. Zems pH nomāc sirds muskuļa šūnu kontrakcijas. Acidoze ietekmē arī gludās muskulatūras šūnas. Piemēram, asinsvadu gludās muskulatūras šūnas saraujas, palielinoties ārpusšūnu pH līmenim, un relaksējas, samazinoties pH. Ārpusšūnu pH līmeņa paaugstināšanās palielina kalcija pieplūdumu asinsvadu gludās muskulatūras šūnās, savukārt pH samazināšanās kavē kalcija iekļūšanu šūnās.