De effecten op cellen vanwege veranderingen in de pH van lichaamsvloeistoffen

Een verandering in de pH van lichaamsvloeistoffen kan een diepgaand effect hebben op cellen. De optimale pH van verschillende lichaamsvloeistoffen of compartimenten varieert. Arterieel bloed heeft een pH van 7,4, intracellulaire vloeistof een pH van 7,0 en veneus bloed en interstitiële vloeistof hebben een pH van 7,35. De pH-schaal meet waterstofionenconcentraties en omdat de meting op een logschaal plaatsvindt, betekent een verschil van 1,0 een 10-voudig verschil in waterstofionenconcentratie. Wanneer de pH in lichaamsvloeistoffen te laag wordt, begint het lichaam te lijden aan acidose en wanneer deze te hoog stijgt, wordt de aandoening alkalose genoemd. Acidose of alkalose kan worden veroorzaakt door een ziekte of een dieet.

Een kleine verandering in pH in het ruggenmergvocht en hersenvocht tijdens acidose veroorzaakt een vermindering van de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof, waardoor de kritische zuurstoftoevoer naar hersencellen wordt verminderd. Acute acidose leidt tot lethargie en mentale verwarring. Tijdens alkalose, of een stijging van de pH, vernauwen bloedvaten en verminderen daardoor de toevoer van bloed en zuurstof naar hersencellen. Alkalose kan leiden tot verwardheid, toevallen en bewustzijnsverlies.

Wanneer de pH van het bloed tijdens acidose onder de 7,35 daalt, geven immuuncellen, zoals macrofagen, inflammatoire cytokinen af, die ontstekingen veroorzaken. Acidose verslechtert ook de reactie van lymfocyten om ziekteverwekkers te bestrijden, wat resulteert in een slechte immuunrespons.

Acidose heeft een nadelig effect op het bot, waardoor het calciumverlies toeneemt. Wanneer de pH van het bloed onder de pH 7,35 daalt, worden osteoclastcellen geactiveerd en resorberen of vernietigen ze bot. In botcelexperimenten verdubbelde een pH-daling van minder dan 0,1 de hoeveelheid bot die door osteoclasten werd geresorbeerd. Tijdens normale botremodellering resorberen osteoclasten bot en bouwen osteoblasten bot. Een lage pH, of acidose, remt de botopbouwende activiteit van osteoblasten, wat bijdraagt ​​aan het algehele botverlies. Bij een hoge pH van 7,4 of hoger wordt de activiteit van osteoclasten onderdrukt.

Bloedacidose kan leiden tot spierverlies of -afbraak. Skelet- en hartspiercellen worden aangetast. Een lage pH onderdrukt de contracties van hartspiercellen. Gladde spiercellen worden ook beïnvloed door acidose. Vasculaire gladde spiercellen trekken bijvoorbeeld samen met verhogingen van de extracellulaire pH en ontspannen met verlagingen van de pH. Een stijging van de extracellulaire pH verhoogt de instroom van calcium in vasculaire gladde spiercellen, terwijl een daling van de pH de opname van calcium in de cellen remt.