Måling av pH, som er en forkortelse for potensiometrisk hydrogenionkonsentrasjon, er et viktig begrep innen kjemi som måler surhetsnivået til en løsning. Siden biologiske systemer trenger en sunn balanse mellom faktorer man kan operere i, kan eventuelle endringer i pH-nivået forstyrre levende systemer.
pH-nivåer
I kjemi er syre en hvilken som helst forbindelse som øker aktiviteten til hydrogenioner (hydrogen med elektrisk ladning) når den oppløses i vann. Syrer fremkaller ofte reaksjoner med andre forbindelser, det er det vi kjenner som surhet. Base- eller alkaliforbindelser øker derimot aktiviteten til hydroksidioner (oksygen bundet til hydrogen) når de er oppløst i vann. Fagets pH er vurdert på en 14-punkts skala. Rent vann har en nøytral pH nær 7,0 ved 77 grader Fahrenheit. Løsninger mindre enn dette er sure, mens noe større er base. Hvert påfølgende tall representerer en tidobbelt forskjell i forhold til det forrige.
Syre-base homeostase
Syre-base homeostase er funksjonen som normale pH-nivåer opprettholdes i en organisme. Mange viktige bufferagenter virker for å regulere ubalanser. I bikarbonatbuffersystemet kan for eksempel karbondioksid kombineres med vann for å danne karbonsyre, som dissosieres for å danne et hydrogenion og bikarbonat. Omvendt reaksjon kan skje hvis den katalyseres av et enzym. Dette kan øke surheten eller basenivået etter behov. For å opprettholde mengden karbondioksid i omløp, endres luftveisfunksjonene slik at en balanse kan oppnås.
pH-nivåer i blod
Blod må ligge innenfor det nøye området 7,35 til 7,45. Overflødig syre i blodet er kjent som acidose, og overflødig base er kjent som alkalose. Ethvert avvik på pH-nivåer i blodet kan endre ladningen som holder røde blodlegemer fra hverandre og endre funksjonen eller helsen til andre organer og systemer i kroppen. Siden bein ofte brukes som en mineralkilde for pH-buffring, er de for eksempel følsomme for endringer i blodets pH-nivå. Avvik kan endre bentettheten.
Magesyre
En veldig vanlig bruk av syre i en organisme er magesyre i magen, som hovedsakelig består av saltsyre kombinert med kaliumklorid og natriumklorid. Dens pH-nivå er 1 til 2. Når fordøyelsen av mat kommer inn i magen, begynner syrer å bryte ned en proteinstruktur og deretter dens bindinger. Antacida tabletter kan nøytralisere overflødig magesyre hvis det forårsaker ubehag.
Vannmiljøer
Lav pH kan endre balansen mellom natrium og klorid i blodet fra vannlevende dyr. Hydrogenioner blir tatt inn i en celle ved tap av natrium, noe som kan forårsake død ved åndedrettssvikt eller tap av regulering i osmotisk trykk. Et pH-nivå under 4,5 kan være ødeleggende for vannmiljøer, men nivåer høyere enn det kan også forårsake uønskede biologiske effekter.