Изменение pH жидкостей организма может оказать сильное влияние на клетки. Оптимальный pH различных жидкостей или отделов организма варьируется. Артериальная кровь имеет pH 7,4, внутриклеточная жидкость pH 7,0, а венозная кровь и межклеточная жидкость имеют pH 7,35. Шкала pH измеряет концентрацию ионов водорода, и, поскольку измерения производятся в логарифмической шкале, разница в 1,0 означает 10-кратную разницу в концентрации ионов водорода. Когда уровень pH в биологических жидкостях падает слишком низко, организм начинает страдать от ацидоза, а когда он повышается слишком высоко, это состояние называется алкалозом. Ацидоз или алкалоз могут быть вызваны болезнью или диетой.
Клетки мозга
Незначительное изменение pH в спинномозговой и церебральной жидкости во время ацидоза вызывает снижение сродства гемоглобина к кислороду, что снижает критическую подачу кислорода к клеткам мозга. Острый ацидоз приводит к вялости и спутанности сознания. Во время алкалоза или повышения pH кровеносные сосуды сужаются и тем самым уменьшают поступление крови и кислорода к клеткам мозга. Алкалоз может вызвать спутанность сознания, судороги и потерю сознания.
Иммунные клетки
Когда pH крови падает ниже 7,35 во время ацидоза, иммунные клетки, такие как макрофаги, выделяют воспалительные цитокины, которые вызывают воспаление. Ацидоз также ухудшает реакцию лимфоцитов на борьбу с патогенами, что приводит к слабому иммунному ответу.
Костные клетки
Ацидоз отрицательно влияет на кости, вызывая увеличение потери кальция. Когда pH крови падает ниже pH 7,35, клетки остеокластов активируются и резорбируют или разрушают кость. В экспериментах с костными клетками снижение pH менее 0,1 удваивало количество кости, резорбированной остеокластами. Во время нормального ремоделирования кости остеокласты резорбируют кость, а остеобласты создают кость. Низкий pH, или ацидоз, подавляет костную активность остеобластов, способствуя общей потере костной массы. При высоком pH 7,4 или выше активность остеокластов подавляется.
Мышечные клетки
Ацидоз крови может привести к потере или деградации мышц. Поражаются клетки скелетных и сердечных мышц. Низкий уровень pH подавляет сокращение клеток сердечной мышцы. Клетки гладкой мускулатуры также подвержены ацидозу. Например, гладкомышечные клетки сосудов сокращаются при повышении внеклеточного pH и расслабляются при понижении pH. Повышение внеклеточного pH увеличивает приток кальция в гладкомышечные клетки сосудов, в то время как снижение pH препятствует проникновению кальция в клетки.