Вплив на клітини через зміну рН рідин у організмі

Зміна рН рідин у організмі може мати глибокий вплив на клітини. Оптимальний рівень рН різних рідин або компонентів тіла варіюється. Артеріальна кров має рН 7,4, внутрішньоклітинна рідина рН 7,0, а венозна кров і інтерстиціальна рідина мають рН 7,35. Шкала рН вимірює концентрацію іонів водню, а оскільки вимірювання проводиться за шкалою журналу, різниця в 1,0 означає 10-кратну різницю в концентрації іонів водню. Коли рН рідин в організмі падає занадто низько, організм починає страждати ацидозом, а коли він піднімається занадто високо, стан називається алкалозом. Ацидоз або алкалоз можуть бути викликані захворюваннями або дієтою.

Незначна зміна рН спинномозкової та мозкової рідини під час ацидозу спричинює зменшення спорідненості гемоглобіну до кисню, зменшуючи критичне надходження кисню до клітин мозку. Гострий ацидоз призводить до млявості та розгубленості психіки. Під час алкалозу або підвищення рН кровоносні судини стискаються і тим самим зменшують надходження крові та кисню до клітин мозку. Алкалоз може спричинити плутанину, судоми та втрату свідомості.

Коли рН крові знижується нижче 7,35 під час ацидозу, імунні клітини, такі як макрофаги, виділяють запальні цитокіни, які викликають запалення. Ацидоз також погіршує реакцію лімфоцитів на боротьбу з патогенами, що призводить до поганої імунної відповіді.

Ацидоз негативно впливає на кістки, спричиняючи збільшення втрат кальцію. Коли рН крові падає нижче рН 7,35, клітини остеокластів активізуються і розсмоктуються або руйнують кістку. У експериментах з кістковими клітинами падіння рН менше 0,1 подвоїло кількість кістки, розсмоктаної остеокластами. Під час нормального ремоделювання кісток остеокласти розсмоктують кістку, а остеобласт будує кістку. Низький рН, або ацидоз, пригнічує кістково-будівельну активність остеобластів, сприяючи загальній втраті кісткової маси. При високому рН 7,4 і вище активність остеокластів пригнічується.

Ацидоз крові може призвести до втрати або деградації м’язів. Уражаються клітини скелета та серцевого м’яза. Низький рівень рН пригнічує скорочення клітин серцевого м’яза. Клітини гладких м’язів також зазнають впливу ацидозу. Наприклад, судинні клітини гладких м’язів скорочуються із збільшенням позаклітинного рН і розслабляються із зниженням рН. Підвищення позаклітинного рН збільшує приплив кальцію в гладком'язові клітини судин, тоді як зниження рН гальмує надходження кальцію в клітини.