Hvordan kan et biologisk system påvirkes af en ændring i pH-niveauer?

Måling af pH, som er kort for potentiometrisk hydrogenionkoncentration, er et vigtigt koncept i kemi, der måler surhedsniveauet for en opløsning. Da biologiske systemer har brug for en sund balance mellem faktorer, der kan fungere, kan enhver ændring i pH-niveauet forstyrre levende systemer.

pH-niveauer

I kemi er syre en hvilken som helst forbindelse, der øger aktiviteten af hydrogenioner (hydrogen med elektrisk ladning), når de opløses i vand. Syrer opstår ofte med andre forbindelser, hvilket vi ved som surhed. Base- eller alkaliforbindelser øger på den anden side aktiviteten af ​​hydroxidioner (oxygen bundet til hydrogen), når de opløses i vand. Et individs pH er bedømt på 14-punkts skala. Rent vand har en neutral pH tæt på 7,0 ved 77 grader Fahrenheit. Løsninger mindre end dette er sure, mens noget større er base. Hvert efterfølgende tal repræsenterer en tifold forskel i forhold til den foregående.

Syre-basehomeostase

Syre-base-homeostase er den funktion, hvormed normale pH-niveauer opretholdes i en organisme. Mange vigtige buffermidler virker for at regulere ubalancer. I bicarbonatbuffersystemet kan for eksempel kuldioxid kombineres med vand til dannelse af carbonsyre, som dissocierer til dannelse af en hydrogenion og bicarbonat. Den omvendte reaktion kan ske, hvis den katalyseres af et enzym. Dette kan øge surhedsgraden eller baseniveauet efter behov. For at opretholde mængden af ​​kuldioxid i omløb, ændres respiratoriske funktioner, så en balance kan nås.

pH-niveauer i blod

Blod skal forblive inden for et forsigtigt område på 7,35 til 7,45 . Overskydende syre i blodet er kendt som acidose, og overskydende base er kendt som alkalose. Enhver afvigelse på blodets pH-niveau kan ændre ladningen, der holder røde blodlegemer adskilt og ændre funktionen eller helheden af ​​andre organer og systemer i kroppen. Da ben ofte anvendes som en mineral kilde til pH-buffering, er de f.eks. Følsomme for ændringer i blodets pH-niveau. Afvigelser kan ændre knogletæthed.

Mavesyre

En meget almindelig brug af syre i en organisme er mavesyre i maven, der hovedsagelig består af saltsyre kombineret med kaliumchlorid og natriumchlorid. Dens pH-niveau er 1 til 2. Når der fordøjes mad i maven, begynder syrer at nedbryde en proteinstruktur og derefter dens bindinger. Antacid tabletter kan neutralisere overskydende mavesyre, hvis det forårsager ubehag.

Vandmiljøer

Lav pH kan ændre balancen mellem natrium og chlorid i vanddyrs blod. Hydrogenioner tages i en celle ved tab af natrium, hvilket kan forårsage dødsfald ved respirationssvigt eller tab af regulering ved osmotisk tryk. Et pH-niveau mindre end 4,5 kan være ødelæggende for vandmiljøet, men niveauer højere end det kan også forårsage uønskede biologiske effekter.