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電位差測定水素イオン濃度の略であるpHの測定は、溶液の酸性度を測定する化学の重要な概念です。生物学的システムは、動作する要因の間の健全なバランスを必要とするため、pHレベルの変更は、生体システムを混乱させる可能性があります。
pHレベル
化学では、酸は水に溶解すると水素イオン（電荷を帯びた水素）の活性を高める化合物です。酸は他の化合物との反応を促進することが多く、これが酸性度として知られています。一方、塩基またはアルカリ化合物は、水に溶解すると水酸化物イオン（水素に結合した酸素）の活性を高めます。被験者のpHは14段階で評価されます。純水は華氏77度で7.0に近い中性pHを持っています。これより小さい溶液は酸性ですが、それより大きな溶液は塩基性です。後続の各数値は、前の数値の10倍の差を表します。
酸塩基恒常性
酸塩基恒常性は、生物の正常なpHレベルを維持する機能です。多くの重要な緩衝剤は、不均衡を調整するように作用します。たとえば、重炭酸塩緩衝システムでは、二酸化炭素を水と結合して炭酸を生成し、炭酸を解離して水素イオンと重炭酸塩を形成します。酵素によって触媒される場合、逆反応が起こる可能性があります。これにより、必要に応じて酸性度または塩基レベルが増加する場合があります。循環中の二酸化炭素の量を維持するために、呼吸機能が変化し、バランスに達することができます。
血中のpHレベル
血液は、7.35〜7.45の慎重な範囲内に留まる必要があります。血液中の過剰な酸はアシドーシスとして知られ、過剰な塩基はアルカローシスとして知られています。血中のpHレベルに偏差があると、電荷が変化して赤血球がばらばらになり、体内の他の臓器やシステムの機能や健康状態が変化する可能性があります。たとえば、骨はしばしばpH緩衝のミネラル源として使用されるため、骨は血中のpHレベルの変化に敏感です。偏差は骨密度を変える可能性があります。
胃酸
生物での酸の非常に一般的な使用は胃の胃酸であり、それは主に塩酸と塩化カリウムおよび塩化ナトリウムとの組み合わせで構成されています。そのpHレベルは1〜2です。消化された食物が胃に入ると、酸はタンパク質構造を破壊し始め、その結合を破壊します。制酸剤は、不快感を引き起こしている場合、過剰な胃酸を中和できます。
水生環境
低pHは、水生動物の血液中のナトリウムと塩化物のバランスを変える可能性があります。水素イオンはナトリウムが失われると細胞に取り込まれ、呼吸不全による死または浸透圧の調節の喪失を引き起こす可能性があります。 4.5未満のpHレベルは水生環境に壊滅的な影響を与える可能性がありますが、それよりも高いレベルは生物学的悪影響を引き起こす可能性があります。