المحتوى
يعد قياس الرقم الهيدروجيني ، وهو اختصار لتركيز أيون الهيدروجين لقياس الجهد ، مفهومًا مهمًا في الكيمياء يقيس مستوى الحموضة في المحلول. نظرًا لأن النظم البيولوجية تحتاج إلى توازن صحي بين العوامل التي تعمل فيها ، فإن أي تغييرات في مستوى الأس الهيدروجيني قد تؤدي إلى تعطيل الأنظمة الحية.
مستويات درجة الحموضة
في الكيمياء ، الحمض هو أي مركب يزيد من نشاط أيونات الهيدروجين (الهيدروجين مع شحنة كهربائية) عندما يذوب في الماء. الأحماض كثيرا ما تثير ردود الفعل مع المركبات الأخرى ، وهو ما نعرفه باسم الحموضة. المركبات القاعدة أو القلوية ، من ناحية أخرى ، تزيد من نشاط أيونات الهيدروكسيد (الأكسجين المرتبط بالهيدروجين) عندما تذوب في الماء. يتم تصنيف الرقم الهيدروجيني للموضوع على مقياس من 14 نقطة. المياه النقية لها درجة حموضة محايدة قريبة من 7.0 عند 77 درجة فهرنهايت. حلول أقل من هذا الحمضية ، في حين أن أي شيء أكبر قاعدة. يمثل كل رقم لاحق فرقًا بعشرة أضعاف عن الرقم السابق.
التوازن الحمضي القاعدي
التوازن الحمضي القاعدي هو الوظيفة التي يتم من خلالها الحفاظ على مستويات الأس الهيدروجيني الطبيعية في الكائن الحي. العديد من العوامل العازلة الهامة تعمل على تنظيم الاختلالات. في نظام التخزين المؤقت للبيكربونات ، على سبيل المثال ، يمكن دمج ثاني أكسيد الكربون مع الماء لتكوين حمض الكربونيك ، الذي ينفصل ليشكل أيون هيدروجين وبيكربونات. يمكن أن يحدث رد الفعل العكسي إذا تم تحفيزه بواسطة إنزيم. هذا قد يزيد من مستويات الحموضة أو الأساس حسب الحاجة. من أجل الحفاظ على كمية ثاني أكسيد الكربون في الدورة الدموية ، تتغير وظائف الجهاز التنفسي بحيث يمكن الوصول إلى التوازن.
مستويات الحموضة في الدم
يجب أن يبقى الدم ضمن النطاق الدقيق من 7.35 إلى 7.45. يُعرف الحمض الزائد داخل الدم باسم الحماض ، والقاعدة الزائدة تعرف بالقلويات. أي انحراف في مستويات درجة الحموضة في الدم يمكن أن يغير الشحنة التي تبقي خلايا الدم الحمراء متباعدة وتغيير وظيفة أو صحة الأجهزة والأجهزة الأخرى داخل الجسم. نظرًا لأن العظام غالبًا ما تستخدم كمصدر معدني للتخزين المؤقت لدرجة الحموضة ، على سبيل المثال ، فهي حساسة للتغيرات في مستويات الحموضة في الدم. الانحرافات قد تغير كثافة العظام.
حمض المعدة
الاستخدام الشائع جدًا للحمض في الكائن الحي هو حمض المعدة في المعدة ، والذي يتكون في الغالب من حمض الهيدروكلوريك مع كلوريد البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم. مستوى الحموضة هو من 1 إلى 2. عند دخول هضم الطعام إلى المعدة ، تبدأ الأحماض في تكسير بنية البروتين ثم روابطه. يمكن للأقراص المضادة للحموضة أن تحيد حمض المعدة الزائد إذا كانت تسبب عدم الراحة.
البيئات المائية
يمكن أن يؤدي انخفاض درجة الحموضة إلى تغيير توازن الصوديوم والكلوريد في دم الحيوانات المائية. يتم أخذ أيونات الهيدروجين في خلية عند فقد الصوديوم ، مما قد يؤدي إلى الوفاة بسبب فشل الجهاز التنفسي أو فقدان التنظيم في الضغط الاسموزي. يمكن أن يكون مستوى الأس الهيدروجيني أقل من 4.5 مدمرًا للبيئات المائية ، لكن المستويات الأعلى من ذلك قد تسبب أيضًا آثارًا بيولوجية ضارة.