Por Jacob Stutsman, actualizado el 30 de agosto de 2022
La escala de pH cuantifica la acidez de una solución midiendo su concentración de iones de hidrógeno. Los sistemas biológicos dependen de un rango estrecho de pH; incluso desviaciones modestas pueden alterar los procesos celulares, la actividad enzimática y la función de los órganos.
En la química acuosa, los ácidos aumentan la concentración de iones de hidrógeno (H⁺) mientras que las bases aumentan la concentración de iones de hidróxido (OH⁻). La escala varía de 0 a 14, y 7 se considera neutral a 77°F. Cada cambio de unidad representa una diferencia diez veces mayor en la actividad iónica.
Los organismos mantienen la homeostasis del pH a través de sistemas amortiguadores y ajustes respiratorios o renales. El tampón bicarbonato, por ejemplo, reacciona con CO₂ para formar ácido carbónico, que se disocia en H⁺ y HCO₃⁻. La catálisis enzimática puede revertir la reacción, permitiendo al cuerpo ajustar la acidez o la alcalinidad. Estos mecanismos mantienen el pH sistémico dentro de límites estrictos.
La sangre humana está estrictamente regulada entre 7,35 y 7,45. Las desviaciones (acidosis (pH<7,35) o alcalosis (pH>7,45) afectan la carga de proteínas, la separación de los glóbulos rojos y la función de órganos como el corazón y los riñones. Los cambios crónicos también pueden alterar la mineralización ósea, lo que afecta la densidad ósea.
El ácido clorhídrico del estómago (pH 1-2) inicia la desnaturalización de las proteínas y la digestión enzimática. Los antiácidos neutralizan el exceso de ácido y alivian el reflujo gastroesofágico o las úlceras pépticas.
Las aguas ácidas (pH<4,5) alteran el equilibrio osmótico en los peces y otros organismos acuáticos, lo que obliga a las células a absorber H⁺ a expensas del Na⁺, lo que provoca insuficiencia respiratoria y mortalidad. Las condiciones ligeramente alcalinas también pueden afectar el transporte de iones y los procesos metabólicos.
Comprender cómo los cambios de pH afectan los sistemas biológicos es esencial para aplicaciones médicas, ambientales e industriales.
