pH
pH
Misura dell’acidità (o della basicità) di una soluzione acquosa. Il suo valore corrisponde al cologaritmo decimale della concentrazione attiva degli ioni idrogeno, ossia pH=−log[H+]. Nell’acqua pura e nelle soluzioni neutre, in cui la concentrazione degli ioni idrogeno è uguale a quella degli ioni idrossido, si ha che [H+]=10−7 M; di conseguenza il pH è uguale a 7, mentre nelle soluzioni acide, in cui [H+]>10−7, il pH risulta minore di 7 e in quelle basiche, in cui [H+]<10−7, il pH è maggiore di 7.
Ruolo biologico del pH
In biologia e biochimica, il pH assume un significato fondamentale ai fini dell’attività e della sopravvivenza non solo cellulare, ma dell’intero organismo, sia animale che vegetale. Infatti il pH determina molte caratteristiche della struttura e dell’attività delle macromolecole (per es., enzimi, acidi nucleici) e influenza direttamente la respirazione, l’attività renale, la funzionalità eritrocitaria di trasporto dell’ossigeno, ecc. Le attività vitali sono compatibili solo con minime variazioni del pH dei liquidi biologici intra- ed extracellulari. Per tale motivo questi fluidi posseggono particolari sistemi, detti tamponi acido-base (➔), che operano attenuando le brusche variazioni di pH che si produrrebbero in seguito ad alterazioni metaboliche o della fisiologia della respirazione, o per il contatto diretto con acidi e basi. Ne è un importante esempio il sangue, il cui valore di pH (in individui sani) è strettamente mantenuto a 7,4 da vari sistemi-tampone; quando questo valore è più basso l’organismo si trova in uno stato di acidosi (➔), quando è più alto si parla di alcalosi (➔). Il pH ha una grande influenza sulle reazioni enzimatiche: infatti, l’attività degli enzimi è massima intorno a valori caratteristici del pH (pH ottimale). Questo pH ottimale non è necessariamente identico al pH dell’ambiente naturale dell’enzima: si hanno enzimi con un pH ottimale verso valori acidi, come nel caso della pepsina, ed enzimi con massima attività a valori di pH alcalino, come nel caso della fosfatasi alcalina. Nell’organismo umano la maggior parte dei liquidi organici ha valori di pH debolmente alcalini (7,35÷7,45), a eccezione del succo gastrico (1,2÷3,0), dell’urina (4,5÷8,0) e del liquido prostatico (4,5).