1.8: pH
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El agua pura se disocia espontáneamente en iones, formando una solución 10 -7 M de H + (y OH -). El negativo de este logaritmo es 7, por lo que el pH del agua pura es 7.
Las soluciones con una mayor concentración de H + que la que ocurre en agua pura tienen valores de pH por debajo de 7 y son ácidas. Las soluciones que contienen moléculas o iones que reducen la concentración de H + por debajo de la del agua pura tienen valores de pH superiores a 7 y son básicas o alcalinas.
¿Es importante el pH? ¡Sí!
Las propiedades de la mayoría de las proteínas, enzimas por ejemplo, son sensibles al pH.
A medida que el pH desciende,
- H + se unen a los grupos carboxilo (COO -) de ácido aspártico (Asp) y ácido glutámico (Glu), neutralizando su carga negativa, y
- H + se unen al par desocupado de electrones en el átomo de N de los grupos amino (NH 2) de lisina (Lys) y arginina (Arg) dándoles una carga positiva.
El resultado: No solo cambia la carga neta sobre la molécula (se vuelve más positiva) sino que se alteran muchas de las oportunidades que tienen sus grupos R para las interacciones iónicas con otras moléculas e iones.
A medida que aumenta el pH,
- H + se eliminan de los grupos COOH de Asp y Glu, dándoles una carga negativa (COO -), y
- H + se eliminan de los grupos NH 3 + de Lys y Arg eliminando su carga positiva.
El resultado: Nuevamente la carga neta sobre la molécula cambia (se vuelve más negativa) y, nuevamente, se alteran muchas de las oportunidades que tienen sus grupos R para interacciones iónicas con otras moléculas o iones.
El pH del citosol dentro de una célula humana es de aproximadamente 7.4. PERO, este valor enmascara las diferencias de pH que se encuentran en diversos compartimentos dentro de la celda. Por ejemplo,
- El interior de los lisosomas es mucho más ácido (tan bajo como pH 4) que el citosol, y las enzimas dentro funcionan mejor a estos valores bajos de pH.
- El diferencial de pH creado dentro de los cloroplastos por la energía del sol se aprovecha para sintetizar ATP que, a su vez, potencia la síntesis de los alimentos.
- El diferencial de pH creado dentro de las mitocondrias durante la respiración de los alimentos se aprovecha para la síntesis de ATP que, a su vez, alimenta la mayoría de las actividades de consumo de energía de la célula como la locomoción y biosíntesis de los componentes celulares.