Unutarstanična regulacija pH vrijednosti

Intracelularna, tj. unutarstanična regulacija pH vrijednosti u mozgu jednako je važna u fiziološkim i psihopatološkim stanjima. Promjene pH vrijednosti u mozgu općenito rezultiraju izmijenjenim neuronskim podražajima. Znanstvenici Vernon A. Ruffin, Ahlam I. Salameh, Walter F. Boron i Mark D. Parker proučavali su četiri glavna područja regulacije pH vrijednosti: 1. utjecaj intracelularne pH vrijednosti na funkcioniranje moždanih stanica, kao što su aktivnost membranskih kanala za transport kiselina i lužina, te neuronska podražljivost; 2. homeostaza intracelularne pH vrijednosti koja predstavlja ravnotežu između ulaska i izlaska kiseline; 3. svojstva i važnost acidobaznih transportera (prvenstveno SLC4 i SLC9 obitelji) koji sudjeluju u unošenju i iznošenju kiseline; 4. učinak acidobaznih poremećaja na živčane funkcije i uloga acidobaznih transportera u obrani stabilnosti unutarneuronske pH vrijednosti u psihopatološkim uvjetima.

Rezultati do kojih su došli istraživanjem pokazuju kako je neuronska podražljivost vrlo osjetljiva na unutarstanične i vanstanične promjene pH vrijednosti, te kako acidobazni transporteri tu igraju vrlo važnu ulogu; gubitak bilo kojeg od tih transportera povezan je s ozbiljnim poremećajima funkcije neurona. Također vrijedi i obratno, tj. poremećaji pH vrijednosti povezani su s mnogim fiziopatološkim stanjima kao što su Alzheimerova i Parkinsonova bolest, te je dokazan utjecaj acidobaznih transportera na ozbiljnost znakova nekog neurološkog poremećaja. Vrlo je zanimljivo kako kliničke slike nekoliko neurodegenerativnih bolesti kao što su Alzheimerova bolest, Parkinsonova bolest, multipla skleroza, uključuju znakove smanjenje moždane pH vrijednosti. Čak i bolesti koje potječu izvan mozga mogu utjecati na moždanu pH vrijednost.

Neuroni razdražljivo reagiraju na promjene pH vrijednosti jer su i vanstanični i unutarstanični djelovi važnih transmembranskih proteina osjetljivi na njene promjene. Transmembranski proteini djeluju kao kanali, transporteri, receptori ili adenozin-trifosfatne pumpe, te sudjeluju u upravljanju membranskim potencijalima neurona u mirovanju, utječu na neuronski odaziv na agoniste i antagoniste, postavljaju prag za okidanje akcijskih potencijala, utječu na trajanje/amplitudu akcijskog potencijala, određuju dužinu refraktornog perioda, te usklađuju aktivnost neuronske mreže. Sva ta svojstva daju neuronima mogućnost komunikacije s drugim neuronima i glija stanicama unutar živčanog sustava, za funkcije poput učenja, ponašanja, svjesnih misli i nesvjesne homeostatske regulacije. Također im pružaju mogućnost komunikacije sa stanicama izvan živčanog sustava, za funkcije poput motoričke kontrole i endokrine regulacije. Pretpostavlja se kako u kojem će smjeru neuroni reagirati ovisi o pH odazivu pojedinih kanala, transportera i receptora odgovornih za diktiranje ukupne podražljivosti neurona. Regulacija citosolne pH vrijednosti (pH vrijednost koloidne tekućine unutar stanice) u većini stanica, uključujući i neurone, je aktivan proces. Procesi punjenja kiselinom nastoje vratiti stabilno stanje pH vrijednosti u neuronima nakon alkalnih opterećenja. Pražnjenje kiseline iz neurona je pak proces koji teži podizanju pH vrijednosti u neuronima. Taj proces nastoji vratiti stabilno stanje pH vrijednosti u neuronima nakon kiselog opterećenja, koje može nastati zbog intenzivne aktivnosti neurona.

Respiratorna acidoza proizlazi iz nemogućnosti eliminacije CO2 koji nastaje staničnim disanjem. Posljedica toga je da parcijalni tlak CO2 u krvi raste, a pH vrijednost krvi se smanjuje. Respiratorna acidoza smanjuje živčanu aktivnost, a dugotrajna respiratorna acidoza dovodi do dezorijentiranosti, grčeva, nesvjestice i smrti. Respiratorna alkaloza pak proizlazi iz prevelike eliminacije CO2 koji nastaje staničnim disanjem. Posljedica toga je da parcijalni tlak CO2 u krvi pada, a pH vrijednost krvi raste.

Metabolička acidoza je rezultat povećanja kiselina nastalih u metaboličkim procesima ili nesposobnosti uklanjanja kiseline odnosno reapsorpcije baze (lužine) u bubrezima. Metabolička acidoza rezultira smanjenjem pH vrijednosti krvi te može dovesti do kome i smrti. Tijelo reagira na metaboličku acidozu mobilizirajući bikarbonatni puferski sustav u smislu povećanja stvaranja CO2, koji se može izbaciti pojačanim disanjem. Metabolička alkaloza pak rezultira povećanjem bikarbonata u krvi, što dovodi do porasta pH vrijednosti krvi.

Tijelo se ne rješava viška kiselina samo povećanom eliminacijom, već i neutraliziranjem uz pomoć proteina, fosfata i karbonata u kostima.

Izvor:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3923155/