直流电对精子的影响

直流电是人们日常生活中接触最多的物理因素,但其对精子的影响认识不多。王龙生等研究了微小直流电(tiny direct current)对离体人活动精子的影响。研究发现0.5mA的直流电可影响精子的活动,并可在很短时间内(2min)将精子杀死。作用早期可刺激精子,使其运动加速,但约2min内即可将两电极板间的精子全部杀死。精子死亡时间与电流大小成反比,并与电极的金属材料有关。扫描电镜及透射电镜观察发现,实验组精子头部结构基本完整,但尾部中段出现了一些破坏:质膜破裂、线粒体空泡化、微管解聚,并出现在此处折断的精子。

研究者认为,微小直流电对精子的影响与直流电的电解原理有关。一方面,通电后Na+离子移向阴极,Cl-离子移向阳极,在电极上发生中和,生成钠原子和氯原子,他们进一步与水作用,生成酸和碱。从而在阴极呈碱性(NaOH),在阳极呈酸性(HCl)。这些变化不利于精子的生存。实验中出现阳极附近的精子先于阴极附近的精子死亡,说明酸性环境对精子功能的破坏。另一方面,在直流电的作用下各种细胞内的离子移动速率不同。首先是在外电场的作用下离子在细胞膜某处的堆积使得该处离子浓度增大。其次是高浓度的离子移动或扩散,如Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子的移动。这些离子的移动可使得蛋白的胶体结构及细胞膜通透性发生改变,从而抑制或提高了细胞的新陈代谢。这说明,所谓的生物电池,有可能作为一种长效而且不需要外加电源的杀精子能源。

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