溶液酸碱度的指标——pH值

溶液的酸碱度与溶液中的氢离子浓度相关,pH是表示溶液酸碱度的指数,pH值定义为溶液中的氢离子浓度是以10为底数的负对数。在溶液中,弱酸通过解离可以释放氢离子,弱碱离子可以吸收溶液中氢离子,因而弱酸弱碱离子对溶液的pH具有缓冲作用。缓冲离子常以共轭酸碱对的形式存在。例如HCO-3和H2CO3就是一对共轭酸碱,NH+4和NH3是一对共轭酸碱,等等。H2CO3在溶液中不稳定,会分解成CO2和H2O。  

以一个烧杯中的溶液为例,为了使一个烧杯中溶液的pH维持在一个比较稳定的范围,需要在溶液中加入合适浓度的特定的缓冲剂。而要改变烧杯中溶液的pH值,一方面,可以直接向溶液中加入适量的强酸(H+)或者强碱(OH-),从而直接改变氢离子浓度。另一方面,也可以通过改变溶液中缓冲离子(比如HCO-3)的浓度,从而间接引起氢离子浓度的改变。  

机体具有一系列复杂的酸碱平衡调控机制,将体液环境以及细胞内pH值维持在适宜的范围内,从而维持机体或细胞的pH稳态。我们可以把细胞或体液作为一个体系。首先,细胞以及体液中含有多种酸碱缓冲物质,这些缓冲物质可以降低各种酸碱扰动对细胞内或体液中pH的影响。另一方面,细胞膜的表面分布有各种酸碱离子跨膜转运蛋白,这些离子跨膜转运蛋白可以直接介导氢离子的跨膜转运,以调节胞内或体液中的氢离子浓度,或者介导弱酸弱碱离子的跨膜转运,来改变细胞内或体液中酸碱缓冲离子的浓度,从而达到调控pH之目的。  

酸碱平衡,或者说pH,对于精子具有非常重要的影响。生殖道管腔的酸碱平衡调控与精子的发生、变形与成熟,以及精子获能、受精等过程均有密切关系。生殖道管腔液体环境的酸碱平衡调控失常,会严重影响精子正常的生理功能,从而影响生育力。  

精子发生是在睾丸中进行的,经过一系列的形态变化,最终形成成熟的精子,并储存于附睾中。雄性生殖道管腔的不同区段,其液体环境的pH是不同的。总的来说,雄性生殖道管腔的液体是弱酸性的。  

储存精子的附睾液也是弱酸性的,在这种环境下,精子运动受到抑制。射精后,精子需要经过一个活化过程,获得运动能力,这时精子才具备与卵子结合进行受精的能力,这个活化的过程就是精子获能。精子获能的一个重要条件就是要求精子所处液体环境是弱碱性的,首先是形成的精液是碱性的,其次,雌性生殖道,尤其是子宫和输卵管的上皮细胞的分泌液是碱性的,pH较高。  

在本栏目中,我们将讨论pH调控与精子的关系。首先,我们将介绍细胞pH调控的一些基本概念,然后我们将讨论雄性生殖道中pH环境对于精子发生、成熟的影响,以及pH调控与精子获能的关系。  

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pH值
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