1
生命中的化学元素
1.8.3.2 6-3-2 氢离子和体液
6-3-2 氢离子和体液

众所周知,胃酸是含有大量氢离子的强酸性的消化液,氢离子的来源是细胞中糖和脂肪代谢氧化后产生的产物,它们向胃液中输送所达到的浓度,要比血液中的浓度提高达数百万倍,从5×10-7毫摩尔提高到150~170毫摩尔,pH值可低达1.2。转运一个H从壁细胞浆进入分泌小管腔,同时使一个K从小管腔进入细胞浆。因此可知,H的分泌必须在分泌小管内存在足够浓度的K的条件下才能进行。此外,胃壁细胞内有着丰富的碳酸酐酶,在它的催化下,由细胞代谢产生的CO2可迅速地水合形成H2CO3,随即又解离为H。这样,在H分泌后,留在细胞内的OH-便和由H2CO3解离的H结合而被中和掉。由H2CO3产生的则又与Cl-交换而进入血液。因此,人体血和尿的pH值往往会在餐后升高,这种现象就叫作“餐后碱潮”,这是大量进入血液的结果。与交换而进入胃壁细胞内的Cl-则通过分泌小管膜上特异性的Cl-通道进入小管腔,并与H形成HCl,就形成了胃酸的大量分泌。

除胃液外,人体其他消化液的pH值则因各自的功能而明显不同,胰腺液的pH值是7.6~8.4,肠液的是6~6.5,胆汁的是7.0~7.6,其中胰腺液具有强碱性是由于含有高浓度的碳酸氢盐。

人体内的体液总共有20多种,其中有:脑脊液、血液、淋巴液、乳汁、汗液、唾液、胃液、胆液、胰液、大肠液、小肠液、前列腺液、精液、宫颈液、羊水、胸水、腹水、关节腔滑液、眼球前房水、眼球后房水、泪水、鼻涕、尿液等,这些体液都有自己一定的pH值范围,且大多数体液都是中性略偏碱性的。例如:血浆的pH值为7.35~7.4,组织液的是7.4,脑脊液的是7.35~7.45。但其中也有范围变化较大以至于可以从酸性变为碱性的,例如唾液刚分泌时,pH值在4~6.06,分泌后失去CO2就会变成略带碱性。如果口腔处于酸性环境,就会对侵害牙齿的细菌十分有利。人在精神受到刺激时唾液的pH值还会升到7.8。尿液的pH值也会随着碳酸氢盐含量的变化而在5~8之间变化。而酸性的体液除了胃液外,还有乳汁,其pH值是6.3;细胞内液的pH值为6.5;汗液也是酸性的,因为它含有有机酸。汗臭是由异戊酸引起的。另外汗液中还含有丁酸、乳酸、含硫氨基酸、赖氨酸等,其中赖氨酸最易吸引蚊子,浓度只要1微克/克即可。人汗中主要产生挥发气味的酸是丁酸,如果出汗时有1%丁酸渗入鞋底,每个脚印就至少能留下2×1011个丁酸的分子,这些分子按照科学家的计算应是人嗅觉最低限度量的100倍,理论上人应该可以嗅得出,只是由于人类已习惯于这些细微的气味而致嗅觉的效率降低,使得大多数人都已闻不出人汗的气味,唯有嗅觉更灵敏的狗才能将每个不同气味的人区别开来。

活的生物的皮肤呈微酸性,其pH值为6.5。处于弱酸性的皮肤可有效地抑制细菌的活动。也有说健康人的皮肤pH值应该是5.5,由于各人的代谢并不相同,因此就会有一定的差异。一般来说,在正常的生理状态下,皮肤的pH值范围应是4.5~6.5,在此范围内皮肤是防止细菌侵袭的重要屏障。老年人皮肤的pH值均超过6.5,有些已接近7.0,这是因为随着年龄增长,老年人皮肤的汗腺数目减少,汗液和皮脂分泌下降,微循环功能减弱。维生素A缺乏会导致肾上腺皮质功能减退,皮肤的pH值会上升,基本丧失了对外界酸碱变化的缓冲作用和皮肤的保护作用。

生物的肌肉大都是近中性的。一旦机体死亡,它很快就会分解释放出氢离子,从而变成酸性。通常,猪、牛、羊等哺乳动物被屠宰后,动物体内的糖原在缺氧条件下经糖酵解,生成乳酸,肉体的酸碱度(pH值)就发生变化,由原来的正常生理值7.0~7.4(弱碱性),逐渐降低到极限pH值5.4~5.5,进入僵直期,随后pH值可略升到5.6~6.2,达到成熟期,此时肉的风味大大提高,为最佳食用期。如在这一时期不采取保鲜措施,即不及时经过充分的冷却处理,则积聚在肌肉组织中的乳酸会损害肉的品质。微生物污染和繁殖会引起肉类变质,变质肉的pH值会继续逐渐上升,可达6.7以上。新鲜程度不同的畜肉、鱼肉pH值范围如下:

新鲜肉:5.8~6.2  次鲜肉:6.3~6.6  变质肉:6.7以上

新鲜鱼:6.5~6.8  次鲜鱼:6.9~7.0  变质鱼:7.1以上

采用pH试纸可以测定肉类的新鲜度。用刀切开肉块,将一张精密pH试纸的2/3夹入剖面5分钟或将试纸浸入肉的渗出液1秒钟左右,取出试纸与标准pH色版比较,即知pH值,由此就可判断肉类的新鲜程度。

人的肌肉疲劳是如何造成的?这也与氢离子有关。造成肌肉疲劳症的原因,是肌肉内所含的糖原成分在运动时大量分解,产生不少乳酸,造成乳酸大量堆积。