血液缓冲溶液和高山症的自我治疗

作者:澳洲梁博士(原创)

化学是一门真正实用和多变的学科,几乎所有现代学科都能从化学这个知识宝库中去获得知识来认识,帮助和发展该学科,其中一个例子便是化学和医学的结合。

化学学人都知道,缓冲溶液能缓解由外加的强酸强碱所引起的短暂冲击而维持其pH值基本不变。这种缓冲溶液不仅大量存在于普通的化学实验室,它同样存在于我们人体内部,其中之一即是我们的血液系统,它是一个pH值约为7.4的缓冲溶液。

当我们人体通过呼吸而得到空气中的氧气后,血液中的血红蛋白会将氧气输送到人体的各个组织,然后与体内的营养物质(糖和脂肪)发生化学氧化反应而生成二氧化碳(CO2),同时产生热量而维持我们人体的体温。生成的二氧化碳气体会在人体血液中与水反应而生成碳酸,碳酸会进一步离解而形成少量的碳酸酸氢根离子和氢离子,即:

CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+

上述反应是个可逆平衡反应,各产物会在血液里共同存在,在血液里形成了一个pH值为7.35至7.45的碳酸-碳酸氢根离子缓冲溶液。当人体的血液pH值大于或小于这个范围后,人体就会生病甚至死亡,因此要维护这个稳定的血液缓冲溶液有着极其重要的意义!

由于地球的引力作用,高山或高原上的氧气含量会有所减小,致使人体吸入的氧气不足,由此产生的二氧化碳气体自然也会相应减少。一旦血液中CO2浓度减少后,上述化学平衡反应就会向后(左)移动,造成氢离子(H+)在血液中的相对浓度减少,从而造成血液中的酸性降低而碱性升高。当血液中的pH值大于7.45时,人体就会因碱中毒而生病甚至死亡。因此,高山症不仅仅是一个因缺氧而体力不足的问题,更是一个造成血液酸性下降碱性增加的悠关生命的大问题。

要缓解由于血液中缺乏二氧化碳而引起的碱中毒的危险,最简单有效的办法是用塑料袋或类似的容器将自己呼出的二氧化碳接住,然后再将其吸回自己体内,从而增加吸入空气中的二氧化碳浓度,进而增加血液内的CO2相对浓度。一旦CO2浓度增加,这个化学平衡就会向前(右)移动,造成氢离子浓度增加而酸性提高,这个血液碱中毒的问题就会对症下药迎刃而解了。

因此,学好科学更要善于用好科学,不仅有利于人类的文明发展,许多时侯更会对人类自身的健康有着意想不到的益处。

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