第十一章 血液中性的稳态

    I

    在前一章我曾重复地提到了乳酸，还有二氧化碳(在水溶液中成为碳酸)这些作为肌肉活动时必然随之而来的产物的形成过程。磷酸和硫酸在体内的产生也与此类似，是从蛋白食物所含的磷和硫氧化而成的。在某种病态条件下，具有特殊性质的酸性物质可以出现。另一方面，特别在摄取植物性食物时，钠、钾、钙这一类碱根被大量摄入，或者机体通过酸性胃液的分泌血暂时失酸，从而导致血液趋碱。血液不发生过酸或过碱的变化，这一点对细胞生存和保持本身固有机能来说具有头等的重要性。

    血液的“反应” [1] 可通过血浆氢(H)离子浓度来测定。氢离子是一个带有电荷的氢原子。水中加入盐酸(HCI)时水即变为酸性，因为HCl解体亦即解离为组成离子————氢和氯。其酸性程度取决于溶液中氢离子数量。与此类似，一个溶液的碱度决定于氢(H)和氧(O)这两种结合元素的浓度，它们带有电荷，构成所谓“氢氧离子”(OH)。纯的蒸馏水(H2O)轻度解离为H和OH离子，这二者数量必是相等的。纯水之被视为中性，并非其中不存在酸或碱性物质，而是由于二者的含量相等。在22℃时，一千万公升纯水中含有l克重量的离子氢，或者说它的氢离子浓度为一千万分之一，此浓度也可用1/107，或10-7来表示。纯水中氢氧离子浓度也同样是10-7。事实上，人们发现在任何水溶液中这两个负指数的乘积恒为-14。现在通常都避免用这种负指数的数字，而用pH=7这种写法来表示中性。如氢离子浓度为10-6，则氢氧离子浓度为10-8，溶液为酸性。反之，则自然是碱性。如指数小于7，说明H离子占优势，反应为酸性；如数字大于7，说明OH离子过剩，反应为碱性。

    II

    血液中OH离子浓度较H离子浓度稍高，其指数的幂值约为pH7.4。离开这个中性稍偏碱的反应，哪怕是很微小的变动都是危险的。如氢离子浓度升高，此数字仅仅变化到6．95(即刚越过中性界限到酸性范围)即可导致昏迷和死亡。而如果氢离子浓度下降，使碱度仅由pH7.4增加到pH7.7，即可导致强直性惊厥。当pH由7.4变为7.0时，可看到狗的心率由每分钟75次减少为50次，而当这个变动移向碱性方向(由pH7.0到pH7.8)时，心率可由每分钟30次增加到85次。如超越这两个界限，即导致严重后果；心脏在过酸的液体中松弛而停止搏动，在过碱的液体中也要停止搏动，只不过通常是在收缩期中停止搏动的。

    对说明血液化学反应的改变所带来的非常严重的危险来说，这些只是许多事实中很少的几个例子而已。在很窄的变动范围内，神经系统完善地行使机能，因而心脏不停地搏动着。对于健康人而言，正常(酸碱)反应的变动不会超出狭小的界限之外以致使机体活动遭受损害或危及其生存。在其没有达到这种极端的地步之前，一些装置就自动地发挥作用，使受干扰的状态恢复正常。

    血液的(酸碱)反应尽管受到种种条件使之作不同倾向的变动，但仍能紧密地保持中性，对这种机制，要作出完善的说明，就需要对所涉及的物理化学过程作深入而详细的考察。我们将只考虑这个机制的比较简单的几个方面。

    III

    溶于血浆中的一种化合物是由以下化学元素组成的，即钠(Na)、氢(H)、碳(C)和氧(O)，其中氧有三个原子。这种化合物(NaHCO3)就是日常食用的小苏打，在化学上称为碳酸氢钠。同样存在于血浆中的还有碳酸。碳酸的化学符号是H2CO3，它是由二氧化碳(CO2)溶予水(H2O)而成。血液的(酸碱)反应决定于血浆中H2CO3与NaHCO3的关系————碳酸供给氢离子，而碳酸氢钠则在钠的作用下供给氢氧离子。在机体运动中如碳酸增加，则血浆趋向酸性。它也可通过减少碳酸的方法而趋向碱性。例如，我们进行1——2分钟过度的、随意的、深而快的呼吸，就能降低肺泡中二氧化碳的浓度，从而使其扩散压下降。这就减少了血液中二氧化碳向肺移动的扩散压的阻力，而使更多的CO2排出，此过程因过度呼吸所产生肺泡内氧浓度的相对增高而得到促进。在生理学者自身的实验中，这种使血液倾向碱性的做法曾达到几乎引起惊厥的程度。

    如将一种非挥发性酸，诸如盐酸(HCl)或乳酸(可用HL这种符号来代表)，加入到血液中，则可结合碳酸氢钠中的部分钠而释放出二氧化碳，如下列化学方程式所表示：

    HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2或HL+NaHCO3=NaL+H2O+CO2

    NaCl是普通的食用盐，一种中性、无害的物质。H2O和CO2组成人所周知的挥发性碳酸。如加入HCl或HL这一类强酸，则由于碳酸的增加必然会使血液暂时倾向于酸性。但我们已知道，由于CO2的增加刺激呼吸中枢而造成肺换气的加快，从而迅速排出过多的酸————包括如上式中由NaHCO3置换生成的以及因NaHCO3减少而多余下来的酸。一旦过多的二氧化碳被排出，H2CO3与NaHCO3二者的比例就逐渐恢复正常状态，血液恢复到正常(酸碱)反应，深... -->>
本章未完，点击下一页继续阅读