Страница 6 из 11
Но помимо простой диффузии в процессе переноса газов играют роль и химические реакции. И как уже упоминалось ранее, углекислый газ не находится в организме в свободном состоянии. Диоксид углерода, соединяясь с водой (гидратируясь), дает угольную кислоту (H2CO3), молекула которой диссоциирует на ион гидрокарбоната (HCO3–) и протон (H+). Следовательно, повышение концентрации CO2 в растворе ведет к снижению pH (этот показатель – отрицательный логарифм концентрации ионов H+), т.е. к повышению кислотности раствора.. Основная часть поступающего в кровь CO2 растворяется, снижая ее pH, а небольшая его доля обратимо связывается с гемоглобином, образуя карбогемоглобин. Падение pH среды и присоединение CO2 уменьшают сродство гемоглобина к кислороду, что способствует высвобождению последнего в раствор (плазму крови) и поступлению оттуда в окружающие ткани.
Обратная картина наблюдается при удалении из крови CO2 около дыхательной поверхности. Происходящая здесь оксигенация (присоединение кислорода) гемоглобина приводит к высвобождению из его молекулы протонов, что подавляет диссоциацию угольной кислоты на ионы и ведет к ее разложению на воду и СО2; последний удаляется из организма через дыхательную поверхность. В тканях же стимулируется обратный процесс: дезоксигенация гемоглобина (потеря им кислорода) способствует гидратации CO2 и поступлению его в кровь. При этом гемоглобин содержится в эритроцитах вместе с ферментом карбоангидразой, который катализирует процессы гидратации и дегидратации CO2, ускоряя их примерно в 10.000 раз.
Таким образом, процесс дыхания и переноса газов кровью оказывается тесно связан с кислотно-щелочным балансом крови. И вот, что нам будет важно: оксигенированный гемоглобин (т.е. гемоглобин, насыщенный кислородом) – в 70 раз (!!!) более сильная кислота, чем гемоглобин. Это играет большую роль в связывании в тканях О2 и отдаче в легких СО2. Потеря кислотных свойств гемоглобином при отдаче кислорода тканям усиливает его взаимодействие с СО2 (а соответственно и передачу СО2 от тканей в кровь). И наоборот: насыщение кислородом крови в легких повышает кислотность гемоглобина, который вытесняет кислотный остаток угольной кислоты из ее соединений, способствуя ее переходу в форму угольной кислоты (Н2СО3), которая тут же распадется на воду и углекислый газ, что увеличивает отдачу СО2 из крови в воздух легких. Говоря языком специалистов, благодаря гемоглобину процесс переноса СО2 в крови оказывается очень тесно сопряжен (связан) с переносом О2.
Так вот. У животных, использующих гемоцианин в качестве дыхательного пигмента, перенос O2 кровью не так тесно сопряжен с транспортом CO2, как у живых организмов, гемоглобин которых находится в эритроцитах вместе с карбоангидразой.
Прежде всего, становится более понятен выбор эволюции в пользу тех дыхательных пигментов (а именно: гемоглобина), которые содержат именно ионы железа: гемоглобин более эффективен.
Теперь посмотрим, что будет происходить, если будет повышаться концентрация углекислого газа в крови. Ясно, что прежде всего это увеличит концентрацию Н2СО3, т.е. увеличивается кислотность крови (рН крови снижается).
Для регулирования же кислотно-щелочного баланса кровь содержит специальные т.н. буферные системы, поддерживающие кислотность крови на стабильном уровне. И 75% буферной способности крови обеспечивает именно гемоглобин!!! Это происходит благодаря способности гемоглобина сильно менять свои кислотные свойства, описанной выше. В результате у человека pH крови равен 7,35—7,47 и сохраняется в этих пределах даже при значительных изменениях питания и др. условий. Например, чтобы сдвинуть pH крови в щелочную сторону, необходимо добавить к ней в 40—70 раз больше щелочи, чем к равному объему чистой воды. (На других буферных системах, а также дополнительных возможностях решения проблемы повышенной концентрации СО2 мы остановимся чуть позже.)
Но у богов в крови не гемоглобин, а гемоцианин (ну, или другой дыхательный пигмент на основе меди), который не столь сильно меняет свою кислотность при изменении концентрации О2, и поэтому не столь сильно способен нейтрализовать излишки кислотности при изменении концентрации СО2. Тогда что же будет с ними происходить при избытке углекислого газа?..
Прежде всего нарушится кислотно-щелочной баланс крови, ее рН упадет (т.е. повысится кислотность). Как можно привести в норму кислотно-щелочной баланс в этом случае?.. Первый ответ, который просится: путем добавления щелочей или оснований. И вот тут-то есть смысл вспомнить про замечательную формулу – С2Н5ОН !!! Для тех, кто случайно не в курсе: это – формула этилового спирта, содержащегося в алкогольных напитках и обладающего ярко выраженными основными свойствами.
И тогда пристрастие богов к спиртным напиткам, отмеченное автором в статье «Наследие пьяных богов» и легко обнаруживаемое в мифах, получает свое вполне прозаическое объяснение. Просто боги попали в условия, в которых их организм не справлялся самостоятельно с избытком углекислого газа (вследствие наличия у богов голубой крови). Им требовалось (!!!) чем-то нейтрализовывать излишнюю кислотность крови, возникающую из-за «излишков» углекислоты в ее составе! И боги использовали для этих целей т.н. этерификацию – реакцию образования сложных эфиров из спирта и органических кислот, содержащихся в крови. Эта реакция смещает равновесие в сторону более высоких рН, химически «выдавливая» вредный углекислый газ.
Именно в этом причина того, что боги научили людей изготовлять спиртные напитки и поставили эти напитки на одно из первых мест в жертвоприношениях!
Вообще, спиртные напитки обладают целым рядом замечательных свойств. Эти напитки содержат большое количество органических кислот, благодаря которым обладают и буферными свойствами, не позволяющими рН слишком опускаться, и тем самым препятствуют удержанию в крови излишков СО2. Но отметим сразу: эти свойства присущи прежде всего слабоалкогольным напиткам! Крепкие спиртные напитки ведут себя иначе. И может быть именно поэтому с древнейших времен известны рецепты лишь слабоалкогольных напитков, а крепкие спиртные напитки появились сравнительно недавно (лишь в последнее тысячелетие), - богам не нужна была крепость... Однако вернемся к другим свойствам алкогольных напитков…
Пьющие вино люди меньше болеют гриппом, чем непьющие. Таким образом, вино обеспечивает антигриппозную профилактику. Наблюдения врачей свидетельствуют, что люди, пьющие (умеренно) вино, реже не выходят на работу из-за инфекционных заболеваний, чем те, кто исповедует полное алкогольное воздержание. Лабораторные опыты показали, что красное вино, даже разбавленное, уничтожает вирус полиомиелита.
Установлено, что смертность от коронарной недостаточности обратно пропорциональна потреблению алкоголя. Но среди алкогольных напитков только вино обладает ярко выраженным превентивным эффектом в отношение сердечно-сосудистых заболеваний. Исследования показывают, что при умеренном употреблении вина, от одной до четырех рюмок в день (1 рюмка вина емкостью 100мл и крепостью 12 градусов содержит 10г спирта), смертность вследствие коронарной недостаточности снижается до 15-60% по сравнению с риском подобного исхода для людей, не пьющих вина. Зато не пьющие вина совсем, равно как и пьющие его чрезмерно (от 60г алкоголя в день и более), подвергаются очень высокому риску смертельного исхода.
«Слишком густая» кровь, то есть кровь повышенной вязкости создает серьезные предпосылки для образования сгустков, способных закупорить артерию, иначе говоря, привести к тромбозу. Алкоголь обладает свойством разжижать кровь.