Отже, минулого разу, коли в нас закінчився час, ми говорили про еритропоетин, і ми сказали, що цей гормон виробляється клітинами нирки у відповідь на нестачу кисню в цих самих клітинах нирок. Тобто, якщо нирковим клітинам не вистачає кисню, вони починають виробляти еритропоетин, і дія цього гормону полягає у виробництві червоних кров’яних клітин, і в результаті, коли концентрація червоних кров’яних клітин у крові підвищується, то кожен мілілітр крові здатний переносити більше кисню, і це в результаті зможе забезпечити потреби всіх тканин тіла і, зокрема, самих нирок, правильно? І як ми сказали, ниркам потрібно багато кисню, тому що в них вбудовані дуже активні насоси, так, вони постійно перекачують усі ці речовини фільтрату, а це потребує чимало енергії, а для енергії потрібне окиснення, а для окиснення потрібен кисень.

Тепер інший аспект, який я хотів би зазначити щодо еритропоетину, — це медичне використання цього гормону. Ми використовуємо еритропоетин у фармацевтичних цілях, ми даємо його у вигляді ліків, і причина, як ви напевно здогадалися, у тому, що він стимулює кістковий мозок людини, якщо той недостатньо активний. І перший приклад, який мені спадає на думку, — це люди, що проходять курс хіміотерапії, так, хімічні компоненти хіміотерапії атакують клітини, що швидко діляться. Хіміотерапевтичні засоби, звісно ж, створені, щоб насамперед знищувати ракові клітини, щоб зупинити рак. Ракові клітини, як відомо, дуже швидко діляться, ракова тканина дуже швидко розростається. При хіміотерапії не використовуються медикаменти, які працювали б специфічно з клітинами пухлини; це було б чудово, погодіться, але, на жаль, на даний момент специфічних хіміотерапевтичних засобів немає, їх поки не створили.

Але що в нас є — якісь отруйні речовини, які атакують клітини, що швидко діляться, а це означає всі види клітин, що швидко діляться в організмі. І звідки вам це відомо? Чисто з вашого повсякденного спостереження за людиною на курсі хіміотерапії: у неї випадає волосся. Її волосся сповільнює ріст або перестає рости, і, звісно, це відбувається не завжди, але спостерігається при певних видах хіміотерапії, залежно від концентрації і тому подібного. Але загальна ідея в тому, що епітеліальна тканина — якраз один із тих видів тканини, яка швидко ділиться, правильно? Хіміотерапевтичні агенти починають руйнувати нормальні епітеліальні клітини. Одним із наслідків є знижений ріст волосся або його випадіння. Ну і само собою, інші клітини також потрапляють під приціл, і одними з таких клітин є клітини кісткового мозку. Кістковий мозок містить клітини, що активно діляться, виробляючи еритроцити і різні види захисних клітин, і хіміотерапевтичний агент порушує процес виробництва еритроцитів. Тому дуже часто люди на курсі хіміотерапії страждають на анемію, правильно? У результаті в них виникає анемія, тобто недостатня доставка кисню, і в даному випадку це відбувається через знижений вміст еритроцитів. Таким чином, спеціально вводять еритропоетин, щоб збільшити виробництво червоних кров’яних клітин. Є питання щодо цих моментів? Виходить створити чітку картину? Може, щось неясно?

Добре, тоді я хотів би перейти до нової теми, і це кислотно-лужний, або кислотно-основний баланс. Спершу розберемо загальні принципи кислотно-лужного балансу. Перше, на чому я хочу загострити увагу, — це необхідність даного кислотно-лужного балансу. Іншими словами, через що кислотність або ж кислотно-лужний баланс може вийти з ладу? І взагалі, чого нам турбуватися про кислотність? І відповідь у тому, що, по-перше, наш метаболізм — під метаболізмом я маю на увазі біохімічні процеси — наша біохімічна машина виробляє вільні іони водню, а як ми всі знаємо, вільні іони водню — це кислоти. Адже по суті ось що таке кислота, так, це вільні іони водню. Тому в результаті нашої біохімії — розщеплення речовин, окиснення речовин, перетворення речовин — ми виробляємо вільні іони водню, які, само собою, потрібно прибрати з нашої біологічної рідини.

Другий ефект вільних іонів водню — це вплив на активність ферментів. Під цим я маю на увазі те, що якщо поглянути на клітинну машину, на механізми клітини, то за великим рахунком основна частина її роботи регулюється ферментами, так? Уявіть біохімію клітини, уявіть цей конвеєр, на який ми поміщаємо первинний продукт, і він обробляється, так, обробляється і обробляється на різних етапах роботи цієї метаболічної машини. І на кожному з цих етапів роботи цю роботу контролюють ферменти, так, це дозволяє координувати машину клітини належним чином. І величезна частина цих ферментів регулюється концентрацією вільних іонів водню. Тобто якщо в нас певна концентрація вільних іонів водню, іншими словами, якщо біологічна рідина має певний рівень кислотності або певний рівень лужності, це прямим чином відіб’ється на активності та функціях певних ферментів.

І загальна ідея в тому, що клітинна машина запрограмована працювати в певному діапазоні pH, тобто при певній концентрації іонів водню. Та ж історія і з температурою: наша клітинна машина в ідеалі працює при температурі тридцять шість і шість, правильно? Якщо температура нашого тіла опуститься занадто низько або підніметься занадто високо, то це, звісно, порушує баланс нашої біохімічної машини. Деякі етапи біохімічного процесу більш чутливі до температури, ніж інші. Якщо температура відхиляється від значення тридцять шість і шість, то механізм починає збоїти. Те ж саме і з вільними іонами водню: якщо кислотність занадто сильно відхиляється від заданого значення, рівновага порушується, і клітинна машина все сильніше і сильніше починає виходити з-під контролю і незабаром ламається зовсім, розумієте?

Так от, щоб підтримувати баланс клітинних механізмів, нам потрібно підтримувати сталий рівень pH, сталий рівень кислотності, іншими словами, сталий баланс між кислотами і лугами. Вам зрозуміло, чому нам потрібні механізми контролю сталого рівня кислотності? Тому що без них наше клітинне середовище не зможе правильно функціонувати. І ми постійно виробляємо вільні іони водню, які здатні порушити дану рівновагу, розумієте? Тому нам потрібні ці механізми, щоб регулювати рівень pH. Добре, перш ніж ми приступимо до цих механізмів, давайте спершу позначимо діапазон pH, який сумісний із життям. Отже, нормальний pH позаклітинної рідини, наш оптимальний показник для роботи клітинної машини, становить сім цілих чотири десятих. І звичайно ж, кожен, хто проходив базовий курс хімії, знає, що pH сім означає нейтральний розчин, тобто баланс між вільними іонами водню і вільними акцепторами в даному розчині. Кислоти виступають донорами вільних іонів водню, луги є акцепторами, тобто такими, що приймають вільні іони водню, правильно?

Отже, кислота — це донор іонів водню, а луг — це акцептор іонів водню. Якщо між ними виникає баланс, то показник pH буде рівно сім, він буде дорівнювати семи. І це вираховується парою математичних формул, але навіщо витрачати час? Нам лише потрібно пам’ятати, що pH сім означає нейтральність, співвідношення кислот і лугів. І, звісно, якщо pH більше семи — сім один, сім два, сім три, вісім, дев’ять — тоді в нас надлишок на лужній стороні, тобто занадто багато лугу і недостатньо кислот. Якщо ж показник pH менше семи, то в нас занадто багато кислот, а у нас кислотність завищена.

Виходячи з показників сім і чотири, ми бачимо, що наш організм працює трохи в лужному середовищі. Таким чином, із точки зору фізіології, із точки зору кислотності нашої біологічної рідини, ми можемо сприймати pH сім і чотири як нейтральний, так. Зрозуміло, що це не зовсім нейтральний, більш лужний склад, але з точки зору оптимального показника для нашої фізіології — він нейтральний. Таким чином, якщо pH опуститься нижче семи цілих чотирьох десятих, то ми говоримо, що людина відчуває ацидоз, тобто перебуває в стані підвищеної кислотності. Тобто я намагаюся дати вам зрозуміти, що якщо у людини показник сім і два, наприклад, то ми говоримо, що у неї ацидоз. У реальності, звісно, з точки зору хімії, вона досі перебуває на лужній стороні, але з точки зору фізіології або медицини в цілому, вона в стані ацидозу.

Тепер, нижня межа pH, сумісна з життям, буде в районі шести цілих дев’яти десятих. Тому, якщо ваш pH впаде до шести цілих дев’яти десятих, якщо у вас виникне такий дисбаланс між нормальним показником і даним станом, ви опинитеся в критичному становищі. Тепер, якщо замислитися, чи здається вам, що це делікатний баланс? Чи здається, що шість і дев’ять так далеко від семи і чотирьох? Але якщо, приміром, ми прийдемо в магазин і там буде різниця між сімома доларами і сорока центами і шістьма доларами дев’яноста центами, ви навряд чи скажете, що це серйозна знижка, правильно? Для нас ці два числа будуть досить близько.

Але менше з тим, не забувайте, що у випадку з pH, коли ми використовуємо значення pH, одна одиниця дорівнює десятикратній зміні в концентрації іонів водню. Десятикратна зміна! Тобто, якщо ми опускаємо pH з семи до шести, це означає, що ми збільшили кількість іонів водню в десять разів. Це як якби замість однієї ложки цукру в каву ви б додали десять ложок у каву. Досить істотно, як на мене. Так що це великий стрибок у концентрації. Оскільки одна одиниця pH означає десятикратну зміну в концентрації іонів водню, тому якщо опуститися з семи цілих чотирьох десятих до шести цілих дев’яти десятих, концентрація вільних іонів водню зміниться десь у чотири рази. Так.

Іншими словами, опускаючись із семи цілих чотирьох десятих до шести цілих дев’яти десятих, ми залишаємо досить розлоге вікно для допустимої концентрації іонів водню, розумієте? Так що цей баланс не настільки делікатний, як деякі інші процеси в організмі. Добре, наше тіло здатне вижити при досить істотній зміні в концентрації вільних іонів водню. Проблема в тому, що ми використовуємо шкалу pH для вимірювань, так, у даному випадку ця шкала недостатньо точна на перший погляд. Здається, що зміна з семи цілих чотирьох десятих до шести цілих дев’яти десятих не така вже й серйозна, але за фактом зміна дуже велика.

Тепер, якщо перевищити сім цілих чотири десятих, якщо показник pH піде вище семи цілих чотирьох десятих, тоді ми говоримо, що у людини алкалоз, тобто у неї підвищена лужність. І верхня межа pH, яка сумісна з життям, становить сім цілих вісім десятих. Тепер, коли я називаю ці крайні показники, коли я кажу, що умови для життя знаходяться в діапазоні від шести цілих дев’яти десятих до семи цілих восьми десятих — так воно і є, але менше з тим, ви повинні розуміти, що у фізіології все і завжди залежить від швидкості змін. Тобто, якщо я раптово зміню ваш pH з семи цілих чотирьох десятих до шести цілих дев’яти десятих, ви не виживете, розумієте? Але якщо зміни відбуваються протягом, скажімо, місяця, то для вас вони пройдуть не так болісно, тому що тіло здатне компенсувати втрати різними способами. Так що ці межі в шкалі pH — суто для загального відома. Потрібно розуміти, що ви можете побачити на вигляд цілком здорову людину з рівнем pH шість цілих дев’ять десятих, якщо цей стан розвивався у неї досить повільно. Але якщо раптом це сталося раптово, то організм не витримає.

Гаразд, значить, якщо рівень pH знижується, якщо у людини занадто підвищена кислотність, то в результаті вона впаде в кому. Вона втратить свідомість, і чим далі прогресує, чим сильніше розхитується баланс, тим швидше це призводить до смерті, правильно? Якщо взяти іншу крайність, якщо pH піде вгору і у людини виникне підвищена лужність, вона стане залужнюватися, і тоді її нервова система стане гіперзбудливою. Тобто, замість відключення нервової системи, наступної коми і смерті, її нервова система стане гіперзбудливою. Виникнуть конвульсії, що є наслідком безладного потоку нервових імпульсів по всіх нейронах одночасно. Запускається занадто багато потенціалів дії, що, звісно ж, врешті-решт теж призведе до смерті, як ви вже могли здогадатися. Таким чином, при ацидозі нервова система сповільнюється, кількість потенціалів дії почне падати, і в кінцевому підсумку нервова система відключається повністю. При алкалозі запускається занадто багато потенціалів дії, внаслідок чого нервова система перезбуджується, що призводить до смерті з іншого боку, розумієте?

Отже, ось базові ідеї, які дають уявлення про кислотно-лужний баланс. Тепер заглибимося в деталі. Так, для початку я хотів би поговорити про кислотність і про вуглекислий газ. Добре, спершу поговоримо про вуглекислий газ. Як ви знаєте, він є продуктом окиснення, правильно? Коли ми окиснюємо що-небудь, приміром, глюкозу, так, C₆​H₁₂​O₆​, і окиснюємо її за допомогою шести молекул кисню, то в підсумку ми отримаємо шість молекул вуглекислого газу, шість молекул води, ну і само собою, купу енергії. І по суті все це допомагає нам — і мені знадобилося чимало часу, щоб у цьому розібратися, коли я був у вашому віці — допомагає нам позбутися вуглецю в глюкозі через молекули вуглекислого газу. Тобто, вуглекислий газ — це спосіб позбутися вуглецю, який ми спалюємо. І звісно ж, у даному випадку йдеться про спалювання в нашому тілі, про окиснення всередині наших клітин. І коли ми беремо молекулу глюкози і розбираємо на частини, щоб витягти енергію з ковалентних зв’язків, що в принципі є нашою основною метою, у нас залишається водень, вуглець і кисень, так? І потім нам потрібно позбутися цих матеріалів. І ми позбуваємося вуглецю через що? Через вуглекислий газ. Тобто, ось вона наша клітина, сидить собі, метаболізує, окиснює, спалює паливо, виробляє вуглекислий газ, і той потім дифундує у позаклітинну рідину, правильно?

Ці гази дифундують; ніде в тілі ми не використовуємо активний транспорт для перенесення газів. Кисень і вуглекислий газ, або той самий азот — усі вони просто дифундують. Усередині клітини, де ми, власне, і виробляємо вуглекислий газ, він буде накопичуватися і, отже, дифундувати через клітинну мембрану в позаклітинну рідину. І потім він почне накопичуватися в тканинній рідині, внаслідок чого дифундує в кров. Потім кров доставить його до легень, ну і звідти вуглекислий газ дифундує в альвеолярні мішечки ваших легень, і ви, само собою, видихаєте його назовні. Так, ось як ми позбуваємося вуглекислого газу — ми видихаємо його в атмосферу.

І все б нічого, та ось тільки вуглекислий газ не дуже добре розчиняється у воді. Ми не можемо розчинити його у воді в достатніх кількостях; щиро кажучи, ми не здатні розчинити його у воді й доставити до легень із такою самою швидкістю, з якою ми його виробляємо. Давайте ось якраз на секунду і зупинимося на розчинності. Якщо взяти воду і речовини, що розчиняються в ній, то деякі з них швидко розчиняються у воді — як-от цукор, столовий цукор, сіль (можна розчинити у воді силу-силенну солі), а деякі розчиняються дуже неохоче або взагалі не розчиняються. Приміром, олії або ліпіди не розчиняються у воді, так. Також є речовини, які хоч і розчиняються у воді, але мають обмежену розчинність. Наприклад, якщо продовжувати засипати сіль у склянку води, зрештою вода стане насиченою, правильно? Я заповню всі пробіли між молекулами води, в які зможе пролізти сіль, або ж я заповню ці пробіли цукром — тобто всі місця зайняті. Тому, якщо я продовжу насипати те, що намагаюся розчинити, воно просто осяде на дно, якщо воно щільніше за воду, або ж спливе на поверхню, якщо воно легше за воду, так? Так що у різних речовин різна розчинність, вони розчиняються в різних кількостях на одиницю об’єму, на мілілітр води.

Ось до чого я веду: вуглекислий газ розчиняється у воді, але вельми слабко, у нього обмежена розчинність. Проблема в тому, що наші клітини виробляють вуглекислий газ швидше, ніж ми можемо доставити його до легень. Через обмежену розчинність ми не можемо вмістити достатньо вуглекислого газу на кожен мілілітр води, а у вас, ясна річ, вона в обмеженій кількості у вигляді крові, у вигляді плазми — вона циркулює по кровоносній системі. Тобто швидкість потяга обмежена, як і обмежена вантажопідйомність кожного вагона. Ви зі мною? Виходить, що ми виробляємо його швидше, ніж наш потяг здатний доставити до легень, і нам потрібно терміново щось із цим робити. Бо інакше вуглекислий газ почне накопичуватися, а якщо в клітинах його буде занадто багато, то він почне блокувати реакції, правильно? Якщо заблокувати вихлопну трубу автомобіля, він пропрацює вельми недовго, так, адже тоді вихлопні гази підуть назад, заповнять камери згоряння, і двигун просто-напросто заглохне, тому що не зможе підтримувати реакцію горіння.

То що ж нам робити? Як ми вирішимо цю проблему? Як нам перенести більше вуглекислого газу з клітин до легень, не прискорюючи потяг, не прискорюючи кровотік? По суті, нам потрібно якось вмістити більше вуглекислого газу на мілілітр води, правильно? І як же це зробити? Рішення вельми просте: рішення в тому, що молекули води спонтанно з’єднуються з вуглекислим газом, утворюючи H₂​CO₃​, або ж вугільну кислоту. Вугільна кислота набагато краще розчиняється у воді, ніж вуглекислий газ. Так що моїм рішенням буде тимчасово перетворити вуглекислий газ на вугільну кислоту. Ну що, ви зі мною? Уявіть мілілітр води, який рухається від тканин до легень, і десь у тканинах я завантажую в цей вагон певну кількість вуглекислого газу і певну кількість вугільної кислоти. Потім я можу доставити цей потяг із вагонами до легень, де відбудеться вивантаження: вуглекислий газ дифундує назовні, вугільна кислота розпадається на вуглекислий газ і воду — це оборотна реакція — і в результаті вуглекислий газ дифундує. Вам зрозуміло? Я беру вуглекислий газ із клітин, перетворюю його на вугільну кислоту, циркулюю цю кислоту до легень, потім перетворюю цю вугільну кислоту назад на вуглекислий газ і воду, і тоді він без зусиль дифундує в повітря альвеолярних мішечків, яке ви потім видихаєте. Тобто вугільна кислота служить чимось на кшталт тимчасового транспорту, такою структурою, в яку я можу перетворити вуглекислий газ і доставити його до легень у більшій кількості. Вам зрозумілий сенс? Я знаю, що як тільки ми зачіпаємо хімію, всі сидять, понуривши погляд. У даному випадку, сподіваюся, вам зрозуміло, як це працює, вловлюєте сенс?

Добре, просто хочу пересвідчитися. Так, зазначу ще пару моментів. Перше: вуглекислий газ з’єднується з водою і виробляє вугільну кислоту сам по собі, мені не потрібно нічого робити. Іншими словами, якщо взяти велику мензурку води і балон вуглекислого газу, я можу помістити шланг із балона у воду, пустити газ — буль-буль-буль-буль-буль — вуглекислий газ почне виходити на поверхню, і деякі молекули вуглекислого газу і води зіткнуться разом, і бам — у вас готові молекули вугільної кислоти, так. І таким чином ми можемо виробити багато вугільної кислоти в цій воді. А чи робимо ми це в реальному житті? Звичайно! Вам же подобаються газовані напої? Вам що більше до вподоби: розчинний сік чи банка содової? У чому різниця між розчинним соком і содовою? Ну, ясна річ, смак. Але якщо розмішати цей розчинний сік із газованою водою — вона стане содовою. Нам це подобається. А чому нам це подобається? Чому ми любимо газовані напої? Ну, крім пива, яке теж вважається газованим напоєм… Але ви ж не любите пиво? Ви ж не любите його, правильно? У нього жахливий смак. Якщо випити апельсиновий сік або апельсинову газировку, то відчуття різні. А в чому ж різниця? Як би ви описали відчуття від газировки? Невелике поколювання і слабке печіння. Вам подобається це відчуття в роті, так? Воно вам подобається більше, ніж без нього. Газировка має кислотність через вугільну кислоту, яка в ній утворилася.

І звичайно ж вам подобаються бульбашки, а що це за бульбашки? Коли ви знімаєте кришку з пляшки, то починають виходити бульбашки — що це? Ця вугільна кислота розпадається на вуглекислий газ і воду, правильно? Це вуглекислий газ виходить із води. Ось про що я говорю. Саме це і відбувається у вашому тілі, тільки ми не формуємо бульбашки. У тканинах біля клітин вуглекислий газ з’єднується з водою, формує вугільну кислоту, доставляє її до наших легень, де вона розпадається і вуглекислий газ випаровується з вашої рідини назовні. Так, бульбашки ми не формуємо, адже молекули покидають воду поодинці. Якщо ціла купа молекул зійдеться разом, тоді, само собою, утвориться бульбашка, правильно?

Нам подобаються речі трохи з кислинкою, так же ж? Ви додаєте лимон у рибу, вам подобається, коли їжа має якийсь кислотний присмак. А якщо вона занадто кислотна, то ви, звісно, не станете її їсти. Наприклад, ви ж не будете їсти скисле молоко або протухле м’ясо, так? І причина в тому, що така їжа занадто кисла, вона занадто кислотна. І звичайно ж, висока кислотність середовища говорить про те, що воно розпадається. Чому нас це турбує? Нас хвилює, що вона розпадається? Ні. Чому вона розпадається? Тому що вона лежала дуже довго. А в чому проблема з їжею, яка дуже довго лежить? Її заповнюють бактерії. Тобто кислотність — це ознака того, що їжа, швидше за все, заражена, вона забита бактеріями, і тому вам не варто її їсти. Адже немає нічого страшного в кислотності їжі. Скисле молоко — не страшно, так, якщо тільки воно не заповнене бактеріями, які можуть вас заразити. Так що це лише сигнал для вас.

Ладно, загалом ви вловлюєте суть вугільної кислоти. Так, вуглекислий газ і вода спонтанно з’єднуються і формують вугільну кислоту. Тепер, проблема цієї реакції в тому, що коли ці дві молекули стикаються, то й формують вугільну кислоту. Швидкість цієї реакції недостатньо висока, щоб перенести потрібну кількість вуглекислого газу. А якщо реакція недостатньо швидка, а нам потрібно її прискорити — що ми робимо? У нашому тілі, якщо ми хочемо, щоб реакція йшла швидше, ніж при спонтанних умовах, що ми робимо? Додаємо ферменти.

Фермент, який ми додаємо, називається вугільна ангідраза, або ж карбоангідраза. Загальна ідея в тому, що всюди в нашому тілі — всередині клітин, зовні клітин, звідусіль у нас є цей фермент карбоангідраза. Клітини виробляють і виділяють цей фермент, і він прискорює реакцію води і вуглекислого газу. Тобто він підвищує ймовірність запуску цієї реакції. Адже як взагалі працюють ферменти? Ось він плаває собі, цей білок, раптом він чіпляється до молекули вуглекислого газу, а потім іншим кінцем чіпляється до води, змінює свою форму і — клац! — склеює їх разом. І тим самим підвищує ймовірність їхньої реакції. Так що у нас в арсеналі є ця карбоангідраза, щоб прискорити дану реакцію і підвищити ефективність транспортування вуглекислого газу. Поки що все зрозуміло? Не соромтеся, поставте питання, якщо не вловлюєте, про що я говорю. Я прекрасно розумію, що цей матеріал може здатися віддаленим, ми говоримо про молекули, молекулярні взаємодії, так, тут сам чорт ногу зламає, поки все розставить по поличках.

Так ось, із цим механізмом є невелика проблемка. Цей процес дуже ефективний при транспортуванні вуглекислого газу від клітин до легень. Проблема в тому, що молекули вугільної кислоти розпадаються і можуть виробити вільні іони водню і HCO₃−​, тобто гідрокарбонат, або ж бікарбонат. Тобто тепер у нас з’явилися вільні іони водню. Ну і само собою, що роблять вільні іони водню? Вони роблять рідину більш кислотною. Вони роблять позаклітинну рідину або будь-яку іншу рідину кислотною. Ось у чому проблема. Звичайно, варто також пам’ятати — потрібно намалювати, поки не забув, що всі ці реакції оборотні, так? Тобто знову уявіть всю ситуацію цілком.

Ось що станеться. Ми знаходимося десь тут, у тканині між клітинами. Клітини запускають окиснювальну реакцію і виробляють вуглекислий газ як побічний продукт. Потім вуглекислий газ дифундує у позаклітинну рідину і з’єднується з водою, формуючи вугільну роботу. А вугільна кислота розпадається і виробляє вільні іони водню та гідрокарбонат-іони, так? Тепер вугільна кислота, вільні іони водню і гідрокарбонат-іони дифундують у кров, де вони то знову з’єднуються, то знову розпадаються. Не забувайте, що коли мова йде про такі оборотні, або реверсивні реакції, то всі залучені компоненти постійно розпадаються і знову з’єднуються, розпадаються і знову з’єднуються. Ось як потрібно це собі представляти.

Отже, вугільна кислота потрапляє в кров, розпадається, знову з’єднується, розпадається, знову з’єднується і тим самим змінює рівень pH, правильно? Кровотік відносить її до легень, і в легенях вугільна кислота розпадається на вуглекислий газ і воду, і тоді вуглекислий газ дифундує назовні. Ну і звичайно, вільні іони водню і гідрокарбонат-іони також стикаються і зливаються у вугільну кислоту, яка потім розпадається на воду і вуглекислий газ, який також дифундує назовні, правильно? Тобто ця реакція самовільно повертається до вихідних реагентів. Добре.

Мені намалювати? Ось ваші легені, ось ваша кровоносна система, клітини в тканинах. Отже, ця клітина почне виробляти вуглекислий газ, так, потім він з’єднається з водою і сформує вугільну кислоту, H₂​CO_3​. Вугільна кислота потрапить у кров і потім циркулює до легень. У процесі ця вугільна кислота розпадається і знову утворює вуглекислий газ і воду. Вуглекислий газ дифундує в легені, і ми видихаємо його назовні. І само собою, кров повертається до клітин за новою порцією вуглекислого газу. Є думки з цього приводу? Якщо я візьму зразок венозної крові і зразок артеріальної крові, як по-вашому, у них буде різний рівень pH? Якщо я візьму зразок артеріальної крові, pH буде сім цілих чотири десятих. А якщо взяти зразок венозної крові, то який там буде показник? Я не прошу вас відповідати, я лише хочу, щоб ви подумали, який рівень pH буде у неї в порівнянні з артеріальною кров’ю. Він буде більш кислотним. Так.

Якщо точніше, він буде становити сім цілих тридцять п’ять сотих, і зрозуміло, що ця різниця несуттєва, але тут суть у тому, що венозна кров переносить вуглекислий газ, який виробляє вугільну кислоту, яка розпадається і в певній мірі виробляє іони водню, тому венозна кров буде трохи більше кислотною, ніж артеріальна кров. Добре. Тепер головна ідея, ключова думка, яка повинна залишатися з вами відтепер і навіки, пов’язана з тим, що у фізіології — і це не зовсім вірно в хімії, а лише у фізіології — для вас вуглекислий газ завжди повинен дорівнювати вільним іонам водню. Іншими словами, чим більше у вас вуглекислого газу, тим більше буде вільних іонів водню. Тобто, збільшивши концентрацію вуглекислого газу, я також збільшую концентрацію вільних іонів водню. За великим рахунком вони рівні. Повторюся, я в курсі, що з хімічної точки зору вони нерівні, але з фізіологічної — еквівалентні. Концентрація вуглекислого газу в організмі підвищилася — значить, підвищилася і концентрація вільних іонів водню, вловлюєте?

Тепер давайте поговоримо про кислотність і вентиляцію. Для початку хотів би зупинитися на гіповентиляції. Гіповентиляція — про що я говорю? Ну, це коли ви затримуєте дихання. Тобто ви недостатньо дихаєте або ж гіповентилюєте. Якщо я прямо зараз затримую дихання — звісно, я не можу говорити при затримці дихання, але що станеться? Я просто показую вам, що я не дихаю. Шкода, що не можу довести. Добре. Отже, якщо ви перестанете дихати, що стане з концентрацією вуглекислого газу у вашому тілі? Цієї ж секунди ваші клітини все так само продовжують виробляти вуглекислий газ, правильно? Але тепер ви його не видихаєте. Тобто, як тільки ви перестаєте дихати, концентрація вуглекислого газу у вашій біологічній рідині починає рости, і причому миттєво. Так. Тобто, знижуючи вентиляцію, я почну збільшувати концентрацію вуглекислого газу у моїй позаклітинній рідині. А якщо я збільшу свою концентрацію вуглекислого газу, то, само собою, я збільшу концентрацію вільних іонів водню, і тим самим буде знижуватися рівень pH, іншими словами — я підвищую свою кислотність. Я почну відчувати ацидоз. І чим довше я затримую дихання, тим більш кислотним я стаю.

До чого це призведе в кінцевому підсумку? Скажімо, ви батько, і у вас є ця шкідлива капризна дитина, яка хоче бігати по дому і біситися, як і багато дітей на певному етапі свого розвитку, так, і вона дізналася, що якщо затримати дихання, вона почне червоніти, ви почнете хвилюватися і вам доведеться підкоритися її вимогам. Як же вам впоратися з цим гадьонишем? Що ви будете робити? Дозвольте йому затримати дихання. Що буде, якщо він не дихає достатньо довго? Він почне ставати все більш і більш кислотним. Якщо він виявиться достатньо впертим, що буде тоді? Він втратить свідомість, так. І як тільки він відключиться, то тут же почне дихати. І тоді він зрозуміє, що цей трюк не працює, і що це не дуже приємне відчуття насамперед. Тоді він перестане затримувати дихання, правильно? Ви дасте йому урок, що з вами такі фокуси не пройдуть. І діти часто таке роблять, правильно? У них ще поки немає набору знань, вони ще не знають, що працює, а що ні. Вони не знають про еквівалентність вуглекислого газу і вільних іонів водню у своїй фізіології. Так що в даній ситуації їхня нервова система відключається. І трохи раніше я говорив, що людина впадає в кому, якщо вона стає занадто кислотною, але в даному випадку центральна нервова система відключається на дуже короткий час.

Мене цікавить ще один момент. Ви часто буваєте в лікарнях? Були в лікарні на практиці? Якщо ні, то будете, і досить часто, в силу вашої професійної приналежності. Так от, коли прийдете наступного разу в лікарню на стажування або просто кого-небудь провідати, озирніться по сторонах. Де-небудь у коридорі буде стояти так званий медичний візок, або медичний столик на колесах з усілякими інструментами. І коли у когось у лікарні стається зупинка серця або кардіореспіраторний арешт — називають код тривоги, код червоний або як там роблять у вашому госпіталі — потім група фахівців швидкої допомоги миттю збігається на поверх до пацієнта. І десь у певному місці в коридорі стоїть цей екстрений візок з усіма необхідними інструментами, щоб допомогти пацієнту з кардіореспіраторним арештом. Якщо у когось раптово зупинилося серце, якщо він припинив дихати, він буде лежати на підлозі без свідомості, і всі кинуться до нього з цим візком, на якому буде дефібрилятор і купа різних внутрішньовенних розчинів, які можуть знадобитися. Ну, і там ще будуть усілякі інструменти, які фельдшер швидкої допомоги бере з собою на виклик.

Так от, як побачите такий візок, то зверніть увагу, що там є. І там буде, крім усього іншого, цілий ряд лужних рідин, таких як лактат натрію, гідрокарбонат натрію і тому подібне. Загалом, внутрішньовенні лужні розчини. І все це потрібно для того, щоб оперативно ввести потрібну кількість цих досить сильних лужних розчинів в організм. І навіщо їм це робити? Причина в тому, що якщо людина не дихає, її кислотність почне негайно і швидко рости. Тому їй внутрішньовенно вводять лужні розчини, щоб повернути її рівень pH в норму. Інакше її клітини, особливо клітини центральної нервової системи, почнуть відключатися, розумієте?

Так що критично важливо підтримувати потрібний рівень pH. Отже, це що стосується гіповентиляції.

Тепер я хотів би зупинитися на ефекті, протилежному гіповентиляції, але у нас не залишилося часу, на жаль.

Отже, у п’ятницю у нас буде тест, і всі теми написані на дошці, так що готуйтеся і до зустрічі.