[H+] = 某常数 x [H2CO3] / [HCO3-]
其中,
[H+] 代表氢离子浓度;
[H2CO3] 代表碳酸浓度;
[HCO3-] 代表碳酸氢根浓度;
因二氧化碳分压与碳酸浓度成正比,所以可改成:
[H+] = 某常数 x PCO2 / [HCO3-]
可以看出,PCO2越高则血液或体液越偏酸性;[HCO3-]越高则越能 "缓冲" 因PCO2改变造成的酸硷度改变幅度。酸度增加时,血红素与氧的结合力就下降;反之,当通气量增加,血中二氧化碳减少,使酸度降低,血红素与氧的结合力就增加,这会帮助氧气从肺泡进入血液。
影响血红素与氧的结合力的因素除了酸硷度外,还有温度,以及一种物质,DPG的浓度。温度或 DPG 提高都使血红素与氧的结合力下降。DPG全名是2,3-diphosphoglycerate,译做 [2,3-双磷酸甘油酸],含於红血球中,是葡萄糖的代谢产物。
DPG 在高度适应时会稍增加,而使血红素与氧的结合力稍减。但这是二氧化碳减少後引起的代偿反应。高度适应时体内二氧化碳减少使血液变硷,进而使血红素与氧的结合力大增,远盖过 DPG 的效应。DPG 的增加对於高度适应并没有帮助。血红素与氧的结合解离曲线是:纵轴为血红素的饱和度,横轴为氧压力,所画出
的曲线,呈S形。其特殊形状刚好让血红素在肺泡结合较多氧,而在身体组织把氧释放,因为身体组织比肺泡偏酸性。要看此曲线图,请参考:
http://www1.shore.net/~straub/labsk_hgbdis.htm 或
http://www.monroecc.edu/depts/pstc/paraohdc.htmDiamox (acetazolamide)促进肾脏排出碳酸氢根而使体内变酸,酸促进呼吸中枢提高通气量,排出二氧化碳。这时虽然二氧化碳减少,但血液并没有偏硷,是药物作用在肾脏先造成偏酸的缘故。所以 Diamox 预防高山病的原理主要在,降低二氧化碳浓度後,因在肺泡处的置换效应而提升肺泡氧分压;而非在影响血红素与氧的结合力。Diamox 使二氧化碳减少时,DPG 并没有增加,可见高度适应时的DPG 增加是因血液偏硷引起的代偿反映。以往曾有学者推测 DPG 增加有助於血液将氧释放给组织,而算对高度适应有帮助,但这是错的。高原动物如骆马,犁牛,它们的血红素与氧的结合解离曲线都比人类偏左,也就是血红素与氧的结合力
偏高,这样血液能从肺泡吸收较多氧;虽然在身体组织较不利於释放氧,但并不成为问题。
高海拔对身体的影响还有许多方面,例如骨骼肌细胞横径会缩小(也就是肌肉萎缩!),这样会使肌细胞内部与微血管的平均距离拉近,有利於撷取氧气。肌肉细胞内的粒线体数目也会减少。细胞内代谢的脢系统也会变化。这些影响有的有利,有的有害。
在极端高海拔停留超过数周,则会有食欲不振,消化不良,体重减轻,体力衰退等现象,称为进行性衰竭(altitude deterioration),通常发生於海拔 5500m以上,但因人而异。
[b][[结语]][/b]
高度适应最重要的一步就是增加呼吸通气量。若有人为方法促进高度适应,应该就是促进呼吸通气的方法。其中,药物 Diamox 就是这样。也应该存在一种人为呼吸法可以藉由增加通气量来预防高山病,我曾在台湾山岳杂志33期 (Dec-Jan2001) 发表一种在呼气後半期撮口吹气的呼吸法 (相当於医院中使用的 PEEP -- positive end-expiratory pressure) 值得尝试。