Зачем нам нужны ионы водорода. Еще в 1909 году Сёренсон первым указал на исключительное влияние ионов водорода на биологические реакции

Еще в 1909 году Сёренсон первым указал на исключительное влияние ионов водорода на биологические реакции. Он же, как мы уже знаем, первым предложил оценивать кислотность растворов не по истинной концентрации ионов водорода в растворе, а по величине рН. Так в дальнейшем будем поступать и мы.

А теперь более внимательно посмотрим на ионы водорода, которые находятся в нашем организме.

Наш организм состоит из множества клеток. Клетка — это самая элементарная единица, способная поддерживать жизнь, но в то же время она представляет собой весьма сложный объект. Клетка — это отдельный микромир, имеющий четкие границы, внутри которых существует непрерывная химическая активность и непрерывный поток энергии. Клетка имеет наружную мембрану, главная функция которой состоит в регулировании обмена различных веществ между клеткой и внешней средой.

Внутри клетка также с помощью мембран поделена на отдельные отсеки (компартменты). И чем, прежде всего, для нас интересны в данный момент эти отсеки — так это разной концентрацией ионов водорода в каждом из них. То есть в каждом отсеке поддерживается не только кислая среда, но и с различной величиной рН, иногда ниже 4 единиц. А в целом наружная мембрана или клетка в целом несет на себе положительный электрический заряд. А чтобы создавать такие повышенные концентрации ионов водорода в отсеках — в каждой мембране имеются механизмы активного переноса ионов водорода из внеклеточной среды в эти отсеки, которые называются протонными помпами. Напомню здесь, что ионы водорода — это и есть в чистом виде протоны. А чтобы протонные помпы могли перекачивать ионы водорода — нужны по крайней мере сами ионы, а проще говоря, нужна подкисленная межклеточная среда, а такую среду может создать только подкисленная кровь. Так мы опосредованно пришли к выводу, что кровь обязательно должна содержать в себе достаточную концентрацию ионов водорода.

Здесь, мне кажется, следует более зримо показать какая концентрация ионов водорода может быть при различных реакциях среды, отличающихся не только на целые единицы рН, но и на сотые доли, а также в каком соотношении ионы водорода находятся с гидроксид-ионами при разных реакциях крови. Например, рН питьевой воды может быть равным и 6, и 8 единицам. Что могут говорить нам эти цифры? Прежде всего следует сказать, что никого из нас и никогда эти цифры не интересовали. А в общем они говорят, что первая вода кислая, а вторая щелочная. И большинство из нас выберет щелочную воду, потому что она покажется более приятной на вкус, но правильный ли будет этот выбор с точки зрения не вкуса, а здоровья — нам еще предстоит разобраться в этом.

А как изменяется концентрация ионов, водорода при изменении реакции среды от 6 до 8? Оказывается, при рН 6 концентрация ионов водорода в 100 раз выше, чем при рН 8. Но и концентрация ионов водорода еще мало о чем нам говорит, ведь наряду с ионами водорода в растворах обязательно имеются гидроксид-ионы (ОН"). И уменьшение концентрации ионов водорода тут же приводит к увеличению концентрации гидроксид-ионов, и наоборот. Поэтому более информативным для нас будет соотношение Н⁺/ОН" при разных значениях рН. При рН6 на 100 ионов водорода приходится только один гидроксид-ион, а при рН 8 уже на один ион водорода приходится 100 гидроксид-ионов. Как видим, и при щелочной реакции крови (рН 8) в ней еще имеются ионы водорода, но каждый из них находится в густом лесу, состоящем из ОН". Легко ли при таком соотношении ионов водорода и гидроксид-ионов протонным помпам найти и перенести внутрь клетки необходимое число протонов? Такой поиск можно сравнить только с поиском иглы в стоге сена. И именно при такой реакции крови (алкалоз) нас ожидает множество болезней.

Рассмотрим еще несколько соотношений между Н⁺ и ОН" при наиболее вероятных реакциях крови. Так, в учебнике по физиологии человека для медицинских институтов написано, что кровь имеет слабощелочную реакцию: рН артериальной крови равен 7, 4, а рН венозной, вследствие большого содержания в ней углекислоты, равен 7, 35. Обратите внимание на последнюю цифру и сравните ее с предыдущей. Реакция венозной крови всего на 0, 05 единиц меньше артериальной, а ведь она несет в себе весь тот углекислый газ, который непрерывно выделяется в нашем организме и через легкие выбрасывается в атмосферу. Реакция венозной крови как раз и говорит нам о незначительных возможностях неглубокого дыхания (задержки некоторого количества углекислого газа в организме) по подкислению крови. И если по какой-то причине у нас будет высокая щелочность крови, то вряд ли нам удастся исправить это негативное положение одним только изменением режима дыхания.

При реакции крови рН 7, 4 на один ион водорода приходится шесть гидроксид-ионов. А при рН 7, 35 на один ион водорода приходится пять гидроксид-ионов. И в одном, и в другом случае в крови преобладают ионы ОН". Если же мы каким-либо способом понизим реакцию нашей крови всего на 0, 2 (я имею в виду первоначальную реакцию крови в 7, 4), то при рН 7, 2 на один ион водорода будет приходится уже не шесть, а только два иона ОН". А если мы еще больше подкислим нашу кровь, чтобы ее реакция хотя и незначительно, но все же стала кислой, например, рН 6, 95 — это совсем недалеко от нейтральной реакции крови, то отношение Н⁺ к ОН" станет равным 5/4. Как видим, при такой реакции крови ионы водорода уже становятся хозяевами положения, да и концентрация их в крови увеличивается в три раза по сравнению с той, которая была при рН 7, 4. Вот что в действительности дают, казалось бы, незначительные изменения рН нашей крови.

Здесь я еще немного задержу внимание читателей на четырех разных реакциях крови и покажу количественно как отношение Н⁺/ОН" может сказываться на нашем здоровье. Реакции эти равны 6, 0, 6, 8, 7, 4 и 8, 0.

Если мы считаем, что реакция крови с рН 7, 4 является нормальной реакцией для нашей артериальной крови, то тогда следует считать нормальным и такое отношение Н⁺/ОН", когда на один ион водорода приходится шесть ионов ОН".

Но если эту реакцию крови (рН 7, 4), которую мы считаем нормальной, повысить всего на 0, 6 единицы, то получим алкалоз (рН 8, 0). А это не только очень болезненное состояние организма, но и почти безжизненное. А отношение Н⁺/ОН" при этом будет выглядеть как один к ста. То есть при таком соотношении между Н⁺ и ОН" протонные помпы просто не в состоянии будут найти в крови и перекачать внутрь клетки ионы водорода, хотя эти ионы и будут находиться в крови. И в результате мы будем болеть. И это всего лишь при незначительном сдвиге реакции крови в сторону повышения рН.

А теперь понизим рН крови (повысим концентрацию ионов водорода в ней) относительно так называемой нормальной реакции (относительно рН 7, 4) и тоже всего лишь на 0, 6 единицы. При такой реакции крови (при рН 6, 8) наступает оздоровление организма (более подробно об этом говорится в следующей главе). А отношение Н⁺ к ОН" при этом будет выглядеть как 5 к 2. То есть ионов водорода в крови будет уже больше, чем ионов ОН", хотя и незначительно. Но прошу читателей обратить на это особое внимание, как при равном и незначительном сдвиге реакции крови в одну и в другую сторону относительно имеющейся у нас реакции крови (относительно рН 7, 4), происходят очень большие изменения концентрации ионов Н" ¹" и ОН" в крови, что незамедлительно сказывается и на нашем самочувствии, и на нашем здоровье.

Если мы продолжим подкисливать кровь, то ее реакция может понизиться до рН 6, 0. По медицинской терминологии это уже ацидоз, то есть кислая кровь. При такой реакции крови отношение Н⁺/ОН" равно 100 к 1. И если при рН 8, 0 человек становится очень больным, то при рН 6, 0 может происходить даже оздоровление организма человека (более подробно об этом говорится в следующей главе).Уже одно такое краткое сравнение состояний нашего здоровья при четырех разных, но реальных для нас реакциях крови, говорит нам о большом влиянии концентрации ионов водорода в крови на наше здоровье.

Остановлюсь кратко и еще на двух физиологических явлениях, напрямую связанных с ионами водорода.

Первое — об энергетике клетки. Нередко можно прочитать, что люди получают энергию непосредственно из космоса или от Солнца, что очень полезны продукты, накопившие в себе энергию нашего светила. Надо полагать, что это всего лишь красивая фантазия. Да, для поддержания жизни необходима энергия и она производится в самом организме в результате окисления кислородом жиров, белков и углеводов. От обеспечения нашего организма энергией зависит и наше здоровье, и наше долголетие. Чтобы в любом возрасте мы оставались и здоровыми, и жизнедеятельными, — мы прежде всего должны обеспечивать в полной мере свой организм энергией. Но обеспечить организм энергией вовсе не означает наполнить его жирами и углеводами и, переведя математически все это в килокалории, довольствоваться достигнутым. Наш организм состоит из множества клеток и только здоровая жизнь каждой клетки может обеспечить нам полноценное здоровье. Вся совершающаяся в клетках работа — химическая, механическая, электрическая и осмотическая — выполняется с потреблением энергии. Так вот, чтобы получить необходимую для организма энергию, надо еще суметь сжечь запасенное в нем топливо. То есть надо еще доставить в организм достаточное для этого количество кислорода. Казалось бы, чего проще, ничего не надо покупать, а бери из воздуха сколько необходимо этого самого кислорода и никаких проблем. Но, оказывается, проблем здесь еще больше, чем с продуктами питания. Человек практически всю жизнь испытывает кислородное голодание (гипоксию). Я как-то слушал лекцию по этой теме (по гипоксии) и лектор сделал такое заключение, что поскольку мы ничего не можем сделать по преодолению гипоксии, то нам надо постепенно адаптировать свой организм к этому состоянию. Не было только сказано как заставить каждую клетку пользоваться меньшей долей энергии, чем ей необходимо. Но нам хорошо известно другое — при недостатке кислорода клетка может и не погибнуть, но делиться при этом она ни в коем случае не будет, а это уже прямой путь и к нашим болезням (смотрите главу 15-ю), и к преждевременному старению.

Почему же мы испытываем кислородное голодание? Причин для этого существует множество и познакомиться с ними можно в специальной медицинской литературе. Все эти причины я бы разделил на две группы. К первой следует отнести те, которые препятствуют насыщению крови кислородом. Самая известная из них — это понижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. Такое может случиться не только при подъеме в горы, но в некоторых случаях и для особенно чувствительных людей и на низменных местах при резком падении барометрического давления. Но нас в данный момент интересует не эта группа причин, а другая, при которой кровь достаточно насыщена кислородом, но тем не менее отдельные органы или организм в целом испытывают кислородное голодание. Чаще всего отдельные органы испытывают такое голодание в результате атеросклероза сосудов, снабжающих их кровью. Атеросклерозу посвящена специальная глава (№10), а поэтому мы уделим сейчас внимание только кислородному голоданию всего организма, не отягченного атеросклерозом, при нормальном насыщении крови кислородом.