宗建平
我叫氧氣,是在250年前被一位德國科學家發(fā)現(xiàn)的。我還有一位好兄弟,就是化學元素周期表中排第一位的氫。我倆緊緊擁抱在一起叫水(H2O),宇宙把我倆帶到地球上來,從宇宙看地球就是一個被水覆蓋的星球。
前不久,一則珠峰擁堵多人喪生的新聞報道震驚了世界。5月珠峰迎來登山熱潮,許多登山者從南坡(尼泊爾境內(nèi))登山,到了海拔8000米的“死亡地帶”,由于人太多,通行太慢,結果消耗體力過多,加上高寒和缺氧,造成14人死亡,另有3人失蹤。
造成這種慘痛結果的罪魁禍首是缺氧!為了講清楚這個問題,得從我如何為人類服務說起。
論語有一句名言叫“上善若水”,說得太好了,是水和我孕育了生命,有我和水才有微生物、植物、動物等各種生命。人體組成中大約70%是水,含量最高的元素則是氧,約占65%。我伴隨著生命一路前行,從不分離。
我的作用不可替代,人體一切工作,不管是蛋白質(zhì)的合成,還是組織器官需要的能量來源,都有我的參與。
我在空氣中的含量與海拔高低有關,在海平面上約占空氣總量的20.9%,如果在珠峰頂上則不足海平面的1/3,到了高空那更低。
當人體吸氣時,我隨著空氣一起被吸進氣管內(nèi),再通過一系列的管道系統(tǒng)(支氣管、細支氣管、呼吸性細支氣管)最后到達肺泡。由于肺泡外的毛細血管中的血液是靜脈血,含氧氣很少,造成壓力差,于是我就無聲無息地走進人的毛細血管里。
其實我是一個不聽話的孩子。我喜歡到處跑動,不肯在血液里好好待著,所以在血液中的溶解量很少,不到1%,根本滿足不了人體對氧氣的需求。
人類在進化過程中,想出一個非常有效的辦法把我緊緊抓住,使血中氧氣的含量增加了99倍。抓我的就是紅細胞中的血紅蛋白,一個血紅蛋白分子能結合四個氧分子,結合后我就像被“綁架”一樣,待著紅細胞里。紅細胞如同運輸貨車,裝著我通過肺靜脈、到左心室,再進入動脈,然后浩浩蕩蕩運到毛細血管,透過毛細血管壁,進入人體組織中,最后到達體細胞內(nèi)的一個叫線粒體的細胞器里。在這里經(jīng)過氧化磷酸化過程,產(chǎn)生維持人體一切功能的能量。從人體的口腔鼻腔到達線粒體這一路上,任何環(huán)節(jié)不能出問題,否則我就無法完成我的使命了。
醫(yī)學界喜歡用動脈血中的氧分壓來判斷人是不是缺氧,教科書上也是這么說的。但是這里有個問題,動脈血中的氧分壓即便正常,組織中也可能會缺氧。因為,雖然氧氣成功到達了肺泡毛細血管,可如果沒有足夠的工具運輸,就不能進入組織細胞中,這時的人因為沒有足夠的氧同樣會死亡。所以,動脈氧分壓低于60mmHg或伴有二氧分壓高于50mmHg叫外呼吸衰竭,而從動脈到細胞過程中一系列環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題叫內(nèi)呼吸衰竭,這樣更科學。
隨著海拔不斷提高,空氣越來越稀薄,氧含量也越低。環(huán)境中氧氣稀少會影響肺泡氣體交換,血液攜氧減少,紅細胞這輛貨車載氧就少,沒有足夠的氧氣提供給組織,致使機體各臟器供氧不足。
缺氧,首先影響到的是大腦。大腦主宰人體各器官的一切活動,重量雖占人體的2%,但血流量占人體的2/3,供氧量占1/4。因大腦本身無葡萄糖與氧氣的儲備,完全依賴血液流通以供應養(yǎng)料,因此大腦對缺血、缺氧的耐受力極差。缺氧會引起腦部的小血管痙攣和通透性增加,很快就會導致腦組織水腫、軟化乃至壞死。人體可能會出現(xiàn)注意力不集中、記憶力減退、思維遲鈍、頭暈目眩、嗜睡、耳鳴、焦慮、失眠等癥狀。
其次,心肌對缺氧也十分敏感,嚴重性心肌缺氧會引發(fā)心律不齊、心室顫動以致心臟驟停;嚴重或長期缺氧時,會導致心肌細胞Ph下降、心肌衰竭、心肌收縮力減弱、血壓下降,最后引起血液循環(huán)衰竭。
缺氧也可間接刺激呼吸中樞,引起通氣增加,缺氧的人呼吸頻率會增快。缺氧時會引起肺小靜脈血管收縮,阻力增加,導致肺動脈高壓,同時肺毛細血管通透性增高,進而引發(fā)肺水腫,出現(xiàn)喘憋、呼吸困難等。肺動脈高壓會使右心室射血阻力增加,持續(xù)負荷過大會出現(xiàn)右心功能衰竭。
缺氧還可引起交感神經(jīng)興奮進而導致全身大部分血管收縮,但因腦血管和冠狀動脈受體不同反而可能因缺氧擴張,使機體暫時“犧牲”相對不重要的臟器以保證心、腦的供血、供氧,但若機體失代償則會引起心、腦等重要器官缺氧,出現(xiàn)昏迷等癥狀。
缺氧沒有辦法給肌肉運動提供足夠的能量,所有肌肉沒有辦法收縮與舒張,人當然會感到乏力,沒有力量……
我要告訴人類,缺氧會影響到人體的所有組織正常工作,后果可想而知。
首先,呼吸系統(tǒng)有疾病的人不能登山。這些患者即使在地面活動時,因為氣道狹窄或呼吸面積不夠,都不能讓我很舒服地到達肺毛細血管,更何況到了空氣稀薄的高山上。內(nèi)呼吸有問題的人,如貧血、心血管疾病患者,不能把我運送到細胞中,也不宜登山。
其次,心腦血管疾病患者,或有發(fā)生過心肌梗死或腦梗死的病人。因為他們的器官對缺氧最為敏感。
如果環(huán)境中氧氣足夠,人體還會不會缺氧?答案是肯定的。內(nèi)呼吸有問題的人,即便外界氧氣足夠,也無法給組織提供足夠的氧氣。
最典型的例子是,人們在吃碳燒火鍋或用煤氣熱水氣時,如果通風不好,碳或煤氣燃燒不完全,產(chǎn)生的一氧化碳過多,要知道一氧化碳與血紅蛋白結合的能力極強,他倆結合了,我只好靠邊站,組織里自然會缺氧,造成內(nèi)呼吸衰竭。
有些人服用氟乙酰胺或氰化物等有毒物,干擾了我在線粒體的正常工作,導致無法產(chǎn)生能量,也會造成呼吸衰竭。
從上文可以看出,不同原因的缺氧可以造成外呼吸衰竭和內(nèi)呼吸衰竭。對于外呼吸衰竭,可以通過增加環(huán)境中的氧或吸氧來解決,當然疏通呼吸道的管道也很重要。
所以在極端環(huán)境下,或嚴重缺氧的環(huán)境下,沒有氧氣可增加時,如突發(fā)礦難,只能盡量減少運動,以減少氧的消耗量,等待救援。如果想去登高山或上高原,最好做一個肺功能測試,并帶上足夠的氧氣。
當肺與氣管發(fā)生不可逆的損害時,吸氧是最好的藥物。最好是24小時不間斷吸氧,很多患者擔心“吸氧會上癮”,這是錯誤的。
對于內(nèi)呼吸衰竭,吸氧大多沒有明顯效果,只能對因治療。如果是貧血,就要想辦法增加血紅蛋白;有心衰,就改善心功能;血流不足或休克時,要改善循環(huán)等。當然一氧化碳中毒比較特殊,必須通過高濃度氧或高壓氧的吸入,把裝在血紅蛋白上的一氧化碳擠下“車”,裝上氧氣,才能恢復組織正常供氧。
我是氧氣,我孕育了生命,我哺育了生命成長。
尊重我,愛護我,才能尊重生命!