认识Diamox的预备知识(一)

海拔上升前24小时起连续服用Diamox这个药可有效减少急性高山病(AMS)的发生机会,
(Diamox是种磺胺药, 过敏或G6PD缺乏症者禁用, 也有毒性, 须经医师处方)
因AMS是高海拔脑水肿(HACE)的前期, 所以理应也可减少HACE的发生. Diamox会使人
加速二氧化碳的排出, 也就是高度适应的最重要部分, 因此推测也可减少高海拔肺水
肿(HAPE)的发生机会.  Diamox用于 "预防" 高山病是可以相信的.
但, 用于治疗已经发生的高山病呢? 则不能太过乐观. 在AMS可以用, 但须停止高度上升
, 而且须注意一旦有恶化须立刻下降海拔或使用氧气. 在HACE, HAPE通常无效.

多了解Diamox在体内的作用机转, 有助益于认清它的疗效. 但作用机转牵涉一些基础
医学以及高中化学, 不是所有山友都具备的观念, 所以我想从高中化学平衡开始以尽量
浅显的文字介绍这些预备知识.

[一] 化学反应与化学平衡

  1. 一种物质可以是由单一元素构成, 也可以是多种元素构成.
  2. 一种元素的构成基本单位是原子, 原子由原子核及其外围的电子构成.
  3. 原子核带有固定数目的正电, 在化学反应中不会改变.
  4. 电子带负电, 位于原子核外围类似轨道的"能阶", 意思是一种代表不同能量的位置.
  5. 电子在不同能阶间移动必须得到或释放特定的能量.
  6. 两个原子可共享一或数个电子, 使这两个原子结合, 若要将它们分开, 须施加能量.
  7. 化学变化或称化学反应是: 让两个原子(相同或不同元素)结合或拆开, 或让电子离开
     或进入某原子的能阶, 这些都牵涉能量的输入或释放. 常常, 一个化学变化是一连串
     不同的化学变化接续发生的结果.

  8. 许多化学变化是可逆的, 也就是各原子间的结合或分开关系可以回到未反应前状态.
     举例子说, 二氧化碳CO2, 可与水H2O结合成碳酸H2CO3; H2CO3也可分解成CO2与H2O.
  9. 在这类可逆反应中, 两个相反方向的反应是同时在进行的. 例如, 同时有
     CO2 + H2O -> H2CO3,  与 H2CO3 -> CO2 + H2O 在进行, 如果两个相反方向反应速
     率达到相同使得各物质浓度稳定不变, 则称达到化学平衡.
  10. 有的化学反应并不容易达成化学平衡, 促进加速化学平衡的物质称为催化剂.
  11. 生物体内的催化剂有许多是蛋白质. 本身是蛋白质的催化剂称为, 或酵素.

  12. 若温度不变, 一个化学反应达成平衡时, 各物质的浓度会符合一固定数学关系式.
      前例: [H2CO3]/[CO2]=固定值. []代表浓度或气体的压力, / 代表除法.
  13. 已经平衡的反应中若改变部分物质的浓度则平衡遭到破坏, 双向反应速率会变得不
      相等, 须经过一段时间后才又达到新的平衡, 新平衡仍遵守相同数学关系式.
      前例: 若CO2一直从外供应到本来平衡的环境中, 使[CO2]上升, 使[H2CO3]/[CO2]
      低于原先平衡时的固定值, 则促进 CO2 + H2O -> H2CO3 这个方向的反应, 因这方
      向使[H2CO3]增加而[CO2]减少, 而使[H2CO3]/[CO2]回升到平衡的固定值.
      反之, 若CO2一直被移走, 则促进 H2CO3 -> CO2 + H2O 这个方向.
  14. 催化剂只是缩短达成平衡所需的时间, 并不能决定化学反应的方向. 是催化剂的
      一类, 当然也是如此.
  15. 催化剂如何缩短时间说明如下: 一化学反应常分成一连串小步骤的化学变化, 每一
      步骤都须输入或释放能量. 常常中间有一个或多个步骤须输入许多能量而造成较难
      跨越的门坎. 催化剂会改变中间步骤, 使整体反应最终结果相同但经过不同中间步
      骤. 打个比喻: 从台北到宜兰可走北宜公路翻越棱线, 也可穿越隧道, 自然走隧道
      较快; 开凿隧道之后有利于台北往宜兰, 同时也有利于宜兰往台北.

  16. 前例:  CO2 + H2O   H2CO3  在绝大多生物细胞中是一个重要反应, 需一种催
      化剂来快速达到平衡, 这个催化剂叫做 "碳酸去水". 碳酸去水存在于所有动
      物, 所有具叶绿素之植物, 以及部分不具叶绿素的植物中. 这理由不难想象, 因这
      些生物呼吸氧, 产生二氧化碳, 或行光合作用, 将二氧化碳与水制成葡萄糖.
  17. "碳酸去水" 并非如名称般只促进从碳酸脱水成二氧化碳这个方向, 它也促进其
      相反方向: 将二氧化碳与水结合成碳酸. 理由已如前述.
  18. "Diamox" (成分为acetazolamide) 是抑制 "碳酸去水" 的药.