人类血液红色的根源,血红蛋白
但是很明显,就算不能吸收新的氧气,人依然可以坚持至少3~10分钟,不可能在呼吸之间就死亡,那么硫化氢到底是用了什么手段,可以一下子让人失去意识呢?
硫化氢对我们的细胞做了什么其实失去意识这个体验很多人都有过,就是深蹲久了,突然站起来,眼前会一黑。那是因为大脑对氧气的需求量非常变态,只要有一瞬间供不上氧,就会立刻停止工作,所以压迫大脑供血的裸绞可以在2~3秒内让人失去意识。我们过度发达的大脑是人体最大的能耗单元,仅占2%体重的大脑消耗了超过20%的氧,而且因为脑的功耗过大,一但停止供氧就会在神经元中累积大量有毒的代谢中间物(被氧分子氧化后才会释放最后的能量变成无毒废物),这会导致脑细胞高速大量死亡,因此大脑也是人体最脆弱的器官。
大脑特别需要氧
所谓的呼吸不只是一呼一吸而已,是从氧吸入身体开始,到变成细胞内的ATP(腺嘌呤核苷三磷酸,是细胞中每一个耗能工作都可以直接使用的基本储能单元)的一整套流程。呼吸作用的最后阶段是在细胞器线粒体中完成的,氧分子进入线粒体中后通过一系列的反应获得电子,让氢变成质子和电子,再由一个名为细胞色素C氧化酶 (cytochromeoxidase, COX)的大分子蛋白质把质子像水泵一样吸到线粒体膜外,让化学能变成电势能,再让电势能通过ATP酶变成机械能(是的你没有看错,是机械能!),机械能再变成ATP中的化学能。
机械能变为化学能,分子层面的磨坊
硫化氢中毒时,大多数分子在体内解离成 HS-离子, 可与 COX中的 Fe3 离子结合, 阻碍其还原为含 Fe2 离子的还原型 COX,这样COX酶就失去了功能,不能泵质子了;接下来自然就是失去了生产ATP的电势能,没了ATP,细胞里的一切生化反应全部停机(包括呼吸作用),脑细胞的神经反射也立即停止,人立即失去意识。
细胞色素C氧化酶
这个过程和氰化物中毒如出一辙,所以它们的中毒速度都极其惊人;这可是釜底抽薪式的断供,细胞的个头极小,它们里面的生化反应原料根本没有库存,一但中断就会在一瞬间停机。
人在失去意识和呼吸后,暂时的停机就会变成真正的没有氧气供应,而就像我上面所说的,这会导致脑细胞因代谢毒性而大量死亡,脑细胞这个东西是几乎不能复制和修复的,所以伤害是永久且不可逆的,很多抢救回来的人变成了脑死亡(俗称的植物人)就是这个原因。