Данная информация предназначена для специалистов в области здравоохранения и фармацевтики. Пациенты не должны использовать эту информацию в качестве медицинских советов или рекомендаций.
Исследование подвижности ионов водорода в желудочном соке
Ракитин Б.В., Невский Д.И., Ракитин А.Б.
Научно-производственное предприятие "Исток-Система", г. Фрязино, Всероссийский
научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники, г.
Москва.
Цель работы – экспериментальное исследование подвижности
ионов водорода в желудочном соке, как возможного фактора риска развития язвенной
болезни, влияющего на обратную диффузию ионов водорода в слизистую оболочку
желудка и двенадцатиперстной кишки.
Материалы и методы. Известно [1, 2], что ионы водорода в
водных растворах кислот имеют аномально высокую подвижность, связанную с тем,
что происходит не только непосредственное движение ионов водорода (в составе
иона гидроксония Н3О+), но и более быстрая цепная передача
заряда от ионов Н3О+ к соседним молекулам воды Н2О
и т.д. Данный механизм в 5-7 раз ускоряет передачу положительного заряда,
связанного с ионом водорода, по сравнению с движением других ионов в растворе.
Индикатором аномальной подвижности ионов водорода может служить диффузионный
потенциал (ДП), возникающий при контакте кислоты с другими растворами [1].
ДП между двумя растворами измеряют [3], формируя электрохимическую ячейку "0"
Электрод сравн.|Раствор 1||Раствор 2|Электрод сравн. "+" и измеряя ЭДС этой
ячейки, которая равна ДП на границе контакта двух растворов (символами "0" и "+"
обозначена полярность подключения вольтметра).
В настоящей работе ДП между двумя растворами измерялся как ЭДС
электрохимической ячейки "0" Ag|AgCl|Р-р KCl||Раствор 1||Раствор 2||Р-р
KCl|AgCl|Ag "+" (рисунок). Контакт двух растворов происходил на хлопчатобумажном
ниточном капилляре, соединяющем исследуемые растворы. Растворы ниточными
капиллярами через электродную пасту, содержащую насыщенный раствор KCl, были
связаны со стандартными хлорсеребряными электродами сравнения, разработанными в
НПП "Исток-Система" для рН-метрических зондов. Напряжения на электродах
измерялись после 3-х минутной выдержки цифровым вольтметром с входным
сопротивлением 10 МОм и точностью 0,5% от измеряемой величины плюс 0,1 мВ. Для
каждой пары растворов измерения многократно повторялись с промывкой и осушением
капилляра.
Рис. Схема измерения диффузионного потенциала
Результаты. Основные результаты измерений ДП представлены в
таблице. В таблице HCl – раствор соляной кислоты с рН = 1,4; ЖС – натуральный
препарат желудочного сока "Эквин" с рН = 1,4; вода – питьевая
(недистиллированная).
Таблица. Измеренные величины диффузионного потенциала
№ |
Раствор 1 |
Раствор 2 |
Средняя величина ДП, мВ |
Разброс измерений ДП, min / max, мВ |
s , мВ |
1. |
Вода |
Вода |
0,3 |
-0,3 / 0,8 |
0,4 |
2. |
HCl |
HCl |
-1,0 |
-4,9 / 9,5 |
4,2 |
3. |
HCl |
Вода |
22,1 |
17,2 / 29,1 |
3,8 |
4. |
ЖС |
Вода |
-1,9 |
-4,9 / 8,6 |
3,0 |
5. |
HCl |
ЖС |
26,6 |
17,9 / 33,6 |
4,6 |
Пункты 1 и 2 в таблице показывают симметрию электрохимической ячейки и
нестабильность исследуемых электрохимических процессов. Из пунктов 3-5 таблицы
видно (несмотря на значительную нестабильность измерений), что ЖС в отличие от
чистого раствора соляной кислоты не создает ДП при контакте с водой, а между
соляной кислотой и ЖС имеется значительный ДП, несмотря на одинаковую активность
ионов водорода (рН) в этих растворах.
Обнаруженное отсутствие ДП на границе ЖС и воды указывает на то, что в ЖС
отсутствует обычная аномальная подвижность ионов водорода.
Известно [2], что аномальная подвижность ионов водорода резко снижается в
водно-метанольных смесях или при добавлении диоксана. Предполагается, что это
связано с разрушением решетчатой структуры и образованных водородными связями
полимеров воды, исключая или значительно снижая возможность переноса протона от
одной молекулы воды к другой. Аналогично можно предположить, что какие-то
компоненты ЖС разрушают кластерную структуру воды и препятствуют цепной передаче
ионов водорода между молекулами воды. Возможно, это ещё один защитный механизм,
снижающий обратную диффузию ионов водорода в слизистую оболочку желудка и
двенадцатиперстной кишки и предупреждающий её повреждение. Нарушение этого
механизма может быть фактором риска развития язвенной болезни.
Вывод. Впервые экспериментально обнаружено, что в желудочном
соке подвижность ионов водорода значительно ниже, чем в водном растворе соляной
кислоты с тем же уровнем активности ионов водорода (рН). Возможно, этот эффект
является ещё одним фактором защиты слизистой оболочки желудка и
двенадцатиперстной кишки от агрессивного воздействия ионов водорода, снижающим
риск развития язвенной болезни.
Литература
- Бейтс Р. Определение рН. Теория и практика. Л., 1972.
- Эрдеи-Груз Т. Явление переноса в водных растворах. М., 1976.
- Корыта И., Дворжак И., Богачкова В. Электрохимия. М., 1977.
Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. Спецвыпуск "Проблемы
гастроэнтерологии Юга Росссии". 2007. с. 63-64.
Статья опубликована на сайте
http://www.gastroscan.ru