Кислород токсичен или нет

Рис.
10 Кислородная терапия

Некоторые
производные кислорода такие, как
синглетный (общее название для двух
метастабильных состояний молекулярного
кислорода с более высокой энергией, чем
в основном, триплетном состоянии)
кислород, пероксид водорода, супероксид,
озон и гидроксильный радикал, являются
высокотоксичными продуктами. Они
образуются в процессе активирования
или частичного восстановления кислорода.
Супероксид, пероксид водорода и
гидроксильный радикал могут образовываться
в клетках и тканях организма человека
и животных и вызывают оксидативный
стресс.

Гипероксия, или кислородное отравление – нарушение процессов жизнедеятельности организма, возникающее из-за вдыхания кислородосодержащих газовых смесей под избыточным давлением. Это явление провоцирует дестабилизацию работы ЦНС, дыхательной и сердечно-сосудистой системы. При незначительном переизбытке кислорода в тканях возникает т.н. кислородное отравление — помутнение сознания, шум в ушах, головокружение. Причиной кислородного отравления может стать его непривычно высокая концентрация в воздухе – к примеру, при выезде на природу, в лес, в горы. Похожая ситуация встречается и у спортсменов при интенсивных тренировках, сочетаемых с техникой глубокого дыхания. Если же давление кислородосодержащего газа, поступающего в дыхательную систему, превышает 1.3 бар, начинается кислородное отравление.

Отравление кислородом

В медицинской практике для обозначения всех симптомов отравления кислородом был придуман акроним ConVENTID:

Вначале симптомы кислородного отравления представляют собой защитную реакцию организма. При этом учащается дыхание, сужаются сосуды и уменьшается объем циркулируемой крови. Однако защитная реакция нередко приводит к обратному эффекту – из-за сужения капилляров и замедления кровотока в тканях накапливается углекислота.

Она, в свою очередь, вызывает расширение сосудов. При длительном воздействии возникают патологические реакции, сопровождающиеся ярко выраженными признаками отравления.

Симптомы отравления той или иной группы могут преобладать, но чаще всего они проявляются в такой последовательности:

Причины кислородного отравления

Кислородное отравление чаще всего наблюдается в следующих случаях:

Кислородное отравление наблюдается в космонавтике и авиации, у водолазов и аквалангистов. Причиной может быть неисправность оборудования, нарушение правил эксплуатации и техники безопасности.

Нередко отравление кислородом случается из-за несоблюдения декомпрессионных остановок: подъем водолаза или аквалангиста с глубины должен осуществляться поэтапно, с небольшими перерывами. Во время таких остановок ткани тела избавляются от накопившегося азота, гелия и других газов естественным образом. Длительность и частота перерывов во время подъёма на поверхность рассчитываются с помощью специальных программ. Нарушение правил декомпрессии может спровоцировать не только отравление кислородом, но и кессонную болезнь, паралич и даже смерть.

Гипербарическая оксигенация – терапия, основанная на применении кислорода под давлением в лечебных и профилактических целях. Она проводится в специальных камерах под наблюдением специалиста. Гипербарическая оксигенация увеличивает кислородную ёмкость крови, и применяется для лечения ряда заболеваний:

Метод имеет ряд противопоказаний, и требует точного соблюдения правил эксплуатации оборудования.

Факторы риска

Инкубационного периода у гипероксии нет. Биохимические процессы нарушаются сразу же при превышении давления вдыхаемой кислородосодержащей смеси. Некоторые явления могут усугубить состояние пострадавшего:

Механизм токсического влияния гипероксии на организм до конца не изучен. Установлено наличие взаимосвязи между возрастом, а также общим физическим состоянием пациента, на максимально допустимый уровень давления кислородосодержащей газовой смеси, а также скорость возникновения интоксикации, и её тяжесть. В частности, чувствительность повышается при диабете, беременности, у детей в раннем возрасте. Изучение кислородного отравления играет важную роль для развития медицинской науки, и безопасного использования камер гипербарической оксигенации в лечебных целях.

Почему чистый кислород может нас убить, — объясняет пульмонолог

Все знают, что без кислорода жизнь человека невозможна. Однако, если дышать чистым кислородом, можно умереть. Как же такой жизненно важный газ может стать опасным для здоровья, чем опасны его недостаток и избыток?

20 марта 2023

В организме человека кислород участвует в реакциях, благодаря которым образуется энергия для жизни. Только за счет кислорода происходят окислительные реакции — питательные компоненты превращаются в энергию внутри клеток. Если уровень кислорода в воздухе, которым мы дышим, снижается, уменьшается и его количество в крови. Мы становимся вялыми, снижается работоспособность, замедляется метаболизм. Это состояние называют гипоксией.

Особенно от нее страдает головной мозг, который потребляет до 20% всего поступающего кислорода. Но если подышать чистым кислородом — мы станем супергероями? Врачи говорят: нет, более того, высокие концентрации кислорода опасны. Подробнее об этом «Доктору Питеру» рассказала врач Елена Питиримова, пульмонолог, аллерголог-иммунолог СМ-Клиники.

пульмонология, иммунология, аллергология

Кислород для жизни

Дефицит кислорода в крови провоцирует серьезные расстройства обменных процессов из-за гипоксии. Страдают работа мозга, общее самочувствие, тонус мышц, работоспособность и иммунная защита. Кроме того, из-за нехватки кислорода затрудняется выведение из организма отработанных, конечных продуктов метаболизма.

В разных фильмах мы часто видим, что людям, которые пострадали при авариях и стихийных бедствиях, экстренные службы надевают кислородную маску. Это повышает уровень кислорода и шансы на жизнь, стимулирует сопротивляемость организма. Лечебное влияния кислорода известно с древности, активное использование кислородных смесей стали применять в медицине с середины прошлого века. Но люди должны дышать только кислородной смесью с другими газами. В противном случае этот полезный газ может навредить здоровью.

Это страшное слово «гипоксия»

Более понятная трактовка термина «гипоксия» — это кислородное голодание, возникающее при снижении уровня газа в воздухе, которым мы дышим, или внутри органов и тканей. Это состояние может возникнуть, если газа физически не хватает в окружающем воздухе и в крови, но возможно развитие гипоксии и при проблемах органов дыхания, патологиях сердца, когда организм хуже усваивает газ из окружающего воздуха.

Чем тяжелее гипоксия, тем серьезнее изменения в органах и тканях, при длительном кислородном голодании возникают необратимые процессы. Особенно чувствителен к гипоксии мозг, без кислорода он может протянуть не более 5–7 минут. Также страдают мышца сердца, печень, ткани почек. При развитии гипоксии возникают одышка, синюшность кожи, головокружение и расстройства сознания.

Избыток тоже погубит

Казалось бы, если гипоксия так опасна, можно же дышать чистым кислородом, пусть организм им насыщается. Но в реальности так делать нельзя. Избытком кислорода можно отравиться, что приведет к гибели. Все потому, что избыточное поступление кислорода повышает количество окисленного гемоглобина в крови и снижает уровень восстановленного (без кислорода). Именно этот кислород, без молекул кислорода, выводит из тела углекислый газ. Если такого гемоглобина мало, углекислота задерживается в тканях, что ведет к тяжелому состоянию — отравлению углекислотой (гиперкапния).

Но это не единственная проблема — избыток кислорода провоцирует увеличение количества свободных радикалов в крови. Они химически активны, окисляют различные молекулы, из-за чего страдают оболочки клеток, повреждаются ткани.

А как же барокамеры?

Да, в лечебных целях человеку могут назначаться сеансы посещения барокамеры, где кислород подается в более высоких концентрациях и под повышенным давлением. Но это проводится короткими курсами и под контролем врача, если нужно пополнить запасы кислорода в организме. В обычной жизни отравиться кислородом, просто выходя на улицу, невозможно.

Если кислород назначают в лечебных целях, врач будет подбирать индивидуальные дозы, сочетание газов в смеси, чтобы ничего не повредить и создать максимальный лечебный эффект от процедуры. Обычно это нужно астматикам, людям с пневмонией и бронхитами, пороками сердца, серьезными сердечно-сосудистыми патологиями.

Полезные свойства кислородотерапии

Итак, выделим ключевые воздействия кислорода в отношении организма человека. В качестве лечебной и профилактической процедуры кислородотерапия может помочь в решении целого ряда проблем со здоровьем, таких как:

Кислород,
необходимый организму для функционирования
ЦПЭ и многих других реакций, является
одновременно и токсическим веществом,
если из него образуются так называемые
активные формы.

К
активным формам кислорода относят:

Активные
формы кислорода образуются во многих
клетках в результате последовательного
одноэлектронного присоединения 4
электронов к 1 молекуле кислорода.
Конечный продукт этих реакций — вода,
но по ходу реакций образуются химически
активные формы кислорода. Наиболее
активен гидроксильный радикал,
взаимодействующий с большинством
органических молекул. Он отнимает от
них электрон и инициирует таким образом
цепные реакции окисления. Эти
свободнорадикальные реакции окисления
могут выполнять полезные функции,
например, когда клетки белой крови с
участием активных форм кислорода
разрушают фагоцитированные клетки
бактерий. Но в остальных клетках
свободнорадикальное окисление приводит
к разрушению органических молекул, в
первую очередь липидов, и, соответственно,
мембранных структур клеток, что часто
заканчивается их гибелью. Поэтому в
организме функционирует эффективная
система ингибирования перекисного
окисления липидов.

ЦПЭ
как источник активных форм кислорода

Утечка
электронов из ЦПЭ и непосредственное
их взаимодействие с кислородом — основной
путь образования активных форм кислорода
в большинстве клеток.

Кофермент
Q в ЦПЭ принимает от доноров последовательно
по одному электрону, превращаясь в форму
семихинона — KoQH•Этот радикал
может непосредственно взаимодействовать
с кислородом, образуя супероксидный
анион

Многие
оксидазы — ферменты, непосредственно
восстанавливающие кислород, образуют
пероксид водорода — Н2О2.
Оксидазы образуют пероксид водорода
по схеме:

Примеры
таких оксидаз — оксидазы аминокислот,
супероксид дисмугаза, оксидазы,
локализованные в пероксисомах. Оксидазы
пероксидом окисляют, в частности, жирные
кислоты с очень длинной углеродной
цепью (более 20 углеродных атомов) до
более коротких, которые далее подвергаются
β-окислению в митохондриях.

Монооксигеназы,
например цитохром Р450, включающий
один атом кислорода в окисляемую
молекулу, и диоксигеназы, включающие
оба атома кислорода, также служат
источниками активных форм кислорода.

Пероксид
водорода химически не очень активен,
но способствует образованию наиболее
токсичной формы кислорода — гидроксильного
радикала (ОН•) по следующей
реакции:

Наличие
в клетках Fe2+ или
ионов других переходных металлов
увеличивает скорость образования
гидроксильных радикалов и других
активных форм кислорода. Например, в
эритроцитах окисление иона железа
гемоглобина способствует образованию
супероксидного аниона.

134. Повреждение мембран в результате
перекисного окисления липидов. Механизмы
защиты от токсического действия
кислорода: нефермен­тативные (витамины
Е, С, глутатион и др.) и ферментативные
(супероксиддисмутаза, каталаза,
глутатионпероксидаза).

Повреждение
клеток в результате перекрестное
окислени лепидов

Активные
формы кислорода повреждают структуру
ДНК, белков и различные мембранные
структуры клеток. В результате появления
в гидрофобном слое мембран гидрофильных
зон за счёт образования гидропероксидов
жирных кислот в клетки могут проникать
вода, ионы натрия, кальция, что приводит
к набуханию клеток, органелл и их
разрушению. Активация перекисного
окисления характерна для многих
заболеваний: дистрофии мышц (болезнь
Дюшенна), болезни Паркинсона, при которых
ПОЛ разрушает нервные клетки в стволовой
части мозга, при атеросклерозе, развитии
опухолей. Перекисное окисление
активируется также в тканях, подвергшихся
сначала ишемии, а затем реоксигенации,
что происходит, например, при спазме
коронарных артерий и последующем их
расширении. Такая же ситуация возникает
при образовании тромба в сосуде, питающем
миокард. Формирование тромба приводит
к окклюзии просвета сосуда и развитию
ишемии в соответствующем участке
миокарда (гипоксия ткани). Если принять
быстрые лечебные меры по разрушению
тромба, то в ткани восстанавливается
снабжение кислородом (реоксигенация).
Показано, что в момент реоксигенации
резко возрастает образование активных
форм кислорода, которые могут повреждать
клетку. Таким образом, даже несмотря на
быстрое восстановление кровообращения,
в соответствующем участке миокарда
происходит повреждение клеток за счёт
активации перекисного окисления.
Изменение структуры тканей в результате
ПОЛ можно наблюдать на коже: с возрастом
увеличивается количество пигментных
пятен на коже, особенно на дорсальной
поверхности ладоней. Этот пигмент
называют липофусцин, представляющий
собой смесь липидов и белков, связанных
между собой поперечными ко-валентными
связями и денатурированными в результате
взаимодействия с химически активными
группами продуктов ПОЛ. Этот пигмент
фагоцитируется, но не гидролизуется
ферментами лизосом, и поэтому накапливается
в клетках, нарушая их функции. ПОЛ
происходит не только в живых организмах,
но и в продуктах питания, особенно при
неправильном приготовлении и хранении
пищи. Прогоркание жиров, образование
более тёмного слоя на поверхности
сливочного масла, появление специфического
запаха у молочных продуктов — всё это
признаки ПОЛ. В продукты питания,
содержащие ненасыщенные липи-ды, обычно
добавляют антиоксиданты — вещества,
ингибирующие ПОЛ и сохраняющие структуру
компонентов пищи.

К
ферментам, защищающим клетки от действия
активных форм кислорода, относят
супе-роксиддисмутазу, каталазу и
глутатионпероксидазу; Наиболее активны
эти ферменты в печени, надпочечниках и
почках, где содержание митохондрий,
цитохрома Р450 и
пероксисом особенно велико.
Супероксиддисмутаза (СОД) превращает
супероксидные анионы в пероксид водорода:

Изоферменты
СОД находятся и в цитозоле и в митохондриях
и являются как бы первой линией защиты,
потому что супероксидный анион образуется
обычно первым из активных форм кислорода
при утечке электронов из дыхательной
цепи. СОД — индуцируемый фермент, т.е.
синтез его увеличивается, если в клетках
активируется перекисное окисление.

Пероксид
водорода, который может инициировать
образование самой активной формы ОН•,
разрушается ферментом каталазой:

Каталаза
находится в основном в пероксисомах,
где образуется наибольшее количество
пероксида водорода, а также в лейкоцитах,
где она защищает клетки от последствий
«респираторного взрыва».

Глутатионпероксидаза
— важнейший фермент, обеспечивающий
инактивацию активных форм кислорода,
так как он разрушает и пероксид водорода
и гидропероксиды липидов. Он катализирует
восстановление пероксидов с помощью
трипептида глутатиона
(γ-глутамилцистеинилглицин). Сульфгидрильная
группа глутатиона (GSH) служит донором
электронов и, окисляясь, образует
дисульфидную форму глутатиона, в которой
2 молекулы глутатиона связаны через
дисульфидную группу.

Глутатионпероксидаза,
которая восстанавливает гидропероксиды
липидов в составе мембран, в качестве
кофермента использует селен (необходимый
микроэлемент пищи). При его недостатке
активность антиоксидантной защиты
снижается.

Витамины,
обладающие антиоксидантным действием

Витамин Е
(α-токоферол)
— наиболее распространённый антиоксидант
в природе — является липофильной
молекулой, способной инактивировать
свободные радикалы непосредственно в
гидрофобном слое мембран и таким образом
предотвращать развитие цепи перекисного
окисления. Различают 8 типов токоферолов,
но α-токоферол наиболее активен. Витамин
Е отдаёт атом водорода свободному
радикалу пероксида липида (ROO•),
восстанавливая его до гидропероксида
(ROOH) и таким образом останавливает
развитие ПОЛ. Свободный радикал витамина
Е, образовавшийся в результате реакции,
стабилен и не способен участвовать в
развитии цепи. Наоборот, радикал витамина
Е непосредственно взаимодействует с
радикалами липидных перекисей,
восстанавливая их, а сам превращается
в стабильную окисленную форму —
токоферолхинон.

Витамин
С(аскорбиновая
кислота)
также является антиоксидантом и участвует
с помощью двух различных механизмов в
ингибировании ПОЛ. Во-первых, витамин
С восстанавливает окисленную форму
витамина Е и таким образом поддерживает
необходимую концентрацию этого
антиоксиданта непосредственно в
мембранах клеток. Во-вторых, витамин С,
будучи водорастворимым витамином и
сильным восстановителем, взаимодействует
с водорастворимыми активными формами
кислорода —

,
Н2О2,
ОН• и инактивирует их.

β-Каротин, предшественник
витамина А, также обладает антиоксидантаьш
действием и ингибирует ПОЛ. Показано,
что растительнаядиета,
обогащённая витаминами Е, С, каротиноидами,
существенно уменьшает риск развития
атеросклероза и заболеваний ССС,
подавляет развитие катаракты — помутнения
хрусталика глаза, обладает антиканцерогенным
действием. Имеется много доказательств
в пользу того, что положительное действие
этих компонентов пищи связано с
ингибированием ПОЛ и других молекул
и, следовательно, с поддержанием
нормальной структуры компонентов
клеток.

Соседние файлы в предмете Биохимия

Экологические проблемы

Почти
все соединения, так или иначе послужившие
возникновению экологических проблем
в нашем мире, являются кислородосодержащими.

Таблица
2. Вклад различных газов в парниковый
эффект

Кислотный
дождь (Рисунок 11) образуется в результате
реакции между водой и такими загрязняющими
веществами, как оксиды серы (SO2 и SO3) и
различными оксидами азота. Эти вещества
выбрасываются в атмосферу автомобильным
транспортом, в результате деятельности
металлургических предприятий, тепловых
электростанций.

Рис.
11 Последствия кислотных осадков

Истощение
озонового слоя стало предметом для
обсуждения учёных всего мира ещё в конце
60-х годов. Тревогу вызвала способность
оксида азота, который выбрасывается
воздушным транспортом на высоте 25 км,
как раз в области распространения щита
Земли, уничтожать озон. Газ, который
закрывает в виде щита нашу планету,
разрушается, потому что его повреждают
вещества, такие как хлорфторуглероды
– фреоны, окислы азота, окислы алюминия.
Становится очевидным, что виновником
повреждения озонового слоя является
человек и его деятельность на земле.

Таким
образом, кислород фигурирует в
экологических проблемах, связанных с
каждой оболочкой Земли. В атмосферном
воздухе, чаще всего городских территорий,
наблюдается повышенная концентрация
загрязняющих кислородосодержащих
веществ: диоксида серы, диоксида и оксида
азота, оксида углерода. Кислород причастен
и к истощению озонового слоя, так как
основными разрушителями его являются
оксид азота и водяной пар. На литосфере
и гидросфере же отражаются кислотные
дожди и последствия истощения озонового
слоя.

Кислород
– самый противоречивый элемент в
природе. Большинство живых организмов(аэробов)
не смогут жить без кислорода, но, если
бы концентрация кислорода в атмосфере
хоть немного изменилась бы, то погибло
бы почти все живое. Мы живем благодаря
тому, что вдыхаем кислород, но он же нас
и убивает, согласно свободнорадикальной
теории старения. Кислород в небольших
количествах может оказывать лечебное
действие, а в больших вызывать кислородное
отравление, которое так же может привести
к смерти.

Озоновый
слой защищает нас от губительных
ультрафиолетовых лучей, но озон же
является парниковым газом, производящим
достаточный вклад в парниковый эффект.
Кислородосодержащие соединения, особенно
оксиды, становятся причинами многих
глобальных экологических проблем.
Кислород все еще требует тщательного
изучения для того, чтобы свести его
губительное действие к минимуму, а с
экологическими проблемами борется
огромное количество ученых по всему
миру.

Нет
сомнения в том, что этот элемент может
быть вреден для человека и окружающей
среды, но именно он является одним из
самых важных элементов таблицы Менделеева.
Благодаря нему на Земле зародилась
жизнь и живы мы.

Флогистонная
теория горения была создана для описания
процессов обжига металлов, изучение
которых являлось одной из важнейших
задач химии конца 18 века. Металлургия
в это время столкнулась с двумя проблемами,
разрешение которых было невозможно без
проведения серьёзных научных исследований
– большие потери при выплавке металлов
и топливный кризис, вызванный почти
полным уничтожением лесов в Европе.

По
мнению ученых того времени, все вещества,
которые так или иначе подвергаются
горению, содержат некую похожую огненную
материю, которую и назвали флогистон.
Когда металл или вещество подвергалось
горению, флогистон улетучивался, оставляя
землистый осадок – окалину. Таким
образом, реакцию горения в те времена
представляли, как разложение металла
на флогистон и окалину.

Общеизвестный
факт — кислородную атмосферу Земли
создали и продолжают поддерживать
именно растения. Это случилось потому,
что они научились создавать органические
вещества из неорганических, используя
при этом энергию солнечного света (как
мы помним из школьного курса биологии,
подобный процесс называется фотосинтезом).
В результате этого процесса листья
растений выделяют свободный кислород
как побочный продукт производства. Этот
необходимый нам газ поднимается в
атмосферу и потом равномерно распределяется
по ней.

На
суше, как ни странно, основными поставщиками
кислорода являются торфяные болота.
Всем известно, что, когда на болоте
погибают растения, их организмы не
разлагаются, поскольку бактерии и грибы,
делающие эту работу, не могут жить в
болотной воде — там много природных
антисептиков, выделяемых мхами. Таким
образом, отмершие части растений, не
разлагаясь, опускаются на дно, образуя
залежи торфа. А если нет разложения, то
и кислород не тратится. Поэтому болота
отдают в общий фонд около 50% вырабатываемого
ими кислорода.

Весь
мировой фитопланктон вырабатывает в
10 раз больше кислорода, чем нужно ему
самому для дыхания. Хватает для того,
чтобы обеспечить полезным газом и всех
остальных обитателей вод, и в атмосферу
попадает немало. Что касается затрат
кислорода на разложение трупов, то в
океане они весьма низки — примерно 20%
от общей выработки.

Итак,
океан поставляет в атмосферу около 40%
того кислорода, которое произвел
фитопланктон. Именно этот запас и
расходуется в тех областях, где кислорода
вырабатывается очень мало. К последним,
кроме городов и деревень относятся
пустыни, степи и луга, а также горы.

Так
что, как это ни странно, мы живем на Земле
именно за счет микроскопических
«кислородных фабрик», плавающих
по поверхности океана.

Приложение
3. Свободнорадикальная
теория старения

В
процессе клеточного дыхания внутри
каждой клетки нашего тела постоянно
образуются свободные радикалы. Свободные
радикалы в химии — частицы (как правило,
неустойчивые), содержащие один или
несколько неспаренных электронов на
внешней электронной оболочке. Наличие
неспаренного электрона способно
значительно усилить реакционную
способность, хотя это свойство радикалов
широко варьируется. Свободными радикалами
являются также молекулы O2,
NO, NO2,
ClO2.

1.
Кислород. Молекула, изменившая мир/ Ник
Лэйн – Москва: Издательство «Э», 2016

2.
Lavoisier, A. Elements of Chemistry. Dover
Publications, New Yourk, 1965(впервые опубликовано
в Париже в 1789)

3.
Szydlo, Z. Water, which does not wet hands. The Alchemy of Michael
Sendivogius. Polish
Academy of Sciences, Warsaw, 1994(здесь
и далее — издания, обозначенные английским
и другими языками, не имеют перевода на
русский язык –
прим. автора работы)

4.
Tractatus duo, quorum prior agit de respiratione, alter de
rachitide, a Joh. Mayow, 1671

5.
Кнунянц
И. Л. и др. Химическая энциклопедия. —
Москва: Советская энциклопедия, 1990. —
Т. 2.

6.
Я. А. Угай. Общая и неорганическая химия.
— Москва: Высшая школа, 1997.

7.
Радиационная химия. Энциклопедический
словарь юного химика. 2-е изд. Сост. В. А.
Крицман, В. В. Станцо. — М.: Педагогика,
1990.

8.
С. С. Колотов, Д. И. Менделеев. Озон.
Энциклопедический словарь Брокгауза
и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб.,
1890—1907.

9.
National Academy of Sciences: Link Between Ozone Air Pollution and
Premature Death Confirmed, Jennifer Walsh, Alison Burnette, Media
Relations Assistant

10.
Curie P., Curie M. «Effects chimiques produits par les rayons de
Becquerel». Comptes rendus de l’Académie des Sciences. — 1899

11.
Радиационная
химия
// Энциклопедический
словарь
юного
химика.
2-е
изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. —
М.: Педагогика, 1990.

13.
Статья
Questionable methods of cancer management: hydrogen peroxide and
other ‘hyperoxygenation’ therapies копия
от
7 июля
2010 на
Wayback Machine, American Cancer Society

14.
Ракетное топливо, Энциклопедия
Министерства обороны Российской
Федерации, Режим доступа:
http://encyclopedia.mil.ru/encyclopedia/dictionary

15.
Руководство для врачей скорой помощи
/ Михайлович В. А. — 2-е изд., перераб. и
доп. — Л.: Медицина, 1990.

16.
Информация о составе пищевых продуктов/
Пищевые добавки

17.
Степанов В. М. Структура и функции
белков : Учебник. — М. : Высшая школа,
1996.

18.
Вредные химические вещества: Неорганические
соединения элементов V-VIII
групп. Справочник. — Л., 1989.

19.
Адаева А.Х. СОВРЕМЕННЫЕ ГЛОБАЛЬНЫЕ
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ: ПРИЧИНЫ И
НЕКОТОРЫЕ ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ // Молодежный
научный форум: Естественные и медицинские
науки: электр. сб. ст. по мат. XXV
междунар. студ. науч.-практ. конф. №
6(24).

20.
Горелов А.А. Экология: Учебное пособие.
— М.: Центр, 2000.

21.
Kiehl, J. T.; Kevin E. Trenberth (1997-02). «Earth’s Annual Global
Mean Energy Budget». Bulletin
of
the
American
Meteorological
Society.
78 (2): 197–208

22.
Абашева В.М. ФОТОХИМИЧЕСКИЙ СМОГ И ЕГО
ВЛИЯНИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ // Научное
сообщество студентов XXI
столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по
мат. LIV
междунар. студ. науч.-практ. конф. №
7(53).

23.
Фигуровский Н. А. Очерк общей истории
химии. От древнейших времен до начала
XIX века. — М.: Наука, 1969.

24.
Harman D. The aging process. // Proceedings of the National Academy
of Sciences of the United States of America. — 1981.

25.
Кислород. Молекула, изменившая мир/ Ник
Лэйн – Москва: Издательство «Э», 2016

Механизм действия гипероксии

Отравление кислородом действует на организм следующим образом:

В обычном состоянии кислород взаимодействует с организмом человека таким образом. Во время вдоха кислород попадает в кровь, а оттуда распространяется по всей кровеносной системе. Гемоглобин связывает молекулы кислорода, и доставляет их к клеткам. При переизбытке кислорода кровоток замедляется.

Одновременно с этим, свободный гемоглобин связывает молекулы углекислого газа, которые во время выдоха выводятся из организма. Если же человек отравился кислородом, неокисленного гемоглобина становится недостаточно, и возникает гиперкапния – переизбыток двуокиси углерода. У пострадавшего при отравлении кислородом краснеет лицо, начинается одышка, головная боль, а в дальнейшем возможна потеря сознания.

Отравление проявляется и на клеточном уровне. Биологические мембраны клеток состоят преимущественно из липидов, легко окисляющихся при взаимодействии со свободно радикальными формами О2. Такой процесс провоцирует цепную реакцию, которая будет продолжаться даже после восстановления нормального уровня кислорода. Её побочные продукты высокотоксичны, и способны разрушить клеточную мембрану, вызывая множественные кровоизлияния.

Правила взаимодействия с кислородом

Меры профилактики гипероксии состоят в соблюдении строгих правил использования кислородосодержащих газовых смесей:

Первая помощь при отравлении человека кислородом

При первых симптомах гипероксии следует прекратить вдыхание пострадавшим кислородосодержащей смеси и оказать ему немедленную помощь:

После оказания мер первой помощи потерпевшего нужно доставить в больницу. Лечение состоит в устранении последствий интоксикации:

Специфические средства детоксикации, например, антиокислители, способны ослабить воздействие кислорода на организм, однако полностью остановить его не в состоянии. Самостоятельное лечение при гипероксии запрещено, может привести к тяжёлым последствиям.

Способы восстановления здоровья

Если первая помощь была оказана вовремя, работа организма в большинстве случаев стабилизируется уже через 2–3 часа. Изначально переход на дыхание воздухом воспринимается тяжело; нередко пострадавший погружается в глубокий сон длительностью до 90 минут. В иных случаях, наоборот, наблюдается чрезмерное нервное возбуждение.

Полное исчезновение симптомов происходит не позднее, чем спустя двое суток. Во время восстановительного периода нужно обеспечить больному покой и отдых. Желательно расположить его в тихом, затемнённом помещении. Важно обеспечить регулярный приток чистого воздуха.

1.
Ник Лэйн. Кислород. Молекула, изменившая
мир – Москва: Издательство «Э», 2016. –
12 с.

2.
И. Л. Кнунянц и др. Химическая энциклопедия.
— Москва: Советская энциклопедия, 1990.
— 45 с. — Т. 2. С.

3.
Я. А. Угай. Общая и неорганическая химия.
— Москва: Высшая школа, 1997. – 132 с.

4.
В. А. Крицман, В. В. Станцо. Радиационная
химия. Энциклопедический словарь юного
химика. 2-е изд. — М.: Педагогика, 1990. –
67 с.

5.
С. С. Колотов, Д. И. Менделеев. Озон.
Энциклопедический словарь Брокгауза
и Ефрона : в 86 т. — СПб., 1890—1907. – 186 с. –
Т. 82

6.
Е. В. Тышкевич // Озон — мирное оружие 21
века

8.
В. А. Михайлович. Руководство для врачей
скорой помощи — 2-е изд., перераб. и доп.
— Л.: Медицина, 1990. – с. 95

9.
Информация о составе пищевых продуктов/
Пищевые добавки

10.
В. М. Степанов. Структура и функции
белков : Учебник. — М. : Высшая школа,
1996. – c.
23

11.
Вредные химические вещества: Неорганические
соединения элементов V-VIII
групп. Справочник. — Л., 1989. – c.
36

12.
А. Х. Адаева Современные глобальные
экологические проблемы: причины и
некоторые пути их решения // Молодежный
научный форум: Естественные и медицинские
науки: электр. сб. ст. по мат. XXV
междунар. студ. науч.-практ. конф. №
6(24).

13.
А. А. Горелов. Экология: Учебное пособие.
— М.: Центр, 2000. – c.
43

14.
В. М. Абашева. Фотохимический смог и его
влияния на окружающую среду // Научное
сообщество студентов XXI
столетия. Естественные науки: сб. ст. по
мат. LIV
междунар. студ. науч.-практ. конф. №
7(53).

15.
Н. А. Фигуровский. Очерк общей истории
химии. От древнейших времен до начала
XIX века. — М.: Наука, 1969. – с. 19

Клинические формы заболевания

Влияние отравления кислородом на организм напрямую зависит от уровня парциального давления газа, в результате чего могут преобладать те или иные симптомы. В медицинской практике классифицируют три основные клинические формы отравления кислородом.

Лёгочная форма отравления кислородом

Основным объектом воздействия становится дыхательная система пострадавшего. Такое явление наблюдается в случае парциального давления на уровне 1.3–1.6 бар. Человек испытывает сухость слизистых оболочек, заложенность носа, затем у него развивается кашель, постепенно усиливающийся. Температура начинает повышаться.

При длительном отравлении нередки множественные внутренние кровоизлияния. Поражаются все органы желудочно-кишечного тракта, сердце, лёгкие, мозг.

Судорожная форма отравления кислородом

При уровне давления кислорода в пределах 2.5–3 бар возникает судорожная форма отравления. Без последствий такую нагрузку способны выдержать только хорошо натренированные пловцы в течение 3-х минут. Для этой формы характерно поражение ЦНС, проявляющееся различными нервными расстройствами.

Вначале отравления кислородом наблюдается повышенная потливость, бледнеют кожные покровы, нарушается зрительное восприятие («двоение» в глазах, ухудшение периферического зрения). В дальнейшем начинаются рвотные приступы, тик лицевых мышц, возникает оглушение и судорожные спазмы. Если давление кислорода не прекратить, потерпевший теряет сознание.

Сосудистая форма отравления кислородом

Эта форма наиболее опасна. Она возникает, если давление газа превышает 3 бар. Сосудистая форма характеризуется расширением всех кровеносных сосудов, нарушением ритма сердцебиения, резким понижением АД. Затем возникают наружные и внутренние кровоизлияния. Летальный исход может наступить вследствие остановки сердца.