- Основные методы оксигенотерапии
- Все что необходимо знать о кислороде и кислородной терапии / д.м.н.профессор бабак с.л.
- Биологическая роль кислорода
- Изотопы кислорода
- История открытия
- Кислород: потребности и скрытые риски
- Кислородная ингаляция
- Кислородная мезотерапия
- Кислородные ванны
- Кислородные коктейли
- Кислородные спа-капсулы
- Кислородотерапия: вчера и сегодня
- Нахождение в природе
- Озоно-кислородная терапия
- Получение
- Проблема мегаполисов
- Происхождение названия
- Синглетно-кислородная терапия
- Сочетанный подход
- Токсические производные кислорода
- Физические свойства
- Химические свойства
Основные методы оксигенотерапии
В зависимости от пути введения кислорода оксигенотерапию разделяют на два основных вида: ингаляционную (легочную, в том числе комбинированную гипер-гипокситерапию) и неингаляционную.
Ингаляционная кислородная терапия включает все способы введения кислорода в легкие через дыхательные пути (масочная, интраназальная, пассивная).
Неингаляционная кислородная терапия объединяет все внелегочные способы введения кислорода – энтеральный, внутрисосудистый, подкожный, внутриполостной, внутрисуставной, накожный (общие и местные кислородные ванны, оксимезотерапия, кислородная космецевтика, кислородные спа-капсулы).
Все что необходимо знать о кислороде и кислородной терапии / д.м.н.профессор бабак с.л.
Доктор Медицинских Наук, профессор кафедры фтизиатрии и пульмонологии лечебного факультета МГМСУ,
Сергей Львович Бабак
Степени кислородной недостаточности относительно сатурации (SpO2) — показания пульсоксиметра
*Рекомендации, необходимый поток кислорода, режим и длительность кислородной терапии при ХОБЛ, назначает лечащий врач! Кислородотерапия в домашних условиях проводится с помощью кислородных концентраторов под контролем показаний пульсоксиметра.
— Меня зовут Бабак Сергей Львович. я являюсь профессором кафедры фтизиатрии и пульмонологии лечебного факультета МГСУ А.И.Евдокимова. У меня есть несколько вопросов которым я хотел бы посвятить оставшееся время. Роль кислорода в повседневной жизнедеятельности человека. Дело в том, что те механизмы, которые мы обыкновенно оцениваем окислительной, невозможно без кислорода. Жизнь построена вокруг кислорода.
Он существует в разных формах. Есть понятия атомарного кислорода, есть понятия молекулярный кислород. Самое любопытное, что молекулярный кислород воздуха, в легких превращается в атомарный кислород, который проникает в кровь, доносит до мышцы. И уже внутри мышц, участвует активно в цепи крэпса давая возможность организму получать необходимые белки, жиры, углеводы и питательные вещества окисляя продукты вступающие в организм с едой, водой с жидкостями и так далее. Поэтому, вот эта доставка кислорода легкими в кровь, выполняет функцию газообмена.
Это важнейшая функция, и если коротко сказать, о том для чего мы дышим. Мы дышим только для того, чтоб поддерживать постоянство атомарного кислорода внутри нашего организма. Легкие человека приспособлены к тому, чтоб вдыхать воздух при давлении в одной атмосферах содержащих 21% кислорода, почти 80% азота и не содержащие какие- либо дополнительные другие примеси в виде дымов, в виде твердой частицы и так далее. Но имеющую влажность не выше 60% при температуре порядка 22 градуса.
Вот столько много условий необходимо легким, для того, чтоб превратить молекулярный кислород в атомарный и создать постоянство насыщения артериальной крови кислородом. Если человек например, курит или вдыхает какие-нибудь пылевые частицы, или какие-то еще происходят компоненты примеси в воздухе, то легкие очень жестко реагируют на это, и не позволяют, таким людям иметь адекватный уровень насыщения артериальной крови кислородом. То есть как бы борется за то, чтобы мы вдыхали все таки воздух наисвежайший без патогенных примесей или чужой частицы. Второй очень важный компонент, о котором следует говорить, когда мы говорим о роли кислорода в повседневной жизнедеятельности человека, это касается влажности окружающей среды и температуры.
Дело в том, что человек приспособлен к тому, чтобы жить и выживать в разных климатических условиях. В условиях очень повышенной влажности, условиях пониженной влажности, в условиях холодных температур, в условиях очень жарких температур. По сути дела, это уникальное существо имеющий высокий адаптационный резерв. Практически все легочные заболевания могут сопровождаться развитием дыхательной недостаточности.
Суть дыхательной недостаточности сводится к тому, что возникает несоответствие между потребностью в кислороде и возможностью доставки кислорода в артериальную кровь. Парциальное напряжение артериальной крови кислородом, менее 55 мл ртутного столба или же повышение парциального напряжения углекислоты в крови артериальной выше 45 мл ртутного столба. Два этих параметра говорит о том, что у человека наступила некая степень дыхательной недостаточности.
К нашей радости, есть косвенный способ, но он достаточно бывает точным, по которым мы можем тоже узнать какова степень дыхательной недостаточность. Называется этот способ — пульсоксиметрии. Пульсоксиметрии отражает насыщения артериальной крови кислородом в степень насыщения. По этой степени тоже можно предположить степень дыхательной недостаточности, например, насыщения артериальной крови кислородом в диапазоне от 90 до 93% соответствует парциальному напряжению крови кислородом от 60 до 80 мл ртутного столба. Что соответствует нулевой степени дыхательной недостаточности.
Параметр снижения до 85% сатурации крови будет соответствовать первой степени дыхательной недостаточности или снижения до уровня 50 мл ртутного столба. Параметр до 80% сатурации крови, обычно соответствует уже второй степени дыхательной недостаточности и 75% ниже насыщения крови кислородом, соответствует третьей степени дыхательной недостаточности. Считается, что при любом самочувствии пациента, степень насыщения артериальной крови кислородом
не должна быть ниже 90% насыщения артериальной крови кислородом. Болезнь по другому будет протекать у человека , если его насыщения артериальной крови кислородом стоит ниже 90%, то есть, будет наступать некая степень, дыхательной недостаточности.
Какие заболевания обычно сопровождаются дыхательной недостаточностью? В первую очередь, обструктивные заболевания легких. К ним относят, бронхиальная астма, к ним относят обструктивный бронхит, к ним относят хроническую обструктивную болезнь легких, к ним относят бронхоэктатическую болезнь, к ним относят муковисцидоз. Насколько распространена популяция дыхательная недостаточность?
Здесь прямого ответа дать невозможно. Поскольку мы говорим о распространенности болезни, а не о распространенности синдрома. Дыхательная недостаточность, это синдром и отдельно посчитать о распространенности синдрома, достаточно тяжело. Если мы говорим про то, какое сравнение болезни при которых может возникать дыхательная недостаточность, то это практически 80% всех легочных заболеваний мы встречаем среди людской популяции.
Поэтому, можно сказать сатонировать данные экстраполяцию данной крови. Сказать, что дыхательная недостаточность, это часто встречаемые явления при обструктивных заболеваниях легких. Что лежит в основе развития дыхательной недостаточности? В первую очередь лежат два основных механизма. Механизм сужения бронхов и невозможность стравления воздуха содержащего 21% кислорода и второй механизм очень важный, это невозможность проникновению кислорода через альвеолярные мембраны .
Вот два основных компонента влияющих на развитие дыхательной недостаточности. Поэтому мы ее делим на два разных типа возникающих при обструктивных заболеваниях легких, возникающих при интерстициальных поражениях легочной ткани. Давайте с вами попробуем расшифровать обструктивный компонент развития дыхательной недостаточности. С чем связано это? В первую очередь, связано с тем, что при ряде заболеваний появляется сужения просвета бронхиального дерева, сужения просвета бронх.
Это вызвано бронхоспазмом, это вызвано отеком, накоплением слизи. Вот три механизма эти приводят к сужению просвета и невозможность поступления воздуха в дыхательные пути. Поэтому, даже при нормальных условиях, когда кислорода в воздухе достаточно вполне, для обеспечения газообменной функции, он физически не может проникнуть в нижний отдел дыхательной системы и насытить кровь кислородом. За счет того, что не достигается развития неких дыхательных объемов необходимых для поддержания газообменной функции.
Вторая ситуация совершенно по другому складывается, она связана с интерсоциальным поражениям легочной ткани. Когда дыхательный объем уменьшен за счет сжатия легкого. Легкое как поджато немножко с одной стороны, а с другой стороны утолщается мембраны и кислород при давлении в одну атмосферу не может проникнуть через мембраны и проникает хуже , чем должен проникать, не может насыщать адекватно артериально кровь кислородом. В обоих случаях повышение концентрации кислородной смеси подаваемые в легкие, приводит к очень интересному эффекту.
Кислород с большей величиной проникает в кровь и практически человек лишается дыхательной недостаточности. Поэтому мы говорим именно об устройствах в этом случае, которые способны создать повышенную концентрацию кислорода во выдыхаемой смеси, они называются кислородный концентратор. Отдельно стоит в ряд дыхательной недостаточностью вызванный не кислородным компонентом, а накоплением углекислоты, называется она гиперкапническая дыхательная недостаточность.
Первый тип дыхательной недостаточности, о которой мы говорили до этого, называется гипоксемическая или гипоксическая дыхательная недостаточность, там где кислород не проникает в кровь, низкие концентрации. А второй тип дыхательной недостаточности называется гиперкапническая, связанная с накоплением углекислоты. Виновником протогинезии развития этого типа дыхательной недостаточности лежит как раз дыхательная мышца. Человек не может физически создать экскурсию, адекватную потребности проникновения кислорода воздуха в дыхательные пути.
Обычно это связано с нейромышечными заболеваниями, с ожирением связано очень часто или с поражением костного скелета грудной клетки. Тоже играет важную роль в расправлении легких. Как же себя клинически проявляет дыхательная недостаточность? В первую очередь человек ощущает, чувство нехватки воздуха, который носит органическое название — одышка. Одышка бывает в покое, одышка бывает при физической нагрузке, поэтому мы эту одышку градуируем по некой шкале. Присваиваем бальную оценку, чем выше балл, тем тяжелее одышка такого человека
Всего шкала предусматривает четыре балла, начиная с двух баллов одышка носит хронический характер и является поводом тому, чтобы серьезно подумать о причинах такой одышки. Клиническая одышка проявляет себя, если посмотреть на такого пациента с одышкой, вы увидите, что обычно бывают синюшные кожные покровы, синие губы , часто пыхтит.
Правда, при некоторых болезнях, хронических обструктивных болезнях легких, при которых очень характерна одышка, мы выделяем даже два разных фенотипа такой болезни. Один фенотип называется, розовый пыхтящие больные, а другие больные, синие с одышкой . Розово — пыхтящие носят названия Пинкпуферы, а синие с одышкой носят названия Блю Блоутеры.
Так вот, у Блю Блоутеров обычно является гипоксемический тип дыхательной недостаточности, они синюшные, подача воздуха им очень полезна. Розово-пыхтящие больные, чаще имеют гиперкапнический тип дыхательной недостаточности с накоплением СО2 и кислород в этом случае бывает не очень полезен. А нужно наоборот иметь способы усиления дизационной части.То есть изменяя вентиляцию легких для того чтоб вымываться СО2 у таких больных, поскольку накопление кислорода в крови вызывает повышение уровень СО2 крови.
Частота и сезонность болезни вызывающих дыхательной недостаточностью. Если говорить про частоту и сезонность этих болезней, то надо все таки эти болезни, на мой взгляд, разделить на две основных категории: на обструктивные заболевания и заболевания рестриктивные с поражением легких. Если мы говорим про обструктивность заболевания, то конечно в первую очередь, они связаны с изменением влажности и температуры окружающего воздуха.
Поскольку это приводит к тому что мокрота способна разбухать в просвете бронха закупорить бронхи мелкие, это вызывает нарушения хода воздуха по бронхиальному дереву. Поэтому, два раза в год обычно больные имеют хронический обструктивные бронхиты. ХОБЛ имеют такого типа обострения связаны с изменением климата. Очень важный компонент влияющий на частоту обострения, это продолжающиеся курения, у таких пациентов имеются обструктивные заболевания.
Регулярные ингаляции от токсических газов и дымов поддерживают очень ярко выраженные воспаления в дыхательных путях и оно наслаивается на ход лечения самой болезни, вызывает повышает частоту обострения. В этом случае обострения болезни, поднимается резкое нарастание одышки, увеличения секреции мокроты слизи больше обычного, это служит поводом к тому, что пациент начинает задыхаться испытывает разную степень дыхательной недостаточности.
С чем он поступает обычно к нам в стационар или подлежит лечению в домашних условиях. Сезонность при этом, не столь важна, как именно поддержания тех факторов, способных поддерживать воспаление дыхательных путей. Совершенно по другому обстоит дело с такой обструктивной болезнью, как бронхиальная астма. Это отдельная категория больных , которые обычно являются аллергиками имеют поллиноз и вот в момент цветения трав, растений и флоры, на которую они реагируют очень остро, у них происходит как раз обострения бронхиальной астмы.
Обострения связаны именно с аллергическим компонентом и очень большое внимание уделяется понятию гипоаллергенного режима у больных с астмой, поддержанию этого и борьбы с поллинозом или с реакцией на цветения растений, трав всевозможных, деревьев и так далее. Если мы говорим про рестриктивные заболевания, таких как легочные фиброзы, то они не имеют ни частоты, ни сезонности обострения, процесс связан с другим.
Процесс связан чаще с дополнительной инфекцией , которую пациент может получить на фоне простуды, на фоне вирусной инфекции. Мы по сути говорим о пневмонии, о воспалении легких. Очень тяжело протекает воспаление легких у таких пациентов и очень часто больных мучают деструктивные заболевания, получая воспаление легких, получают очень выраженную степень дыхательной недостаточности. И буквально погибают от нехватки кислорода в артериальной крови.
Надо сказать, что кислород является лекарством. Как каждое лекарство надо рассматривать его, как некий яд, который дается понемножку в определенных условиях. Поскольку принцип не навредим, должен работать и в этом случае. Нельзя просто так взять и дышать неким объемом или потоком кислорода. Тем самым можно серьезно нарушить и влажность дыхательных путей, и нарушить структуру дыхательных путей, нанесете себе серьезный вред. Кислород, это мощнейший окислитель. Я очень хотел бы, чтобы наши слушатели, зрители запомнили, что озон, о котором говорите:
«- Очень хорошо дышать озоном.»
— Это шибка! Трагическая ошибка! Очень многие люди, которые специально озонируют помещение, создавая так называемый трех молекулярный кислород. Они настолько сильно повреждают легочный аппарат, что могут умереть в итоге, от тяжелых поражений легких тканей от дыхания озона. Поэтому, любое проведение кислородотерапии требует четкого конкретного вмешательства врача.
Интенсивность потока. Какую нужно ставить интенсивность потока для того, чтобы достичь успеха в кислородотерапии?
Поток кислорода должен быть таким, чтобы цифры насыщения артериального кислорода колебались в диапазоне 90% — 95% насыщения артериального кислорода. Если удается достичь этого потока в полтора литра в минуту, этого достаточно. Не нужно повышать поток до 2 литров, 3 литров, 4 литров. Если необходимо 3 литра для этого, нужно создать условия, чтобы пациент получал 3 литра. Поэтому в каждом конкретном случае происходит титрация или подбор того потока кислорода, создающего нормальные цифры насыщения крови кислорода. Считается, что потоки свыше полутора литров в минуту, является небезопасным. То есть, они требуют специальной системы увлажнения воздуха, поскольку могут высушивать дыхательные пути. И требует согревания своего, потому что приведет к охлаждению дыхательных путей.
Приведу простой пример. Например, охлаждение дыхательных путей на один градус, то есть 37.4 там становится 36.4. Это приводит к тому, что влажность воздуха понижается на 12%. Понижение на 12 % высушивает фактически слизь, она делается в виде корочек, эти корочки никогда не отойдут из нижнего отдела дыхательных путей, образуются дыхательные пробки. Или слизистая пробка мы называем.
Поэтому очень важно, чтобы мы правильно доставляли кислород в дыхательные пути. Правильно увлажняли и при необходимости правильно согревали доставляемый воздух для того, чтобы не вызывать переохлаждение дыхательных путей. Нужно обратиться к специалисту к врачу в первую очередь владеющий данной технологией. И установить параметры необходимые для проведения данного вида лечения.
Как же назначить кислородотерапию, каким больным назначить и как правильно подобрать этот уровень? Существует понятие дифомизиома тест, если диффузия кислорода снижается, мы видим существенное снижение. То есть процент крови становится ниже 55 мл. ртутного столба, то таким больным показана показана длительная оксигенотерапия. Каким способом оттитровать уровень такой терапии, на титровке используется как раз курс оксинтер, позволяющий достаточно точно определить поток кислорода, поддерживающий нормальные цифры насыщения артериальной крови кислорода.
Необходимость проведения длительности терапии возникает у всех пациентов имеющих дыхательную недостаточность начиная со второй стадии. Поскольку при такой стадии снижается напряжение артериальной крови кислорода обычно ниже 55 мл. ртутного столба. Фактически, это все больные поступившие в стационар в обострении хронической обструктивной болезни легких, обострение обструктивного бронхита или с тяжелыми приступами бронхиальной астмы. Они будут нуждаться в проведении кислородотерапии.
Если мы говорим про длительность такого маневра, длительность проведения этой методики, здесь как раз важно смотреть на поддерживающую жизнь методику и методику проводимую некоторое время. Естественно, если мы ожидаем, что у пациента восстановится дыхательная функция, восстановится газообмен, то такую терапию мы отменим.
Обычно когда терапия занимает около двух, трех недель кислородной терапии. Мы проводим такую терапию в стационаре и при выписке больные не получают в дальнейшем кислород. Но ряд пациентов, особенно при интерстициальных поражениях легких при тяжелых обструктивных нарушениях, когда невозможно восполнения газообмена, нуждается в пожизненном применении данного вида терапии.
И тогда они вынуждены использовать кислородные концентраторы в домашних условиях. Это важный фактор в продлении жизни таким больным. Было изучено и показано, что применение кислородного концентратора в домашних условиях продлевает жизнь пациента на 15-20 лет. Это существенно для таких больных при этом степень и риски обострений снижаются до четырех раз.
То есть, если пациента незначительное обострение в год, при использовании длительной кислородотерапии фактически весь год, он не испытывает каких-либо серьезных обострений болезней, требующих госпитализации или изменения объема лекарственной терапии.
Это существенный вклад длительности оксигенотерапии или кислородотерапии в доктрину лечения больных с хронической дыхательной недостаточностью. Есть кислородные концентраторы работающие в диапазоне от одного литра до пяти литров в минуту с высокой концентрацией на выходе. Создающие условия для хорошего насыщения артериального крови кислородом. Они дорогостоящие и у пациента нет денег для того, чтобы приобрести такое устройство, он ограничивается простыми концентраторами, которые работают либо нестабильно, с низкой концентрацией кислорода на выходе, либо не дают потока скажем в пять в три с половиной, четыре литра в минуту.
К чему это приводит?Приводит к тому, что реальная концентрация кислорода во вдыхаемой смеси падает очень низкой величины и фактически ничем не отличается от комнатного воздуха. А мы знаем прекрасно, что комнатного воздуха пациента не достаточно для снятия нарушения газообмена у такого больного. И дыхательная недостаточность прогрессирует у таких больных, несмотря на то, что якобы они используют кислородную концентраторы в своей жизни, лечатся с помощью концентраторов. В этом случае предлагаем воспользоваться арендой концентратора кислорода, стоимость аренды кислородного концентратора от 6000 рублей в месяц.
Поэтому именно надежность, процентная надежная выгода кислорода, широкая вариация потоков кислородных устройств, позволяет иметь некий маневр. Для того, чтобы подобрать каждому пациенту в каждом конкретном случае, адекватную надежную кислородотерапию на очень длительное время использования. Одна из компаний, в которых такая линейка легализована это компания Агмунг. Которая взяла на вооружение доктрину различных кислород концентраторов, для различных методик лечения.
Так например, есть модель линейка концентраторов для стационаров и домашнего использования например, где достаточно высокие потоки, сочетаются с очень высокой концентрацией кислородной вдыхаемой смеси.
А есть концентраторы кислорода для домашнего использования, маленькие, портативные, малошумные, когда поток колеблется от одного до трех литров в минуту.
Замечу, что обычно для домашнего использования, потоки свыше полутора литров в минуту, не используются.Поэтому кислород подаваемые в потоке даже три литра в минуту в два раза превосходит потребности пациента, что обеспечивает гарантию надежности и стабильности для таких больных, даже в случае экстренных ситуаций случившихся в домашних условиях. Важно понимать, что иногда и пациенты сами должны знать, как себя правильно вести в сложившейся ситуации.Например с больным лихорадящим, он ставит градусник или термометр под мышку или в рот и определяет для себя температуру понимает, что с температурой 37.он ведет себя по одному, с температурой 38 по другому, 39 по третьему.
Вопрос: — А как вести себя правильно пациенту имеющему дыхательную недостаточность получающему длительную кислородотерапию?
Для этого существуют понятия пульсоксиметры, маленькое портативное устройство располагающееся на фаланге пальца, и позволяющее измерять насыщение артериальной крови кислородом.Так вот, если пациент чувствует нарастающую одышку не получая кислород, ставит на фалангу пальца пульсоксиметр и видит, что пульс, показатели оксиметрии начинают снижаться ниже 90%. Это повод к тому, чтоб пересмотреть объем такой терапии, но в присутствии или после консультации со своим лечащим врачом, который назначал ему данный вид длительной кислородотерапии.
Если же он чувствует какие-то недомогания, какую-то слабость, утомляемость, но пульсоксиметрия поддерживается выше 90%, насыщения артериальной крови кислородом, то изменять объем такой терапии не нужно. Эти симптомы связаны с другим проявлением болезни, например, с недополучением бронхолитика, получения гормональной терапии или нарушения дренажа слизи в дыхательной системе, но никак не связаны с проведением длительной кислородотерапии.
Такой простой метод контроля мониторирования самочувствия и насыщения крови кислородом, заставляет пациента быть уверенным в регулярности и надежности проведения данного вида лечения.
Как длительно необходимо подавать кислород в дыхательные пути человека?
Профессор Людо в начале 80-х годов, во Франции провел огромные исследование клиническое, на огромный выборке пациентов и было установлено. Что при длительной кислородотерапии необходимо двадцать часов в сутки, не менее двадцати часов в сутки, подавать кислород в дыхательные пути для того, чтобы дыхательная недостаточность подвергалась своей коррекции.
При этом, если мы уменьшаем количество часов проведения кислородотерапии до 15 и меньше, то это равносильно тому, как если бы мы вообще не проводили таких сеансов длительной кислородотерапии.
То есть границы поведения колеблется от 15 до 24 часов в сутки. А желательное время проведения, это двадцать часов который пациент дышит некоей концентрацией кислорода для купирования любой степени дыхательной недостаточности.
Биологическая роль кислорода
Живые существа дышат кислородом воздуха. Широко используется кислород в медицине. При сердечно-сосудистых заболеваниях, для улучшения обменных процессов, в желудок вводят кислородную пену («кислородный коктейль»). Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене и других серьёзных заболеваниях.
Изотопы кислорода
Кислород имеет три устойчивых изотопа: 16О, 17О и 18О, среднее содержание которых составляет соответственно 99,759 %, 0,037% и 0,204% от общего числа атомов кислорода на Земле. Резкое преобладание в смеси изотопов наиболее легкого из них 16О связано с тем, что ядро атома 16О состоит из 8 протонов и 8 нейтронов. А такие ядра, как следует из теории строения атомного ядра, обладают особой устойчивостью.
Имеются радиоактивные изотопы 11О, 13О, 14О (период полураспада 74 сек), 15О (Т1/2=2,1 мин), 19О (Т1/2=29,4 сек), 20О (противоречивые данные по периоду полураспада от 10 мин до 150 лет).
История открытия
Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли первого августа 1774 года путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы).
- 2HgO (t) → 2Hg O2↑
Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье.
Несколькими годами ранее (в 1771 году) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, последний и считается первооткрывателем кислорода). Шееле также сообщил о своём опыте Лавуазье.
Важным этапом, который способствовал открытию кислорода, были работы французского химика Петра Байена, который опубликовал работы по окислению ртути и последующему разложению её оксида.
Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле. Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория.
Лавуазье провел опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожженных элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теорию флогистона.
Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье.
Кислород: потребности и скрытые риски
Кислород – основной биогенный элемент, входящий в состав молекул всех важнейших веществ, которые обеспечивают структуру и функции клеток белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, а также множества низкомолекулярных соединений, основных неорганических соединений, входящих в состав оболочек клеток, зубов и костей; элемент, участвующий во всех энергетических процессах организма, обеспечивающий его нормальную жизнедеятельность.
Для нормальной работы организма человека нужно, чтобы в воздухе было порядка 21% кислорода. Однако вмегаполисах его количество снижается, при этом одновременно увеличивается количество оксидов углерода – угарного и углекислого газа (например, количество последнего в ХХ веке увеличилось с 1 до 2,5%).
Кислород для живого человека является главной причиной и жизни, и старения. Циркулируя в организме, кислород обновляет наши клетки и органы, освежает наше тело и разум. Сегодня люди во всем мире начинают понимать, какой волшебной силой он обладает.
Головная боль, неспособность сосредоточиться, общая слабость, затекшие плечи, проблемы с кожей, усталость по утрам, непреодолимая слабость, депрессивное состояние, раздражительность, бессонница, развитие фобий (обострение чувства страха, подавленности и т. д.), повышенная восприимчивость к инфекциям – все это последствия затяжного кислородного голодания.
90% жизненной энергии человеческий организм получает, используя молекулярный кислород. В нормальных условиях это очень активный газ, не ощутимый органами чувств человека (то есть не имеющий запаха, вкуса или цвета). Молекула кислорода обычно двухатомная (О2), реже трехатомная (О3); такое молекулярное состояние кислорода называют озоном, этот газ обладает специфическим запахом).
Измерения импульсов головного мозга показывают, что люди, вдыхающие воздух с достаточным содержанием кислорода (не менее 21% и выше), чувствуют себя гораздо лучше, чем люди, дышащие воздухом с более низким содержанием кислорода. Если человеку дать немногоподышать кислородом (15–20 минут), то это вызовет состояние повышенной бодрости и энергии.
Однако чрезмерное поступление кислорода тоже опасно. Этот элемент довольно реактивен, он является составной частью сотен тысяч органических соединений. То есть длительное воздействие больших доз кислорода губительно для организма человека, так как в результате возникает отравление нервной системы, что проявляется в судорогах, параличе и остановке дыхания.
Если воздух будет состоять на 40% из кислорода, то атмосфера станет взрывоопасна, так что принцип дозированности («все – яд, и все – лекарство») даже в случае кислорода является главенствующим.
Положительное влияние кислорода на организм (при его полноценном кислородном обеспечении):• нормализация работы внутренних органов, активизация процессов обмена веществ;• усиление физической и сексуальной активности, восполнение недостатка энергии;• стимулирование умственной деятельности, повышение работоспособности головного мозга, улучшение памяти и нормализация концентрации внимания;• укрепление иммунитета и повышение устойчивости организма к развитию болезней;• расширение адаптивных возможностей организма;• полноценное умственное и физическое развитие детей;• заметное улучшение состояниякожи;• замедление процессов старения;• нормализация веса;• выведение из организма токсинов и шлаков;• регенерация организма, восстановление поврежденных органов и тканей;• избавление от головной боли, мигрени, депрессии, бессонницы;• быстрое восстановление сил даже при недостаточном количестве сна;• нормализация работы нервной системы после эмоциональных перегрузок, стрессов;• быстрое снятие похмельного синдрома;• снижение вреда, наносимого курением, употреблением алкоголя и неправильным питанием;• помощь в лечении и профилактике инфаркта миокарда и инсульта, болезней кровеносных сосудов, кислородной недостаточности сердечноймышцы, мозга, конечностей, хронического воспаления печени, хронического бронхита, астмы, острой и хронической дыхательной недостаточности, эмфиземы, пневмоний и всех болезней, ослабляющих способность организма принимать и использовать кислород, а также эпилепсии, рассеянного склероза,сахарного диабета.
Таким образом, полноценное обеспечение организма кислородом восстанавливает и поддерживает здоровье на высоком уровне, помогает быть счастливыми и красивыми. Словом, кислород – это сама жизнь. Нет кислорода – и каждая клетка человеческого организма страдает отнедостатка энергии.
Источник большинства проблем – избыточного веса, слабого состояния здоровья, пониженной активности, хронической утомляемости – недостаток содержания кислорода в воздухе, которым мы дышим. И на клетках кожи это отражается в первую очередь, ведь она активно участвует в газообмене и дыхании.
Кислородная ингаляция
Проводится через назальный ингалятор либо маску, активизирует процессы метаболизма в организме, а благодаря комбинированному воздействию с индивидуально подобранным ароматическим маслом клиент ощущает покой каждой клеточкой. При помощи кислородной ингаляции происходит детоксикация организма, он очищается от вредных воздействий окружающей среды.
Кислородная мезотерапия
Эту процедуру также называют оксимезотерапий, оксипункцией, оксимезоорошением. Эта процедура используется как альтернатива инъекциям, абсолютно безболезненна и приятна. Направленная струя кислорода создает эффект легкого воздушного массажа, происходит лифтинг и стимуляция дыхания клеток, улучшается кровообращение, обмен веществ, повышается тонус, улучшается цвет кожи.
Современные аппараты позволяют распылять в кислородном потоке различные активные сыворотки и лечебные составы, обогащенные полезнымивеществами. Во время процедуры на кожу наносятся специальные композиции, подбираемые индивидуально, исходя из того, какую проблему необходимо устранить (акне, гиперпигментация, морщины, проблемная кожа: шелушение, воспаление, зуд и т. д.).
Под давлением кислорода происходит введение полезных веществ в кожу и эти вещества в течение некоторого времени сохраняются в кожном депо, расходуясь по необходимости. Кожа постепенно питается, увлажняется и восстанавливается изнутри. Ускоряется регенерация кожи после пластических операций, пилингов, лазерных шлифовок и дермабразий.
Кислородные ванны
Оксигенотерапия, оксигипертермия в спа-капсулах, жемчужные ванны – это прекрасный способ расслабиться, отпустить все проблемы и заботы рабочих будней. Во время процедуры происходит насыщение кожи кислородом, улучшается микроциркуляция, происходит стимулирование регенерации клеток кожи, усиление процессов метаболизма, нормализуется артериальное давление, поднимаетсяжизненный тонус, улучшается аппетит.
В кислородных жемчужных ваннах можно использовать водопроводную, термальную или морскую воду, в которую добавляют молочные протеины, ароматические масла и другие полезные ингредиенты. Кислородные ванны изучались как средство терапии при сердечно-сосудистых заболеваниях с акцентом на действие при гипертонической болезни.
После того как былоустановлено активное воздействие на больных гипертонией не только при ингаляционном применении кислорода, но и при его значительно меньших количествах – при введении под кожу, началось изучение возможности использования введения кислорода при приеме кислородных ванн.
Кислородные коктейли
Примечательно, что через желудок кислород всасывается в 10 раз активнее, чем через легкие, поэтому ученые всего мира ищут самые разные возможности употребления кислорода в пи щу. И кислородный коктейль – один из самых популярных методов кислородной терапии, предоставляющий возможность подпитать организм не только кислородом, но и различными полезными витаминами и микроэлементами. Кислородные коктейли рекомендованы всем, у кого нет возможности совершать многочасовые прогулки на природе.
Кислородные спа-капсулы
Это оборудование, как правило, используют для детоксикации и оздоровления организма, а также для коррекции фигуры. В спортивной медицине отлично себя зарекомендовала оксигенотерапия на этапе реабилитации. Лечебный эффект достигается благодаря сочетанию кислорода определенной концентрации, специальных препаратов, которые наносятся на кожу, и варьируемой температуры (оксигипертермия).
Благодаря капсуле кислород и активные вещества, нанесенные на кожу локальными аппликациями, быстрее проникаютв глубокие слои дермы, кровеносную и лимфатическую системы. Кровь, обогащенная кислородом, начинает активнее циркулировать, благодаря чему происходит детоксикация и омоложение организма, ускорение регенерации кожи.
Кислородотерапия: вчера и сегодня
Естественный способ избавиться от гипоксии – повысить количество кислорода в организме. Впервые использовать полезные свойства кислорода в медицинских целях начали еще в конце XIX века, и с тех пор процессы воздействия кислорода на человеческий организм изучались в различных направлениях медицины.
Сегодня это не просто «воздух» – кислород можно встретить в жидком и даже в твердом виде. Лучшие ученые мира ставили различные эксперименты и проводили исследования, вследствие чего было создано отдельное направление медицины – кислородотерапия (оксигенотерапия).
Физиологическое действие оксигенотерапии многогранно. Она обладает целым рядом преимуществ, поскольку не только укрепляет организм и продлевает активные годы жизни. В отличие от большинства современных лечебных методик кислородотерапия совершенно безопасна, поскольку кислород практически не имеет противопоказаний и не вызывает аллергических реакций, может использоваться даже детьми, беременными женщинами и пожилыми людьми.
Многие косметические кислородные процедуры равнозначны полноценной прогулке на природе. Их целью является ликвидация «задолженности кислорода перед организмом» и, как итог, общее улучшение самочувствия и более быстрое достижение результата в решении медико-эстетических аспектов.
Сегодня кислородная терапия стала очень популярной: появились кислородные бары, коктейли, косметические средства… С помощью современного кислородного оборудования полученный чистый кислород эффективно используют для косметических целей, а также в борьбе с лишними килограммами, целлюлитом в различных формах, келоидными рубцами, растяжками и общим старением кожи.
Нахождение в природе
Кислород — самый распространенный на Земле элемент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов), приходится около 47,4 % массы твердой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 88,8 %(по массе), в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,12 % по массе. Более 1500 соединений земной коры в своем составе содержат кислород.
Кислород входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в живых клетках он составляет около 25 %, по массовой доле — около 65 %.
Озоно-кислородная терапия
Озоно-кислородная смесь (медицинский озон) применяется местно и системно. Воздействие озона на организм довольно многогранно:• улучшается метаболизм протеинов;• стимулируется утилизация глюкозы клетками;• улучшается кислородный метаболизм в эритроцитах за счет повышенного использования глюкозы, распада жирных кислот, а также в результате активации энзимов, ингибирующих производство пероксидов и свободных радикалов
Сильный дезинфицирующий эффект озона при местном применении и его системное антибактериальное и антивирусное действие обусловливают его мощную фунгицидную (противогрибковую) силу и способность инактивации вирусов за счет окисления микроорганизмов. Антисептическое действие озона осуществляется за счет образования молекулы с мощными окислительными способностями.
Также применение озоно-кислородной терапии увеличивает 2,3-ди-фосфоглицерат, ответственный за высвобождение кислорода в ткани,в результате чего улучшается кровоток. Такой вид терапии назначается в случае нарушений артериального и венозного кровообращения, при лечении пролежней и хронических язв, а также с целью быстрого и эффективного заживления ран.
Получение
В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. В лабораториях пользуются кислородом промышленного производства, поставляемым в стальных баллонах под давлением около 15 МПа. Важнейшим лабораторным способом его получения служит электролиз водных растворов щелочей.
Небольшие количества кислорода можно также получать взаимодействием раствора перманганата калия с подкисленным раствором пероксида водорода. Также хорошо известны и успешно применяются в промышленности кислородные установки, работающие на основе мембранной и азотной технологий.
2KMnO4 → K2MnO4 MnO2 O2↑
В лабораторных условиях получают также каталитическим разложением пероксида водорода Н2О2:
2Н2О2 → 2Н2О О2↑
Катализатором является диоксид марганца (MnO2) или кусочек сырых овощей (в них содержатся ферменты, ускоряющие разложение пероксида водорода).
Кислород можно также получить каталитическим разложением хлората калия (бертолетовой соли) KClO3:
2KClO3 → 2KCl 3O2↑
Катализатором также выступает MnO2.
Проблема мегаполисов
Кислородная терапия – это один из самых новых и модных, но при этом абсолютно безопасных, эффективных и просто приятных методов оздоровления. При правильном назначении она не имеет побочных действий и подходит всем. Регулярное применение кислородных процедур укрепляет иммунитет, помогает нормализовать работу нервной и сердечно-сосудистой системы, устраняет синдром хронической усталости, активизирует обмен веществ и повышает работоспособность.
Дешевле следить за здоровьем, чем тратить деньги на его восстановление. Особенно сейчас, когда информационные потоки зашкаливают, нагрузки растут день ото дня и условия цейтнота регулярно истощают не только нервную систему, но и весь организм в целом.
Что же делать, чтобы держать себя в тонусе в течение всего года? Выход есть! Всю жизнь мы зависим от кислорода. Без него мы не смогли бы дышать, а значит, и жить. Спрос, как ожидается, будет расти.
* Статья частично сокращена. Иллюстрации, графики и таблицы смотрите в PDF-публикации.
Происхождение названия
Слово кислород (именовался в начале XIX века ещё «кислотвором») своим появлением в русском языке до какой-то степени обязано М. В. Ломоносову, который ввёл в употребление, наряду с другими неологизмами, слово «кислота»; таким образом слово «кислород», в свою очередь, явилось калькой термина «оксиген» (l’oxygène), предложенного А.
Лавуазье (греческое όξύγενναω от ὀξύς — «кислый» и γενναω — «рождаю»), который переводится как «порождающий кислоту», что связано с первоначальным значением его — «кислота», ранее подразумевавшим окислы, именуемые по современной международной номенклатуре оксидами.
Синглетно-кислородная терапия
Методики получения кислорода позволяют выделить еще одно направление – синглетно-кислородную терапию. В основе метода лежит биологическое действие ингаляции коктейля синглетнокислородной смеси, образующейся в результате активации воды ультрафиолетовым излучением.
Результатом применения является детоксикация организма, возобновление антиоксидантного состояния, нормализация потен-циала клеточных мембран и повышение биоэнергетического статуса клеток, стимуляция обменных и регенеративных процессов в тканях, снижение активности воспалительных явлений.
Сочетанный подход
Согласно физиологическим принципам, для решения распространенных эстетических проблем (коррекция фигуры, работа над качеством кожи лица и тела, да и просто профилактика нормальной работы организма) обязательной рекомендацией является включение в комплексные программы, наряду с детоксикацией и лимфодренажем, оксигенотерапии как основополагающей в восстановлении нормального функционирования органов и систем.
А в борьбе за стройность фигуры важно не только учитывать генетические и анатомические особенности, но и понимать, что ни один диетолог, дерматокосметолог или эстетист не смогли обойти первый закон термодинамики. А как следствие, все энергозатратныеи обменные процессы протекают в присутствии кислорода и при его участии.
Массаж тела в сочетании с кислородной терапией дает потрясающие результаты в борьбе с целлюлитом. Кислород активирует в организмепроцессы, способствующие как сжиганию жиров в подкожно-жировой клетчатке, так и общему оздоровлению кожи, которая заметно разглаживается, уменьшаются растяжки, уходит дряблость.
Токсические производные кислорода
Некоторые производные кислорода (т. н. реактивные формы кислорода), такие как синглетный кислород, перекись водорода, супероксид, озон и гидроксильный радикал, являются высокотоксичными продуктами. Они образуются в процессе активирования или частичного восстановления кислорода.
Физические свойства
При нормальных условиях кислород это газ без цвета, вкуса и запаха. 1л его весит 1,429 г. Немного тяжелее воздуха. Слабо растворяется в воде (4,9 мл/100г при 0 °C, 2,09 мл/100г при 50 °C) и спирте (2,78 мл/100г при 25 °C). Хорошо растворяется в расплавленном серебре (22 объёма O2 в 1 объёме Ag при 961 °C). Является парамагнетиком.
При нагревании газообразного кислорода происходит его обратимая диссоциация на атомы: при 2000 °C — 0,03 %, при 2600 °C — 1 %, 4000 °C — 59 %, 6000 °C — 99,5 %.
Жидкий кислород (темп. кипения −182,98 °C) это бледно-голубая жидкость.
Твердый кислород (темп. плавления −218,79 °C) — синие кристаллы. Известны шесть кристаллических фаз, из которых три существуют при давлении в 1 атм.:
α-О2 — существует при температуре ниже 23,65 К; ярко-синие кристаллы относятся к моноклинной сингонии, параметры ячейки a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53° .β-О2 — существует в интервале температур от 23,65 до 43,65 К; бледно-синие кристаллы (при повышении давления цвет переходит в розовый) имеют ромбоэдрическую решётку, параметры ячейки a=4,21 Å, α=46,25°.
Ещё три фазы образуются при высоких давлениях:δ-О2 интервал температур до 300 К и давление 6-10 ГПа, оранжевые кристаллы;ε-О2 давление от 10 и до 96 ГПа, цвет кристаллов от темно красного до чёрного, моноклинная сингония;
Химические свойства
Сильный окислитель, взаимодействует, практически, со всеми элементами, образуя оксиды. Степень окисления −2. Как правило, реакция окисления протекает с выделением тепла и ускоряется при повышении температуры. Пример реакций, протекающих при комнатной температуре:4K O2 → 2K2O2Sr O2 → 2SrO
Окисляет соединения, которые содержат элементы с не максимальной степенью окисления:2NO O2 → 2NO2
Окисляет большинство органических соединений:CH3CH2OH 3O2 → 2CO2 3H2O
При определенных условиях можно провести мягкое окисление органического соединения:CH3CH2OH O2 → CH3COOH H2O
Кислород не окисляет Au и Pt, галогены и инертные газы.
Кислород образует пероксиды со степенью окисления −1.— Например, пероксиды получаются при сгорании щелочных металлов в кислороде:2Na O2 → Na2O2
— Некоторые окислы поглощают кислород:2BaO O2 → 2BaO2
— По принципам горения, разработанным А. Н. Бахом и К. О. Энглером, окисление происходит в две стадии с образованием промежуточного пероксидного соединения. Это промежуточное соединение можно выделить, например, при охлаждении пламени горящего водорода льдом, наряду с водой, образуется перекись водорода:H2 O2 → H2O2
Надпероксиды имеют степень окисления −1/2, то есть один электрон на два атома кислорода (ион O2-). Получают взаимодействием пероксидов с кислородом при повышенных давлениям и температуре:Na2O2 O2 → 2NaO2
Озониды содержат ион O3- со степенью окисления −1/3. Получают действием озона на гидроксиды щелочных металлов:КОН(тв.) О3 → КО3 КОН O2
Ион диоксигенил O2 имеет степень окисления 1/2. Получают по реакции:PtF6 O2 → O2PtF6
Фториды кислородаДифторид кислорода, OF2 степень окисления 2, получают пропусканием фтора через раствор щелочи:2F2 2NaOH → OF2 2NaF H2O
Монофторид кислорода (Диоксидифторид), O2F2, нестабилен, степень окисления 1. Получают из смеси фтора с кислородом в тлеющем разряде при температуре −196 °C.
Пропуская тлеющий разряд через смесь фтора с кислородом при определенных давлении и температуре получаются смеси высших фторидов кислорода O3F2, О4F2, О5F2 и О6F2.