|
|
 | |  |  |
Общие сведения о кислороде
Атмосфера, т.е. воздушное пространство, окружающее оболочкой нашу планету Земля, состоит из смеси газов. Если взять состав атмосферы у поверхности Земли, то по объему воздух состоит из азота 78,09%, кислорода 20,95%, углекислоты 0,03 -0,04%. Остальные газы, составляющие атмосферу Земли, вместе занимают по объему несколько менее 1%, и к ним относятся аргон, ксенон, неон, гелий, водород, радон и другие.
Основной по объему составляющей частью атмосферы является азот, который в том состоянии, в котором находится в атмосфере, является биологически нейтральным газом, не поддерживающим ни дыхание, ни горение. Но, тем не менее, азот имеет ключевое значение для развития и существования жизни на Земле, Азот-это обязательная составляющая часть любого белка, который состоит из аминокислот.
Именно это основное соединение универсально для всех живых существ на Земле, содержит аминогруппу, по которой оно получило название, т. е. соединение, в которое входит азот.
Большинство микроорганизмов без азота существовать не могут, но тем не менее, усваивать азот атмосферы они также не в состоянии. Усвоение атмосферного азота доступно только небольшой группе микроорганизмов, находящихся в земле, и от них начинается вся сложная и разветвленная пищевая цепочка разнообразной жизни земной суши.
Тем не менее, азот атмосферы имеет большое биологическое значение в том, что он выполняет роль инертного разбавителя кислорода воздуха, поскольку жизнь человека и других микроорганизмов в атмосфере чистого кислорода практически невозможна.Кислород - это важнейший с гигиенической точки зрения компонент атмосферы, так как без кислорода жизнь в ее универсальном понимании становится невозможной.
Даже анаэробные микроорганизмы, которые погибают в присутствии кислорода атмосферы (а развиваться они могут только в отсутствии свободного кислорода) также нуждаются в кислороде и погибают без него. Вся суть состоит только в том, что анаэробные микроорганизмы усваивают кислород из ряда соединений, в которые входит кислород, разлагая эти соединения.
Итак, кислород-это универсальный жизненный агент, без которого невозможна жизнь, и недостаток его весьма негативно отражается на жизненных процессах, прекращающихся ниже определенного процентного содержания кислорода в воздухе.Наиболее чувствителен к недостаче кислорода головной мозг и затем сердечная мышца. Достаточно 7-8 минут прекращения поступления кислорода в кровь, чтобы в коре головного мозга произошли необратимые изменения и восстановление жизни стало практически невозможным. В настоящее время разработан ряд способов, снижающих потребности головного мозга в кислороде и сердечной мышцы, что вызвано потребностями хирургии, но мы не касаемся этих и других искусственно создаваемых ситуаций. Вот почему именно кислород как лечебное средство так часто используют в больничной практике. И если при лечении больных кислород выполняет большую роль, будучи включенным в различные терапевтические комплексы, то с целью профилактики применение кислорода неоправданно скромно.
При использовании кислорода как с лечебной, так и с профилактической целями, необходимо иметь в виду следующее. Действительно, кислород-это живительный газ, без которого невозможна жизнь. Кислород может быть чудодейственным средством, подчас буквально воскрешая больного или пострадавшего и возвращая его от смерти к жизни. Все это так, но при неумелом его использовании, при увеличенных количествах вводимого кислорода, при неправильном его применении организму может быть нанесен серьезный ущерб.
Причина такого неожиданного оборота следующая.Углекислый газ в атмосфере содержится, как мы указывали выше, в пределах 0,03% - 0,04%. Это естественная норма и больше в природе, без вмешательства человека, его обычно нет. Однако надо иметь в виду, что в настоящее время как результат промышленной деятельности человека начались определенные изменения в атмосфере.
В частности - интенсивные процессы сжигания кислорода, взамен которого в атмосферу выделяется углекислота. Процесс образования кислорода из углекислоты в природе идет постоянно. Это, в основном, процессы фотосинтеза, когда растения потребляют из атмосферы углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород. Идет и обратный процесс дыхания - потребления кислорода с выделением углекислоты. В природе - это процессы дыхания, гниения, брожения и частично процессы горения, как это имеет место при лесных пожарах и в аналогичных ситуациях.
Но в эти естественные процессы начал вмешиваться человек.Достаточно вспомнить, какое количество кислорода необходимо для сжигания в мощных котельных тепловых электростанций, теплоцентралей, обеспечивающих города и поселки отоплением, в многочисленных котельных жилых и промышленных зданий, в круглосуточно пылающих доменных и мартеновских печах и коксовых батареях.
А сколько кислорода необходимо для работы автомобильных двигателей, передвижения морских судов и воздушных лайнеров, находящихся постоянно в воздухе. Приведем только один небольшой, но, на наш взгляд, весьма иллюстративный пример.
Современный воздушный лайнер при перелете через океан по пути из Европы в Америку сжигает в своих турбинах вместе с топливом более сорока тонн кислорода. Только один трансконтинентальный лайнер, а сколько в воздухе постоянно находится гражданских и военных самолетов?Легкими Земли являются леса, которые за счет фотосинтеза возвращают в атмосферу кислород. Но и тут процесс идет в направлении, обратном природной схеме. Известно, как низведены леса не только в Европе, но и в их больших массивах, таких как сибирская тайга, южноамериканская сельва.
А сколько гектаров еще не срубленных лесов ежегодно погибают от лесных пожаров, кислотных дождей и других итогов хозяйственной деятельности человека?Все эти действия, как указанные, так и не перечисленные нами, ведут к изменению соотношения кислорода и углекислоты в атмосферном воздухе. Особенно изменения такого соотношения отмечаются в городах, причем, как правило, чем крупнее город, тем ощутимее эти изменения.
Для понимания этих изменений и той профилактической тактики, к которой мы хотим подвести читателя, следует остановиться на физиолого-гигиеническом значении углекислоты в атмосферном воздухе.В атмосферном воздухе по объему углекислоты содержится 0,03-0,04%.
В закрытых помещениях, в которых горожане проводят большую часть суток, а, следовательно, жизни, углекислоты содержится несколько больше. Это неизбежно, поскольку при дыхании потребляется кислород и выделяется углекислота.Верхней границы нормы содержания углекислоты в воздухе помещений в гигиене нет.
Один из создателей современной научной гигиены Макс фон Петтенкофер предложил за верхнюю границу допустимого содержания в помещении углекислоты принять 0,07%. Это предложение чисто эмпирическое, которое исходит из того, что если в природном воздухе углекислоты 0,03-0,04%, а, следовательно, в среднем 0,035%, то концентрацию вдвое выше, т.е. 0,07% можно уже принять за допустимый максимум.
Основывался Петтенкофер на тех наблюдениях, доказывающих, что находящиеся в помещениях с содержанием углекислоты в воздухе 0,07-0,08% обычно жалуются на ухудшение самочувствия, появление головных болей и другие явления ухудшения самочувствия.Однако дальнейшее изучение этой проблемы не подтвердило данных о невозможности пребывания в атмосфере с количеством углекислоты по объему большим чем 0,07-0,08%. Людям давали дышать газовой смесью, в которой содержание углекислоты было выше названных количеств, а самочувствие и работоспособность не сокращались.
Поэтому было высказано предположение, что ухудшение самочувствия в плохо проветриваемых помещениях наступает невследствие увеличения количества углекислоты и некоторого снижения концентрации кислорода, а вследствие изменения соотношения между количествами кислорода и углекислоты.Высказывались мнения, что при пребывании людей в помещении изменяются влажность воздуха и температура, указывалась на значительные изменения электрических параметров воздуха.
Все эти предположения всегда подтверждались экспериментальными данными, и в каждом из них был свой определенный резон.Когда появилась необходимость обеспечить дыхание человека в экстремальных условиях (а так было при прогрессе авиации и подъеме самолетов с негерметичными кабинами на большие высоты, где дыхание забортным воздухом уже становилось невозможным; при развитии автономного погружения под воду аквалангистов и в других аналогичных ситуациях), то выяснилось следующее.
Когда в начале попробовали дать максимум того, что наиболее необходимо - кислорода, то результат не оправдал ожиданий. Даже специально тренированный человек с отличным здоровьем не выдержит долгого дыхания чистым кислородом. Начали пробовать дыхательные смеси и вот уже выяснилось, что углекислота в воздухе - не отход жизнедеятельности, а жизненно необходимое соединение для нормального функционирования организма.
Это на заре развития научной физиологии и во времена становления научной гигиены считали, что для жизнедеятельности организма необходим только кислород, а углекислота, это конечный продукт обмена, выводимый из организма. Даже сейчас можно услышать, как углекислоту в популярных изданиях и лекциях называют «шлаком» или отходом жизнедеятельности организма и есть много теорий, как выводить «шлаки» из организма и чем интенсивней это делать, тем ближе путь к крепкому здоровью.
Такой примитивный взгляд, к сожалению, прочно укоренился, и зачастую школьников даже в настоящее время обучают именно в таком ключе. Но это заблуждение можно развеять повседневными наблюдениями, которые хорошо известны каждому.
Если быстро пробежать даже небольшую дистанцию, то вследствие резкого повышения энергетического обмена кровь не может обеспечить поступление с дыханием достаточного для организма количества кислорода. Те небольшие резервы кислорода, которые имеются в организме, будут из крови утилизированы и создастся так называемый кислородный долг. В то же время в крови начнется накопление и углекислоты, которая в том количестве, в котором она образуется, не может быть выведена из организма с выдыхаемым воздухом. Остановившись после пробежки, человек некоторое время часто и глубоко дышит пока, не насытит кровь кислородом, а эритроциты не выведут через легкие излишки накопившейся в крови углекислоты. Мы обращаем внимание: не выведут излишки накопившейся в крови углекислоты.
То, что дело не только в недостаче кислорода, можно убедиться на другом альтернативном примере. Если спокойно сидящий человек начнет часто и глубоко дышать, то у большинства начнется головокружение, а волевое продолжение глубокого дыхания может закончиться обмороком и даже вообще остановкой дыхания на некоторое время.
Почему такой неожиданный результат? Дело в том, что при глубоком и частом дыхании начнется одновременно два процесса:
- Насыщение крови кислородом в количествах больших, чем это обычно имеет место.
- Начнется усиленное вымывание из крови углекислоты, и как результат этих двух процессов, начнется изменение нормального соотношения кислород - углекислота.В крови будет увеличиваться количество кислорода, а также одновременно начнется уменьшение количества углекислоты относительно нормы.
Что же происходит, когда в крови меняется соотношение кислород-углекислота? Происходит сдвиг в кислотно-щелочном равновесии и изменяются буферные возможности крови, а это очень важная константа для многих обменных процессов. Кроме того, углекислота является биологическим раздражителем дыхательного центра. Повышение концентрации углекислоты в крови раздражает и этим активизирует работу дыхательного центра в головном мозгу и дыхание немедленно учащается и углубляется.
Снижение содержания углекислоты в крови ведет к торможению деятельности дыхательного центра, что проявляет себя в задержке, урежении, снижений глубины дыхания, т.е., как мы говорим, сокращается интенсивность вентиляции легких.Поэтому в дыхательных газовых смесях повышают не только концентрацию кислорода, но и обязательно подбирают адекватные поставленным задачам увеличенные в смеси количества углекислоты.
Таким образом, оказалось, что углекислота - это не «шлак», не продукт обмена, который чем полнее и скорее вывести из организма, тем лучше. Углекислота-это биологически активный компонент, без которого не может нормально осуществляться функция внешнего дыхания.Именно поэтому, если тяжело больному с наступающими симптомами нарушения дыхания, дать из кислородной подушки чистый кислород, то вместо ожидаемого благоприятного эффекта можно в ответ получить остановку дыхания. По существующим правилам больному дают дышать кислородом, направляя струю этого живительного газа из мундштука подушки, держа его на расстоянии 15-20 см от рта. В этом случае больной дышит не кислородом, а воздухом, обогащенным кислородом. А это уже совершенно разные варианты процедуры.Теперь можно и подвести итог.
Для нормального жизнеобеспечения необходимо дышать воздухом, в котором должно быть около 21% по объему кислорода и 0,03-0,04% углекислоты. Остальное заполняет инертный разбавитель - азот. Что же мы имеем в наших помещениях? Количество кислорода вследствие дыхания всегда несколько ниже оптимальных природных норм. В противоположность этому количество углекислоты всегда несколько больше этих же норм.
Следовательно, необходимое соотношение между кислородом и углекислотой нарушено. Ну, а если в производственных помещениях есть еще и различные профессиональные вредности, поступающие в организм с воздухом, т.е. при дыхании? В таком варианте вне зависимости от характера профвредностей данного производства и сам процесс дыхания будет в некоторой степени дополнительно затруднен, а, следовательно, возможности поступления в организм кислорода и, соответственно - выведение из организма углекислоты, будут дополнительно затруднены и газообмен деформирован.В такой ситуации вне зависимости от деталей внешней среды производства, его негативного профессионально вредного влияния дополнительные небольшие количества кислорода, профилактически вводимые в организм, всегда будут уместны и окажут несомненное профилактическое воздействие.Отсюда следует однозначный вывод. В любом комплексе профилактических мероприятий на предприятиях, особенно с профессионально вредными условиями труда, введение в любой профилактический комплекс кислородных процедур не только желательно, но и всегда будет позитивным актом.Поэтому предлагаемые кислородные процедуры в любых профессионально-вредных условиях, а для пожилых, уже не работающих людей, которым проводятся профилактические процедуры типа групп здоровья, следует предусмотреть кислородопрофилактику.
|
|
|
|  |  | |  |
|
|
