Кислород в организме человека его. Значение кислорода в жизни человека Кислород —

О том, что воздух, которым мы дышим, не однороден по своему составу, знали еще китайские алхимики в VIII веке. Уже в те времена было известно, что есть активная часть воздуха, которая содержит элемент, поддерживающий жизнь, способствующий дыханию и горению, именуемый кислородом, и его неактивная часть в виде особенного газа, который наши современники называют азотом.

Сегодня каждый школьник знает о том, что кислород – самый распространенный газ на Земле. Он есть везде: в земной коре, морской и пресной воде, в атмосфере. И главное, кислород входит в состав молекул важнейших веществ, обеспечивающих нашу с вами жизнь: белков, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот. Разумеется, не как газ из атмосферы, а как химический элемент, на основе которого образованы самые сложные химические соединения.

Конечно, главные в этой цепочке – нуклеиновые кислоты – РНК и ДНК. Это биополимерные молекулы, хранящие всю информацию о каждом отдельном живом организме, определяющие его рост и развитие, а также наследственные признаки, передаваемые следующему поколению. А кислород в них играет роль связующего и стабилизирующего звена, так как именно он соединяет между собой составные части нуклеиновых кислот. В каждом растении или животном кислорода гораздо больше, чем любого другого элемента.

Сколько кислорода потребляет организм?

Вы никогда не задумывались, сколько кислорода необходимо человеку? Существует специальный показатель, который дает представление о максимальном поглощении кислорода организмом в единицу времени (МПК), его величина зависит от нагрузки и физических данных каждого из нас. При максимальной нагрузке величина МПК может составить от 3 до 6 литров в минуту. Это так называемый абсолютный МПК. То есть именно столько кислорода в среднем поглощает житель планеты в минуту. Но тела у всех разные, и этим объясняется значительное различие между данными цифрами. Впрочем, разнятся и показатели содержания кислорода в отдельных системах организма.

К примеру, мышечная ткань человека содержит около 16 % кислорода. Да это и понятно, ведь в мышцах происходит газообмен между тканями и кровью, так же как и обмен питательными веществами и продуктами их распада. В мышцы поступает кровь, обогащенная кислородом, а отводится – насыщенная углекислым газом. Этим же путем попадают в мышцы углеводы и аминокислоты, а выводятся молочная кислота и другие продукты обмена.

Костная ткань на 28,5 % состоит из кислорода. Почему так много? Потому что в костной ткани целый набор химических элементов: основное неорганическое вещество – ортофосфат кальция Са 3 (РО4) 2 – содержит кислорода намного больше, чем кальция и фосфора, это видно даже из формулы. Как и во всех других клетках, в костной ткани есть вода (Н 2 О), а это опять же кислород. Ну и, конечно, в костях содержатся органические вещества: белки (например, оссеин), липиды, углеводы, АТФ, нуклеиновые кислоты – в их составе обязательны углерод, водород, азот, фосфор и, конечно же, кислород!

Благодаря наличию кислорода организм человека способен фактически «сжигать» лишние белки, жиры, углеводы с извлечением определенной энергии сгорания для собственных нужд. Считается, что всего в организме среднего человека с массой тела около 70 кг содержится до 43 кг кислорода! Эта цифра приблизительна и напрямую зависит от интенсивности обмена веществ, массы тела, возраста, пола, климата и даже характера питания.

Основным источником кислорода для человека является атмосфера Земли, из которой в ходе дыхания наш организм способен извлекать необходимое для жизни количество этого газа.

Кислород – безусловное благо?

На первый взгляд похоже, что это действительно так. Достаточно вспомнить, что тяжело больным людям значительно облегчает страдания знакомая всем обыкновенная «кислородная подушка». Однако не все так просто. У кислорода есть свои плюсы и минусы.

Длительное вдыхание воздуха с высоким содержанием кислорода опасно для здоровья человека, так как вызывает образование в тканях так называемых свободных радикалов, нарушающих биологический баланс организма. Свободные радикалы разрушительны по своей сути. Их действие на организм по своей агрессивности сродни ионизирующему излучению. Именно эта характеристика кислорода используется в лучевой терапии: повышая содержание кислорода в опухоли и снижая его содержание в окружающих тканях, онкологи усиливают лучевое поражение опухолевых клеток и уменьшают повреждение здоровых.

Но раз существует такая тесная взаимосвязь между кислородом и опухолевыми клетками, не может ли сам кислород быть причиной развития рака? Ответ на этот вопрос искали многие ученые. Больше всего преуспел в подобных исследованиях немецкий биохимик и физиолог, лауреат Нобелевской премии Отто Варбург. Еще в начале 30-х годов прошлого столетия он сделал вывод: «Рак, в отличие от других заболеваний, имеет бесчисленное множество вторичных причин возникновения. Но даже для рака есть всего одна основная причина. Грубо говоря, основная причина рака – это замена дыхания с использованием кислорода в теле нормальной клетки на другой тип энергетики – ферментацию глюкозы». Иными словами, одной из основных причин возникновения раковых опухолей является нарушенное питание, вызывающее кислородное голодание, или гипоксию клеток.

Судите сами. Каждая из триллионов клеток нашего организма получает пищу и кислород из межклеточной жидкости, которая ее окружает. В свою очередь, эта межклеточная жидкость состоит из тех веществ, которые мы получаем с пищей, переваривая и усваивая продукты питания. В норме межклеточная жидкость имеет слабощелочную реакцию, что строго необходимо для нашей крови. Если же межклеточная жидкость закисляется токсинами из употребляемой нами пищи, то есть ее рН становится меньше 7, клетка начинает голодать, недополучая норму питательных веществ и кислорода. И что же ей остается делать, для того чтобы выжить? Вот тогда-то она и начинает перерождаться, чтобы приспособиться к изменившемуся режиму питания. Так зарождается и развивается опухоль. Обычно этот процесс занимает годы. Поэтому профилактика онкологических заболеваний заключается в своевременном установлении оптимального биобаланса кислорода в организме человека, напрямую связанного с характером нашего питания.

Профилактика рака

Совсем недавно исследователи из Университета Пенсильвании еще раз доказали, что свободные радикалы, образующиеся в организме в ходе окислительно-восстановительных реакций, могут вызывать повреждение клеточных структур и ДНК, что, в свою очередь, способно спровоцировать развитие рака легких. При этом существует прямая связь между высотой проживания человека над уровнем моря и заболеваемостью раком легких. Согласно данным статистики, чем выше над уровнем моря находится место жительства человека, тем ниже вероятность столкнуться с раком легких. Это объясняется тем, что на большой высоте значительно меньшее содержание кислорода в воздухе.

Таким образом, хотя кислород и абсолютно необходим человеку для жизни, его роль в организме человека далеко не однозначна. А что это значит на практике? Только одно. У человека есть только один способ скорректировать ситуацию – кардинально изменить свой рацион питания! Раковым клеткам необходима молочная кислота, которая образуется в результате «сжигания» организмом человека сахаров, поступающих с пищей? Значит, отказ от сахара и углеводов – верный путь профилактики рака. Конечно, все хорошо в меру. Поэтому не стоит бросаться в крайности. Менять свой рацион надо постепенно и всегда под наблюдением врача.

Рак – это болезнь цивилизации. И хотя, как показывают ископаемые останки, рак встречался среди ящеров и древних людей, сегодня раковые заболевания приобрели характер эпидемии. Одна из причин – изменение пищевых пристрастий человека. Интересно, что представители северных народов, чье питание традиционно состояло из мяса и рыбы, до знакомства с западной цивилизацией от рака не умирали. Может быть, пришло время всерьез подумать об этом? Я не призываю вас объявить бойкот сладостям, но снизить их количество в рационе до разумных пределов, по моему глубокому убеждению, обязан каждый современный цивилизованный человек.

Кислород — необходимейший для жизни элемент — в больших концентрациях может, стать ядом, губительным для клеток.

Длительное пребывание человека в атмосфере с повышенным парциальным давлением кислорода (подводных домах, барооперационных камерах повышенного давления, гондолах, стратостатах, гидростатах, кабинах космических кораблей) потребовало решения практически лажного вопроса о допустимой границе парциального, давления кислорода и времени его безвредного воздействия на организм. Вскоре после начала использования кислорода для дыхания легководолазов, погружающихся.под воду с дыхательными аппаратами, были зарегистрированы случаи острого кислородного отравления. При подводной работе в изолирующем аппарате отравление кислородом возможно тогда, когда легководолаз погружается на относительно большую глубину. О вредном влиянии повышенного парциального давления кислорода на организм следует хорошо помнить также при использовании его для профилактики декомпрессионной болезни. Мы уже говорили, что при подъеме водолазов с больших глубин можно применять кислород для сокращения времени декомпрессии.

Урежение дыхательных движений

Следует знать, что при пребывании человека в условиях повышенных концентраций кислорода (в кислородных палатках, кислородных камерах-операционных, рекомпрессиониых камерах), кроме проникновения газа в организм через легкие (ингаляционно), он поглощается и через кожу. Разумеется, газообмен через кожу происходит всегда и в обычных условиях, хотя доля его в общем балансе незначительна, так как общая поверхность тела намного меньше суммарной площади контакта кислорода с кровью в альвеолах. Однако значение дыхания через кожу особенно возрастает при повышении парциального давления кислорода в окружающем воздухе.

Характерной реакцией дыхательной системы на вдыхание повышенных концентраций кислорода является урежение дыхательных движений и уменьшение минутного объема дыхания. Ослабление внешнего дыхания является в целом компенсаторной реакцией, направленной на значительное уменьшение поступления кислород да в организм. Отрицательной стороной такой компенсации следует признать накопление углекислого газа в организме, которое, как правило, усугубляется проявлением кислородного отравления, ибо при этом расширяются сосуды головного мозга и увеличивается его кровоснабжение с. высоким напряжением кислорода.

При парциальном давлении кислорода во вдыхаемом воздухе не более 3 атм наблюдается легочная форма отравления, при которой на первое место выступает воспалительное поражение легких. В результате может возникнуть бронхопневмония с последующим выключением из внешнего газообмена части дыхательной поверхности легких. В тяжелых случаях отравления выпотная жидкость заполняет все легочные альвеолы.

Живительный газ

При парциальном давлении кислорода во вдыхаемом воздухе выше 3 атм наблюдается судорожная форма отравления, характеризующаяся типичными судорогами, по внешнему проявлению напоминающими эпилептический приступ. Парциальное давление кислорода, при котором могут появиться судорожные припадки, принято называть критическим давлением. При этом давлении содержание кислорода, фактически растворенного в Организме, бывает достаточным для покрытия потребности тканей, и гемоглобин красных кровяных телец перестает быть необходимым как переносчик кислорода.

Живительный газ, без которого существование человека невозможно, в чрезмерно больших дозах становится опасным ядом.

Продолжение

В начале этой статьи речь идет о том, что столь страшное для многих людей слово «химия» в применении к пищевым продуктам, присутствует везде. Кальций, кислород, магний, железо и другие, жизненно важные для организма человека, вещества - это все есть химия. Важно только знать, чего и сколько человеку требуется для поддержания молодости и здоровья. В продолжении этой статьи - описание свойств и важности для организма человека тех или иных химических веществ.

Роль кислорода для организма человека

Кислород - это восьмой элемент таблицы химических элементов Менделеева. На нашей планете есть низшие формы существания, которые не приемлют кислорода и обходятся вовсе без воздуха. Но для человека кислород жизненно необходим. Без него не будет работать весь организм, а легкие потеряют свою актуальность.

В свободном состоянии кислород представляет собой газообразное вещество. Но при низких температурах может превращаться в жидкость или даже кристаллизуется.

Молекула кислорода состоит всего из 2-х атомов кислорода - О 2. А вот молекула озона, который по сути является формой кислорода и абсолютно незаменима для существования жизни на планете Земля имеет 3 атома кислорода - О 3 . Разрушение озонового слоя в атмосфере Земли приводит к повышению радиации, к разрушению природы, к появлению все новых и новых форм заболеваний.

Где на Земле есть кислород?

Кроме атмосферы кислород еще присутствует в земной коре. При этом интересно то, что, по сравнению со всеми остальными элементами, кислорода приходится аж до 47%. Содержится он в земной коре в форме различных соединений. В мировом океане, включая и пресные воды, содержание кислорода во всевозможных соединениях составляет почти 86%. А вот в атмосфере его всего 23%.

Кроме атмосферы, земли и воды кислород входит в состав клеток абсолютно всех живых организмов и во множество органических веществ.

Это интересно! В холодной воде мирового океана кислорода больше, чем в теплой.

В каких процессах организма принимает участие кислород

Кислород - это сильнейший окислитель. Поэтому он принимает участие во всех окислительных реакциях организма человека.

Кроме того, что человек дышит и с воздухом получает кислород, это вещество также применяют дополнительно в медицине и в пищевой промышленности.

В медицине кислород применяют в кислородных баллонах и ингаляторах для лечения различных заболеваний дыхательной системы, в общей анестезии при хирургических операциях.

В пищевой промышленности кислород применяют в качестве газа-наполнителя и пропеллента (газообразующего вещества для смесей продуктов). Кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е-948.

Кислород позволяет дышать и поддерживать существование. В этом заключается его главная биологическая роль. Он принимает участие в процессах обмена веществ, в разложении и усвояемости различных питательных веществ.

Задумывались ли вы, почему так часто люди чувствуют недомогания, головные боли, усталость? Почему возникают хронические заболевания, загрязняется кишечник? Наверняка ответ вас поразит. Учёные всего мира всё чаще сходятся на одной мысли: всему причина – кислородное голодание.

Если учесть, что в XIX веке воздух на 38% состоял кислорода и углекислого газа был всего лишь 1%, то на сегодняшний день эти цифры существенно изменились: 19% составляет кислород и почти 3% углекислый газ. Ранее считалось, что кислород вырабатывают «лёгкие планеты» — леса. Доказано, что на долю лесов припадает всего лишь 10% выработки кислорода, остальные 90% — работа океанов, морей, морских водорослей, растений. Загрязняя атмосферу выхлопными газами, высушивая водоёмы, хлорируя воду и занимаясь вырубкой лесов, мы подрываем собственное здоровье.

Почему кислород так важен?

Кислород незаменим для чёткой работы организма. Он ускоряет обмен веществ, улучшает пищеварение, обогащает кровь, улучшая кровообращение в целом. Если вы получаете достаточное количество кислорода, то организм имеет возможность самостоятельно восстанавливаться, укрепляя иммунную систему. Следовательно, выстраивается барьер для попадания вирусов и инфекций в организм. Плюс ко всему – кислород – это крайне необходимое «топливо» для работы организма. Чем больше мы его получаем, тем больше энергии вырабатывается.

Кислород необходим не только внутренним органам, но и кожным покровам. Проникая на 0,4 миллиметра вглубь кожи, кислород способствует её регенерации, улучшает процессы внутреннего метаболизма. Недостаточное количество кислорода замедляет все жизненно важные процессы – это ведёт к преждевременному старению. Поэтому медики всего мира рекомендуют: «дышите глубже – это продлит Вашу молодость!»

Если вы получаете достаточное количество кислорода:

• Улучшается память и концентрация внимания
• Очищается кровь и повышается иммунитет
• Улучшается сон
• Укрепляется сердечно-сосудистая система
• Устраняются даже очень сильные головные боли
• Замедляется старение и восстанавливается кожа
• Источник энергии и хорошего настроения

Недостаток кислорода ведёт к:

• Анорексии
• Усталости
• Головным болям
• Проблемам со сном
• Частым болезням

Альтернативные способы обогащения организма кислородом

Не только пониженное, но и повышенное Р02, которое наблюдается у здорового человека во время некоторых видов трудовой деятельности (работники кессонов), а у больного - во время кислородной терапии (лечение в камерах повышенного давления кислорода) оказывает влияние на организм . Действие повышенного Р02 зависит как от его уровня, так и от длительности пребывания человека в атмосфере с повышенным содержанием кислорода. Если давление кислорода не превышает 200 мм рт. ст., то в ней можно находиться в течение 14 - 30 дней без выраженных отрицательных последствий, если давление достигнет 800 мм рт. ст., то безопасное время пребывания в этой атмосфере сократится до нескольких часов; при давлении 400 мм рт. ст. оно увеличивается до нескольких суток.

Почему же невозможно длительное пребывание человека в кислородной атмосфере? Прежде всего, чистый кислород оказывает токсическое действие на дыхательный эпителий - слизистую оболочку носа, глотки, трахеи, бронхов, альвеол. При вдыхании его в носу, носоглотке и трахее появляется сухость. Поэтому когда при острой необходимости больным дают дышать кислородом из подушки либо из баллона, на мундштук редуктора накладывают смоченную водой марлю.

При повышенном Р02 в воздухе легкие переполняются кровью, в них может развиваться воспаление . Ухудшается диффузия кислорода из легких в кровь , поэтому в крови его будет мало, и проявится такое же кислородное голодание , как и при низком давлении. Кроме этого, из-за нарушения газообмена между альвеолярным воздухом и кровью в ней будет удерживаться избыток углекислого газа, ее реакция станет кислой, нарушится ионное равновесие между плазмой крови и эритроцитами. Развивающийся ацидоз (сдвиг кислотно-щелочного равновесия крови в кислую сторону) резко ухудшает состояние здоровья.

Чистый кислород оказывает токсический эффект на клетки , связанный с образованием соединений. Токсическое действие кислорода проявляется в том, что он непосредственно угнетает клеточные ферменты , от активности которых зависят обменные реакции в клетках. Это было доказано в опытах с одноклеточным организмом - хлореллой, аэробом, добывающим энергию в результате окислительных процессов, т. е. с участием кислорода. Она погибает в атмосфере чистого кислорода. Чистый кислород угнетает новообразование эритроцитов и других клеток.

В опытах на крысах-самцах было показано, что если поддерживать повышенное напряжение кислорода в одном яичке в течение 1 - 2 сут, наступает полная дегенерация, тогда как в яичке, где Р02 сохранялось обычным, физиологическая активность не нарушалась.

Кислород под давлением оказывает токсическое действие на центральную нервную систему. Внешнее его проявление - общие судороги . При высоком Р02 нарушается функция всего управляющего аппарата, прекращается от хеморецепторов, они практически выключаются из контуров управления вентиляцией, кровообращением.

Хотя в нормальных условиях существования живые существа на Земле не встречаются с действием Р02, для предупреждения неблагоприятного его действия в процессе эволюции в организме выработались механизмы защиты: клетки высших организмов обладают высокой и активностью. Фермент , активирующий окислительные процессы с образованием, которые обладают высокой окислительной активностью, каталаза - фермент, ускоряющий разложение токсичных для организма водорода на воду и кислород. Некоторые ученые высказывают даже мнение о том, что существующее содержание (концентрация и парциальное давление) кислорода на уровне моря оказывает в какой-то мере токсическое действие на все живые организмы. В качестве факторов, подкрепляющих эту точку зрения, приводится особая пышность растений альпийских лугов (высота 1500 - 2500 м над уровнем моря), большие размеры новорожденных животных, находившихся в утробе самок, подвергавшихся действию пониженного барометрического давления в барокамере, предпочтение среды обитания с несколько меньшим Р02, чем на уровне моря. Так, белым крысам была предоставлена возможность выбора воздушной среды с различным Р02 - нормальным, повышенным и пониженным. Животные собрались в камере с несколько пониженным Р02. Такое предпочтение слегка среды можно объяснить эйфорией, т. е. тем, что первая реакция на снижение Р02 - нарушение Него торможения и смещение равновесия между нервными процессами в сторону возбуждения (как и при легком опьянении), которое доставляет удовольствие животным.

Против мнения о токсичности нормального Р02 нашей среды свидетельствуют, однако, многочисленные факты, прежде всего - отставание в физическом и половом развитии уроженцев и постоянных жителей среднегорья, снижение физической и умственной работоспособности у лиц даже на небольших высотах (1500 - 2000 м н. у. м.), ухудшение состояния организма при малокровии, при сердечнососудистых и других заболеваниях, сопровождающихся кислородной недостаточностью. И самым убедительным доказательством относительной безвредности кислорода является положительный эффект кислородной терапии. Вдыхание кислорода из кислородных подушек или баллонов спасает жизнь тяжелобольным, введение его через пищевод в желудок успешно используется для борьбы с глистами, поглощение кислородной пены улучшает функцию печени и обмен веществ в организме. Кислород под давлением успешно используется для проведения особо трудных операций на сердце и сосудах. В каждом конкретном случае для кислородной терапии подбирают соответствующее Ра02 и сроки пребывания в атмосфере с повышенным РС02.