È necessario aumentare l'ossigeno nelle cellule? L'ossigeno viene assorbito da un cocktail di ossigeno e che tipo di ossigeno c'è? – opinione della scienza medica Miti sull’ossigeno

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L'avvelenamento da ossigeno è un complesso di sintomi patologici che si sviluppa dopo l'inalazione di gas o vapori con un alto contenuto di un comune non metallo chimicamente attivo, principalmente sotto forma di composti. In che modo la sostanza influisce sul corpo? Quanto è grave l'avvelenamento da ossigeno? Che aiuto si può fornire alla vittima? Di questo e molto altro potrete leggere nel nostro articolo.

In quali casi è possibile l'avvelenamento da ossigeno?

La tossicità dell'ossigeno è una forma abbastanza rara di avvelenamento che non può essere ottenuta nell'ambiente umano naturale. A causa di questa caratteristica, molti trascurano il potenziale pericolo di questo evento e lo prendono alla leggera. Circostanze potenziali che potrebbero portare alla tossicità dell'ossigeno:

• Violazione delle regole per lavorare con miscele di gas e apparecchiature in produzione;
• Malfunzionamento delle apparecchiature che forniscono una sostanza al sistema respiratorio umano sotto maggiore pressione, ad esempio maschere di ossigeno negli ospedali o piloti di aerei;
• Mancato rispetto delle raccomandazioni sulle misure di decompressione necessarie per i subacquei e i subacquei dopo aver lavorato a grandi profondità;
• Procedure di baroterapia con ossigeno troppo frequenti e prolungate.

Come si può vedere dall'elenco sopra descritto, tali circostanze di solito non sono tipiche e diffuse; inoltre, sono associate a una situazione di emergenza - guasto dell'attrezzatura, spesso insieme al mancato rispetto delle norme di sicurezza di base. Dovrebbe essere chiaro che l'ossigeno nella sua forma pura è tossico per l'uomo.

Perché non riesci a respirare ossigeno puro?

L'ossigeno è un elemento atmosferico chiave utilizzato da quasi tutti gli aerobi viventi. Dovrebbe essere chiaro che l'aria non contiene una sostanza pura, ma una serie di composti.

In medicina, l'ossigeno viene utilizzato per migliorare i processi metabolici del tratto gastrointestinale, normalizzare il funzionamento del sistema cardiovascolare, disinfettare e deodorare le masse d'aria, trattare le ulcere trofiche, la cancrena, fornire ventilazione polmonare, studiare la velocità del flusso sanguigno e così via.

La base fisiologica per il trasporto di una sostanza nell'organismo è la sua penetrazione attraverso le membrane alveolari polmonari durante l'inalazione e il legame parallelo con gli eritrociti, che sono l'emoglobina dei globuli rossi. Questi ultimi forniscono ossigeno ai tessuti molli, vengono ripristinati e aggiungono anidride carbonica presente nelle strutture, che viene poi espirata dalla persona.

L'intensità chimica della saturazione di ossigeno nel sangue dipende principalmente non dalla concentrazione del gas, ma dalla sua pressione: più è alta, più sostanza entrerà nel plasma, dopo di che passerà nei tessuti molli.

La sovrasaturazione del corpo con l'ossigeno ha il suo termine medico: iperossia.

Con la formazione di iperossia nei casi più gravi, possono formarsi molteplici disturbi nel funzionamento del sistema nervoso centrale, degli organi respiratori e circolatori. Non solo l’ossigeno puro, ma anche le sue singole forme reattive possono causare potenziali danni sotto forma di derivati ​​​​tossici, ad esempio perossido di idrogeno, ozono, radicale idrossile, ossigeno singoletto - in questo caso saranno necessarie dosi decine di volte più piccole per formare avvelenamento.

Sintomi di tossicità dell'ossigeno

I sintomi dell'avvelenamento da ossigeno non sono specifici e dipendono in modo significativo dalle caratteristiche individuali del corpo umano. Inoltre, molto spesso la patologia viene confusa con altre condizioni acute accompagnate da manifestazioni simili all'iperossia.

Problemi tipici con azione rapida o istantanea (compaiono immediatamente):

• Vertigini;
• Respirazione lenta;
• Diminuzione della frequenza cardiaca, costrizione delle pupille e dei vasi sanguigni.

Questo
salutare
Sapere!

Un eccesso patologico di ossigeno nel corpo crea i presupposti per una mancanza acuta di emoglobina, poiché la sostanza che penetra nel flusso sanguigno attraverso i polmoni si lega attivamente ad essa.

Problemi tipici del periodo medio (da 10-15 minuti a mezz'ora):

• Mal di testa intenso e crescente;
• Nausea e vomito;
• Rapido arrossamento del viso, degli arti e della pelle del corpo;
• Intorpidimento parziale o completo delle falangi delle dita delle mani e dei piedi, contrazioni delle labbra dei muscoli facciali;
• Indebolimento dei riflessi olfattivi e tattili;
• Gravi problemi respiratori;
• Ansia, irritabilità, aggressività, panico. Meno spesso – stupore e letargia;
• Svenimenti, convulsioni e convulsioni.

Primo soccorso alla vittima

Se la vittima non riceve assistenza per un lungo periodo, la morte può avvenire abbastanza rapidamente. Se sospetti l'iperossia, dovresti chiamare immediatamente un'ambulanza. Non esistono meccanismi efficaci per il primo soccorso in questa situazione.. Le possibili azioni possono includere:

• Interrompere immediatamente il contatto con ossigeno altamente concentrato e passare all'aria normale. Se è disponibile l'attrezzatura necessaria, alla persona è consentito respirare una miscela povera di ossigeno;
• Riportare la vittima in sé con ogni mezzo possibile;

• In presenza di convulsioni, convulsioni e manifestazioni neurologiche, monitorare le condizioni della persona e ridurre al minimo il rischio di danni a parti del corpo della vittima (proteggere dai danni, ma non assicurare il corpo con cinture o altri strumenti);
• Respirazione artificiale e compressioni toraciche in assenza di questi due segni vitali fondamentali.

Il trattamento ospedaliero dei pazienti con iperossia è sintomatico. Viene utilizzato il supporto hardware (ventilazione, aspirazione di schiuma dai polmoni, ecc.) E la terapia conservativa (dalla clorpromazina per alleviare le convulsioni ai diuretici).

Conseguenze per il corpo

L'iperossia ha le conseguenze più gravi per il corpo umano, a seconda della concentrazione di ossigeno, della pressione alla quale è entrato nel corpo e di altri fattori.

Potenziali problemi dovuti al sovradosaggio di ossigeno:

• Dal sistema broncopolmonare: edema polmonare con sviluppo di infezioni batteriche secondarie, emorragie nel sistema broncopolmonare, atelettasia, disfunzione del midollo spinale;
• Dal lato del sistema nervoso centrale. Compromissione persistente dell'udito e della vista, crisi convulsive-epilettiche, patologie del cervello e del midollo spinale;
• Dal sistema cardiovascolare: un forte rallentamento del polso con un parallelo calo della pressione sanguigna, emorragie nella pelle e in vari organi interni, sviluppo di infarti e ictus, arresto cardiaco completo.

Se la sovrasaturazione con un'alta concentrazione di ossigeno si verifica a una pressione superiore a 5 bar per almeno diversi minuti, la persona perde quasi istantaneamente conoscenza, si sviluppa rapidamente un'iperossia super grave e si verifica la morte.

Recentemente si è diffusa in tutto il Paese la notizia: la società statale Rusnano sta investendo 710 milioni di rubli nella produzione di farmaci innovativi contro le malattie legate all'età. Stiamo parlando dei cosiddetti "ioni Skulachev" - uno sviluppo fondamentale degli scienziati domestici. Aiuterà a far fronte all'invecchiamento cellulare, causato dall'ossigeno.

"Come mai? - sarai sorpreso. “È impossibile vivere senza ossigeno e tu affermi che accelera l’invecchiamento!” In realtà qui non c’è alcuna contraddizione. Il motore dell’invecchiamento sono le specie reattive dell’ossigeno che si sono già formate all’interno delle nostre cellule.

Fonte di energia

Poche persone sanno che l'ossigeno puro è pericoloso. È usato in medicina a piccole dosi, ma se lo respiri a lungo puoi essere avvelenato. Topi e criceti da laboratorio, ad esempio, ci vivono solo per pochi giorni. L'aria che respiriamo contiene poco più del 20% di ossigeno.

Perché così tanti esseri viventi, compresi gli esseri umani, hanno bisogno di piccole quantità di questo gas pericoloso? Il fatto è che l'O2 è un potente agente ossidante, quasi nessuna sostanza può resistergli. E tutti abbiamo bisogno di energia per vivere. Quindi noi (così come tutti gli animali, i funghi e persino la maggior parte dei batteri) possiamo ottenerlo ossidando alcuni nutrienti. Bruciandoli letteralmente come legna in un camino.

Questo processo avviene in ogni cellula del nostro corpo, dove esistono speciali "stazioni energetiche": i mitocondri. È qui che finisce tutto ciò che mangiamo (digerito e scomposto nelle molecole più semplici, ovviamente). Ed è all'interno dei mitocondri che l'ossigeno fa l'unica cosa che può fare: ossidarsi.

Questo metodo per ottenere energia (si chiama aerobico) è molto vantaggioso. Ad esempio, alcuni esseri viventi sono in grado di ottenere energia senza ossidazione da parte dell'ossigeno. Solo grazie a questo gas, la stessa molecola produce molte volte più energia che senza di essa!

Cattura nascosta

Dei 140 litri di ossigeno che inaliamo dall'aria al giorno, quasi tutto viene utilizzato per produrre energia. Quasi, ma non tutto. Circa l'1% viene speso per la produzione di... veleno. Il fatto è che durante l'attività benefica dell'ossigeno si formano anche sostanze pericolose, le cosiddette “specie reattive dell'ossigeno”. Questi sono i radicali liberi e il perossido di idrogeno.

Perché la natura ha deciso di produrre questo veleno? Qualche tempo fa, gli scienziati hanno trovato una spiegazione per questo. I radicali liberi e il perossido di idrogeno, con l'aiuto di una speciale proteina enzimatica, si formano sulla superficie esterna delle cellule, con il loro aiuto il nostro corpo distrugge i batteri che sono entrati nel sangue. Molto ragionevole, considerando che il radicale idrossido rivaleggia con la candeggina in termini di tossicità.

Tuttavia, non tutto il veleno finisce fuori dalle cellule. Si forma anche in quelle stesse “stazioni energetiche”, i mitocondri. Hanno anche un proprio DNA, che viene danneggiato dalle specie reattive dell'ossigeno. Allora tutto diventa chiaro: il lavoro delle piante energetiche va storto, il DNA viene danneggiato, inizia l'invecchiamento...

Equilibrio precario

Fortunatamente, la natura si è preoccupata di neutralizzare le specie reattive dell’ossigeno. Nel corso di miliardi di anni di vita ricca di ossigeno, le nostre cellule hanno generalmente imparato a tenere sotto controllo l’O2. In primo luogo, non dovrebbe essercene né troppo né troppo poco: entrambi provocano la formazione di veleno. Pertanto, i mitocondri sono in grado di “espellere” l’ossigeno in eccesso, oltre a “respirare” in modo che non possa formare gli stessi radicali liberi. Inoltre, il nostro corpo ha nel suo arsenale sostanze che sono efficaci nella lotta contro i radicali liberi. Ad esempio, gli enzimi antiossidanti che li convertono nel più innocuo perossido di idrogeno e semplicemente nell’ossigeno. Altri enzimi assorbono immediatamente il perossido di idrogeno, trasformandolo in acqua.

Tutta questa protezione a più livelli funziona bene, ma col tempo inizia a fallire. Inizialmente, gli scienziati pensavano che gli enzimi che proteggono dalle specie reattive dell’ossigeno si indebolissero nel corso degli anni. Si è scoperto che no, sono ancora vigorosi e attivi, ma secondo le leggi della fisica, alcuni radicali liberi continuano a bypassare la protezione a più stadi e iniziano a distruggere il DNA.

È possibile sostenere le difese naturali contro i radicali tossici? Si, puoi. Dopotutto, quanto più a lungo vivono in media alcuni animali, tanto meglio vengono affinate le loro difese. Più intenso è il metabolismo di una particolare specie, più efficacemente i suoi rappresentanti affrontano i radicali liberi. Di conseguenza, il primo modo per aiutare te stesso dall'interno è condurre uno stile di vita attivo, non permettendo al tuo metabolismo di rallentare con l'età.

Formiamo i giovani

Ci sono molte altre circostanze che aiutano le nostre cellule a far fronte ai derivati ​​tossici dell’ossigeno. Ad esempio, una gita in montagna (1500 me sopra il livello del mare). Più si va in alto, meno ossigeno c'è nell'aria, e gli abitanti della pianura, una volta in montagna, iniziano a respirare più spesso, è difficile per loro muoversi: il corpo cerca di compensare la mancanza di ossigeno . Dopo due settimane di vita in montagna, il nostro corpo comincia ad adattarsi. Il livello di emoglobina (la proteina del sangue che trasporta l’ossigeno dai polmoni a tutti i tessuti) aumenta e le cellule imparano a utilizzare l’O2 in modo più economico. Forse, dicono gli scienziati, questo è uno dei motivi per cui ci sono molti centenari tra gli altipiani dell'Himalaya, del Pamir, del Tibet e del Caucaso. E anche se vai in vacanza in montagna solo una volta all'anno, avrai gli stessi vantaggi, anche solo per un mese.

Quindi, puoi imparare ad inalare molto ossigeno o, al contrario, poco, ci sono molte tecniche di respirazione in entrambe le direzioni. Tuttavia, nel complesso, il corpo manterrà comunque la quantità di ossigeno che entra nella cellula a un certo livello medio ottimale per se stesso e il suo carico. E quello stesso 1% andrà alla produzione di veleno.

Pertanto, gli scienziati ritengono che sarà più efficace affrontarlo dall'altra parte. Lascia stare la quantità di O2 e rafforza la protezione cellulare contro le sue forme attive. Abbiamo bisogno di antiossidanti e di antiossidanti che possano penetrare nei mitocondri e neutralizzare il veleno presente lì. Questo è esattamente ciò che Rusnano vuole produrre. Forse tra qualche anno tali antiossidanti potranno essere assunti come le attuali vitamine A, E e C.

Gocce di ringiovanimento

L'elenco dei moderni antiossidanti non si limita da tempo alle vitamine A, E e C elencate. Tra le scoperte più recenti ci sono gli ioni antiossidanti SkQ, sviluppati da un gruppo di scienziati guidati da un membro a pieno titolo dell'Accademia delle Scienze, presidente onorario dell'Accademia Società Russa di Biochimici e Biologi Molecolari, direttore dell'Istituto di Biologia Fisica e Chimica. . A. N. Belozersky Università statale di Mosca, vincitore del Premio statale dell'URSS, fondatore e preside della Facoltà di bioingegneria e bioinformatica dell'Università statale di Mosca Vladimir Skulachev.

Negli anni '70 del XX secolo, dimostrò brillantemente la teoria secondo cui i mitocondri sono le "centrali energetiche" delle cellule. A questo scopo sono state inventate particelle caricate positivamente (“ioni Skulachev”), che possono penetrare nei mitocondri. Ora l’accademico Skulachev e i suoi studenti hanno “attaccato” a questi ioni una sostanza antiossidante in grado di “affrontare” i composti tossici dell’ossigeno.

Nella prima fase non si tratterà di “pillole antietà”, ma di farmaci per il trattamento di malattie specifiche. In prima fila ci sono i colliri per trattare alcuni problemi di vista legati all'età. Tali farmaci hanno già dato risultati assolutamente fantastici quando testati sugli animali. A seconda della specie, i nuovi antiossidanti possono ridurre la mortalità precoce, aumentare la durata media della vita e prolungare l’età massima: prospettive entusiasmanti!

Ossigeno- uno degli elementi più comuni non solo in natura, ma anche nella composizione del corpo umano.

Le particolari proprietà dell'ossigeno come elemento chimico lo hanno reso, durante l'evoluzione degli esseri viventi, un partner necessario nei processi fondamentali della vita. La configurazione elettronica della molecola di ossigeno è tale da avere elettroni spaiati, che sono altamente reattivi. Possedendo quindi elevate proprietà ossidanti, la molecola di ossigeno viene utilizzata nei sistemi biologici come una sorta di trappola per gli elettroni, la cui energia si estingue quando sono associati all'ossigeno in una molecola d'acqua.

Non c’è dubbio che l’ossigeno sia “a casa” per i processi biologici come accettore di elettroni. La solubilità dell'ossigeno sia nella fase acquosa che in quella lipidica è anche molto utile per un organismo le cui cellule (soprattutto le membrane biologiche) sono costruite con materiali fisicamente e chimicamente diversi. Ciò gli consente di diffondersi con relativa facilità a qualsiasi formazione strutturale di cellule e di partecipare alle reazioni ossidative. È vero, l'ossigeno è molte volte più solubile nei grassi che in un ambiente acquoso e questo viene preso in considerazione quando si utilizza l'ossigeno come agente terapeutico.

Ogni cellula del nostro corpo necessita di un apporto ininterrotto di ossigeno, dove viene utilizzato in varie reazioni metaboliche. Per consegnarlo e smistarlo in celle, è necessario un apparato di trasporto abbastanza potente.

In condizioni normali, le cellule del corpo necessitano di fornire circa 200-250 ml di ossigeno al minuto. È facile calcolare che il fabbisogno giornaliero è considerevole (circa 300 litri). Con il duro lavoro, questa esigenza aumenta di dieci volte.

La diffusione dell'ossigeno dagli alveoli polmonari nel sangue avviene a causa della differenza (gradiente) alveolo-capillare della tensione dell'ossigeno, che quando si respira aria normale è: 104 (pO 2 negli alveoli) - 45 (pO 2 nei capillari polmonari ) = 59 mmHg. Arte.

L'aria alveolare (con una capacità polmonare media di 6 litri) non contiene più di 850 ml di ossigeno e questa riserva alveolare può fornire ossigeno al corpo solo per 4 minuti, dato che il fabbisogno medio di ossigeno del corpo in condizioni normali è di circa 200 ml al minuto.

È stato calcolato che se l'ossigeno molecolare fosse semplicemente disciolto nel plasma sanguigno (e in esso si dissolve poco - 0,3 ml in 100 ml di sangue), per garantire il normale bisogno delle cellule, è necessario aumentare la velocità del flusso sanguigno vascolare a 180 l in un minuto. Il sangue, infatti, si muove ad una velocità di soli 5 litri al minuto. L'apporto di ossigeno ai tessuti viene effettuato da una sostanza meravigliosa: l'emoglobina.

L'emoglobina contiene il 96% di proteine ​​(globina) e il 4% di componenti non proteici (eme). L'emoglobina, come un polipo, cattura l'ossigeno con i suoi quattro tentacoli. Il ruolo di “tentacoli” che afferrano specificamente le molecole di ossigeno nel sangue arterioso dei polmoni è svolto dall'eme, ovvero dall'atomo di ferro bivalente situato al suo centro. Il ferro è “attaccato” all'interno dell'anello porfirinico mediante quattro legami. Questo complesso di ferro con porfirina è chiamato protoeme o semplicemente eme. Gli altri due legami del ferro sono diretti perpendicolarmente al piano dell'anello porfirinico. Uno di questi va alla subunità proteica (globina) e l'altro è libero e cattura direttamente l'ossigeno molecolare.

Le catene polipeptidiche dell'emoglobina sono disposte nello spazio in modo tale che la loro configurazione si avvicina a quella sferica. Ciascuno dei quattro globuli ha una “tasca” in cui è posto l’eme. Ogni gruppo eme è in grado di catturare una molecola di ossigeno. Una molecola di emoglobina può legare un massimo di quattro molecole di ossigeno.

Come “funziona” l’emoglobina?

Le osservazioni del ciclo respiratorio del “polmone molecolare” (come il famoso scienziato inglese M. Perutz chiamava l'emoglobina) rivelano le sorprendenti caratteristiche di questa proteina del pigmento. Si scopre che tutte e quattro le gemme lavorano di concerto, piuttosto che in modo indipendente. Ciascuna delle gemme viene informata, per così dire, se il suo partner ha aggiunto o meno ossigeno. Nella deossiemoglobina tutti i “tentacoli” (atomi di ferro) sporgono dal piano dell'anello porfirinico e sono pronti a legare una molecola di ossigeno. Dopo aver catturato una molecola di ossigeno, il ferro viene attirato all'interno dell'anello porfirinico. La prima molecola di ossigeno è la più difficile da attaccare e ciascuna successiva diventa migliore e più semplice. In altre parole, l’emoglobina agisce secondo il proverbio “l’appetito vien mangiando”. L'aggiunta di ossigeno modifica anche le proprietà dell'emoglobina: diventa un acido più forte. Questo fatto è di grande importanza nel trasferimento di ossigeno e anidride carbonica.

Dopo essersi saturata di ossigeno nei polmoni, l'emoglobina nei globuli rossi lo trasporta attraverso il flusso sanguigno fino alle cellule e ai tessuti del corpo. Tuttavia, prima di saturare l’emoglobina, l’ossigeno deve dissolversi nel plasma sanguigno e passare attraverso la membrana dei globuli rossi. In pratica, soprattutto quando si utilizza l'ossigenoterapia, è importante che il medico tenga conto delle potenziali capacità dell'emoglobina eritrocitaria di trattenere e fornire ossigeno.

Un grammo di emoglobina in condizioni normali può legare 1,34 ml di ossigeno. Ragionando ulteriormente, possiamo calcolare che con un contenuto medio di emoglobina nel sangue pari a 14-16 ml%, 100 ml di sangue legano 18-21 ml di ossigeno. Se prendiamo in considerazione il volume del sangue, che è in media di circa 4,5 litri negli uomini e di 4 litri nelle donne, l'attività legante massima dell'emoglobina eritrocitaria è di circa 750-900 ml di ossigeno. Naturalmente ciò è possibile solo se tutta l'emoglobina è satura di ossigeno.

Quando si respira aria atmosferica, l'emoglobina è incompletamente satura - 95-97%. Puoi saturarlo usando ossigeno puro per respirare. È sufficiente aumentare il suo contenuto nell'aria inalata al 35% (invece del solito 24%). In questo caso la capacità di ossigeno sarà massima (pari a 21 ml O 2 per 100 ml di sangue). L'ossigeno non sarà più in grado di legarsi a causa della mancanza di emoglobina libera.

Una piccola quantità di ossigeno rimane disciolta nel sangue (0,3 ml per 100 ml di sangue) e viene trasferita in questa forma ai tessuti. In condizioni naturali, i bisogni dei tessuti sono soddisfatti dall'ossigeno legato all'emoglobina, poiché l'ossigeno disciolto nel plasma è una quantità insignificante: solo 0,3 ml in 100 ml di sangue. Ciò porta alla conclusione: se il corpo ha bisogno di ossigeno, non può vivere senza emoglobina.

Durante la sua vita (sono circa 120 giorni), il globulo rosso svolge un lavoro straordinario, trasferendo circa un miliardo di molecole di ossigeno dai polmoni ai tessuti. L’emoglobina ha però una caratteristica interessante: non sempre assorbe l’ossigeno con la stessa avidità, né lo cede alle cellule circostanti con la stessa disponibilità. Questo comportamento dell'emoglobina è determinato dalla sua struttura spaziale e può essere regolato sia da fattori interni che esterni.

Il processo di saturazione dell'emoglobina con ossigeno nei polmoni (o dissociazione dell'emoglobina nelle cellule) è descritto da una curva a forma di S. Grazie a questa dipendenza, anche con piccole differenze nel sangue (da 98 a 40 mm Hg) è possibile un normale apporto di ossigeno alle cellule.

La posizione della curva a forma di S non è costante e il suo cambiamento indica importanti cambiamenti nelle proprietà biologiche dell'emoglobina. Se la curva si sposta a sinistra e la sua curva diminuisce, ciò indica un aumento dell'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno e una diminuzione del processo inverso: la dissociazione dell'ossiemoglobina. Al contrario, uno spostamento di questa curva a destra (e un aumento della curva) indica il quadro esattamente opposto: una diminuzione dell'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno e un migliore rilascio dello stesso ai tessuti. È chiaro che spostando la curva a sinistra è consigliabile per catturare l'ossigeno nei polmoni, e a destra per rilasciarlo ai tessuti.

La curva di dissociazione dell'ossiemoglobina cambia a seconda del pH dell'ambiente e della temperatura. Più basso è il pH (spostamento verso il lato acido) e più alta è la temperatura, peggiore è la cattura di ossigeno da parte dell'emoglobina, ma migliore è la sua cessione ai tessuti durante la dissociazione dell'ossiemoglobina. Da qui la conclusione: in un'atmosfera calda, la saturazione di ossigeno nel sangue avviene in modo inefficace, ma con un aumento della temperatura corporea, lo scarico dell'ossiemoglobina dall'ossigeno è molto attivo.

Anche i globuli rossi hanno i propri dispositivi di regolamentazione. È l'acido 2,3-difosfoglicerico, formato durante la scomposizione del glucosio. Anche lo “umore” dell'emoglobina rispetto all'ossigeno dipende da questa sostanza. Quando l'acido 2,3-difosfoglicerico si accumula nei globuli rossi, riduce l'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno e ne favorisce il rilascio ai tessuti. Se non ce n’è abbastanza, l’immagine è l’opposto.

Eventi interessanti si verificano anche nei capillari. All'estremità arteriosa del capillare, la diffusione dell'ossigeno avviene perpendicolarmente al movimento del sangue (dal sangue alla cellula). Il movimento avviene nella direzione della differenza delle pressioni parziali dell'ossigeno, cioè all'interno delle cellule.

Le cellule preferiscono l'ossigeno disciolto fisicamente e viene utilizzato per primo. Allo stesso tempo, l'ossiemoglobina viene scaricata dal suo peso. Quanto più intensamente un organo lavora, tanto più ossigeno ha bisogno. Quando l'ossigeno viene rilasciato, i tentacoli dell'emoglobina vengono rilasciati. A causa dell'assorbimento dell'ossigeno da parte dei tessuti, il contenuto di ossiemoglobina nel sangue venoso scende dal 97 al 65-75%.

Lo scarico dell'ossiemoglobina favorisce contemporaneamente il trasporto dell'anidride carbonica. Quest'ultimo, formato nei tessuti come prodotto finale della combustione di sostanze contenenti carbonio, entra nel sangue e può causare una significativa diminuzione del pH dell'ambiente (acidificazione), che è incompatibile con la vita. Infatti, il pH del sangue arterioso e venoso può oscillare entro un intervallo estremamente ristretto (non più di 0,1), e per questo è necessario neutralizzare l'anidride carbonica e trasportarla dai tessuti ai polmoni.

È interessante notare che l'accumulo di anidride carbonica nei capillari e una leggera diminuzione del pH dell'ambiente contribuiscono semplicemente al rilascio di ossigeno da parte dell'ossiemoglobina (la curva di dissociazione si sposta a destra e la curva a forma di S aumenta). L'emoglobina, che svolge il ruolo stesso del sistema tampone del sangue, neutralizza l'anidride carbonica. In questo caso si formano bicarbonati. Parte dell'anidride carbonica viene legata all'emoglobina stessa (con conseguente formazione di carbemoglobina). Si stima che l'emoglobina sia direttamente o indirettamente coinvolta nel trasporto fino al 90% dell'anidride carbonica dai tessuti ai polmoni. Nei polmoni si verificano processi inversi, poiché l'ossigenazione dell'emoglobina porta ad un aumento delle sue proprietà acide e al rilascio di ioni idrogeno nell'ambiente. Questi ultimi, combinandosi con i bicarbonati, formano acido carbonico, che viene scomposto dall'enzima anidrasi carbonica in anidride carbonica e acqua. L'anidride carbonica viene rilasciata dai polmoni e l'ossiemoglobina, legando i cationi (in cambio degli ioni idrogeno scissi), si sposta nei capillari dei tessuti periferici. Una connessione così stretta tra gli atti di fornitura di ossigeno ai tessuti e la rimozione di anidride carbonica dai tessuti ai polmoni ci ricorda che quando si utilizza l'ossigeno per scopi medicinali, non bisogna dimenticare un'altra funzione dell'emoglobina: liberare il corpo dall'eccesso di anidride carbonica.

La differenza arterio-venosa o differenza di pressione dell'ossigeno lungo il capillare (dall'estremità arteriosa a quella venosa) dà un'idea della richiesta di ossigeno dei tessuti. La lunghezza del viaggio capillare dell'ossiemoglobina varia nei diversi organi (e il loro fabbisogno di ossigeno non è lo stesso). Pertanto, ad esempio, la tensione dell'ossigeno nel cervello diminuisce meno che nel miocardio.

Qui, però, è necessario fare una riserva e ricordare che il miocardio e altri tessuti muscolari si trovano in condizioni particolari. Le cellule muscolari hanno un sistema attivo per catturare l'ossigeno dal sangue che scorre. Questa funzione è svolta dalla mioglobina, che ha la stessa struttura e funziona secondo lo stesso principio dell'emoglobina. Solo la mioglobina ha una catena proteica (e non quattro, come l'emoglobina) e, di conseguenza, un eme. La mioglobina è come un quarto dell'emoglobina e cattura solo una molecola di ossigeno.

La struttura unica della mioglobina, che è limitata solo al livello terziario di organizzazione della sua molecola proteica, è associata all'interazione con l'ossigeno. La mioglobina lega l'ossigeno cinque volte più velocemente dell'emoglobina (ha un'elevata affinità per l'ossigeno). La curva di saturazione della mioglobina (o dissociazione dell'ossimioglobina) con l'ossigeno ha la forma di un'iperbole anziché di una forma a S. Ciò ha molto senso dal punto di vista biologico, poiché la mioglobina, situata in profondità nel tessuto muscolare (dove la pressione parziale dell'ossigeno è bassa), cattura avidamente l'ossigeno anche in condizioni di bassa tensione. Viene creata una sorta di riserva di ossigeno, che viene spesa, se necessario, per la formazione di energia nei mitocondri. Ad esempio, nel muscolo cardiaco, dove c'è molta mioglobina, durante la diastole si forma nelle cellule una riserva di ossigeno sotto forma di ossimioglobina, che durante la sistole soddisfa i bisogni del tessuto muscolare.

A quanto pare, il costante lavoro meccanico degli organi muscolari richiedeva dispositivi aggiuntivi per catturare e riservare l'ossigeno. La natura lo ha creato sotto forma di mioglobina. È possibile che anche le cellule non muscolari abbiano qualche meccanismo ancora sconosciuto per catturare l’ossigeno dal sangue.

In generale, l'utilità del lavoro dell'emoglobina eritrocitaria è determinata da quanto è in grado di trasportare nella cellula e trasferire ad essa le molecole di ossigeno e rimuovere l'anidride carbonica che si accumula nei capillari dei tessuti. Sfortunatamente, questo lavoratore a volte non lavora a pieno regime e non per colpa sua: il rilascio di ossigeno dall'ossiemoglobina nel capillare dipende dalla capacità delle reazioni biochimiche nelle cellule di consumare ossigeno. Se si consuma poco ossigeno, sembra “stagnare” e, a causa della sua bassa solubilità in un mezzo liquido, non proviene più dal letto arterioso. I medici osservano una diminuzione della differenza di ossigeno artero-venoso. Si scopre che l'emoglobina trasporta inutilmente parte dell'ossigeno e inoltre trasporta meno anidride carbonica. La situazione non è piacevole.

La conoscenza delle modalità di funzionamento del sistema di trasporto dell'ossigeno in condizioni naturali consente al medico di trarre una serie di conclusioni utili per il corretto utilizzo dell'ossigenoterapia. Inutile dire che è necessario utilizzare, insieme all'ossigeno, agenti che stimolano la zitropoiesi, aumentano il flusso sanguigno nel corpo colpito e aiutano l'utilizzo dell'ossigeno nei tessuti del corpo.

Allo stesso tempo, è necessario sapere chiaramente per quali scopi l'ossigeno viene speso nelle cellule, garantendo la loro normale esistenza?

Nel suo percorso verso il luogo in cui partecipa alle reazioni metaboliche all'interno delle cellule, l'ossigeno supera molte formazioni strutturali. Le più importanti sono le membrane biologiche.

Ogni cellula ha una membrana plasmatica (o esterna) e una bizzarra varietà di altre strutture di membrana che legano le particelle subcellulari (organelli). Le membrane non sono semplici partizioni, ma formazioni che svolgono funzioni speciali (trasporto, scomposizione e sintesi di sostanze, produzione di energia, ecc.), determinate dalla loro organizzazione e dalla composizione delle biomolecole in esse contenute. Nonostante la variabilità nella forma e nelle dimensioni delle membrane, sono costituite prevalentemente da proteine ​​e lipidi. Anche altre sostanze presenti nelle membrane (ad esempio i carboidrati) sono collegate tramite legami chimici ai lipidi o alle proteine.

Non ci soffermeremo sui dettagli dell'organizzazione delle molecole proteico-lipidiche nelle membrane. È importante notare che tutti i modelli della struttura delle biomembrane (“sandwich”, “mosaico”, ecc.) presuppongono la presenza nelle membrane di un film lipidico bimolecolare tenuto insieme da molecole proteiche.

Lo strato lipidico della membrana è un film liquido in costante movimento. L'ossigeno, grazie alla sua buona solubilità nei grassi, attraversa il doppio strato lipidico delle membrane ed entra nelle cellule. Parte dell'ossigeno viene trasferito all'ambiente interno delle cellule attraverso trasportatori come la mioglobina. Si ritiene che l'ossigeno sia in uno stato solubile nella cellula. Probabilmente si dissolve di più nelle formazioni lipidiche e meno in quelle idrofile. Ricordiamo che la struttura dell'ossigeno soddisfa perfettamente i criteri di un agente ossidante utilizzato come trappola di elettroni. È noto che la principale concentrazione di reazioni ossidative avviene in organelli speciali, i mitocondri. I confronti figurativi che i biochimici hanno fatto con i mitocondri parlano dello scopo di queste piccole particelle (da 0,5 a 2 micron di dimensione). Vengono chiamate sia “centrali energetiche” che “centrali elettriche” della cellula, sottolineando così il loro ruolo di primo piano nella formazione di composti ricchi di energia.

Probabilmente vale la pena fare una piccola digressione qui. Come sapete, una delle caratteristiche fondamentali degli esseri viventi è l'efficiente estrazione dell'energia. Il corpo umano utilizza fonti esterne di energia - sostanze nutritive (carboidrati, lipidi e proteine), che vengono frantumate in pezzi più piccoli (monomeri) con l'aiuto degli enzimi idrolitici del tratto gastrointestinale. Questi ultimi vengono assorbiti e consegnati alle cellule. Solo le sostanze che contengono idrogeno, che ha una grande quantità di energia libera, hanno valore energetico. Il compito principale della cellula, o meglio degli enzimi in essa contenuti, è quello di elaborare i substrati in modo tale da rimuovere da essi l'idrogeno.

Quasi tutti i sistemi enzimatici che svolgono un ruolo simile sono localizzati nei mitocondri. Qui vengono ossidati il ​​frammento di glucosio (acido piruvico), gli acidi grassi e gli scheletri carboniosi degli aminoacidi. Dopo la lavorazione finale, l'idrogeno rimanente viene “eliminato” da queste sostanze.

L'idrogeno, che viene separato dalle sostanze combustibili con l'aiuto di speciali enzimi (deidrogenasi), non è in forma libera, ma in connessione con trasportatori speciali: i coenzimi. Sono derivati ​​della nicotinamide (vitamina PP) - NAD (nicotinamide adenina dinucleotide), NADP (nicotinamide adenina dinucleotide fosfato) e derivati ​​della riboflavina (vitamina B 2) - FMN (flavina mononucleotide) e FAD (flavina adenina dinucleotide).

L'idrogeno non brucia immediatamente, ma gradualmente, in porzioni. Altrimenti la cellula non potrebbe utilizzare la sua energia, perché quando l'idrogeno interagisce con l'ossigeno si verificherebbe un'esplosione, cosa facilmente dimostrabile negli esperimenti di laboratorio. Affinché l'idrogeno rilasci l'energia in esso contenuta in parti, nella membrana interna dei mitocondri è presente una catena di trasportatori di elettroni e protoni, altrimenti chiamata catena respiratoria. In un certo tratto di questa catena i percorsi degli elettroni e dei protoni divergono; gli elettroni saltano attraverso i citocromi (che, come l'emoglobina, sono costituiti da proteine ​​ed eme) e i protoni fuggono nell'ambiente. Nel punto finale della catena respiratoria, dove si trova la citocromo ossidasi, gli elettroni “scivolano” sull’ossigeno. In questo caso, l'energia degli elettroni è completamente estinta e l'ossigeno, legando i protoni, si riduce a una molecola d'acqua. L’acqua non ha più valore energetico per il corpo.

L'energia emessa dagli elettroni che saltano lungo la catena respiratoria viene convertita nell'energia dei legami chimici dell'adenosina trifosfato - ATP, che funge da principale accumulatore di energia negli organismi viventi. Poiché qui si combinano due atti: l'ossidazione e la formazione di legami fosfatici ricchi di energia (presenti nell'ATP), il processo di formazione di energia nella catena respiratoria è chiamato fosforilazione ossidativa.

Come avviene la combinazione del movimento degli elettroni lungo la catena respiratoria e la cattura dell'energia durante questo movimento? Non è ancora del tutto chiaro. Nel frattempo, l'azione dei convertitori di energia biologica consentirebbe di risolvere molti problemi legati alla salvezza delle cellule del corpo colpite da un processo patologico, che, di regola, sperimentano la fame di energia. Secondo gli esperti, la scoperta dei segreti del meccanismo di formazione dell'energia negli esseri viventi porterà alla creazione di generatori di energia tecnicamente più promettenti.

Queste sono prospettive. Per ora è noto che la cattura dell’energia degli elettroni avviene in tre tratti della catena respiratoria e, quindi, la combustione di due atomi di idrogeno produce tre molecole di ATP. L'efficienza di un tale trasformatore di energia è vicina al 50%. Considerando che la quota di energia fornita alla cellula durante l'ossidazione dell'idrogeno nella catena respiratoria è almeno del 70-90%, i coloriti paragoni assegnati ai mitocondri diventano chiari.

L'energia ATP viene utilizzata in una varietà di processi: per l'assemblaggio di strutture complesse (ad esempio proteine, grassi, carboidrati, acidi nucleici) dalla costruzione di proteine, attività meccanica (contrazione muscolare), lavoro elettrico (la comparsa e la propagazione degli impulsi nervosi ), trasporto e accumulo di sostanze all'interno delle cellule, ecc. In breve, la vita senza energia è impossibile e non appena c'è una forte carenza di essa, gli esseri viventi muoiono.

Torniamo alla questione del posto dell'ossigeno nella produzione di energia. A prima vista, la partecipazione diretta dell'ossigeno a questo processo vitale sembra mascherata. Probabilmente sarebbe opportuno paragonare la combustione dell'idrogeno (e la conseguente formazione di energia) ad una linea di produzione, sebbene la catena respiratoria sia una linea non per assemblare, ma per “smontare” la materia.

All'origine della catena respiratoria c'è l'idrogeno. Da esso, il flusso di elettroni si precipita verso la destinazione finale: l'ossigeno. In assenza di ossigeno o in sua carenza, la linea di produzione si ferma o non funziona a pieno regime, perché non c'è nessuno che la scarichi, oppure l'efficienza dello scarico è limitata. Nessun flusso di elettroni, nessuna energia. Secondo la definizione appropriata dell'eccezionale biochimico A. Szent-Gyorgyi, la vita è controllata dal flusso di elettroni, il cui movimento è determinato da una fonte esterna di energia: il Sole. Si è tentati di continuare questo pensiero e aggiungere che poiché la vita è controllata dal flusso di elettroni, l’ossigeno mantiene la continuità di questo flusso.

È possibile sostituire l'ossigeno con un altro accettore di elettroni, scaricare la catena respiratoria e ripristinare la produzione di energia? In linea di principio è possibile. Ciò è facilmente dimostrabile negli esperimenti di laboratorio. Per il corpo, selezionare un accettore di elettroni come l'ossigeno in modo che possa essere facilmente trasportato, penetri in tutte le cellule e partecipi alle reazioni redox è ancora un compito incomprensibile.

Quindi, l'ossigeno, pur mantenendo la continuità del flusso di elettroni nella catena respiratoria, in condizioni normali contribuisce alla costante formazione di energia dalle sostanze che entrano nei mitocondri.

Naturalmente, la situazione presentata sopra è in qualche modo semplificata e lo abbiamo fatto per mostrare più chiaramente il ruolo dell'ossigeno nella regolazione dei processi energetici. L'efficacia di tale regolazione è determinata dal funzionamento dell'apparato per trasformare l'energia degli elettroni in movimento (corrente elettrica) nell'energia chimica dei legami ATP. Se i nutrienti sono presenti anche in presenza di ossigeno. bruciare nei mitocondri “invano”, l'energia termica rilasciata in questo caso è inutile per il corpo e può verificarsi una carenza di energia con tutte le conseguenze che ne conseguono. Tuttavia, casi così estremi di fosforilazione compromessa durante il trasferimento di elettroni nei mitocondri dei tessuti sono difficilmente possibili e non sono stati riscontrati nella pratica.

Molto più frequenti sono i casi di disregolazione della produzione di energia associata ad un insufficiente apporto di ossigeno alle cellule. Questo significa morte immediata? Risulta no. L'evoluzione ha deciso saggiamente, lasciando una certa riserva di forza energetica ai tessuti umani. È fornito da un percorso privo di ossigeno (anaerobico) per la formazione di energia dai carboidrati. La sua efficienza, tuttavia, è relativamente bassa, poiché l'ossidazione degli stessi nutrienti in presenza di ossigeno fornisce 15-18 volte più energia che senza di esso. Tuttavia, in situazioni critiche, i tessuti corporei rimangono vitali proprio grazie alla produzione di energia anaerobica (attraverso la glicolisi e la glicogenolisi).

Questa è una piccola digressione che parla del potenziale per la formazione di energia e dell'esistenza di un organismo senza ossigeno, ulteriore prova che l'ossigeno è il regolatore più importante dei processi vitali e che l'esistenza senza di esso è impossibile.

Tuttavia, non meno importante è la partecipazione dell'ossigeno non solo all'energia, ma anche ai processi plastici. Questo lato dell'ossigeno fu sottolineato nel 1897 dal nostro eccezionale connazionale A. N. Bach e dallo scienziato tedesco K. Engler, che svilupparono la posizione "sulla lenta ossidazione delle sostanze con ossigeno attivato". Per molto tempo queste disposizioni sono rimaste nell'oblio a causa dell'eccessivo interesse dei ricercatori per il problema della partecipazione dell'ossigeno alle reazioni energetiche. Solo negli anni '60 del nostro secolo fu nuovamente sollevata la questione del ruolo dell'ossigeno nell'ossidazione di molti composti naturali ed estranei. Come si è scoperto, questo processo non ha nulla a che fare con la generazione di energia.

L'organo principale che utilizza l'ossigeno per introdurlo nella molecola della sostanza ossidata è il fegato. Nelle cellule del fegato molti composti estranei vengono neutralizzati in questo modo. E se il fegato è giustamente chiamato un laboratorio per la neutralizzazione di farmaci e veleni, allora all'ossigeno in questo processo viene assegnato un posto molto onorevole (se non dominante).

Brevemente sulla localizzazione e progettazione dell'apparato per il consumo di ossigeno per scopi plastici. Nelle membrane del reticolo endoplasmatico, che penetra nel citoplasma delle cellule epatiche, è presente una breve catena di trasporto degli elettroni. Si differenzia da una catena respiratoria lunga (con un gran numero di portatori). La fonte di elettroni e protoni in questa catena è il NADP ridotto, che si forma nel citoplasma, ad esempio, durante l'ossidazione del glucosio nel ciclo del pentoso fosfato (quindi il glucosio può essere definito un partner a pieno titolo nella disintossicazione delle sostanze). Elettroni e protoni vengono trasferiti a una speciale proteina contenente flavina (FAD) e da essa al collegamento finale: uno speciale citocromo chiamato citocromo P-450. Come l'emoglobina e i citocromi mitocondriali, è una proteina contenente eme. La sua funzione è duplice: lega la sostanza ossidata e partecipa all'attivazione dell'ossigeno. Il risultato finale di una funzione così complessa del citocromo P-450 è che un atomo di ossigeno entra nella molecola della sostanza ossidata e il secondo entra nella molecola d'acqua. Sono evidenti le differenze tra gli atti finali del consumo di ossigeno durante la formazione di energia nei mitocondri e durante l'ossidazione delle sostanze nel reticolo endoplasmatico. Nel primo caso, l'ossigeno viene utilizzato per formare acqua e nel secondo per formare sia acqua che un substrato ossidato. La percentuale di ossigeno consumato nel corpo per scopi plastici può essere del 10-30% (a seconda delle condizioni favorevoli al verificarsi di queste reazioni).

È inutile porsi la questione (anche puramente teorica) sulla possibilità di sostituire l’ossigeno con altri elementi. Considerando che questo percorso di utilizzazione dell'ossigeno è necessario anche per lo scambio dei più importanti composti naturali – colesterolo, acidi biliari, ormoni steroidei – è facile comprendere fino a che punto si estendono le funzioni dell'ossigeno. Si scopre che regola la formazione di una serie di importanti composti endogeni e la disintossicazione da sostanze estranee (o, come vengono ora chiamate, xenobiotici).

Va però notato che il sistema enzimatico del reticolo endoplasmatico, che utilizza l'ossigeno per ossidare gli xenobiotici, ha alcuni costi che sono i seguenti. A volte, quando si introduce ossigeno in una sostanza, si forma un composto più tossico di quello originale. In questi casi, l'ossigeno agisce come complice nell'avvelenare il corpo con composti innocui. Tali costi assumono una svolta seria, ad esempio, quando gli agenti cancerogeni si formano da procancerogeni con la partecipazione dell'ossigeno. In particolare, il noto componente del fumo di tabacco, il benzopirene, considerato cancerogeno, in realtà acquisisce queste proprietà quando viene ossidato nell'organismo per formare ossibenzopirene.

I fatti di cui sopra ci costringono a prestare molta attenzione a quei processi enzimatici in cui l'ossigeno viene utilizzato come materiale da costruzione. In alcuni casi, è necessario sviluppare misure preventive contro questo metodo di consumo di ossigeno. Questo compito è molto difficile, ma è necessario cercare approcci per utilizzare varie tecniche per dirigere le potenze regolatrici dell'ossigeno nella direzione necessaria per il corpo.

Quest'ultimo è particolarmente importante nel caso dell'utilizzo dell'ossigeno in un processo “incontrollato” come l'ossidazione con perossido (o radicali liberi) degli acidi grassi insaturi. Gli acidi grassi insaturi fanno parte di vari lipidi nelle membrane biologiche. L'architettura delle membrane, la loro permeabilità e le funzioni delle proteine ​​enzimatiche incluse nelle membrane sono in gran parte determinate dal rapporto tra i vari lipidi. La perossidazione lipidica avviene con l'aiuto di enzimi o senza di essi. La seconda opzione non è diversa dall'ossidazione dei radicali liberi dei lipidi nei sistemi chimici convenzionali e richiede la presenza di acido ascorbico. La partecipazione dell'ossigeno alla perossidazione lipidica non è, ovviamente, il modo migliore per sfruttare le sue preziose qualità biologiche. La natura radicalica di questo processo, che può essere avviato dal ferro bivalente (il centro di formazione dei radicali), consente di portare rapidamente alla disintegrazione della struttura lipidica delle membrane e, di conseguenza, alla morte cellulare.

Tuttavia, una tale catastrofe non si verifica in condizioni naturali. Le cellule contengono antiossidanti naturali (vitamina E, selenio, alcuni ormoni) che spezzano la catena della perossidazione lipidica, prevenendo la formazione di radicali liberi. Tuttavia, secondo alcuni ricercatori, l'uso dell'ossigeno nella perossidazione lipidica ha anche aspetti positivi. In condizioni biologiche, la perossidazione lipidica è necessaria per l’autorinnovamento della membrana, poiché i perossidi lipidici sono composti più solubili in acqua e vengono rilasciati più facilmente dalla membrana. Sono sostituiti da nuove molecole lipidiche idrofobiche. Solo l'eccesso di questo processo porta al collasso delle membrane e ai cambiamenti patologici nel corpo.

È tempo di fare il punto. Quindi, l'ossigeno è il regolatore più importante dei processi vitali, utilizzato dalle cellule del corpo come componente necessario per la formazione di energia nella catena respiratoria dei mitocondri. Il fabbisogno di ossigeno di questi processi è soddisfatto in modo diseguale e dipende da molte condizioni (dalla potenza del sistema enzimatico, dall'abbondanza nel substrato e dalla disponibilità dell'ossigeno stesso), ma la maggior parte dell'ossigeno viene comunque spesa nei processi energetici. Il “salario vitale” e le funzioni dei singoli tessuti e organi durante una grave mancanza di ossigeno sono quindi determinati dalle riserve endogene di ossigeno e dalla potenza del percorso di produzione di energia privo di ossigeno.

Tuttavia, non è meno importante fornire ossigeno ad altri processi plastici, anche se per questo viene consumata una parte minore. Oltre a una serie di sintesi naturali necessarie (colesterolo, acidi biliari, prostaglandine, ormoni steroidei, prodotti biologicamente attivi del metabolismo degli aminoacidi), la presenza di ossigeno è particolarmente necessaria per la neutralizzazione di farmaci e veleni. In caso di avvelenamento da sostanze estranee si può forse supporre che l'ossigeno sia più importante per la plastica che per scopi energetici. In caso di intossicazione, questo lato dell'azione trova applicazione pratica. E solo in un caso il medico deve pensare a come porre una barriera al consumo di ossigeno nelle cellule. Stiamo parlando dell'inibizione dell'uso dell'ossigeno nella perossidazione lipidica.

Come possiamo vedere, la conoscenza delle caratteristiche della somministrazione e delle vie di consumo dell'ossigeno nel corpo è la chiave per svelare i disturbi che insorgono durante vari tipi di condizioni ipossiche e per conoscere le corrette tattiche per l'uso terapeutico dell'ossigeno in clinica .

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Fatti incredibili

Oggi parleremo di situazioni in cui il noto ossigeno è utile, di quando è pericoloso e se sono reali le situazioni in cui non ce n'è abbastanza.

Quindi, parliamo dei miti più comuni sull'ossigeno.

Miti sull'ossigeno

1. Riceviamo abbastanza ossigeno quando respiriamo

Una carenza di questo elemento ha un grave impatto sul funzionamento di tutti i sistemi e organi. Ne soffrono i sistemi immunitario, respiratorio, nervoso centrale e cardiovascolare.

Ricorda che solo perché respiri normalmente non significa che il tuo corpo riceve la quantità di ossigeno di cui ha bisogno. La mancanza di ossigeno può essere causata da diversi fattori.

- fumare

Il cervello di un fumatore riceve molto meno ossigeno rispetto al cervello di un non fumatore. Inoltre, quando una persona decide di smettere di fumare, il suo cervello riceve ancora meno ossigeno perché nelle prime 12 ore senza sigarette il suo metabolismo rallenta del 17%.

- cattiva ecologia

Quando il carburante brucia, si forma monossido di carbonio, che provoca avvelenamento del corpo. Entra in contatto con l'emoglobina, a seguito della quale il nostro corpo sperimenta una carenza di ossigeno e compaiono sintomi di avvelenamento: vertigini, nausea, mal di testa, debolezza.

- processi infiammatori

A causa dei processi infiammatori che si verificano nel corpo, potrebbe esserci una mancanza di ossigeno nei tessuti. Ciò può verificarsi, ad esempio, con lo sviluppo di alcune malattie infettive e di alcuni tipi di cancro.

Effetto dell'ossigeno

2. Puoi trarre beneficio da qualsiasi dose di ossigeno.

Respiriamo l'aria atmosferica, che contiene solo il 20,9% di ossigeno. I restanti componenti sono: azoto - 78%, argon - 1% e anidride carbonica - 0,03%.

La mancanza di ossigeno può causare problemi di salute, ma anche un eccesso di ossigeno rappresenta un certo pericolo. Ad esempio, se i topi inalano ossigeno puro al 100% per mezz’ora, subiscono danni al sistema cerebrale e sviluppano problemi di coordinazione.

Quando l'ossigeno viene consumato in grandi dosi troppo rapidamente e senza restrizioni, si formano radicali liberi, che a loro volta danneggiano gravemente e addirittura uccidono le cellule in tutto il corpo.

Un leggero aumento della quantità di ossigeno consumato è addirittura vantaggioso. Quindi, se inspiri ogni giorno per 10-20 minuti aria con un contenuto di ossigeno del 30%, il processo metabolico si normalizza, il livello di glucosio nel sangue diminuisce e il peso in eccesso viene perso.

L'ossigeno viene spesso consumato sotto forma di cocktail di ossigeno, ovvero una miscela di aria e ossigeno, simile alla schiuma. In tali cocktail, la concentrazione di ossigeno raggiunge il 90%, ma in questo caso non è pericoloso, perché tale ossigeno non entra nel corpo attraverso i polmoni, ma entra nel sangue attraverso lo stomaco e l'intestino.

I cocktail di ossigeno ti danno rapidamente una sensazione di pienezza, che a sua volta sopprime l'appetito e ti aiuta a sbarazzarti dei chili in più. Tra le altre cose, i cocktail di ossigeno aumentano la velocità dei processi metabolici nei linfociti, le cellule del sangue responsabili dell’immunità.

Di conseguenza, le stazioni energetiche delle cellule (mitocondri) diventano più dense, il che accelera il metabolismo e successivamente migliora l'immunità.

L'importanza dell'ossigeno

3. Qualsiasi cocktail di ossigeno è la migliore medicina

Un cocktail di ossigeno è una prescrizione abbastanza comune nei sanatori per sostenere il sistema immunitario o negli ospedali per la maternità per compensare l'insufficienza placentare.

Tuttavia, nonostante tutto, la miscela schiumosa di ossigeno e aria non è registrata da nessuna parte come miscela medicinale, motivo per cui tali cocktail sono facilmente venduti nei bar fitness e nei normali centri commerciali.

4. Un cocktail di ossigeno non può essere preparato a casa.

Un cocktail di ossigeno può essere preparato in casa utilizzando piccoli concentratori. Un dispositivo del genere può produrre circa cinque litri di miscela aria-ossigeno in un minuto, non richiede manutenzione e occupa pochissimo spazio.

Esistono, ad esempio, dei concentratori che producono un litro di miscela per ciclo; sono più piccoli di un normale tostapane e si adattano facilmente a qualsiasi cucina.

Per quanto riguarda il livello di rumore, è paragonabile a una normale conversazione, tuttavia, la miscela di aria e ossigeno in tali concentratori portatili non è peggiore di quella dei dispositivi professionali: lo stesso ossigeno al 90%.

Gli elettrodomestici non sono schizzinosi in termini di manutenzione, sono più facili da curare rispetto a una caffettiera: è necessario cambiare l'acqua nell'umidificatore dopo ogni utilizzo del dispositivo e acquistare un nuovo filtro ogni sei mesi.

La miscela per preparare un cocktail di ossigeno può essere acquistata già pronta. Hanno gusti diversi e gli additivi salutari necessari. Preparare tutto è molto semplice: basta versare la base succo, base bevanda alla frutta o semplice acqua in un apposito contenitore, aggiungere il composto e collegare il contenitore al concentratore.

Ossigeno nella vita umana

5. Le allergie all'ossigeno sono comuni.

Un'allergia può manifestarsi non all'ossigeno stesso, ma agli ingredienti costitutivi del cocktail di ossigeno, ad esempio gelatina, estratto di liquirizia o albume, che vengono aggiunti per formare la schiuma.

Proviamo a chiudere la bocca, a tapparci il naso e a smettere di respirare per un po'. In pochi secondi sentiamo già che abbiamo davvero bisogno di un respiro profondo. Tutte le cellule del nostro corpo richiedono ossigeno ogni secondo. L'ossigeno fa parte dell'aria. Influisce direttamente sul funzionamento di tutti gli organi del nostro corpo e sul metabolismo in esso effettuato.

Perché è necessario l’ossigeno?

Senza ossigeno non potremo ottenere dal cibo l’energia necessaria alla nostra vita. Più energia una persona spende per un’attività, più ossigeno ha bisogno per ripristinare queste spese. Per questo motivo respiriamo molto più spesso e profondamente quando saltiamo, corriamo o eseguiamo, ad esempio, esercizi ginnici.

Cos'è la trachea?

Durante l'inspirazione, l'aria entra prima nella laringe, poi nella trachea, nella trachea. La trachea è progettata in modo molto intelligente: quando ingoiamo qualcosa, si chiude con un lembo sottile in modo che le briciole di cibo non entrino nei polmoni.

Come sono strutturati i bronchi e i polmoni?

La trachea nell'uomo si biforca in ampi tubi: i bronchi. Gli ultimi rami più piccoli dei bronchi sono i bronchioli. I bronchi portano ai polmoni: destro e sinistro. I polmoni stessi sono costituiti da un gran numero di minuscole bolle (alveoli) e visivamente sono simili a 2 grandi spugne.

Come avviene la respirazione?

Quando una persona inspira, i polmoni si espandono e gli alveoli possono riempirsi di aria fresca. Il sangue che scorre attraverso i vasi assorbe l'ossigeno e lo distribuisce a tutte le cellule del corpo. In cambio, il sangue rilascia agli alveoli l’anidride carbonica in esso accumulata. Questo è ciò che espiriamo.

Perché è meglio respirare attraverso il naso?

È meglio respirare attraverso il naso. Il fatto è che nei passaggi nasali l'aria viene purificata, riscaldata alla temperatura richiesta e acquisisce un'umidità ottimale. Se una persona respira attraverso la bocca, significa che soffre di naso che cola o di un'altra malattia. È risaputo che una persona che non è abituata a respirare attraverso il naso si ammala più spesso, si stanca più velocemente e ha una bassa capacità lavorativa. Durante il movimento intenso, è meglio inspirare attraverso il naso ed espirare attraverso la bocca.

Perché l’aria inquinata è pericolosa?

L’aria che respiriamo deve essere pulita. È noto che dopo aver irrigato cortili e strade, la quantità di polvere diminuisce della metà. Se respiri aria inquinata, la circolazione cerebrale, il metabolismo e il funzionamento degli organi interni si deteriorano drasticamente e compaiono letargia e umore depresso. L'aria pulita è particolarmente importante durante il sonno.