Дыхание чистым кислородом. Острые проявления гипоксии. Мы дышим чистым кислородом Кислородное дыхание

Недавно страну облетела новость: госкорпорация «Роснано» инвестирует 710 млн рублей в производство инновационных лекарственных препаратов против возрастных заболеваний. Речь идет о так называемых «ионах Скулачева» – фундаментальной разработке отечественных ученых. Она поможет справиться со старением клеток, которое вызывает кислород.

«Как же так? – удивитесь вы. – Без кислорода невозможно жить, а вы утверждаете, что он ускоряет старение!» На самом деле противоречия тут нет. Двигатель старения – активные формы кислорода, которые образуются уже внутри наших клеток.

Источник энергии

Немногие знают, что чистый кислород опасен. Его в небольших дозах применяют в медицине, но если дышать им долго, можно отравиться. Лабораторные мыши и хомячки, к примеру, живут в нем всего несколько дней. В воздухе же, которым мы дышим, кислорода чуть больше 20%.

Почему же столько живых существ, в том числе человек, нуждаются в небольшом количестве этого опасного газа? Дело в том, что О2 – мощнейший окислитель, перед ним не может устоять практически ни одно вещество. А всем нам нужна энергия, чтобы жить. Так вот, получать ее мы (а также все животные, грибы и даже большинство бактерий) можем, именно окисляя те или иные питательные вещества. Буквально сжигая их, как дрова в каминной топке.

Происходит этот процесс в каждой клетке нашего тела, где для него имеются специальные «энергетические станции» – митохондрии. Именно туда в конечном итоге попадает все, что мы съели (разумеется, переваренное и разложенное до простейших молекул). И именно внутри митохондрий кислород делает единственное, что он умеет, – окисляет.

Такой способ получения энергии (его называют аэробным) весьма выгоден. Например, некоторые живые существа умеют получать энергию и без окисления кислородом. Только вот благодаря этому газу из одной и той же молекулы получается в несколько раз больше энергии, чем без него!

Скрытый подвох

Из 140 литров кислорода, которые мы вдыхаем за день из воздуха, почти все уходит на получение энергии. Почти – но не все. Примерно 1% тратится на производство… яда. Дело в том, что во время полезной деятельности кислорода образуются и опасные вещества, так называемые «активные формы кислорода». Это – свободные радикалы и перекись водорода.

Зачем вообще природе вздумалось производить этот яд? Некоторое время назад ученые нашли этому объяснение. Свободные радикалы и перекись водорода при помощи особого белка-фермента образуются на внешней поверхности клеток, с их помощью наш организм уничтожает бактерии, попавшие в кровь. Очень разумно, если учесть, что радикал гидроксида по своей ядовитости соперничает с хлоркой.

Однако не весь яд оказывается за пределами клеток. Он образуется и в тех самых «энергетических станциях», митохондриях. В них же имеется своя собственная ДНК, которую и повреждают активные формы кислорода. Дальше все понятно и так: работа энергетических станций разлаживается, ДНК повреждена, начинается старение…

Зыбкий баланс

К счастью, природа позаботилась о том, чтобы нейтрализовать активные формы кислорода. За миллиарды лет кислородной жизни наши клетки в общем-то научились держать О2 в узде. Во-первых, его не должно быть слишком много или слишком мало – и то и другое провоцирует образование яда. Поэтому митохондрии умеют «выгонять» лишний кислород, а также «дышать» так, чтобы он не мог образовать те самые свободные радикалы. Более того, в арсенале нашего организма есть вещества, которые неплохо борются со свободными радикалами. Например, ферменты-антиоксиданты, которые превращают их в более безобидную перекись водорода и просто кислород. Другие ферменты тут же берут в оборот перекись водорода, превращая ее в воду.

Вся эта многоступенчатая защита неплохо работает, но со временем начинает давать сбои. Сначала ученые думали, что с годами ферменты-защитники от активных форм кислорода слабеют. Оказалось, нет, они по-прежнему бодры и активны, однако по законам физики какие-то свободные радикалы все равно минуют многоступенчатую защиту и начинают разрушать ДНК.

Можно ли поддержать свою природную защиту от ядовитых радикалов? Да, можно. Ведь чем дольше живут в среднем те или иные животные, тем лучше отточена их защита. Чем интенсивнее обмен веществ у того или иного вида, тем эффективнее его представители справляются со свободными радикалами. Соответственно, первая помощь себе изнутри – вести активный образ жизни, не позволяя обмену веществ замедлиться с возрастом.

Тренируем молодость

Есть еще несколько обстоятельств, которые помогают нашим клеткам справляться с ядовитыми производными кислорода. Например, поездка в горы (1500 м и выше над уровнем моря). Чем выше, тем меньше в воздухе кислорода, и жители равнины, попав в горы, начинают чаще дышать, им трудно двигаться – организм пытается компенсировать нехватку кислорода. Через две недели жизни в горах наш организм начинает приспосабливаться. Повышается уровень гемоглобина (белок крови, который разносит кислород из легких во все ткани), а клетки учатся использовать О2 экономичнее. Возможно, говорят ученые, это одна из причин того, что среди горцев Гималаев, Памира, Тибета, Кавказа много долгожителей. И даже если вы попадете в горы только на время отпуска раз в год, вы получите те же самые выгодные изменения, пусть всего на месяц.

Итак, можно научиться вдыхать много кислорода или, наоборот, мало, существует масса дыхательных техник обоих направлений. Однако по большому счету организм все равно будет поддерживать количество кислорода, попадающего в клетку, на некоем среднем, оптимальном для себя и своей нагрузки уровне. И тот самый 1% будет уходить на производство яда.

Поэтому ученые считают, что действеннее будет зайти с другой стороны. Оставить в покое количество О2 и усилить клеточную защиту от его активных форм. Нужны антиоксиданты, причем такие, которые смогут проникать внутрь митохондрий и обезвреживать яд именно там. Как раз такие и хочет выпускать «Роснано». Возможно, уже через несколько лет подобные анти­оксиданты можно будет принимать, как нынешние витамины А, Е и С.

Молодильные капли

Перечень современных антиоксидантов давно уже не ограничивается перечисленными витаминами А, Е и С. Среди новейших открытий – ионы-антиоксиданты SkQ, разработанные группой ученых под руководством действительного члена Академии наук, почетного президента Российского общества биохимиков и молекулярных биологов, директора Института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ, лауреата Государственной премии СССР, основателя и декана факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Владимира Скулачева.

Еще в 70-е годы ХХ века он блестяще доказал теорию о том, что митохондрии являются «электростанциями» клеток. Для этого были изобретены положительно заряженные частицы («ионы Скулачева»), которые могут проникать внутрь митохондрий. Теперь академик Скулачев и его ученики «прицепили» к этим ионам вещество-антиоксидант, которое способно «разобраться» с ядовитыми соединениями кислорода.

На первом этапе это будут не «таблетки от старости», а препараты для лечения конкретных болезней. Первыми в очереди стоят глазные капли для лечения некоторых возрастных проблем со зрением. Подобные препараты уже дали совершенно фантастические результаты при испытании на животных. В зависимости от вида, новые антиоксиданты могут снижать раннюю смертность, увеличивать среднюю продолжительность жизни и продлевать максимальный возраст – заманчивые перспективы!

Жителям мегаполисов хронически не хватает кислорода: его нещадно сжигают автомобили и вредные производства. Поэтому наш организм зачастую пребывает в состоянии хронической гипоксии (нехватки кислорода). Это ведет к сонливости , головным болям, недомоганию и стрессу. Для сохранения красоты и здоровья женщины и мужчины все чаще прибегают к различным методам кислородотерапии. Это позволяет хотя бы ненадолго обогатить кровь и изголодавшиеся ткани ценным газом..

Зачем нам кислород?

Мы дышим смесью кислорода, азота, водорода и углекислоты. Но именно кислород нам нужен больше всего – он переносит по телу гемоглобин . Кислород участвует в клеточных процессах метаболизма и окисления. В результате окисления питательные вещества в клетках сгорают до конечных продуктов – воды и углекислоты – и образуют энергию. А в бескислородной среде мозг отключается через 2-5 минут.

Именно поэтому важно, чтобы этот газ в необходимой концентрации постоянно поступал в тело. В условиях крупных городов с плохой экологией воздух содержит наполовину меньше кислорода, чем того требуется для полноценного дыхания и нормального обмена веществ.

В результате организм испытывает состояние хронической гипоксии – все органы работают в неполноценном режиме, как результат – нарушение обмена веществ, нездоровый цвет кожи и раннее старение . При этом дефицит кислорода приводит к развитию многих болезней или усугубляет имеющиеся хронические заболевания.

Терапия кислородом

Для нормального функционирования организма в воздухе должно быть 20-21% кислорода. В условиях душных офисов или оживленных проспектов концентрация кислорода может снижаться до 16-17%, что критически мало для дыхания. Мы чувствуем себя уставшими, нас мучают головные боли .

В жаркие и сухие дни даже нормальная концентрация кислорода воспринимается хуже, а в прохладе и при повышенной влажности дышать легче. Однако это не обусловлено концентрацией кислорода.

Чтобы помочь своему организму насытить ткани кислородом, можно применить несколько методов кислородотерапии – ингаляции кислорода, кислородная мезотерапия, кислородные ванны и баротерапия, а также прием кислородных коктейлей.

Ингаляции кислорода

Такую терапию обычно прописывают пациентам с астмой, хроническим бронхитом, пневмонией, туберкулезом и болезнями сердца в условиях стационаров. Кислородотерапия способна снимать интоксикации газами, удушье, показана при нарушении работы почек, людям в состоянии шока, страдающим ожирением, нервными заболеваниями, а также тем, кто часто падает в обмороки.

Однако дышать кислородом полезно всем: насыщение им крови повышает тонус организма и настроение, помогает в улучшении внешнего вида, делает щеки румяными, убирает землистый оттенок кожи, помогает избавиться от постоянной усталости и активнее и больше работать.

Кислородотерапия: основные виды и действие на организм

Во время процедуры применяют специальные трубочки-канюли или небольшую маску, к которой подается кислородная смесь. В целях профилактики гипоксии процедуру проводят около 10 минут, а при лечении некоторых заболеваний длительность кислородотерапии определяет врач.

Ингаляции можно проводить как в специальных клиниках, так и дома. Баллоны с кислородом можно приобрести в аптеке.

Важно! Дышать чистым кислородом запрещено: повышенная его концентрация в организме так же опасна, как и нехватка. Избыток кислорода может привести к слепоте, поражению легких и почек.

Одним из вариантов ингаляций является использование кислородного концентратора – им можно насыщать воздух помещений (саун, бань, офисов, квартир и кислородных кафе-баров). В приборе стоит регулятор концентрации и таймер, чтобы не вызвать передозировку.

Полезно и применение кислорода в специальных барокамерах – при повышенном давлении кислород активнее проникает в ткани.

Мезотерапия

С помощью этой косметической процедуры препараты, обогащенные кислородом, вводят в глубокие слои кожи. Результат – активация процесса регенерации и обновления кожных слоев, и как следствие – омоложение кожи. Поверхность дермы выравнивается, улучшается цвет и тонус кожи, постепенно исчезают явления целлюлита в области проблемных зон.

Кислородные ванны или кислородный коктейль?

Кислородная ванна – приятно и полезно

Такая ванна еще называется жемчужной. Она расслабляет, придает сил усталым мышцам и связкам. Температура воды в ванне соответствует температуре тела, что делает пребывание в ней комфортным. Вода обогащается кислородом.

Жемчужные ванны обогащают организм кислородом через кожные покровы. В результате нормализуется тонус нервной системы, снимаются стрессы , нормализуется сон, происходит выравнивание артериального давления и улучшается общее состояние кожи и всего организма.

Доктор Стивен Джуан – «волшебник странностей», ученый, преподаватель, журналист и антрополог. В книге «Странности нашего тела» он раскрывает многочисленные тайны человеческого существа.

Сверху донизу, снаружи и изнутри, справа и слева весь наш организм – это сплошная загадка. Рождение и смерть, несчастный и счастливый случай, реальность заболеть и возможность выжить в критической ситуации, как мы устроены – все, что вы хотели бы узнать о своем теле, и даже то, о чем вы и не догадываетесь, и не задумываетесь, объясняет на страницах своей книги доктор Стивен Джуан. Карлики и великаны, редчайшие генетические аномалии, развенчание или утверждение распространенных суждений, проблемы болезни и долголетия – как много всего вмещает эта книга!

Автор то серьезно, то с юмором отвечает на любые вопросы читателей, даже на самые наивные или глупые. Несмотря на то что в тексте присутствует множество ссылок на научные исследования, книгу читать легко и интересно.

Книга:

Разделы на этой странице:

Безопасно ли взрослому человеку дышать чистым кислородом?

Этот вопрос задала Арта Самандиего из города Гватемалы, Гватемала.

Вдыхать чистый кислород не следует, если только это не особая ситуация под наблюдением врачей. Кислород слишком высокой концентрации или вдыхаемый под высоким давлением может оказаться токсичным. Когда ныряльщик без скафандра получает слишком много кислорода под высоким давлением, у него могут возникнуть конвульсии, повреждения легких и смерть из-за отравления этим газом. Однако иногда пациенту предписывается дышать чистым кислородом, который поступает малыми порциями в полностью закрытое помещение, а если это происходит на уровне моря, то под более высоким, чем обычно, давлением; за такими пациентами всегда очень тщательно наблюдают. Это называется гипербарической кислородной терапией. Она используется в ситуациях декомпрессии (кессонной болезни), от которой страдают ныряльщики, слишком быстро всплывшие на поверхность, а также при отравлении угарным газом или дымом, при газовой гангрене, пересадке кожи, которая плохо приживается, при некоторых ожогах и инфекциях, а также еще в нескольких случаях. Таким образом дополнительные дозы кислорода могут спасти жизнь 62 .

По сравнению с беременными, страдающими от утренней тошноты, женщины, которые ее не испытывают, гораздо чаще рожают преждевременно или имеют выкидыши.

По неизвестным причинам дети, зачатые в холодные месяцы, обладают более высоким коэффициентом интеллекта, чем те, которых зачали в теплое время года.

Жители мегаполисов страдают от хронической нехватки кислорода: его немилосердно сжигают вредные производства и автомобили. Поэтому организм человека зачастую находится в состоянии хронической гипоксии. Это приводит к сонливости, недомоганию, головным болям, стрессу. Чтобы сохранить красоту и здоровье, женщинам и мужчинам все чаще приходится прибегать к всевозможным методам кислородотерапии. Это хотя бы ненадолго позволяет обогатить изголодавшиеся ткани и кровь ценным газом.

Зачем человеку кислород

Нам приходится дышать смесью азота, кислорода, углекислоты и водорода. Но кислород человеку необходим больше всего – он по телу переносит гемоглобин. Кислород принимает участие в клеточных процессах окисления и метаболизма. Питательные вещества в клетках вследствие окисления претерпевают процессы сгорания до конечных продуктов – углекислоты и воды – с образованием энергии. А в бескислородной среде отключение мозга случается через две-пять минут.

Собственно поэтому очень важно, чтобы данный газ в нужной концентрации все время поступал в тело. В условии крупного города с плохой экологией в воздухе содержится вполовину меньше кислорода, чем этого надо для нормального обмена веществ и полноценного дыхания.

В этом случае организму приходится испытывать состояние хронической гипоксии – органам приходится работать в неполноценном режиме. В результате этого нарушается обмен веществ, наблюдается нездоровый цвет кожи, случается раннее старение. Дефицит кислорода может привести к появлению множества болезней или усугубить имеющиеся хронические недуги.

Лечение кислородом

Чтобы организм мог насытить ткани кислородом, можно использовать несколько методик кислородотерапии, в их числе:

• кислородная мезотерапия;
• ингаляции кислорода;
• кислородные ванны;
• прием кислородных коктейлей;
• баротерапия.

Подобную терапию, как правило, прописывают пациентам с хроническим бронхитом, астмой, пневмонией, болезнями сердца, туберкулезом. Лечение кислородом способно снять удушье, интоксикацию газами. Терапия этого вида показана:

• в случае нарушения работы почек;
• лицам в состоянии шока;
• тем, кто страдает от ожирения, нервных заболеваний;
• тем, кто часто падает в обморок.

Кислород является незаменимым веществом для поддержания жизнедеятельности всех живых существ. Смеси, в которых содержится повышенное содержание кислорода, применяются космонавтами, водолазами, летчиками. Очень часто для спасения жизни человека дают дополнительно вдыхать чистый кислород. Но каждый должен знать, что недостаток кислорода вреден для жизнедеятельности человека, так и его передозировка, то есть может возникнуть кислородное отравление.

Кислород необходим для поддержания жизни

При избытке кислорода возникает гипероксия . Она может спровоцировать целый комплекс различных реакций организма, которые могут быть патологическими. Обычно это заболевание возникает при нарушениях правил в использовании дыхательных смесей. Это может быть барокамера или аппараты для регенеративного дыхания. Обычно при поступлении передозировки кислорода в организм, возникает кислородное опьянение. Оно выражается следующими симптомами:

• слышны шумы в ушах;
• кружится голова;
• путается сознание.

Такое состояние возникает у большинства городских людей при выезде на природу, очень часто в хвойном лесу, там воздух чище и насыщен кислородом. Также у спортсменов, которые вынуждены усиленно вдыхать и выдыхать воздух.

Симптомы гипероксии

Симптомы гипероксии: шумы в ушах, кружится голова, путается сознание

При непродолжительном вдыхании насыщенного количества кислорода, организм старается скомпенсировать его переизбыток замедлением дыхания, снижением частоты сокращений сердца, сужением кровеносных сосудов. Но если продолжать вдыхать избыточный кислород, начинают развиваться патологические процессы, связанные с переносом газов кровью. А выражается этот патологический процесс следующими симптомами:

• человек ощущает возникновение боли в голове;
• лицо становится красным;
• возникает одышка;
• могут появиться судороги;
• пострадавший теряет сознание.

Происходит разрушение мембран клеток. Если кислород поступает в норме, то происходит его полное окисление, а при переизбытке остаются не входящие в реакцию продукты обмена, то есть свободные радикалы, которые наносят вред организму.

Кислородная интоксикация, ее симптомы

Кислородная интоксикация возможна у любителей дайвинга, водолазов

При отравлении кислородом у человека наблюдают те же симптомы, как и при других интоксикациях. Они начинают проявляться на протяжении короткого времени, самым ярким показателем является:

• непроизвольное сокращение мышц;
• дрожание губ;
• онемение пальцев на руках и ногах;
• возникновение тошноты и рвоты;
• ухудшение зрения.

Это нарушения в деятельности нервной системы: тревога, волнение, а также громкий шум в ушах. Человек не может двигаться, так как нарушается координация.

Формы гипероксии

Различают три формы отравления кислородом и течения болезни. Их определяют по доминирующим симптомам. При поражении дыхательных путей и легких определяют легочную форму. Раздражается слизистая оболочка, возникает кашель, чувство жжения за грудиной. При продолжении вдыхания перенасыщенного кислорода, состояние человека ухудшается.

Самая опасная форма гипероксии — сосудистая

Может возникнуть кровоизлияние во внутренние органы. Если устранить причины этих патологических процессов, то состояние пострадавшего улучшается уже через 2 часа, а организм придет в норму через 2 дня. Если доминируют нарушения органов слуха, ухудшается зрение, начинают дергаться мышцы, то - это другая форма – это гипероксия судорожная. Она может возникнуть во время погружения под воду.

Осложнением данной формы является возникновение судорожных припадков, они чем-то напоминают эпилептические. Обычно эта форма возникает, когда вдыхают чистый кислород или смеси, с подаваемым давлением 2 бара. Опасность этой формы в том, что пострадавший может утонуть. Как только переизбыток поступления кислорода устранить, человек заснет на несколько часов, после этого в дальнейшем не останется никаких последствий.

Самой опасной формой для жизни является сосудистая гипероксия. Кислородное отравление возникает при давлении, которое превышает 3 бара. Симптомы таковы, что происходит падение артериального давления, начинаются кровоизлияния внутренних органов. Может даже остановиться сердце. Если парциальное давление составит 5 бар, то оно приведет к тому, что гипероксия начнет развиваться быстрыми темпами, человек теряет сознание и умирает. Иногда при погружении под воду наблюдают смешивание двух форм: легочной и судорожной.

Оказание первой помощи

Нельзя проводить погружение без подготовки

Чаще всего гипероксия наступает у любителей дайвинга, водолазов. Обычно не все люди подготовлены к вдыханию смесей с кислородом, поэтому и возникает гипероксия. Виды работ для оказания первой помощи включают в себя следующие действия:

• необходимо отменить погружение и поднять пострадавшего на остановку;
• привести его в чувства и восстановить дыхание;
• подать воздух, с небольшим содержанием кислорода;
• при судорогах, следить, чтобы пострадавший не ударялся.

Обычно больному необходимо полежать в постели на протяжении суток, желательно в немного затемненной комнате, с открытой форточкой.

Способы восстановления здоровья

После того как будет определена какая была гипероксия, ее признаки, будет назначено соответствующее лечение. Если наблюдаются симптомы легочной формы, то лечение будет заключаться в следующем: на конечности необходимо наложить жгуты. Проводится процедура отсасывания из легких, образовавшейся пены. Назначаются мочегонные препараты. Стараются предотвратить развитие ацидоза.

При судорожной форме, лечение заключается в снятии судорог. Для этого вводят внутривенно аминазин, димедрол. Если имеются симптомы нарушений в работе сердечно-сосудистой системы и органов дыхания, то лечение направлено на их нормализацию. Для того чтобы не развилась пневмония, назначают антибиотики.

Меры профилактики

Важно соблюдение необходимой глубины при погружении

Для того чтобы не встречалась гипероксия, необходимо соблюдать профилактические меры. Нужно с большой осторожностью использовать кислородные смеси и дыхательные аппараты. К профилактическим мерам можно отнести:

• соблюдение необходимой глубины при погружении;
• нахождение под водой положенное время;
• использовать только те смеси, которые соответствуют маркировке давления и глубины;
• слежение за временем в камере декомпрессии;
• проведение проверки исправности аппаратов для погружения в воду.

Кислород в избытке бывает опасным для здоровья, действует, как яд, могут возникнуть различные патологические процессы. В норме его должно содержаться около 21%. При вдыхании чистого кислорода или содержащими его смесей, может возникнуть заболевание – гипероксия или кислородное отравление. Оно возникает в основном у людей, кому требуется дополнительная подача кислорода.

Основными симптомами являются: непроизвольное сокращение мышц, головокружение, тошнота, рвота, часто нарушается зрения, судороги конечностей, затрудненное дыхание. Если водолаз почувствует симптомы недомогания, он сразу должен прекратить погружение и вернуться в камеру декомпрессии, восстановить дыхание. Он всегда в первую очередь должен заботиться о своем здоровье и жизни.

Но если устранить подачу насыщенного кислорода, все приходит в норму на протяжении непродолжительного времени. Если возникают тяжелые случаи иногда требуется помощь медперсонала.