O powietrzu: czyste, szkodliwe i lecznicze

Zwykłe powietrze, które nas otacza, to 78% azotu i 21% tlenu. Reszta to argon (około 0,9%) i dwutlenek węgla (około 0,03%). Ale człowiek w istocie nie oddycha w ogóle powietrzem (z chemicznego punktu widzenia), ale tlenem.

Sam proces oddychania jest dość złożony i przeanalizujemy go tutaj tylko w kategoriach ogólnych.

Główną istotą procesów życiowych organizmu ludzkiego jest reakcja utleniania pewnych fałszywych substancji organicznych. Z tego powodu osoba otrzymuje energię, której potrzebuje, aby utrzymać normalny stan fizjologiczny organizmu. Jednak procesy utleniania substancji organicznych wymagają do ich przejścia obecności tlenu. Ponadto dwutlenek węgla nagromadzony w wyniku reakcji utleniania jest dość szkodliwy i musi zostać usunięty. Właśnie tym celom służy przede wszystkim proces oddychania.

Wchodząc do płuc, powietrze, a raczej tlen, dostaje się do pęcherzyków płucnych, a od nich przechodzi przez najcieńsze przegrody tkankowe, których grubość nie przekracza kilku mikronów, do krwi. Ale, jak wiesz, rozpuszczalność gazów (w tym tlenu) we krwi jest niska. Na przykład w temperaturze 37 ° C tylko około 0,3 mililitra tlenu rozpuszcza się w 100 mililitrach krwi. Jednak w normalnych warunkach krew zawiera znacznie więcej tlenu - do 20 mililitrów na każde 100 mililitrów. Okazało się, że za to „zachowanie” krwi odpowiada jej barwnik - hemoglobina. W połączeniu z tlenem zamienia się w tak zwaną oksyhemoglobinę, substancję, która jest już przenoszona w organizmie przez strumień krwi. W normalnych warunkach krew tętnicza zdrowych ludzi jest prawie całkowicie nasycona tlenem.

Ale oksyhemoglobina jest substancją raczej nietrwałą. Dostając się do naczyń włosowatych krążenia ogólnoustrojowego, zaczyna dostarczać tlen do tkanek, zamieniając się z powrotem w hemoglobinę. Wraz z tym we krwi zaczyna wzrastać zawartość dwutlenku węgla. Ostatecznie krew żylna wpływająca do płuc uwalnia do nich nagromadzony dwutlenek węgla i jest ponownie wzbogacana tlenem. Ogólnie jest to proces oddychania u ludzi. Pozostałe gazy zawarte w powietrzu nie wpływają znacząco na ten proces. Rzeczywiście, jeśli usuniesz cały azot z powietrza i zastąpisz go jakimś innym gazem obojętnym (na przykład helem lub argonem), w zasadzie taka wymiana nie wpłynie na samopoczucie osoby. Ale jeśli spróbujemy „pobrać” kilka procent tlenu z powietrza, obraz zmieni się dramatycznie. Osoba zaczyna się dusić, jak to zwykle mawia, „nie ma wystarczającej ilości powietrza”. Rzeczywiście, człowiek może żyć bez wody od trzech do czterech dni, ale bez powietrza (a dokładniej bez tlenu) tylko przez kilka minut.

Nawiasem mówiąc, głód tlenu (niedotlenienie) to choroba dobrze znana pilotom i alpinistom. W końcu, gdy osiągniesz wystarczającą wysokość, ciśnienie powietrza spada (wydaje się być mniejsze), a zatem zmniejsza się ilość tlenu, którą organizm może wykorzystać do oddychania. Jednak powolny wzrost niedotlenienia jest praktycznie nieszkodliwy dla ludzi, a organizm łatwo przystosowuje się (dostosowuje) do nowego stanu. W tym przypadku potrzebna jest tylko tak zwana aklimatyzacja, czyli konieczne jest mieszkanie na nowej wysokości przez kilka dni przed wejściem w kolejne kilometry w góry. Dokładnie to robią wspinacze podczas szturmu na górskie szczyty.

Co ciekawe, liczne badania wykazały, że w tym przypadku organizm jest w dużej mierze przyzwyczajony do niedotlenienia, a to dramatycznie zwiększa jego ogólną stabilność i wydajność. Na przykład zwierzęta, które przeszły niedotlenienie, otrzymywały różne trucizny (w szczególności cyjanki). Jak się okazało, te trucizny są mniej straszne dla tych zwierząt niż dla zwierząt, które nie zostały zaaklimatyzowane do niedotlenienia. Organizm, który przeszedł niedotlenienie, bardziej aktywnie przeciwstawia się różnym chorobom zakaźnym, hipotermii, eksperymentalnym zawałom serca itp. Ponadto zdrowotna i lecznicza wartość wieloetapowej aklimatyzacji w profilaktyce chorób takich jak zapalenie płuc, astma oskrzelowa itp. zostało już udowodnione.

Wynika to przede wszystkim z faktu, że tkanka nerwowa (zwłaszcza kora mózgowa), której zmiany determinują głównie rozwój ciężkich następstw niedotlenienia, stopniowo „przyzwyczaja się” do braku tlenu. Przyjmuje się, że w tkankach wrażliwość zakończeń nerwów wewnętrznych (interoreceptorów) zmniejsza się „na produkty niepełnego utlenienia, które pojawiają się podczas niedotlenienia.

Można zatem powiedzieć, że zmniejsza się wartość (intensywność) impulsów wysyłanych przez zakończenia nerwowe do kory mózgowej, a zatem odpowiednio zmienia się intensywność sygnału zwrotnego.

Ale nie tylko to ogranicza rolę powietrza, a zwłaszcza tlenu w życiu człowieka. Jak odkryli naukowcy (już mówiliśmy o tym trochę wyżej), Słońce wysyła do nas swoje promienie o najróżniejszych długościach fal. A niektóre z nich są niezwykle niebezpieczne dla życia ludzkiego, zwłaszcza w dużych dawkach. Jest to tak zwane promieniowanie ultrafioletowe, krótkofalowe.

Okazało się, że dla tych promieni tlen służy jako swego rodzaju „sito”. Faktem jest, że cząsteczki tlenu, składające się z dwóch atomów, pod wpływem promieni ultrafioletowych o długości fali mniejszej niż 185 nanometrów, przekształcają się w cząsteczki nowej substancji - ozonu, składające się z trzech atomów tlenu. Jak obecnie wiadomo, cząsteczki ozonu są również zdolne do interakcji z promieniowaniem ultrafioletowym o długości fali 200-320 nanometrów. Jednocześnie są one ponownie przekształcane w cząsteczki tlenu, to znaczy, gdy pochłaniane są promienie ultrafioletowe o różnej długości, następuje „zarówno tworzenie się ozonu, jak i jego” rozpad z powrotem na tlen.

Ale ozon pełni nie tylko rolę „sita”, które osłabia promienie słoneczne, które są szkodliwe dla organizmów żywych docierających na Ziemię. Ponadto pełni rolę swego rodzaju „futra” dla naszej planety. Chodzi o to, że ozon ma również maksymalną absorpcję w zakresie podczerwieni widma, przy długości fali około 10 mikronów. Mianowicie, ta długość fali odpowiada promieniowaniu cieplnemu Ziemi. Tak więc ozon w atmosferze niejako opóźnia promieniowanie cieplne i nie pozwala mu rozproszyć się w kosmosie. Naukowcy obliczyli, że chłodzenie powierzchni Ziemi byłoby znacznie intensywniejsze, a nasz klimat byłby ostrzejszy, gdyby żadnego rodzaju atmosferycznego „płaszcza” ozonu.

Wydaje się więc, że doszliśmy do wniosku, że zarówno tlen, jak i ozon „są niezbędne dla egzystencji człowieka. Rzeczywiście, już powiedzieliśmy, że bez tlenu życie ludzi i zwierząt jest po prostu niemożliwe. Ponadto ozon odgrywa ważną rolę w procesach biochemicznych w organizmie.

Pamiętaj, jak przyjemne i lekkie jest powietrze po burzy! I jak cudownie pachnie! Okazuje się, że ozon zawdzięcza swój zapach post-różowemu powietrzu. Na powierzchni ziemi ozon powstaje głównie podczas wyładowań atmosferycznych oraz podczas utleniania niektórych substancji organicznych. W związku z tą ostatnią okolicznością zwiększone ilości ozonu są zwykle zawarte w powietrzu lasów iglastych, gdzie powstają w wyniku utleniania żywicy drzewnej, a także na brzegach mórz, na których wyrzucane są przez fale glony. wybrzeże jest utlenione.Nieco więcej niż na równinach, w regionach górskich, gdzie swoje pochodzenie zawdzięcza promieniowaniu ultrafioletowemu Słońca.

Taka „łatwość” oddychania ozonowanego powietrza polega na tym, że same cząsteczki ozonu są niestabilne i rozpadają się, tworząc zwykłe cząsteczki tlenu i jego atomy. Tlen atomowy reaguje znacznie lżej niż zwykły tlen. O wiele łatwiej jest uwzględnić jego połączenie z hemoglobiną we krwi.

Lekarze już dawno zauważyli dobroczynny wpływ morskiego, górskiego i leśnego powietrza na organizm człowieka, zwłaszcza w przypadku chorób układu oddechowego. Wraz z innymi czynnikami efekt ten zawdzięcza swój początek ozonowi. W związku z tym, jak oczywiście czytelnik wie, obecnie w życiu codziennym pojawiły się specjalne urządzenia - ozonizatory... W końcu nie każdego dnia mieszkańca miasta stać na spacer po lesie iglastym. A ozon, jak się okazało, ma nie tylko korzystny wpływ na organizm, ale także przyczynia się do niszczenia różnych patogennych drobnoustrojów i mikroorganizmów. Więc człowiek nauczył się wytwarzać ozonowane powietrze w domu.

Ale, jak powiedzieliśmy więcej niż raz w tej książce, wszystko jest dobrze z umiarem. Oczywiście zarówno tlen, jak i ozon są substancjami niezbędnymi dla człowieka. Ale ich nadmiar jest nadal niebezpieczny. I chociaż w niektórych przypadkach z apteki przynoszą pacjentowi gumowe poduszki z tlenem, nie należy tego nadużywać. Rzeczywiście, w środowisku czystego tlenu wszystkie procesy oksydacyjne, w tym zachodzące w żywym organizmie, są wielokrotnie intensywniejsze. Przy długotrwałym wdychaniu tlenu organizm ludzki zużywa się szybciej i staje się przepracowany. A wysokie stężenia ozonu w wdychanym powietrzu są po prostu trujące. Ogólnie rzecz biorąc, średnia zawartość ozonu w powietrzu w pobliżu powierzchni ziemi jest bardzo niska i wynosi około 0,000001% objętości. W tym przypadku praktycznie nie odczuwamy jego obecności. Jednak długi pobyt człowieka w atmosferze zawierającej około 100 razy więcej ozonu powoduje uczucie zmęczenia, ból głowy, drażliwość. Przy jeszcze wyższych stężeniach pojawiają się objawy, takie jak nudności i krwawienie z nosa. Może wystąpić zapalenie oka. W przypadku przewlekłego zatrucia możliwe jest stopniowe zwyrodnienie mięśnia sercowego. Dlatego nawet takie dary natury jak tlen i ozon muszą być używane z wielką ostrożnością, a najlepiej pod nadzorem lekarza.

A jednak, choć tlen jest najważniejszym (w tym sensie istotnym dla człowieka) składnikiem powietrza, to nie tylko on charakteryzuje jego jakość. Oczywiście każdy wie, jak wielkim pragnieniem człowieka jest wyjechanie z miasta w upalny letni dzień, oddychanie w lesie lub nad rzeką. W mowie potocznej mówimy: „Chcę oddychać czystym powietrzem”. Czy zwykłe powietrze jest „brudne”? Tak, jest naprawdę brudny. Im wyżej wznosimy się nad poziom morza, tym czystsze staje się powietrze. Tutaj, na przykład, jakie dane są dostępne na temat zapylenia atmosfery:

Wysokość, km / Liczba ziaren kurzu w 1 cm3
0,1/45000 1/6000 2/700 3/200 4/100 5/50 6/20

Powietrze w Suchumi, przetłumaczone na nasz potoczny język z języka nauki, jest 1000 razy „brudniejsze” niż powietrze na szczycie Elbrusu.

Okazuje się jednak, że na różnych obszarach powietrze może różnić się nie tylko zawartością trądziku czy ozonu (zawartość tlenu jest praktycznie stała na całej naszej planecie). Na przykład na brzegach burzliwych rzek, w pobliżu wodospadów, powietrze zawiera znikome ilości tzw. Jonów powietrza. Są to cząsteczki azotu i tlenu, naładowane odpowiednio dodatnio i ujemnie.

W naszym kraju na początku ubiegłego wieku słynny fizyk A.P. Sokolov był jednym z pierwszych, który badał jony powietrza. To jego praca położyła podwaliny pod badanie biologicznego działania jonów atmosferycznych. To właśnie A.P. Sokolov jako pierwszy wyraził ideę dwóch dróg działania jonów powietrza na człowieka - przez układ oddechowy i skórę. Następnie A.P.Sokołowa, że ​​istnieje wymiana elektryczna między ciałem a środowiskiem powietrznym, która odbywa się za pomocą jonów atmosferycznych, została potwierdzona i eksperymentalnie udowodniona przez naukowców krajowych i zagranicznych. Eksperymenty różnych badaczy wykazały, że stężenie lekkich jonów atmosferycznych w wielu miejscowościach uzdrowiskowych wynosi około 2000-3000 lub więcej w 1 centymetrze sześciennym powietrza, podczas gdy zwykle jest to około 1000 jonów powietrza na 1 centymetr sześcienny.

Na przykład w Piatigorsku i Kisłowodzku stężenie jonów powietrza waha się od 1500 do 3700 na 1 centymetr sześcienny, na kaukaskim wybrzeżu Morza Czarnego (Soczi) - 2300–2500, na południowym wybrzeżu Krymu - od 850 do 3360 na 1 centymetr sześcienny. Co ciekawe, w kurorcie Leningrad (niedaleko Sestroretsk) stężenie jonów powietrza sięga 2900 na 1 centymetr sześcienny. Jeszcze większe ilości jonów powietrza stwierdzono w kurortach Azji Środkowej - od 2500 do 7200 na 1 centymetr sześcienny. Szczególnie duża ich liczba - do 15 000-20 000 - występuje na brzegach górskich rzek oraz w pobliżu wodospadów.

Obfitość jonów powietrza i jonów powietrza wodnego w rejonach kurortów wynika z wielu przyczyn. Przede wszystkim jest to czystość powietrza, brak w nim różnego rodzaju cząstek mechanicznych (kurzu, dymu itp.), Których obecność przyczynia się do kondensacji lekkich jonów. Ponadto duże znaczenie mają określone warunki geologiczne obszaru. Przede wszystkim jest to obecność pasm górskich. Wiadomo, że skały w porównaniu ze zwykłą glebą wyróżniają się zwiększoną zawartością substancji radioaktywnych. Obecność źródeł promieniowania radioaktywnego przyczynia się do intensywniejszego tworzenia się lekkich jonów atmosferycznych. Może to wyjaśniać wysoką jonizację atmosfery w kurortach położonych na obszarach górskich.

Działanie jonów powietrza można wyjaśnić w następujący sposób. Po pierwsze, osiadając w drogach płucnych podczas oddychania i zamieniając się w ciężkie hydroaeroiony wpływają korzystnie na aktywność nerwową człowieka, a przede wszystkim na poziom pobudliwości dróg oddechowych. Ponadto wnikając przez ściany pęcherzyków płucnych do krwi oddają swój ładunek cząsteczkom koloidalnym i komórkowym. Zatem wdychanie jonów powietrza do pewnego stopnia zwiększa ładunek elektryczny koloidów i komórek krwi.

Nawet cały kierunek leczenia takich schorzeń jak np. Astma oskrzelowa i nadciśnienie tętnicze opiera się na wykorzystaniu jonów powietrza. Ponadto jony powietrza mają korzystny wpływ na zmęczenie psychiczne i bezsenność. W niektórych przypadkach aeroterapia jest przydatna w przypadku gruźlicy płuc.

Naturalnie bardziej szczegółowe badanie zarówno natury jonów powietrza, jak i mechanizmu ich powstawania pozwala na bardziej poprawne podejście nie tylko do kwestii ich wykorzystania w leczeniu i profilaktyce szeregu chorób, ale także do bardziej poprawnego naukowe podejście do wyboru placów budowy nowych kurortów, sanatoriów i domów wypoczynkowych.

O ile skład chemiczny wielu obiektów przyrodniczych został już szczegółowo zbadany przez naukowców, o tyle skład chemiczny powietrza, zwłaszcza pobranego z różnych miejsc, jest nadal dość słabo poznany. To prawda, że ​​nie oznacza to, że gdzieś na naszej planecie ilość tlenu lub azotu drastycznie się zmieniła. Mamy tu na myśli tzw. Mikrozanieczyszczenia, czyli takie substancje, których zawartość w powietrzu jest niezwykle mała. A jednak naukowcy wytrwale przeprowadzają liczne analizy i eksperymenty, próbując ustalić określone wzorce wpływu różnych śladowych zanieczyszczeń zawartych w powietrzu na organizmy zwierzęce, w tym na ludzi. To właśnie obecność śladowych ilości fitoncydów w powietrzu lasu nadaje mu właściwości lecznicze. Ale okazuje się, że wiele substancji nieorganicznych obecnych w powietrzu przyczynia się do tego samego.Zatem badając działanie rozpylonej wody morskiej zarówno w warunkach sztucznych, jak i naturalnych, stwierdzono, że takie „morskie” powietrze ma korzystny wpływ na organizm człowieka w szeregu chorób. Działanie to można w całości przypisać obecności soli nieorganicznych w takim powietrzu. Okazało się, że morskie powietrze zawiera bardzo małe ilości bromu, jodu, chloru oraz szereg innych pierwiastków w postaci związków chemicznych. To oni nadają mu właściwości lecznicze. Jako dość surowy przykład tego, że składniki mineralne odgrywają znaczącą rolę w czynności życiowej organizmu, można powiedzieć, że np. Choroba Gravesa-Basedowa, która wiąże się z brakiem jodu, dotyka zwykle mieszkańców wysokiego regiony górskie położone z dala od wybrzeża morskiego. Jednocześnie praktycznie nie obserwowano przypadków takiej choroby na wybrzeżach morskich, których powietrze zawiera w swoim składzie znikome domieszki różnych halogenów, w tym jodu.

W atmosferycznych warstwach powietrza, które znajdują się w dostatecznie małej odległości od powierzchni ziemi, wraz z głównymi składnikami (azot, tlen), szereg innych zanieczyszczeń może być również zawartych w wystarczająco niskich stężeniach. Przede wszystkim są to różne substancje gazowe i parowe, takie jak tlenki azotu, amoniak, siarkowodór, węglowodory oraz lotne produkty pochodzenia roślinnego. Ponadto w stanie zawieszonym w atmosferze zawsze mogą znajdować się najmniejsze cząsteczki substancji stałych (tzw. Aerozole): różne sole morskie, krzemiany, węglany i inne związki. Zainteresowanie badaniem ilościowej zawartości takich zanieczyszczeń w powietrzu pojawiło się w ubiegłym wieku. Równocześnie badacze podjęli próby porównania zawartości niektórych mikrokomponentów w powietrzu z ich wpływem na dobrostan człowieka. Na przykład ślady bromu znaleziono w śniegu i wodzie deszczowej już w 1850 roku. Pierwsze eksperymenty mające na celu określenie zawartości jodu w powietrzu Francji przeprowadzono w latach 1850-1876. Badania te podjęto w celu ustalenia związku między ilością jodu dostającego się do organizmu człowieka a występowaniem chorób wola. Uzyskane dane wykazały, że w Alpach (na obszarach dotkniętych wolem), w porównaniu z obszarami, na których nie występują choroby wola, zawartość jodu w atmosferze jest około 10 do 100 razy zaniżona.

Wielokrotnie prowadziliśmy również oznaczanie zawartości jodu w powietrzu, zarówno nad morzem, jak i na lądzie w różnych porach roku.

Warto zauważyć, że naukowcy z różnych krajów wielokrotnie odnotowywali, że zimą w miastach ilość jodu w atmosferze wzrasta. Zjawisko to, jak stwierdzono, wynika z faktu, że zimą do ogrzewania wykorzystywany jest węgiel, którego produkty spalania dostające się do atmosfery zawierają zauważalne ilości jodu.

Jednak naturalne jest, że najwięcej jodu (a także bromu) obserwuje się w powietrzu obszarów przybrzeżnych, gdyż morze wyrzuca na brzeg dużo glonów bogatych w te pierwiastki. Nawiasem mówiąc, do niedawna takie algi były praktycznie jedynym źródłem ekstrakcji tych cennych substancji.

Fizjologiczna i biochemiczna rola bromu i jodu w organizmie jest dość znacząca, chociaż ich zawartość w nim jest bardzo mała. Na przykład ilość jodu u ludzi wynosi tylko około 25 miligramów, a nawet mniej bromu. Związki bromkowe pomagają wzmocnić procesy wewnętrznego hamowania w korze mózgowej, a także przywrócić równowagę między procesami pobudzenia i hamowania. Nie bez powodu lekarze przepisują preparaty bromowe pacjentom z zaburzeniami ośrodkowego układu nerwowego.

Jod to także pierwiastek niezbędny dla organizmu człowieka, a przede wszystkim do normalnego funkcjonowania. Tarczyca... Ponadto związki jodu mają korzystny wpływ w leczeniu miażdżycy i niektórych innych chorób, chociaż mechanizm działania jodu w tych przypadkach nie jest jeszcze w pełni poznany.

Jak wspomniano powyżej, ilościowy i jakościowy skład śladowych zanieczyszczeń jest daleki od tego samego w różnych regionach. Jego wpływ na organizm też nie jest taki sam.

Oczywiście badanie zarówno składu chemicznego powietrza, jak i wpływu jego składu na żywotną aktywność organizmów zwierzęcych nie jest jeszcze zakończone. Jednak to, co wiemy dzisiaj, pozwala dojść do wniosku: umiejętne wykorzystanie powietrza, umiejętne „korygowanie” jego składu jest ważnym czynnikiem w rękach człowieka w profilaktyce wielu chorób.

Vlasov L.G. - Natura leczy

Podobne publikacje

Jak oddychamy

Przegląd nawilżacza ultradźwiękowego

Ciekawe fakty dotyczące wpływu powietrza na zdrowie człowieka