Ar fi firesc să credem că gazele nobile nu ar trebui să afecteze organismele vii, deoarece acestea sunt inerte din punct de vedere chimic. Cu toate acestea, acest lucru nu este în întregime adevărat. Atunci când este amestecată cu oxigen, inhalarea de gaze inerte superioare duce o persoană la o stare similară cu intoxicația cu alcool. Acest efect narcotic al gazelor inerte este cauzat de dizolvarea lor în țesuturi nervoase. Și cu cât greutatea atomică a unui gaz inert este mai mare, cu atât este mai mare solubilitatea acestuia și cu atât mai mare este efectul narcotic pe care îl poate avea.

Aerul cu heliu și efectul său asupra oamenilor

Aerul în care tot sau majoritatea azotului este înlocuit cu heliu nu mai este o știre astăzi. Este utilizat pe scară largă pe uscat, subteran și sub apă.

Aerul cu heliu este de trei ori mai ușor și mult mai mobil decât aerul obișnuit. Se comportă mai activ în plămâni - furnizează rapid oxigen și evacuează rapid dioxidul de carbon. De aceea se administrează aer cu heliu pacienților cu tulburări de respirație și unele operații. Ameliorează sufocarea, tratează astmul bronșic și bolile laringelui.

Respirarea aerului cu heliu elimină practic embolia cu azot (boala cheson), la care scafandrii și specialiștii din alte profesii care lucrează în condiții de presiune ridicată sunt susceptibili în timpul trecerii de la presiune înaltă la normal. Cauza acestei boli este destul de semnificativă, mai ales când hipertensiune arterială, solubilitatea azotului în sânge. Pe măsură ce presiunea scade, aceasta este eliberată sub formă de bule de gaz care pot înfunda vasele de sânge.

vasele de sânge, afectarea nodurilor nervoase... Spre deosebire de azot, heliul este practic insolubil în fluidele corporale, deci nu poate provoca boală de decompresie. În plus, aerul cu heliu elimină apariția „narcozei cu azot”, care este similară extern cu intoxicația cu alcool.

Mai devreme sau mai târziu, omenirea va trebui să învețe să trăiască și să muncească mult timp fundul mării pentru a profita serios de resursele minerale și alimentare ale raftului. Și la mare adâncime, după cum au arătat experimentele cercetătorilor sovietici, francezi și americani, aerul cu heliu este încă indispensabil. Biologii au dovedit că respirația prelungită a aerului cu heliu nu provoacă modificări negative în corpul uman și nu amenință modificări ale aparatului genetic: atmosfera de heliu nu afectează dezvoltarea celulelor și frecvența mutațiilor. Există lucrări ai căror autori consideră că aerul cu heliu este mediul optim de aer pentru nave spațiale, făcând zboruri lungi în Univers. Dar până acum, aerul artificial cu heliu nu s-a ridicat încă dincolo de atmosfera Pământului.

Oxizii de azot și efectul lor asupra oamenilor

Oxidul nitric, care se formează în principal în mod natural, este inofensiv pentru oameni. Este un gaz incolor, cu un miros slab și un gust dulceag. Inhalarea unor cantități mici de N 2 O duce la scăderea sensibilității la durere, drept urmare acest gaz este uneori folosit în amestec cu oxigen pentru anestezie. În cantități mici, N 2 O provoacă o senzație de ebrietate (de unde și denumirea de „gaz de râs”). Inhalarea de N 2 O pur provoacă rapid o stare narcotică și sufocare.

Oxidul de azot NO și dioxidul de azot N2O apar împreună în atmosferă, astfel încât efectele lor combinate asupra corpului uman sunt cel mai adesea evaluate. Doar aproape de sursa de emisie există o concentrație mare de NO. Când combustibilul este ars în mașini și centrale termice, aproximativ 90% din oxizi de azot sunt produși sub formă de monoxid de azot. Restul de 10% provin din dioxid de azot. Cu toate acestea, în timpul reacțiilor chimice, o parte semnificativă a NO este transformată în N 2 O - un compus mult mai periculos. Monoxidul de azot NO este un gaz incolor. Nu irită tractul respirator și, prin urmare, o persoană poate să nu o simtă. Când este inhalat, NO, ca și CO, se leagă de hemoglobină. În acest caz, se formează un compus nitrozo instabil, care se transformă rapid în methemoglobină, în timp ce Fe 2+ se transformă în Fe 3+. Ionul Fe 3+ nu poate lega în mod reversibil O 2 și astfel iese din procesul de transfer de oxigen. O concentrație de methemoglobină în sânge de 60-70% este considerată letală. Dar o astfel de valoare limită poate apărea numai în interior, iar acest lucru este imposibil în aer liber.

Pe măsură ce vă îndepărtați de sursa de emisie, o cantitate tot mai mare de NO se transformă în NO 2 - un gaz maro cu un miros neplăcut caracteristic. Dioxidul de azot este foarte iritant pentru membranele mucoase ale tractului respirator. Inhalarea vaporilor toxici de dioxid de azot poate provoca otrăviri grave. Dioxidul de azot provoacă efecte senzoriale, funcționale și patologice. Să ne uităm la unele dintre ele. Efectele senzoriale includ reacțiile olfactive și vizuale ale corpului la efectele NO 2. Chiar și la concentrații scăzute de doar 0,23 mg/m 3, o persoană simte prezența acestui gaz. Această concentrație este pragul de detectare pentru dioxidul de azot. Cu toate acestea, capacitatea organismului de a detecta NO 2 dispare după 10 minute de inhalare, dar gâtul se simte uscat și dureros. Deși aceste semne dispar și la expunerea prelungită la gaz la o concentrație de 15 ori mai mare decât pragul de detectare. Astfel, NO 2 slăbește simțul mirosului.

Dar dioxidul de azot afectează nu numai simțul mirosului, ci slăbește și vederea nocturnă - capacitatea ochiului de a se adapta la întuneric. Acest efect se observă la o concentrație de 0,14 mg/m3, care este, în consecință, sub pragul de detectare.

Efectul funcțional cauzat de dioxidul de azot este rezistența crescută a căilor respiratorii. Cu alte cuvinte, NO 2 determină o creștere a efortului depus pentru respirație. Această reacție a fost observată în oameni sanatosi cu o concentrație de NO 2 de numai 0,056 mg/m 3 , care este de patru ori mai mică decât pragul de detectare. Iar persoanele cu boli pulmonare cronice întâmpină dificultăți de respirație chiar și la o concentrație de 0,038 mg/m 3 .

Efectele patologice sunt că NO 2 face o persoană mai susceptibilă la agenți patogeni, cauzatoare de boli tractului respirator. Persoanele expuse la concentrații mari de dioxid de azot au mai multe șanse de a prezenta catar, bronșită, crupă și pneumonie ale tractului respirator superior. În plus, dioxidul de azot în sine poate provoca boli respiratorii. Odată ajuns în corpul uman, NO 2 la contactul cu umiditatea formează acizi nitriși și acizi care corodează pereții alveolelor plămânilor. În acest caz, pereții alveolelor și capilarelor sanguine devin atât de permeabili încât permit serului sanguin să treacă în cavitatea pulmonară. Aerul inhalat se dizolvă în acest lichid, formând spumă care împiedică schimbul suplimentar de gaze. Apare edemul pulmonar, care duce adesea la moarte. Expunerea pe termen lung la oxizi de azot determină dilatarea celulelor din rădăcinile bronșice (ramuri subțiri ale căilor respiratorii ale alveolelor), deteriorarea rezistenței plămânilor la bacterii și dilatarea alveolelor. Unii cercetători cred că zonele cu niveluri ridicate de dioxid de azot în atmosferă se confruntă cu o mortalitate crescută din cauza bolilor de inimă și a cancerului.

Persoanele cu boli respiratorii cronice (emfizem, astm) și boli cardiovasculare pot fi mai sensibile la efectele directe ale NO 2 . Ei dezvoltă mai ușor complicații (de exemplu, pneumonie) pe termen scurt infectii respiratorii. Se crede că aproximativ 10-15% din populația SUA suferă de boli respiratorii cronice. Pe baza acestui fapt, SUA au stabilit un standard pentru conținutul de NO 2 la un nivel care protejează populația de infecțiile respiratorii. Standardul mediu anual de calitate a aerului din SUA prevede o concentrație de NO 2 de 0,1 mg/m 3 . Nu există date privind conținutul permis de NO 2 pe perioade scurte de timp (de exemplu, concentrația medie zilnică). În Germania, concentrația maximă admisă de emisie (MEC) de NO 2 este de 9 mg/m 3 . IEC arată ce concentrație a unei substanțe este emisă de o anumită sursă în aer. Concentrațiile de emisie sunt măsurate direct în fluxul de gaz. Dar trebuie să știți că dioxidul de azot prezintă un pericol pentru sănătatea umană, chiar dacă concentrația lui în aer este mai mică decât MEC, mai ales la expunerea prelungită.

În Ucraina, au fost stabilite următoarele standarde de mediu pentru conținutul de oxizi de azot în aerul atmosferic zonele populate: pentru NO 2 concentrația maximă unică maximă admisă (MPCm.r.) este de 0,085 mg/m 3, iar concentrația maximă admisă medie zilnică (MPC.s.) este de 0,04 mg/m 3; pentru NO MPCm.r = 0,4 mg/m3, MPCs.s = 0,06 mg/m3.

Narcoza cu azot

Opinia larg răspândită despre inerția fiziologică a azotului nu este în întregime corectă. Azotul este inert fiziologic în condiții normale.

Odată cu creșterea presiunii, de exemplu atunci când scafandrii se scufundă, crește concentrația de azot dizolvat în proteine ​​și în special în țesuturile grase ale corpului. Acest lucru duce la așa-numita narcoză cu azot. Scafandrul pare să se îmbată: coordonarea mișcărilor este perturbată, conștiința este tulbure. Oamenii de știință s-au convins în cele din urmă că motivul pentru aceasta a fost azotul, după ce au efectuat experimente în care, în loc de aer obișnuit, un amestec de helio-oxigen a fost furnizat costumului spațial al scafandrului. În același timp, simptomele anesteziei au dispărut.

Gaz ilariant

Unul dintre cei cinci oxizi de azot, protoxidul de azot (N 2 O) are un efect fiziologic foarte unic, pentru care este adesea numit gaz râd.

Tratamentul dentar poate fi distractiv. Acum, pacienții „Cabinetului de stomatologie” au acces la un serviciu unic, din cinci oxizi de azot, doi – tratament stomatologic cu „gaz de râs”, sau protoxid de azot. Acest gaz este folosit în medicină de mai bine de 150 de ani și rămâne cel mai modern, căutat și popular medicament.

Înainte de a începe procedurile, pacientul își pune o mască și ia mai multe respirații de gaz cu un miros plăcut dulceag. După aceasta, apare o senzație de relaxare și calm, pragul durerii scade, iar medicul poate începe tratamentul. Pacientul rămâne conștient și poate comunica cu medicul.

O persoană inhalează, desigur, nu gaz pur, ci amestecul acestuia cu oxigen. Cocktailul de gaz râd este sigur, nu creează dependență, iar în timpul utilizării, tensiunea arterială și ritmul cardiac rămân normale. Astăzi, protoxidul de azot este considerat cel mai ușor relaxant și poate fi utilizat pentru pacienți diferite vârste. În plus, este cel mai popular la întâlnirile la dentist pentru copii. De exemplu, în Occident tehnologia este folosită de mai bine de 30 de ani. În SUA, Israel și Marea Britanie, 100% din clinicile stomatologice pentru copii folosesc gaz râd în fiecare zi.

Efectul gazului râd dispare la fel de repede cum apare. Câteva minute sunt suficiente pentru ca gazul să se elibereze din plămâni. Pacientul se întoarce acasă independent și poate chiar conduce fără piedici în aceeași zi.



Dioxidul de azot este suficient substanță periculoasă, în consecință, are un efect negativ asupra diferitelor sisteme vii.

Expunerea la NO 2 asupra oamenilor: Dioxidul de azot irită puternic mucoasele tractului respirator. Inhalarea vaporilor toxici ai acestei substanțe poate duce la otrăviri grave. Dioxidul de azot provoacă efecte senzoriale, funcționale și patologice. Să ne uităm la unele dintre ele. Efectele senzoriale includ reacțiile olfactive și vizuale ale corpului la efectele NO 2. Chiar și la concentrații scăzute de doar 0,23 mg/m3, o persoană simte prezența acestui gaz. Această concentrație este pragul de detectare pentru dioxidul de azot. Cu toate acestea, capacitatea organismului de a detecta NO 2 dispare după 10 minute de inhalare, dar gâtul se simte uscat și dureros. Deși aceste semne dispar și la expunerea prelungită la gaz la o concentrație de 15 ori mai mare decât pragul de detectare. Astfel, NO 2 slăbește simțul mirosului (4).

Dar dioxidul de azot afectează nu numai simțul mirosului, ci slăbește și vederea nocturnă - capacitatea ochiului de a se adapta la întuneric. Acest efect se observă la o concentrație de 0,14 mg/m3, care este, în consecință, sub pragul de detecție (4).

Efectul funcțional cauzat de dioxidul de azot este rezistența crescută a căilor respiratorii. Cu alte cuvinte, NO 2 determină o creștere a efortului depus pentru respirație. Această reacție a fost observată la oameni sănătoși la concentrații de NO 2 de numai 0,056 mg/m3, ceea ce este de patru ori mai mic decât limita de detecție. Și persoanele cu boli pulmonare cronice întâmpină dificultăți de respirație chiar și la o concentrație de 0,038 mg/m3 (2).

Efectele patologice sunt că NO 2 face o persoană mai susceptibilă la agenții patogeni care provoacă boli respiratorii. Persoanele expuse la concentrații mari de dioxid de azot au mai multe șanse de a prezenta catar, bronșită și pneumonie ale tractului respirator superior. În plus, dioxidul de azot în sine poate provoca boli respiratorii. Odată ajuns în corpul uman, NO 2 la contactul cu umiditatea formează acizi nitriși și acizi care corodează pereții alveolelor plămânilor. În acest caz, pereții alveolelor și capilarelor sanguine devin atât de permeabili încât permit serului sanguin să treacă în cavitatea pulmonară. Aerul inhalat se dizolvă în acest lichid, formând spumă care împiedică schimbul suplimentar de gaze. Apare edemul pulmonar, care duce adesea la moarte. Expunerea pe termen lung la oxizi de azot determină dilatarea celulelor din rădăcinile bronșice (ramuri subțiri ale căilor respiratorii ale alveolelor), deteriorarea rezistenței plămânilor la bacterii și dilatarea alveolelor. Unii cercetători cred că zonele cu niveluri ridicate de dioxid de azot în atmosferă se confruntă cu o mortalitate crescută din cauza bolilor de inimă și a cancerului (3).

Persoanele cu boli respiratorii cronice (emfizem, astm) și boli cardiovasculare pot fi mai sensibile la efectele directe ale NO 2 . Este mai probabil să dezvolte complicații (de exemplu, pneumonie) din infecțiile respiratorii pe termen scurt (3).

În plus, dioxidul de azot care evadează în atmosferă reprezintă un pericol grav pentru situatia ecologica, deoarece este capabil să provoace ploaie acidăși să fie unul dintre componentele smogului fotochimic. Ambele fenomene provoacă daune enorme sănătății populației și tuturor straturilor pământului (2).

Impactul NO 2 asupra plantelor: efectul direct al NO 2 asupra plantelor este determinat vizual de îngălbenirea sau rumenirea frunzelor și a acelor, care apare ca urmare a oxidării clorofilei. Oxidare acizi grași la plante, care are loc concomitent cu oxidarea clorofilei, în plus, duce la distrugerea membranei și necroza (6).

Acidul azot format în celule are un efect mutagen. Efectul biologic negativ al NO 2 asupra plantelor se manifestă prin decolorarea frunzelor, ofilirea florilor, încetarea fructificării și creșterii. Acest efect se explică prin formarea de acizi atunci când oxizii de azot se dizolvă în fluidele intercelulare și intracelulare (3).

Botanistii cred că simptomele inițiale ale deteriorării plantelor cu dioxid de azot sunt o distribuție aleatorie a petelor decolorate gri-verde. Aceste pete devin treptat mai aspre, se usucă și devin albe. NO 2 este toxic la o concentrație de 3 ppm. În comparație, dioxidul de sulf provoacă daune plantelor la concentrații mai mari (5 ppm) (5). Tulburările de creștere a plantelor atunci când sunt expuse la NO 2 sunt observate la concentrații de 0,35 mg/m3 și mai mari. Această valoare este concentrația limită. Pericolul de deteriorare a vegetației de către dioxidul de azot există doar în marile oraseŞi zonele industriale, unde concentrația medie de NO 2 este de 0,2 - 0,3 mg/m3 (4). Plantele sunt mai rezistente (comparativ cu oamenii) la efectele dioxidului de azot pur. Acest lucru se explică prin particularitățile asimilării NO 2 , care este redus în cloroplaste și este inclus în aminoacizi ca grup NH 2. La o concentrație de 0,17 - 0,18 mg/m3, oxizii de azot sunt folosiți de plante ca îngrășăminte. Această capacitate de a metaboliza NOx nu este inerentă oamenilor (2).

Gazul râd, sau protoxidul de azot, este o substanță populară în rândul tinerilor, pe care unii o consideră un mijloc inofensiv de divertisment, în timp ce alții o consideră un drog periculos. În concentrații mari și prin inhalare prelungită, poate provoca daune grave sănătății umane.

Ce este protoxidul de azot

Dioxidul de azot, mai bine cunoscut sub numele de gaz râd, a fost produs pentru prima dată de Joseph Priestley la începutul anilor 1770.

Substanța este incoloră, are o aromă subtilă și un gust dulceag, se poate dizolva în apă și, în anumite condiții, devine lichidă.

O cantitate mică de gaz produce efectul de intoxicație și o ușoară somnolență. Dacă îl inhalați formă pură, atunci se poate dezvolta sufocare, dar dacă se respectă doza prescrisă și se amestecă cu oxigen, se folosește ca anestezie și nu dă efect secundar. Odată ajuns în organism, rămâne neschimbat și nu formează legături cu hemoglobina. De îndată ce alimentarea cu gaz este oprită, acesta este complet eliminat prin tractul respirator în 15 minute.

Utilizarea substanței în diverse domenii

Există trei tipuri de oxid nitric:

1. Tehnic – utilizat în producția și sudarea auto.
2. Medical - utilizat pe scară largă ca anestezie.
3. De calitate alimentară – este una dintre componentele importante în producția de ciocolată gazoasă și produse de cofetărie.

Un compus tehnic de azot este introdus în mecanismul motorului mașinii, și anume în galeria de admisie pentru a-și îmbunătăți performanța. Sub influența sa, puterea motorului crește de ceva timp.

În scopuri medicale, substanța este utilizată pentru anestezie și anestezie în timpul intervențiilor chirurgicale și în timpul nașterii. În plus, utilizarea gazului este permisă pentru a preveni șocul în leziuni, pentru a crește efectul analgezic al altor medicamente, precum și pentru a elimina durerea în timpul unui atac de cord și pancreatită. Protoxidul de azot este disponibil sub formă lichidă în cilindri de 10 litri.

ÎN industria alimentară această componentă este cunoscută ca aditiv E-942. Este folosit ca propulsor în produsele fabricate în recipiente cu aerosoli.

Utilizarea protoxidului de azot ca medicament

Eliminarea prezentării obligatorii a unei rețete pentru achiziționarea de combinații de medicamente care conțin codeină a avut loc în Rusia în iunie 2012. Din acel moment, medicamentul a fost disponibil gratuit, deci este utilizat în mod activ de persoanele care abuzează de substanțe.

Utilizarea margelelor de protoxid de azot duce rapid la euforie narcotică, motiv pentru care substanța a devenit atât de răspândită în rândul tinerilor și a devenit parte integrantă a multor petreceri și locuri de divertisment pentru viața de noapte.

De ce se numește gazul „râs”?

Când este expus la corpul uman, oxidul de azot provoacă o senzație puternică de excitare, transformându-se în euforie, motiv pentru care a fost numit „gaz de râs”. Paternitatea numelui îi aparține englezului Davy Humphrey, care a studiat reactii chimice iar în timpul experimentului, personal a experimentat influența gazului asupra corpului.

El a descoperit că atunci când este inhalată într-o doză mică, activitatea motrică a unei persoane crește, apare o dorință nerezonabilă de a râde și comportamentul devine nepotrivit.

Efectul gazului asupra corpului uman - este posibil să respirați oxid nitric

Protoxidul de azot nu dăunează practic sănătății atunci când este utilizat în scopuri medicale dacă este respectat regimul de dozare recomandat. Gazul narcotic folosit în concentrație mai mică de 80% nu prezintă pericol pentru oameni.

Dacă substanța este utilizată în timpul nașterii, atunci este necesar să se reducă la minimum perioada de inhalare a acesteia de către femeie, deoarece utilizarea pe termen lung în acest caz poate dăuna nou-născutului și poate reduce scorul Apgar.

Dovedit impact negativ a acestui compus pe măduva osoasă cu expunere prelungită. Dacă o respiri timp de 2-4 zile, atunci se observă inhibarea funcțiilor țesutului măduvei osoase.

Oxidul nitric provoacă uneori unele efecte secundare, care se exprimă prin apariția simptomelor de bradicardie sau aritmie supraventriculară atunci când pacientul este plasat în stare de anestezie. Când o persoană își revine după anestezie, pot apărea simptome precum greață, anxietate, confuzie, somnolență și chiar halucinații.

Simptomele intoxicației cu gaz râd

Semnele efectului toxic al protoxidului de azot asupra corpului uman sunt împărțite în două tipuri. Primul include manifestări care apar cu utilizarea pe termen scurt a gazului râd:

• Amnezie scurtă. O persoană nu își amintește ce sa întâmplat cu el de ceva timp, dar apoi amintirea îi revine.
• Râsete fără sens. Unul dintre principalii parametri care indică otrăvirea cu oxid nitric este distracția nerezonabilă, râsul foarte puternic și neîncetat.
• Atacurile de dureri de cap și amețeli care vin și trec brusc.
• Episoade multiple de pierdere a conștienței.

Utilizarea frecventă și prelungită a gazului poate duce la otrăviri mai grave, caz în care sunt posibile următoarele:

• instabilitate emoțională, care se exprimă în schimbări constante ale dispoziției;
• tulburări ale activității mentale, lipsă de logică în cuvinte și acțiuni;
• mers instabil și vorbire incoerentă;
• pierderea auzului, deficiențe de vedere;
• atrofia structurilor creierului.

Primul ajutor și tratament pentru intoxicație

Nu există un antidot specific pentru protoxidul de azot, așa că tot ceea ce poate face o persoană care se află în apropiere în momentul otrăvirii este să ia măsuri de prim ajutor de bază:

1. Asigurați acces cu aer proaspăt în cameră. Dacă este posibil, este mai bine să mutați victima din clădire pe stradă.
2. Poziționați persoana astfel încât corpul său să fie complet în repaus.
3. Îndepărtați îmbrăcămintea exterioară a persoanei otrăvite și creați condiții pentru fluxul liber al aerului în tractul respirator.

Măsuri suplimentare pot fi luate doar de o echipă de ambulanță, care trebuie chemată imediat de îndată ce se știe despre intoxicație. Medicii transportă victima la spital și vor lua măsuri de urgență pentru a o salva.

Consecințele consumului de droguri

Folosind amestecul pentru a experimenta efectul narcotic, o persoană se expune la un mare pericol. Componentele incluse în compoziția sa, cu expunere prelungită, pot duce la moartea celulelor creierului. Consecințele consumului acestui compus azotat pot fi foarte grave: mai întâi, memoria se deteriorează, apoi apar modificări progresive de personalitate. Împreună cu creierul, structura măduvei osoase este, de asemenea, distrusă. Cu utilizarea constantă a protoxidului de azot, există riscul de a dezvolta leucemie și tulburări ale procesului hematopoietic.

În plus, oamenii care abuzează de această substanță experimentează tulburări psihice. Apar atacuri de frică de moarte, halucinații, gânduri obsesive și senzații periodice de apropiere a pericolului. Tendințele suicidare pot apărea pe fondul unei stări depresive provocate de acest compus. Printre consecințele consumului de gaz râd, apare adesea o coordonare afectată a mișcărilor.

Cele mai multe mare amenințare reprezintă amestecul în forma sa pură. Inhalarea acestuia poate fi fatală.

Efectul acestui compus este deosebit de dăunător pentru fătul în curs de dezvoltare din uter. Dacă ea respiră azot, acest lucru poate duce la hipoxie fetală și la dezvoltarea diferitelor anomalii congenitale la copil.

Diagnosticare

104. În practica de scufundare, efectul toxic al azotului este înțeles ca o stare patologică a organismului care se dezvoltă ca urmare a expunerii la temperaturi ridicate. presiuni parțiale a acestui gaz şi se manifestă prin inhibarea funcţiilor centralei sistemul nervos.

Severitatea efectului toxic al azotului depinde direct de presiunea sa parțială în mediul gazos inhalat și de durata expunerii.

105. Efectul toxic al azotului în practica de scufundare se observă:

la utilizare aer comprimat pentru respirație la adâncimi în care presiunea parțială a azotului depășește valorile admise;

în cazul încălcării regulilor de înlocuire a furnizării sau pregătirii amestecurilor de gaze respiratorii artificiale (DGS);

în cazul încălcării regulilor de spălare a echipamentului de scufundare după schimbarea DGS în timpul scufundării scafandului;

atunci când este deconectat de la echipamente la adâncimi mai mari de 70 m și respiră mediul aerian al unui clopot de scufundare.

Efectul toxic al azotului poate fi observat la submarinatorii în situații de urgență:

în compartimente uscate sau semiinundate cu o presiune mai mare de 6 kgf/cm2;

la părăsirea compartimentelor submarine de la adâncimi mai mari de 100 m fără a utiliza un balon suplimentar cu heliu.

Efectele toxice ale azotului pot fi sporite de următorii factori:

temperatură crescută sau scăzută;

conținut crescut de dioxid de carbon sau de substanțe nocive (monoxid de carbon, oxizi de azot) în mediul gazos inhalat;

muncă fizică grea.

106. Primele manifestări ale efectului toxic al azotului apar la om la o presiune parțială de 0,4 MPa (4 kgf/cm2) și se exprimă prin scăderea autocontrolului, creșterea vorbăreții și râsul fără cauza. Se poate observa reacția opusă - apariția depresiei și sentimente de frică.

La presiuni parțiale de azot de 0,5-0,6 MPa (5-6 kgf/cm2) se dezvoltă o stare asemănătoare intoxicației alcoolice ușoare. Manifestările descrise anterior sunt mai pronunțate, iar euforia devine simptomul principal. În aceste condiții, majoritatea scafandrilor continuă să mențină performanța fizică și starea generală de sănătate bună. O creștere suplimentară a presiunii parțiale a azotului la 0,7-0,9 MPa (7-9 kgf/cm2) duce la tulburări de coordonare a mișcărilor, tulburări generale de orientare și scăderea inteligenței. Senzația de ebrietate crește, performanța se pierde. Scafandrii funcționează prost sau nu pot lucra sub apă, nu răspund la instrucțiunile comandantului de coborâre, nu cunosc locația lor și își pierd controlul echipament de scufundareși luați acțiuni neplăcute care pot duce la situații de urgență.

La presiuni parțiale de azot peste 1-1,2 MPa (10-12 kgf/cm2), scafandrii experimentează halucinații vizuale și auditive, își pierd cunoștința și intră într-un somn narcotic.

Tabloul clinic al efectului toxic al azotului depinde în mare măsură de sensibilitatea individuală a unei persoane, de starea sa funcțională și de experiența de scufundare.

Manifestările efectului toxic al azotului sunt reversibile și dispar după respirarea amestecurilor de gaze cu o presiune parțială mai mică.

Tratament

107. Dacă apar semne care indică o scădere a performanțelor psihice și fizice sau un comportament necorespunzător al scafandrilor, este necesar să se oprească imediat coborârea și, dacă starea de bine a scafandrilor se înrăutățește, să se ia măsuri pentru ridicarea scafandrilor la suprafață. În cazul în care scafandru își pierde cunoștința, un scafandru de siguranță coboară pentru a-l ajuta, care trebuie să conducă victima în clopoțel (la foișor) și să spele (aerisească) echipamentul de scufundare. Pentru a elimina efectul toxic al azotului în timpul coborârilor cu aer, adâncimea de coborâre trebuie redusă cu 5-10 m În timpul coborârilor la adâncime, scafandrii sunt trecuți la amestecuri de gaze respirabile cu un conținut redus de azot sau 6% oxigen-heliu. amestec.

Consecințele expunerii pe termen scurt la presiuni parțiale mari ale azotului nu reprezintă o amenințare pentru sănătatea scafandrilor și nu necesită terapie medicamentoasă, cu toate acestea, persoanele care sunt mai puțin rezistente la efectele toxice ale azotului sunt monitorizate de un fiziolog special în timpul procesul de coborâre.

Avertizare

108. Pentru a preveni narcoza cu azot în timpul decompresiei, este necesar să treceți la respirația cu aer la adâncimi de cel mult 70 de metri. Este necesar să se controleze cu strictețe compoziția amestecurilor de gaze artificiale furnizate pentru respirație, ordinea modificării acestora și conexiunea corectă la panoul de control al alimentării cu gaz. Coborârile în timp ce se respiră aer comprimat la adâncimi mai mari de 60 m pot fi efectuate numai în cazuri excepționale legate de acordarea de asistență unui scafandru de urgență sau personalului unui submarin de urgență.

Având în vedere posibilitatea de adaptare a corpului uman la efectele toxice ale azotului, este necesar să se efectueze coborâri de antrenament într-o cameră sub presiune de scufundare de cel puțin 1-2 ori pe lună folosind aer comprimat pentru respirație.

Doctor în științe biologice Y. PETRENKO.

Gazul incolor - oxidul de azot - a fost întotdeauna considerat dăunător pentru organismul uman. Inginerii dezvoltă motoare cu ardere internă mai avansate care poluează atmosfera într-o măsură mai mică cu oxid de azot și proiectează sisteme pentru regenerarea oxidului de azot în alte substanțe. Dar, la sfârșitul secolului trecut, oamenii de știință au descoperit în mod neașteptat că oxidul nitric este prezent în orice organism viu în concentrații destul de mari. Și nu este doar prezent, ci controlează cele mai importante procese fiziologice.

Profesorul Anatoly Fedorovich Vanin, cel care a descoperit primul radicali de oxid nitric în celulele vii, discută cu laureatul Nobel Robert Forschgott, care a descris pentru prima dată fenomenul cauzat de acțiunea oxidului de azot. Moscova, 1989.

Formula electronica oxid nitric (NO).

Știință și viață // Ilustrații

Schema efectelor fiziologice ale oxidului nitric asupra tonusului vascular.

oxid nitric ( denumire chimică- oxid nitric) este o nouă „stea călăuzitoare” în medicină, indicând direcția de căutare medicamenteîmpotriva multor boli. Este exact ceea ce cred majoritatea cercetătorilor acum.

Creșterea de tip avalanșă a numărului de publicații despre rolul oxidului de azot în obiectele biologice a dat naștere Asociației Americane pentru Avansarea Științei și a revistei științifice de autoritate Science să numească oxidul de azot molecula anului în 1992.

Ce dictează acest interes științific din ce în ce mai mare pentru oxidul nitric?

S-a dovedit că oxidul nitric controlează atât procesele intracelulare, cât și intercelulare într-o celulă vie. Multe boli - hipertensiune arterială, ischemie miocardică, tromboză, cancer - sunt cauzate de perturbarea proceselor fiziologice care sunt reglate de oxidul nitric. Din acest motiv, oxidul nitric prezintă un mare interes pentru biologii și medicii de diferite specialități.

Neurofiziologii și neurochimiștii sunt interesați de oxidul nitric datorită faptului că acesta controlează cele mai importante procese care au loc în sistemul nervos. Activitatea nervoasă mai mare a unei persoane se datorează în mare măsură trecerii unui impuls de la o celulă nervoasă (neuron) la alta - așa-numita transmisie sinaptică. Dacă încercăm să descriem acest proces pe scurt, putem spune că atunci când un impuls nervos trece de la capătul unui neuron, o moleculă a unei substanțe semnal - un neurotransmițător (de exemplu, acetilcolina, glutamat) este „eliberată”, care este „captat” de o proteină specială (receptor) de pe membrana terminației nervoase a altui neuron. Apoi, un lanț complex de reacții biochimice și electrochimice asigură trecerea unui impuls nervos prin acest neuron. Când semnalul ajunge la terminația nervoasă, o moleculă de neurotransmițător este eliberată din nou din aceasta și așa mai departe. S-a dovedit că oxidul nitric activează procesul de eliberare a neurotransmițătorilor de la terminațiile nervoase în timpul transmiterii sinaptice. Mai mult, molecula de oxid nitric în sine poate juca rolul unui neurotransmițător, adică transmite direct un semnal de la o celulă nervoasă la alta. Nu este surprinzător faptul că oxidul nitric este prezent în toate părțile creierului uman: hipotalamus, creierul mediu, cortex, hipocamp, medula oblongata etc.

Astfel, în activitatea mentală, oxidul de azot este atât un participant direct, cât și un regulator indirect. În ceea ce privește existența corporală, rolul ei aici nu este mai mic.

Cardiologii și specialiștii care studiază sistemul circulator sunt interesați de oxidul nitric deoarece reglează relaxarea mușchiului neted vascular și sinteza așa-numitelor „proteine ​​de șoc termic”, care „protejează” vasele de sânge în timpul boala coronariană inimile.

Hematologii sunt interesați de oxidul nitric datorită faptului că inhibă agregarea trombocitelor (lipirea împreună), afectează transportul oxigenului de către celulele roșii din sânge, precum și reacțiile care implică molecule active chimic (radicali liberi) din sânge.

Imunologii sunt interesați de oxid nitric deoarece activarea celulelor implicate în răspunsul imun - macrofage și neutrofile - este însoțită de eliberarea de oxid nitric de către aceste celule.

Oncologii manifestă un interes crescut pentru oxidul nitric din cauza implicării sale suspectate în dezvoltarea tumorilor maligne.

Fiziologii care se ocupă cu reglarea metabolismului apă-sare în organism și nefrologii sunt interesați de oxidul nitric pentru că reglează fluxul sanguin renal și metabolismul sării în tubii renali.

Chiar viata intima fără oxid nitric este imposibil - eliberarea acestuia favorizează erecția.

Dar asta nu este tot. ÎN ultimii ani Fluxul de informații despre efectul oxidului nitric asupra funcționării genomului crește ca o avalanșă.

Destinul unei persoane este determinat de comportamentul și caracterul său, care, la rândul lor, sunt influențate de starea sufletului și a corpului său. Aceasta înseamnă că destinul uman este într-un anumit sens legat de oxidul nitric.

Ce este o moleculă de oxid nitric?

Se știe că atunci când în familia electronică a unei molecule există un electron fără perechea lui, adică nu există partener pentru acesta, întreaga familie experimentează anxietate și manifestă o agresivitate crescută față de alți compuși, încercând să găsească și să ia pe cineva. ii lipseste electronul altcuiva. Compușii care au un electron nepereche se numesc radicali. Radicalii sunt de obicei instabili și apar în stadiile intermediare ale reacțiilor chimice.

Oxidul nitric, datorită prezenței unui electron nepereche în structura sa electronică, aparține categoriei de radicali și, prin urmare, ca toți radicalii, se străduiește să „găsească” electronul lipsă pentru a crea o nouă pereche de electroni. Când se poate face acest lucru, se formează o moleculă de NO _ - un anion niroxid. De cele mai multe ori, nu este posibil să obțineți electronul lipsă prin luarea lui dintr-o altă moleculă fără un „război”. Ca urmare, au loc o mare varietate de procese de reacție, în timpul cărora oxidul de azot poate suferi diverse transformări.

Oxidul nitric nu trebuie confundat cu protoxidul de azot (prot formula chimica- N 2 O), de asemenea, un gaz incolor cu gust dulceag, a cărui inhalare de scurtă durată provoacă semne de isterie, iar cantități mari au un efect incitant asupra sistemului nervos, provocând o stare asemănătoare intoxicației. Din acest motiv, protoxidul de azot este numit „gaz de râs”. Inhalarea prelungită a „gazului de râs” duce la slăbirea sensibilității la durere și la pierderea conștienței, din cauza cărora este uneori utilizat pentru anestezie în amestec cu oxigen (80% N 2 o + 20% O 2).

Oxidul nitric în sine nu provoacă astfel de efecte. Dar protoxidul de azot care intră în anumite părți ale creierului este distrus chimic acolo pentru a forma oxid nitric, a cărui acțiune asupra celulelor nervoase determină efectele cauzate de inhalarea protoxidului de azot. Alcoolul afectează, de asemenea, celulele creierului indirect prin oxidul nitric.

Pentru dezvoltarea problemei oxidului nitric în biologie și medicină, un număr de oameni de știință au primit Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină în 1998. Formularea exactă este: „Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină a fost acordat pentru descoperirea rolului oxidului nitric ca moleculă de semnalizare în sistemul cardiovascular”. laureatii Nobel oțel american oamenii de știință Robert Forschgott, Ferid Murad și Luis Ignarro.

Totul a început cu o descoperire, ale cărei rezultate au fost publicate de Robert Forschgott în 1955. Omul de știință, efectuând experimente fiziologice cu vasele de sânge, a descoperit efectul relaxant al luminii asupra aortei unui iepure. Acest comportament misterios al aortei ca răspuns la acțiunea luminii a devenit mai târziu obiectul unei atenții deosebite pentru el și pentru alți cercetători. Se poate considera că a fost un fel de punct de plecare pentru o nouă ramură a științei biologice.

Următorul pas a fost făcută în țara noastră de un om care a făcut o descoperire care a devenit o piatră de hotar în înțelegerea rolului oxidului nitric în biologie și medicină. Acesta este profesor, doctor în științe biologice Anatoly Fedorovich Vanin, șeful laboratorului Institutului de Fizică Chimică Academia Rusă Sci.

În 1965, revista Biophysics a publicat articolul său scurt, dar, după cum sa dovedit mai târziu, extrem de important, intitulat „Un nou tip de radicali liberi în celulele de drojdie”. S-a spus că radicali de natură necunoscută au fost descoperiți în obiecte biologice, pe care nimeni în lume nu le observase încă. Țara noastră era atunci „înaintea restului” în ceea ce privește crearea de echipamente pentru detectarea radicalilor bazate pe fenomenul rezonanței paramagnetice electronice (EPR). Instrumentele și mijloacele pentru detectarea radicalilor care funcționează pe baza ei se numesc spectrometre radio. Aceste instrumente au fost echipate în laboratorul în care a lucrat Anatoly Fedorovich, care astăzi este considerat una dintre autoritățile recunoscute în domeniul spectroscopiei EPR.

Fenomenul EPR a fost descoperit în 1944 de profesorul de la Universitatea Kazan E.K. Esența acestui fenomen este asociată cu capacitatea radicalilor aflați într-un câmp magnetic de a absorbi selectiv energia undelor radio.

O substanță radicală necunoscută a fost descoperită mai întâi în culturi de drojdie și apoi în celulele animale. A devenit clar că a fost descoperită o nouă substanță care este prezentă în toate celulele vii.

Lucrările lui Forschgott și Vanin au stabilit o nouă direcție științifică. Acum, oamenii de știință înțeleg că radicalii necunoscuți descoperiți de Anatoly Fedorovich nu sunt altceva decât molecule de oxid nitric. Dar la acel moment, mai trebuiau făcute o mulțime de cercetări complexe pentru a afla care radicali dădeau semnalul neobișnuit de ESR. Un lucru era clar chiar și atunci: acești radicali sunt necunoscuți științei. Ani de muncă grea i-au permis lui Vanin să facă o a doua descoperire. El a demonstrat că oxidul nitric dă semnale, nu singur, ci în combinație cu ionii de fier și proteinele care conțin grupări sulfhidril. Ele sunt acum numite „complexe de dinitrosil”.

Care este rolul complexului oxid nitric-proteină într-o celulă vie? Vanin și alți cercetători care s-au alăturat studiului problemei și-au concentrat atenția asupra acestei probleme.

Între timp, R. Forschgott a continuat să studieze natura fenomenului pe care l-a descoperit. În 1961, a publicat un articol de recenzie în care a subliniat încă o dată problema efectului relaxant al luminii vizibile asupra vaselor de sânge. Rezultatul cercetărilor care au durat un sfert de secol a fost descoperirea de către Forschgott în 1980 a unei substanțe active fiziologic necunoscute - factorul de relaxare vasculară endotelial (EDRF).

Forschgott a descoperit că acetilcolina, care este unul dintre neurotransmițătorii sistemului nervos, provoacă de obicei compresia vaselor de sânge, dar în unele experimente le-a relaxat cumva. Analizând aceste experimente, Forschgott a observat că efectul relaxant al acetilcolinei asupra vaselor de sânge a fost observat numai în cazurile în care acestea au fost slab curățate de celulele endoteliale care căptușesc suprafața interioară a vaselor. Forschgott a ghicit că prezența endoteliului a inversat efectul fiziologic al acetilcolinei. După o serie de experimente ingenioase, nu mai exista nicio îndoială: fusese făcută o descoperire. Așa a fost descoperit factorul de relaxare vasculară endotelială (EDRF). Acest realizare științifică a dobândit un răspuns public larg și a entuziasmat întregul lumea științifică. Majoritatea oamenilor de știință și-au dat seama imediat cât de important este pentru fiziologie, fiziopatologie și medicina practică.

În 1991, Forschgott a publicat o serie de articole în care susține afirmația că EDRF nu este altceva decât o moleculă de oxid nitric. Adică, sub influența acetilcolinei, oxidul nitric este eliberat din endoteliul vaselor de sânge, care apoi intră în stratul de celule musculare. Și este molecula de oxid nitric care are un efect relaxant asupra pereților vaselor de sânge. Ce se întâmplă sub influența luminii? De ce provoacă și relaxare vasculară? Aparent, sub influența radiației luminoase este eliberat același oxid de azot, care (așa cum a arătat Vanin) există sub forma unui complex dinitrosil cu proteine.

Ca om de știință fiziologic, Forschgott în a lui cercetarea stiintifica a trecut de la fenomene (fiziologie) la mecanismele lor. Aceasta este calea de la complex la simplu. Pentru Vanin, ca biofizician și biochimist, drumul de la simplu la complex, de la fapt la rolul și semnificația sa a fost mai firesc. Vanin a început prin a descoperi existența unei substanțe radicale în obiectele vii și a început să studieze ce fel de moleculă era și ce funcții îndeplinea.

Forschgott a fost primul din lume care a descris un fenomen cauzat de acțiunea oxidului nitric - relaxarea vaselor de sânge. Vanin a descoperit prezența unei substanțe necunoscute în materia vie. În cercetările lor ulterioare, s-au îndreptat unul spre celălalt, apropiindu-se rapid. Parcă ar fi stabilit două repere, între care se afla un fir de legătură invizibil.

Rezultatele cercetării nu au întârziat să apară. O altă etapă importantă va fi marcată în curând. A fost propusă de omul de știință american Ferid Murad, după ce a făcut o descoperire importantă cu privire la guanilat ciclaza la mijlocul anilor '70. Guanylat ciclaza este una dintre enzimele cheie care controlează viața celulară. Mured a arătat că guanilat ciclaza este activată prin acțiunea compușilor nitro și nitrozo. Murad exprimă ideea că principiul activ activ al acestor compuși nu este ei înșiși, ci oxidul nitric eliberat din ei și o confirmă experimental.

În același timp, Vanin a studiat efectul biologic al complexelor de fier dinitrosil și a arătat că au un efect hipotensiv puternic - relaxează vasele de sânge.

Vanin a propus, de asemenea, o metodă pentru detectarea oxidului nitric în organe și țesuturi, care a devenit larg răspândită. Următorul său pas în cercetarea științifică nu este mai puțin important. El este primul care a ajuns la concluzia și justifică faptul că EDRF este direct legat de oxidul nitric. Când autorii descoperirilor se calcă literalmente pe călcâiele celuilalt, răsuflându-și unul pe gât în ​​cursa pentru prioritate, de obicei se ia în considerare ale cui rezultate au fost publicate primul. Vanin, după ce a primit date că EDRF este legat de oxidul nitric, a decis să-l publice în 1985 în jurnalul Bulletin of Experimental Biology and Medicine, dar articolul a fost publicat la doar trei ani de la depunere. Aici a început să crească un val de publicații pe această temă în publicațiile străine. Aceleași date au fost obținute în 1986 de către Forschgott și Ignarro, iar în 1987 de către Salvador Moncada. Acesta din urmă a arătat în mod convingător că EDRF conține oxid nitric și și-a publicat imediat datele în revista științifică internațională Nature. Toate aceste publicații au fost publicate mai devreme decât articolul original al lui Anatoly Fedorovich.

Forschgott și Vanin, după ce și-au terminat fiecare jumătatea drumului, s-au întâlnit în 1989 la Centrul de Cercetare Cardiologie All-Union din Moscova. Ceea ce au vorbit atunci este clar: desigur, despre planurile științifice, ale lor presupuneri incredibileși îndoieli. Comunicarea lor a continuat la Londra la prima conferință pe rol biologic oxid nitric şi în corespondenţa ulterioară.

Autoritatea lui Vanin ca fondator al unei noi direcții științifice este în general recunoscută. Dar iată paradoxul: principalul premiu științific, Premiul Nobel, a trecut pe lângă el. Nemeritat nu este cuvântul potrivit. Aparent, alegerea Comitetului Nobel nu se bazează întotdeauna pe semnificația științifică a lucrării. Măreția lui Anatoly Fedorovich este că nu a contestat decizia comitetului. Și știm că genii precum Newton și Leibniz au contestat reciproc prioritățile științifice. Și asta în ciuda faptului că se vorbea despre Newton ca fiind singurul muritor care stătea la egalitate cu zeii. Iar Leibniz, pentru serviciile sale aduse omenirii, poate fi de asemenea echivalat cu ei. Deci nici zeii nu pot împărți întotdeauna palma între ei.

Dar cercetătorii care au fost premiați Premiul Nobel(nu uitați că aceștia sunt Forschgott, Murad și Ignarro) sunt cu adevărat mari oameni de știință și, fără îndoială, merită o recunoaștere atât de mare. Cu toate acestea, se poate afirma că unul dintre principalele personajeîn povestea despre oxidul de azot, pur și simplu l-au tăiat de pe listă.

Poate că cineva nu va fi de acord cu totul despre istoria descoperirii acțiunii oxidului nitric - nu este surprinzător: logica cercetării și rolul fiecăruia dintre oamenii de știință de frunte care au dezvoltat acest subiect pot fi văzute diferit de toată lumea. Dar aproape nimeni nu se va îndoi sau contesta că totul a început cu descoperirile fundamentale ale lui Forschgott și Vanin. Ei au fost pionierii în stabilirea rolului cuprinzător al oxidului nitric în natura vie.

Unde sunt cântarele pe care s-ar putea cântări în mod obiectiv recunoașterea meritelor unui om de știință pentru a-l recompensa în mod echitabil pentru ele?