Kisik: delovanje in bolezni

Eden najbolj razširjenih elementov na Zemlji je kisik. Približno petina do Obseg tega kemičnega elementa je prisoten v zraku in je brez barve, okusa in vonja. Prav tako ga je veliko v voda in v zemeljski skorji. Večina živih bitij in živih celic zahteva kisik za dihanje.

Kaj je kisik?

V periodnem sistemu kisik je označena s simbolom "O" in ima atomsko številko "8." Večinoma se pojavlja v spojinah ter kot dvoatomska in triatomska molekule. Slednje se imenuje tudi „ozon“. Kamnine in minerali so pogosto kisikovi, na primer kremen, marmor ali apnenec. Prosti in enojni atomi kisika pa so v izjemnih pogojih možni le v stabilni obliki. Tako je v vakuumu prostora. Kisik lahko z destilacijo ločimo od zraka in nato ob utekočinjenju dobi modrikasto barvo. Takšni pogoji se uporabljajo na primer pri rafiniranju kovin, pridobivanju kemikalij ali kot medicinska aplikacija za ohranjanje življenja. Kisik je v normalnih pogojih vedno plinast in je v kombinaciji z drugimi elementi vključen v številne procese zgorevanja. Leta 1772 ga je odkril in raziskal kemik in farmacevt Carl Wilhelm Scheéle. Slednji je izoliral kisik kot plin, postopek, ki je bil podoben postopku pasterizacije, in na ta način odkril tudi druge elemente, poleg dušik, na primer. Ker pa je svoje delo o tem objavil šele nekaj let kasneje, je medtem pred njim odšel kemik Josep Priestley, ki je neodvisno od njega odkril isto odkritje, vključno z vplivom kisika na procese zgorevanja, čeprav je dejanski postopek sam še ni bil dešifriran. Prej je ogenj veljal bolj metafizično kot osnovna snov štirih elementov, ki so tvorili bitje. Poleg ognja so bili to še zemlja, zrak in voda. Nato je bila v 17. stoletju vročina povezana z ognjem in s pomočjo odkritja v 18. stoletju je snov postala element. Toda zgolj zasebni učenjak Antoine Laurent de Lavoisier je lahko zgorevanje in dihanje pravilno razlagal. Izvajal je poskuse s čistim kisikom in določal sestavo zraka.

Funkcija, učinek in naloge

V ozračju se kisik vedno pojavlja v plinasti obliki in se raztopi iz voda. Element je tako zelo reaktiven in ga v glavnem proizvajajo rastline s pomočjo fotosinteze, ki jo ponovno porabijo dihanje in drugi zgorevalni procesi. Tudi modrozelene alge ali cianobakterije imajo svoj delež v teh procesih, ki so se začeli pred več kot tremi milijardami let za shranjevanje sončne svetlobe in njeno uporabo za sintezo organskih spojin. Kisik je bil in je torej zelo učinkovit odpadni produkt. Ljudje, rastline in bakterije potrebujejo kisik za življenje in pridobivanje energije v tej obliki. Obdelava poteka v mitohondriji, kjer se kisik nato spet spremeni v voda v dihalni verigi. Enciminato pa s kisikom razgrajujejo snovi v organizmu.

Nastanek, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Lahko pa tudi dobra reaktivnost kisika in njegovih spojin vodi do nevarnejšega uničenja celičnih struktur. Čeprav ljudje za dihanje potrebujejo kisik, je preveč kisika strupeno in lahko celo povzroči pljuč škodo v povečanih količinah v daljšem časovnem obdobju. Človeški organizem deluje s kisikom koncentracija približno 21 odstotkov v zraku. rdeča kri celice prenašajo kisik iz pljuč v organe. Če je ta previsoka, pride do otekanja alveolov in nekroza stenskih celic v pljučih, poškodbe pnevmocitov in odlaganje beljakovinskih mas na notranji steni. Rezultat je močno zmanjšana izmenjava plinov med dihanjem in v krvnem obtoku. Podobno lahko mešanica plinov s povečanim kisikom poškoduje osrednji del živčni sistem in povzročajo simptome osrednjega živca. To se imenuje učinek Paula Berta, ki se lahko kaže v zvonjenju v ušesih, vrtoglavih urokih, slabost, bruhanje, pa tudi drastične razmere, kot so osebnostne spremembe in duševna zmedenost. To je pogosta spremljava, zlasti pri potapljanju, tako da je treba upoštevati vsebnost kisika in največjo globino potapljanja.

Bolezni in motnje

Večina organizmov ima zaščitne encimi kot sta peroksidaza in katalaza za razstrupljanje kisika. Zaradi pomanjkanja kisika v telesu nastajajo prosti radikali, ki poškodujejo mitohondrijsko DNA, na kar lahko antioksidanti delujejo proti. Takšni se zaužijejo s hrano in vključujejo vitamini C, A in E, minerali in elementi v sledovih. Neravnovesje med reducirajočimi in oksidativnimi snovmi v celicah vodi do motenj v telesu razstrupljanje delovanje in poškoduje celico. Temu pravimo oksidativni stres, kar pa vodi v procese staranja. Pomanjkanje kisika se pogosto pojavi v srce in pljuč bolezni. To pa škodljivo vpliva na arterije in tkivo vseh vitalnih organov. V takih primerih je treba dati dodaten kisik in umetno dihanje mora biti induciran. Prav tako kisik služi celjenje ran sam proces. Po operacijah se okužbe okužbe rane lahko pride do kisikove napetosti tkiva in obrambnih celic v kri igrajo vlogo, ki se borijo proti bakterije v telesu s prostimi radikali. Zato se kisik običajno daje tudi pozneje anestezija za zmanjšanje tveganja okužbe. Bolezni, povezane s kroničnim pomanjkanjem kisika, zahtevajo dolgotrajen kisik terapija. Vzroki lahko vključujejo zožitev dihalnih poti, pljučne embolije, poškodbe pljuč tkivo ali hudo srce napake.