Pat pagājušajā gadsimtā tika veikti dažādi pētījumi par CO 2 ietekmi uz cilvēka organismu. 60. gados zinātniece O. V. Elisejeva savā disertācijā veica detalizētu pētījumu par to, kā oglekļa dioksīds koncentrācijā no 0,1% (1000 ppm) līdz 0,5% (5000 ppm) ietekmē cilvēka ķermeni, un nonāca pie secinājuma, ka īslaicīga Oglekļa dioksīds veseliem cilvēkiem šādā koncentrācijā izraisa izteiktas izmaiņas ārējās elpošanas funkcijās, asinsritē un būtiski pasliktina smadzeņu elektrisko aktivitāti. Saskaņā ar viņas ieteikumiem CO 2 saturs dzīvojamo un sabiedrisko ēku gaisā nedrīkst pārsniegt 0,1% (1000 ppm), un vidējam CO 2 saturam jābūt aptuveni 0,05% (500 ppm).

Eksperti zina, ka pastāv tieša saistība starp CO 2 koncentrāciju un aizlikts sajūtu. Veselam cilvēkam šī sajūta rodas jau 0,08% (t.i. 800 ppm) līmenī. Lai gan mūsdienu birojos ļoti bieži ir 2000 ppm vai vairāk. Un cilvēks var nejust CO 2 bīstamo ietekmi. Runājot par slimu cilvēku, viņa jutīguma slieksnis palielinās vēl vairāk.

Fizioloģisko izpausmju atkarība no CO2 satura gaisā ir dota tabulā:

CO 2 līmenis, ppm	Fizioloģiskās izpausmes cilvēkiem
Atmosfēras gaiss 380-400	Ideāli piemērots veselībai un labsajūtai.
400-600	Normāls daudzums. Ieteicams bērnu istabām, guļamistabām, birojiem, skolām un bērnudārziem.
600-1000	Ir sūdzības par gaisa kvalitāti. Cilvēkiem ar astmu lēkmes var būt biežākas.
Virs 1000	Vispārējs diskomforts, vājums, galvassāpes, uzmanības koncentrācija samazinās par trešdaļu, pieaug kļūdu skaits darbā. Tas var izraisīt negatīvas izmaiņas asinīs, var parādīties arī problēmas ar elpošanas un asinsrites sistēmu.
Virs 2000	Kļūdu skaits darbā ļoti pieaug, 70% darbinieku nevar koncentrēties darbam.

Galvenās izmaiņas paaugstinātas oglekļa dioksīda koncentrācijas (hiperkapnijas) ieelpošanas laikā notiek centrālajā nervu sistēmā, un tām ir fāzes raksturs: pirmkārt, uzbudināmības palielināšanās un pēc tam samazināšanās. nervu veidojumi. Kondicionētā refleksa aktivitātes pasliktināšanās tiek novērota pie koncentrācijām tuvu 2% - samazinās smadzeņu elpošanas centra uzbudināmība, samazinās plaušu ventilācijas funkcija, tiek traucēta organisma homeostāze (iekšējās vides līdzsvars) vai nu bojātās šūnas. vai kairinot receptorus ar neatbilstošu noteiktas vielas līmeni. Un, kad oglekļa dioksīda saturs ir līdz 5%, ievērojami samazinās smadzeņu izraisīto potenciālu amplitūda, spontānas elektroencefalogrammas ritmu desinhronizācija ar turpmāku smadzeņu elektriskās aktivitātes kavēšanu.

Kas īsti notiek, kad palielinās CO 2 koncentrācija gaisā, kas nonāk organismā? Paaugstinās CO 2 daļējais spiediens alveolos, palielinās tā šķīdība asinīs un vājš. ogļskābe(CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3), kas, savukārt, sadalās H + un HCCO3-. Asinis kļūst skābas, ko zinātniski sauc par gāzes acidozi. Jo augstāka ir CO 2 koncentrācija gaisā, ko elpojam, jo ​​zemāks ir asiņu pH līmenis un tas ir skābāks.

Jūras spēku Medicīnas pētījumu laboratorijas darbinieks zemūdeņu flote ASV Karls Šafers pētīja, kā dažādas oglekļa dioksīda koncentrācijas ietekmē jūrascūciņas. Grauzēji tika turēti pie 0,5% CO 2 astoņas nedēļas (skābeklis bija normāls - 21%), pēc tam novēroja ievērojamu nieru pārkaļķošanos. Tas tika novērots pat pēc ilgstošas ​​jūrascūciņu pakļaušanas zemākai koncentrācijai - 0,3% CO 2 (3000 ppm). Bet tas vēl nav viss. Schafer un kolēģi konstatēja kaulu demineralizāciju jauncūkām pēc astoņu nedēļu ilgas 1% CO 2 iedarbības, kā arī strukturālas izmaiņas plaušās. Pētnieki šīs slimības uzskatīja par ķermeņa pielāgošanos hroniskai iedarbībai. paaugstināts līmenis CO2.

Ilgstošas ​​hiperkapnijas (paaugstināts CO2) pazīme ir ilgtermiņa negatīvā ietekme. Neskatoties uz atmosfēras elpošanas normalizēšanos, cilvēka organismā ilgu laiku ir izmaiņas asins bioķīmiskajā sastāvā, imunoloģiskā stāvokļa pazemināšanās, izturība pret fizisko slodzi un citām ārējām ietekmēm.

Secinājums, no kura jāizvairās negatīvas sekas, jāuzrauga oglekļa dioksīda saturs ieelpotajā gaisā. Šim nolūkam ir lieliski piemērota moderna un uzticama ierīce -

Visu dzīvībai svarīgo sistēmu normāla darbība ir atkarīga no oglekļa dioksīda daudzuma cilvēka asinsritē. Oglekļa dioksīds palielina organisma izturību pret baktēriju un vīrusu infekcijām, piedalās bioloģiski aktīvo vielu apmaiņā. Fiziskā un intelektuālā stresa laikā oglekļa dioksīds palīdz uzturēt ķermeņa līdzsvaru. Bet ievērojams šī ķīmiskā savienojuma pieaugums apkārtējā atmosfērā pasliktina cilvēka pašsajūtu. Oglekļa dioksīda kaitējums un ieguvumi dzīvības pastāvēšanai uz Zemes vēl nav pilnībā izpētīti.

Oglekļa dioksīda raksturīgās iezīmes

Oglekļa dioksīds, oglekļa anhidrīds, oglekļa dioksīds ir gāzveida ķīmisks savienojums, kas ir bezkrāsains un bez smaržas. Viela ir 1,5 reizes smagāka par gaisu, un tās koncentrācija Zemes atmosfērā ir aptuveni 0,04%. Oglekļa dioksīda atšķirīgā iezīme ir šķidras formas trūkums ar pieaugošu spiedienu - savienojums nekavējoties pārvēršas cietā stāvoklī pazīstams kā "sausais ledus". Bet, kad tiek radīti noteikti mākslīgi apstākļi, oglekļa dioksīds iegūst šķidruma formu, ko plaši izmanto tā transportēšanai un ilgstošai uzglabāšanai.

Interesants fakts

Oglekļa dioksīds nekļūst par barjeru ultravioletajiem stariem, kas no saules nonāk atmosfērā. Bet Zemes infrasarkano starojumu absorbē oglekļa anhidrīds. Tas izraisa globālo sasilšanu kopš liela skaita rūpnieciskās produkcijas veidošanās.

Dienas laikā cilvēka ķermenis absorbē un metabolizē aptuveni 1 kg oglekļa dioksīda. Viņa aktīvi piedalās vielmaiņā, kas notiek mīkstos, kaulu, locītavu audos, un pēc tam nonāk venozajā gultnē. Ar asins plūsmu oglekļa dioksīds nonāk plaušās un atstāj ķermeni ar katru izelpu.

Ķīmiskā viela cilvēka organismā atrodas galvenokārt venozajā sistēmā. Plaušu struktūru kapilārais tīkls un arteriālās asinis satur nelielu oglekļa dioksīda koncentrāciju. Medicīnā tiek lietots termins "daļējs spiediens", kas raksturo savienojuma koncentrācijas attiecību pret visu asins tilpumu.

Oglekļa dioksīda ārstnieciskās īpašības

Oglekļa dioksīda iekļūšana organismā izraisa elpošanas refleksu cilvēkiem. Palielinot spiedienu ķīmisko savienojumu provocē plānas nervu galiem sūtīt impulsus uz smadzeņu un (un) receptoriem muguras smadzenes. Tā notiek ieelpas un izelpas process. Ja oglekļa dioksīda līmenis asinīs sāk paaugstināties, tad plaušas paātrina tā izvadīšanu no ķermeņa.

Interesants fakts

Zinātnieki ir pierādījuši, ka augstienēs dzīvojošo cilvēku ievērojamais dzīves ilgums ir tieši saistīts ar augsto oglekļa dioksīda saturu gaisā. Tas uzlabo imunitāti, normalizē vielmaiņas procesus, stiprina sirds un asinsvadu sistēmu.

Cilvēka organismā oglekļa dioksīds ir viens no svarīgākajiem regulatoriem, kas darbojas kā galvenais produkts kopā ar molekulāro skābekli. Oglekļa dioksīda lomu cilvēka dzīves procesā ir grūti pārvērtēt. Vielas galvenās funkcionālās īpašības ir šādas:

• spēj izraisīt pastāvīgu lielu trauku un kapilāru paplašināšanos;
• tas spēj nomierinoši iedarboties uz centrālo nervu sistēmu, provocējot anestēzijas efektu;
• piedalās neaizvietojamo aminoskābju ražošanā;
• uzbudina elpošanas centru ar koncentrācijas palielināšanos asinsritē.

Ja organismā ir akūts oglekļa dioksīda trūkums, tad visas sistēmas tiek mobilizētas un palielina to funkcionālo aktivitāti. Visi procesi organismā ir vērsti uz oglekļa dioksīda rezervju papildināšanu audos un asinsritē:

• asinsvadi sašaurinās, attīstās bronhu spazmas augšējo un apakšējo elpceļu gludajos muskuļos, kā arī asinsvados;
• bronhi, bronhioli, plaušu strukturālie posmi izdala palielinātu gļotu daudzumu;
• samazinās lielo un mazo asinsvadu, kapilāru caurlaidība;
• uz šūnu membrānām sāk nogulsnēties holesterīns, kas izraisa to sabiezēšanu un audu sklerozi.

Visu šo patoloģisko faktoru kombinācija kopā ar zemu molekulārā skābekļa piegādi izraisa audu hipoksiju un asins plūsmas ātruma samazināšanos vēnās. Skābekļa bads ir īpaši akūts smadzeņu šūnās, tās sāk sadalīties. Tiek traucēta visu dzīvībai svarīgo sistēmu regulēšana: smadzenes un plaušas uzbriest, sirdsdarbība samazinās. Ja nav medicīniskas iejaukšanās, cilvēks var mirt.

Kur izmanto oglekļa dioksīdu?

Oglekļa dioksīds ir atrodams ne tikai cilvēka ķermenī un apkārtējā atmosfērā. Daudzas nozares aktīvi izmanto Ķīmiskā viela dažādos tehnoloģisko procesu posmos. To izmanto kā:

• stabilizators;
• katalizators;
• primārās vai sekundārās izejvielas.

Interesants fakts

Skābekļa dioksīds veicina pārtapšanu par garšīgu pīrāgu mājas vīnu. Ogu sastāvā esošā cukura raudzēšana izdala oglekļa dioksīdu. Tas piešķir dzērienam dzirkstošu, ļauj sajust mutē plīstošos burbuļus.
Uz pārtikas iepakojuma oglekļa dioksīds ir paslēpts zem koda E290. Kā likums, to izmanto kā konservantu ilgstošai uzglabāšanai. Cepot gardas kūciņas vai pīrāgus, daudzas mājsaimnieces pievieno mīklai cepamo pulveri. Gatavošanas procesā veidojas gaisa burbuļi, kas padara mafinu pūkainu, mīkstu. Tas ir oglekļa dioksīds ķīmiskā reakcija starp nātrija bikarbonātu un pārtikas skābi. Akvārija zivju mīļotāji bezkrāsaino gāzi izmanto kā ūdensaugu augšanas aktivatoru, un automātisko oglekļa dioksīda sistēmu ražotāji to ievieto ugunsdzēšamos aparātos.

Ogļskābes anhidrīda kaitējums

Bērni un pieaugušie ļoti iecienījuši dažādus gāzētos dzērienus tajos esošo gaisa burbuļu dēļ. Šīs gaisa kabatas ir tīrs oglekļa dioksīds, kas izdalās, atskrūvējot pudeles vāciņu. Ja to izmanto šādā veidā, tas nedod nekādu labumu cilvēka ķermenim. Ogļskābes anhidrīds, nokļūstot kuņģa-zarnu traktā, kairina gļotādu, provocē epitēlija šūnu bojājumus.

Personai ar kuņģa slimībām to lietot ir ļoti nevēlami, jo to ietekmē pastiprinās gremošanas sistēmas orgānu iekšējās sienas iekaisuma process un čūlas.

Gastroenterologi aizliedz dzert limonādi un minerālūdens pacienti ar šādām patoloģijām:

• akūts, hronisks, katarāls gastrīts;
• kuņģa un divpadsmitpirkstu zarnas čūla;
• duodenīts;
• samazināta zarnu kustīgums;
• labdabīgi un ļaundabīgi audzēji kuņģa-zarnu traktā.

Jāatzīmē, ka saskaņā ar PVO statistiku vairāk nekā puse planētas Zeme iedzīvotāju cieš no viena vai otra gastrīta veida. Galvenie kuņģa slimības simptomi ir skāba atraugas, grēmas, vēdera uzpūšanās un sāpes epigastrālajā reģionā.

Ja cilvēks nespēj atteikties no dzērienu ar ogļskābo gāzi lietošanas, tad viņam vajadzētu izvēlēties nedaudz gāzētu minerālūdeni.

Speciālisti iesaka no ikdienas uztura izslēgt limonādi. Pēc tam, kad statistikas pētījumi Cilvēkiem, kuri ilgu laiku dzēra saldo ūdeni ar oglekļa dioksīdu, tika konstatētas šādas slimības:

• kariesa;
• endokrīnās sistēmas traucējumi;
• palielināts kaulu audu trauslums;
• aknu tauku deģenerācija;
• akmeņu veidošanās urīnpūslī un nierēs;
• ogļhidrātu metabolisma traucējumi.

Biroja telpu darbinieki, kas nav aprīkoti ar gaisa kondicionieriem, bieži izjūt mokošas galvassāpes, sliktu dūšu un nespēku. Šis stāvoklis cilvēkiem rodas, ja telpā ir pārmērīga oglekļa dioksīda uzkrāšanās. Pastāvīga klātbūtne šādā vidē izraisa acidozi (paaugstinātu asiņu skābumu), provocē visu dzīvībai svarīgo sistēmu funkcionālās aktivitātes samazināšanos.

Oglekļa dioksīda priekšrocības

Oglekļa dioksīda dziedinošo iedarbību uz cilvēka ķermeni plaši izmanto medicīnā dažādu slimību ārstēšanā. Tāpēc pēdējos gados sausās ogļskābās vannas ir ļoti populāras. Procedūra sastāv no oglekļa dioksīda ietekmes uz cilvēka ķermeni, ja nav svešu faktoru: ūdens spiediena un apkārtējās vides temperatūras.

Skaistumkopšanas saloni un medicīnas iestādes piedāvā klientiem neparastas medicīniskās manipulācijas:

• pneimopunktūra;
• karboksiterapija.

Zem sarežģīti termini slēpjot gāzes vai oglekļa dioksīda injekcijas. Šādas procedūras var attiecināt gan uz mezoterapijas veidiem, gan uz rehabilitācijas metodēm pēc smagām slimībām.

Pirms šo procedūru veikšanas jums jāapmeklē ārsts, lai saņemtu konsultāciju un veiktu rūpīgu diagnozi. Tāpat kā visām terapijas metodēm, oglekļa dioksīda injekcijām ir kontrindikācijas lietošanai.

Oglekļa dioksīda derīgās īpašības izmanto sirds un asinsvadu slimību, arteriālās hipertensijas ārstēšanā. Un sausās vannas samazina brīvo radikāļu saturu organismā, ir atjaunojoša iedarbība. Oglekļa dioksīds palielina cilvēka izturību pret vīrusu un baktēriju infekcijām, stiprina imūnsistēmu un palielina vitalitāti.

0

Pētījums par CO 2 toksiskās ietekmes ietekmi uz cilvēka organismu ir nozīmīgas praktiskas intereses bioloģijā un medicīnā.

CO 2 avots spiediena salona gāzveida vidē, pirmkārt, ir pats cilvēks, jo CO 2 ir viens no galvenajiem vielmaiņas galaproduktiem, kas veidojas vielmaiņas procesā cilvēkiem un dzīvniekiem. Atpūtas stāvoklī cilvēks izdala aptuveni 400 litrus CO 2 dienā, fiziska darba laikā ievērojami palielinās CO 2 veidošanās un attiecīgi tā izdalīšanās no organisma. Turklāt jāpatur prātā, ka sabrukšanas un fermentācijas procesā nepārtraukti veidojas CO 2. Oglekļa dioksīds ir bezkrāsains, ar vieglu smaržu un skābu garšu. Neskatoties uz šīm īpašībām, kad CO 2 uzkrājas IHA līdz dažiem procentiem, tā klātbūtne cilvēkiem nav jūtama, jo iepriekš minētās īpašības (smarža un garša) acīmredzot var noteikt tikai ļoti augstā CO 2 koncentrācijā.

Breslava pētījumi, kuros subjekti veica gāzes barotnes "brīvu izvēli", parādīja, ka cilvēki sāk izvairīties no IHA tikai tajos gadījumos, kad PCO 2 tajā pārsniedz 23 mm Hg. Art. Tajā pašā laikā CO 2 noteikšanas reakcija nav saistīta ar smaržu un garšu, bet gan ar tās ietekmes uz ķermeni izpausmēm, galvenokārt ar plaušu ventilācijas palielināšanos un fiziskās veiktspējas samazināšanos.

IN zemes atmosfēra satur nelielu CO 2 daudzumu (0,03%), jo tas piedalās vielu apritē. Desmitkārtīgam CO 2 palielinājumam ieelpojamajā gaisā (līdz 0,3%) vēl nav manāmas ietekmes uz cilvēka dzīvību un darba spējām. Šādā gāzveida vidē cilvēks var uzturēties ļoti ilgu laiku, saglabājot normālu veselības stāvokli un augstu efektivitātes līmeni. Iespējams, tas saistīts ar to, ka dzīves gaitā CO 2 veidošanās audos ir pakļauta būtiskām svārstībām, pārsniedzot desmitkārtīgas šīs vielas satura izmaiņas ieelpotajā gaisā. Ievērojams P CO 2 pieaugums IHA izraisa regulāras fizioloģiskā stāvokļa izmaiņas. Šīs izmaiņas galvenokārt ir saistītas ar funkcionālām nobīdēm, kas rodas centrālajā nervu sistēmā, elpošanā, asinsritē, kā arī skābju-bāzes līdzsvara nobīdes un minerālvielu vielmaiņas traucējumi. Funkcionālo nobīdi hiperkapnijas gadījumā nosaka P CO 2 vērtība ieelpotā gāzu maisījumā un šī faktora iedarbības laiks uz ķermeni.

Pat Klods Bernārs pagājušajā gadsimtā parādīja, ka galvenais iemesls smaga patoloģiska stāvokļa attīstībai dzīvniekiem, ilgstoši uzturoties hermētiski slēgtās, nevēdināmās telpās, ir saistīts ar CO 2 satura palielināšanos ieelpotā gaisā. Pētījumos ar dzīvniekiem ir pētīts CO 2 fizioloģiskās un patoloģiskās darbības mehānisms.

Par hiperkapnijas ietekmes fizioloģisko mehānismu var spriest vispārīgi, pamatojoties uz shēmu, kas parādīta attēlā. 19.

Jāpatur prātā, ka ilgstošas ​​uzturēšanās gadījumā IHA, kurā R CO 2 tiek palielināts līdz 60-70 mm Hg. Art. un vēl vairāk, būtiski mainās fizioloģisko reakciju raksturs un, galvenais, centrālās nervu sistēmas reakcijas. Pēdējā gadījumā stimulējoša efekta vietā, kā parādīts attēlā. 19, hiperkapnijai ir nomācoša iedarbība un tā jau izraisa narkotiskā stāvokļa attīstību. Tas ātri rodas gadījumos, kad P CO 2 palielinās līdz 100 mm Hg. Art. un augstāk.

Plaušu ventilācijas stiprināšana ar P CO 2 palielināšanos IHA līdz 10-15 mm Hg. Art. un augstāku nosaka vismaz divi mehānismi: elpošanas centra refleksā stimulācija no asinsvadu zonu ķīmijreceptoriem un galvenokārt sinokorotīda un elpošanas centra stimulēšana no centrālajiem ķīmijreceptoriem. Plaušu ventilācijas palielināšanās hiperkapnijas laikā ir galvenā ķermeņa adaptīvā reakcija, kuras mērķis ir uzturēt Pa CO 2 normāls līmenis. Šīs reakcijas efektivitāte samazinās, palielinoties P CO 2 IHA, jo, neskatoties uz pieaugošo plaušu ventilācijas pieaugumu, arī Pa CO 2 pastāvīgi palielinās.

Pa CO 2 augšanai ir antagonistiska ietekme uz centrālajiem un perifērajiem mehānismiem, kas regulē asinsvadu tonusu. CO 2 stimulējošā iedarbība uz vazomotoro centru, simpātisko nervu sistēmu nosaka vazokonstriktīvo efektu un izraisa perifērās pretestības palielināšanos, sirdsdarbības ātruma palielināšanos un sirds izsviedes palielināšanos. Tajā pašā laikā CO 2 tieši ietekmē arī asinsvadu muskuļu sieniņas, veicinot to paplašināšanos.

Rīsi. 19. CO 2 fizioloģiskās un patofizioloģiskās ietekmes mehānismi uz dzīvnieku un cilvēku ķermeni (pēc Malkina)

Šo antagonistisko ietekmju mijiedarbība galu galā nosaka sirds un asinsvadu sistēmas reakcijas hiperkapnijas laikā. No iepriekš minētā var secināt, ka centrālās vazokonstriktora efekta krasas samazināšanās gadījumā hiperkapnija var izraisīt kolaptoīdu reakciju attīstību, kas tika novērota eksperimentos ar dzīvniekiem apstākļos, kad ievērojami palielinās CO2 saturs IHA. .

Ar lielu P CO 2 pieaugumu audos, kas neizbēgami notiek apstākļos, kad IHA ievērojami palielinās P CO 2, tiek atzīmēta narkotiskā stāvokļa attīstība, ko pavada skaidri izteikts metabolisma līmeņa pazemināšanās. Šo reakciju var novērtēt tāpat kā adaptīvo, jo tā izraisa strauju CO 2 veidošanās samazināšanos audos periodā, kad transporta sistēmas, tostarp asins bufersistēmas, vairs nespēj uzturēt Pa CO 2 - vissvarīgākā iekšējās vides konstante. līmenī tuvu normālam.

Ir svarīgi, lai dažādu funkcionālo sistēmu reakciju slieksnis akūtas hiperkapnijas attīstības laikā nebūtu vienāds.

Tādējādi hiperventilācijas attīstība izpaužas jau ar P CO 2 palielināšanos IHA līdz 10-15 mm Hg. Art., un pie 23 mm Hg. Art. šī reakcija kļūst jau ļoti izteikta - ventilācija palielinās gandrīz 2 reizes. Tahikardijas attīstība un asinsspiediena paaugstināšanās parādās, kad P CO 2 palielinās IHA līdz 35-40 mm Hg. Art. Narkotiskā iedarbība tika novērota pie vēl augstākām P CO 2 vērtībām IHA, aptuveni 100-150 mm Hg. Art., savukārt CO 2 stimulējošā iedarbība uz garozas neironiem puslodes smadzenēs tika konstatēts pie R CO 2 10-25 mm Hg. Art.

Tagad īsumā apskatīsim dažādu IHA PCO 2 vērtību ietekmi uz veselīga cilvēka ķermeni.

Liela nozīme cilvēka rezistences noteikšanai pret hiperkapniju un CO 2 normalizēšanai ir pētījumiem, kuros subjekti, praktiski veseli cilvēki, atradās IHA apstākļos ar pārmērīgu P CO 2 vērtību. Šajos pētījumos tika konstatēts centrālās nervu sistēmas, elpošanas un asinsrites reakciju raksturs un dinamika, kā arī darbaspējas izmaiņas pie dažādām P CO 2 vērtībām IHA.

Ar salīdzinoši īsu cilvēka uzturēšanos IGA apstākļos ar P CO 2 līdz 15 mm Hg. Art., neskatoties uz vieglas respiratorās acidozes attīstību, būtiskas fizioloģiskā stāvokļa izmaiņas netika konstatētas. Cilvēki, kuri atradās šādā vidē vairākas dienas, saglabāja normālu intelektuālo sniegumu un neuzrādīja sūdzības, kas liecinātu par labklājības pasliktināšanos; tikai pie R CO 2, kas vienāds ar 15 mm Hg. Art., daži priekšmeti atzīmēja fiziskās veiktspējas samazināšanos, īpaši, veicot smagu darbu.

Palielinoties R CO 2 IHA līdz 20-30 mm Hg. Art. subjektiem bija izteikta respiratorā acidoze un palielināta plaušu ventilācija. Pēc salīdzinoši īslaicīga izpildes ātruma palielināšanas psiholoģiskie testi bija vērojama intelektuālās veiktspējas līmeņa pazemināšanās. Arī spēja veikt smagu fizisko darbu bija ievērojami samazināta. Tika novēroti miega traucējumi. Daudzi aptaujātie sūdzējās par galvassāpes, reibonis, elpas trūkums un gaisa trūkuma sajūta, veicot fizisku darbu.

Rīsi. 20. CO 2 toksiskās iedarbības dažādu seku klasifikācija atkarībā no P CO 2 vērtības IHA (sastādītājs Roth and Billings saskaņā ar Schaeffer, King, Nevison)

I - vienaldzīgā zona;

L - nelielu fizioloģisko izmaiņu zona;

III - izteikta diskomforta zona;

IV - dziļu funkcionālo traucējumu zona, zudums

apziņa A - vienaldzīgā zona;

B - sākotnējo funkcionālo traucējumu zona;

B - dziļu traucējumu aeons

Palielinoties R CO 2 IHA līdz 35-40 mm Hg. Art. subjektiem plaušu ventilācija palielinājās 3 vai vairāk reizes. Asinsrites sistēmā bija funkcionālas nobīdes: paātrinājās sirdsdarbība, paaugstinājās asinsspiediens. Pēc neilgas uzturēšanās šādā IHA, subjekti sūdzējās par galvassāpēm, reiboni, redzes traucējumiem, telpiskās orientācijas zudumu. Pat vieglu fizisko aktivitāšu veikšana bija saistīta ar ievērojamas grūtības un izraisīja smaga elpas trūkuma attīstību. Apgrūtināta bija arī psiholoģisko testu veikšana, manāmi pazeminājās intelektuālais sniegums. Palielinoties R CO 2 IHA vairāk nekā 45-50 mm Hg. Art. akūti hiperkapniski traucējumi radās ļoti ātri – 10-15 minūšu laikā.

Literatūrā publicēto datu vispārināšana par cilvēka izturību pret CO 2 toksisko iedarbību, kā arī maksimāli pieļaujamā laika noteikšana personai IHA ar augstu CO 2 saturu sastopas ar zināmām grūtībām. Tie primāri saistīti ar to, ka cilvēka rezistence pret hiperkapniju lielā mērā ir atkarīga no fizioloģiskā stāvokļa un, pirmkārt, no veiktā fiziskā darba apjoma. Lielākā daļa slaveni darbi tika veikti pētījumi ar subjektiem, kuri atradās relatīvas atpūtas apstākļos un tikai periodiski veica dažādus psiholoģiskos testus.

Pamatojoties uz šajos darbos iegūto rezultātu vispārinājumu, tika piedāvāts nosacīti izdalīt četras dažādas hiperkapnijas toksiskās iedarbības zonas atkarībā no P CO 2 vērtības IHA (20. att.).

Būtisks fizioloģisko reakciju veidošanās un cilvēka rezistences pret hiperkapniju veidošanās ir P CO 2 vērtības pieauguma ātrums inhalējamo gāzu maisījumā. Ievietojot cilvēku IHA ar augstu PCO 2, kā arī pārejot uz elpošanu ar gāzu maisījumu, kas bagātināts ar CO 2, strauju RA CO 2 pieaugumu pavada akūtāka hiperkapnisko traucējumu gaita nekā ar lēns P CO 2 pieaugums IHA. Par laimi, pēdējais ir vairāk raksturīgs CO 2 toksiskajai iedarbībai kosmosa lidojumu apstākļos, jo arvien pieaugošais kosmosa kuģu kabīņu apjoms nosaka relatīvi lēnu PCO 2 pieaugumu IHA gaisa reģenerācijas sistēmas atteices gadījumos. Akūtāka hiperkapnijas gaita var rasties, ja skafandra atjaunošanas sistēma neizdodas. Akūtas hiperkapnijas gadījumā grūtības precīzi atšķirt zonas, kas nosaka kvalitatīvi dažādas CO 2 toksiskās iedarbības izpausmes atkarībā no Р CO 2 vērtības, ir saistītas ar “primārās adaptācijas” fāzes klātbūtni, kuras ilgums ir jo garāks, jo augstāka ir CO 2 koncentrācija. Mēs runājam par to, ka pēc tam, kad cilvēks ātri nonāk IHA, kas satur augstu CO 2 koncentrāciju, organismā notiek izteiktas izmaiņas, kuras parasti pavada sūdzības par galvassāpēm, reiboni, ķermeņa zudumu. telpiskā orientācija, redzes traucējumi, slikta dūša, gaisa trūkums, sāpes krūtīs. Tas viss noveda pie tā, ka bieži vien pētījums tika pārtraukts pēc 5-10 minūtēm. pēc subjekta pārejas uz hiperkapnisku IHA.

Publicētie pētījumi liecina, ka, palielinoties P CO 2 IHA līdz 76 mm Hg. Art. šāds nestabils stāvoklis pamazām pāriet un parādās it kā daļēja pielāgošanās mainītajai gāzveida videi. Subjektiem ir vērojama zināma intelektuālās darbības normalizēšanās, un tajā pašā laikā kļūst mērenākas sūdzības par galvassāpēm, reiboni, redzes traucējumiem uc Nestabila stāvokļa ilgumu nosaka laiks, kurā palielinās RA CO 2 un nepārtraukta tiek atzīmēta plaušu ventilācijas palielināšanās. Neilgi pēc stabilizācijas jaunā RA CO 2 un plaušu ventilācijas līmenī attīstās daļēja adaptācija, ko papildina pētāmo personu pašsajūtas un vispārējā stāvokļa uzlabošanās. Šāda akūtas hiperkapnijas attīstības dinamika pie augstām PCO 2 vērtībām IHA bija iemesls būtiskām atšķirībām dažādu pētnieku vērtējumā par iespējamo laiku, ko cilvēks pavada šajos apstākļos.

Uz att. 20, izvērtējot dažādu P CO 2 "primārās adaptācijas" vērtību ietekmi, lai gan tās ir ņemtas vērā laikā, tomēr nav norādīts, ka cilvēka fizioloģiskais stāvoklis dažādos uzturēšanās IHA periodos nav vienāds. ar augstu CO 2 saturu. Vēlreiz ir vērts atzīmēt, ka rezultāti, kas parādīti attēlā. 20 iegūti pētījumos, kuru laikā subjekti atradās miera stāvoklī. Šajā sakarā bez atbilstošas ​​korelācijas iegūtos datus nevar izmantot, lai prognozētu kosmonautu fizioloģiskā stāvokļa izmaiņas CO 2 uzkrāšanās gadījumos IHA, jo lidojuma laikā var būt nepieciešams veikt dažādas intensitātes fizisku darbu.

Konstatēts, ka cilvēka izturība pret CO 2 toksisko iedarbību samazinās, palielinoties fiziskajām aktivitātēm, ko viņš veic. Šajā sakarā pētījumi, kuros CO 2 toksiskā iedarbība tiktu pētīta praktiski veseliem cilvēkiem veicot dažāda smaguma fizisku darbu. Diemžēl šādas informācijas literatūrā ir maz, un tāpēc šis jautājums ir jāturpina pētīt. Tomēr, pamatojoties uz pieejamajiem datiem, mēs uzskatījām par piemērotu, ar noteiktu tuvinājumu, norādīt iespēju uzturēties un veikt dažādas fiziskas slodzes IHA atkarībā no P CO 2 vērtības tajā.

Kā redzams no tabulā sniegtajiem datiem. 6, palielinoties R CO 2 līdz 15 mm Hg. Art. ilgstoša smaga fiziska darba veikšana ir apgrūtināta; ar R CO 2 palielināšanos līdz 25 mm Hg. Art. spēja veikt vidēji smagu darbu jau ir ierobežota un smagu darbu veikšana ir manāmi apgrūtināta. Palielinoties R CO 2 līdz 35-40 mm Hg. Art. ierobežota spēja veikt pat vieglu darbu. Palielinoties R CO 2 līdz 60 mm Hg. Art. un vēl, neskatoties uz to, ka cilvēks miera stāvoklī vēl kādu laiku var atrasties šādā IHA, bet viņš jau praktiski nespēj veikt nekādus darbus. Izņemšanai negatīva ietekme akūta hiperkapnija, labākais līdzeklis ir upuru pārnešana uz "normālu" atmosfēru.

Daudzu autoru pētījumu rezultāti liecina, ka cilvēku, kuri ilgstoši atradušies IHA ar paaugstinātu P CO 2, strauja pāreja uz tīra skābekļa vai gaisa elpošanu bieži izraisa pašsajūtas un vispārējā stāvokļa pasliktināšanos. Šo parādību, kas izteikta asā formā, pirmo reizi atklāja eksperimentos ar dzīvniekiem, un to aprakstīja P. M. Albitskis, piešķirot tai CO 2 apgrieztās darbības nosaukumu. Saistībā ar iepriekš minēto, hiperkapniskā sindroma attīstības gadījumos cilvēkiem tie pakāpeniski jāizņem no IHA, kas bagātināts ar CO 2, salīdzinoši lēni samazinot P CO 2 tajā. Mēģinājumi apturēt hiperkapnisko sindromu, ieviešot sārmus - Tris buferšķīdumu, soda utt., Nedeva stabilus pozitīvus rezultātus, neskatoties uz daļēju asins pH normalizēšanos.

Zināma praktiska nozīme ir cilvēka fizioloģiskā stāvokļa un darba spēju izpētei gadījumos, kad IHA reģenerācijas bloka atteices rezultātā vienlaikus samazināsies P O 2 un palielināsies P CO 2.

Ar ievērojamu CO 2 pieauguma ātrumu un atbilstošu O 2 samazināšanās ātrumu, kas rodas, elpojot slēgtā, nelielā tilpumā, kā liecina Holdena un Smita pētījumi, krasi pasliktinās cilvēka fizioloģiskā stāvoklis un labklājība. subjektiem tiek novērots CO 2 pieaugums inhalējamo gāzu maisījumos līdz 5-6% (P CO 2 -38-45 mm Hg), neskatoties uz to, ka O 2 satura samazināšanās šajā laika periodā bija joprojām ir salīdzinoši mazs. Ar lēnāku hiperkapnijas un hipoksijas attīstību, kā norāda daudzi autori, tiek novēroti ievērojami darbības traucējumi un fizioloģiskā stāvokļa pasliktināšanās, palielinoties P CO 2 līdz 25-30 mm Hg. Art. un atbilstošs R O 2 samazinājums līdz 110-120 mm Hg. Art. Kā norāda Karlin et al., 3 dienu ilga IHA iedarbība, kas satur 3% CO 2 (22,8 mm Hg) un 17% O 2, būtiski samazināja pētāmo personu veiktspēju. Šie dati ir zināmā pretrunā ar pētījumu rezultātiem, kas atzīmēja salīdzinoši nelielas veiktspējas izmaiņas pat ar būtiskāku (līdz 12%) O 2 samazināšanos IHA un CO 2 pieaugumu tajā līdz 3%.

Vienlaicīgi attīstoties hiperkapnijai un hipoksijai, galvenais toksiskās iedarbības simptoms ir elpas trūkums. Plaušu ventilācijas vērtība šajā gadījumā ir nozīmīgāka nekā ar vienādu hiperkapniju. Pēc daudzu pētnieku domām, tik ievērojamu plaušu ventilācijas pieaugumu nosaka fakts, ka hipoksija palielina elpošanas centra jutību pret CO 2, kā rezultātā rodas CO 2 pārpalikuma un O 2 trūkuma kombinētais efekts.

IGA gadījumā neizraisa šo faktoru aditīvu efektu, bet gan to pastiprināšanos. To var spriest, jo plaušu ventilācijas vērtība ir lielāka par ventilācijas vērtību, kam vajadzēja būt, vienkārši pievienojot RA O 2 samazināšanās un RA CO 2 palielināšanās efektu.

Pamatojoties uz šiem datiem un novēroto fizioloģiskā stāvokļa pārkāpumu raksturu, var secināt, ka vadošā loma patoloģisko stāvokļu attīstības sākotnējā periodā situācijās, kad notiek pilnīga reģenerācijas sistēmas neveiksme, pieder hiperkapnijai.

HIPERKAPNIJAS HRONISKĀS IETEKMES

Pētījums par ilgtermiņa ietekmi uz cilvēka ķermeni un dzīvniekiem paaugstināts; P CO 2 vērtības IHA ļāva konstatēt, ka pirms CO 2 uzglabāšanas toksiskās iedarbības klīnisko simptomu parādīšanās notiek regulāras skābju-bāzes līdzsvara izmaiņas - respiratorās acidozes attīstība, kas izraisa vielmaiņas traucējumus. . Šajā gadījumā minerālvielu metabolismā notiek izmaiņas, kurām acīmredzot ir adaptīvs raksturs, jo tās palīdz uzturēt skābju-bāzes līdzsvaru. Par šīm izmaiņām var spriest pēc periodiska kalcija satura palielināšanās asinīs un pēc kalcija un fosfora satura izmaiņām kaulaudos. Sakarā ar to, ka kalcijs nonāk savienojumos ar CO 2, palielinoties Pa CO 2, palielinās ar kalciju saistītā CO 2 daudzums kaulos. Minerālu vielmaiņas nobīdes rezultātā veidojas situācija, kas veicina kalcija sāļu veidošanos ekskrēcijas sistēmā, kā rezultātā var attīstīties nierakmeņu slimība. Par šī secinājuma pamatotību liecina grauzēju pētījuma rezultāti, kuros pēc ilgstošas ​​uzturēšanās IHA ar R CO 2 vienāds ar 21 mm Hg. Art. un augstāk tika konstatēti nierakmeņi.

Pētījumos, kuros piedalījās cilvēki, arī tika konstatēts, ka ilgstošas ​​uzturēšanās IHA gadījumos, kad P CO 2 pārsniedz 7,5-10 mm Hg. Art., neskatoties uz šķietamo normālā fizioloģiskā stāvokļa un veiktspējas saglabāšanu, subjektiem tika konstatētas metabolisma izmaiņas mērenas gāzveida acidozes attīstības dēļ.

Tātad operācijas "Hideout" laikā subjekti 42 dienu laikā atradās zemūdenē IGA apstākļos, kas satur 1,5% CO 2 (P CO 2 - 11,4 mm Hg. Art.). Pamata fizioloģiskie parametri, piemēram, svars un ķermeņa temperatūra, asinsspiediens un pulsa ātrums, palika nemainīgi. Tomēr, pētot elpošanu, skābju-bāzes līdzsvaru un kalcija-fosfora metabolismu, tika konstatētas izmaiņas, kurām bija adaptīvs raksturs. Pamatojoties uz urīna un asins pH izmaiņām, tika konstatēts, ka aptuveni no 24. uzturēšanās dienas IHA, kas satur 1,5% CO 2, subjektiem attīstījās nekompensēta gāzveida acidoze. Saskaņā ar S. G. Žarova u.c. datiem, jaunus veselus vīriešus mēnesi turot 1% CO 2 saturošā IHA, pētāmajiem netika konstatētas asins pH izmaiņas, neskatoties uz nelielu RA CO 2 pieaugumu un pieaugumu. 8-12% plaušu ventilācijā, kas liecina par nelielu kompensējamu gāzu acidozi.

Subjektu ilgstoša uzturēšanās (30 dienas) IHA ar CO 2 saturu palielinātu līdz 2%, izraisīja asins pH pazemināšanos, RA CO 2 palielināšanos un plaušu ventilācijas palielināšanos par 20-25%. Atpūtas stāvoklī subjekti jutās labi, tomēr, veicot intensīvas fiziskās aktivitātes, daži sūdzējās par galvassāpēm un ātru nogurumu.

Atrodoties IHA ar 3% CO 2 (P CO 2 - 22,8 mm Hg. Art.), Lielākā daļa subjektu atzīmēja veselības stāvokļa pasliktināšanos. Tajā pašā laikā asins pH izmaiņas norāda strauja attīstība nekompensēta gāzveida acidoze. Uzturēšanās šādā vidē, lai gan tas ir iespējams daudzas dienas, vienmēr ir saistīta ar diskomforta veidošanos un progresējošu veiktspējas samazināšanos.

Šo pētījumu rezultātā tika secināts, ka ilgstoša (vairāku mēnešu) personas uzturēšanās IHA ar R CO 2 pārsniedz 7,5 mm Hg. Art., nav vēlams, jo tas var izraisīt CO 2 hroniskas toksiskas iedarbības izpausmes. Daži pētnieki norāda, ka, cilvēkam uzturoties IHA 3-4 mēnešus, P CO 2 vērtība nedrīkst pārsniegt 3-6 mm Hg. st..

Līdz ar to, vērtējot hiperkapnijas hroniskās iedarbības ietekmi kopumā, var piekrist K. Šēfera viedoklim par lietderību izšķirt trīs galvenos P CO 2 pieauguma līmeņus IHA, kas nosaka atšķirīgo toleranci. personai hiperkapnija. Pirmais līmenis atbilst R CO 2 palielinājumam IHA līdz 4-6 mm Hg. Art.; to raksturo tas, ka nav nekādas būtiskas ietekmes uz ķermeni. Otrais līmenis atbilst R CO 2 palielinājumam IHA līdz 11 mm Hg. Art. Tajā pašā laikā fizioloģiskās pamatfunkcijas un darba spējas būtiski nemainās, tomēr lēni attīstās elpošanas, regulēšanas nobīdes.

skābju-bāzes līdzsvars un elektrolītu metabolisms, kā rezultātā rodas patoloģiskas izmaiņas.

Trešais līmenis ir R CO 2 palielināšanās līdz 22 mm Hg. Art. un augstāk - noved pie veiktspējas samazināšanās, izteiktām maiņām fizioloģiskās funkcijas un attīstība dažādos patoloģisko stāvokļu laika periodos.

Lejupielādēt kopsavilkumu: Jums nav piekļuves failu lejupielādei no mūsu servera.

Soda, vulkāns, Venera, ledusskapis – kas tiem kopīgs? Oglekļa dioksīds. Mēs esam apkopojuši jums interesantāko informāciju par vienu no vissvarīgākajām ķīmiskie savienojumi uz zemes.

Kas ir oglekļa dioksīds

Oglekļa dioksīds ir pazīstams galvenokārt gāzveida stāvoklī, t.i. kā oglekļa dioksīds ar vienkāršu ķīmiskā formula CO2. Šajā formā tas pastāv normāli apstākļi– atmosfēras spiedienā un “parastajā” temperatūrā. Bet pie paaugstināta spiediena, kas pārsniedz 5850 kPa (tāds, piemēram, spiediens aptuveni 600 m jūras dziļumā), šī gāze pārvēršas šķidrumā. Un ar spēcīgu dzesēšanu (mīnus 78,5 ° C) tas kristalizējas un kļūst par tā saukto sauso ledu, ko plaši izmanto tirdzniecībā saldētu pārtikas produktu uzglabāšanai ledusskapjos.

Šķidrais oglekļa dioksīds un sausais ledus tiek ražots un izmantots cilvēka darbībā, taču šīs formas ir nestabilas un viegli sadalās.

Bet gāzveida oglekļa dioksīds ir visuresošs: tas izdalās dzīvnieku un augu elpošanas laikā un ir svarīga atmosfēras un okeāna ķīmiskā sastāva sastāvdaļa.

oglekļa dioksīda īpašības

Oglekļa dioksīds CO2 ir bezkrāsains un bez smaržas. IN normāli apstākļi tai arī nav garšas. Taču, ieelpojot augstas koncentrācijas ogļskābo gāzi, mutē jūtama skābena garša, ko izraisa ogļskābās gāzes izšķīšana uz gļotādām un siekalās, veidojot vāju ogļskābes šķīdumu.

Starp citu, tieši oglekļa dioksīda spēju izšķīst ūdenī izmanto dzirkstošo ūdeņu iegūšanai. Limonādes burbuļi - tas pats oglekļa dioksīds. Pirmais aparāts ūdens piesātināšanai ar CO2 tika izgudrots jau 1770. gadā, un jau 1783. gadā uzņēmīgais šveicietis Džeikobs Šveps uzsāka sodas rūpniecisko ražošanu (preču zīme Schweppes joprojām pastāv).

Oglekļa dioksīds ir 1,5 reizes smagāks par gaisu, tāpēc tam ir tendence “nosēsties” savos apakšējos slāņos, ja telpa ir slikti vēdināta. Ir zināms “suņu alas” efekts, kur CO2 izdalās tieši no zemes un uzkrājas aptuveni pusmetra augstumā. Pieaugušais, nokļūstot šādā alā, savā auguma augstumā nejūt ogļskābās gāzes pārpalikumu, bet suņi nokļūst tieši biezā ogļskābās gāzes slānī un tiek saindēti.

CO2 neatbalsta degšanu, tāpēc to izmanto ugunsdzēšamos aparātos un ugunsdzēšanas sistēmās. Triks ar degošas sveces nodzēšanu ar it kā tukšas glāzes saturu (bet patiesībā ar ogļskābo gāzi) ir balstīts tieši uz šo ogļskābās gāzes īpašību.

Oglekļa dioksīds dabā: dabiski avoti

Oglekļa dioksīds dabā tiek ražots no dažādiem avotiem:

• Dzīvnieku un augu elpošana.
  Katrs skolēns zina, ka augi absorbē oglekļa dioksīdu CO2 no gaisa un izmanto to fotosintēzē. Dažas mājsaimnieces cenšas ar pārpilnību istabas augi izpirkt trūkumus. Tomēr augi ne tikai absorbē, bet arī izdala oglekļa dioksīdu, ja nav gaismas, kā daļu no elpošanas procesa. Tāpēc džungļi slikti vēdināmā guļamistabā nav laba ideja: naktī CO2 līmenis paaugstināsies vēl vairāk.
• Vulkāniskā darbība.
  Oglekļa dioksīds ir daļa no vulkāniskām gāzēm. Vietās ar augstu vulkānisko aktivitāti CO2 var izdalīties tieši no zemes – no plaisām un defektiem, ko sauc par mofetu. Oglekļa dioksīda koncentrācija mofetu ielejās ir tik augsta, ka daudzi mazi dzīvnieki, nokļūstot tur, iet bojā.
• organisko vielu sadalīšanās.
  Oglekļa dioksīds veidojas organisko vielu sadegšanas un sabrukšanas laikā. Meža ugunsgrēkus pavada dabiskās oglekļa dioksīda emisijas.

Oglekļa dioksīds dabā tiek "uzglabāts" oglekļa savienojumu veidā minerālos: akmeņoglēs, eļļā, kūdrā, kaļķakmenī. Pasaules okeānos izšķīdušā veidā ir atrodamas milzīgas CO2 rezerves.

Oglekļa dioksīda izplūde no atklātas rezervuāra var izraisīt limnoloģisku katastrofu, kā tas notika, piemēram, 1984. un 1986. gadā. Manun un Nyos ezeros Kamerūnā. Abi ezeri veidojušies vulkānisko krāteru vietā – tagad tie ir izmiruši, bet dziļumā joprojām vulkāniskā magma izdala oglekļa dioksīdu, kas paceļas līdz ezeru ūdeņiem un izšķīst tajos. Vairāku klimatisko un ģeoloģisko procesu rezultātā oglekļa dioksīda koncentrācija ūdeņos pārsniedza kritisko vērtību. Atmosfērā tika izmests milzīgs oglekļa dioksīda daudzums, kas kā lavīna nolaidās gar kalnu nogāzēm. Apmēram 1800 cilvēku kļuva par limnoloģisko katastrofu upuriem Kamerūnas ezeros.

Mākslīgie oglekļa dioksīda avoti

Galvenie antropogēnie oglekļa dioksīda avoti ir:

• rūpnieciskās emisijas, kas saistītas ar sadegšanas procesiem;
• autotransports.

Neskatoties uz to, ka pasaulē pieaug videi draudzīga transporta īpatsvars, lielais vairums pasaules iedzīvotāju drīzumā nespēs (vai nevēlēsies) pārsēsties uz jauniem auto.

Aktīvā mežu izciršana rūpnieciskos nolūkos izraisa arī oglekļa dioksīda CO2 koncentrācijas palielināšanos gaisā.

CO2 ir viens no vielmaiņas (glikozes un tauku sadalīšanās) galaproduktiem. Tas izdalās audos un ar hemoglobīnu tiek nogādāts plaušās, caur kurām tiek izelpots. Cilvēka izelpotajā gaisā ir aptuveni 4,5% oglekļa dioksīda (45 000 ppm) - 60-110 reizes vairāk nekā ieelpotajā gaisā.

Oglekļa dioksīdam ir svarīga loma asins piegādes un elpošanas regulēšanā. CO2 līmeņa paaugstināšanās asinīs izraisa kapilāru paplašināšanos, ļaujot tiem iziet vairāk asiņu, kas piegādā skābekli audiem un izvada oglekļa dioksīdu.

Elpošanas sistēmu stimulē arī oglekļa dioksīda palielināšanās, nevis skābekļa trūkums, kā varētu šķist. Patiesībā skābekļa trūkumu organisms ilgstoši nejūt, un pilnīgi iespējams, ka retinātā gaisā cilvēks zaudēs samaņu, pirms sajutīs gaisa trūkumu. CO2 stimulējošā īpašība tiek izmantota mākslīgās elpināšanas aparātos: tur oglekļa dioksīds tiek sajaukts ar skābekli, lai "iedarbinātu" elpošanas sistēmu.

Oglekļa dioksīds un mēs: kāpēc CO2 ir bīstams?

Oglekļa dioksīds cilvēka ķermenim ir tikpat svarīgs kā skābeklis. Bet, tāpat kā ar skābekli, arī oglekļa dioksīda pārpalikums kaitē mūsu labklājībai.

Augsta CO2 koncentrācija gaisā izraisa ķermeņa intoksikāciju un izraisa hiperkapnijas stāvokli. Hiperkapnijas gadījumā cilvēkam ir apgrūtināta elpošana, slikta dūša, galvassāpes un var pat izkrist. Ja oglekļa dioksīda saturs nesamazinās, tad nāk kārta - skābekļa bads. Fakts ir tāds, ka gan oglekļa dioksīds, gan skābeklis pārvietojas pa ķermeni ar vienu un to pašu "transportu" - hemoglobīnu. Parasti tie "ceļo" kopā, piestiprinoties dažādām hemoglobīna molekulas vietām. Tomēr paaugstināta oglekļa dioksīda koncentrācija asinīs samazina skābekļa spēju saistīties ar hemoglobīnu. Skābekļa daudzums asinīs samazinās un rodas hipoksija.

Šādas neveselīgas sekas ķermenim rodas, ieelpojot gaisu, kura CO2 saturs pārsniedz 5000 ppm (tas var būt, piemēram, gaiss raktuvēs). Godīgi sakot, parastajā dzīvē mēs praktiski nesaskaramies ar šādu gaisu. Tomēr pat daudz zemāka oglekļa dioksīda koncentrācija nenāk par labu veselībai.

Saskaņā ar dažu atklājumiem jau 1000 ppm CO2 pusei cilvēku izraisa nogurumu un galvassāpes. Daudzi cilvēki tuvību un diskomfortu sāk izjust vēl agrāk. Tālāk palielinoties oglekļa dioksīda koncentrācijai līdz 1500 – 2500 ppm, smadzenes ir "slinkas" uzņemties iniciatīvu, apstrādāt informāciju un pieņemt lēmumus.

Un, ja līmenis 5000 ppm ir gandrīz neiespējams Ikdiena, tad 1000 un pat 2500 ppm var viegli būt daļa no realitātes mūsdienu cilvēks. Mūsējie parādīja, ka reti vēdināmā skolas klases CO2 līmenis lielāko daļu laika paliek virs 1500 ppm un dažreiz pārsniedz 2000 ppm. Ir pamats uzskatīt, ka līdzīga situācija ir daudzos birojos un pat dzīvokļos.

Fiziologi 800 ppm uzskata par drošu oglekļa dioksīda līmeni cilvēka labklājībai.

Cits pētījums atklāja saistību starp CO2 līmeni un oksidatīvo stresu: jo augstāks ir oglekļa dioksīda līmenis, jo vairāk mēs ciešam no tā, kas iznīcina mūsu ķermeņa šūnas.

Oglekļa dioksīds zemes atmosfērā

Mūsu planētas atmosfērā ir tikai aptuveni 0,04% CO2 (tas ir aptuveni 400 ppm), un pavisam nesen tas bija vēl mazāk: oglekļa dioksīds 400 ppm robežu pārsniedza tikai 2016. gada rudenī. Zinātnieki CO2 līmeņa paaugstināšanos atmosfērā saista ar industrializāciju: in astoņpadsmitā vidus gadsimtā, rūpnieciskās revolūcijas priekšvakarā, tas bija tikai aptuveni 270 ppm.

Zinātniekiem jau sen ir aizdomas, ka oglekļa dioksīds ir tieši saistīts ar globālā sasilšana, bet, kā izrādās, oglekļa dioksīds var tieši ietekmēt mūsu veselību. Cilvēki ir galvenais iekštelpu oglekļa dioksīda avots, jo stundā mēs izelpojam 18 līdz 25 litrus šīs gāzes. Palielināts saturs oglekļa dioksīda līmeni var novērot visās vietās, kur atrodas cilvēki: skolu klasēs un institūtu auditorijās, sanāksmju telpās un biroja telpās, guļamistabās un bērnu istabās.

Tas, ka piesmakušā telpā mums nav pietiekami daudz skābekļa, ir mīts. Aprēķini liecina, ka, pretēji pastāvošajam stereotipam, galvassāpes, nespēks un citi simptomi cilvēkam telpā rodas nevis skābekļa trūkuma, bet gan oglekļa dioksīda pārpalikuma dēļ.

Vēl nesen Eiropas valstīs un ASV ogļskābās gāzes līmeni telpā mērīja tikai tādēļ, lai pārbaudītu ventilācijas kvalitāti, un tika uzskatīts, ka CO2 cilvēkiem ir bīstams tikai augstā koncentrācijā. Pētījumi par oglekļa dioksīda ietekmi uz cilvēka ķermeni aptuveni 0,1% koncentrācijā parādījās pavisam nesen.

Tikai daži cilvēki zina, ka tīrs gaiss ārpus pilsētas satur aptuveni 0,04% oglekļa dioksīda, un, jo tuvāk šim rādītājam ir CO2 saturs telpā, jo labāk cilvēks jūtas.

Saskaņā ar jaunākajiem pētījumiem, ko Apvienotajā Karalistē veica liela grāmatvedības firma KPMG, augsts CO2 līmenis biroja telpu gaisā var izraisīt darbinieku slimības un samazināt viņu koncentrāciju par trešdaļu. Paaugstināts oglekļa dioksīda līmenis var izraisīt galvassāpes, acu un nazofarneksa iekaisumu un darbinieku nogurumu. Tā visa rezultātā uzņēmumi zaudē daudz naudas, un pie tā ir vainojams oglekļa dioksīds. Džūlija Beneta, kas vadīja pētījumu, saka, ka augsts oglekļa dioksīda līmenis biroja telpās ir ļoti izplatīts.

Indijas zinātnieku neseno pētījumu rezultātā Kolkatas pilsētas iedzīvotāju vidū tika atklāts, ka oglekļa dioksīds pat zemā koncentrācijā ir potenciāli toksiska gāze. Zinātnieki ir secinājuši, ka oglekļa dioksīds pēc toksicitātes ir tuvu slāpekļa dioksīdam, ņemot vērā tā ietekmi uz šūnu membrānu un bioķīmiskās izmaiņas, kas notiek cilvēka asinīs, piemēram, acidoze. Savukārt ilgstoša acidoze noved pie sirds un asinsvadu sistēmas slimībām, hipertensijas, noguruma un citām cilvēka organismam nelabvēlīgām sekām.

Lielās metropoles iedzīvotājus negatīvi ietekmē paaugstināts oglekļa dioksīda līmenis no rīta līdz vakaram. Pirmkārt, pārpildītajā sabiedriskajā transportā un savās automašīnās, kas ilgstoši iestrēgušas sastrēgumos. Tad darbā, kur bieži ir smacīgs un nav ko elpot.

Ir ļoti svarīgi uzturēt labu gaisa kvalitāti guļamistabā kā cilvēki tur pavada trešdaļu savas dzīves. Lai labi izgulētos, gaisa kvalitāte guļamistabā ir daudz svarīgāka par miega ilgumu, un ogļskābās gāzes līmenim guļamistabās un bērnu istabās jābūt zem 0,08%. Augsts līmenis CO2 šajās telpās var izraisīt tādus simptomus kā aizlikts deguns, rīkles un acu kairinājums, galvassāpes un bezmiegs.

Somu zinātnieki ir atraduši veidu, kā šo problēmu atrisināt, pamatojoties uz aksiomu, ka, ja dabā oglekļa dioksīda līmenis ir 0,035-0,04%, tad telpās tam vajadzētu būt tuvu šim līmenim. Viņu izgudrotā ierīce no iekštelpu gaisa noņem lieko oglekļa dioksīdu. Princips ir balstīts uz oglekļa dioksīda absorbciju (absorbciju) ar īpašu vielu.

oglekļa dioksīds ūdenī

Oglekļa dioksīds nedaudz maina skābju-bāzes vidi. Tas ir kaitīgi cilvēka ķermenim. Fakts ir tāds, ka jebkurš process mūsu ķermenī notiek pie noteikta skābuma, kas atbilst gandrīz tīram ūdenim. Oglekļa dioksīda klātbūtne to ļoti maina, kas nedaudz maina mūsu bioķīmiskos procesus. Tas atspoguļojas arī garšas īpašībās (skāba garša), kas izraisa nepatīkamas sajūtas.

Tādējādi medicīna visā pasaulē daudzus gadus nodarbojas ar šo jautājumu, kā rezultātā ir radušās dažas kontrindikācijas gāzēta ūdens patēriņam jebkurā formā.

Pirmkārt, jebkuras hroniskas kuņģa-zarnu trakta slimības pilnībā aizliedz lietot gāzētu ūdeni. Fakts ir tāds, ka, dzerot šādu ūdeni, rodas gļotādas kairinājums, kas izraisa daudzu iekaisuma procesu saasināšanos. Visbiežāk ārsti ārstēšanai izraksta minerālūdeni, taču neaizmirstiet, ka tas obligāti jādzer tikai pēc oglekļa dioksīda noņemšanas.

Otrkārt, bērniem, kas jaunāki par trim gadiem, šādus dzērienus nevajadzētu dot, jo viņu organisms vēl nav pietiekami izveidojies, kas nozīmē, ka viņu organismā ir iespējami vielmaiņas traucējumi.

Treškārt, cilvēku vidū diezgan izplatītas ir individuālas alerģiskas reakcijas pret ogļskābo gāzi, kas nozīmē, ka jums ir būtiski jāsamazina gāzētā ūdens daudzums.

Ceturtkārt, liekais svars uzliek par pienākumu arī no uztura izslēgt gāzētos dzērienus, jo visbiežāk tas ir nepareizas vielmaiņas dēļ, ko var pasliktināt ogļskābās gāzes.

Saskaņā ar Eiropas valstu likumdošanu oglekļa dioksīda klātbūtne nedrīkst pārsniegt četras procenta desmitdaļas. Tas nodrošinās lielisku konservējošu efektu,

bet tas neietekmēs cilvēka ķermeni, kas dos vislabākā kvalitāteūdens. Izņēmums ir tikai dabīgajam minerālūdenim, kas var saturēt nedaudz lielāku gāzes daudzumu.