Значение кислорода в клетке

Содержание
  1. Функции кислорода в организме человека. Влияние недостатка кислорода на внутренние органы
  2. Насыщение крови
  3. Недооценка роли кислорода
  4. Регуляция частоты сокращений мышц
  5. О пользе знаний по увеличению объема кислорода
  6. кислород – двигатель крови
  7. Создание и регуляция перистальтики ЖКТ
  8. Воздействие кислорода из пищи на ЖКТ
  9. Кислород: физические и химические свойства
  10. История открытия кислорода
  11. Значение кислорода в природе
  12. Строение молекулы кислорода
  13. Физические свойства кислорода
  14. Химические свойства кислорода
  15. Получение кислорода
  16. Использование кислорода в промышленности
  17. Кислород, видео
  18. Значение кислорода в клетке
  19. Кислород: история открытия
  20. Нахождение кислорода в природе
  21. Кислород – основа жизни
  22. Растения — источник кислорода в атмосфере
  23. Эволюция и «химия» планеты
  24. Иная эволюция
  25. Роль кислорода в организме и виды кислородотерапии
  26. Роль кислорода в жизни человека
  27. Какие бывают виды кислородотерапии?
  28. Нобелевка за “управление кислородом”. Как организм спасается от гипоксии и при чем тут допинговые скандалы
  29. Зачем вообще нужен кислород
  30. Что сделали нобелиаты
  31. О ком речь
  32. Немного истории
  33. Клеточное дыхание
  34. Биологическое окисление
  35. Анаэробное дыхание

Функции кислорода в организме человека. Влияние недостатка кислорода на внутренние органы

Значение кислорода в клетке

Насыщение кислородом организма – это удовлетворение непрерывно изменяющейся потребности клеток. Этот главный элемент служит не только для обеспечения дыхания. Рассмотрим основные функции кислорода и результаты их нарушений, ускоряющие старение человека.

Насыщение крови

Кровь насыщается кислородом через кожу.

Организм для своей жизнеспособности и жизнедеятельности получает кислород при дыхании и соприкосновении воздуха и воды с кожей.

«Дыхание» кожи можно проверить:

  1. Налейте в ванну теплой воды, полежите в ней 15 минут. Это приятная процедура для организма, получение бодрости, комфортного самочувствия. После этого наполните ванну подсолнечным маслом, около 60 л, полежите в ней 15 минут (если выдержите). Почувствуете дискомфорт, обильное выделение пота – это признак кислородного голодания.
  2. Наденьте резиновые перчатки или воздухонепроницаемый костюм. Незамедлительно потеют закрытые кисти или тело, возникает кислородное голодание в их клетках. Снимите перчатки и костюм – восстановится переход кислорода через кожу в кровь.

Если носите плотную одежду, закрывающую всё тело, то обрекаете организм на постоянное кислородное голодание и различные недуги.

При употреблении продуктов, не насыщенных кислородом, нарушается процесс пищеварения. Возникает жажда.

Последствия:

  • кислородное голодание клеток органов пищеварения;
  • нарушение обмена веществ с подавлением перистальтики ЖКТ;
  • снижение саморегуляции и самозащиты организма.

Недооценка роли кислорода

Кислородное голодание человек ощущает при появлении нарушений в работе сердца, болей в голове, выделении пота.

Если бы в это время он увеличил поступление главного элемента в организм посредством лечебного дыхания, то процесс прекратился бы без вмешательства врачей.

Они не считают главной причиной заболеваний органов кровообращения, ухудшения здоровья и преждевременного старения человека недостаточное поступление кислорода в клетки организма. Подтверждение – взгляды на роль этого элемента выдающегося учёного, хирурга-кардиолога Н. М. Амосова, испытывавшего на себе различные методы оздоровления.

Возможно, он не понимал, что с возрастом ухудшается насыщение крови в лёгких и проходимость кровеносных сосудов. Организму постоянно не хватает воздуха, а голодание клеток является главной причиной заболеваний сердечно-сосудистой системы, головного мозга, внутренних органов и старения.

Однако Амосов продлевал свою жизнь физическими тренировками, улучшающими проходимость сосудов.

Недооценка роли кислорода в функционировании организма сложилась у ученых медицины. Они не соглашаются с лечебным дыханием и сводят утверждения к оксигенации – насыщению организма кислородом под давлением в барокамерах.

Неудивительно, что среди них нет человека в возрасте более 88-90 лет, который открыл бы новое в физиологии, применил бы на себе физиологические методы и доказал их эффективность своим долгожительством, здоровьем и спортивным телосложением.

Регуляция частоты сокращений мышц

Кислород поддерживает автоматизм сокращения мышц полостей сердца и кровеносных сосудов.

Кислород, поступивший из воздуха в кровеносные сосуды альвеол лёгких, а из них в легочные вены, сердце, аорту, артерии, капилляры и вены, рождает сокращение клеток мышц их полостей – пульсацию. Она автоматически распространяется с движением крови по сосудам организма.

Нарушение этого автоматизма происходит от необеспеченности кислородом клеток организма. Причины кислородного голодания клеток:

  1. Неправильное дыхание – короткий выдох.
  2. Болезни и старение организма.
  3. Нервные переживания, сжимающие мышцы и расположенные в них кровеносные сосуды, как следствие – ухудшение проходимости крови.
  4. Переедание и употребление алкоголя.
  5. Влияние притяжения Земли на проходимость кровеносных сосудов.

Эти факторы ведут к заболеваниям системы кровообращения и других органов.

О пользе знаний по увеличению объема кислорода

человек может управлять частотой пульса, автоматизмом сокращений мышц кровеносных сосудов и сердца, давлением крови, если обретет знания и опыт применения физиологических методов.

не зная их, люди не могут избавиться от нарушений функционирования главного органа кровообращения – сердца. известны случаи, когда у спортсменов, их тренеров, школьников и студентов на соревнованиях останавливалось сердце.

причина подобных трагедий – отсутствие знаний по увеличению объема кислорода с помощью лечебного дыхания.

врачи, не познав достоверную анатомию, физиологию кровообращения, решающую роль кислорода в функционировании организма, методы, улучшающие насыщение крови, лечат людей лекарствами и не могут добиться эффективного избавления от болезней системы кровообращения и преждевременного ухода из жизни.

кислород – двигатель крови

Если кислород не поступит в кровеносные сосуды, сокращения их мышц и движения крови не произойдёт.

Природа наделила клетки мышц кровеносных сосудов и сердца способностью сокращаться при поступлении и усвоении кислорода. Благодаря этим сокращениям кровь движется по всей системе кровообращения – из места увеличенного давления в место пониженного.

Доказательство. Природа определила для каждого человека время усвоения кислорода, пульс, скорость движения крови. Чем меньше поступит главного элемента жизни в кровь лёгких, а из нее в клетки кровеносных сосудов и сердца, тем меньше времени затратят они для его усвоения.

Это вызовет:

  • увеличение частоты сокращений клеток мышц кровеносных сосудов и сердца;
  • снижение силы сокращений;
  • уменьшение скорости движения крови;
  • нарушение автоматизма сжатий мышц кровеносных сосудов и сердца.

Знание изложенных факторов позволяет определить различные нарушения в кровообращении и заболевания.

Человек не обращает внимания на изменение дыхания при выполнении физических работ, нервных переживаниях, симптомах тяжелого заболевания. Однако при повышенной температуре, подъёме тяжелого предмета вдыхает больше воздуха, увеличивая поступление кислорода, повышая насыщение крови.

Так восстанавливаются частота сердечных сокращений, артериальное давление и скорость движения крови. Если человек изменит дыхание – увеличит время выдоха воздуха через рот, то объем кислорода, поступающего в кровь, повысится пропорционально времени выдоха.

Выводы:

  1. Кислород является единственным природным возбудителем сокращения мышц кровеносных сосудов и сердца; двигателем крови по единому кругу кровообращения, создателем здоровья на десятилетия активной жизни.
  2. Человек способен управлять движением крови, сохранять жизнеспособность и здоровое состояние организма, увеличивая поступление кислорода в кровь, изменив вольное, привычное дыхание на лечебное.

Такое дыхание снимает напряжённость нервной системы, мышц организма, улучшает проходимость кровеносных сосудов и движение в них крови, повышает жизнеспособность и жизнедеятельность.

Создание и регуляция перистальтики ЖКТ

Клетки желудка и кишечного тракта сокращаются при усвоении кислорода, поступающего из пищи. Сокращения и расслабления клеток мышц желудка, антрума и кишок образуют перистальтику — они сжимаются подобно кровеносным сосудам.

Если по пульсу можно определить состояние сердца, то по перистальтике – состояние органов пищеварения.

Продолжительность и частота сокращения мышц желудка и кишок зависят от объема кислорода, поступившего в их клетки из пищи.

Перистальтика отсутствует при приёме сухих продуктов:

  • хлебобулочных изделий;
  • копченой колбасы;
  • отжатого сухого творога;
  • сушёной рыбы;
  • сухарей и пр.

Пища скапливается в кишках, что приводит к запорам.

При поступлении воды в желудок и кишки восстанавливается функционирование их клеток и перистальтика.

Воздействие кислорода из пищи на ЖКТ

Чтобы подтвердить влияние кислорода, поступающего с пищей, на желудочно-кишечный тракт, составьте меню на 2-3 дня (вес человека — около 72 кг).

Завтрак:

  1. Каша овсяная (перловая, гречневая или другая) с черносливом, курагой, другими фруктами – около 200 г и сливочным маслом – 20 г.
  2. Бутерброд со сливочным маслом и сыром – около 50 г.
  3. Чай или кофейный напиток – около 200 г.

Обед:

  1. Борщ или суп овощной, окрошка – 200 г.
  2. Мясо (рыба) отварное – 80 г.
  3. Компот – 150 г.

Ужин:

  1. Картофельное пюре (каша гречневая, перловая) – около 150 г.
  2. Рыба отварная (мясо) – 50 г.
  3. Овощной салат – 40 г.
  4. Бутерброд со сливочным маслом – 20 г.
  5. Чай зеленый, фрукты.

На следующие дни измените меню:

  • завтрак – бутерброд с копчёной колбасой, курага, изюм;
  • обед – мясо (рыба) сушеное, творог отжатый с сахаром, бутерброд с сыром, морковь, орехи;
  • ужин – жареная постная курица (говядина, рыба), сухофрукты.

В первом случае желудочно-кишечный тракт получит достаточное количество кислорода и будет функционировать нормально. Во втором – его клетки не смогут сокращаться, возникнет непроходимость кишечника. Сухая пища не поступит из желудка в кишечный тракт, её не перекачает антрум – насос ЖКТ.

Устранить это можно простым методом – выпить воды. При запоре увеличьте поступление кислорода в клетки прямой кишки – сделайте клизму. Результат: активное сокращение – перистальтика.

: Как улучшить пищеварение.

Человек мысленно не может повлиять на перистальтику ЖКТ и кровообращение организма. Но обеспечить их функционирование можно, подобрав продукты с содержанием влаги и правильно приготовив пищу.

Источник: https://ProStarenie.ru/prichiny-stareniya/nedostatok-kisloroda-vlijanie-organizm-cheloveka.html

Кислород: физические и химические свойства

Значение кислорода в клетке

  • История открытия кислорода
  • Значение кислорода в природе
  • Строение молекулы кислорода
  • Физические свойства кислорода
  • Химические свойства кислорода
  • Получение кислорода
  • Использование кислорода в промышленности
  • Кислород, видео
  • Пожалуй, среди всех известных химических элементов, именно кислород занимает ведущее значение, ведь без него попросту было бы невозможным возникновение жизни на нашей планете. Кислород – самый распространенный химический элемент на Земле, на его долю приходится 49% от общей массы земной коры. Также он входит в состав земной атмосферы, состав воды и состав более 1400 различных минералов, таких как базальт, мрамор, силикат, кремнезем и т. д. Примерно 50-80% общей массы тканей, как животных, так и растений состоит из кислорода. И, разумеется, общеизвестна его роль для дыхания всего живого.

    История открытия кислорода

    Люди далеко не сразу постигли природу кислорода, хотя первые догадки о том, что в основе воздуха лежит некий химический элемент, появились еще в VIII веке. Однако в то далекое время не было ни подходящих технических инструментов для его изучения, ни возможности доказать существования кислорода, как газа, отвечающего в том числе за процессы горения.

    Открытие кислорода состоялось лишь спустя тысячелетие, в ХVIII веке, благодаря совместной работе нескольких ученых.

    • В 1771 шведский химик Карл Шееле опытным путем исследовал состав воздуха, и определил, что воздух состоит из двух основных газов: одним из этих газов был азот, а вторым, собственно кислород, правда на то время само название «кислород» еще не появилось в науке.
    • В 1775 году французский ученый А. Лувазье дал название открытому Шееле газу – кислород, он же оксиген в латыни, само слово «оксиген» означает «рождающий кислоты».
    • За год до официальных «именин кислорода», в 1774 году английский химик Пристли путем разложение ртутного оксида впервые получает чистый кислород. Его опыты подкрепляют открытие Шееле. К слову сам Шееле также пытался получить кислород в чистом виде путем нагревания селитры, но у него не получилось.
    • Более чем через столетия в 1898 году английский физик Джозеф Томпсон впервые заставил общественность задуматься, о том, что запасы кислорода могут закончиться вследствие интенсивных выбросов углекислого газа в атмосферу.
    • В этом же году русский биолог Климент Тимирязев, исследователь фотосинтеза, открывает свойство растений выделять кислород.

    Хотя растения и выделяют кислород в атмосферу, но проблема поставленная Томпсоном о возможной нехватки кислорода в будущем, остается актуальной и в наше время, особенно в связи с интенсивной вырубкой лесов (поставщиков кислорода), загрязнением окружающей среды, сжиганием отходов и прочая. Больше об этом мы писали в прошлой статье об экологических проблемах современности.

    Значение кислорода в природе

    Именно наличие кислорода, в сочетании с водой привело к тому, что на нашей планете стало возможным возникновение жизни.

    Как мы заметили выше, основными поставщиками этого уникального газа являются различные растения, в том числе наибольшее количество выделяемого кислорода приходится на подводные водоросли. Выделяют кислород и некоторые виды бактерий.

    Кислород в верхних слоях атмосферы образует озоновый шар, который защищает всех жителей Земли от вредного ультрафиолетового солнечного излучения.

    Строение молекулы кислорода

    Молекула кислорода состоит из двух атомов, химическая формула имеет вид О2.

    Как образуется молекула кислорода? Механизм ее образования ковалентный неполярный, другими словами за счет обобществления электроном каждого атома.

    Связь между молекулами кислорода также ковалентная и неполярная, при этом она двойная, ведь у каждого из атомов кислорода есть по два неспаренных электрона на внешнем уровне.

    Так выглядит молекула кислорода, благодаря своим характеристикам она весьма устойчива. Для многих химических реакций с ее участием нужны специальные условия: нагревание, повышенное давление, применение катализаторов.

    Физические свойства кислорода

    • Прежде всего, кислород является газом, из которого состоит 21% воздуха.
    • Кислород не имеет ни цвета, ни вкуса, ни запаха.
    • Может растворяться в органических веществах, поглощаться углем и порошками металлов.
    • Температура кипения кислорода составляет -183 С.
    • Плотность кислорода равна 0,0014 г/см3

    Химические свойства кислорода

    Главным химическим свойством кислорода является, конечно же, его поддержка горения. То есть в вакууме, где нет кислорода, огонь не возможен. Если же в чистый кислород опустить тлеющую лучину, то она загорится с новой силой.

    Горение разных веществ это окислительно-восстановительный химический процесс, в котором роль окислителя принадлежит кислороду. Окислители же это вещества, «отбирающие» электроны у веществ восстановителей.

    Отличные окислительные свойства кислорода обусловлены его внешней электронной оболочкой.

    Валентная оболочка у кислорода расположена близко к ядру и как следствие ядро притягивает к себе электроны.

    Также кислород занимает второе место после фтора по шкале электроотрицательности Полинга, по этой причине вступая в химические реакции со всеми другими элементами (за исключением фтора) кислорода выступает отрицательным окислителем. И лишь вступая в реакции со фтором кислород имеет положительное окислительное воздействие.

    А так как кислород второй окислитель по силе среди всех химических элементов таблицы Менделеева, то это определяет и его химические свойства.

    Получение кислорода

    Для получения кислорода в лабораторных условиях применяют метод термической обработки либо пероксидов либо солей кислосодержащих кислот. Под действием высокой температуры они разлагаются с выделением чистого кислорода. Также кислород можно получить с помощью перекиси водорода, даже 3% раствор перекиси под действие катализатор мгновенно разлагается, выделяя кислород.

    2KClO3 = 2KCl + 3O2↑ – вот так выглядит химическая реакция получения кислорода.

    Также в промышленности в качестве еще одного способа получения кислорода применяют электролиз воды, во время которого молекулы воды раскладываются, и опять таки выделяется чистый кислород.

    Использование кислорода в промышленности

    В промышленности кислород активно применяется в таких сферах как:

    • Металлургия (при сварке и вырезке металлов).
    • Медицина.
    • Сельское хозяйство.
    • Как ракетное топливо.
    • Для очищения и обеззараживания воды.
    • Синтеза некоторых химических соединений, включая взрывчатые вещества.

    Кислород, видео

    И в завершение образовательное видео про кислород.

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.

    Эта статья доступна на английском языке – Oxygen.

    Источник: https://www.poznavayka.org/fizika/kislorod-fizicheskie-i-himicheskie-svoystva/

    Значение кислорода в клетке

    Значение кислорода в клетке

    С момента появления химии человечеству стало понятно, что все вокруг состоит из вещества, в состав которого входят химические элементы. Многообразие веществ обеспечивается различными соединениями простых элементов.

    На сегодня открыто и внесено в периодическую таблицу Д. Менделеева 118 химических элементов. Среди них стоит выделить ряд ведущих, наличие которых определило появление органической жизни на Земле.

    В этот перечень входят: азот, углерод, кислород, водород, сера и фосфор.

    Кислород: история открытия

    Все эти элементы, а также ряд других, способствовали развитию эволюции жизни на нашей планете в том виде, в котором мы сейчас наблюдаем. Среди всех компонентов именно кислорода в природе больше остальных элементов.

    Кислород как отдельный элемент был открыт 1 августа 1774 года Джозефом Пристли. В ходе эксперимента по получению воздуха из окалины ртути путём нагревания при помощи обычной линзы он обнаружил, что свеча горит необычно ярким пламенем.

    Долгое время Пристли пытался найти этому разумное объяснение. На тот момент этому явлению было дано название «второй воздух». Несколько ранее изобретатель подводной лодки К. Дреббель в начале XVII века выделил кислород и использовал его для дыхания в своём изобретении.

    Но его опыты не оказали влияния на понимание того, какую роль играет кислород в природе энергообмена живых организмов. Однако учёным, официально открывшим кислород, признан французский химик Антуан Лоран Лавуазье.

    Он повторил эксперимент Пристли и понял, что образующийся газ является отдельным элементом.

    Кислород взаимодействует практически со всеми простыми и сложными веществами, кроме инертных газов и благородных металлов.

    Нахождение кислорода в природе

    Среди всех элементов нашей планеты наибольшую долю занимает кислород. Распространение кислорода в природе весьма разнообразно. Он присутствует как в связанном виде, так и в свободном. Как правило, являясь сильным окислителем, он пребывает в связанном состоянии. Нахождение кислорода в природе как отдельного несвязанного элемента зафиксировано только в атмосфере планеты.

    Содержится в виде газа и представляет собой соединение двух атомов кислорода. Составляет около 21 % от общего объёма атмосферы.

    Кислород в воздухе, кроме обычной своей формы, имеет изотропную форму в виде озона. Молекула озона состоит из трёх атомов кислорода. Голубой цвет неба непосредственно связан с наличием этого соединения в верхних слоях атмосферы. Благодаря озону, жёсткое коротковолновое излучение от нашего Солнца поглощается и не попадает на поверхность.

    В случае отсутствия озонового слоя органическая жизнь была бы уничтожена, подобно поджаренной еде в микроволновой печи.

    В гидросфере нашей планеты этот элемент находится в связанном виде с двумя молекулами водорода и образует воду. Доля содержания кислорода в океанах, морях, реках и подземных водах оценивается около 86- 89 %, с учётом растворенных солей.

    В земной коре кислород находится в связанном виде и является наиболее распространённым элементом. Его доля составляет около 47 %. Нахождение кислорода в природе не ограничивается оболочками планеты, этот элемент входит в состав всех органических существ. Его доля в среднем достигает 67 % от общей массы всех элементов.

    Кислород – основа жизни

    Из–за высокой окислительной активности кислород достаточно легко соединяется с большинством элементов и веществ, образуя оксиды. Высокая окислительная способность элемента обеспечивает всем известный процесс горения. Кислород также участвует в процессах медленного окисления.

    Роль кислорода в природе как сильного окислителя незаменима в процессе жизнедеятельности живых организмов. Благодаря этому химическому процессу происходит окисление веществ с выделением энергии. Её живые организмы используют для своей жизнедеятельности.

    Растения — источник кислорода в атмосфере

    На начальном этапе образования атмосферы на нашей планете существующий кислород находился в связанном состоянии, в виде двуокиси углерода (углекислый газ). Со временем появились растения, способные поглощать углекислый газ.

    Данный процесс стал возможен благодаря возникновению фотосинтеза. Со временем, в ходе жизнедеятельности растений, за миллионы лет в атмосфере Земли накопилось большое количество свободного кислорода.

    По мнению учёных, в прошлом его массовая доля достигала порядка 30 %, в полтора раза больше, чем сейчас. Растения, как в прошлом, так и сейчас, существенно повлияли на круговорот кислорода в природе, обеспечив тем самым разнообразную флору и фауну нашей планеты.

    Значение кислорода в природе не просто огромно, а первостепенно. Система метаболизма животного мира чётко опирается на наличие кислорода в атмосфере. При его отсутствии жизнь становится невозможной в том виде, в котором мы знаем. Среди обитателей планеты останутся только анаэробные (способные жить без наличия кислорода) организмы.

    Интенсивный круговорот кислорода в природе обеспечен тем, что он находится в трёх агрегатных состояниях в объединении с другими элементами. Будучи сильным окислителем, он очень легко переходит из свободной формы в связанную. И только благодаря растениям, которые путём фотосинтеза расщепляют углекислый газ, он имеется в свободной форме.

    Процесс дыхания животных и насекомых основан на получении несвязанного кислорода для окислительно-восстановительных реакций с последующим получением энергии для обеспечения жизнедеятельности организма. Нахождение кислорода в природе, связанного и свободного, обеспечивает полноценную жизнедеятельность всего живого на планете.

    Эволюция и «химия» планеты

    Эволюция жизни на планете опиралась на особенности состава атмосферы Земли, состава минералов и наличия воды в жидком состоянии.

    Химический состав коры, атмосферы и наличие воды стали основой зарождения жизни на планете и определили направление эволюции живых организмов.

    Опираясь на имеющуюся «химию» планеты, эволюция пришла к углеродной органической жизни на основе воды как растворителя химических веществ, а также использовании кислорода как окислителя с целью получения энергии.

    Иная эволюция

    На данном этапе современная наука не опровергает возможность жизни в иных средах, отличных от земных условий, где за основу построения органической молекулы может быть взят кремний или мышьяк.

    А среда жидкости, как растворителя, может представлять собой смесь жидкого аммиака с гелием.

    Что касается атмосферы, то она может быть представлена в виде газообразного водорода с примесью гелия и других газов.

    Какие метаболические процессы могут быть при таких условиях, современная наука пока не в состоянии смоделировать. Однако такое направление эволюции жизни вполне допустимо. Как доказывает время, человечество постоянно сталкивается с расширением границ нашего понимания окружающего мира и жизни в нем.

    Источник: .ru

    Источник: https://naturalpeople.ru/znachenie-kisloroda-v-kletke/

    Роль кислорода в организме и виды кислородотерапии

    Значение кислорода в клетке

    Человек не может жить без кислорода. Это известно всем, однако человечество продолжает усиленно загрязнять окружающую среду, активно воздействуя на состав воздуха в промышленных регионах, где его процент снижается с пугающей быстротой.

    Проблема достигла таких масштабов, что учёными всех стран ведутся работы по поиску способов искусственной очистки и обогащения им загрязненного воздуха, которым люди вынуждены дышать в больших городах.

    Современные технологии позволяют решать эту задачу локально – в помещениях устанавливаются простые кондиционеры, увлажнители воздуха и целые системы климат-контроля.

    Не так давно появился и обрёл популярность такой полезный прибор, как концентратор кислорода, не просто оздоравливающий воздух в помещениях, но и способствующий лечению многих связанных с кислородной недостаточностью болезней.

    Роль кислорода в жизни человека

    По разным подсчётам доля этого химического элемента в человеческом организме составляет от 62 до 65%. Но это не свободные молекулы газа. Основная масса его входит в состав различных соединений и в первую очередь – воды.

    В организм он попадает в чистом (из воздуха при дыхании) и связанном виде (то есть в составе разных веществ с пищей и жидкостями).

    его роль в организме человека – участие в окислительно-восстановительных процессах, без которых невозможен обмен веществ.

    При участии кислорода в роли окислителя идут реакции «сжигания» питательных веществ. Именно в ходе данного процесса происходит высвобождение энергии, необходимой для жизнедеятельности человека. При его участии происходит расщепление питательных веществ, получаемых с пищей:

    • белков;
    • углеводов;
    • жиров;
    • аминокислот и других.

    Окислительные реакции идут непрерывно практически во всех тканях, куда кислород и питательные вещества поставляются кровью. Он входит в состав воды, из которой состоит более 50% массы тела у взрослых людей, и выдыхаемого углекислого газа.

    Выводятся продукты окисления в основном лёгкими и почками, а также в результате работы пищеварительной системы и через кожу. С прекращением подачи кислорода в лёгкие и кровь наступают необратимые изменения в работе ЦНС и смерть в течение нескольких минут.

    Даже незначительный его недостаток пагубно отражается на состоянии здоровья, вызывая кислородную недостаточность.

    Последствия хронического недостатка кислорода:

    • функциональные нарушения работы центральной нервной системы;
    • одышка;
    • тахикардия;
    • нарушения в работе иммунной системы;
    • повышенная утомляемость;
    • частые депрессии;
    • вялость;
    • бессонница.

    Возникать кислородная недостаточность может по разным причинам. К ним относятся:

    • пониженное содержание кислорода в воздухе;
    • недостаточное кровоснабжение отдельных участков, застойные явления в сосудах;
    • пониженный гемоглобин в крови;
    • нарушение процессов метаболизма в тканях, при котором нарушается ход окислительно-восстановительных реакций;
    • некоторые заболевания, при которых гемоглобин перестаёт выполнять свои функции связывания и транспортировки кислорода.

    Наиболее эффективным решением проблемы в таких случаях является восстановление нормального кровообращения и снабжения кислородом всех тканей в необходимых объёмах.

    Какие бывают виды кислородотерапии?

    Компенсировать недостаток, а также усилить с его помощью воздействие на организм пациента других лечебных факторов – главная задача кислородотерапии. Под этим термином, как правило, понимаются кислородные:

    • ванны;
    • ингаляции;
    • мезотерапия;
    • коктейли;
    • барокамеры.

    Кроме того, для проведения многих лечебных и профилактических процедур используются концентраторы кислорода, позволяющие получать чистый кислород из окружающего воздуха.

    Коктейли и ванны – процедуры скорее профилактические. Они имеют также заметный косметический эффект. Воздействие кислорода на кожу при приёме ванн происходит на глубинном уровне, оно улучшает метаболизм, восстанавливает нормальное давление, улучшает состояние кожи.

    Состав коктейлей может быть разным – витаминизированные фруктовые, ягодные, овощные и травяные соки, настойки. Они нормализуют работу системы пищеварения, восстанавливают сон и работоспособность, выводят токсины.

    Ингаляции полезны людям с проблемами дыхательной системы – больным туберкулёзом, астмой, ХОБЛ. Они также показаны при нарушениях кровообращения, сердечной недостаточности. В качестве профилактики ингаляции рекомендуются всем жителям больших городов, где есть проблема загрязнения воздуха.

    В косметологии широко применяется кислородная мезотерапия, позволяющая в разы повышать эффективность вводимых лекарственных средств во время омолаживающих процедур. Хорошо зарекомендовал себя данный метод в борьбе с недостатками кожи и целлюлитом.

    Кислородотерапия может также использоваться в барокамере, в которой под воздействием давления происходит усиленное обогащение кислородом крови. Процедура применяется при лечении сердечных, эндокринных заболеваний, синдроме хронической усталости.

    Источник: https://oxy24.ru/informatsiya/183-zachem-organizmu-nuzhen-kislorod-kakie-est-vidy-kislorodoterapii

    Нобелевка за “управление кислородом”. Как организм спасается от гипоксии и при чем тут допинговые скандалы

    Значение кислорода в клетке

    Нобелевская премия по физиологии и медицине 2019 года присуждена трем ученым – американцам Уильяму Кэлину и Греггу Семензе и британцу Питеру Рэтклиффу “за открытие того, как клетки распознают уровень кислорода и адаптируются к нему”.

    Члены Нобелевского комитета подчеркнули фундаментальную важность открытия: способность усваивать кислород критически важна для всех животных организмов на Земле, включая человека. Мы можем долго прожить без еды, достаточно долго – без воды, но мы не можем не дышать.

    Это связано с тем, что кислород, который мы вдыхаем, постоянно вовлечен в фундаментальные процессы извлечения энергии, которая необходима для жизни нашего организма.

    Сегодняшние лауреаты обнаружили генетический механизм, который позволяет организму регулировать уровни кислорода в разных частях тела и управлять ими.

    «Эта система, которая требуется, чтобы наше тело нормально работало. Уровни кислорода отличаются в разных частях тела, например, в мышцах во время физических упражнений его уровни очень низкие – нам знакомо выражение «анаэробные тренировки».

    И нашему телу нужна система, чтобы выравнивать и регулировать уровень кислорода. Лауреаты обнаружили ее — эта система также отвечает за регулирование красных кровяных телец, которые могут переносить кислород.

    Она позволила нам, так сказать, колонизировать нашу планету во всем ее разнообразии – например, уровни кислорода в горах, на высоте, куда ниже, чем привычные нам и все равно люди смогли приспособиться к ним, такова адаптивная сила организма», — подчеркнул другой член Нобелевского комитета, профессор Патрик Эрнфорш, специалист по нейронаукам.

    “Это может прозвучать банально, но открытие сегодняшних лауреатов – то, что войдет в учебники биологии. Дети в возрасте 12-13 лет будут изучать это, потому что это очень, очень базовый аспект работы клеток“, — сказал член Нобелевского комитета профессор Рэндон Джонсон.

    Зачем вообще нужен кислород

    Наверное, каждому очевидно, что кислород (O2) очень нужен. Перекрытие его поступления в организм – при инфаркте, утоплении, повешении, сильном задымлении — приводит к быстрой смерти. Без кислорода невозможна жизнь не только такого сложного организма, как человеческий, но и куда более простых организмов и клеток.

    Кислород внутри клеток на самом базовом уровне участвует в процессах извлечения энергии из питательных веществ.

    Будь то углеводы или жиры, кислород нужен, чтобы окислить их – в этом процессе выделяется энергия, необходимая для всех без исключения процессов в нашем организме – биосинтеза белков, из которых состоит все внутри нас, их транспорта и всех более сложных функций, включая иммунитет и само дыхание. 

    Этот процесс протекает в специальных «органах» клетки – митохондриях. В 1931 году Отто Варбург получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за объяснение процесса генерирования энергии – для этого необходим сложный набор ферментов.

    Еще одна важная мысль – наш организм никак не может производить кислород сам.

    Растения – могут, они выделяют его в ходе фотосинтеза (кстати, для жизнедеятельности растения расходуют кислород, они тоже дышат – но выделяют они его больше), а человек и животные – нет.

    Поэтому нам критически важно «уметь» стабильно получать его из окружающей среды, а получив – «грамотно» распределять внутри организма. Это не такая простая задача. 

    В разных условиях в окружающей среде содержится разное количество кислорода, поэтому при его недостатке телу нужно, во-первых, перераспределять его так, чтоб он шел на самое необходимое, а во-вторых, — сигнализировать нам о том, что кислорода мало и его нужно искать. То же касается уровней кислорода в разных частях тела и органах – иногда его сильнее расходует мозг, иногда – мышцы. Тогда нужно лучше снабжать их, выравнивать уровень. 

    nobelprize.org

    В 1938 году Нобелевскую премию получил Корней Хейманс – он обнаружил так называемся каротидные тельца. Это специальные рецепторы («датчики») в сонной артерии, которые «измеряют» уровень кислорода и сообщают мозгу, если с ними что-то не так. Это механизм адаптации/реакции на недостаток кислорода – гипоксию.

    Что сделали нобелиаты

    Здесь важно понять, как же реагирует на гипоксию организм. Кислорода мало, значит, его нужно лучше переносить и извлекать, а для этого нам нужно больше красных кровяных тех – эритроцитов (тех самых, что содержат гемоглобин, который измеряют врачи – низкий гемоглобин означает проблемы со снабжением органов кислородом).

    Чтобы эритроцитов стало больше, при гипоксии организм выделяет гормон эритропоэтин, который и запускает их синтез. Слово эритропоэтин тоже знакомо – в связи с допинговыми скандалами. Больше кислорода в мышцах – больше спортивные успехи, поэтому спортсменами становятся те, у кого изначально хороший гемоглобин и много эритропоэтина.

     

    А потом хочется еще сильнее повысить его уровень, и для этого используются как легальные, так и, к сожалению, нелегальные способы.

    Однако, запомним, что в обычной жизни эритропоэтин – не допинг или яд, а гормон, которому мы обязаны жизнью, а наши клетки – возможностью дышать, получать нужное количество кислорода.

    Еще с начала XX века был известен механизм гормонального контроля производства красных кровяных телец, но ученые не могли разобраться, как его запускает дефицит кислорода?

    И здесь на помощь приходит генетика. Грегг Семенза и Питер Рэтклифф независимо обнаружили, что в ДНК есть особые участки рядом с теми, что кодируют сам эритропоэтин. Они-то и являются чувствительными к кислороду и «толкают» в нужный момент «соседа» по ДНК, который запускает синтез эритропоэтина.

    Теперь предстояло понять, кто «приносит» к ДНК информацию о недостатке кислорода. Семенза обнаружил соответствующий белковый комплекс, он получил название HIF (hypoxia inducible factor, индуцируемый гипоксией фактор – здесь фактор означает группу белков). Два разных белка в случае гипоксии связывались с ДНК и запускали молекулярный механизм, описанный выше. 

    Уильям Кэлин, занимаясь исследованием определенных типов рака, нашел еще один ген – VHL, который в нужный момент останавливает работу HIF, чтобы организм не произвел слишком много эритропоэтина и красных кровяных телец. Это механизм можно сравнить с весами – если кислорода слишком мало, HIF включается, чтоб выровнять равновесие, а VHL контролирует его работу, чтоб не допустить «перевеса» в другую сторону.

    У здорового человека этот механизм критичен для метаболизма вообще – процесса выработки энергии из пищи, для компенсации при физических нагрузках, адаптации к горам, развитию эмбриона и контролю иммунитета.

    Он также важен при болезнях – анемии, инсультах, инфарктах, инфекциях и ранах, — везде, где необходимо локальное усиленное снабжение кислородом.

    Есть исследования, которые на основании этого механизма пытаются бороться с раковыми опухолями – если опухоль “посадить” на кислородный голод, она не сможет развиваться и расти.

    “Рак питается и растет достаточно активно, в том числе опухоль выращивает дополнительные кровеносные сосуды, чтобы снабжать себя необходимым количеством кислорода. Исследования показывают, что эти белки гиперэкспрессированы в солидных опухолях (то есть их там больше чем необходимо).

    Предполагается, что регуляция уровня снабжения кислородом через работу с HIF позволит замедлить рост опухоли.

    Кроме этого, некоторые исследователи предполагают, что отслеживание уровня насыщения кислородом тканей может стать одним из способов обнаруживать рак, прогнозировать реакцию опухоли на лечение и ее развитие в целом”, говорит Любовь Барабанова, медицинский директор Севергрупп Медицина (сеть клиник «Скандинавия»).

    nobelprize.org

    О ком речь

    Кэлин и Семенза родились в Нью-Йорке. Кэлин работает в медицинском институте Ховарда Хьюджеса, Семенза – в Университете Джонса Хопкинса. Сэр Питер Рэтклифф родился в Ланкашире и сейчас работает в Оксфорде.

    Во время пресс-конференции, посвященной оглашению премии, секретарь Нобелевского комитета по физиологии и медицине Томас Перлманн рассказал, что ему удалось пообщаться со всеми тремя лауреатами. 

    «Профессор Рэтклифф уже был в офисе, а Грегг Семенза и Билл Кэлин живут в США, они еще спали, и мне пришлось их разбудить. Последний, кому я дозвонился, был Билл. У нас не было его телефона, поэтому мне сначала удалось поговорить с его сестрой.

    Она дала мне два номера телефона, я позвонил по первому из них и спросил, говорю ли я с Биллом Кэлином, и получил отрицательный ответ. Второй номер оказался правильным. Билл Кейлин был очень счастлив, не находил слов.

    Все трое были очень рады и подчеркнули, что для них большая честь разделить этот приз друг с другом, именно в этом коллективе», — рассказал Перлманн.

    Иногда на пресс-конференции организуют телефонные интервью с лауреатами, однако в этот раз никого из них на связи не было, на вопросы отвечал только Нобелевский комитет.

    Размера премии в этом году составляет девять миллионов крон, и они будут разделены поровну между всеми тремя лауреатами.

    Немного истории

    В прошлом году лауреатами по физиологии и медицине стали японец Тасуку Хондзё и американец Джеймс Эллисон «за открытие терапии рака ингибированием негативной иммунной регуляции».

    Всего с 1901 года было присуждено 109 Нобелевских премий в физиологии и медицине – премии не всегда вручались во время мировых войн и в нескольких других случаях.

    Лауреатами стали 216 человек – правила Нобелевского комитета позволяют каждый год наградить от одного до трех человек. Среди них всего 12 женщин.

    Самым молодым лауреатом был Фредерик Бантинг – он получил премию в 1923 году в возрасте 32 лет за открытие инсулина. Самым старым – Пейтон Роус, он получил премию в 1966, когда ему было 87 лет. 

    Роус был награжден за открытие в области гормонального лечения рака простаты.

    Один раз премия в области физиологии и медицины была присуждена посмертно – в 2011 году Ральфу Штайнману присудили премию за изучение механизма иммунного ответа, но он умер за три дня до этого.

    Хотя Нобелевские премии запрещено присуждать посмертно, Нобелевский комитет не стал пересматривать решение, так как заявил, что лауреат умер уже после принятия решения о присуждении.

    Источник: https://www.pravmir.ru/nobelevka-za-upravlenie-kislorodom-kak-organizm-spasaetsya-ot-gipoksii-i-pri-chem-tut-dopingovye-skandaly/

    Клеточное дыхание

    Значение кислорода в клетке

    Клеточное дыхание — это окисление органических веществ в клетке, в результате которого синтезируются молекулы АТФ. Исходным сырьем (субстратом) обычно служат углеводы, реже жиры и еще реже белки. Наибольшее количество молекул АТФ дает окисление кислородом, меньшее – окисление другими веществами и переносом электронов.

    Углеводы, или полисахариды, перед использованием в качестве субстрата клеточного дыхания распадаются до моносахаридов. Так у растений крахмал, а у животных гликоген гидролизуются до глюкозы.

    Глюкоза является основным источником энергии почти для всех клеток живых организмов.

    Первый этап окисления глюкозы — гликолиз. Он не требует кислорода и характерен как при анаэробном, так и аэробном дыхании.

    Биологическое окисление

    Клеточное дыхание включает в себя множество окислительно-восстановительных реакций, в которых происходит перемещение водорода и электронов от одних соединений (или атомов) к другим.

    При потери электрона каким-либо атомом происходит его окисление; при присоединении электрона — восстановление. Окисляемое вещество — это донор, а восстанавливаемое — акцептор водорода и электронов.

    Окислительно-восстановительные реакции, протекающие в живых организмах носят название биологического окисления, или клеточного дыхания.

    Обычно при окислительных реакциях происходит выделение энергии. Причина этого кроется в физических законах.

    Электроны в окисляемых органических молекулах находятся на более высоком энергетическом уровне, чем в продуктах реакции.

    Электроны, переходя с более высокого на более низкий энергетический уровень, высвобождают энергию. Клетка умеет фиксировать ее в связях молекул АТФ — универсальном «топливе» живого.

    Наиболее распространенным в природе конечным акцептором электронов является кислород, который восстанавливается. При аэробном дыхании в результате полного окисления органических веществ образуются углекислый газ и вода.

    Биологическое окисление протекает по-этапно, в нем участвуют множество ферментов и соединения, переносящие электроны. При ступенчатом окислении электроны перемещаются по цепи переносчиков. На определенных этапах цепи происходит выделение порции энергии, достаточной для синтеза АТФ из АДФ и фосфорной кислоты.

    Биологическое окисление весьма эффективно по-сравнению с различными двигателями. Около половины выделяющейся энергии в конечном итоге фиксируется в макроэргических связях АТФ.

    Другая часть энергии рассеивается в виде тепла. Поскольку процесс окисления ступенчатый, то тепловая энергия выделяется понемногу и не повреждает клетки.

    В то же время она служит для поддержания постоянной температуры тела.

    Различные этапы клеточного дыхания у аэробных эукариот происходят

    На каждом из этих этапов из АДФ синтезируется АТФ, больше всего на последнем. Кислород в качестве окислителя используется только на этапе окислительного фосфорилирования.

    Суммарные реакции аэробного дыхания выглядит следующим образом.

    Гликолиз и цикл Кребса: C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 12H2 + 4АТФ

    Дыхательная цепь: 12H2 + 6O2 → 12H2O + 34АТФ

    Таким образом биологическое окисление одной молекулы глюкозы дает 38 молекул АТФ. На самом деле нередко бывает меньше.

    Анаэробное дыхание

    Большинство анаэробов — это микроорганизмы. Однако к организмам, использующим анаэробное дыхание, относятся также дрожжи, ряд червей-паразитов. Способностью к анаэробному дыханию также обладают определенные ткани. Например, мышечные клетки, которые периодически могут испытывать недостаток кислорода.

    При анаэробном дыхании в окислительных реакциях акцептор водорода НАД не передает водород в конечном итоге на кислород, которого в данном случае нет.

    В качестве акцептора водорода может быть использована пировиноградная кислота, образующаяся при гликолизе.

    У дрожжей пируват сбраживается до этанола (спиртовое брожение). При этом в процессе реакций образуется также углекислый газ и используется НАД:

    CH3COCOOH (пируват) → CH3CHO (ацетальдегид) + CO2

    CH3CHO + НАД · H2 → CH3CH2OH (этанол) + НАД

    Молочнокислое брожение происходит в животных клетках, испытывающих временный недостаток кислорода, и у ряда бактерий:

    CH3COCOOH + НАД · H2 → CH3CHOHCOOH (молочная кислота) + НАД

    Оба брожения не дают выхода АТФ. Энергию в данном случае дает только гликолиз, и составляет она всего две молекулы АТФ. Значительная часть энергии глюкозы так и не извлекается. Поэтому анаэробное дыхание считается малоэффективным.

    plustilino © 2019. All Rights Reserved

    Источник: https://biology.su/molecular/cellular-respiration

    Ваш лекарь
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: