Первый живой организм, который не нуждается в кислороде

Кислород в крови при коронавирусе: каким должен быть в норме, его нехватка

Процент кислорода в крови в норме должен быть на уровне 95-98%, а при коронавирусе она может падать ниже 93%, при тяжелой дыхательной недостаточности возможна нехватка с показателями ниже 70%. Если у больного есть сопутствующие хронические заболевания легких или/и бронхов, то организм более приспособлен к кислородному голоданию. У таких пациентов признаки дефицита кислорода возникают при сатурации кислородом менее 88%.

Симптомы нехватки

Основные симптомы нехватки кислорода – это одышка, частое и поверхностное дыхание (более 20 вдохов-выдохов за минуту). У пациентов учащается пульс, кожа становится бледной, может появиться синеватый оттенок. Большинство больных ощущает слабость и быструю утомляемость при небольшой физической нагрузке.

Даже при небольшом уменьшении концентрации кислородных ионов появляется апатия (утрата интереса к окружающему), головная боль, головокружение, сонливость

Пациентам с гипоксемией трудно концентрировать внимание, ухудшается память, возможно спутанное сознание. 

Зачем нужен кислород в мышцах?

Для того, чтобы получать энергию в виде молекул АТФ. В мышцах присутствует три способа получения энергии в виде АТФ. Они идут независимо друг от друга, и доля каждого из них в энергоснабжении мышцы постоянно меняется во время упражнения.

Рассмотрим кратко эти пути.

Гликолиз

Происходит в цитоплазме мышечных клеток. С помощью этого процесса каждая молекула глюкозы даёт 2 молекулы АТФ. Немного, но гликолиз не требует кислорода и запускается в клетке мгновенно. Вклад гликолиза в синтез энергии в самом начале упражнения очень высок, особенно когда истощается резерв креатинфосфата. Однако, поскольку эффективность гликолиза невысока и ведёт к быстрому истощению резерва углеводов в мышце, он не может обеспечить полную потребность мышцы в энергии, если нагрузка достаточно велика и продолжительна.

Гидролиз креатинфосфата

Все мы слышали слово креатин и что он даёт энергию. По сути, это вещество является аккумулятором энергии для синтеза АТФ. Креатин присоединяет фосфатные группировки во время отдыха и отдаёт их на создание АТФ во время мышечных сокращений. Одна молекула креатинфосфата даёт начало одной молекуле АТФ. Процесс этот весьма быстрый и эффективный, если бы не одно ограничение. В мышцах не очень-то много креатинфосфата. И его запасов хватает от силы на 10 секунд интенсивной работы. В первые секунды мышцы способны развивать огромные усилия именно благодаря запасу креатинфосфата. Производство АТФ из креатинфосфата так же, как и гликолиз, происходит в цитоплазме мышечных клеток.

Аэробный процесс

Этот процесс производства энергии в мышцах самый медленный. Он начинается практически одновременно с началом работы мышц, но его вклад в общее энергоснабжение мышцы очень мал в первые минуты. Зато через несколько минут интенсивной работы он набирает обороты и запускается во всей красе. Аэробный процесс, как это ясно из названия, требует наличия кислорода. А откуда взяться кислороду? Основная его масса конечно же должна быть принесена кровью из лёгких. А на это требуется время, пока повысится частота пульса и дыхания. Эффективность данного процесса очень высока, поскольку каждая молекула глюкозы даёт при этом 36 молекул АТФ.

Остановимся на этом процессе более подробно, поскольку именно он является центральным процессом при кардиотренинге, позволяет эффективно устранять лишние килограммы и значительно повышает выносливость, увеличивает наши мышцы. Каким образом, мы сейчас подробнее разберём.

Аэробный процесс протекает в особых органоидах мышечных клеток – митохондриях. Именно в них содержатся все ферменты дыхательной цепи, цикла трикарбоновых кислот и бета-окисления жирных кислот. И чем больше в клетке митохондрий, чем эти митохондрии крупнее, тем эффективнее идёт процесс. Приспосабливаясь к регулярным аэробным нагрузкам, организм сам увеличивает количество и размеры митохондрий в мышечных и других клетках.

Лечение коронавируса кислородом

Кислород нужен для лечения не самого коронавируса COVID-19, а только осложнения пневмонии – дыхательной недостаточности. При легком течении никакой пользы от кислородотерапии не будет. Если подключают кислород при коронавирусе, то состояние оценивается как тяжелое или критическое. Применяется несколько способов для поддержки дыхания:

• стандартная подача кислорода через маску или носовую канюлю;
• кислородная терапия в положении лежа на животе;
• введение трубки (интубация) в трахею и искусственная вентиляция легких.

В реанимации используется маска для подачи кислорода больным с сатурацией на уровне 80-93%, а при падении ниже 75% обязательна ИВЛ с интубацией трахеи.

Кислород и гелий

Обогащение легких кислородом при коронавирусе может быть проведено и при помощи особой методики – подачи кислород-гелиевой смеси. Добавление гелия помогает:

• быстрее нормализовать газовый состав;
• восстановить кислотность;
• предупредить ряд осложнений;
• усилить кровообращение и микроциркуляцию в легких.

Смесь газов при подаче подогревают до 92 градусов, а вся процедура длится 15 минут. Изобретатели этого метода отмечают, что при вдыхании нет неприятных ощущений, их можно сравнить с обычным посещением сауны. Пока этот способ проходит испытания в Институте скорой помощи им. Склифосовского.

Переливание крови, обогащенной кислородом

Для пациентов, у которых на фоне ИВЛ содержание кислорода в крови падает до 50%, необходимо аппаратное насыщение крови и переливание уже обогащенной атомарным кислородом (ЭКМО). Против самого коронавируса это не помогает, но позволяет сохранить жизнь и выиграть время для лечения противовирусными препаратами. 

Роль углекислого газа в развитии артериальной гипертонии

Между тем, утверждение о том, что первопричина ги­пертонии — именно недостаточная концентрация углекислого газа в крови, проверяется очень просто. Нужно всего лишь вы­яснить, сколько углекислого газа находится в артериальной крови гипертоников и здоровых людей. Именно это и было сде­лано в начале 90-х годов российскими учеными-физиолога­ми.

Проведенные исследования газового состава крови больших групп населения разных возрастов, о результа­тах которых можно прочесть в книге «Физиологическая роль углекислоты и работоспособность человека» (Н. А. Агаджанян, Н. П. Красников, И. Н. Полунин, 1995) по­зволили сделать однозначный вывод о причине постоян­ного спазма микрососудов — гипертонии артериол. У по­давляющего большинства обследованных пожилых лю­дей в состоянии покоя в артериальной крови содержится 3,6-4,5 % углекислого газа (при норме 6-6,5%).

Таким образом были получены фактические доказатель­ства того, что первопричина многих хронических недугов, характерных для пожилых людей, — утеря их организмом способности постоянно поддерживать в артериальной кро­ви содержание углекислого газа близкое к норме. А то, что у молодых и здоровых людей углекислого газа в крови 6 — 6,5 % — давно известная физиологическая аксиома.

От чего же зависит концентрация углекислого газа в артериаль­ной крови?

Углекислый газ С02 постоянно образуется в клетках организма. Процесс его удаления из организма через лег­кие строго регулируется дыхательным центром — отделом головного мозга, управляющим внешним дыханием. У здоровых людей в каждый момент времени уровень вен­тиляции легких (частота и глубина дыхания) таков, что С02 удаляется из организма ровно в таком количестве, чтобы его всегда оставалось в артериальной крови не менее 6%. По-настоящему здоровый (в физиологическом смысле) организм не допускает снижения содержания углекислого газа менее этой цифры и повышения более 6,5%.

Интересно заметить, что значения огромного числа са­мых разных показателей, определяемых при исследова­ниях, проводимых в поликлиниках и диагностических центрах, у людей молодых и пожилых отличаются на доли, максимум на единицы %. И только показатели содержания углекислого газа в крови отличаются примерно в полтора раза. Другого настолько яркого и конкретного отличия между здоровыми и больными не существует.

Так зачем нужен кислород?

Он необходим для всего живого на земле: животные потребляют его в процессе дыхания, а растения выделяют его в процессе фотосинтеза. В каждой живой клеточке содержится больше кислорода, чем любого другого элемента – около 70%.

Процесс его метаболизма таков: сначала он поступает через лёгкие в кровь, где поглощается гемоглобином и образует оксигемоглобин. Затем через кровь «транспортируется» ко всем клеткам органов и тканей. В связанном состоянии он поступает в виде воды. В тканях расходуется в основном на окисление многих веществ во время их метаболизма. Далее метаболизируется до воды и диоксида углерода, потом выводится из организма через органы дыхательной и выделительной систем.

Кислород важен для нормальной работы каждой клеточки нашего тела. Его недостаточное поступление в организм чревато развитием самых разных нарушений. Особенно опасна такая ситуация для маленьких детей и для беременных женщин. Недостаточное поступление кислорода в организм может объясняться самыми разными факторами, а коррекцией такого состояния должен заниматься лишь специалист. Давайте поговорим о том, как проявляется нехватка кислорода, симптомы, лечение, причины и последствия такого состояния рассмотрим.

Что происходит при активной длительной работе мышцы?

Исчерпывается резерв креатинфосфата, гликолиз не справляется с энергетическим дефицитом в мышце и активизируется аэробный процесс. Это приводит, прежде всего, к ускорению пульса и росту давления крови. Оба эти процесса приводят к усиленному поступлению кислорода в мышечные клетки и, в частности, в митохондрии. Активизируются ферменты дыхательной цепи, которым надо много ионов водорода. Ионы водорода, в свою очередь, берутся из цикла трикарбоновых кислот. А сырьём для этого процесса служат как раз остатки жирных кислот. Что получается? Стоит нам нагрузить мышцы в течение нескольких минут, как в них активизируется сжигание жиров. А если растянуть такую нагрузку на 10-40 минут, да ещё при достаточно высокой интенсивности, тогда мы сожжём массу жира в теле.

Однако…

Здесь, конечно же, не всё так просто, и дело гораздо сложнее. Поскольку ферментативные реакции в организме регулируются не нашим желанием, а различными градиентами концентрации и энергии, они часто конкурируют между собой и эффективность нужной нам реакции может снизиться.

Например, если не обеспечить организм стимулом выбросить в кровь жирные кислоты из жировой ткани, он будет в аэробном процессе получать энергию из углеводов. Просто потому, что это выгоднее энергетически. И так, пока не будут исчерпаны углеводные резервы (обычно это происходит минут через 20)

Поэтому так важно совмещать силовые нагрузки (высвобождают жирные кислоты из жировой ткани) и аэробные

Обратите на этот факт самое пристальное внимание, если желаете избавиться от лишних килограммов быстрее

С другой стороны, не все мышечные волокна одинаково эффективно сжигают жиры. Лучше всего для этого приспособлены красные. А в белых этот процесс не ярко выражен. Поэтому лучше чаще использовать повышенное число повторений в силовых упражнениях.

Кислородная мезотерапия

Кислородная терапия для лица и тела решает множество проблем кожи и ее возрастных изменений.

Метод помогает избавиться от:

• Растяжек, отеков, купероза.
• Шрамов, рубцов, угревой сыпи, сухости кожи.
• Пигментных пятен, мимических морщин, акне.

Также устраняются или уменьшаются темные круги под глазами, обвисший подбородок.

При помощи кислорода проводят восстановление эпидермиса после травмирующих процедур (пилинг, фотоомоложение и пр.).

Аппарат для кислородной терапии, используемой в косметологических целях, имеет несколько насадок для воздействия на разные участки кожи. Лечение проводится наружно с применением чистого О₂. Перед началом процедуры кожу подготавливают – очищают, наносят специальные средства, усиливающие терапевтический эффект. Для достижения результата необходимо пройти не менее 10 процедур.

Методы

Оксигенотерапия – это метод восстановления здоровья посредством физиотерапии. Процедуру предлагают и назначают в стационарах, амбулаториях, в санаторно-курортных учреждениях.

Система кислородной терапии имеет несколько вариантов, наиболее часто используются следующие:

• Ингаляции – подача кислородной смеси происходит через катетеры, маски, канюли или интубационные трубки. Это метод непосредственного введения кислорода в легкие, обычно через нос. Длительность сеанса – не менее 10 минут и до 1 часа. При ингаляциях используют аппарат Боброва, в котором газовая смесь увлажняется. Подача происходит из кислородных подушек, стационарных баллонов или хранилищ клиники.
• Внелегочная – кислород подается в отдел брюшины, подкожно или подконъюнктивальными инъекциями. Каждый из видов этой терапии преследует свои цели – ректальное введение увеличивает парциальное давление, ускоряет процессы метаболизма в ЖКТ, регулирует некоторые нервные процессы. Внутрибрюшинное введение в область плевры показано для преодоления легочной недостаточности, отравлении газами, туберкулезе, ранениях и пр. Введение смеси О2 в желудок с помощью зонда устраняет кровотечение, улучшает моторику, секреторные функции, способствует восстановлению тканей. Подкожное введение показано при заболеваниях нервной системы. При травмах глаз, отравлениях спиртом (метиловым), воспалениях оксигенацию проводят инъекциями в окологлазные области. Для лечения глистной инвазии кислород вводят в кишечник.
• Гипербарическая оксигенация проводится с использованием герметичной барокамеры, куда газовая смесь подается под давлением. Показано пациентам с рядом патологий – гипоксия, воздушная эмболия, все виды шока, декомпрессия, нарушения микроциркуляции крови, газовая гангрена и т. д.
• Ванны с кислородом – этот вид бальнеотерапии активизирует окислительно-восстановительные процессы в организме, устраняет бессонницу, улучшает работу нервной системы, понижает давление. Для процедуры воду в ванной нагревают до 35 градусов по Цельсию и обогащают кислородом. Необходимое количество сеансов для достижения результата – не менее 10 ванн по 15 минут.
• Кислородная палатка, тент, кувез – оборудование применяется для оксигенотерапии младенцев.
• Кислородные коктейли, муссы – энтеральная оксигенотерапия. Соки, отвары трав пропускают через сжиженный кислород. Напитки приносят неоценимую помощь при отоларингологических заболеваниях, ОРВИ, аллергиях, бронхиальной астме, хронической усталости, длительных болезнях. Используется для профилактики простуд у маленьких детей.

Зависимость от света

Скорость фотосинтеза прямо пропорциональна увеличению интенсивности света.

Это интересно

Но при уровне освещения 10 000 люкс нарастание скорости фотосинтеза, а следовательно и выделения кислорода, прекращается. Дальнейшее увеличение интенсивности света уже не влияет на скорость фотосинтеза.

Следует заметить, что интенсивность фотосинтеза (и выделение кислорода) различна у разных видов растений:

• у теневыносливых растений пик активности фотосинтеза наблюдается в полутени;
• у светолюбивых интенсивность фотосинтеза высока только при полном солнечном освещении.

У деревьев также прослеживаются периодические изменения в интенсивности фотосинтеза. Угнетение процесса фотосинтеза происходит в полуденные часы, когда устьица на листьях закрываются с целью уменьшения испарения и потери растением влаги.

Опыты показали, что освещение растений постоянно в течение 24 часов не увеличивает процесс фотосинтеза. Депрессия фотосинтеза наступает в ночные часы, что коррелируется внутренними факторами. Интересен и тот факт, что зеленый лист может использовать в процессе фотосинтеза только 1 % падающей на него солнечной энергии.

Значение кислорода для организма: как работает дыхание

Человеческое тело нуждается в кислороде, чтобы функционировать. Оно поглощает кислород и выделяет отходящий газ в форме углекислого газа. Этот двухчастный процесс называется дыханием.

Существует два типа дыхания: анаэробное и аэробное. Анаэробное дыхание не использует кислород и в основном является функцией простых одноклеточных организмов.

Аэробное дыхание — это то, что используют люди и животные. При аэробном дыхании кислород используется внутри клетки, чтобы помочь создать энергию.

Когда вы дышите, воздух попадает в легкие микроскопические мешочки, называемые альвеолами. Кислород проходит через стенки альвеол и попадает в кровоток.

Кровь переносит кислород к клеткам по всему телу, где помогает преобразовывать питательные вещества в полезную энергию. Забавный факт: кислород делает вашу кровь красной. Кровь без кислорода кажется голубой.

Что происходит в организме при регулярном кардиотренинге в течение длительного времени?

Стимулируя активное дыхание и увеличение пульса достаточно продолжительной мышечной работой, мы получаем следующие изменения (адаптации) в организме. Они появляются не сразу, а в течение нескольких месяцев или даже лет регулярных кардиотренировок.

• Развивается сердце. Оно увеличивает свою способность прокачивать кровь через организм и создавать высокое давление. Кстати, между делом, вы забудете, что такое гипертония.
• Увеличивается окислительная способность мышц (способность поглощать кислород и сжигать жир).
• Увеличивается объём сосудистой системы человека. В основном это происходит за счёт увеличения венозной части (венозное русло) и капилляров.
• Увеличивается количество крови. По разным данным увеличение может составить до 50%.
• Улучшается способность крови к переносу кислорода.
• Увеличивается жизненная ёмкость легких, и вы навсегда забудете, что такое одышка.
• Увеличивается число и размеры митохондрий в мышцах. Вклад митохондрий в общий рост мышц составляет около 25%. Следовательно, вы станете более подтянутым и мускулистым даже без основательной силовой тренировки.
• Развивается капиллярная сеть работающих при кардиотренинге мышц. Это означает ускорение обмена веществ в мышцах, увеличение выносливости и рост потенциала для роста мышц в объёме и силе. Уходят такие явления как застой жидкостей в ногах и отёчность, а также целлюлит у женщин.

Все эти явления, вместе взятые, означают, что ваш вес уже не может быть намного выше нормы, и вы очень выносливы и здоровы. Ну и, конечно же, красивы и привлекательны!

Обмен веществ. Что Вы о нём знаете?МетаболизмКак в пять раз увеличить эффект от диеты?Три способа ускорить обмен веществ и забыть о диетахЧто такое EPOC

Рекордсмен

Приблизительно можно считать, сколько в дереве сухого вещества по массе, столько же по массе это дерево за всю свою жизнь выделило в атмосферу кислорода.

Соответственно, чем дерево крупнее и быстрее растет – тем больше оно выделяет кислорода в атмосферу. Тополь, действительно, одно из самых быстрорастущих деревьев, потому и кислорода он выделяет больше других за время жизни. Взрослый тополь в возрасте 25–30 лет выделяет в 7 раз больше кислорода, чем такое же растение ели. Тополь также хорошо увлажняет воздух и устойчив к загрязнению воздуха.

Часть накопленного органического вещества используется в процессе дыхания самого дерева и разложения его отмерших частей.

Зависимость от углекислого газа и загрязнений

Огромное влияние на процесс фотосинтеза оказывает содержание углекислого газа в воздухе. В среднем концентрация углекислого газа невелика и составляет 0,03 % объема воздуха. Повышение концентрации всего лишь на 0,01 % способствует повышению продуктивности фотосинтеза и урожайности растения вдвое. Незначительное понижение концентрации углекислого газа, наоборот, резко снижает продуктивность процесса фотосинтеза.

Как никакой другой фактор влияет на фотосинтез уровень загрязнения воздуха. При высокой загазованности (в крупном городе около автомагистралей) интенсивность фотосинтеза падает в 10 раз.

История митохондрий. Как дышат живые организмы

Здесь нам необходимо вернуться к тому, что мы изучали в старшей школе. Когда мы говорим о таком явлении как дыхание, то вспоминаем процесс вдыхания кислорода и выброса углекислого газа через легкие. В действительности все по-другому. В биологии этот процесс называется газообменом, то есть обменом газов между организмом и внешней средой. При этом процесс дыхания имеет совершенно другое значение. Газообмен — это физический процесс, а дыхание — химический.

Дыхание или клеточное дыхание — это совокупность реакций и процессов, которые происходят в клетках живых организмов для получения энергии путем преобразования питательных веществ в молекулы кислорода. Другими словами, дыхание — это процесс окисления соединений, которые мы употребляем в пищу, чтобы получить энергию, необходимую для образования клеток организма.

Живые организмы развили способность усваивать кислород, то есть дышать, примерно 1,45 миллиарда лет назад. В то время микроорганизм, похожий на бактерии, но более крупный, называемый археей, проглотил горстку более мелких бактерий. Каким-то образом новый процесс был полезен для обеих сторон, и они остались вместе, олицетворяя абсолютную гармонию.

Эти симбиотические отношения привели к совместной эволюции двух организмов, и в конечном итоге данные бактерии превратились в органеллы, называемые митохондриями. Эта наиболее популярная среди ученых гипотеза предполагает, что митохондрии изначально были прокариотическими клетками, способными осуществлять окислительные механизмы, которые были невозможны во время эукариотических клеток. Эта теория подтверждается тем фактом, что митохондрии обладают многими свойствами бактерий.

Каждая клетка в организме человека, за исключением эритроцитов, содержит большое количество митохондрий, которые необходимы для процесса дыхания.