المصادر الطبيعية لثاني أكسيد الكربون هي الغازات المنبعثة من أعماق الأرض (خاصة أثناء الانفجارات البركانية)، وتنفس الكائنات الحية، ومنتجات احتراق الأخشاب أثناء حرائق الغابات، وما إلى ذلك. تسعى الطبيعة دائمًا إلى تحقيق التوازن، لذلك أثناء عملية التمثيل الضوئي، تم امتصاص ثاني أكسيد الكربون بواسطة النباتات والبحار والمحيطات، أي. هناك دورة الكربون في الطبيعة. تدخل الإنسان في هذه الدورة الطبيعية. ونتيجة لاحتراق الوقود العضوي، زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بنحو 1.3 مرة في الفترة من 1750 إلى 1992.
أول أكسيد الكربون (CO)، وهو غاز عديم اللون والرائحة، شديد السمية. ويرجع ذلك إلى قدرته على التفاعل مع الهيموجلوبين في الدم، مما يؤدي إلى تكوين كربوكسي هيموجلوبين، الذي لا يرتبط بالأكسجين. ونتيجة لذلك، ينتهك تبادل الغازات في الجسم، ويحدث جوع الأكسجين ويحدث عمل جميع أجهزة الجسم. تعتمد طبيعة التسمم بأول أكسيد الكربون على تركيزه في الهواء، ومدة التعرض له، وقابلية الشخص الفردية. يسبب التسمم الخفيف نبضًا في الرأس، وتغميق العينين، والدوخة، والصداع، والتعب، وزيادة معدل ضربات القلب. في حالة التسمم الشديد، يصبح الوعي غائما ويزداد النعاس. عند تناول جرعات كبيرة جدًا من أول أكسيد الكربون (أكثر من 1%)، يحدث فقدان الوعي والوفاة. بالنسبة لرئتي الإنسان، وكذلك الكائنات الحية الأخرى، يمكن أن يصبح ثاني أكسيد الكربون ضارًا للغاية أو حتى سامًا، حيث يمتصه الدم بشكل أفضل بحوالي 210 مرات من الأكسجين الموجود في الهواء. يعد أول أكسيد الكربون أحد أكثر ملوثات الهواء شيوعًا.
أكاسيد النيتروجين أكثر ضررا لجسم الإنسان من أول أكسيد الكربون. تختلف الطبيعة العامة للتأثير تبعًا لمحتوى أكاسيد النيتروجين المختلفة: NO2، N2O3، N2O4. الخطر الأكبر هو NO2. التعرض لأكاسيد النيتروجين عند الإنسان يؤدي إلى خلل في الرئتين والقصبات الهوائية. الأطفال والبالغون الذين يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية هم أكثر عرضة للتعرض لأكاسيد النيتروجين. في الهواء تسبب أكاسيد النيتروجين حسب تركيزها: تهيج الأغشية المخاطية للأنف والعينين C = 0.001 المجلد. ٪، بداية جوع الأكسجين C = 0.001 المجلد. %، الوذمة الرئوية C = 0.008 المجلد. %.
عندما يتلامس ثاني أكسيد النيتروجين مع سطح رطب (الأغشية المخاطية للعينين والأنف والشعب الهوائية)، يتم تشكيل أحماض النيتريك والنيتروز، مما يؤدي إلى تهيج الأغشية المخاطية وإتلاف الأنسجة السنخية للرئتين. عند التركيزات العالية من أكاسيد النيتروجين (0.004 - 0.008٪) تحدث مظاهر الربو والوذمة الرئوية. عند استنشاق الهواء المحتوي على أكاسيد النيتروجين بتركيزات عالية، لا يشعر الشخص بأي أحاسيس غير سارة ولا يتوقع عواقب سلبية. مع التعرض لفترات طويلة لأكاسيد النيتروجين بتركيزات تتجاوز المعدل الطبيعي، يصاب الأشخاص بالتهاب الشعب الهوائية المزمن، والتهاب الغشاء المخاطي المعوي، ويعانون من ضعف القلب، واضطرابات عصبية. إن ثاني أكسيد النيتروجين أثقل من الهواء، لذلك يتجمع في المنخفضات والخنادق ويشكل خطرًا كبيرًا أثناء صيانة المركبات.
أكاسيد النيتروجين مسؤولة عن التسبب في الضباب الدخاني والأمطار الحمضية. يسبب الضباب الدخاني صعوبة في التنفس والسعال عند الأطفال ويساهم في تطور أمراض الجهاز التنفسي. يتأثر مرضى الربو والأطفال بشكل خاص بالضباب الدخاني.
لوحظ إحساس بالرائحة وتهيج طفيف في الفم عند تركيز ثاني أكسيد النيتروجين البالغ حوالي 0.0002 ملغم / لتر. لأكاسيد النيتروجين أيضًا تأثير ضار على الجهاز العصبي البشري. محتوى أكاسيد النيتروجين في الهواء الجوي أعلى من 0.28 ملغم/م3 يؤدي إلى تلف بعض أنواع النباتات وصعوبة التنفس والسعال عند الأطفال ويساهم في تطور أمراض الجهاز التنفسي.
يتجلى رد الفعل الثانوي لتأثيرات أكاسيد النيتروجين في تكوين النتريت في جسم الإنسان وامتصاصها في الدم. ويؤدي ذلك إلى تحويل الهيموجلوبين إلى ميتاهيموجلوبين، مما يؤدي إلى خلل في وظائف القلب.
كما أن لأكاسيد النيتروجين تأثيرًا سلبيًا على الغطاء النباتي، حيث تشكل محاليل من أحماض النيتريك والنيتروز على شفرات الأوراق. هذه الخاصية نفسها هي المسؤولة عن تأثير أكاسيد النيتروجين على مواد البناء والهياكل المعدنية. وبالإضافة إلى ذلك، فإنها تشارك في التفاعل الكيميائي الضوئي لتكوين الضباب الدخاني. في غازات العادم لمحركات الديزل، يمكن أن تصل تركيزات ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين إلى 0.5% (من حيث الحجم).
أكسيد النيتروز هو مسكن آلام مخدر يستخدم في الجراحة، وأمراض النساء الجراحية، وكذلك لتخفيف آلام المخاض.
وصف الدواء
غاز أكسيد النيتروز عديم اللون والرائحة، وهو أثقل من الهواء (كثافته 1.527). بنسبة 1:2 يمكن أن يذوب في الماء. عند ضغط 30 جوًا ودرجة حرارة 0 درجة مئوية، وكذلك عند ضغط 40 جوًا ودرجة حرارة عادية يتحول إلى سائل عديم اللون. ومن 1 كجم من سائل أكسيد النيتروز يتكون 500 لتر من الغاز.
بجرعات صغيرة، واستخدام الدواء يسبب شعورا طفيفا بالتسمم والنعاس. ومن هنا اسم آخر - غاز الضحك. عند استنشاق الغاز النقي يحدث الاختناق والحالة المخدرة. يسبب أكسيد النيتروز الطبي، عند تناوله بشكل صحيح، حالة مخدرة دون تحفيز مسبق وآثار جانبية أخرى.
ليس للدواء فعالية مخدرة قوية، ولذلك ينصح باستخدامه مع أنواع أخرى من التخدير أكثر قوة.
الافراج عن النموذج
تنتج أسطوانات أكسيد النيتروز باللون الرمادي بسعة 1 و 10 لتر تحت ضغط 50 ضغط جوي.
التأثير الدوائي
غاز أكسيد النيتروز خامل كيميائيا ولا يسبب تهيجا في الجهاز التنفسي. عمليا لا يتغير في الجسم ولا يرتبط بالهيموجلوبين. وفي البلازما يكون في حالة مذابة. بعد توقف الاستنشاق، بعد فترة قصيرة (10-15 دقيقة)، يتم التخلص منه بشكله الأصلي بشكل كامل عبر الجهاز التنفسي.
يحدث التخدير بسرعة كبيرة بسبب انخفاض الضغط الجزئي بين الغاز والدم. عند تركيز المخدر 65-70% يحدث التخدير الكامل، وعند تركيز 35-40% يتم تحقيق تأثير مسكن. تركيز الغاز أكثر من 70% يسبب تأثير نقص الأكسجة.
مؤشرات لاستخدام أكسيد النيتروز
يُستخدم التخدير باستخدام أسطوانات أكسيد النيتروز حاليًا على نطاق واسع في طب الأسنان الجراحي، وأمراض النساء الجراحية، والممارسة الجراحية.
في المقام الأول في ممارسة التخدير، يتم استخدام غاز أكسيد النيتروز كأحد مكونات التخدير المركب بالاشتراك مع مرخيات العضلات والمسكنات وأدوية التخدير الأخرى (إنفلوران، فلوروتان، إيثر) مع خليط من الأكسجين (20-50٪).
تُستخدم أيضًا اسطوانات أكسيد النيتروز في قلع الأسنان وإزالة أنابيب الصرف والغرز في فترة ما بعد الجراحة لتخفيف الصدمة المؤلمة ولتخفيف الحالات المرضية الأخرى المصحوبة بألم لا تخففه المسكنات غير المخدرة.
يتم إجراء التسكين باستخدام بالونات أكسيد النيتروز، بالإضافة إلى التدخلات الجراحية البسيطة، في سيارات الإسعاف للمرضى الذين يعانون من احتشاء عضلة القلب الحاد، وقصور الشريان التاجي الحاد، والتهاب البنكرياس الحاد، والحروق والإصابات الميكانيكية الشديدة.
التسكين الطبي بأكسيد النيتروز الذي يحتوي على 50-60% من الأكسجين فعال في حالات الصدمة. كما يوفر محتوى الأكسجين العالي في الخليط تأثير أكسجين علاجي.
آثار جانبية
الغثيان والقيء ممكنان بعد التخدير.
موانع للاستخدام
في حالة نقص الأكسجة الواضح (عدم كفاية إمدادات الأكسجين إلى الأنسجة أو ضعف امتصاصه واستخدامه)، وكذلك في حالة ضعف انتشار (اختراق) الغازات من الرئتين إلى الدم، يجب توخي الحذر الشديد عند استخدام غاز أكسيد النيتروز.
هو بطلان استخدام الدواء في حالة إدمان الكحول المزمن، وأمراض الجهاز العصبي الشديدة أو حالة تسمم الكحول (الهلوسة والإثارة العصبية ممكنة).
التفاعل مع أدوية أخرى
يتناسب التخدير باستخدام بالونات أكسيد النيتروز بشكل جيد مع التخدير فوق الجافية، بالاشتراك مع أدوية التخدير الاستنشاقية الأخرى (الفلوروثان، السيكلوبروبان، تريلين، الأثير)، مع المخدرات الوريدية (الباربيتورات وثلاثي الباربيتورات)، مع مضادات الذهان ومرخيات العضلات. أثناء العمليات، يلزم أن تكون نسبة الغاز إلى الأكسجين 2:1 أو 3:1.
مع التخدير طويل الأمد مع الاستخدام المتزامن لمرخيات العضلات، هناك ضرر من أكسيد النيتروز - تراكم ثاني أكسيد الكربون مع التطور اللاحق لنقص الأكسجة، والذي يمكن أن يسبب خللًا في وظائف القلب أثناء الجراحة.
ضرر آخر من أكسيد النيتروز هو القدرة على تعزيز التأثير الاكتئابي للمسكنات المخدرة والباربيتورات على مركز الجهاز التنفسي.
سلامة استخدام وأضرار أكسيد النيتروز. تأثير على الجسم
إن ضرر أكسيد النيتروز وتأثيره السلبي على الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية والكلى والكبد ضئيل للغاية، لذلك يعتبر هذا الدواء من أكثر الأدوية أمانًا.
يعتبر أكسيد النيتروز الطبي بتركيزات تصل إلى 80٪ آمنًا عمليًا للجسم وليس له أي تأثير سلبي على وظائف الأعضاء الحيوية.
بالنسبة لحديثي الولادة، يحدث ضرر من أكسيد النيتروز عندما يتم استنشاق الغاز لفترة طويلة من قبل امرأة في المخاض - قد يولد الطفل مع درجات أبغار منخفضة.
ومن ناحية عناصر الدم فإن استخدام الغاز قد يسبب تغيرات طفيفة. وجد أن أكسيد النيتروز ضار بوظائف نخاع العظم. مع الاستخدام طويل الأمد (2-4 أيام)، يحدث انخفاض في وظيفة نخاع العظم وينخفض عدد الكريات البيض.
أظهرت التجارب المختلفة أن أكسيد النيتروز ضار بانقسام الخلايا ونموها مع الاستخدام طويل الأمد. في حالة علاج الكزاز، يؤدي الاستخدام طويل الأمد للدواء إلى ندرة المحببات والاكتئاب النقوي.
بإخلاص،
فعالية أكسيد النيتروز
يعتمد التأثير المسكن والمخدر لأكسيد النيتروز على عوامل كثيرة: العمر والخصائص الفردية للمريض، وحالته الصحية، وتركيز أكسيد النيتروز في خليط الغاز المستنشق، وطريقة التخدير، ومؤهلات العاملين في المجال الطبي، الحالة الفنية لمعدات التخدير والجهاز التنفسي، وما إلى ذلك. حاليا، لا يستخدم أكسيد النيتروز في شكله النقي، دون الأكسجين، حتى لا يسبب تطور نقص الأكسجين المميت.
الجدول 1. اعتماد عمق التخدير على تركيز أكسيد النيتروز المستنشق
تركيز أكسيد النيتروز في الخليط المستنشق.
يقتصر الحد الأقصى لتركيز أكسيد النيتروز المستنشق في خليط مع الأكسجين على 80٪، حيث أن أي خليط من الغازات التي يستنشقه الشخص لفترة طويلة أو أكثر يجب أن يحتوي على 20٪ على الأقل من الأكسجين. عند هذا التركيز الأقصى المسموح به، يعطي أكسيد النيتروز تأثيرًا مخدرًا ضعيفًا ولكنه مسكن كافٍ.
ضمن التركيز المسموح به، يكون لأكسيد النيتروز خصائص مخدرة ضعيفة: التخدير بأكسيد النيتروز لا يتجاوز المرحلة الثالثة 1 ولا يوفر استرخاء العضلات.
ومع ذلك، فإن أكسيد النيتروز له تأثير مسكن واضح ومستمر، والذي يحدث بتركيز في الخليط المستنشق بنسبة 35-45٪.
ينطفئ الوعي عند 60-80 حجمًا٪. ولكن هذا لا يلاحظ في جميع المرضى، فالأشخاص الأقوياء جسديًا يكونون أكثر مقاومة لتأثيرات أكسيد النيتروز.
حالة المريض
من السمات المهمة لخليط غاز أكسيد النيتروز والأكسجين أنه كلما كانت حالة المريض أكثر خطورة، كانت هناك حاجة إلى تركيزات أقل من أكسيد النيتروز وتركيزات أعلى من الأكسجين لتحقيق التأثير المخدر الكامل. تمت دراسة درجة التأثير المسكن لأكسيد النيتروز بواسطة Dundee J. W. et al.، حيث تبين أن خليط الغاز الذي يحتوي على 20% N2O و80% O2 بعد 10 دقائق من بدء الاستنشاق له تأثير مسكن يساوي تأثير 17 ملغ من مورفين. إذا لزم الأمر، يمكن زيادة تركيز N2O إلى 80٪ (20٪ أكسجين)، والذي من حيث التحويل سوف يتوافق مع 64 ملغ (6.5 مل من محلول 1٪) من المورفين. تبين أن تقييم التأثير المسكن لتركيزات أكسيد النيتروز الأكثر استخدامًا في التخدير مرتفع جدًا، وأصبح العيب الرئيسي الذي تم تحديده مسبقًا لهذا المخدر - التأثير المخدر الضعيف - مع النهج الجديد ميزة كبيرة للدواء أكسيد النيتروز.
ملحوظة.إذا لم يكن من الممكن تحقيق عمق التخدير المطلوب وضمان التخدير الكامل، بتركيز أكسيد النيتروز 70-80٪، يتم إضافة المخدرات مثل الأثير، الفلوروثان (هالوثان)، إنفلوران، إيزوفلوران، والباربيتورات. من أجل استرخاء العضلات بشكل كامل، يتم استخدام مرخيات العضلات.
سلامة استخدام أكسيد النيتروز. تأثير على الجسم.
يعد أكسيد النيتروز من أكثر أدوية التخدير أمانًا، وآثاره السلبية على القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي والكبد والكلى لا تذكر. نادرا ما يحدث الغثيان والقيء. أكسيد النيتروز بتركيزات تصل إلى 80٪ غير ضار عمليًا بالجسم وليس له تأثير كبير على وظائف الأعضاء والأنظمة الحيوية في الجسم. لا يؤثر على التنفس، ولا يغير ضغط الدم ومعدل ضربات القلب، ولا يؤثر على النتاج القلبي (MV) والضغط الوريدي، ولا يؤثر على الكبد أو الطحال أو الكلى أو الغدد الكظرية أو التمثيل الغذائي أو نشاط انقباض الرحم.
يخترق المشيمة بسرعة، وبعد 2-19 دقيقة يكون تركيز أكسيد النيتروز في دم الوريد السري 80٪ من مستواه في دم الأم. يؤدي استنشاق أكسيد النيتروز على المدى الطويل في بعض الأحيان إلى ولادة طفل مع انخفاض درجات أبغار. يسبب أكسيد النيتروز تغييرات طفيفة فقط في عناصر الدم. منذ أوائل الخمسينيات، أصبح من المعروف أن أكسيد النيتروز يمكن أن يؤثر على تكوين خلايا الدم البيضاء. وهكذا، في أول 12-24 ساعة هناك مضاعفة الكريات البيض متعددة الأشكال مع عودة عددها إلى وضعها الطبيعي بعد 24 ساعة. ويزداد أيضًا عدد الخلايا الليمفاوية. تطول فترة تخثر الدم قليلاً، خاصة عند الأطفال حديثي الولادة. مع استنشاق أكسيد النيتروز على المدى الطويل لمدة 2-4 أيام، يحدث انخفاض في وظيفة نخاع العظم وينخفض عدد الكريات البيض. أظهرت تجارب مختلفة أن أكسيد النيتروز يوقف نمو الخلايا وانقسامها عند استخدامه لفترات طويلة من الزمن ويمكن أن يعطل فيتامين ب12. الاستخدام طويل الأمد لأكسيد النيتروز في علاج الكزاز يؤدي إلى اكتئاب نقي العظم وندرة المحببات.
الاستنتاجات.ويترتب على كل ما سبق أن أكسيد النيتروز دواء منخفض السمية للغاية. ولولا ضعف خصائصه المخدرة لكان قريباً من المخدر المثالي الذي لا يزال ضمن ترسانة عوامل التخدير الحديثة. تم استخدام أكسيد النيتروز في الطب لأكثر من 150 عامًا كغاز مخدر. وفي الوقت الحاضر، في جميع أنحاء العالم، إلى جانب ظهور طرق جديدة للتخدير، تظل وسيلة أساسية غير مسبوقة للتخدير.
التأثير السام للنيتروجين عند الضغط الجزئي المرتفع يتجلى في تأثيره المخدر وتثبيط وظائف الجهاز العصبي المركزي.
تعتمد شدة التأثير السام للنيتروجين بشكل مباشر على ضغطه الجزئي ومدة التعرض.
في ممارسة الغوص لوحظت هذه الظاهرة:
عند استخدام الهواء المضغوط للتنفس على أعماق تزيد عن 60 مترًا؛
في حالة مخالفة ضوابط تحضير وتغيير توريد مخاليط غازات التنفس؛
إذا تم انتهاك قواعد تنظيف نظام "المركبة - الرئتين"، بعد تغيير DGS أثناء الغوص؛
عند إيقاف تشغيل جهاز التنفس على أعماق تزيد عن 70 مترًا واستنشاق بيئة الهواء الخاصة بجرس الغوص (غرفة الضغط).
المظاهر الأولىتحدث التأثيرات السامة للنيتروجين عند ضغط جزئي قدره 0.4 ميجا باسكال (4 كجم قوة / سم 2) ويتم التعبير عنها في انخفاض ضبط النفس وزيادة الثرثرة والضحك بلا سبب. في كثير من الأحيان، لوحظ رد الفعل المعاكس - ظهور الاكتئاب ومشاعر الخوف.
عند ضغط جزئي للنيتروجين يبلغ 0.5-0.6 ميجا باسكال / 5-6 كجم قوة/سم2، تتطور حالة مشابهة للتسمم بالكحول. يستمر معظم الغواصين في الحفاظ على الأداء البدني والصحة العامة الجيدة. تؤدي الزيادة الإضافية في الضغط الجزئي للنيتروجين إلى 0.7-0.9 ميجا باسكال (7-9 كجم/سم2) إلى ضعف تنسيق الحركات، واضطراب التوجه العام، وانخفاض الذكاء. يزداد الشعور بالتسمم ويضيع الأداء.
عند ضغط نيتروجين جزئي أعلى من 1-1.2 ميجاباسكال (10-12 كجم قوة/سم2)، تظهر الهلوسة البصرية والسمعية، ويفقد الوعي، ويحدث النوم المخدر.
متى علاماتالتخدير النيتروجيني، من الضروري إيقاف الهبوط واتخاذ الإجراءات اللازمة لرفع الغواصين إلى السطح (تقليل العمق). ومع صعود الغواص يختفي التأثير المخدر للنيتروجين دون أي آثار متبقية.
إذا فقد الغواص وعيه، ينزل أحد أفراد الطاقم لتقديم المساعدة، والذي يجب أن يقود الضحية إلى الجرس ويقوم بغسل (تهوية) جهاز الرئة. لإزالة التأثير السام للنيتروجين، يتحول الغواص إلى التنفس بخليط الأكسجين والهيليوم بنسبة 6٪.
إن تأثيرات التعرض قصير المدى لضغوط جزئية عالية من النيتروجين لا تشكل خطراً على صحة الغواصين ولا تتطلب معاملة خاصة.
بغرض تحذيراتيتطلب التخدير النيتروجيني رقابة صارمة على تركيبة مخاليط الغاز الاصطناعي الموردة للتنفس وترتيب تغييرها.
من الضروري تحويل الغواص إلى تنفس الهواء أثناء تخفيف الضغط من أعماق 70 مترًا أو أقل.
من أجل التكيف مع التأثيرات السامة للنيتروجين، يتم إجراء النزول التدريبي في غرفة الضغط 1-2 مرات في الشهر باستخدام الهواء المضغوط للتنفس.
ومن الطبيعي الاعتقاد بأن الغازات النبيلة لا ينبغي أن تؤثر على الكائنات الحية، لأنها خاملة كيميائيا. ومع ذلك، هذا ليس صحيحا تماما. عند خلطه بالأكسجين، يؤدي استنشاق الغازات الخاملة الأعلى إلى إصابة الشخص بحالة مشابهة للتسمم بالكحول. يحدث هذا التأثير المخدر للغازات الخاملة بسبب ذوبانها في الأنسجة العصبية. وكلما زاد الوزن الذري للغاز الخامل، زادت قابليته للذوبان، وزاد تأثيره المخدر.
هواء الهيليوم وتأثيره على الإنسانالهواء الذي يتم فيه استبدال كل أو معظم النيتروجين بالهيليوم لم يعد خبرًا اليوم. يستخدم على نطاق واسع على الأرض وتحت الأرض وتحت الماء.
هواء الهيليوم أخف بثلاث مرات وأكثر قدرة على الحركة من الهواء العادي. يتصرف بشكل أكثر نشاطًا في الرئتين - فهو يزود الأكسجين بسرعة ويزيل ثاني أكسيد الكربون بسرعة. ولهذا السبب يتم إعطاء هواء الهيليوم للمرضى الذين يعانون من اضطرابات التنفس وبعض العمليات. يخفف الاختناق، ويعالج الربو القصبي، وأمراض الحنجرة.
إن استنشاق هواء الهيليوم يزيل عمليا انسداد النيتروجين (مرض الغواصات) الذي يتعرض له الغواصون والمتخصصون في المهن الأخرى الذين يعملون في ظل ظروف الضغط المرتفع أثناء الانتقال من الضغط المرتفع إلى الوضع الطبيعي. سبب هذا المرض مهم للغاية، خاصة مع ارتفاع ضغط الدم، وذوبان النيتروجين في الدم. ومع انخفاض الضغط، يتم إطلاقه على شكل فقاعات غازية يمكن أن تسد الأوعية الدموية.
الأوعية الدموية، تلف العقد العصبية... على عكس النيتروجين، الهيليوم غير قابل للذوبان عمليا في سوائل الجسم، لذلك لا يمكن أن يسبب مرض تخفيف الضغط. بالإضافة إلى ذلك، فإن هواء الهيليوم يزيل حدوث "التخدير النيتروجيني"، والذي يشبه ظاهريًا التسمم بالكحول.
عاجلاً أم آجلاً، سيتعين على البشرية أن تتعلم العيش والعمل في قاع البحر لفترة طويلة من أجل الاستفادة بجدية من الموارد المعدنية والغذائية للجرف. وفي أعماق كبيرة، كما أظهرت تجارب الباحثين السوفييت والفرنسيين والأمريكيين، لا يزال هواء الهيليوم لا غنى عنه. لقد أثبت علماء الأحياء أن التنفس المطول لهواء الهيليوم لا يسبب تغيرات سلبية في جسم الإنسان ولا يهدد بتغييرات في الجهاز الوراثي: فجو الهيليوم لا يؤثر على تطور الخلايا وتكرار الطفرات. هناك أعمال يعتبر مؤلفوها أن هواء الهيليوم هو وسيلة الهواء المثالية للمركبات الفضائية التي تقوم برحلات طويلة إلى الكون. لكن حتى الآن، لم يرتفع هواء الهيليوم الاصطناعي بعد إلى ما بعد الغلاف الجوي للأرض.
أكاسيد النيتروجين وتأثيرها على الإنسان
أكسيد النيتريك، الذي يتشكل بشكل طبيعي بشكل أساسي، غير ضار بالبشر. وهو غاز عديم اللون ذو رائحة خفيفة وطعم حلو. يؤدي استنشاق كميات صغيرة من N 2 O إلى تخفيف حساسية الألم، ونتيجة لذلك يستخدم هذا الغاز أحيانًا في خليط مع الأكسجين للتخدير. بكميات صغيرة، يسبب N 2 O شعورا بالتسمم (وبالتالي اسم "غاز الضحك"). استنشاق N 2 O النقي يسبب بسرعة حالة مخدرة واختناق.
يتواجد أكسيد النيتريك NO وثاني أكسيد النيتروجين N2O معًا في الغلاف الجوي، لذلك غالبًا ما يتم تقييم تأثيراتهما المشتركة على جسم الإنسان. فقط بالقرب من مصدر الانبعاثات يوجد تركيز عالٍ من NO. عند حرق الوقود في السيارات ومحطات الطاقة الحرارية، يتم إنتاج حوالي 90% من أكاسيد النيتروجين على شكل أول أكسيد النيتروجين. أما الـ 10% المتبقية فتأتي من ثاني أكسيد النيتروجين. ومع ذلك، أثناء التفاعلات الكيميائية، يتم تحويل جزء كبير من NO إلى N 2 O - مركب أكثر خطورة بكثير. أول أكسيد النيتروجين NO هو غاز عديم اللون. لا يهيج الجهاز التنفسي، وبالتالي قد لا يشعر به الإنسان. عند استنشاقه، يرتبط NO، مثل ثاني أكسيد الكربون، بالهيموجلوبين. في هذه الحالة، يتم تشكيل مركب نيتروسو غير مستقر، والذي يتحول بسرعة إلى ميتهيموغلوبين، بينما يتحول Fe 2+ إلى Fe 3+. لا يستطيع أيون Fe 3+ ربط O 2 بشكل عكسي وبالتالي يخرج من عملية نقل الأكسجين. ويعتبر تركيز الميثيموجلوبين في الدم بنسبة 60-70% مميتًا. لكن مثل هذه القيمة الحدية لا يمكن أن تحدث إلا في الداخل، وهذا مستحيل في الخارج.
عندما تبتعد عن مصدر الانبعاث، تتحول كمية متزايدة من NO إلى NO 2 - وهو غاز بني ذو رائحة كريهة مميزة. ثاني أكسيد النيتروجين مهيج للغاية للأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي. استنشاق أبخرة ثاني أكسيد النيتروجين السامة يمكن أن يسبب تسمما خطيرا. يسبب ثاني أكسيد النيتروجين تأثيرات حسية ووظيفية ومرضية. دعونا ننظر إلى بعض منهم. تشمل التأثيرات الحسية تفاعلات الجسم الشمية والبصرية مع تأثيرات ثاني أكسيد النيتروجين. وحتى عند التركيزات المنخفضة البالغة 0.23 ملجم/م3 فقط يشعر الإنسان بوجود هذا الغاز. هذا التركيز هو عتبة الكشف عن ثاني أكسيد النيتروجين. ومع ذلك، فإن قدرة الجسم على اكتشاف رقم 2 تختفي بعد 10 دقائق من استنشاقه، لكن الحلق يشعر بالجفاف والألم. على الرغم من أن هذه العلامات تختفي أيضًا مع التعرض لفترة طويلة للغاز بتركيز أعلى 15 مرة من عتبة الكشف. وبالتالي فإن NO2 يضعف حاسة الشم.
لكن ثاني أكسيد النيتروجين لا يؤثر على حاسة الشم فحسب، بل يضعف الرؤية الليلية أيضا، وهي قدرة العين على التكيف مع الظلام. ويلاحظ هذا التأثير عند تركيز 0.14 ملجم/م3، وهو بالتالي أقل من عتبة الكشف.
التأثير الوظيفي الناجم عن ثاني أكسيد النيتروجين هو زيادة مقاومة مجرى الهواء. بمعنى آخر، يسبب NO2 زيادة في الجهد المبذول في التنفس. وقد لوحظ هذا التفاعل في الأشخاص الأصحاء عند تركيز ثاني أكسيد النيتروجين الذي يبلغ 0.056 ملغم/م3 فقط، وهو أقل بأربع مرات من عتبة الكشف. ويواجه الأشخاص المصابون بأمراض الرئة المزمنة صعوبة في التنفس حتى عند تركيز 0.038 ملغم/م3.
الآثار المرضية هي أن NO2 يجعل الشخص أكثر عرضة لمسببات الأمراض التي تسبب أمراض الجهاز التنفسي. الأشخاص الذين يتعرضون لتركيزات عالية من ثاني أكسيد النيتروجين هم أكثر عرضة للإصابة بنزلات الجهاز التنفسي العلوي والتهاب الشعب الهوائية والخناق والالتهاب الرئوي. وبالإضافة إلى ذلك، فإن ثاني أكسيد النيتروجين نفسه يمكن أن يسبب أمراض الجهاز التنفسي. بمجرد دخول NO 2 إلى جسم الإنسان، عند ملامسته للرطوبة، يشكل أحماض النيتروز والنيتريك، التي تؤدي إلى تآكل جدران الحويصلات الهوائية في الرئتين. في هذه الحالة، تصبح جدران الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية نفاذة للغاية بحيث تسمح لمصل الدم بالمرور إلى تجويف الرئة. يذوب الهواء المستنشق في هذا السائل، ويشكل رغوة تمنع المزيد من تبادل الغازات. تحدث الوذمة الرئوية، والتي غالبا ما تؤدي إلى الوفاة. يؤدي التعرض طويل الأمد لأكاسيد النيتروجين إلى تمدد الخلايا في جذور القصبات الهوائية (الفروع الرقيقة للممرات الهوائية للحويصلات الهوائية)، وتدهور مقاومة الرئتين للبكتيريا، وتمدد الحويصلات الهوائية. يعتقد بعض الباحثين أن المناطق التي تحتوي على مستويات عالية من ثاني أكسيد النيتروجين في الغلاف الجوي تشهد زيادة في معدل الوفيات بسبب أمراض القلب والسرطان.
قد يكون الأشخاص المصابون بأمراض الجهاز التنفسي المزمنة (انتفاخ الرئة والربو) وأمراض القلب والأوعية الدموية أكثر حساسية للتأثيرات المباشرة لثاني أكسيد النيتروجين. هم أكثر عرضة للإصابة بمضاعفات (مثل الالتهاب الرئوي) من التهابات الجهاز التنفسي قصيرة المدى. ويعتقد أن حوالي 10-15% من سكان الولايات المتحدة يعانون من أمراض الجهاز التنفسي المزمنة. وبناءً على ذلك، وضعت الولايات المتحدة معيارًا لمحتوى ثاني أكسيد النيتروجين عند مستوى يحمي السكان من التهابات الجهاز التنفسي. ينص متوسط معيار جودة الهواء السنوي في الولايات المتحدة الأمريكية على تركيز ثاني أكسيد النيتروجين بمقدار 0.1 ملجم/م3. لا توجد بيانات عن محتوى ثاني أكسيد النيتروجين المسموح به في فترات زمنية قصيرة (على سبيل المثال، متوسط التركيز اليومي). في ألمانيا، الحد الأقصى المسموح به لتركيز الانبعاثات (MEC) لثاني أكسيد النيتروجين هو 9 ملجم/م3. توضح IEC تركيز المادة المنبعثة من مصدر معين في الهواء. يتم قياس تركيزات الانبعاثات مباشرة في تيار الغاز. لكن يجب أن تعلم أن ثاني أكسيد النيتروجين يشكل خطراً على صحة الإنسان، حتى لو كان تركيزه في الهواء أقل من MEC، خاصة مع التعرض لفترة طويلة.
في أوكرانيا، تم وضع المعايير البيئية التالية لمحتوى أكاسيد النيتروجين في الهواء الجوي للمناطق المأهولة بالسكان: بالنسبة لثاني أكسيد النيتروجين، يبلغ الحد الأقصى للتركيز الأقصى المسموح به (MPCm.r.) 0.085 ملجم/م3، والمتوسط الحد الأقصى اليومي للتركيز المسموح به (MPC.s.) هو 0.04 ملجم/م3؛ بالنسبة لـ NO MPCm.r = 0.4 مجم/م3، MPCs.s = 0.06 مجم/م3.
تخدير النيتروجين
الرأي السائد حول الخمول الفسيولوجي للنيتروجين ليس صحيحًا تمامًا. النيتروجين خامل من الناحية الفسيولوجية في الظروف العادية.
مع زيادة الضغط، على سبيل المثال عند الغوص، يزداد تركيز النيتروجين المذاب في البروتين وخاصة الأنسجة الدهنية في الجسم. وهذا يؤدي إلى ما يسمى بالتخدير النيتروجيني. يبدو أن الغواص في حالة سكر: تنسيق الحركات منزعج، والوعي غائم. اقتنع العلماء أخيرًا بأن السبب في ذلك هو النيتروجين بعد إجراء تجارب تم فيها تزويد بدلة الغواص الفضائية بخليط من الأكسجين والهليو بدلًا من الهواء العادي. وفي الوقت نفسه اختفت أعراض التخدير.
غاز الضحك
أحد أكاسيد النيتروجين الخمسة، أكسيد النيتروز (N 2 O) له تأثير فسيولوجي فريد جدًا، ولهذا يطلق عليه غالبًا اسم غاز الضحك.
يمكن أن يكون علاج الأسنان ممتعًا. الآن أصبح بإمكان مرضى "عيادة طب الأسنان" الحصول على خدمة فريدة من نوعها، حيث يتوفر اثنان من أكاسيد النيتروز الخمسة - علاج الأسنان باستخدام "غاز الضحك" أو أكسيد النيتروز. لقد تم استخدام هذا الغاز في الطب منذ أكثر من 150 عامًا ويظل الدواء الأكثر حداثة والأكثر طلبًا وشعبية.
قبل البدء في الإجراءات، يرتدي المريض قناعًا ويستنشق عدة أنفاس من الغاز برائحة حلوة لطيفة. بعد ذلك يظهر الشعور بالاسترخاء والهدوء، وتقل عتبة الألم، ويمكن للطبيب البدء بالعلاج. يظل المريض واعيًا ويستطيع التواصل مع الطبيب.
يستنشق الإنسان بالطبع ليس الغاز النقي بل خليطه مع الأكسجين. كوكتيل الغاز الضاحك آمن ولا يسبب الإدمان، وأثناء استخدامه يظل ضغط الدم ومعدل ضربات القلب طبيعيين. اليوم، يعتبر أكسيد النيتروز أخف مرخي ويمكن استخدامه للمرضى من جميع الأعمار. علاوة على ذلك، فهو الأكثر شيوعًا في مواعيد طبيب أسنان الأطفال. على سبيل المثال، تم استخدام هذه التكنولوجيا في الغرب لأكثر من 30 عامًا. في الولايات المتحدة الأمريكية وإسرائيل وبريطانيا العظمى، تستخدم 100% من عيادات أسنان الأطفال غاز الضحك يوميًا.
يختفي تأثير غاز الضحك بمجرد ظهوره. بضع دقائق كافية لإخراج الغاز من الرئتين. يعود المريض إلى المنزل بشكل مستقل ويمكنه القيادة دون عائق في نفس اليوم.
