地球上で最も豊富な元素の XNUMX つは、 酸素. 約XNUMX分のXNUMX ボリューム この化学元素は空気中に存在し、無色、無味、無臭です。 同じように豊富です 水 そして地球の地殻で。 ほとんどの生物と生物細胞は、 酸素 呼吸のため。
酸素とは？
周期表では、 酸素 元素記号「O」で示され、原子番号は「8」です。 それは主に化合物で発生し、二原子および三原子として発生します . 後者は「オゾン」とも呼ばれます。 岩と ミネラル 多くの場合、石英、大理石、または石灰岩などの酸素が含まれています。 一方、自由で単一の酸素原子は、極端な条件下で安定した形でのみ可能です。 これは、宇宙の真空の場合です。 酸素は蒸留によって空気から分離でき、液化すると青みがかった色になります。 このような条件は、たとえば、金属の精製、化学薬品の抽出、または生命を維持するための医療用途として使用されます。 酸素は通常の状態では常に気体であり、他の元素と組み合わせて、多くの燃焼プロセスに関与しています。 1772年に化学者で薬剤師のカール・ヴィルヘルム・シェールによって発見され、研究されました。 後者は酸素をガスとして分離し、低温殺菌プロセスと類似したプロセスであり、このようにして他の要素も発見しました。 窒素、 例えば。 しかし、彼は数年後までこれに関する研究を発表しなかったので、化学者のジョセップ・プリーストリーが先行して、彼とは別に、酸素が燃焼プロセスにどのような影響を与えるかなど、同じ発見をしました。実際のプロセス自体はまだ解読されていません。 以前は、火は、存在を構成する XNUMX つの要素の基本的な物質として、より形而上学的に考えられていました。 火の他に、土、空気、 水. そして17世紀には熱と火が結びつき、18世紀に発見されて物質が元素になりました。 しかし、燃焼と呼吸を正しく解釈することができたのは、民間学者のアントワーヌ・ローラン・ド・ラヴォワジエだけでした。 彼は純粋な酸素で実験を行い、空気の組成を決定しました。
機能、効果およびタスク
大気中の酸素は常に気体で発生し、水から溶解します。 したがって、この元素は非常に反応性が高く、主に植物によって光合成によって生成され、呼吸や他の燃焼プロセスによって再び消費されます。 藍藻やシアノバクテリアもこれらのプロセスに関与しており、太陽光を蓄え、有機化合物の合成に使用するために XNUMX 億年以上前に始まりました。 酸素は非常に効果的な老廃物でしたし、それゆえです。 人間と植物と 細菌 生きてこの形でエネルギーを生成するには酸素が必要です。 処理は次の場所で行われます。 ミトコンドリア、酸素が次に戻ります 水 呼吸鎖で。 酵素は、次に、酸素化によって生体内の物質を分解します。
形成、発生、特性、および最適値
ただし、酸素とその化合物の良好な反応性により、 つながる 細胞構造のより危険な破壊に。 人間が呼吸するには酸素が必要ですが、酸素が多すぎると有毒で、 肺 長期間にわたって増加した量のダメージ。 人体は酸素で機能しています 濃度 空気中には約21パーセント。 赤 血 細胞は、肺から臓器に酸素を運びます。 これが高すぎると、肺胞が腫れ、 壊死 肺の壁細胞の損傷、肺細胞への損傷、および内壁へのタンパク質塊の沈着。 その結果、呼吸中および血流中のガス交換が大幅に減少します。 同様に、酸素が増加した混合ガスは、中枢に損傷を与える可能性があります。 神経系 そして中枢神経症状を引き起こします。 これはポール・ベール効果と呼ばれ、耳鳴り、めまいの呪文、 吐き気, 嘔吐や、人格の変化や精神錯乱などの劇的な状態も。 これは、特にダイビングで頻繁に行われるため、酸素含有量と最大潜水深度を考慮する必要があります。
疾患および障害
ほとんどの生物は保護機能を持っています。 酵素 酸素を解毒するペルオキシダーゼやカタラーゼなど。 体内の酸素が枯渇すると、ミトコンドリア DNA に損傷を与えるフリーラジカルが生成されます。これは、抗酸化物質によって打ち消すことができます。 そのようなものは食物とともに摂取され、以下が含まれます： ビタミン C、A、E、 ミネラル および 微量元素. 細胞内の還元物質と酸化物質のバランスが崩れると、体の機能が崩壊します。 解毒 機能し、細胞に損傷を与えます。 これを酸化といいます ストレス、それが老化プロセスにつながります。 酸素欠乏症はしばしば起こる ハート および 肺 病気。 これは、動脈とすべての重要な器官の組織に損傷を与えます。 このような場合、追加の酸素を投与する必要があり、 人工呼吸 誘導しなければなりません。 同様に、酸素は 創傷治癒 プロセス自体。 手術後の感染症 傷 組織の酸素分圧と細胞内の防御細胞が発生する可能性があります。 血 と戦う役割を果たす 細菌 フリーラジカルで体内。 したがって、通常は投与後も酸素を投与します 麻酔 感染のリスクを減らすために。 慢性酸素欠乏症に関連する疾患は、長期の酸素を必要とします 治療. 原因には、気道の狭小化、肺塞栓症、損傷などがあります。 肺 組織、または深刻な ハート 欠陥。
