О пользе и вреде азота

13 сентября 2018

Азот (N) — седьмой химический элемент в Периодической системе Д.И. Менделеева. Является одним из самых распространенных химических элементов на нашей планете. Атмосфера Земли почти на 80% состоит из азота. По распространенности в Солнечной системе азот занимает 4 место.

В природе при нормальных условиях простой азот встречается в виде двухатомного газа без цвета и запаха. Химически азот довольно инертен, именно поэтому он сохранился в атмосфере. Тем не менее, при определенных условиях, например, при разрядах молний, простой азот может вступать в химические реакции. Некоторые микроорганизмы (азотфиксирующие бактерии) способны связывать атмосферный азот. Именно такими путями он и попадает в почву. Растения усваивают содержащиеся в почве соединения азота, и далее по пищевой цепи он попадает в организм человека и других животных.

В отличие от чистого азота, многие его соединения химически активны, а некоторые токсичны, например, азотная кислота, аммиак, синильная кислота, некоторые окиси азота и др.

Азот — элемент-органоген, без которого жизнь невозможна, поскольку в состав аминокислот, образующих белки, входит азот. Азот также входит в состав нуклеотидов — строительного материала ДНК, гормонов, нейромедиаторов, гемоглобина, большинства витаминов и других биологически активных и незаменимых для жизни веществ.

В организме человека азот составляет почти 2,5%.

Роль азота в организме человека

Как можно понять из сказанного выше, чистый азот сам по себе никакой биологической ценности не имеет, иначе живые организмы давным-давно полностью усвоили бы его из атмосферы. Биологической активностью обладают лишь соединения азота.

Прежде всего, азот входит в состав аминокислот, из которых затем образуются пептиды и белки.

Азот является составным элементом нуклеиновых кислот, которые соединяясь образуют ДНК и РНК. Поэтому в состав генетического аппарата клетки азот входит как неотъемлемый элемент.

В составе гемоглобина крови азот участвует в транспортировке кислорода во все участки тела.

Ряд гормонов (инсулин, адреналин, глюкагон, тироксин и другие) включает в свой состав аминокислоты, то есть без азота они не могли бы образоваться.

Азот входит в состав нейромедиатора ацетилхолина. С помощью этого вещества нервные клетки передают друг другу сигнал.

В последние десятилетия было проведено множество медицинских исследований, направленных на выявление роли оксида азота (II) на организм человека. В частности, было выявлено, что соединения, высвобождающие этот оксид азота, воздействуют на гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, способствуя их расслаблению и расширению, что приводит к снижению кровяного давления. Именно такое действие оказывает всем известный нитроглицерин.

Источники азота

Как и подавляющее большинство других живых существ, человек не способен усваивать чистый азот. Поэтому в наш организм он поступает в связанном виде в составе растительных и животных белков, аминокислот, пуриновых соединений, нуклеотидов и т.д.

Нехватка азота

Дефицит чистого азота по понятным причинам исключен, поскольку он организму просто не нужен. Однако нехватка азотсодержащих веществ, например, белков и витаминов, явление весьма распространенное.

Причинами этого являются:

• несбалансированное питание, содержащее недостаточное количество белков;
• вегетарианское питание, поскольку в продуктах растительного происхождения очень часто отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты (содержащие их белки), а также витамины, например, В12;
• нарушение переваривания белков в ЖКТ;
• нарушение всасывания аминокислот в ЖКТ (обычно в кишечнике);
• дистрофия и цирроз печени;
• различные нарушения обмена веществ, как наследственные, так и приобретенные, в том числе нарушение азотистого обмена;
• усиленное расщепление белка в организме.

Последствия нехватки азота:

• мышечная дистрофия;
• нарушения обмена веществ, сопровождающиеся отеками, задержкой физического и умственного развития;
• иммунодефицит;
• гиподинамия;
• депрессия.

Избыток азота

Можно говорить только об избытке азотсодержащих веществ, а не азота.

Самыми опасными соединениями азота, которые обычно поступают в организм человека, являются нитраты и нитриты. Первые (нитраты) используют в качестве азотного удобрения, поэтому они содержатся в продуктах растительного происхождения. Вторые (нитриты) используются как консерванты. Красному цвету копченые мясные изделия обязаны нитриту натрия, без которого они приобрели бы естественный для приготовленного мяса серо-коричневый цвет.

У людей также встречается избыток белка, например, когда человек долгое время находится на белковой диете. В результате нарушается деятельность почек и печени, симптомами чего обычно бывают отеки, темные круги под глазами, неприятный запах изо рта, мутная моча; возникает отвращение к мясной пище; присутствуют многие признаки отравления (тошнота и рвота, слабость, расстройство умственной деятельности и т.п.).

Чтобы этого не случилось, необходимо соблюдать сбалансированную диету, то есть сочетать в своем рационе растительную и животную пищу, пить достаточное количество воды. При этом необходимо помнить, что взрослому человеку достаточно потреблять в сутки 60-100 г белка.

80% воздуха, которым мы дышим, состоит из азота. Несмотря на это, отравиться азотом, или азотистыми соединениями очень просто. Такие интоксикации являются опасными для человека и могут привести к летальному исходу. В этой статье мы рассмотрели отравление азотом, его причины и клинические проявления, а также способы оказания первой доврачебной помощи человеку с азотной интоксикацией.

Основные причины развития азотной интоксикации

Азот – это инертный газ, но в промышленности он также может использоваться в виде азотистых соединений и растворов. Наиболее частой причиной азотной интоксикации является нарушение правил безопасности при работе с этим химикатом.

Отравление азотом может происходить в ситуациях, перечисленных далее:

• При употреблении внутрь веществ, в состав которых входят азотистые соединения, например, оксид азота, используемый в медицине для лечения некоторых кардиологических патологий.
• При несоблюдении правил работы с азотистыми удобрениями. Их используют в сельскохозяйственной промышленности для повышения урожайности и качества земли.
• Во время длительного использования дыхательных смесей в медицине. Ранее в медицине для наркоза использовался «веселящий газ», закись азота. Это вещество оказывало влияние на центральную нервную систему и провоцировало азотное опьянение.
• При длительном погружении водолазов на глубину. В дыхательных смесях, которые они используют, концентрация азота достаточно велика, при длительном глубоком нырянии может развиваться азотное отравление водолаза, так называемая глубинная болезнь. Чаще всего она развивается при нырянии на глубину свыше 25 метров.
• Во время аварий на производствах, сопровождающихся выбросом в воздух большого количества азота. Азотистый газ часто используется при транспортировании бензина, нефти, некоторых химических жидкостей. Он способен заполнять пустое пространство, не влияя на состав окружающих его веществ.
• При горении кино- и видеопленки. При их сжигании в воздух выделяется опасное большое количество азота. Утилизировать такие пленки с помощью огня нельзя.

Обратите внимание, что пищевая добавка под названием Е942 является азотистым соединением, она вредна для человеческого организма. Не стоит покупать продукты, увидев ее в их составе.

Как влияет азот на организм

Чем выше концентрация азота и парционное давление во вдыхаемом воздухе, тем сильнее его токсическое действие. При случайном вдыхании воздуха с избытком азота (аварии на производствах, несоблюдение правил безопасности) он начинает действовать в организме как асфиксант, то есть проявляет удушающее действие. Вытесняя из организма кислород, он приводит к гипоксии и развитию дыхательной недостаточности.

Можно ли дышать азотом?

Несмотря на то, что это вещество входит в состав воздуха, которым мы постоянно дышим, намеренно вдыхать его в чистом или концентрированном виде довольно опасно. Большинство людей не знают, чем опасен азот, и не придерживаются правил безопасности при работе с ним.

Азот оказывает следующее действие на организм человека:

• поражает центральную нервную систему. Его молекулы попадают в нервные клетки, нейроны, и нарушают его работу. Такие процессы приводят к нарушению умственной активности, работы сердечно-сосудистой системы и дыхания;
• растворяется в жировой ткани, вызывая интоксикацию организма.

Механизмы влияния азота на человеческий организм до сих пор полностью не изучены. Причины, по которым развивается состояние эйфории или наркоза, не известны ученым.

Газ имеет высокую способность растворяться в жирах, по этой причине его молекулы «налипают» на мембраны клеток, состоящие большей частью из липидов, и тем самым мешают жизненно важным процессам. Наиболее выраженное губительное действие он оказывает на нервную систему. Сначала блокируется работа тормозных нейронов мозга, чемобусловлено наркотическое действие газа – проявляется так называемое азотное опьянение.

Впоследствии развивается токсический эффект, при котором нарушается проводимость нервного импульса и в других типах нейронов. Также газ наносит вред дыхательным путям, снижая активность альвеол.

Тяжесть интоксикации напрямую зависит от концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе. При случайном попадании азота в среду, где концентрация кислорода менее 6–7%, достаточно нескольких вдохов для того, чтобы до критического уровня упало парциальное давление кислорода в крови. При вдыхании же чистого азота человек моментально теряет сознание и может умереть в течение 3-4 минут пребывания в атмосфере с преобладанием инертного газа.

Симптомы отравления азотом

Азот – это газ, не имеющий ни цвета, ни запаха, поэтому очень трудно вовремя оценить риск отравления без специальных измерительных приборов. Ситуацию также усугубляет медленное развитие признаков интоксикации: человек поначалу может просто не замечать, как его организм теряет кислород, а отравление при этом происходит постепенно в течение довольно длительного времени.

Основные симптомы отравления азотом:

• прежде всего появляется кашель, к которому затем присоединяются боли в грудной клетке;
• в начале процесса интоксикации могут проявляться приступы эйфории, беспричинной веселости и двигательной расторможенности;
• через некоторое время эйфория сменяется апатией, резкой слабостью, возникают тремор конечностей и чувство страха;
• симптомы могут стихать и нарастать снова, отравление организма при этом продолжается;
• кожа приобретает синюшный оттенок;
• повышается температура тела, к кашлю примешиваютсякровь или пена;
• при развитии отека легких наблюдаются приступы удушья.

Летальный исход возможен при вдыхании чистого азота или при длительном нахождении в атмосфере, содержащей от 90% инертного газа.

Смерть чаще всего наступает в результате тяжелой дыхательной недостаточности или кислородного голодания мозга.

Первая помощь и лечение при поражении азотом

Жизнь пострадавшего зависит от быстроты действий окружающих, так как зачастую сам он не в состоянии помочь себе по причине развития азотного опьянения или обморока. Необходимо:

1. Вывести человека из зоны высокой концентрации азота. В случае аварии на предприятиях или при военном применении газа надеть противогаз или респиратор на себя, затем – на пораженного.
2. Вызвать врачебную помощь.
3. Обеспечить отравившемусяприток кислорода, расслабить стесняющую одежду, развязать галстук.
4. После того как больной придет в сознание, дать ему обильное питье (воду или сладкий чай).

Дальнейшая помощь оказывается специалистами в условиях стационара и под мониторингом жизненных показателей. Действия направлены на снижение количества инертного газа в организме. Используют кислородную маску, внутривенно вводят глюкозу, при развитии отека легких – раствор хлорида кальция. Если нарушена сердечная деятельность, вкалывают подкожно 10% раствор кофеина и другие сосудистые средства. Важно помнить, что нельзя отказываться от врачебной помощи и госпитализации даже при легком отравлении азотом. При видимом благополучии в организме могут произойти нарушения, способные привести к серьезным последствиям.

Последствия и профилактика

Если помощь оказана своевременно, шансы избежать осложнений достаточно высоки. Однако тяжелая интоксикация может спровоцировать дальнейшее развитие у человека патологических состояний, к которым относятся:

• заболевания органов ЖКТ и дыхательных путей; нарушение свертываемости крови;
• затруднение газообмена в альвеолах;
• нарушения в работе сердца.

В некоторых случаях требуется длительная симптоматическая терапия в условиях стационара. Чтобы предупредить отравление газом, необходимо не допускать нарушения техники безопасности при деятельности, связанной с ним. Работы с азотистыми удобрениями в обязательном порядке проводятся в средствах индивидуальной защиты.

Промышленные предприятия, на которых используются азотистые соединения, должны быть оснащены противогазами, а работники – обеспечены безопасными условиями труда.