Открытие кислорода произошло дважды, во второй половине XVIII столетия с разницей в несколько лет. В 1771 году кислород получил швед Карл Шееле, нагревая селитру и серную кислоту. Полученный газ был назван «огненным воздухом». В 1774 английский химик Джозеф Пристли проводил процесс разложения оксида ртути в полностью закрытом сосуде и открыл кислород, но принял его за ингредиент воздуха. Только после того, как Пристли поделился своей находкой с французом Антуаном Лавуазье, стало понятно, что открыт новый элемент (calorizator). Пальма первенства данного открытия принадлежит Пристли потому, что Шееле опубликовал свой научный труд с описанием открытия лишь в 1777 году.

Кислород является элементом XVI группы II периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 8 и атомную массу 15,9994. Принято обозначать кислород символом О (от латинского Oxygenium - порождающий кислоту). В русском языке название кислород стало производным от кислоты , термина, который был введён М.В. Ломоносовым.

Нахождение в природе

Кислород является самым распространённым элементом по нахождению в земной коре и Мировом океане. Соединения кислорода (в основном - силикаты) составляют не менее 47% массы земной коры, кислород вырабатывается в процессе фотосинтеза лесами и всеми зелёными растениями, большая часть приходится на фитопланктон морских и пресных вод. Кислород - обязательная составная часть любых живых клеток, также находится в большинстве веществ органического происхождения.

Физические и химические свойства

Кислород - лёгкий неметалл, состоит в группе халькогенов, имеет высокую химическую активность. Кислород, как простое вещество, представляет собой газ без цвета, запаха и вкуса, имеет жидкое состояние - светло-голубая прозрачная жидкость и твёрдое - светло-синие кристаллы. Состоит из двух атомов кислорода (обозначается формулой О₂).

Кислород участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Живые существа дышат кислородом воздуха. Широко используется кислород в медицине. При сердечнососудистых заболеваниях, для улучшения обменных процессов, в желудок вводят кислородную пену («кислородный коктейль»). Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене. Для обеззараживания и дезодорации воздуха и очистки питьевой воды применяют искусственное обогащение озоном.

Кислород - основа основ жизнедеятельности всех живых организмов на Земле, является основным биогенным элементом. Находится в составе молекул всех важнейших веществ, которые отвечают за структуру и функции клеток (липиды, белки, углеводы, нуклеиновые кислоты). Каждый живой организм содержит гораздо больше кислорода, чем какого-либо элемента (до 70%). Для примера, организм взрослого среднестатического человека массой 70 кг содержит 43 кг кислорода.

Кислород поступает в живые организмы (растения, животные и человек) благодаря органам дыхания и поступлению воды. Помня о том, что в организме человека самый главный орган дыхания - это кожа, становится понятно, сколько кислорода может получать человек, особенно летом на берегу водоёма. Определить потребность человека в кислороде достаточно сложно, ведь она зависит от многих факторов - возраст, пол, масса и поверхность тела, система питания, внешняя среда и т.д.

Применение кислорода в жизни

Кислород применяется практически повсеместно - от металлургии до производства ракетного топлива и взрывчатых веществ, применяемых для дорожных работах в горах; от медицины до пищевой промышленности.

В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки , как пропеллент и упаковочный газ.

Гипоксия - кислородное голодание, является следствием многих патологических процессов в организме человека, вызываемых внешними и внутренними причинами. Медицинские представления об этом процессе имеют важное значение для решения многих проблем судебной медицины.

Кислородный обмен в организме человека и возможные его нарушения

Кислород используется в организме человека для осуществления большей части окислительно-восстановительных реакций. С помощью этих реакций вырабатывается энергия, необходимая для обеспечения жизненно важных процессов. Таким образом, без кислорода жизнь невозможна.

В организм человека кислород поступает из воздуха, среднее содержание кислорода в воздухе, необходимое для нормального дыхания человека, - 21%. При нарушении механизма поступления кислорода в организм человека или процессов его транспортировки и использования в тканях тела человека развивается кислородное голодание - гипоксия.

Процесс перемещения и использования кислорода в организме человека протекает следующим образом. Кислород в составе воздуха через отверстия носа и рта попадает в верхние дыхательные пути, проходит гортань, трахею, бронхи, от крупных до мелких, и попадает в альвеолы легких. Альвеолы - мельчайшие тонкостенные пузырьки, покрытые густой сетью капилляров - кровеносных сосудов наименьшего диаметра. Здесь через стенку альвеол происходит обмен между воздушной массой, поступившей в легкие, и кровыо. Из воздуха в кровь переходит кислород, из крови в просвет альвеол поступает углекислый газ. Кислород в крови соединяется с гемоглобином красных кровяных телец - эритроцитов. Затем током крови кислород разносится по организму, достигая капилляров в органах и тканях. Там происходит обмен между кровью и тканевой жидкостью. Из крови в тканевую жидкость переходит кислород, а оттуда в кровь - углекислый газ.

Наиболее чувствительными к кислородной недостаточности являются клетки центральной нервной системы, именно они первыми чувствуют нарушение обмена кислорода. Как следствие этого, центральная нервная система направляет действия всех органов и систем на исправление положения. Например, повышает кровяное давление в системе кровообращения и ускоряет сердцебиение, пытаясь гем самым повысить насыщенность крови кислородом и, соответственно, увеличить его доставку к органам и тканям.

Гипоксия может быть следствием самых различных негативных процессов в организме человека: заболеваний, травм, врожденных патологий. Изучением гипоксий занимаются ученые самых разных областей медицины: терапевты, анестезиологи, патофизиологи и др. В их числе и судебные медики, которые, используя достижения других областей медицины, решают проблему оценки характера повреждений и смерти от гипоксий.

Различают несколько типов гипоксий (по В. Н. Крюкову с соавторами ).

• 1. Экзогенная гипоксия (внешняя) развивается вследствие снижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. В практической правоохранительной деятельности гипоксии этого типа встречаются в виде: кислородной недостаточности, возникающей на большой высоте над уровнем моря; кислородной недостаточности в замкнутых пространствах без доступа воздуха и некоторых других.
• 2. Респираторная гипоксия (дыхательная) является следствием механических препятствий для попадания воздуха в легкие человека. Этот тип гипоксии встречается в виде: закрытия дыхательных путей на том или ином уровне посторонними предметами или жидкостями, например при утоплении в воде, при аспирации рвотных масс, при закрытии отверстий рта и носа; сужения или полного перекрытия дыхательных путей вследствие заболеваний, например при дифтерии.
• 3. Циркуляторная гипоксия - следствие нарушения движения крови по кровеносному руслу. Среди гипоксий этого типа чаще встречаются гипоксии отдельных частей тела или участков органов. Например, гипоксия головного мозга вследствие сдавления сосудов шеи, гипоксия участка внутреннего органа, называемая инфарктом. Могут быть инфаркты разных органов, но наиболее известны инфаркты сердца, так как они часто приводят к смерти.
• 4. Геминеская гипоксия (кровяная) - как следствие уменьшения кислородной емкости крови. Уменьшение возможностей крови по переносу кислорода может быть вызвано разными причинами. Наиболее частые в правоохранительной практике: массивная кровопотеря при механических повреждениях органов и тканей человека; устойчивая блокада гемоглобина крови за счет поступления в организм большого количества оксида углерода (образование карбоксигемоглобина); при блокировании гемоглобина некоторыми химическими веществами (например, нитросоединениями) путем необратимого преобразования гемоглобина в метгемоглобин.
• 5. Тканевая гипоксия - следствие нарушения процессов использования кислорода непосредственно в тканях и клетках организма человека. Наиболее известно проявление клеточной кислородной недостаточности при воздействии ядов цианидов.
• 6. Смешанная гипоксия наблюдается при одновременном развитии нескольких механизмов гипоксии. Например, при пожаре в задымленных помещениях одновременно действует гипоксия от недостатка кислорода в воздухе (экзогенная) и гипоксия за счет образования карбоксигемоглобина (гемическая).

Развитие гипоксий может протекать быстро - такие гипоксии называют острыми, развиваются они в течение нескольких минут (например, при аспирации инородного тела). Если период развития растягивается на несколько часов, то гипоксии называются подострыми (например, гипоксия при нахождении человека в замкнутом пространстве без доступа воздуха из окружающей среды). Хроническими называются гипоксии, развивающиеся в течение длительного времени, нескольких месяцев и более (например, гипоксия при хронической анемии).

В судебной медицине разные виды гипоксий рассматриваются в разных разделах. Например, гемическая гипоксия от действия угарного газа - в разделе отравлений, а респираторная гипоксия, возникающая при закрытии дыхательных путей инородным телом, - в разделе механических асфиксий.

В практике правоохранительных органов гипоксии, развивающиеся от механического воздействия на дыхательные пути, принято называть механическими асфиксиями, к ним относятся: странгуляционная асфиксия от сдавления шеи петлей при повешении, при удавлении петлей и удавлении руками; компрессионная асфиксия при сдавлении груди и живота; аспирационная асфиксия от попадания разнообразных твердых и жидких веществ в дыхательные пути. Термин «аспирационная» происходит от лат. cispiracio - вдыхание, иногда этот вид асфиксий обозначают как обтурационные, от лат. obturacio - закупоривание. В некоторых судебно-медицинских работах к аспирационным относят асфиксии, возникающие вследствие попадания в дыхательные пути жидких и полужидких веществ, а к обтурационным - асфиксии вследствие закупорки дыхательных путей кусками твердых веществ.

Механические асфиксии с полным закрытием дыхательных путей быстро, в течение 6-7 минут, приводят к смерти вследствие гибели коры головного мозга. У людей, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы, смерть может наступить и раньше из-за рефлекторной остановки сердца.

В практике органов внутренних дел асфиксии могут встретиться в виде самоубийств, несчастных случаев и убийств. Возможности судебной медицины при дифференциации механических асфиксий по роду смерти будут рассмотрены применительно к отдельным видам асфиксий в следующих параграфах.

• Судебная медицина: учебник для мед. вузов / В. II. Крюков [и др.].М.: Медицина, 1990.

ВОЗМОЖНОСТИ СУДЕБНОЙ МЕДИЦИНЫ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА

В этой части учебника освещаются возможности судебной медицины по обнаружению и оценке последствий действия различных внешних повреждающих факторов на организм человека. Фактические данные, изложенные здесь, используются как при исследовании трупов, так и при освидетельствовании живых лиц.

Раздел 1

ПОВРЕЖДЕНИЯ И СМЕРТЬ ОТ КИСЛОРОДНОГО ГОЛОДАНИЯ

Гипоксия - кислородное голодание, является следствием многих патологических процессов в организме человека, вызываемых внешними и внутренними причинами. Медицинские представления об этом процессе имеют важное значение для решения многих проблем судебной медицины.

Глава 6. Кислородный обмен в организме человека и возможные его нарушения

Кислород используется в организме человека для осуществления большей части окислительно-восстановительных реакций. С помощью этих реакций вырабатывается энергия, необходимая для обеспечения жизненно важных процессов. Таким образом, без кислорода жизнь невозможна.

Кислород поступает в организм человека из воздуха, среднее содержание кислорода в воздухе, необходимое для нормального дыхания человека - 21%. При нарушении механизма поступления кислорода в организм человека или процессов его транспортировки и использования в тканях тела человека развивается кислородное голодание - гипоксия.

Процесс перемещения и использования кислорода в организме человека протекает следующим образом. Кислород в составе воздуха через отверстия носа и рта попадает в верхние дыхательные пути, проходит гортань, трахею, бронхи, от крупных до мелких, и попадает в альвеолы легких. Альвеолы - мельчайшие тонкостенные пузырьки, покрытые густой сетью капилляров - кровеносных сосудов наименьшего диаметра. Здесь через стенку альвеол происходит обмен между воздушной массой, поступившей в легкие, и кровью. Из воздуха в кровь переходит кислород, из крови в просвет альвеол поступает углекислый газ. Кислород в крови соединяется с гемоглобином красных кровяных телец - эритроцитов. Затем током крови кислород разносится по организму, достигая капилляров в органах и тканях. Там происходит обмен между кровью и тканевой жидкостью. Из крови в тканевую жидкость переходит кислород, а оттуда в кровь - углекислый газ. Кислород в клетках органов и тканей используется для процессов окисления. Нарушение процессов переноса или передачи кислорода на каком-либо из этапов вызывает гипоксию.

Наиболее чувствительными к кислородной недостаточности являются клетки центральной нервной системы, именно они первыми чувствуют нарушение обмена кислорода. Как следствие этого, центральная нервная система направляет действия всех органов и систем на исправление положения. Например, повышает кровяное давление в системе кровообращения и ускоряет сердцебиение, пытаясь тем самым повысить насыщенность крови кислородом и, соответственно, увеличить его доставку к органам и тканям.

Гипоксия может быть следствием самых различных негативных процессов в организме человека: заболеваний, травм, врожденных патологий. Изучением гипоксий занимаются ученые самых разных областей медицины: терапевты, анестезиологи, патофизиологи и др. В их числе и судебные медики, которые, используя достижения других областей медицины, решают проблему оценки характера повреждений и смерти от гипоксий.

Различают несколько типов гипоксий (по В.Н. Крюкову с соавторами):

1) Экзогенная гипоксия (внешняя) - развивается в следствие снижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. В практической правоохранительной деятельности гипоксии этого типа встречаются в виде: кислородной недостаточности, возникающей на большой высоте над уровнем моря; кислородной недостаточности в замкнутых пространствах без доступа воздуха; и некоторых других.

2) Респираторная гипоксия (дыхательная) - является следствием механических препятствий для попадания воздуха в легкие человека.

Этот тип гипоксии встречается в виде: закрытия дыхательных путей на том или ином уровне посторонними предметами или жидкостями, например при утоплении в воде, при аспирации рвотных масс, при закрытии отверстий рта и носа; сужения или полного перекрытия дыхательных путей вследствие заболеваний, например при дифтерии.

3) Циркуляторная гипоксия - следствие нарушения движения крови по кровеносному руслу. Среди гипоксий этого типа чаще встречаются гипоксии отдельных частей тела или участков органов. Например, гипоксия головного мозга, вследствие сдавления сосудов шеи, гипоксия участка внутреннего органа, называемая инфарктом, могут быть инфаркты разных органов, но наиболее известны инфаркты сердца, так как они часто приводят к смерти.

4) Гемическая гипоксия (кровяная) - как следствие уменьшения кислородной емкости крови. Уменьшение возможностей крови по переносу кислорода может быть вызвано разными причинами. Наиболее частые в правоохранительной практике: массивная кровопотеря при механических повреждениях органов и тканей человека; устойчивая блокада гемоглобина крови за счет поступления в организм большого количества окиси углерода (образование карбоксигемоглобина); при блокировании гемоглобина некоторыми химическими веществами (например, нитросоединениями) путем необратимого преобразования гемоглобина в метгемоглобин.

5) Тканевая гипоксия - следствие нарушения процессов использования кислорода непосредственно в тканях и клетках организма человека. Наиболее известно проявление клеточной кислородной недостаточности при воздействии ядов цианидов.

6) Смешанная гипоксия - наблюдается при одновременном развитии нескольких механизмов гипоксии. Например, при пожаре в задымленных помещениях одновременно действует гипоксия от недостатка кислорода в воздухе (экзогенная) и гипоксия за счет образования карбоксигемоглобина (гемическая).

Развитие гипоксий может протекать быстро - такие гипоксии называют острыми, развиваются они в течение нескольких минут (например, при аспирации инородного тела). Если период развития растягивается на несколько часов, то гипоксии называются подострыми (например, гипоксия при нахождении человека в замкнутом пространстве без доступа воздуха из окружающей среды). Хроническими называются гипоксии, развивающиеся в течение длительного времени - месяцев и более (например, гипоксия при хронической анемии).

В судебной медицине разные виды гипоксий рассматриваются в разных разделах. Например, гемическая гипоксия от действия угарного газа в разделе отравлений, а респираторная гипоксия, возникающая при закрытии дыхательных путей инородным телом, в разделе механических асфиксий.

В практике правоохранительных органов гипоксии, развивающиеся от механического воздействия на дыхательные пути, принято называть механическими асфиксиями, к ним относятся: странгуляционная асфиксия от сдавления шеи петлей при повешении, при удавлении петлей и удавлении руками; компрессионная асфиксия при сдавлении груди и живота; аспирационная асфиксия от попадания разнообразных твердых и жидких веществ в дыхательные пути. Термин аспирационная происходит от латинского aspiracio - вдыхание, иногда этот вид асфиксий обозначают как обтурационные, от латинского obturacio - закупоривание. В некоторых судебно-медицинских работах к аспирационным относят асфиксии, возникающие вследствие попадания в дыхательные пути жидких и полужидких веществ, а к обтурационным - асфиксии вследствие закупорки дыхательных путей кусками твердых веществ.

Механические асфиксии с полным закрытием дыхательных путей быстро, в течение 6-7 минут, приводят к смерти вследствие гибели коры головного мозга. У людей, страдающих заболеваниями сердечнососудистой системы, смерть может наступить и раньше из-за рефлекторной остановки сердца.

В практике органов внутренних дел асфиксии могут встретиться в виде самоубийств, несчастных случаев и убийств. Возможности судебной медицины при дифференциации механических асфиксий по роду смерти будут рассмотрены применительно к отдельным видам асфиксий в следующих главах.

Все обо всем. Том 5 Ликум Аркадий

Как в наш организм поступает кислород?

Человек не может жить без кислорода. Он нам нужен для поддержания жизненного процесса, находясь повсюду вокруг нас. Воздух состоит примерно на одну пятую из кислорода. В нашем теле имеются специальные группы клеток, благодаря которым мы можем использовать кислород для своей жизнедеятельности. Эти клетки находятся в легких. Мы вдыхаем кислород через легкие, и из легких он попадает в кровеносные сосуды и разносится по всему телу. Процесс дыхания снабжает наши клетки кислородом для внутреннего дыхания; то есть для газообмена между кровью и клетками тела. Кислород, циркулирующий в крови, попадает туда из воздуха, который мы вдыхаем.

Воздух обычно входит через носовую полость, в которой он очищается и согревается, прежде чем он попадает в дыхательное горло. В легкие воздух попадает, пройдя через гортань, в которой находятся голосовые связки, и через трахею. В груди трахея разветвляется на две трубки, называемые бронхами, ведущими к правому и левому легкому. Внутри каждого легкого бронх ветвится на трубки все меньшего и меньшего размера. Каждая из тончайших трубочек выходит в тонкостенные воздушные мешочки, называемые альвеолами. Покрытые тонкой густой сетью капилляров, они висят, как виноградные гроздья.

В капилляры закачивается кровь, несущая отработанный газ, и его молекулы легко проникают через тонкие стенки альвеол. Происходит быстрый обмен: отработанный углекислый газ проходит через стенки капилляров в альвеолы, а кислород из альвеол проходит в капилляры, где соединяется с красными кровяными тельцами. Обогащенная кислородом кровь поступает в левое предсердие, а отсюда сердце рассылает снабженные кислородом кровяные тельца по всем клеткам организма.

Из книги Все обо всем. Том 1 автора Ликум Аркадий

Что такое кислород? Часто нам приходится читать о чем-нибудь, без чего «человек не может жить». Но уж без чего действительно не может жить человек, так это без кислорода. Без кислорода человек может выдержать всего несколько минут.Кислород - это химический элемент, самый

Из книги Все обо всем. Том 1 автора Ликум Аркадий

Часть 3 ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ОРГАНИЗМ

Из книги 100 великих загадок астрономии автора Волков Александр Викторович

Вселенная – это «мыслящий организм»? Есть ряд фундаментальных вопросов, на которые не дают ответа ни современная физика, ни космология, ни другие науки.Что такое материя?Почему пространство имеет три измерения?Почему время течет из прошлого в будущее?Действительно ли

Из книги Мир вокруг нас автора Ситников Виталий Павлович

Что такое чистый кислород? Кислород – это химический элемент, самый распространенный во Вселенной. Он необходим для жизни на Земле. Им дышат люди, животные и растения. Кислород соединяется практически со всеми другими химическими элементами. Вместе с азотом он входит в

Из книги Сварка автора Банников Евгений Анатольевич

Кислород (О2) При нормальном атмосферном давлении и обычной температуре кислород представляет собой газ без запаха, цвета и вкуса. Он несколько тяжелее атмосферного воздуха. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20 °C масса 1 м3 кислорода равна 1,33 кг. Горючие

Из книги Все обо всем. Том 3 автора Ликум Аркадий

Что организм делает с пищей? На этот вопрос можно ответить, что организм «переваривает» пищу. Но в чем это заключается? Наша пищеварительная система проделывает две основные операции с поглощаемой нами пищей. Во-первых, разрушает большие молекулы пищи, чтобы они могли

Из книги Все обо всем. Том 4 автора Ликум Аркадий

Часть 3. ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ОРГАНИЗМ Что такое жизнь? Это, вероятно, один из серьезнейших вопросов, который может задать человек, и одна из величайших тайн, стоящих передним. Ученые обнаружили, что все живое состоит из материи, называемой протоплазмой. Они могут вывести

автора Ликум Аркадий

Зачем нам нужен кислород? Без еды животные могут обходиться в течение нескольких недель, без воды - несколько дней. Но без кислорода ониумирают через несколько минут. Кислород - это химический элемент, причем один из самых распространенных на земле. Он находится повсюду

Из книги Все обо всем. Том 5 автора Ликум Аркадий

Что такое организм? Ученые говорят о всех живых существах как об организмах. Человек - это тоже организм, также как мышь, рыба, насекомое, дерево, ромашка и так далее. К организмам относятся и бактерии, и другие крохотные создания. Все эти создания имеют некоторые общие

Из книги Большая Советская Энциклопедия (КИ) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ОР) автора БСЭ

Из книги Большой справочник по массажу автора Васичкин Владимир Иванович

Из книги Карманный справочник медицинских анализов автора Рудницкий Леонид Витальевич

5.1. Кислород Важнейшая функция крови – дыхательная. Поглощенный в легких кислород переносится кровью к органам и тканям, а углекислый газ транспортируется в обратном направлении. Основная роль в переносе дыхательных газов принадлежит гемоглобину, содержащемуся в

автора Моховой Андрей

Из книги Лучшее для здоровья от Брэгга до Болотова. Большой справочник современного оздоровления автора Моховой Андрей

Из книги Основы безопасности дорожного движения автора Коноплянко Владимир

Организм как целое Организм - это любая живая материя, обладающая совокупностью основных жизненных свойств: клеточной организацией, обменом веществ, движением, раздражимостью, ростом и развитием, размножением, изменчивостью и наследственностью, приспособляемостью к