Кислород

Кислород был открыт Joseph Priestley в 1777 г. Это газ с критической температурой 119 “С. Он поддерживает горение, но не горит; выраба­тывается из воздуха, в готовом продукте доля чистого кислорода со­ставляет 99, 6 %. Только 1 % промышленно получаемого кислорода ис­пользуется в медицинских целях.

Хранение

В США кислород хранится в баллонах зеленого цвета с давлением в них около 13 600 кПа. В Ве­ликобритании он хранится в баллонах черного цвета с белыми плечиками под давлением около 137 бар (13 700 кПа). Кислород может также храниться в виде жидкости в вакуум-изолиро­ванном испарителе (ВИИ) под давлением около 10, 5 бар (1050 кПа) при температуре -183 “С. На 1 л жидкого кислорода приходится 840 л газа (баллоны размера Е в заполненном состоя­нии содержат около 640 л). ВИИ должен нахо­диться в закрытом месте и на расстоянии не менее 6 м от ближайшего рабочего объекта. В этом закрытом месте запрещается курить. Под баллоны должен быть выделен изолированный участок из негорючего материала (не асфальт, так как он горюч). В пределах отгороженного места не должно быть вентиляционных воздухо­проводов и канализационных труб. ВИИ расхо­дится на 3 трубопровода, два из которых явля­ются рабочими, а третий соединен с измеритель­ным прибором. Содержимое ВИИ оценивается по убыванию веса.

Кислород можно получать и самостоятельно с помощью концентратора кислорода. Сжатый воздух проходит через зеолит, который утилизи­рует молекулы азота. Оставшийся газ содержит более 90 % кислорода. Прежде чем повторить процесс прогонки газа через зеолит, его обраба­тывают вакуумом, чтобы очистить от азота. Па­раллельно могут использоваться две зеолитовые камеры для создания постоянного потока кисло­рода.

Измерение кислорода

1. Концентрация в газовой смеси, а. М а с сспектрометрия. Исследуемый газ бом­бардируется струёй электронов, испускаемых нагретым катодом в направлении анода. Некото­рые молекулы исследуемого газа, сталкиваясь с электронами, распадаются до ионов. Эти ионы ускоряются в камере до узкого пучка и отклоняются за счет магнитного поля; степень отклоне­ния зависит от их массы: чем они легче, тем больше отклонение. Отклоненные ионы направ­ляются к детектору, который по их количеству определяет количество газа, имеющегося в ис­следуемой пробе. Масс-спектрометрия — чувст­вительный метод, позволяющий работать с ма­лыми пробами исследуемого газа.

б. Парамагнитный анализатор. Электроны на внешней орбите кислорода не спа­рены, поэтому газ обладает парамагнитными свойствами (притягивается магнитным полем). Большинство других газов обладает слабыми диамагнитными свойствами (например, азот). Парамагнитный анализатор представляет собой две заполненные азотом сферы, подвешенные, подобно гантели, на нити в заполненной газом камере. Сферы находятся в магнитном поле. На­правление “гантели” изменяется, как только в камеру попадает кислород, перемещающий сферы. Между сферами расположено зеркальце, на которое посылается луч света. По степени от­клонения отражаемого от зеркала пучка света оценивается количество кислорода, находящего­ся в магнитном поле.

Инструмент должен быть откалиброван. Ис­пользование закиси азота для заполнения сфер — теоретический источник ошибок, поскольку этот газ уже сам по себе обладает парамагнитными свойствами.

2. Парциальное давление в смеси газов. Ячейка питания состоит из золотой сетки катода и веду­щего анода, находящегося в электролитном рас­творе хлорида калия. С анода испускаются элек­троны, но только при наличии гидроксилионов, подходящих к аноду. Ячейка питания вырабаты­вает собственное напряжение, поэтому дополни­тельных батарей не требуется. Кислород взаимо­действует с электронами на катоде, и образуются гидроксилионы. Чем больше в ячейке питания кислорода, тем больше потребляется электронов и тем больше постоянный электрический ток. Эта реакция термочувствительна, поэтому для получения точности результатов необходима температурная стабильность.

3. Напряжение в крови (in vitro). Кислородный электрод (Кларка). В растворе КС1 находятся платиновый катод и анод серебро/хлорид серебpa. Между электродами подается напряжение 0, 6 В; измеряется величина постоянного элект­рического тока. Ионы серебра и хлора взаимо­действуют на аноде, образуя электроны, кото­рые реагируют на наличие 02, подобно описан­ной выше реакции в ячейке питания. Камера для исследования защищена от контакта с кровью пластиковой мембраной, через которую диффун­дирует кислород.

Эта реакция термочувствительна. Таким об­разом, напряжение в крови кислорода оценива­ется аппаратным способом; затем с учетом пока­зателя рН можно определить сатурацию 02. Воз­можны ошибки при наличии патологических форм гемоглобина, а также при изменениях кон­центрации 2, 3-ДФГ.

4. Напряжение в крови (in viuo). Чрескожный электрод. Участок кожи нагревают до 43—44 “С и на это место накладывают кислородный электрод. Кислород диффундирует через кожу из расширенных теплом кровеносных сосудов, при этом измеряется напряжение кислорода в капиллярах.

Возможны погрешности измерений при нару­шении метаболизма 02 кожей, а также за счет смещения кривой диссоциации оксигемоглобина при повышении температуры. Неточности появ­ляются и при низком СВ, так как при этом уменьшается перфузия кожи. В этом случае время получения данных возрастает. При нару­шении терморегулирующей системы прибора могут возникнуть местные ожоги кожи.

5. Сатурация гемоглобина (in vivo). Пулъсоксиметрия. Свободный и окисленный гемоглобин абсорбируют различное количество света в диа­пазоне волн от 650 до 950 мм, за исключением волн длиной 803 нм. При пульсоксиметрии ис­пользуются только две специфические световые волны (около 660 и 940 нм). Диоды, испускаю­щие монохроматичный свет и находящиеся в пальцевом датчике, быстро включаются и вы­ключаются; измерение выполняется фотодиодом при появлении света. Оценивается только тот свет, который постоянно меняется в зависимости от пульсовой волны (т.е. артериальная кровь) в тканях, находящихся между источником света и фотодиодом. Эти данные затем обрабатываются самим аппаратом для расчета уровня сатурации.

Источником возможных ошибок при измере­ниях могут быть краски и пигментация (лак для ногтей и метиленовый синий), наличие патоло­гических форм гемоглобина (особенно карбоксигемоглобина и метгемоглобина), двигательные артефакты, засветка фотодиода посторонним светом и пульсация венозного ложа (при недо­статочности трехстворчатого клапана).

6. Сатурация гемоглобина (in vitro). Ступен­чатая оксиметрия. Кровь гемолизируется, и выполняется абсорбционный анализ светом волн различной длины. Таким образом, ступенчатая оксиметрия позволяет провести различие между результатами пульсоксиметрии при различных формах гемоглобина и прежде всего при значи­тельном уровне карбоксигемоглобина, наличие которого хотелось бы исключить.

Токсичность кислорода

Кислород — стабильная молекула с определен­ным периодом полураспада. При некоторых об­стоятельствах последний может снижаться, при­водя к образованию токсичных свободных ради­калов. К ним относят супероксид и особенно опасный гидроксил. В биологическом плане сво­бодные радикалы кислорода представляют опас­ность трем “мишеням”: ДНК, липидам и бел­кам, содержащим серу.

1. Влияние на нервную систему. Симптоматика острой кислородной интоксикации проявляется беспокойством, тошнотой, головокружением, су­дорожными подергиваниями и даже выраженны­ми судорожными припадками. Последние могут возникнуть вследствие контакта с кислородом при парциальном давлении более 200 кПа. Обычно с этим сталкиваются водолазы.

2. Влияние на легкие. Перекисное окисление липидов — основной механизм кислородной токсич­ности в отношении легких. При этом поражаются альвеолярнокапиллярные  мембраны.  Может встретиться абсорбционный коллапс легкого, осо­бенно в зонах с низким соотношением вентиля­ция/кровоток. Пациенты, у которых нарушена собственная чувствительность к углекислому газу, при появлении гипоксии полагаются на аппарат­ную вентиляцию. Но даже умеренные концентра­ции кислорода у этих больных могут привести к дальнейшему угнетению собственного дыхания.

3. Позадихрусталиковая фиброплазия. Гипероксия относится к одному из многих факторов, которые способствуют развитию у новорожден­ных фиброплазии по задней поверхности хрус­талика вследствие нарушений потребления кис­лорода сетчаткой (это также можно встретить у детей, ранее никогда не получавших поддержи­вающей кислородной ингаляционной терапии).

Ключевые вопросы:

    Оставьте отзыв


    Ссылка на эту страницу:
    http://anesteziologiya.com/keys/kislorod/

    Ссылка на эту страницу для форумов:
    [URL="http://anesteziologiya.com/keys/kislorod/"]Кислород[/URL]

    Ссылка на эту страницу в формате HTML:
    <a href="http://anesteziologiya.com/keys/kislorod/">Кислород</a>