Оксид азота чем вреден для здоровья

Оксид азота чем вреден для здоровья

Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды: Учебник для вузов. – М.: Мир, 2005. – 296 с., ил., с.158-165

Воздействие оксидов азота на организм человека и растения

Оксид азота (I), образующийся главным образом естественным путем, безвреден для человека. Он представляет собой бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом. Вдыхание небольших количеств N 2 O приводит к притуплению болевой чувствительности, вследствие чего этот газ иногда в смеси с кислородом применяют для наркоза. В малых количествах N 2 O вызывает чувство опьянения (отсюда название «веселящий газ»). Вдыхание чистого N 2 O быстро вызывает наркотическое состояние и удушье.

Оксид азота NO и диоксид азота N 2 O в атмосфере встречаются вместе, поэтому чаще всего оценивают их совместное воздействие на организм человека. Только вблизи от источника выбросов отмечается высокая концентрация NO. При сгорании топлива в автомобилях и в тепловых электростанциях примерно 90% оксидов азота образуется в форме монооксида азота. Оставшиеся 10% приходятся на диоксид азота. Однако в ходе химических реакций значительная часть NO превращается в N 2 O — гораздо более опасное соединение. Монооксид азота NO представляет собой бесцветный газ. Он не раздражает дыхательные пути, и поэтому человек может его не почувствовать. При вдыхании NO, как и CO, связывается с гемоглобином. При этом образуется нестойкое нитрозосоединение, которое быстро переходит в метгемоглобин, при этом Fe 2+ переходит в Fe 3+ . Ион Fe 3+ не может обратимо связывать O 2 и таким образом выходит из процесса переноса кислорода. Концентрация метгемоглобина в крови 60 – 70% считается летальной. Но такое предельное значение может возникнуть только в закрытых помещениях, а на открытом воздухе это невозможно.

По мере удаления от источника выброса все большее количество NO превращается в NO 2 — бурый, обладающий характерным неприятным запахом газ. Диоксид азота сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей. Вдыхание ядовитых паров диоксида азота может привести к серьезному отравлению. Диоксид азота вызывает сенсорные, функциональные и патологические эффекты. Рассмотрим некоторые из них. К сенсорным эффектам можно отнести обонятельные и зрительные реакции организма на воздействие NO 2 . Даже при малых концентрациях, составляющих всего 0,23 мг/м 3 , человек ощущает присутствие этого газа. Эта концентрация является порогом обнаружения диоксида азота. Однако способность организма обнаруживать NO 2 пропадает после 10 минут вдыхания, но при этом ощущается чувство сухости и першения в горле. Хотя и эти признаки исчезают при продолжительном воздействии газа в концентрации, в 15 раз превышающей порог обнаружения. Таким образом, NO 2 ослабляет обоняние.

Но диоксид азота воздействует не только на обоняние, но и ослабляет ночное зрение – способность глаза адаптироваться к темноте. Этот эффект же наблюдается при концентрации 0,14 мг/м 3 , что, соответственно, ниже порога обнаружения.

Функциональным эффектом, вызываемым диоксидом азота, является повышенное сопротивление дыхательных путей. Иными словами, NO 2 вызывает увеличение усилий, затрачиваемых на дыхание. Эта реакция наблюдалась у здоровых людей при концентрации NO 2 всего 0,056 мг/м 3 , что в четыре раза ниже порога обнаружения. А люди с хроническими заболеваниями легких испытывают затрудненность дыхания уже при концентрации 0,038 мг/м 3 .

Патологические эффекты проявляются в том, что NO 2 делает человека более восприимчивым к патогенам, вызывающим болезни дыхательных путей. У людей, подвергшихся воздействию высоких концентраций диоксида азота, чаще наблюдаются катар верхних дыхательных путей, бронхиты, круп и воспаление легких. Кроме того, диоксид азота сам по себе может стать причиной заболеваний дыхательных путей. Попадая в организм человека, NO 2 при контакте с влагой образует азотистую и азотную кислоты, которые разъедают стенки альвеол легких. При этом стенки альвеол и кровеносных капилляров становятся настолько проницаемыми, что пропускают сыворотку крови в полость легких. В этой жидкости растворяется вдыхаемый воздух, образуя пену, препятствующую дальнейшему газообмену. Возникает отек легких, который зачастую ведет к летальному исходу. Длительное воздействие оксидов азота вызывает расширение клеток в корешках бронхов (тонких разветвлениях воздушных путей альвеол), ухудшение сопротивляемости легких к бактериям, а также расширение альвеол. Некоторые исследователи считают, что в районах с высоким содержанием в атмосфере диоксида азота наблюдается повышенная смертность от сердечных и раковых заболеваний.

Люди, страдающие хроническими заболеваниями дыхательных путей (эмфиземой легких, астмой) и сердечно-сосудистыми болезнями, могут быть более чувствительны к прямым воздействиям NO 2 . У них легче развиваются осложнения (например, воспаление легких) при кратковременных респираторных инфекциях. Полагают, что около 10 – 15% населения США страдает хроническими респираторными заболеваниями. Исходя из этого, в США установлен стандарт на содержание NO 2 на уровне, предохраняющем население от респираторных инфекций. Среднегодовой стандарт качества воздуха в США предусматривает концентрацию NO 2 0,1 мг/м 3 . Нет данных на допустимое содержание NO 2 в небольшие промежутки времени (например, среднесуточную концентрацию). В Германии принята максимально допустимая эмиссионная концентрация (МЭК) NO 2 — 9 мг/м3. МЭК показывает, какая концентрация вещества выбрасывается тем или иным источником в воздух. Измерение концентрации выбросов производится непосредственно в потоке газов. Но следует знать, что диоксид азота представляет собой опасность для здоровья человека, даже если его концентрация в воздухе меньше МЭК, особенно при длительном действии.

В Украине установлены следующие экологические стандарты на содержание оксидов азота в атмосферном воздухе населенных мест: для NO 2 максимальная разовая предельно допустимая концентрация (ПДКм.р.) составляет 0,085 мг/м 3 , а среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКс.с.) – 0,04 мг/м 3 ; для NO ПДКм.р = 0,4 мг/м 3 , ПДКс.с = 0,06 мг/м 3 .

Разрушающее воздействие составляющих фотохимического смога на растения было обнаружено раньше, чем подтверждено их влияние на здоровье людей.

Оксиды азота NO x могут воздействовать на растения тремя путями:

• прямым контактом с растениями;
• через образующиеся в воздухе кислотные осадки;
• косвенно – путем фотохимического образования таких окислителей, как озон и ПАН.

Прямое воздействие NO x на растения определяется визуально по пожелтению или побурению листьев и игл, происходящему в результате окисления хлорофилла. Окисление жирных кислот в растениях, происходящее одновременно с окислением хлорофилла, кроме того, приводит к разрушению мембран и некрозу. Образующаяся при этом в клетках азотистая кислота оказывает мутагенное действие. Отрицательное биологическое воздействие NO x на растения проявляется в обесцвечивании листьев, увядании цветков, прекращении плодоношения и роста. Такое действие объясняется образованием кислот при растворении оксидов азота в межклеточной и внутриклеточной жидкостях.

Ботаники считают, что первоначальные симптомы повреждения растений оксидами азота проявляются в беспорядочном распространении обесцвечивающих пятен серо-зеленого оттенка. Эти пятна постепенно грубеют, высыхают и становятся белыми. Оксиды азота токсичны при концентрации 3 млн -1 . Для сравнения: сернистый газ вызывает поражение растений при большей концентрации (5 млн -1 ).

Нарушения роста растений при воздействии NO 2 наблюдаются при концентрациях 0,35 мг/м 3 и выше. Это значение является предельной концентрацией. Опасность повреждения растительности диоксидом азота существует только в больших городах и промышленных районах, где средняя концентрация NO 2 составляет 0,2 – 0,3 мг/м 3 .

Растения более устойчивы (по сравнению с человеком) к воздействию чистого диоксида азота. Это объясняется особенностями усвоения NO 2 , который восстанавливается в хлоропластах и в качестве NH 2 — группы входит в аминокислоты. При концентрации 0,17 – 0,18 мг/м 3 оксиды азота используются растениями в качестве удобрений. Эта способность к метаболизированию NO x человеку не присуща.

Разрушительное действие NO 2 на растения усиливается в присутствии диоксида серы. Это подтверждено на опытах, проведенных со следующими породами деревьев: тополь черный, береза плакучая, ольха белая, липа мелколистная. Эти газы обладают синергизмом, и в атмосфере зачастую присутствуют вместе. В то время как действие одного диоксида азота многие растения переносят в концентрации до 0,35 мг/м 3 , в присутствии диоксида серы такое же количество NO 2 может нанести им ущерб.

Озон и пероксоацилнитраты (ПАН) – сильные окислители. Они оказывают влияние на метаболизм, рост и энергетические процессы в растениях, ингибируя многие ферментативные реакции, например, синтез гликолипидов, полисахаридов стенок клетки, целлюлозы и т.д. Озон и ПАН также влияют на процесс фотосинтеза.

Озон значительно токсичнее оксидов азота при действии на растения. Для них он токсичен при концентрации 0,2 млн -1 . Чувствительные виды растений уже после часовой обработки озоном при концентрации 0,05 – 0,1 мг/м 3 проявляются признаки угнетения (белая или коричневая крапчатость). Озон также изменяет структуру клеточных мембран, вследствие чего можно наблюдать серебристую пятнистость листьев. При воздействии озона также окисляются пигменты и листья обесцвечиваются. На глянцевом слое кожицы листьев и игл проявляются трещины, и лист становится хрупким. Кроме того, в трещинах могут прорастать грибные споры, проникающие затем вглубь листа и разрушающие его. Этот инфекционный процесс является одной из причин гибели лесов.

При окислительных процессах в клетке растений может выделяться этилен, вызывающий опадание листьев и игл. Результатом воздействия высоких концентраций озона является штриховая исчерченность листьев. Установлено, что озон влияет на цитрусовые, приводит к чрезмерно раннему созреванию плодов и опаданию их до достижения нормальных размеров. Специальное исследование, проведенное с четырьмя видами сельскохозяйственных растений (соя, кукуруза, пшеница и земляной орех), показало, что загрязнение воздуха озоном приводит к потере урожая.

Таким образом, признаки повреждений, вызванных NO 2 и O 3 , визуально диагностируются. Однако следует учитывать, что в естественных условиях, эти газы действуют на растения не по отдельности, а комплексно в сложной смеси с другими загрязнителями, поэтому идентификацию воздействия провести трудно. ПАН становится физиологически активным только при освещении. Фотолитически он распадается на и пероксоацетил-радикал, который окисляя, разрушает пигменты растений. В заключении следует отметить, что фотохимические окислители оказывают наибольшее воздействие на салатные культуры, бобы, свеклу, злаки, виноград и декоративные насаждения. Сначала на листьях образуется водное набухание. Через некоторое время нижние поверхности листьев приобретают серебристый или бронзовый оттенок, а верхние становятся пятнистыми с белым налетом. Затем наступает быстрое увядание и гибель листьев.

Источник

Оксид азота: полное руководство

Наши кровеносные сосуды — это маленькие каналы, которые переносят кислород и питательные вещества к мышцам и выводят отходы. Если бы вы могли каким-то образом открыть шлюзы, через них могло бы пройти больше крови, и больше топлива было бы доставлено вашим мышцам, в то время как больше мусора вымывалось.

Эта теория и лежит в основе добавок оксида азота (NO). Они расширяют кровеносные сосуды, чтобы обеспечить больший кровоток и улучшить питание работающих мышц, тем самым способствуя работоспособности, восстановлению и общему улучшению здоровья.

Что такое оксид азота?

NO (иногда обозначаемый как NO2) — это встречающееся в природе соединение, которое действует как сосудорасширяющее средство. То есть он расслабляет кровеносные сосуды, заставляя их расширяться и обеспечивать больший кровоток.

Организм сам вырабатывает оксид азота, чтобы сохранить здоровье кровеносных сосудов. Уровень NO поддерживается различными питательными веществами в продуктах, которые мы едим.

Добавки оксида азота были популярной категорией спортивного питания почти 20 лет. Однако технически они содержат не оксид азота, а соединения, которые способствуют выработке оксида азота в организме.

NO образуется из аминокислоты L-аргинина. Когда L-аргинин превращается в оксид азота, в качестве побочного продукта образуется аминокислота L-цитруллин. Затем организм может повторно использовать L-цитруллин, чтобы снова создать L-аргинин и обеспечить больше NO, поэтому добавление обоих аминокислот может помочь поддерживать уровень NO в организме.

Между прочим, цитруллин малат — другая форма цитруллина — имеет тот же эффект, что и L-цитруллин, поэтому оба соединения содержатся в добавках NO.

Преимущества оксида азота

Расширяя кровеносные сосуды и увеличивая кровоток, оксид азота помогает получить больше питания и кислорода в мышцы, ускоряя удаление метаболических отходов. Было доказано, что добавки, поддерживающие уровень оксида азота в организме, имеют следующие преимущества.

1. Увеличивают работоспособность

Исследование, опубликованное в Журнале прикладной физиологии, показало, что бегуны, которые принимали добавки с L-аргинином, увеличивали время до изнеможения во время упражнений более чем на две минуты. В 2017 году Европейский журнал клинического питания сообщил, что футболисты, принимающие L-аргинин, значительно улучшили свои аэробные показатели по сравнению с плацебо.

Исследование, опубликованное в European Journal of Nutrition, пришло к выводу, что цитруллин малат улучшил показатели силовых тренировок у женщин: объем жима ногами у испытуемых увеличился на 12 повторений за одну тренировку.

2. Ускоряют восстановление

Расширенные кровеносные сосуды позволяют кровотоку уносить побочные продукты метаболизма, которые быстрее вызывают послетренировочную мышечную болезненность. Вероятно, поэтому исследователи обнаружили, что 41 атлет-мужчина, принимавшие цитруллин малат перед тренировкой, болели на 40% меньше через 24 и 48 часов после тренировки.

3. Повышают эффективность тренировок

При нагрузке L-аргинин и L-цитруллин помогают облегчить тяжелые тренировки, поэтому вы сможете выполнять их с максимальной интенсивностью и энтузиазмом.

Исследование 2019 года показало, что комбинация обоих ингредиентов помогла значительно повысить мощность футболистов, выступающих на велоэргометре. Несмотря на то, что они приложили больше усилий, испытуемые сказали, что после этого они не чувствовали сильную болезненность в ногах и что крутить педали стало легче.

Аналогичные результаты были получены в исследовании 2016 года. L-цитруллин не только помог улучшить результаты при езде на велосипеде, но и по сообщениям велосипедистов, они чувствовали себя значительно менее утомляемленными после тренировки.

4. Поддерживают здоровое кровяное давление

Разумеется, расширенные кровеносные сосуды могут привести к снижению артериального давления, и именно это показал метаанализ 15 различных исследований L-цитруллина 2018 года. Прием добавки в течение шести или более недель значительно способствовал снижению артериального давления — как систолического, так и диастолического.

Британский журнал спортивной медицины сообщил о сопоставимых результатах для L-аргинина. Велосипедисты-мужчины, которые ежедневно принимали добавки, улучшили свои показатели, снизив потребление кислорода мышцами, и показали снижение кровяного давления.

5. Помогают нарастить мышцы

Глутатион — это соединение, которое поддерживает здоровье клеток. Он доступен как отдельная добавка, но считается, что потребление сывороточного протеина повышает уровень глутатиона в организме. Ученые считают, что глутатион может помочь замедлить расщепление NO в организме.

В исследовании 2018 года изучалось влияние сочетания глутатиона с L-цитруллином. Две группы испытуемых тренировались с отягощениями, и через четыре недели прирост мышц был значительно больше в группе глутатион плюс L-цитруллин, чем в группе плацебо.

Кроме того, исследование 2016 года показало, что цитруллин малат помог повысить взрывную силу и силу хвата у теннисисток.

Когда следует принимать добавку с оксидом азота?

В отличие от кофеина или сывороточного протеина, исследования не показывают оптимального времени для приема L-аргинина или цитруллина. Однако в большинстве исследований, которые показывают, что эти соединения улучшают производительность во время теста с физической нагрузкой, испытуемые принимали свою дозу в течение часа в ходе теста.

«На мой взгляд, прием любых добавок, которые предназначены для увеличения уровня оксида азота, следует принимать до тренировки, — говорит Шеннон Эрхардт, доктор медицинских наук, CSSD, диетолог EXOS Performance, — поскольку большинство ингредиентов, содержащихся в этих типах продуктов (например, аргинин и цитруллин) имеют короткий период полураспада, при котором эффекты могут больше не играть роли. Период полураспада аргинина составляет от полутора до двух часов, а у цитруллина — около часа».

Поэтому, если вы хотите, чтобы они работали с максимальным эффектом, вам лучше потренироваться вскоре после их приема. Причем то, что вы принимаете наряду вместе с оксидом азота, может в большей степени повлиять на его эффективность.

Два недавних исследования в Planta Medica показывают, что порошок плодов манго может помочь улучшить кровообращение, поэтому его может быть полезно принимать вместе с L-аргинином и цитруллином. Как упоминалось выше, глутатион тоже может помочь.

Какие продукты содержат оксид азота?

Нитраты — это соединения, которые содержатся во многих овощах, и они могут превращаться в оксид азота в организме. Это одна из причин, по которой употребление овощей связано со здоровым кровяным давлением: нитраты накапливают оксид азота в вашей системе, который расслабляет кровеносные сосуды и способствует здоровому кровотоку.

Многие исследования показали, что нитраты из свеклы могут положительно влиять на физическую работоспособность. Они также содержатся в рукколе, сельдерее и шпинате.

Однако оксид азота нестабилен и в результате быстро разрушается в кровотоке. Чтобы поддерживать его уровень на достаточно высоком уровне, необходимо часто пополнять или снижать скорость его распада, и именно поэтому так важны добавки.

Продукты, богатые антиоксидантами, например, те, которые являются хорошими источниками витамина С, помогают нейтрализовать свободные радикалы, уменьшающие оксид азота. По этой причине цитрусовые, такие как апельсины, являются хорошим выбором для поддержания высокого уровня оксида азота.

Мясо животных травяного откорма и дикие морепродукты содержат составной кофермент Q10 (CoQ10), который помогает поддерживать здоровье клеток. Считается, что CoQ10 поддерживает уровень оксида азота. Мясные субпродукты, такие как печень, особенно богаты CoQ10.

Поскольку L-аргинин является аминокислотой, его можно найти в большинстве белковых продуктов, но грецкие орехи являются особенно хорошим источником. L-цитруллин содержится в мясе, бобовых и арбузе.

Заключение

Оксид азота (NO) — это природное соединение, которое действует как сосудорасширяющее средство. То есть он расслабляет кровеносные сосуды, заставляя их расширяться и обеспечивать больший кровоток. Спортивные добавки с оксидом азота технически не содержат сам оксид азота, а только соединения, помогающие вырабатывать NO: L-аргинин и L-цитруллин.

Преимущества добавок, поддерживающих уровень оксида азота:

• увеличение работоспособности,
• ускорение восстановления,
• повышение эффективности тренировок,
• поддержка здорового кровяного давления,
• стимуляция роста мышц.

По мнению экспертов, для большего эффекта добавки, увеличивающие NO, следует принимать непосредственно перед тренировкой.

Кроме добавок, накапливать оксид азота в организме могут овощи, особенно свекла, руккола, сельдерей, шпинат. Поддерживать уровень NO помогают цитрусовые, белковые продукты.

Источник