Jedan od najzastupljenijih elemenata na Zemlji je kisik. Otprilike jedna petina volumen ovog kemijskog elementa prisutan je u zraku, a bez boje je, bez okusa i mirisa. Podjednako ga ima u voda i u zemljinoj kori. Većina živih bića i živih stanica zahtijeva kisik za disanje.
Što je kisik?
U periodnom sustavu, kisik označen je simbolom "O" i ima atomski broj "8." Najčešće se javlja u spojevima te kao dvoatomni i triatomski molekule. Potonji se također naziva "ozonom". Stijene i minerala su često oksigenirani, poput kvarca, mramora ili vapnenca. Slobodni i pojedinačni atomi kisika, s druge strane, mogući su samo u stabilnom obliku pod ekstremnim uvjetima. To je slučaj u vakuumu prostora. Kisik se destilacijom može odvojiti od zraka, a zatim ukapljenim dobiva plavkastu boju. Takvi se uvjeti koriste, na primjer, u rafiniranju metala, vađenju kemikalija ili kao medicinska primjena za održavanje života. Kisik je u normalnim uvjetima uvijek plinovit i, u kombinaciji s drugim elementima, uključen je u mnoge procese izgaranja. Otkrio ga je i istraživao 1772. ljekar i farmaceut Carl Wilhelm Scheéle. Potonji je izolirao kisik kao plin, postupak koji je imao sličnosti s postupkom pasterizacije, te je na taj način otkrio i druge elemente, osim dušik, na primjer. Međutim, budući da je svoj rad na tome objavio tek nekoliko godina kasnije, u međuvremenu mu je prethodio kemičar Josep Priestley, koji je, neovisno o njemu, otkrio isto otkriće, uključujući i utjecaj kisika na procese izgaranja, iako je stvarni postupak sam još nije bio dešifriran. Prije se vatra više metafizički smatrala osnovnom tvari četiri elementa koja su činila biće. Osim vatre, to su bili zemlja, zrak i voda. Tada je u 17. stoljeću vrućina bila povezana s vatrom, a otkrićem u 18. stoljeću tvar je postala element. Ali samo je privatni učenjak Antoine Laurent de Lavoisier tada mogao pravilno protumačiti izgaranje i disanje. Provodio je pokuse s čistim kisikom i određivao sastav zraka.
Funkcija, učinak i zadaci
U atmosferi se kisik uvijek javlja u plinovitom obliku i otapa se iz voda. Element je stoga vrlo reaktivan i uglavnom ga proizvode biljke fotosintezom, a ponovno ga troše disanje i drugi procesi izgaranja. Plavozelene alge ili cijanobakterije također imaju udjela u tim procesima koji su započeli prije više od tri milijarde godina radi skladištenja sunčeve svjetlosti i korištenja za sintezu organskih spojeva. Kisik je bio i stoga je vrlo učinkovit otpadni proizvod. Ljudi, biljke i bakterija kisik treba za život i stvaranje energije u ovom obliku. Obrada se odvija u mitohondriji, gdje se kisik zatim pretvara natrag u voda u dišnom lancu. Enzimizauzvrat, razgradnjom tvari u organizmu oksigenacijom.
Formiranje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Međutim, dobra reaktivnost kisika i njegovih spojeva također može dovesti do opasnijeg uništavanja staničnih struktura. Iako je ljudima potreban kisik za disanje, previše kisika je otrovno i može čak i uzrokovati ment šteta u povećanim iznosima tijekom duljeg vremenskog razdoblja. Ljudski organizam funkcionira s kisikom koncentracija od oko 21 posto u zraku. Crvena krv stanice transportiraju kisik iz pluća u organe. Ako je ovo previsoko, dolazi do oticanja alveola i nekroza stanica zida u plućima, oštećenje pneumocita i taloženje proteinskih masa na unutarnjem zidu. Rezultat je znatno smanjena izmjena plinova tijekom disanja i krvotoka. Slično tome, smjesa plina s povećanim kisikom može oštetiti središnju živčani sustav i uzrokuju simptome središnjeg živčanog sustava. To se naziva Paul Bertovim efektom, koji se može manifestirati zvonjavom u ušima, vrtoglavicama, mučnina, povraćanje, a također i drastična stanja poput promjena osobnosti i mentalne zbrke. Ovo je česta pratnja, posebno u ronjenju, tako da se mora uzeti u obzir sadržaj kisika i maksimalna dubina ronjenja.
Bolesti i poremećaji
Većina organizama ima zaštitne enzimi poput peroksidaze i katalaze za detoksikaciju kisika. Osiromašenje kisika u tijelu stvara slobodne radikale koji oštećuju mitohondrijsku DNA, a antioksidansima se mogu suprotstaviti. Takvi se unose s hranom i uključuju vitamini C, A i E, minerala i elementi u tragovima. Neravnoteža između reducirajućih i oksidirajućih tvari u stanicama dovodi do poremećaja u radu tijela detoksikacija funkcioniraju i oštećuju stanicu. To se naziva oksidativnim stres, što zauzvrat dovodi do procesa starenja. Nedostatak kisika često se javlja u srce i ment bolesti. To zauzvrat ima štetne učinke na arterije i tkivo svih vitalnih organa. U takvim se slučajevima mora primijeniti dodatni kisik i umjetno disanje mora biti inducirano. Isto tako, kisik služi zarastanje rana sam proces. Nakon operacija, infekcije rane može nastati, pri čemu napetost kisika u tkivu i obrambenim stanicama u krv igraju ulogu koja se bori protiv bakterija u tijelu sa slobodnim radikalima. Stoga se kisik obično daje i nakon anestezija kako bi se smanjio rizik od infekcije. Bolesti povezane s kroničnim nedostatkom kisika zahtijevaju dugotrajni kisik terapija. Uzroci mogu uključivati suženje dišnih putova, plućne embolije, oštećenje ment tkiva ili ozbiljna srce nedostaci.
