Aerul şi organismul uman

Zilnic respirăm de peste 20.000 de ori, introducând aproximativ 12.000 de litri de aer în plămâni. Facem asta pentru a asigura necesarul de oxigen al organismului. Aerul este compus din azot în cea mai mare parte (78%), iar oxigenul se găseşte într-o concentraţie de 21%.

  Restul de 1% este format din dioxid de carbon, vapori de apă şi alte particule.

Respiraţia este formată din trei faze – respiraţia pulmonară, transportul gazelor respiratorii (oxigenul de la plămâni la ţesuturi şi dioxidul de carbon de la ţesuturi la plămâni) şi respiraţia tisulară. Respiraţia este reglată prin comenzi provenite de la un grup de neuroni situaţi în bulb. Aceşti neuroni prezintă activitate spontană, independentă de voinţa individului (nu poţi să te sinucizi ţinându-ţi respiraţia). Transferul gazelor din aerul atmosferic în plămâni şi din plămâni în sânge se produce datorită existenţei unor diferenţe de presiune.

Variaţia presiunii oxigenului

În aerul atmosferic cea mai mare parte a oxigenului din aer este consumat în procesele de ardere. Dacă tot combustibilul existent ar arde, concentraţia oxigenului nu ar scădea decât cu 3%. Scăderea presiunii oxigenului se produce în încăperi închise şi prost ventilate, prin respiraţie, dar stările de hipoxie apar în încăperile închise ermetic. O concentraţie de 16% - 18% a oxigenului în aer este tolerată de organism, prin diferite metode compensatorii: creşterea frecvenţei şi amplitudinii respiraţiilor ori mobilizarea rezervelor de sânge. Dacă scade mai mult concentraţia, apar fenomene mai grave, chiar fatale – dispnee, tulburări cardiace, hipoxie cerebrală.

Presiunea atmosferică variază cu altitudinea, acest fenomen influenţând concentraţia de oxigen din aer. Pentru fiecare 10 metri urcaţi, presiunea atmosferică scade cu 1mm coloană de Hg. Până la 3000 de metri, metodele de compensare sunt eficiente, iar hipoxia nu se produce. Între 3000 şi 5000 de metri apare o stare, “răul de munte”,  manifestată prin oboseală, ameţeli sau creşterea frecvenţei cardiace, toate datorate scăderii concentraţiei de oxigen. Între 6.000 şi 8.000 de metri este necesară administrarea intermitentă de oxigen. La peste 8.000 de metri, oxigenul trebuie administrat permanent.

Presiunea oxigenului poate creşte în anumite situaţii – terapii cu oxigen hiperbar în intoxicaţii cu monoxid de carbon, se produce disocierea monoxidului mai rapid, sau în gangrena gazoasă produsă de o bacterii anaerobe. În aceste situaţii, trebuie să existe şi o cantitate de dioxid de carbon care să stimuleze respiraţia. Oxigenul trebuie să fie umezit, deoarece poate provoca arsuri.

Modificarea presiunii dioxidului de carbon

Dioxidul de carbon este un gaz mai greu decât aerul. Riscul de intoxicaţie apare în caz de expunere profesională, în incendii sau în zone joase unde s-a acumulat dioxid de carbon – fântâni. În aerul atmosferic există o tendinţă de creştere a concentraţiei de CO₂,  datorită proceselor de ardere, cu consecinţa apariţiei unui “fenomen de seră”, care împedică răcirea pământului.

Creşterea concentraţiei de CO₂ este tolerată până la 4%, nivel la care se egalează cu presiunea din spaţiul alveolar. Fenomenele compensatorii care apar sunt creşterea frecvenţei respiraţiilor. Concentraţiile care pot fi tolerate pot ajunge până la 6% - 8%, dar apare dispneea (greutatea în respiraţie), “setea de aer” sau creşterea tensiunii arteriale. La o concentrație de 16%, centrii respiratori din bulb sunt opriţi, iar administrarea de oxigen în această situaţie poate duce la moarte.

Sursele de poluare ale aerului pot fi naturale (vulcanii) sau antropice – produse de om

Unul dintre cei mai importanţi poluanţi este arderea combustibililor, în termocentrale, industrie sau de motorul maşinilor. Dacă combustibilul folosit ar fi pur, ar rezulta dioxid de carbon, apă şi energie. Poluare produsă de motorul maşinilor este mai periculoasă decât alte forme de poluare. Se elimină plumb şi monoxid de carbon, dar riscul de apariţie a unor intoxicaţii creşte, deoarece sunt surse mobile de poluare şi sunt eliminate la nivelul aerului respirabil, nu la înălţime ca în cazul furnalelor.