ГОУ ВПО«Кемеровский государственный университет»
Биологический факультет
Реферат на тему:
Воздействие озона на человека: польза или вред
Кемерово2010
Введение
Актуальность темы. На сегодняшний день проблема озона беспокоит очень многих, о ней наслышаны даже те, кто раньше и не знал о существовании озонового слоя в атмосфере. И интерес к этой проблеме понятен, ведь речь идёт о будущем человечества. Изменения в озоновом слое могут привести к изменению климата на планете в худшую сторону, поднимется уровень мирового океана, возрастёт количество раковых заболеваний из-за увеличения ультрафиолетового излучения Солнца достигающего поверхности планеты. К сожалению опасения людей, об изменении озонового слоя не беспочвенны. Впервые об опасности изменения озонового слоя Земли начали говорить ещё в 70 годы. Но тогда мало, что было сделано, что бы нейтрализовать эту угрозу. Если бы в те годы ввели эффективные методы по предотвращению этой угрозы, то в наше время это проблема не была бы так актуальна. В первую очередь это связано с экономическими интересами.
К разрушению озонового слоя приводят различные химические вещества. Такие как фреоны, использующиеся в холодильной промышленности и в аэрозолях. Окислы азота, которые образуются при ядерных взрывах и в камерах сгорания реактивных самолётов и ракет. Причём последнее особенно вредно, так как на больших высотах окислы азота живут очень долго. Применение большого количества минеральных удобрений тоже вредит озоновому слою. Дымовые газы электростанций вырабатывают миллионы тонн закиси азота в год.
Таким образом, большая часть воздействия на озоновый слой планеты связана с хозяйственной деятельностью человечества. Поэтому быстрого изменения ситуации ждать не стоит. Ведь человечество не может взять и отказаться от использования минеральных удобрений или быстро перейти на новые технологии производства. Озон стала значительным загрязнителем в результате более быстрого роста населения, промышленной деятельности, а также использование автомобиля. В настоящее время в мире широко действует Международная озоновая ассоциация, которая провела 12 международных
конгрессов. Начиная с 1989 г., в рамках конгрессов Международной озоновой ассоциации, принимают участие врачи разных специальностей из таких стран как Германия, Австрия, США, Куба, Россия.
Цель – изучение влияние озона на человека и окружающую среду.
Задачи – 1. Имеет ли положительное влияние озон на человека.
2.Изучить отрицательное воздействие озона на человека.
Положительное воздействие
В настоящее время установлены и хорошо изучены основные механизмы лечебного действия озона:
1. Бактерицидное действие.
2. Вирицидное действие.
3. Фунгицидное действие.
4. Системно восстанавливающее гомеостаз:
• Восстановление кислородтранспортной функции крови.
• Оптимизация про- и антиоксидантных систем.
• Восстановление микроциркуляции и периферического кровообращения.
• Снижение свертываемости крови.
• Стимуляция кроветворения.
• Оптимизация метаболизма биологических субстратов — углеводов, белков, липидов (биоэнергетический, биосинтетический эффекты).
• Активизация продукции биологически активных веществ.
• Иммуномодулирующее действие озона (малые дозы стимулируют иммунитет, большие — подавляют).
• Анальгетическое действие.
• Детоксицирующее действие.
Озон имеет очень высокое сродство к электрону (1,9 эВ), что и обусловливает его свойства сильного окислителя, превосходимого в этом отношении только фтором (Разумовский С.Д., 1990). Озон окисляет все металлы, за исключением золота и платиновых, а также большинство других элементов.
Несмотря на высокий окислительный потенциал озона, взаимодействует он чрезвычайно селективно. Причиной этой селективности является полярное строение молекулы озона, или точнее — позитивно поляризованный атом кислорода, который придает всей молекуле электрофильный характер. Поэтому молекулы с высокой плотностью электронов являются наиболее предпочтительными реакционноспособными элементами. Соединения со свободными двойными связями С=С реагируют мгновенно, фенолы и
свободные амины окисляются за секунды, в то время как, например, спирты окисляются только за часы. (5)
Для понимания биохимической сущности характера взаимодействия озона с биологическими объектами представляют интерес его реакции с органическими молекулами, содержащими двойные или тройные связи. Контакт с этими молекулами приводит к образованию многих сложных и мало изученных переходных соединений (цвиттерионы, малозониды, циклические озониды), которые могут гидролизоваться, окисляться, восстанавливаться или термически расщепляться на множество веществ, преимущественно альдегидов, кетонов, кислот или спиртов (Washuttl H., Viebahn R., 1989).
Озон реагирует с насыщенными углеводородами, аминами, сульфгидрильными группами и ароматическими соединениями. Чувствительными к действию озона, помимо ненасыщенных жирных кислот, являются ароматические аминокислоты и пептиды, прежде всего содержащие SH-группы. Cогласно данным Криге (1953), продуктом взаимодействия молекулы озона с биоорганическими субстратами является молекула озонида. Озонирование ароматических соединений протекает по типу озонирования олефинов с образованием полимерных озонидов.
Озонирование серо- и азото-содержащих органических соединений протекает следуюшим образом:
Озон — газ, токсичный при вдыхании. Он раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей, повреждает сурфактант легких. Последовательность болезненных проявлений при дыхании озоном была описана Флюгге. Сначала наступает сонливость, затем изменяется дыхание — оно становится глубоким, неритмичным. В конце появляются перерывы в дыхании. Смерть наступает, видимо, в результате паралича дыхания. Патологоанатомические исследования показали характерную картину отравления озоном: кровь не свертывается, легкие пронизаны множеством сливных кровоизлияний. Вследствие этого установлена предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в воздухе рабочего помещения 0,1 мг/м2, что в 10 раз больше обонятельного порога для
человека. При наружном (на кожные покровы и раневую поверхность), энтеральном и парентеральном введении в терапевтическом диапазоне концентраций озон не оказывает токсического действия на организм человека. (7)
При наружном применении высоких концентраций газообразного озона и озонированных растворов проявляются его мощные окислительные свойства, направленные против микроорганизмов. Причем озон более эффективен во влажной среде, так как при разложении озона в воде образуется высокореакционный гидроксильный радикал. Озон убивает все виды бактерий, вирусов, грибов и простейших. При этом, в отличие от многих антисептиков, озон не оказывает разрушающего и раздражающего действия на ткани, так как клетки многоклеточного организма имеют антиоксидантную систему защиты.
Среди причин бактерицидного эффекта озона чаще всего упоминают нарушение целостности оболочек бактериальных клеток, вызываемое окислением фосфолипидов и липопротеидов. Грам-положительные бактерии более чувствительны к озону, чем Грам-отрицательные, что видимо связано с различием в строении их оболочек. Есть также данные о взаимодействии озона с протеинами. Обнаружено проникновение озона внутрь микробной клетки, вступление его в реакцию с веществами цитоплазмы и превращение замкнутого плазмида ДНК в открытую ДНК, что снижает пролиферацию бактерий.
Эффект озонированного растительного масла обусловлен наличием озонидов. Полагают, что за счет кислородной связи озонид ненасыщенной жирной кислоты соединяется с рецептором для микроорганизмов и блокирует его. Наибольшим бактерицидным эффектом обладает масло с пероксидным числом 2,5-3 тыс. Но даже при разведении масляного раствора в 10, 20, 50 и 100 раз оно сохраняет стерилизующий эффект в отношении микроорганизмов.
Вирицидное действие озона связывают с повреждением полипептидных цепей оболочки, что может приводить к нарушению способности вирусов прикрепляться к клеткам-мишеням и расщеплению одной нити РНК на две части, подрывая фундамент реакции размножения. Капсулированные вирусы
более чувствительны к действию озона, чем некапсулированные. Это объясняется тем, что капсула содержит много липидов, которые легко взаимодействуют с озоном.
Важнейшим открытием явилось обнаружение антивирусного эффекта озона на культуре лимфоцитов, зараженной ВИЧ-1 (Freberg, Carpendale, 1988). Механизм инактивации ВИЧ объясняется следующими моментами:
• частичное разрушение оболочки вируса и потеря им своих свойств;
• инактивация фермента обратной транскриптазы, что ингибирует процесс транскрипции и трансляции вирусных белков и, соответственно, размножение вируса;
• нарушение способности вирусов соединяться с рецепторами клеток-мишеней
По данным Viebahn, электрофильная молекула озона может реагировать с парой свободных электронов азота в N-ацетилглюкозамине, который обнаруживается в вирусных акцепторах клетки-хозяина; это снижает чувствительность клеток к вирусам и устраняет феномен зависимости. Причем выяснено, что озон может инактивировать вирус как экстракорпорально, так и внутри клеток. Важную роль играет активация синтеза биологически активного пептида интерферона, защищающего незараженные клетки от проникновения вируса. Кроме того, многие инфекции, сопровождающие ВИЧ, оказались устойчивыми к антибиотикам, но способными инактивироваться озоном, в концентрациях, не токсичных для клеток организма.
Точками воздействия озона в организме теплокровных являются:
• ненасыщенные жирные кислоты,
• свободные аминокислоты,
• аминокислоты в пептидных связях,
• никотинамид-коэнзим.
Обнаружены селективные свойства озона по отношению к соединениям, имеющим двойные связи, и прежде всего к полиненасыщенным жирным кислотам (ПНЖК). Основными продуктами, образующимися при взаимодействии озона с ненасыщенными жирными кислотами наряду с
озонидами являются гидропероксиды, т.к. вода в организме имеется в избытке. Образующиеся в реакциях озонолиза пероксиды отличаются от аутогенных своей короткоцепочечностью и гидрофильностью.
Эффект стерилизации
К стерилизующим достоинствам озона относят широкий спектр его биоцидного действия при низкой концентрации, возможность использования для обеззараживания труднодоступных поверхностей, более короткий период полураспада в сравнении с другими газами, а также наличие дезодорирующего эффекта. Механизм инактивации воздушной микрофлоры озоном очень похож на действие озона в воде. Сперва озон воздействует на оболочку микроорганизмов путем реакции с двойными связями липоидов. Затем, благодаря способности разрушать дегидрогеназы клетки, озон воздействует на ее дыхание. В результате нарушения проницаемости оболочки и изменения растворимости белков клетка лизируется. Обнаружено проникновение озона внутрь микробной клетки, вступление его в реакцию с веществами цитоплазмы и превращение замкнутого плазмида ДНК в открытую ДНК, что снижает пролиферацию бактерий. Противовирусное действие озона связывается с разрушением вирусных частиц, инактивацией обратной транскриптазы и влиянием на способность вируса связываться с клеточными рецепторами. Капсулированные вирусы более чувствительны к действию озона, чем некапсулированные. Это объясняется тем, что капсула содержит много липидов, которые легко взаимодействуют с озоном. Наблюдается известное различие между разными видами микроорганизмов по их сопротивляемости действию озона. Довольно быстро погибают возбудители ангины, дифтерии, различные плесени. Как правило, наиболее устойчивы микробы, покрытые оболочкой, как например туберкулезная палочка и микробные споры. Эффективность стерилизующего действия озона зависит от его концентрации, экспозиции, температуры, влажности, вида микроорганизма, pH и исходной обсемененности обеззараживаемого воздуха.(2)
Озон в низких концентрациях (около 0,2 мг/м3) не очень эффективен для уничтожения бактерий, т.к. они восстанавливаются спустя некоторое время после обработки. В этих случаях озон оказывает лишь поверхностное действие (контактируя с внешней оболочкой клетки) и незначительно проникает вглубь. Для полной инактивации микрофлоры помещения необходима высокая концентрация озона и длительное время для контакта с микроорганизмами. Оксиды азота (N2О, N2O5, NO и др.) усиливают бактерицидные свойства озона, которые в значительной степени зависят от влажности воздуха. При относительной влажности воздуха ниже 45 % озон почти не оказывает бактерицидного действия, а оптимум его активности лежит между 60-80 % влажности.
В профессиональных целях для стерилизации воздуха помещения в присутствии людей генератор озона служить не может, поскольку концентрация озона в несколько раз превышает ПДК для человека. Высокая концентрация выделяющегося озона приводит к деструкции полимеров и натуральной резины, окислению металлов и порче электронного оборудования.
Биологические свойства озона проявляются в зависимости от видовых особенностей животного (или растительного) организма, возраста, условий воздействия.
В настоящее время, хотя и проведено большое количество исследований, механизм биологического действия озона на животный и растительный организмы еще недостаточно раскрыт. Имеются лишь общие представления по этому вопросу. В основном эти исследования проводились на лабораторных живошых и при действии высоких концентраций озона. Последние показывают, что гибель мышей и крыс зависит от концентрации озона и продолжительности воздействия. При воздействии озоном на животных они вначале приходят в возбуждение, но при длительном действии его наступает угнетение. Если в этой фале прекратить воздействие озоном, то происходит восстановление здоровья. При высоких концентрациях озона у животных наблюдаются значительные
поражения дыхательного аппарата, которые носят необратимый характер. Смертельной дозой для мышей и крыс считается концентрация озона порядка 2— 4 мг/м3 воздуха. В легких и в мозту животных при интоксикации озоном резко возрастает содержание 5-окситрип-тамина, а в надпочечниках наблюдается значительное высвобождение катехоламинов, что характерно при отравлении животных резерпином, мышьяком и другими токсическими веществами. Под воздействием озона у животных нарушаются сердечные и дыхательные рефлексы; по-видимому, первичным местом поражения являются эфферентные волокна блуждающего нерва, находящегося в слизистой оболочке верхних дыхательных путей.(2)
При воздействии озоном на человека у него прежде всего наступает раздражение верхних частей дыхательного тракта, а затем и головная боль — уже при концентрации озона в воздухе 2,0 мг/м4. При 3,0 мг/м3 через 30 мин вдыхания у человека появляются сухой кашель, сухость во рту, снижается способность концентрировать свое внимание, нарушаются аппетит и сон, появляются боли под ложечкой, чувство «ватносш» рук и ног, кашель с прозрачной мокротой, чувство оглушения, воспаление легких, повышается давление в глазном яблоке и ухудшается зрение, угнетается секреторная функция желудка, снижается чувство восприятия боли.
Озонотерапия
Процедура озонотерапии, во время которой пациентам внутривенно вводится специальная озоно-кислородная смесь (медицинский озон), оказывает многогранное положительное влияние на организм больного. Она ликвидирует кислородную недостаточность, усиливает окислительно-восстановительный процесс, восстанавливает функцию печени, быстро уменьшает или даже полностью снимает симптомы интоксикации, улучшает кровоснабжение органов и тканей и повышает иммунитет. Озон оказывает болеутоляющее действие, улучшает сон, снимает воспаление и борется со стрессом, уравновешивает процессы возбуждения и торможения. Использование этого
живительного газа помогает снять синдром хронической усталости, восстановить работоспособность и ускорить выздоровление.
В случае если пациенту назначают противовирусные препараты в комплексе с озонотерапией, в его организме создаются такие условия, при которых вирусы гепатита попросту утрачивают способность проникать внутрь здоровых клеток печени. Вдобавок комплексное лечение с применением медицинского озона ускоряет выведение вируса из крови, в 2-3 раза быстрее нормализует нарушения функции печени и позволяет получить более стойкую ремиссию после завершения лечения. Мало того: полное клинико-лабораторное и инструментальное обследование пациентов на современном уровне позволяет выявлять больных, которым вообще не показаны противовирусные препараты.
Озонотерапия особенно полезна у больных вирусными гепатитами протекающими на фоне сахарного диабета.
После проведения курса озонотерапии и иммуномоделирующих методов лечения у таких больных значительно улучшается самочувствие и качество жизни.
Разумеется, курс лечения каждому пациенту должен назначаться после полного обследования, определения индивидуальной чувствительности к иммуномодуляторам и противовирусным препаратам. Ведь лекарство, способное помочь одному человеку, для другого может оказаться совершенно бесполезным.
Кстати, с помощью озонотерапии лечат и хронические заболевания печени и других токсических гепатитах, связанные со злоупотреблением алкоголем, а также у больных сахарным диабетом.
Нередко комплексное лечение озоном является единственным выходом для тех пациентов, которым противопоказана традиционная терапия интерфероном - беременным женщинам, больным сердечно-сосудистыми заболеваниями или сахарным диабетом, с сопутствующим токсическим гепатитом.(1)
Отрицательное воздействие
Некоторые из возможных вредных последствий повышенной УФ-Б света на организм человека включают в себя:
Иммунное ингибирование
Кожные высыпания
Катаракта
Рак кожи
Иммунное ингибирование
Эффекты иммунной торможения, ухудшение кожи и катаракты не будет количественно здесь по следующим причинам: Иммунная торможение было показано на лабораторных животных, но не очень хорошо количественно. Кроме того, раковые заболевания, кроме рака кожи не увеличиваются в более низких широтах (где больше УФ-Б).
кожные высыпания
Кожа ухудшение состояния, вызванное солнечным светом хорошо документированы, но в первую очередь влияет на внешний вид и не опасным для жизни.
Катаракта
Катаракта является основной причиной слепоты в мире. В странах с хорошим медицинским учреждениям, операция может предотвратить большинство из катаракты может привести к слепоте. Тем не менее, даже в США, катаракты являются ведущей причиной слепоты. Каждый год около 50.000 американцев стали слепы. По всему миру, Есть около 17 миллионов слепых людей из-за катаракты, на которые приходится более 50% от слепоты в мире (ЮНЕП,
1994).Воздействие УФ-А (в отличие от УФ-Б), как полагают, играет значительную роль в формировании катаракты, а также может влиять на иммунную систему, однако количество УФ-А, достигающего Земли, не влияет на истощение озона. Тем не менее, последние исследования (Taylor & Маккарти, 1996) предполагает, что УФ-Б также вызывает катаракту. Однако, в настоящее время недостаточно информации о длине волны зависимость этого эффекта и надлежащего реагирования отношения дозы. Тем не менее, с некоторыми разумные предположения, оценки, основанные на эпидемиологических данных может быть произведен. В 1994 году Организация Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП, 1994) расположены оценки общий коэффициент усиления излучения (РФС) для катаракты 0.3-0.6 и 0,5. Это означает, что 1% роста в разрушение озонового слоя можно было бы ожидать в результате примерно в 0,3 до 0,6%-ное увеличение заболеваемости катарактой. На данный момент, эти оценки RAF имеют высокую степень неопределенности.
Предполагая, RAF в 0,5 катаракты, устойчивый 10% рост в разрушение озонового слоя со временем приведет увеличение 850000 слепых (ван дер Леун и де Gruijl, 1993). Так как катаракта индуцированной слепотой в основном происходит в последние десятилетия жизни, ряд дополнительных слепых бы примерно, 850000 ÷ 25 или около 34000 человек в год. Опять же, следует иметь в виду, что эти оценки являются весьма неопределенными.
рак кожи
Существуют два основных типа рака кожи: меланома и не-меланома.
Меланома является наиболее серьезной формой рака кожи, а также является одним из наиболее быстро растущих видов рака в США, если не поймали на ранних стадиях, меланома нередко приводит к смерти. Меланома случаев в США почти удвоился за последние два десятилетия с 34000 случаев и 7200
смертей только в 1995 году (длинные и др.., 1996). Это соответствует риск рака жизни раза примерно по одному на 100 человек.(4)
Номера для меланомы кожи железы является наиболее распространенной формой всех случаев заболевания раком, но имеет низкий уровень летальности. Существовали оценкам 800000 случаев и 2100 случаев смерти в 1995 (и др. Лонг., 1996) в США риск развития рака жизни фактором немеланомный рака кожи в США составляет примерно один из пяти человек.
Доказательств для УФ быть причинным фактором рака кожи являются:
Существует поразительное увеличение с уменьшением широты (увеличение УФ-Б).
Рак чаще всего встречаются на участках тела подвергается солнце.
Заболеваемость выше у людей с открытой профессий, и выше у мужчин, что у женщин (хотя это не так для меланомы рака кожи).
Заболеваемость увеличивается с возрастом.
Выводы подтверждаются исследований на животных.
Кроме того, есть дополнительные наводящий факторов:
Заболеваемость возросла десять раз с 1930-х, соответствующая с увеличением «солнечных ванн» с того времени, хотя другие факторы могут играть роль.
Заболеваемость резко возрастает с более низким уровнем пигментации кожи. После корректировки различий населения, Белые люди имеют в 70 раз больше, чем заболеваемость людей Черного и в 10 раз больше, чем падения Латинской и азиатских народов. Кроме того, когда обнаружили у людей, черный, он обычно находится на менее пигментированной части тела, такие как подошвы и ладони.(7)
Заключение
В заключение хотелось бы сказать, что озон влияет на человека и окружающую среду, как положительно, так и отрицательно. В больших количествах наносит вред, а в допустимых дозах спасает людей от смерти. Сильные окислительные свойства озона позволяют использовать его при получении многих органических веществ, для отбеливания бумаги, масел и т.д. Озон убивает микроорганизмы, поэтому его применяют для очистки воды и воздуха (озонирование). Однако в воздухе допустимы лишь очень малые концентрация т.к. он чрезвычайно ядовит (даже более ядовит, чем угарный газ CO). Закон о чистом воздухе был создан в 1963 году, но качество окружающей не регулируется до 1970 года, и к 1971 EPA был создан один час Национальный норму качества окружающего воздуха (НСКОВ) по 0,08 мг / кг для обоих O 3 и диоксида азота. Двуокиси азота и озона являются двумя основными наружного воздуха химических загрязнителей, влияющих астматиков. Кроме того, диоксид азота играет роль в формировании кислотных дождей, вносит свой вклад в глобальное потепление, и препятствует росту растений. Приземного озона нарушает способность завода по производству (фотосинтез) и хранить продукты питания, и снижает устойчивость растений к болезням.
Влияние озона и его предшественников на территории стран Евросоюза осуществляется на сети станций контроля. В 2002 г. их насчитывалось более 1700 штук. В России нет ни одной стации, способной решать подобные задачи. Концентрации озона, наблюдаемые в 2002 г. в России, превышали аналогичные значения, полученные на станциях мониторинга в Западной Европе. Первый шаг по защите населения от опасного воздействия озона, который возможно реализовать в ближайшее время это – информирование населения о высоких концентрациях озона в атмосфере. В Германии, например, самый посещаемый сайт в интернете это сайт, информирующий о содержании озона в приземной атмосфере и о способах защиты населения от его воздействия. В России необходимо создавать национальную систему управления качеством окружающей среды.
Список литературы
1.Максимов В.А., Чернышев А.Л., Каратаев С.Д. «Озонотерапия». Москва, 1998 год
2.Озон в биологии и медицине. Тезисы докладов 2-й Всероссийской научно-практической конференции. Н.Новгород, 1995 год.
3.Сеппо А. и соавт. Окислительные препараты и озон как дезинфицирующие и антибактериальные средства. Таллин, -1996 Том 1, с.73-78
4.Хенриксен, Т.А. ", Ультрафиолетовое излучение и рак кожи. Влияние разрушения озонового слоя" 579-582 (1990)
5.www.ilyash.narod.ru/stat/Ozon/list3.htm
6.www.allvet.ru
7.translate.google.ru