Аномальные свойства газов и влияние их на биологические системы

Довгуша В.В.

ЗАО «Атом-Мед Центр», г. Москва – Санкт-Петербург

Е-mail:vit130144@yandex.ru

 

Считается, что в генезе наркотического действия индифферентных газов ведущая роль принадлежит хорошей растворимости их в жирах и липоидах  головного и спинного мозга. Однако водород, например, имея коэффициент растворимости в жирах больше, чем азот, в наркотическом отношении значительно слабее его. Значит, причина в чем-то другом

То же самое можно сказать об азоте и аргоне. Расположение нейтральных атомов инертных газов по их растворимости в воде или масле показывает отклонение от  этой зависимости у этих газов. Так, особенность аргона оказывать наркотическое действие выше, чем азота, хотя коэффициенты растворимости этих газов в воде и в масле почти одинаковы (5,2 азота и 5,3 аргона). Налицо опять какая-то общая зависимость, характерная для всех инертных, индифферентных и других газов.

Исследования показывают, что углекислый газ обладает в 20 раз большим наркотическим потенциалом, чем азот. Это значение расходится с данными, полученными на основании растворимости в липидах, поскольку растворимость углекислого газа в липидах в 13-20 раз выше, чем у азота.

Растворимость углекислого газа в воде выше всех газов, она примерно в 70 раз выше растворимости кислорода и в 150 раз выше растворимости азота! Азотный наркоз и наркоз, вызванный накоплением двуокиси углерода, носит взаимодополняющий, усиливающий эффект (это может относиться и к О2 под давлением).

Присутствие кислорода повышает наркотический потенциал азота в 1,6 раз. Однако, исследования на людях показали, что степень выраженности наркоза нельзя рассчитывать только с помощью этого метода.

Кислород обладает особенными свойствами в формировании газового наркоза. Тесты, проведённые при глубоких погружениях (91 метр), показали, что смесь из 4% кислорода и 96% азота имеет более высокий наркотический потенциал, чем воздух. Это весьма необычно, поскольку кислород лучше растворяется в липидах, чем азот.

Большинство исследователей объясняют это кажущееся противоречие тем, что в процессе формирования наркоза между азотом и кислородом возникает какая-то неизвестная на настоящий момент реакция. Его наркотический потенциал, по-видимому, связан не только с растворимостью в липидах.

Кислород обладает свойствами парамагнетизма и этим отличается от всех прочих газообразных (при обычных условиях) элементов. Магнитный момент молекулы кислорода довольно велик и равен 2 магнетонам Бора. Сент-Дьёрди рассчитал, что радиус магнитного поля молекулы кислорода, в пределах которого он эффективно снижает энергию активации, достигает 100х. Так как диаметр молекулы кислорода составляет около 4А, то даже при очень низкой концентрации кислорода в среде магнитные поля его молекул будут перекрывать друг друга и обеспечивать высокую скорость соответствующих реакций. В этом плане интересно присутствие аргона.

При внедрении молекул кислорода в пустоты воды биологических жидкостей,  его собственный магнитный момент усиливается. Не в этом ли причина токсического действия кислорода?

Явления двойной сорбции газов, в том числе и кислорода, в воде уже давно привлекает внимание (Бункин Ф.В. с соавт., 1992; Албантов А.Ф. с соавт., 2004; Довгуша В.В., 2011 и др.): физически растворённый и связанный со структурой воды кислород имеют разные физико-химические характеристики, а также он по - разному оказывает биологическое действие на организм. 

Email: vit130144@yandex.ru

V.V.Dovgusha