Jedním z nejhojnějších prvků na Zemi je kyslík. Asi pětina objem tohoto chemického prvku je přítomen ve vzduchu a je bezbarvý, bez chuti a bez zápachu. Je stejně hojná v voda a v zemské kůře. Většina živých věcí a živých buněk vyžaduje kyslík pro dýchání.
Co je to kyslík?
V periodické tabulce kyslík je označen symbolem „O“ a má atomové číslo „8.“ Většinou se vyskytuje ve sloučeninách a jako diatomická a triatomická molekuly. Ten se také označuje jako „ozon“. Skály a minerály jsou často okysličovány, například křemen, mramor nebo vápenec. Volné a jednotlivé atomy kyslíku jsou na druhé straně možné pouze ve stabilní formě za extrémních podmínek. Tak je tomu ve vakuu vesmíru. Kyslík lze oddělit od vzduchu destilací a při zkapalnění získá modravou barvu. Takové podmínky se používají například při rafinaci kovů, extrakci chemikálií nebo jako lékařské aplikace k udržení života. Kyslík je za normálních podmínek vždy plynný a v kombinaci s dalšími prvky se podílí na mnoha procesech spalování. Objevil a zkoumal jej v roce 1772 chemik a lékárník Carl Wilhelm Scheéle. Ten izoloval kyslík jako plyn, proces, který měl podobnosti s pasterizačním procesem, a tímto způsobem také objevil další prvky, kromě dusík, například. Jelikož však svou práci o tom publikoval až o několik let později, mezitím mu předcházel chemik Josep Priestley, který nezávisle na něm učinil stejný objev, včetně toho, jaký vliv měl kyslík na procesy spalování, ačkoli samotný skutečný proces ještě nebyl dešifrován. Dříve byl oheň považován za metafyzičtější, za základní látku čtyř prvků, které tvořily bytí. Kromě ohně to byly země, vzduch a voda. Pak v 17. století bylo teplo spojováno s ohněm a díky objevu v 18. století se látka stala živlem. Ale pouze soukromý vědec Antoine Laurent de Lavoisier bylo možné správně interpretovat spalování a dýchání. Prováděl experimenty s čistým kyslíkem a určoval složení vzduchu.
Funkce, účinek a úkoly
V atmosféře se kyslík vždy vyskytuje v plynné formě a rozpouští se z vody. Prvek je tak velmi reaktivní a je produkován hlavně rostlinami pomocí fotosyntézy, opět spotřebován dýcháním a jinými spalovacími procesy. Podíl na těchto procesech mají také modrozelené řasy nebo sinice, které před více než třemi miliardami let začaly ukládat sluneční světlo a používat ho pro syntézu organických sloučenin. Kyslík byl a je proto velmi účinným odpadním produktem. Lidé, rostliny a bakterie potřebují kyslík k životu a k výrobě energie v této formě. Zpracování probíhá v mitochondrie, kde se kyslík poté přemění zpět na voda v dýchacím řetězci. Enzymyzase rozkládají látky v organismu okysličováním.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
Dobrá reaktivita kyslíku a jeho sloučenin však také může vést k nebezpečnější destrukci buněčných struktur. I když lidé potřebují k dýchání kyslík, příliš mnoho kyslíku je toxické a může dokonce způsobit plíce poškození ve zvýšeném množství po dlouhou dobu. Lidský organismus funguje s kyslíkem koncentrace asi 21 procent ve vzduchu. Červené krev buňky transportují kyslík z plic do orgánů. Pokud je příliš vysoká, dochází k otokům alveol a nekróza buněčných stěn v plicích, poškození pneumocytů a ukládání proteinových hmot na vnitřní stěně. Výsledkem je výrazně snížená výměna plynů během dýchání a v krevním řečišti. Podobně může směs plynu se zvýšeným obsahem kyslíku poškodit centrální nervový systém a způsobit příznaky centrálního nervu. Toto se označuje jako efekt Paul Bert, který se může projevit zvoněním v uších, závratěmi, nevolnost, zvracenía také drastické podmínky, jako jsou změny osobnosti a duševní zmatek. Toto je častý doprovod, zejména při potápění, takže je třeba brát v úvahu obsah kyslíku a maximální hloubku potápění.
Nemoci a poruchy
Většina organismů má ochranné enzymy jako je peroxidáza a kataláza k detoxikaci kyslíku. Vyčerpání kyslíku v těle produkuje volné radikály, které poškozují mitochondriální DNA, proti které mohou působit antioxidanty. Takové jsou požívány s jídlem a zahrnují vitamíny C, A a E, minerály a stopové prvky. Nerovnováha mezi redukčními a oxidačními látkami v buňkách vede k narušení tělesných funkcí detoxikace funkce a poškození buňky. Toto se nazývá oxidační stres, což zase vede k procesům stárnutí. Nedostatek kyslíku se často vyskytuje v srdce a plíce nemoci. To má zase škodlivé účinky na tepny a tkáně všech životně důležitých orgánů. V takových případech musí být podán další kyslík a umělé dýchání musí být vyvolána. Stejně tak kyslík slouží hojení ran zpracovat sám. Po operacích, infekce rány může nastat napětí kyslíku tkáně a obranných buněk v krev hrají roli, která bojuje proti bakterie v těle s volnými radikály. Proto se kyslík obvykle podává i poté anestézie ke snížení rizika infekce. Nemoci spojené s chronickým nedostatkem kyslíku vyžadují dlouhodobý kyslík terapie. Příčiny mohou zahrnovat zúžení dýchacích cest, plicní embolie, poškození plíce tkáně nebo těžké srdce vady.
