деоксигенация что это такое
Океанографы и другие специалисты обсуждали, какая фраза лучше всего описывает это явление для неспециалистов. Среди рассмотренных вариантов были удушение океана (которое использовалось в новостном репортаже от мая 2008 года), «кислородное голодание океана», «снижение уровня кислорода в океане», «деоксигенация морской среды», «кислородное истощение океана» и « гипоксия океана ». Термин «деоксигенация океана» все чаще используется международными научными организациями, поскольку он отражает тенденцию к снижению запасов кислорода в мировом океане.
СОДЕРЖАНИЕ
Обзор
Зоны океанического минимума кислорода (ОМЗ) обычно возникают на средних глубинах океана, на глубине от 100 до 1000 м, и представляют собой природные явления, возникающие в результате дыхания тонущего органического материала, образующегося на поверхности океана. Однако по мере того, как содержание кислорода в океане уменьшается, зоны кислородного минимума расширяются как по вертикали, так и по горизонтали.
В целом, местное вредоносное цветение водорослей (ВЦВ), региональные мертвые зоны и океанические явления зон минимума кислорода вносят свой вклад в дезоксигенацию всего океана.
Глобальная протяженность
Пространственная протяженность дезоксигенированных условий может широко варьироваться. В прибрежных водах районы с деоксигенированной средой могут простираться от менее одного до многих тысяч квадратных километров. ОМЗ открытого океана существуют во всех океанских бассейнах и имеют одинаковые вариации в пространственной протяженности; около 8% мирового океана находится в пределах ОМЗ. Самый крупный ОМЗ находится в восточной тропической части северной части Тихого океана и составляет 41% от этого глобального объема, а самый маленький ОМЗ находится в восточной части тропической Северной Атлантики и составляет лишь 5% от глобального объема ОМЗ. Вертикальная протяженность условий с низким содержанием кислорода также изменчива, и области со стойким низким содержанием кислорода имеют годовые колебания в верхних и нижних пределах бедных кислородом вод. Обычно предполагается, что ОМЗ будут располагаться на глубинах от 200 до 1000 метров. Верхний предел ОМЗ характеризуется сильным и быстрым градиентом оксигенации, называемым оксиклином. Глубина оксиклина варьируется в зависимости от ОМЗ и в основном зависит от физических процессов, таких как воздушно-морские потоки и вертикальное движение на глубине термоклина. Нижний предел ОМЗ связан со снижением биологического потребления кислорода, поскольку большая часть органического вещества потребляется и вдыхается в верхних 1000 м вертикального водного столба. В более мелководных прибрежных системах бедные кислородом воды могут доходить до придонных вод, что отрицательно сказывается на бентических сообществах. Временная продолжительность условий с низким содержанием кислорода может варьироваться в сезонных, годовых или многолетних масштабах. Гипоксические условия в прибрежных системах, таких как Мексиканский залив, обычно связаны со стоками рек, термохалинной стратификацией водной толщи, ветровым воздействием и моделями циркуляции на континентальном шельфе. Таким образом, существуют сезонные и годовые закономерности в возникновении, сохранении и разрушении условий интенсивной гипоксии. Концентрации кислорода в открытых океанах и на границах между прибрежными районами и открытым океаном могут различаться по интенсивности, пространственной протяженности и временной протяженности из-за многолетних колебаний климатических условий.
Измерение растворенного кислорода в прибрежных водах и водах открытого океана за последние 50 лет выявило заметное снижение содержания кислорода. Это снижение связано с расширением пространственной протяженности, расширением вертикальной протяженности и продолжительностью бедных кислородом условий во всех регионах Мирового океана. Исследования пространственной протяженности ОМЗ в прошлом с помощью палеоокеанографических методов ясно показывают, что пространственная протяженность ОМЗ со временем расширилась, и это расширение связано с потеплением океана и уменьшением вентиляции термоклинных вод. Многие устойчивые ОМЗ увеличились в толщине за последние пять десятилетий как за счет обмеления верхнего предела, так и за счет расширения вниз нижнего предела. В прибрежных регионах также наблюдается расширение пространственной протяженности и временной продолжительности из-за увеличения антропогенного поступления питательных веществ и изменений в региональной циркуляции. В областях, где ранее не было условий с низким содержанием кислорода, таких как прибрежный шельф Орегона на западном побережье Соединенных Штатов, недавно внезапно возникла сезонная гипоксия.
Изменение климата
Поверхность океана расслаивается по мере того, как атмосфера и океан нагреваются, вызывая таяние льда и ледниковый сток. В результате получается менее соленый и, следовательно, менее плотный слой, который плавает сверху. Кроме того, более теплая вода менее плотная. Эта стратификация препятствует поднятию питательных веществ (океан постоянно перерабатывает свои питательные вещества) в верхний слой океана. Именно здесь происходит большая часть океанического фотосинтеза (например, фитопланктона). Это уменьшение поступления питательных веществ, вероятно, приведет к снижению скорости фотосинтеза в поверхностных слоях океана, на которые приходится примерно половина кислорода, производимого во всем мире. Повышенная стратификация также может уменьшить поступление кислорода в океан. Более теплая вода также увеличивает метаболизм морских организмов, что приводит к учащению дыхания. В поверхностном океане усиленное дыхание, вероятно, приведет к снижению чистого производства кислорода и, следовательно, к меньшему переносу кислорода в атмосферу. Во внутренних водах океана сочетание учащенного дыхания и уменьшения поступления кислорода из поверхностных вод может привести к понижению уровня кислорода до гипоксического или бескислородного уровня. Низкие уровни кислорода не только смертельны для рыб и других видов, находящихся на верхнем трофическом уровне, они могут изменить микробиологически опосредованный круговорот глобально важных элементов (см. Микробиологию зон минимального содержания кислорода, таких как азот; нитрат заменяет кислород в качестве основного микробного акцептора электронов на очень высоком уровне). низкая концентрация кислорода Все это, повышенная потребность травоядных животных, уменьшение поступления питательных веществ, уменьшение растворенного кислорода и т. д., приводят к несоответствию пищевых цепей.
Подразумеваемое
Глюкокортикоиды: мифы и правда
Одни их боятся, другие не представляют себе жизни без них. Все это о глюкокортикостероидах. Глюкокортикостероиды (ГКС) — это стероидные гормоны, которые вырабатываются в коре надпочечников.
Контролирует выработку и уровень этих гормонов система, в которую входят структуры головного мозга: гипоталамус, гипофиз и сами надпочечники. Главным является гипоталамус, он чувствителен к количеству гидрокортизона в плазме крови и стрессу. Если уровень гидрокортизона в крови низкий или случился стресс (напряжение, повреждение, вторжение инфекции) гипоталамус вырабатывает специальное вещество, которое активирует гипофиз. Гипофиз, в свою очередь, выделяет в кровь адренокортикотропный гормон. Он уже действует на надпочечники и стимулирует их на продукцию глюкокортикостероидных гормонов. Когда уровень этих веществ в крови поднимается до нужной концентрации, гипоталамус прекращает стимулировать эту цепочку. Также работу гипофиза и надпочечников могут стимулировать провоспалительные цитокины. Наличие большого количества ГКС угнетает их производство. Так в упрощенном виде происходит взаимодействие и регуляция синтеза глюкокортикостероидов в организме. Надпочечники активно вырабатывают гормоны утром с 6-8 часов, а вечером и ночью их активность минимальна.
На клеточном уровне глюкокортикостероиды попадают в клетку и повышают скорость производства белков с противовоспалительным действием. Эффект проявляется не сразу, а через несколько часов, так как на синтез этих веществ требуется время.
Действие в организме
Противовоспалительное
Гормоны коры надпочечников оказывают противовоспалительное действие, так как влияют на многие звенья этого процесса. Они угнетают синтез веществ способствующих развитию реакции воспаления и наоборот стимулируют образование противовоспалительных элементов. Уменьшают капиллярную проницаемость, что снижает образование отека. Снижают образование рубцовой ткани в зоне воспаления. Уменьшают выраженность немедленных аллергических реакций.
Действие ГКС настолько широкое, что может использоваться при любом типе воспаления. Например, при аллергиях, травмах, инфекциях. Да, это не уберет причину проблемы, но может сдержать симптомы, иногда разрушительные для организма.
Подавление иммунитета
Четко определить черту, когда противовоспалительное действие перейдет в подавление иммунитета нельзя. Вмешательство в иммунные механизмы приводит к разрегулированности иммунитета. Какие-то процессы угнетаются, другие и вовсе блокируются. Это оказывается полезным при аутоиммунных заболеваниях, трансплантации органов и тканей.
Обмен веществ
Глюкокортикостероиды могут ускорять и замедлять образование ферментов, играющих роль в обмене веществ.
Углеводный обмен. Способствуют откладыванию гликогена в печени. Ткани становятся менее чувствительны к глюкозе отчего повышается уровень сахара в крови. Тормозится действие инсулина.
Белковый обмен. Усиливают распад белка и снижают его продукцию. Это преобладает в коже, костях, мышцах. Проявиться это может похудением, мышечной слабостью, истончением кожи, стриями, кровоизлияниями. Снижение синтеза белка становится одной из причин замедления регенеративных процессов. У детей замедляется рост.
Водно-солевой обмен. В почках задержка ионов натрия вызывает постепенное увеличение объема циркулирующей крови и повышение артериального давления. Возникает дефицит калия.
В почках задержка ионов натрия вызывает постепенное увеличение объема циркулирующей крови и повышение артериального давления.
Кальций. ГКС снижают всасывание кальция из желудочно-кишечного тракта и повышают его выведение почками, что может вызвать гипокальциемию и гиперкальциурию. При длительном назначении ГКС нарушение обмена кальция вместе с распадом белкового компонента в костной ткани приводит к развитию остеопороза.
Кровь
Применение ГКС снижает в крови количество эозинофилов, моноцитов и лимфоцитов. Содержание эритроцитов, ретикулоцитов, нейтрофилов и тромбоцитов возрастает. Так действует даже однократное введение с достижением эффекта через 4-6 часов. Восстановление исходного состояния происходит через 24 ч. При продолжительном приеме изменения в крови могут оставаться до 1-4 недель.
Угнетение гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы
Так как прием ГКС угнетает производство собственных гормонов, может развиться недостаточность функции коры надпочечников. А проявится она при резкой отмене препарата. Риск возникает уже после 2 недель приема.
Противострессовое действие
Говоря про стрессовое воздействие, имеется в виду повреждение организма (травма, инфекция), которое может нарушить его баланс. ГКС повышают устойчивость организма к стрессу. В условиях тяжелого стресса уровень кортизола может увеличиться более чем в 10 раз. Это нужно, чтобы избыточная воспалительная реакция не привела к фатальным последствиям и была под контролем. Сами цитокины, которые вырабатываются при воспалении стимулируют выработку гормонов надпочечниками, которые ограничивают степень воспаления. Так множество связанных путей регуляции помогают организму поддерживать баланс и выживать в сложных условиях.
Действие на другие гормоны
Глюкокортикостероиды могут оказывать влияние на организм, усиливая действие других гормонов. Так воздействие малых доз ГКС способствует расщеплению жира, оказывает тонизирующее действие на сердечно-сосудистую систему. В результате происходит нормализация сосудистого тонуса, повышается сократимость миокарда и уменьшается проницаемость капилляров. Наоборот, нехватка естественных ГКС характеризуется низким сердечным выбросом, расширением артериол и слабой реакцией на адреналин.
Виды препаратов
На группы эту группу гормонов можно разделить по скорости выведения из организма:
Гормоны также отличаются по выраженности глюкокортикоидных и минералкортикоидных свойств и по силе воздействия на систему регуляции гипоталамус-гипофиз-надпочечники.
Применение
Глюкокортикостероиды применяются врачами только если это необходимо.
Эти лекарства используются в анестезиологической и реаниматологической практике. Внутривенное введение ГКС во время анестезии поддерживает показатели гемодинамики. При тяжелых нарушениях кровообращения препараты способствуют увеличению тканевой перфузии и венозного оттока, нормализацию периферического сопротивления и сердечного выброса, стабилизацию клеточных и лизосомальных мембран.
При тяжелых аллергических реакциях внутривенное введение адекватных доз ГКС оказывает терапевтический эффект, однако начало действия ГКС при этом отсрочено. Так, основные эффекты гидрокортизона развиваются только спустя 2-8 ч после его введения.
Глюкокортикостероиды оказывают выраженный эффект при надпочечниковой недостаточности, развившейся до и во время оперативных вмешательств. Для проведения заместительной терапии используют гидрокортизон, кортизон и преднизолон.
Введение длительно действующих ГКС практикуется для профилактики синдрома дыхательных расстройств у недоношенных детей, что снижает риск осложнений и смерти на 40-50%.
Формы препаратов
Выпускаются различные формы гормональных препаратов. Это сделано не только для удобства применения, но и позволяет получить нужный эффект. Таблетированные формы используются для лечения системных заболеваний, аллергий.
Мази ( Синафлан ), гели используются в дерматологии для лечения кожных заболеваний, аллергий.
Нежелательные эффекты
Нежелательные эффекты связаны с длительностью лечения и дозой. Чаще при длительном использовании более 2 недель и высоких дозах. При этом высокие дозы гормонов в течение 1-5 дней обычно не вызывают развития нежелательных явлений. Проведение заместительной терапии считается безопасным, так как используют очень низкие дозы ГКС.
Нежелательные эффекты:
1. На начальных этапах приема:
2. При сочетании приема ГКС и других препаратов, болезней:
3. Возможные при применении на длительный срок с большими дозами:
4. Поздние и развивающиеся постепенно (связанные с накоплением):
Резкое прекращение краткосрочной (в течение 7-10 дней) терапии ГКС не сопровождается развитием острой надпочечниковой недостаточности, хотя некоторое подавление синтеза кортизола все же происходит. Более длительная терапия ГКС (дольше 10-14 дней) требует постепенной отмены препаратов.
Прием синтетических препаратов с длительным сроком действия вызывают нежелательные эффекты. Резкое прекращение приема гормонов может привести к острой надпочечниковой недостаточности. Восстановление работы надпочечников может занять от нескольких месяцев до полутора лет.
Противопоказания
Глюкокортикостероиды не следует применять без рекомендации врача.
Абсолютных противопоказаний нет, если польза больше, чем риск. Особенно в условиях неотложных ситуаций и краткосрочного применения. При длительном лечении относительными противопоказаниями могут быть:
Без глюкокортикостероидов сегодня в медицине не обойтись. Так как действие их очень разнообразно, врач должен подобрать препарат, подходящий именно в вашем случае.
Канцерогены: что это такое, где они содержатся и как влияют на организм?
Что такое канцерогены?
Согласно определению ВОЗ, канцерогены – это различного рода агенты, способные вызвать необратимые изменения (или повреждения) генетического аппарата, контролирующего жизнедеятельность соматических клеток. Другими словами – это вещества или факторы, которые нарушают программу нашей ДНК, что приводит к сбоям в работе всех клеток организма (кроме гамет) и, как следствие, может спровоцировать развитие канцерогенеза – патофизиологический процесс образования и развития раковой опухоли. Таким образом, канцерогены – это потенциально опасные для организма человека агенты, воздействие которых увеличивает вероятность развития злокачественной опухоли. Но что же представляют собой эти агенты?
Какие вещества и факторы относят к канцерогенам?
Специалисты Международного агентства по изучению рака ВОЗ постоянно проводят исследования, в ходе которых анализируют причины, которые потенциально опасны для человека и могут спровоцировать развитие онкологических патологий. Список канцерогенов постоянно изменяется и имеет непростую классификацию. На сегодняшний день в него входит пять категорий веществ и факторов.
Под определение вероятно канцерогенных, попадают те агенты, в пользу которых доказательной базы пока недостаточно, но они являются канцерогенными для человека и животных.
Под определение возможно канцерогенных, попадают агенты, в пользу которых доказательной базы пока недостаточно, но они с большой долей вероятности канцерогенны.
Под определение не классифицируемых, попадают агенты, в пользу которых доказательной базы пока недостаточно, как в отношении организма человека, так и в отношении животных.
Однако делением на категории, классификация канцерогенов не ограничивается. Учитывая природу их происхождения, различают химические, физические и биологические факторы, воздействие которых может спровоцировать развитие канцерогенеза. Рассмотрим наиболее распространенные и опасные из них.
Группа химических канцерогенов
Аристолохиевая кислота – содержится в растениях рода Аристолохия и Дикий имбирь.
Асбест – тонковолокнистый минерал, нашедший широкое применение при производстве кровельных, фасадных и стеновых изделий. Его можно встретить в мастике, герметиках и практически в каждом строительном растворе. При несоблюдении технологии производства, асбест легко распушается в воздухе, попадает в дыхательные пути и не выводится из организма.
Афлатоксины – токсины плесневых грибов, которые поражают зерновые культуры, плоды и семена растений.
Бензол – содержится в бензине, широко применяется в производстве пластмасс, красителей, резины и даже лекарственных средств.
Бензпирены – вещества, содержащиеся в табачном дыме, образующиеся в процессе приготовления пищи на открытом огне, при жарке и при длительной тепловой обработке мяса в духовке.
Бетель – разновидность перца, которую применяют в качестве лекарственного средства и специи в процессе приготовления блюд.
Винилхлорид – вещество, применяемое для получения ПВХ, который активно используется в производстве труб, пленки для натяжных потолков, искусственной кожи, обоев, профилей и различных аксессуаров.
Диоксины – образуются при сжигании обычного бытового мусора.
Кадмий – химический элемент, применяемый для получения антикоррозионных защитных покрытий и неорганических красителей. Повышенное содержание элемента встречается в различных продуктах питания – рыба, креветки, какао-порошок, говядина, свинина, маргарин, хлеб, почки животных. Данные продукты в обязательном порядке должны проходить экспертизу на предельно допустимую концентрацию кадмия согласно действующим СанПиН.
Контрацептивы – в том случае, если в их состав входит эстроген и прогестаген.
Мышьяк – химический элемент, применяемый в производстве пиротехники и полупроводниковых материалов. В редких случаях мышьяк используется в зубоврачебной практике, для удаления нерва зуба.
Никель – химический элемент, применяемый в производстве нержавеющей стали, различных сплавов, струн музыкальных инструментов, брекет-систем, зубных протезов и бижутерии.
Пероксиды – присутствуют в сильно разогретых растительных маслах и в прогорклых жирах.
Пестициды – гербициды, которые используются для борьбы с сорняками, относят к возможно канцерогенным агентам.
Пищевые добавки – это запрещенные законом Е121, Е123 и др. добавки.
Полициклические ароматические углеводороды – вещества, присутствующие в выхлопных газах автомобилей, образующиеся при сгорании нефтепродуктов и обычного бытового мусора.
Табачные изделия – сигареты, папиросы, сигары, табак, кальянный табак, трубочный, жевательный, нюхательный, махорка и т.д.
Тальк – в том случае, если он содержит волокна асбеста.
Формальдегид – вещество, применяемое при производстве полимеров, кожаных изделий, кинофотопленки, антисептических растворов, пищевой добавки E240, а также в качестве фумигатора в процессе транспортировки и хранения зерна.
Электронные сигареты – для изготовления картриджей нередко используется никель, а жидкость для устройства содержит табак-специфичный нитрозамин, признанный канцерогеном.
Этанол – действующий компонент всех алкогольных напитков.
Группа физических канцерогенов
Ионизирующее излучение – обладает разрушительным эффектом для всех типов тканей и органов организма.
Ультрафиолетовые лучи – поглощаются кожей, поэтому могут вызвать только злокачественную опухоль кожных покровов.
Группа биологических канцерогенов
Вирус гепатита В – может вызвать рак печени.
Вирус Эпштейна-Барр (вирус герпеса человека 4 типа) – может провоцировать лимфому Ходжкина.
ВИЧ – вызывает развитие саркомы Капоши.
Описторхоз – заболевание, вызываемое паразитическими плоскими червями, может перейти в хроническую форму и привести к развитию гепатоцеллюлярной карциномы.
Папилломавирус – провоцирует развитие рака шейки матки и полового члена.
Т-лимфотропный вирус человека – способен вызывать злокачественную опухоль лимфоидной или кровеносной ткани.
Helicobacter pylori (Хеликобактер пилори) – может стать причиной развития рака желудка.
Но не все так плохо! По мере проведения исследований и накопления знаний, список ВОЗ не только дополняется новыми агентами, но и сокращается. Так в июне 2016 года, Международное агентство по изучению рака исключило из него всеми любимый кофе. А специалистами Tongji University Hospital (Китай) был доказан обратный эффект напитка – регулярное употребление кофе снижает риск развития рака молочной железы и простаты.
Механизм действия канцерогенов
Канцерогенез – это сложный и многоэтапный процесс, однако он запускается не спонтанно. Специалисты полагают, что одним из спусковых механизмов для появления раковой опухоли, является повреждение генетического материала клетки. Таким образом, повреждаемые канцерогенами специфические участки ДНК, утрачивают контроль над пролиферацией и дифференцировкой клеток, что и приводит к возникновению опухоли. Другими словами: канцерогены «взламывают» программу ДНК наших клеток и они начинают бесконтрольно делиться, создавая новообразования – опухоли.
Однако не все так страшно! Раковая опухоль возникает не сразу после контакта с канцерогеном. Для ее образования должно пройти время, в течение которого повреждения ДНК клеток будут накапливаться и в конечном итоге приведут к сбоям в программах пролиферации и дифференцировки. Это так называемый латентный период, средняя продолжительность которого 15 – 20 лет. При этом прослеживается прямая зависимость онкогенного эффекта от дозы и длительности воздействия канцерогенов. Это значит, что чем больше и дольше канцероген будет поступать в организм, тем короче будет латентный период. И наоборот – снижение дозы канцерогенов и времени их действия, замедлит (отстрочит) процесс образования опухоли и сведет к минимуму вероятность ее появления.
Вывод: ограничение действия канцерогенов снижает риск развития раковых новообразований!
Как ограничить действие канцерогенов?
Специалисты считают, что канцерогенез протекает в организме человека перманентно и им можно управлять. В силу того, что злокачественные клетки являются для нас инородными, иммунная система быстро распознает их и успешно разрушает. Таким образом, укрепляя собственный иммунитет, можно успешно противостоять не только вредному влиянию канцерогенов, но и онкологическим заболеваниям. Доказательство этому – клинические наблюдения за пациентами с признаками ослабления иммунной системы, у которых злокачественные новообразования встречаются в десятки раз чаще, чем у людей с крепким иммунитетом. При этом уже образованная опухоль обладает ярко выраженным иммуносупрессивным действием. Подавляя естественную сопротивляемость организма, она беспрепятственно разрастается и дает метастазы.
Что касается самих канцерогенов, то избежать их влияния на 100% невозможно. Ультрафиолетовые лучи, выбросы промышленных предприятий, выхлопные газы автомобилей и множество других факторов повышают концентрацию канцерогенов в окружающей среде. От них не скрыться в квартире, напичканной бытовой химией, отделочными материалами, микроволновыми печами, датчиками пожара, ионизаторами и прочей техникой. Не говоря уже о том, что профессиональная деятельность человека может быть связана с горным делом, химической промышленностью, производством кожи, асбеста, деревообработкой, строительством, ремонтом и другими сферами, предполагающими непосредственный контакт с сильнейшими канцерогенами. Что же делать?
Все очень просто! Если избежать контакта с канцерогенами невозможно, то необходимо ограничить их дозу и длительность воздействия. Для этого нужно взять на вооружение несколько простых рекомендаций.
Ну, и, конечно же, укреплять свой иммунитет. Увеличить физическую активность и стараться придерживаться принципов здорового образа жизни. Раз в год проходить обследование на рак, скрытые инфекции и другие патологии.