Jedným z najhojnejších prvkov na Zemi je kyslík. Asi pätina o objem tohto chemického prvku je prítomný vo vzduchu a je bezfarebný, bez chuti a zápachu. Rovnako hojne sa vyskytuje aj v voda a v zemskej kôre. Väčšina živých vecí a živých buniek si vyžaduje kyslík na dýchanie.
Čo je to kyslík?
V periodickej tabuľke kyslík je označený symbolom „O“ a má atómové číslo „8.“ Vyskytuje sa väčšinou v zlúčeninách a ako diatomická a triatomická molekuly. Posledne menovaný sa tiež označuje ako „ozón“. Skaly a minerály sú často okysličené, napríklad kremeň, mramor alebo vápenec. Voľné a jednotlivé atómy kyslíka sú naopak možné len v extrémnych podmienkach v stabilnej forme. To je prípad vákua vesmíru. Kyslík je možné oddeliť od vzduchu destiláciou a potom pri skvapalnení získa modrastú farbu. Takéto podmienky sa používajú napríklad pri rafinácii kovov, extrakcii chemikálií alebo na lekárske účely na udržanie života. Kyslík je za normálnych podmienok vždy plynný a v kombinácii s ďalšími prvkami sa podieľa na mnohých procesoch spaľovania. Objavil a skúmal ho v roku 1772 chemik a farmaceut Carl Wilhelm Scheéle. Posledne menovaný izoloval kyslík ako plyn, proces, ktorý mal podobnosti s pasterizačným procesom, a týmto spôsobom tiež objavil ďalšie prvky, okrem dusík, napríklad. Keďže však svoju prácu o tom zverejnil až o niekoľko rokov neskôr, medzitým ho predbehol chemik Josep Priestley, ktorý nezávisle na ňom urobil rovnaký objav vrátane toho, aký vplyv mal kyslík na procesy spaľovania, hoci samotný skutočný proces ešte nebol dešifrovaný. Predtým sa oheň považoval viac metafyzicky za základnú látku štyroch prvkov, ktoré tvorili. Okrem ohňa to boli zem, vzduch a voda. Potom v 17. storočí bolo teplo spojené s ohňom a vďaka objavu v 18. storočí sa látka stala živlom. Ale iba súkromný vedec Antoine Laurent de Lavoisier potom mohol správne interpretovať spaľovanie a dýchanie. Vykonával experimenty s čistým kyslíkom a určoval zloženie vzduchu.
Funkcia, účinok a úlohy
V atmosfére sa kyslík vždy vyskytuje v plynnej forme a rozpúšťa sa z vody. Prvok je tak veľmi reaktívny a je produkovaný hlavne rastlinami pomocou fotosyntézy, opäť spotrebovaný dýchaním a inými spaľovacími procesmi. Podiel na týchto procesoch majú aj modrozelené riasy alebo sinice, ktoré začali pred viac ako tromi miliardami rokov skladovať slnečné svetlo a využívať ho na syntézu organických zlúčenín. Kyslík bol a je preto veľmi efektívnym odpadovým produktom. Ľudia, rastliny a baktérie potrebujú kyslík na život a na výrobu energie v tejto forme. Spracovanie prebieha v mitochondrie, kde sa kyslík potom premení späť na voda v dýchacom reťazci. Enzýmy, zase rozkladajú látky v organizme pomocou okysličenia.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
Dobrá reaktivita kyslíka a jeho zlúčenín však môže byť tiež viesť k nebezpečnejšej deštrukcii bunkových štruktúr. Aj keď ľudia potrebujú na dýchanie kyslík, príliš veľa kyslíka je toxické a môže to dokonca spôsobiť pľúca poškodenie vo zvýšených množstvách počas dlhého časového obdobia. Ľudský organizmus funguje s kyslíkom koncentrácie asi 21 percent vo vzduchu. Červená krv bunky transportujú kyslík z pľúc do orgánov. Ak je príliš vysoká, dochádza k opuchu alveol a nekróza bunkách steny v pľúcach, poškodeniu pneumocytov a usadzovaniu bielkovinových hmôt na vnútornej stene. Výsledkom je výrazne znížená výmena plynov počas dýchania a v krvi. Podobne môže zmes plynov so zvýšeným obsahom kyslíka poškodiť centrálnu jednotku nervový systém a spôsobiť príznaky centrálneho nervu. Toto sa označuje ako Paul Bertov efekt, ktorý sa môže prejaviť zvonením v ušiach, zakrpatením, nevoľnosť, zvracanie, a tiež drastické podmienky, ako sú zmeny osobnosti a duševný zmätok. Toto je častý sprievod, najmä pri potápaní, takže je potrebné brať do úvahy obsah kyslíka a maximálnu hĺbku potápania.
Choroby a poruchy
Väčšina organizmov má ochranné enzýmy ako je peroxidáza a kataláza na detoxikáciu kyslíka. Vyčerpanie kyslíka v tele produkuje voľné radikály, ktoré poškodzujú mitochondriálnu DNA, proti čomu môžu pôsobiť antioxidanty. Takéto sa požívajú s jedlom a zahŕňajú vitamíny C, A a E, minerály a stopové prvky. Nerovnováha medzi redukujúcimi a oxidujúcimi látkami v bunkách vedie k narušeniu činnosti tela detoxikácia funkciu a poškodzuje bunku. Toto sa nazýva oxidačné stres, čo následne vedie k procesom starnutia. Nedostatok kyslíka sa často vyskytuje v srdce a pľúca chorôb. To má zase škodlivé účinky na tepny a tkanivo všetkých životne dôležitých orgánov. V takýchto prípadoch sa musí podať ďalší kyslík a umelé dýchanie musia byť vyvolané. Rovnako kyslík slúži pre hojenie rán samotný proces. Po operáciách, infekcie rany môže dôjsť k kyslíkovému napätiu tkaniva a obranných buniek v krv hrať úlohu, ktorá bojuje proti baktérie v tele s voľnými radikálmi. Preto sa kyslík zvyčajne podáva aj potom anestézie na zníženie rizika infekcie. Choroby spojené s chronickým nedostatkom kyslíka si vyžadujú dlhodobý príjem kyslíka terapie. Medzi príčiny môže patriť zúženie dýchacích ciest, pľúcna embólia, poškodenie pľúca tkanivové alebo ťažké srdce vady.
