Азот в пище воде и организме человека: Азот в пище, воде и организме человека

Содержание

Темы исследовательских работ по химии

В данном разделе вы можете подобрать интересные темы проектов по химии. Руководителю стоит обратить внимание на уровень сложности той или иной темы и её сопоставление с уровнем знаний ученика. Исследовательский процесс подразумевает консультации учителя и подбор им литературы.

Рекомендуем внимательно выбирать интересные темы исследовательских работ по химии учащимся 7, 8, 9, 10 и 11 класса и определять подходящую для себя тему по сложности, интересу и собственным увлечениям.

Также, вы можете подобрать актуальную тему проекта по химии менее сложного уровня, расширить или обобщить ее в дальнейшем.

Представленные школьникам темы исследовательских работ по химии носят актуальный характер и подразумевают проведение исследований и изучения новой более углубленной информации по предмету. В дальнейшем, полученные знания можно применить на уроках химии, а также брать за основу в последующих исследованиях.

По ссылкам вы можете найти темы исследований по предмету химия для учеников старшей школы.

Данные темы исследовательских проектов по химии будут интересны ученикам 7, 8, 9, 10 и 11 класса, увлекающимся химией, проведением различных интересных опытов и экспериментов, которые желают узнать и понять, найти ответы на интересующие их вопросы в процессе увлекательных исследований.

Приведенные ниже темы отсортированы по алфавиту, они являются примерными и базовыми для использования в исследовательской деятельности обучающихся по предмету химия.

Темы исследовательских работ по химии

Примерные темы исследовательских проектов по химии:


Автомагистраль, снег, почва, растения.
Автомобиль как источник химического загрязнения атмосферы.
Автомобильное топливо и его применение.
Агрономия. Эффект минеральных удобрений.
Азот в пище, воде и организме человека.
Азот и его соединения
Азот как биогенный элемент.
Акварельные краски. Их состав и изготовление.
Аквариум как химико-биологический объект исследования.
Активированный уголь. Явление адсорбции.
Актиноиды: взгляд из прошлого в будущее.
Алмаз — аллотропная модификация углерода.
Алмазы. Искусственный и естественный рост.
Алхимия: мифы и реальность.
Алюминий — металл XX века.
Алюминий и его сварка.
Алюминий на кухне: опасный враг или верный помощник?
Алюминий. Сплавы алюминия.
Анализ качества родниковой воды.
Анализ лекарственных препаратов.
Анализ прохладительных напитков.
Анализ содержания аскорбиновой кислоты в некоторых сортах смородины.
Анализ чипсов.
Аномалии воды.
Антибиотики.
Антисептики.
Антропогенное влияние сточных вод на воды родника.
Аромат здоровья.
Ароматерапия как способ профилактики простудных заболеваний.
Ароматерапия.
Ароматизаторы на основе сложных эфиров.
Ароматические масла — бесценный дар природы.
Ароматические эфирные масла и их использование.

Ароматы, запахи, флюиды.
Аскорбиновая кислота: свойства, физиологическое действие, содержание и динамика накопления в растениях.
Аспирин — друг или враг?
Аспирин — польза или вред.
Аспирин как консервант.
Аспирин: за и против.
Аэрозоли и их применение в медицинской практике.
Белки — основа жизни.
Белки и их значение в питании человека.
Белки и их питательная ценность.
Белки как природные биополимеры.
Бензапирен – химико-экологическая проблема современности.
Биогенная классификация химических элементов.
Биологически активные вещества. Витамины.
Биологически активные добавки: профанация или польза?
Биороль витаминов.
Благородные газы.
Бумага и ее свойства.
Бутерброд с йодом, или Вся правда о соли.
Была бы жизнь на Земле без существования железа?
Бытовые фильтры для очистки водопроводной воды и способ их регенерации.
В мире кислот.
В мире коррозии металлов.
В мире полимеров.
В удивительном мире кристаллов.
В чём вкус хлеба?
Важнейший показатель экологического состояния почвы – рН.
Великая тайна воды.
Великий ученый М.В. Ломоносов.
Великобритания в жизни и деятельности Д.И. Менделеева.

Темы проектов по химии (продолжение)

Примерные темы исследовательских работ по химии:


Виды химической связи.
Витамин С и его значение.
Витамины в жизни человека.
Витамины и витаминная недостаточность.
Витамины и здоровье человека.
Витамины как основа жизнедеятельности живых организмов.
Вклад Д.И. Менделеева в развитие агрохимии, его значение для современного сельского хозяйства.
Вклад Д.И. Менделеева в развитие нефтяной промышленности.
Вклад М.В. Ломоносова в развитие химии как науки.
Влияние автомобильного транспорта на степень загрязнения воздуха.
Влияние металлов на женский организм.
Вода – вещество номер один.
Вода — вещество привычное и необычное.

Вода — основа жизни.
Вода удивительная и удивляющая.
Вода: смерть или жизнь? Исследование качества воды в водоемах и водопроводе.
Водород в промышленности, получение и формы сбыта.
Водородный показатель в нашей жизни.
Воздух — природная смесь газов.
Воздух, которым мы дышим.
Воздух-невидимка.
Все тайны янтаря.
Выделение винной кислоты из исследуемого сорта винограда.
Выращивание в домашних условиях монокристаллов из насыщенного раствора солей и квасцов.
Выращивание кристалла в домашних условиях.
Выращивание кристаллов в домашней лаборатории.
Выращивание кристаллов при различных внешних условиях.
Газированная вода — вред или польза.
Газированные напитки – яд малыми дозами.
Газированные напитки в жизни подростка.
Газированные напитки: польза или вред?
Газировка. Вкусно! Полезно?
Глютамат натрия — причина пищевой наркомании.
Горный хрусталь — символ скромности и чистоты помыслов.
Да здравствует мыло душистое!
Декоративная косметика и ее влияние на кожу.
Грани яркой натуры. Д.И. Менделеев.
Детское питание.
Диетический заменитель сахара аспартам – токсичное вещество.
Для чего нужен йод?
Добавки, красители и консерванты в пищевых продуктах.
Домашняя аптечка.
Дюжина пряностей глазами химика.
Есть, или не есть – вот в чем вопрос!?
Жевательная резинка. Миф и реальность.
Жевательная резинка: польза или вред?
Железо – элемент цивилизации и жизни.
Железо и его соединения.
Железо и здоровье человека.
Железо и окружающая среда.
Жесткость воды: актуальные аспекты.
Живопись и химия.
Жидкие средства для мытья посуды.
Жизненная ценность мёда.
Жизнь без глютена.
Жиры: вред и польза.
Защитные свойства зубных паст.
Знаки на пищевых упаковках.

Знаменитые напитки. Плюсы и минусы напитков «Пепси» и «Кока-Кола», «Спрайт» и «Фанта».
Зубные пасты
Из жизни полиэтиленового пакета.
Из чего состоит одежда. Волокна.
Изучаем силикаты.
Изучение свойств шампуней.
Изучение секретов приготовления клея.
Изучение состава и свойств минеральной воды.
Изучение состава мороженого.
Изучение способности и динамики накопления тяжелых металлов лекарственными растениями (на примере одного вида лекарственных растений).
Изучение характеристик мороженого как продукта питания.
Индексы пищевых добавок.
Индикаторы в быту.
Индикаторы вокруг нас.
Индикаторы. Применение индикаторов. Природные индикаторы.
Инертные газы.
Искусственные жиры – угроза здоровью.
Использование дафний для определения пороговых значений ионов тяжелых металлов.
Использование дрожжей в пищевой промышленности.
Исследование pH-растворов некоторых сортов мыла, шампуней и стиральных порошков.
Исследование влияния жевательной резинки на организм человека.
Исследование жесткости воды и способов ее снижения.
Исследование качества воды в городе и пригороде.
Исследование свойств аспирина и изучение его влияния на организм человека.
Исследование свойств серной кислоты.
Исследование уровня коррозии памятников города.
Исследование физико-химических свойств молока разных производителей, имеющих экологический сертификат.
Исследование физико-химических свойств натуральных соков разных производителей.
Исследование химического состава воды для определения эффективности применения фильтра «Барьер-4».
Исследование химического состава местных глин.
История возникновения шоколада.
Йод в продуктах питания и влияние его на организм человека.
Йод в продуктах питания и его влияние на организм человека.
Как определить качество мёда.
Какое мороженое вкуснее?
Кальций и его соединения в организме человека.
Катализ и катализаторы.
Каша — здоровье наше.
Кварц и его применение.
Кислотность рН-среды и здоровье человека.
Кислотные дожди.
Кислотный дождь и его влияние на экологию.
Кислоты и щёлочи в быту.
Клюква – северный лимон?
Колбаса — это вкусно и полезно?!
Количественное определение ртути в энергосберегающих лампочках.
Коррозия металлов и способы ее предупреждения.
Кофе в нашей жизни.
Кофеин и его влияние на здоровье людей.
Красители и продукты питания.
Кремний и его свойства.
Кумыс — национальный напиток казахов.
Кумыс и его целебные свойства
Лекарства и яды в древности.
Лекарственные растения.
Лекарство или яд?
Майонез — знакомый незнакомец!
Менделеев и Нобелевская премия.

Металлы – элементы жизни.
Металлы в жизни человека.
Металлы в искусстве.
Металлы в космосе.
Металлы в организме человека.
Металлы древности.
Металлы и сплавы, их свойства и применение в радиоэлектронной аппаратуре.
Металлы на теле человека.
Металлы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
Металлы-биогены.
Микроэлементы в организме
Микроэлементы: зло или благо?
Минеральные вещества.
Мир воды. Тайны водопроводной, секреты минеральной.
Мир пластмасс.
Мир стекла.
Молоко: за и против.
Молочные продукты.
Мы живем в мире полимеров.
Мыло: вчера, сегодня, завтра.
Мыло: друг или враг?
Мыло: история и свойства.
Мыльная история.
Наличие в продуктах питания йода и его биологическая роль.
Напиток «Кока-кола»: новые вопросы старой проблемы.
Нефть и нефтепродукты.
Обнаружение содержания воды в бензине.
Определение в шоколаде жиров, углеводов и белков.
Определение ионов свинца в травянистой растительности парков города.
Определение йода в йодированной поваренной соли.
Определение количества витамина С в лимоне.
Определение примесей в водопроводной воде.
Определение физико-химических показателей молока.
Органические яды и противоядия.
Осторожно — пиво!
Пектин и его влияние на организм человека.
Перекись водорода.
Периодическая система Д.И. Менделеева как основа научного мировоззрения.
Пищевые добавки дольше сохраняют свежесть хлеба.
Поваренная соль – всего лишь приправа?
Поваренная соль – кристаллы жизни или белая смерть?
Поваренная соль – минерал необычайной важности.
Почему гибнут каштаны в промышленном районе города.
Почему овощи и фрукты кислые?
Применение хлорофилла в синтезе акриламидных гидрогелей.
Проблема йодного дефицита.
Проблема утилизации. Переработка отходов.
Пряности глазами химика.
Психоактивные вещества в повседневной жизни человека.
Растворимое смертное (яды).
Рецепты красоты.
Роль слюны в формировании и поддержании кариесрезистентности зубной эмали.
Сахар и сахарозаменители: за и против.
Сборник стихотворений «Химия и жизнь».
Секреты белозубой улыбки.
Сера и ее соединения.
Синтетические высокомолекулярные соединения (ВМС).
Синтетические моющие средства для стиральных автоматических машин.
Синтетические моющие средства и их свойства.
Сода: знакомая и незнакомая.
Содержание нитратов в питьевых и столово-минеральных водах.
Сок как источник аскорбиновой кислоты.

Состав воздуха и его загрязненность.
Состав и свойства зубных паст.
Состав и свойства растительных масел.
Состав моющих средств.
Состав чая.
Состояние атмосферных осадков на пришкольном участке и за чертой города.
Средства для мытья посуды.
Стиральные порошки: обзор и сравнительная характеристика.
Стоит ли есть пуд соли?
Тихая сила ядов.
Удивительные “серебряные” реакции.
Фосфор, его свойства и аллотропные изменения.
Химический анализ водопроводной воды в моей школе на определение органолептических показателей, содержания хлорид-ионов и ионов железа.
Химический анализ воды в речке.
Химия – союзник медицины.
Химия красок.
Химия кремния и его соединений.
Химия марганца и его соединений.
Химия меди и ее соединений.
Хлорирование воды: прогнозы и факты.
Чего боится белок?
Чернобыль. Это не должно повториться.
Чипсы: вред или польза?
Чипсы: лакомство или яд?
Чипсы: польза или вред?
Что мы знаем о шампуне?
Что нужно знать о пищевых добавках.
Что полезнее — чай или кофе?
“Что скрывается за буквой “Е”?
Что содержится в чашке чая?
Что такое кислотные дожди и как они образуются?
Что такое нефть и как она появилась на Земле?
Что такое сахар и откуда он берется.
Что у нас в солонке и в сахарнице?
Чугун и его сварка.
Чудеса из стекла.
Шелк натуральный и искусственный.
Шоколад – пища богов.
Шоколад: вред или польза?
Шоколад: лакомство или лекарство?
Экологическая безопасность в быту.
Экологические проблемы космического пространства.
Экспертиза качества мёда и способы его фальсификации.
Экспертиза органолептических свойств пшеничного хлеба.
Элемент номер один.
Энергетические напитки — напитки нового поколения.
Энергосберегающие лампы и экологический кризис.
Эти вкусные опасные чипсы.
Я – на диете!
Янтарь – волшебные слезы дерева.
Перейти к разделам:
Исследовательские работы по химии
Методы исследовательской работы

При желании разместить ссылку на эту страницу, установите у себя на сайте, блоге или форуме один из перечисленных кодов:

Код ссылки на страницу Темы исследовательских работ по химии:
<a href=”http://obuchonok. ru/node/1122″ target=”_blank”>Темы исследовательских работ по химии</a>

Код ссылки на форум:
[URL=http://obuchonok.ru/node/1122]Темы исследовательских работ для учащихся по химии[/URL]

Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:

Азот газообразный и жидкий – Щекиноазот

При нормальных условиях азот — это бесцветный газ, не имеет запаха, мало растворим в воде

Трудность преобразования N2 в другие соединения и легкость превращения соединений азота в элементарный N2 обуславливают важную роль азота и в природе, и хозяйственной деятельности человека.

Температура кипения – минус 195,8 0С

Температура плавления – минус 210,0 0С

В жидком состоянии – бесцветная, подвижная, как вода, жидкость.

Плотность жидкого азота 808 кг/м³. При контакте с воздухом поглощает из него кислород.

По физико-химическим показателям азот газообразный и жидкий соответствует нормам ГОСТ 9293-74

Наименование показателя

Норма для марки газообразного и жидкого азота

 

особой чистоты

повышенной чистоты

технического

 

1-й сорт

2-й сорт

1-й сорт

2-й сорт

1-й сорт

2-й сорт

1 Объемная доля азота, %, не менее

99,999

99,996

99,99

99,95

99,6

99,0

2 Объемная доля кислорода, %, не более

0,0005

0,001

0,001

0,05

0,4

1,0

3 Объемная доля водяного пара в газообразном азоте, %, не более

0,0007

0,0007

0,0015

0,004

0,009

выдерживает испытание по п. 3.6 ГОСТ 9293-74

4 Содержание масла в газообразном азоте

не определяется

выдерживает испытание по п. 3.7 ГОСТ 9293-74

5 Содержание масла, механических примесей и влаги в жидком азоте

выдерживает испытание по п. 3.8 ГОСТ 9293-74

6 Объемная доля водорода, %, не более

0,0002

0,001

не нормируется

7 Объемная доля суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СН4, %, не более

0,0003

0,001

не нормируется

Производство

В промышленных масштабах азот получают низкотемпературной ректификацией жидкого воздуха

В химической лаборатории его получают путем обработки водного раствора хлорида аммония с нитритом натрия.

Nh5Cl (водный) + NaNO2 → N2 (г) + NaCl (водный) + 2h3O

Очень чистый азот может быть получен путем термического разложения азида бария или азида натрия.

2NaN3 → 2Na + 3N2

Сферы применения

Промышленные применения газообразного азота обусловлены его инертными свойствами. Газообразный азот пожаро- и взрывобезопасен, препятствует окислению, гниению.

Газообразный азот используется для создания инертной атмосферы при производстве, хранении и транспортировании легко окисляемых продуктов, при высокотемпературных процессах обработки металлов, не взаимодействующих с азотом, для консервации замкнутых металлических сосудов и трубопроводов и других целей.

Кроме того, азот:

  • Чистый азот используется в качестве пищевой добавки E941:добавка к консервированным сокам, защитный газ для упаковки мяса и мясных изделий, рыбы, хлебобулочной продукции, различных жиров, склонных к окислению продуктов.
  • Используется в недорогих лампах накаливания в смеси с аргоном.
  • Используется в некоторых топливных системах самолетов для снижения пожарной опасности.
  • Азотом заполняют автомобильные и авиационные шины из-за его инертности, отсутствия влаги или окислительных свойств (такими характеристиками не может похвастать воздух).
  • Жидкий азот популярен в качестве хладагента. Помимо всего прочего, он используется в криоконсервации крови, половых клеток, а также других биологических образцов и материалов. Он используется в клинической практике в криотерапии для удаления кисты и бородавок на коже.

Хранить азот следует при температуре 20°C в специальных герметичных баллонах во избежание утечки.

Безопасность

Быстрое выделение газообразного азота в замкнутом пространстве может вытеснить кислород, и, следовательно, существует угроза удушья. Симптомы «отравления» – сонливость, возникающая из-за гипоксии.

Если газ вдыхают при больших парциальных давлениях, то азот начинает действовать в качестве анестезирующего средства. Это может привести к азотному наркозу и временному легкому опьянению (аналогичным действием обладает закись азота – «веселящий газ»).

Азот растворяется в крови и жирах организма. Быстрая декомпрессия может привести к кессонной болезни, когда пузырьки азота образуются в крови, нервах, суставах и других чувствительных или важных областях. Пузырьки других «инертных» газов (за исключением углекислого газа) оказывают аналогичное воздействие, поэтому замена азота в дыхательных газах может предотвратить азотный наркоз, но не мешает развитию декомпрессионной болезни.

Прямой контакт кожи с жидким азотом вызывает серьезные обморожения (криогенные «ожоги»). Нахождение в природе

Азот является важным строительным блоком аминокислот и нуклеиновых кислот, необходимых для жизнедеятельности на Земле. Он составляет 78% атмосферного воздуха (кислород занимает лишь 21%, все остальное – другие газы).

Распад организмов и их отходов может производить небольшое количество нитрата, но большая часть азота в конечном итоге возвращается в атмосферу. Циркуляция азота из атмосферы к органическим соединениям, а затем обратно в атмосферу, называется азотным циклом.

Транспортирование

Жидкий азот – криогенная жидкость, которая условиях атмосферного давления кипит при -195,8 °C. Если его изолировать в специальные контейнеры (сосуд Дьюара), то транспортировка пройдет без потерь за счет испарения.

Обратите внимание на другие сферы деятельности ОХК”Щекиноазот”:

Просмотреть прайс-лист

Как неправильное питание влияет на настроение

Как вы уже поняли, мы постоянно получаем значительное количество нитратов в ежедневном рационе. Более того, наш организм сам регулярно производит эти вещества! Так почему же все вокруг твердят, что нитраты так опасны, спросите вы. Я вам скажу, что эти люди не правы…ну по крайней мере не совсем.
 

Многие десятилетия нитраты и нитриты считались опасными, а строгие нормативы по их концентрации в воде и пище дошли и до наших времен. Однако теперь ученые утверждают обратное.
 

В 1950-е годы в США у детей, которых кормили смесями, сделанными на контаминированной нитратами питьевой воде, развилось состояние под названием метгемоглобинемия (= высокое содержание метгемоглобина в крови, который, по сравнению с гемоглобином не обладает транспортировочной функцией кислорода в крови). Это приводит к кислородному голоданию, т.к. органы плохо снабжаются кислородом. Однако позже выяснилось, что вода была контаминирована фекалиями, и именно огромное количество бактерий вызвало такое пагубное воздействие нитратов на детский организм.
 

На данный момент существует большое количество исследований, которые показывают, что нитраты и нитриты, помимо антисептического эффекта, могут оказать нам большую услугу, предотвращая сердечно-сосудистые заболевания, являющиеся убийцей №1 в мире. При употреблении овощей нитриты под воздействием желудочного сока превращаются в оксид азота, который выполняет множество важных функций в организме человека. Например, он расслабляет гладкомышечные ткани, вследствие чего сосуды расширяются, а значит, артериальное давление снижается. Кстати, именно так работает бесценный препарат нитроглицерин, спасший жизни многим людям. 
 

Также нитраты могут пригодиться атлетам или людям, занимающимся видами спорта с интенсивной нагрузкой. Многие научные исследования показывают, что нитраты помогают повысить выносливость, повышая способность наших клеток «дышать». Как следствие, тяжелые физические упражнения переносятся организмом намного легче. В данном контексте особенно выделяется свекла. Богатая нитратами, она способна улучшить спортивные результаты на 4-5%.   Именно по этой причине, осведомленные спортсмены включают ее в свой ежедневный рацион.

Нарушение водного обмена – причины появления, при каких заболеваниях возникает, диагностика и способы лечения

ВАЖНО!

Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.

Нарушение водного обмена: причины, заболевания, при которых развивается, методы диагностики и лечения.

Определение

Больше всего воды содержится в организме младенцев – до 86%. Затем ее уровень постепенно начинает снижаться, достигая минимума у людей пожилого возраста.

Вода работает как растворитель, составляет основу биологических сред, является участником различных биохимических реакций, терморегуляции и выполняет множество других функций.

Каждую секунду наш организм теряет определенное количество воды с дыханием в виде паров. Другими путями элиминации жидкости из организма являются потоотделение, выработка ферментов в желудочно-кишечном тракте.

Однако наибольшее количество воды у здорового человека выводится из организма почками.

В процессе прохождения крови через почки в мочу поступает вода, минеральные и органические вещества, которые не требуются организму по причине своей вредности или избыточности.

Для компенсации потерь жидкости организму требуется ее поступление извне. Естественное восполнение воды происходит за счет питья и еды. Внутривенное введение используют при тяжелом обезвоживании для быстрого восполнения потерь жидкости или невозможности употребления воды и пищи через рот.

Жидкость в нашем организме условно подразделяется на внутриклеточную и внеклеточную. Внутриклеточная жидкость, как следует из названия, присутствует внутри клетки и отграничена полупроницаемой мембраной от окружающего клетку пространства. Вне клетки жидкость находится в межклеточном пространстве и внутри кровеносных и лимфатических сосудов.

Под водным балансом в организме следует понимать не просто общее количество воды, но и ее распределение между перечисленными структурами, что напрямую влияет на жизнедеятельность органов и тканей человека.

Разновидности нарушения водного обмена

В зависимости от общего содержания воды в организме человека нарушения водного обмена можно разделить на дегидратацию (уменьшение общего количества воды) и гипергидратацию (избыток воды).

Дегидратация проявляется уменьшением количества отделяемой мочи, сухостью слизистых оболочек, часто сопровождается выраженным чувством жажды, снижением эластичности кожи, в более тяжелых случаях развивается клиническая картина поражения тех или иных органов, в первую очередь – нервной системы в виде общей слабости, сонливости, нарушения или потери сознания.

Избыток воды в организме, напротив, проявляется образованием периферических отеков, в первую очередь – отека подкожно-жировой клетчатки, а также накоплением жидкости в клетках, межклеточном пространстве и различных полостях организма: в плевральной полости, брюшной и т.д.

Отдельно выделяют изменение количества воды в сосудистом русле: состояния гиповолемии (недостаточного объема крови) и гиперволемии (избыточного объема крови).

Возможные причины нарушения водного обмена

Выше были рассмотрены основные пути поступления и выведения жидкости из организма. Исходя из этого, становится понятно, что заболевания почек, сопровождающиеся повышенным мочеотделением, приводят к дегидратации, а поражения почек с невозможностью выполнения ими функции фильтрации – к гипергидратации.

Поражения желудочно-кишечного тракта, которые протекают с выраженной многократной рвотой и диареей, могут стать причиной нарушения водного баланса из-за избыточной потери жидкости.

В регуляции водного обмена важную роль играет эндокринная система. Так, повышение концентрации антидиуретического гормона приводит к задержке жидкости в организме, а увеличение выработки предсердного натрийуретического гормона – к ее усиленному выведению. Помимо этого, опосредованно через изменение концентрации солей в организме на водный баланс влияют и другие гормоны, например альдостерон.

Важно помнить, что глюкоза является осмотически активным веществом, способным притягивать воду. В случае избыточного количества глюкозы в крови, например при сахарном диабете, она начинает выделяться с мочой и увлекает за собой воду, что также приводит к развитию выраженного обезвоживания.

При каких заболеваниях развиваются нарушения водного обмена

Нарушения водного обмена могут возникать при различных заболеваниях почек и, как правило, являются признаками почечной недостаточности. При остро развившемся нарушении функции почек, например, при шоке, отравлении химическими веществами, некоторых воспалительных заболеваниях происходит, как правило, задержка воды в организме (гипергидратация). В то время как хронически развивающиеся болезни почек могут сопровождаться как гипергидратацией, так и гипогидратацией (в зависимости от стадии процесса).

Одной из частых причин хронической болезни почек является артериальная гипертензия и сахарный диабет.

К другим эндокринным заболеваниям, приводящим к выраженной дегидратации, относится несахарный диабет – группа заболеваний, в основе которых лежит нарушение работы в системе антидиуретического гормона. Врожденная дисфункция коры надпочечников, или адреногенитальный синдром может сопровождаться выраженными нарушениями баланса солей в организме и нарушением обмена жидкостей.

Острые кишечные инфекции, хронические расстройства питания, сопровождающиеся диареей и рвотой, некоторые врожденные заболевания желудочно-кишечного тракта у детей, такие как пилоростеноз, часто приводят к обезвоживанию и нарушению водно-солевого баланса организма.

К каким врачам обращаться при появлении симптомов нарушения водного обмена

Среди заболеваний, приводящих к нарушению жидкостного обмена, присутствуют расстройства самых различных органов и систем, требующие конкретных видов обследования и лечения. Поэтому в случае появления симптомов нарушения водного обмена следует вначале обратиться к специалисту широкого профиля, такому как терапевт или педиатр. По мере проведения клинического и лабораторно-инструментального обследования определяется система органов, причастная к развитию водных нарушений, поэтому может потребоваться консультация эндокринолога, нефролога, гастроэнтеролога, инфекциониста и т.д.

Диагностика и обследования при нарушениях водного обмена

В основе первичной диагностики заболеваний, вызывающих нарушения водного обмена, лежит тщательно собранная история развития патологического состояния. Врач проводит опрос пациента, в ходе которого уточняет возможные причины, сроки, течение заболевания, проводившееся лечение и т. д.

После клинического обследования различных органов и систем, как правило, требуется лабораторно-инструментальное подтверждение диагноза. Пациенту назначают исследование концентрации глюкозы в крови с целью исключения сахарного диабета.

какова роль азота в организме человека

Какова роль азота в организме человека?

Ваше тело нуждается в азоте, чтобы синтезировать белки в мышцах, коже, крови, волосах, ногтях и ДНК. По данным Королевского химического общества, вы получаете азот из белковосодержащих продуктов в своем рационе. К таким продуктам относятся мясо, рыба, бобовые, орехи, яйца, молоко и другие молочные продукты.

Где находится азот в организме человека?

Азот включает 3% тела человека по массе. Он содержится во всех организмах в таких молекулах, как аминокислоты (из которых состоят белки), нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и аденозинтрифосфат (АТФ), важная молекула переноса энергии.

Какова роль азота?

Азот – это важный компонент многих важных структурных, генетических и метаболических соединений в растительных клетках. Он также является элементарной составляющей многих важных органических соединений, включая аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, ферменты и молекулу хлорофилла.

Почему азот важен для США?

Азот содержится в почве и растениях, в воде, которую мы пьем, и в воздухе, которым мы дышим. Это также необходимо для жизни: ключевой строительный блок ДНК, который определяет нашу генетику, необходим для роста растений и, следовательно, необходим для пищи, которую мы выращиваем.

Смотрите также, как выглядит расплавленный алмаз

Что является самым важным источником азота в организме человека?

Аминокислоты и белки

Наиболее распространенной формой азота в организме являются белки, содержащие в основном углерод, водород, кислород и азот. Хотя ни люди, ни животные не могут получать азот из воздуха или почвы, они получают азот из растительности или других животных, питающихся растительностью.

Что произойдет, если в вашем организме слишком мало азота?

Симптомы уремии включают спутанность сознания, потеря сознания, низкая выработка мочи, сухость во рту, утомляемость, слабость, бледность кожи или бледность, проблемы с кровотечением, учащенное сердцебиение (тахикардия), отек (припухлость) и чрезмерная жажда. Уремия также может быть болезненной.

Нужен ли человеческому организму азот?

Азот важнейший элемент для всех форм жизни и является структурным компонентом аминокислот, из которых состоят ткани животных и человека, ферменты и многие гормоны.

Как организм усваивает азот?

Человек не может утилизировать азот через дыхание, но может поглощаться при употреблении в пищу растений или животных, которые потребляли богатую азотом растительность. Воздух, которым мы дышим, содержит около 78% азота, поэтому очевидно, что он попадает в наше тело с каждым вдохом.

Как люди добавляют азот в биосферу?

Как люди добавляют азот в биосферу? Мы добавляем азот в биосферу использование удобрений, содержащих азот.

Зачем живым существам нужен азот?

Все живые существа нуждаются в азоте для создания белков и других важных химических веществ в организме. Однако большинство организмов, включая растения, животных и грибы, не могут получать необходимый им азот из атмосферы. Они могут использовать только тот азот, который уже находится в форме соединения.

Может ли человек жить без азота?

Азот (N) является одним из строительных блоков жизни: он необходим для выживания всех растений и животных. … Людям и большинству других живых существ на Земле требуется азот в «фиксированной», реактивной форме.

Дышат ли люди азотом?

Так как 78 процентов воздуха, которым мы дышим, состоит из газообразного азота., многие считают, что азот не вреден. Однако азот безопасен для дыхания только при смешивании с соответствующим количеством кислорода.

Нужно ли человеку дышать азотом?

Азот составляет почти четыре пятых воздуха, которым мы дышим, но, будучи нереактивным, вообще не используется в дыхании. мы просто снова выдыхаем азот, без изменений. Однако азот необходим для роста большинства живых существ и является жизненно важным компонентом белков.

Какие продукты богаты азотом?

Вот 10 лучших продуктов для повышения уровня оксида азота.
  1. Свекла. Поделитесь на Pinterest. …
  2. Чеснок. …
  3. Мясо. …
  4. Темный шоколад. …
  5. Зелень. …
  6. Цитрусовые. …
  7. Гранат. …
  8. Орехи и семена.

Каковы симптомы дефицита азота у человека?

Симптомы хронического дефицита азота включают: равномерно бледный цвет, уменьшенный размер листьев, потеря нормального блеска, что приводит к тусклому внешнему виду листьев, тонкие тонкие лозы и сниженная активность пазушных почек, что приводит к меньшему ветвлению.

Какой процент в организме человека составляет азот?

3,3 процента. По массе около 96 процентов нашего тела состоит из четырех основных элементов: кислорода (65 процентов), углерода (18,5 процента), водорода (9,5 процента) и азота (3,3 процента). Смотрите также, что такое предгорное плато

Как круговорот азота влияет на человека?

У людей есть нарушил естественную систему азота за счет сжигания ископаемого топлива и сельскохозяйственных методов. . Избыток азота, присутствующий в наших водоемах, привел к образованию мертвых зон, в которых водная жизнь не может выжить. Это, в свою очередь, может повлиять на людей, которые полагаются на эти водные системы.

Какова роль азота в биосфере?

Азот важный компонент многих органических молекул, таких как ДНК, РНК и белки, строительные блоки жизни. Это происходит из-за сильной тройной связи между атомами N в молекулах N2, что делает его относительно инертным. …

Какими тремя способами люди повлияли на азотный цикл?

Многие виды деятельности человека оказывают значительное влияние на круговорот азота. Сжигание ископаемого топлива, применение азотных удобрений и другие виды деятельности. может резко увеличить количество биологически доступного азота в экосистеме.

Каковы 3 причины, по которым организмы нуждаются в азоте?

Азот является критически важным компонентом для всей жизни. Это важная часть многих клеток и процессов, таких как аминокислоты, белки и даже наша ДНК. Это также необходим для производства хлорофилла в растениях, который используется в процессе фотосинтеза для приготовления пищи.

Азот токсичен для человека?

Высокие концентрации газообразного азота могут быть особенно вредны для здоровья человека.. Азот может вытеснять кислород из окружающего воздуха в замкнутом пространстве, что приводит к опасному накоплению инертного газа.

Вдыхаем ли мы больше азота, чем кислорода?

Вдыхаемый воздух по объему состоит из 78% азота, 20,95% кислорода и небольшого количества других газов, включая аргон, углекислый газ, неон, гелий и водород.

Что особенного в азоте?

Азот необходимы для жизни на Земле. Он входит в состав всех белков и присутствует во всех живых системах. … В газовой форме азот бесцветен, не имеет запаха и обычно считается инертным. Согласно Лос-Аламосу, в жидкой форме азот также не имеет цвета и запаха и похож на воду.

Что произойдет, если люди будут дышать азотом?

Азот – это инертный газ — это означает, что он не вступает в химическую реакцию с другими газами и не токсичен. Но дышать чистым азотом смертельно опасно. Это потому, что газ вытесняет кислород в легких. По данным Совета по расследованию химической безопасности и опасностей США, потеря сознания может произойти в течение одного или двух вдохов.

Азот важнее кислорода?

Объяснение: И азот, и кислород важны для организмов для обеспечения различных жизненных функций.. … Отсутствие азота влияет на правильный рост организмов через промежуток времени, в то время как отсутствие кислорода напрямую влияет на выживаемость организмов в течение короткого промежутка времени.

Можно ли сделать кислород из азота?

Кислород, вырабатываемый этой установкой в ​​лаборатории IIT-B, был протестирован и оказался чистым 93-96% при давлении 3,5 атмосфер. Кислород, вырабатываемый этой установкой в ​​лаборатории IIT-B, был протестирован и оказался чистым 93-96% при давлении 3,5 атмосфер. …

Какую пользу растениям приносят азотфиксирующие бактерии?

Азотфиксирующие бактерии в почве насыщают ее неорганическими азотсодержащими соединениями, которые являются необходимыми элементами питания сельскохозяйственных культур. Когда фиксирующие бактерии погибают, накопленный азот в их биомассе высвобождается в почву. Таким образом, они повысить плодородие почвы естественным путем, что позволяет фермерам экономить на синтетических удобрениях. См. также, почему некоторые элементы окрашиваются при нагревании в пламени?

Есть ли в яйцах азот?

Яйца и нежирное молоко также являются отличным источником белок и азот. Азот также содержится в соединении, называемом пуринами.

Содержит ли яйцо азот?

Разрушенная яичная скорлупа в среднем содержит 39,15% кальция. 0,4 процента азота и 0,38% магния.

Есть ли в бананах азот?

Добавление банановой кожуры в почву или компост обеспечивает дополнительные питательные вещества для растений, которые там растут. Кожура банана (Musa) богата калием и не содержат азота, что делает их идеальными для продвижения фруктов и цветов.

Как узнать, каких питательных веществ вам не хватает?

Чтобы узнать, есть ли у вас дефицит питательных веществ, подумайте о том, чтобы обсудить свои диетические привычки со своим врачом. Симптомы недостаточного питания включают потеря веса, усталость, раздражительность и дефицит микроэлементов. Переедание может привести к избыточному весу, ожирению и снижению потребления определенных витаминов и минералов.

Что вызывает дефицит азота?

Нехватка азота связана с типом почвы и характерна для песчаных и хорошо дренированных почв с быстрым вымыванием питательных веществ. Чрезмерный полив и проливные дожди вызвать дефицит азота из-за чрезмерного полива. Недостаток влаги в почве препятствует поглощению водорастворимых питательных веществ корнями растений.

Что происходит с растениями, если они получают слишком много азота?

Избыток азота вызывает растения становятся тонкими с хрупкими стеблями. Поскольку листва продолжает обильно расти, слабые стебли становятся менее способными поддерживать растение. Кроме того, рост корней замедляется, что приводит к еще меньшей поддержке растений. В конце концов, растение умирает, потому что оно больше не может поддерживать себя.

Сколько стоит человеческое тело с химической точки зрения?

Согласно TIMES, экономисты из Стэнфорда Стефанос Зениос и его коллеги продемонстрировали, что средняя стоимость года качественной человеческой жизни составляет около 129 000 долларов. В нем делается вывод, что общая стоимость материалов для типичного человеческого тела составляет скудные 160 долларов. Результат: теоретически ваше тело стоит до 45 миллионов долларов.

азот и дыхательная система

Как используется азот | Свойства материи | Химия | FuseШкола

Что, если весь азот исчезнет? + больше видео | #аумсум #дети #наука #образование #дети

Что жидкий азот делает с телом?

Нитраты, нитриты, оксид азота и физическая работоспособность

Автор – Melvin H. Williams, PhD, FACSM Eminent Scholar Emeritus Department of Human Movement Sciences Old Dominion University Norfolk, VA.

Перевод Сергея Струкова.

Ежегодно растёт количество исследований относительно здорового образа жизни для укрепления здоровья, в частности, для предотвращения различных хронических заболеваний, таких как коронарная болезнь сердца, рак и диабет.

Называются два ключевых принципа здорового образа жизни для профилактики заболеваний – здоровое питание и достаточная физическая активность. Учитывая важность спорта в жизни современного общества, существенные силы исследователей уходят также на разработку способов повышения работоспособности. И снова, адекватное питание и программа упражнений выступают основными факторами, ответственными за улучшение спортивных результатов.

Питание и тренировки могут улучшить здоровье и спортивные результаты различными способами. Например, здоровое питание содержит природные вещества, такие как омега-3 жирные кислоты, антиоксиданты и множество фитонутриентов, которые могут оказать помощь в предотвращении некоторых патологических процессов (Williams, 2010), в то время как упражнения приводят к высвобождению различных цитокинов (миокинов), уменьшающих риски хронических заболеваний (Brandt and Pedersen, 2010).

Один из факторов, оказывающий положительное влияние на здоровье и спортивные результаты, включает в себя побочные продукты метаболизма азота, в частности, нитраты, которые поступают с питанием и образующийся при выполнении упражнений в организме оксид азота.

Азот, нитраты и нитриты

Азот (N2) – это газ, который нас постоянно окружает, составляя около 79% газов атмосферы. Азот инертный газ, но бактерии накапливают его в почве, а в корнях растений азот может преобразовываться в нитрат (NO3) или аммоний (Nh5). Вспышки молнии также могут преобразовывать азот в нитраты и нитриты, которые отложатся в почве. Кроме того, сельскохозяйственная промышленность преобразовывает азот в удобрения, содержащие нитраты и аммоний для обогащения почвы. Нитраты способны выщелачиваться из почвы и попадать в реки и озёра, которые используются в качестве источников питьевой воды (Provin and Hossner, 2001). Растения во время роста накапливают азот в виде нитратов. Кроме того, растения накапливают азот в составе аминокислот, которые синтезируются в растениях из азотсодержащих источников.

Азот – незаменимый элемент для людей. Например, аминокислоты необходимые для синтеза белков, определяющие строение и функции тела, содержат азот, так же, как и ДНК наших генов. Люди получают азот из разных источников, включая нитраты овощей и питьевой воды, а также аминокислоты из растительных и животных продуктов. Значительная исследовательская работа проводится в отношении применения аминокислот для укрепления здоровья и улучшения работоспособности. С этой же целью изучаются другие соединения азота, в частности нитраты и нитриты (NO2).

Как отмечено выше, нитраты являются естественной неорганической составляющей растительных продуктов. Hord et al. (2009), отметили, что около 80% нитратов потребляется человеком при поедании овощей, но также показали, что общее количество потребляемых нитратов определяется видом овощей, уровнем содержания нитратов и количеством овощей. В таблице 1 приводится классификация овощей в зависимости от содержания нитратов на 100г массы продукта. Другие источники нитратов в питании: нитрат натрия – консервант при обработке мяса и некоторое количество в питьевой воде.

Таблица 1.

Содержание нитратов* Овощи
Очень низкое
(< 20 мг/100г)
Артишок, аспарагус, чеснок, лук, грибы, горох, перец, картофель, сладкий картофель, помидоры
Низкое
(20 – 50 мг/100г)
Брокколи, морковь, цветная капуста, огурцы, тыква, цикорий
Среднее
(50 – 100 мг/100г)
Капуста, укроп, репа, савойская капуста
Высокое
(100 – 250 мг/100г)
Сельдерей (корень сельдерея), китайская капуста, эндивий, фенхель, кольраби, лук-порей, петрушка
Очень высокое
(> 250 мг/100г)
Сельдерей, кресс-салат, кервель, салат, свекла, шпинат, руккола.

* – количество нитратов указано из расчёта на 100г веса свежего продукта.

Santamaria P. Nitrate in vegetables: toxicity, content, intake and EC regulation. J Sci Food Agric 2006; 86: 10–7.

Нитриты (NO2) также обнаруживаются в необработанных природных продуктах, но в гораздо меньших количествах, чем нитраты, обычно менее миллиграмма в 100г свежего продукта. Тем не менее, соли нитритов, например нитрит натрия (NaNO2) применяют в качестве пищевых консервантов, в частности при обработке мяса: бекон, ветчина и хотдоги. В свежем мясе нитритов не содержится. Более подробное обсуждение содержания нитратов и нитритов в пище предпринимается в работе Hord et al. (2009).

В естественных условиях нитраты легко конвертируются в нитриты и наоборот (Argonne, 2005). В человеческом организме одна из функций нитратов и нитритов – формирование газа оксида азота.

Оксид азота

Оксид азота (NO), или моно оксид азота – важная молекула в физиологии человека. Она работает передатчиком сигнала между клетками и может производиться в разных частях тела, включая кровеносные сосуды, сердце, скелет и другие ткани. Один из основных механизмов формирования оксида азота – метаболизм аминокислоты L-аргинина и возможно других аминокислот при помощи фермента NOS (nitric oxide synthase) – синтеза оксида азота (Bescos et al. 2012). Могут использоваться и другие источники оксида азота, например, лекарства нитроглицерин и амилнитрит.

Учёными обнаружено, что пищевые нитраты и нитриты также могут быть источником для производства различных групп метаболитов азота, включая оксид азота, при помощи тканевых нитрат/нитрит редуктаз (Hord, 2011). Неорганические нитраты, получаемые из пищи, преобразовываются vivo в нитриты, которые совместно с нитритами продуктов и других источников восстанавливаются in vivo до оксида азота и других биологически активных азотных оксидов (Hord et al. 2009; Carlström et al. 2011). После потребления нитраты быстро абсорбируются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, попадают с кровотоком в слюнные железы и преобразуется в нитриты при помощи бактерий; поглощённые нитриты попадают в большой круг кровообращения, где могут быть дополнительно окислены в кровеносных сосудах, сердце, скелете и других тканях, образуя биоактивный NO (Larsen et al. 2012).

Оксид азота может влиять на многие физиологические функции, важные для здоровья и спортивных результатов. В частности, оксид азота – мощный вазодилататор. Stamler и Meissner (2001) показали, что оксид азота регулирует некоторые функции скелетных мышц, такие как производство усилия, кровоток, клеточное дыхание и обмен глюкозы. Оксид азота быстро окисляется до нитратов и нитритов, таким образом, его определение в биологических системах затруднено. Концентрация нитритов в венозной плазме отражает продукцию NO в предплечье (Allen et al. 2005). Используя подобную методику, изучают возможное положительное влияние оксида азота на здоровье последние три десятилетия, а ранее изучали возможное положительное влияние на физическую работоспособность.

Влияние пищевых нитратов и нитритов на здоровье

Существующие сведения относительно влияния нитратов и нитритов на состояние здоровья противоречивы. Есть доказательства негативного влияния на здоровье. На их основании содержание азота в воде и пищи может регулироваться государством. С другой стороны, доказано положительное влияние нитратов на здоровье, и эти рекомендации могут быть предложены для регулирования плана питания.

Возможные негативные влияния

В Бюллетене о здоровье человека Аргоннской национальной лаборатории (2005) указано, что нитраты – нормальный компонент питания человека, и сами по себе относительно нетоксичны. Тем не менее, после потребления большая часть нитратов преобразуется в нитриты, которые могут представлять некоторую угрозу для здоровья. Желудок ребёнка конвертирует больше нитратов в нитриты, что может привести к преобразованию гемоглобина крови в метгемоглобин. Метгемоглобин не способен связываться с кислородом и это приводит к состоянию, известному как метгемоглобинемия. Ранним признаком отравления нитритами является голубоватый оттенок кожи и губ, который называют «синий малыш». Дальнейшее увеличение уровней метгемоглобина может привести к слабости, потере сознания, коме и смерти. Все отравления нитратами/нитритами, вызвавшие смерть детей, связаны в основном с использованием загрязнённой воды для приготовления детского питания (Argonne National Laboratory, 2005).

Нитриты в желудке также могут реагировать с белками пищи, образуя N-нитрозо-соединения или нитрозамины. В частности, нитрозамины образуются при обработке мяса, которое может быть богатым источником дополнительных нитратов и нитритов, когда его готовят, особенно при высокой температуре. Обнаруживаются канцерогенные свойства нитрозаминов для животных, особенно в отношении рака желудка, но данные относительно способности вызывать рак у людей противоречивы (Argonne National Laboratory, 2005; Gilchrist et al. 2010).

Различные управляющие организации разработали токсикологические нормы потребления нитратов и нитритов в пищу, включая воду и продукты, в частности, из добавок к пище при обработке мяса и рыб. Разработкой занимались следующие группы: Агентство по охране окружающей среды США (U. S. Environmental Protection Agency – EPA), Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (U. S. Food and Drug Administration – FDA), Министерство сельского хозяйства США (U. S. Department of Agriculture – USDA), Европейское региональное бюро и Всемирная организация здравоохранения – ВОЗ (European Union (EU) and the World Health Organization – WHO). Например, ВОЗ рекомендует допустимый уровень суточного потребления (Acceptable Daily Intake – ADI) для нитратов 3,7 мг/кг массы тела, а для нитрит ионов – 0,06 мг/кг массы тела (Hord et al. 2009).

Предполагаемое негативное влияние высокого потребления нитратов было поставлено под сомнение некоторыми учёными. Hord et al (2009) отметили, что несмотря на то, что нитраты и нитриты могут быть токсичны, реальные риски для здоровья проявляются только для отдельных подгрупп населения, в частности детей. Hord (2011) обращает внимание на то, что современные ограничения потребления нитратов основаны на мнении об их способности вызывать рак и метгемоглобинемию, тогда как чрезмерное потребление с отдельными продуктами, например шпинатом, полезно для здоровья. Он призывает регулирующие организации рассмотреть данные о благотворном физиологическом действии нитратов и нитритов с целью рационализации существующих рекомендаций.

Возможное положительное влияние на здоровье

Наряду с сообщениями о негативном влиянии, многие учёные утверждают, что потребление нитратов с пищей, когда они преобразуются в оксид азота, может оказывать благоприятное влияние на состояние здоровья, такое как: предотвращение инфекции, защита желудка, и профилактика заболеваний сосудов (Gilchrist et al. 2010), а также служить незаменимым нутриентом для оптимизации здоровья сердечно-сосудистой системы (Bryan et al. 2007).

Большинство исследований относительно здоровья и потребления нитратов рассматривает нитрат натрия или диетические источники, когда речь заходит о сосудах. Исследования показывают, что питание согласно Диетологическим методам по предотвращению повышения давления (Dietary Approaches to Stop Hypertension- DASH), что предусматривает высокое потребление овощей и нитратов – эффективный способ снижения давления (Frisoli et al. 2011). Тем не менее, механизм, лежащий в основе этого процесса, связан с другими аспектами питания, например, с высоким содержанием калия. В эксперименте, помогающем обнаружить причины, Larsen et al (2006) показали, что потребление нитрата натрия в количестве, аналогичном 150 – 250г овощей с высоким содержанием нитратов, как рекомендует диета DASH, существенно понижает диастолическое давление крови у молодых людей с нормальным давлением. Они сделали вывод, что понижение давления связано с потреблением нитратов и сходно наблюдаемым в исследованиях DASH. Содержание нитратов в питании, возможно, обуславливает пользу для здоровья Средиземноморской диеты. Несмотря на сосудорасширяющий эффект пищевых нитратов через повышение оксида азота, что предположительно лежит в основе снижения давления, Larsen et al (2006) отмечают, что для выяснения точного механизма гипотензивного воздействия нитратов необходимы дополнительные исследования.

Тренировки и оксид азота

Возможность тренировки повышать выработку оксида азота одновременно связывают с улучшением здоровья и физической работоспособности.

Вопросы здоровья

Правильно организованная физическая тренировка связана с множеством оздоровительных эффектов, в частности, с предотвращением заболеваний сердечно-сосудистой системы. Одним из преимуществ тренировки является снижение давления крови. Высокое кровяное давление – один из основных факторов риска коронарной болезни сердца. Обзор научных публикаций показывает снижение давления в результате аэробных упражнений (Kelley and Kelley, 2008) или динамических упражнений с отягощениями (Cornelissen et al. 2011).

Один из вероятных механизмов снижения давления – вызванная упражнением продукция оксида азота. Например, несколько исследований показали, что у спортсменов в видах спорта на выносливость, включая бегунов на марафонские дистанции, продукция и базальный уровень оксида азота выше, чем у малоподвижных людей (Rodriguez‐Plaza et al. 1997; Vassalle et al. 2003). Несколько экспериментальных исследований показали, что тренировки на аэробную выносливость и кратковременные тренировки с отягощениями могут повышать продукцию NO у прежде малоподвижных здоровых пожилых людей, чем исследователи и объясняют антигипертензивный эффект и положительное влияние на здоровье сердечно-сосудистой системы (Maeda et al. 2006; Maeda et al. 2004). Продукция оксида азота тканями понижается с возрастом, что может быть одним из факторов повышения риска сердечно-сосудистых заболеваний у пожилых людей. Calvert продемонстрировал, что упражнения способны увеличивать активность эндотелиального синтеза оксида азота, приводя к повышению уровней оксида азота (Calvert, 2011), а также отметил, что несмотря на неясность способа, посредством которого упражнения защищают сердце, по-видимому, эндотелиальный синтез оксида азота вносит свой вклад (Calvert et al. 2011).

Аспекты физической работоспособности

Хорошо организованный тренировочный процесс необходим для улучшения спортивных результатов и связанных с ним физиологических, психологических и биомеханических механизмов, ответственных за эти улучшения. Один из этих механизмов связан с выделением оксида азота. Исследования показывают, что упражнения повышают продукцию оксида азота. В экспериментах с умеренной аэробной тренировкой в течение 8-ми недель фиксировали увеличение плазменных маркеров продукции оксида азота у молодых и пожилых людей, но уровни возвращались к исходным после 8-ми недель детренировки (Maeda et al. , 2004; Maeda et al. 2001; Wang, 2005). Кратковременные тренировки с отягощениями также могут способствовать повышению производства оксида азота у здоровых пожилых людей (Maeda et al. 2006).

Некоторые исследователи полагают, что оксид азота, вероятно, основной фактор, обеспечивающий физическую работоспособность (Gilchrist et al. 2010). Эффект расширения сосудов и увеличения обеспечения кровью работающих мышц сопровождается повышением количества маркеров оксида азота. Это улучшает физическую работоспособность у пациентов с заболеваниями периферических артерий. При поражении периферических артерий недостаточность кровоснабжения и кислорода в активных мышцах проявляется в виде хромоты от боли во время простых двигательных задач, например ходьбы (Allen et al. 2010; Kenjale et al. 2011). В других исследованиях со здоровыми людьми (1) отмечается увеличение маркеров синтеза оксида азота во время упражнений, имеющее положительную корреляцию с работоспособностью, а отсутствие увеличения нитритов в плазме может ограничить способность выполнять упражнение (Rassaf et al. 2007), (2) положительное влияние концентрации нитритов в плазме во время интенсивных упражнений на выносливость (Dreissigacker et al. 2010), (3) испытуемые, выполняющие упражнения с самой высокой интенсивностью, в тесте для определения МПК на беговой дорожке также производили наибольшее количество оксида азота (Allen et al. 2005). Несмотря на то, что интенсивные тренировки могут быть очень эффективным способом увеличения продукции оксида азота, некоторые спортсмены могут добиваться аналогичного увеличения другими способами, не прибегая к тренировке, а также для получения преимущества в соревнованиях.

Протоколы, позволяющие увеличить продукцию оксида азота и физическую работоспособность

Как будет отмечено ниже, множество исследований оценивали эффективность воздействия различных средств, повышающих продукцию оксида азота, и, соответственно, улучшая физическую работоспособность и спортивные результаты. Большинство приведённых исследований использовали хорошо продуманные экспериментальные методики, включая соответствующие дозировки, двойной слепой контроль с плацебо и перекрёстные протоколы.

Принимая во внимание потенциальный эффект оксида азота в виде повышения работоспособности, его производство во время соревнований может принести пользу многим спортсменам. Несмотря на то, что роль оксида азота остаётся не выясненной, различные источники указывают на интенсивное использование эргогенных добавок спортсменами, включая лекарство нитроглицерин, стимулирующее выработку оксида азота, в конце 19-го века (Ferro, 2007; Mayes, 2010). В начале 21-го века последние доклады показывают популярность добавок, способствующих выработке оксида азота, среди спортсменов и культуристов (Bloomer et al. 2011; Bloomer et al. 2010). Maughan et al (2011) недавно сообщили об увеличении использования нитратов и аргинина.

Для увеличения продукции оксида азота в организме человека используются различные субстанции. Лекарственные препараты, такие как нитроглицерин и амилнитрит, обладают выраженным сосудорасширяющим действием вследствие продукции оксида азота. Несмотря на то, что эти лекарства доступны для приобретения в Интернете, их использование может вызвать некоторые серьёзные проблемы со здоровьем и не рассматривается в отношении эргогенных свойств. Вдыхание препаратов азота также способно увеличить производство оксида азота, но подобный метод не будет обсуждаться. Соли неорганических нитратов и нитритов могут повышать уровни оксида азота. Соли используются как добавки к пище, и обе группы классифицируются как лекарства или пища – в зависимости от особенностей потребления (Allen, 2011). Несколько исследований применили нитрат натрия для оценки влияния оксида азота на физическую работоспособность и их результаты будут представлены ниже. Тем не менее, как отмечено в следующем разделе, необходима осторожность при использовании веществ, стимулирующих выработку оксида азота, употребление солей не рекомендуется. Пищевые добавки, в частности L-аргинин, и пищевые источники нитратов также изучались на предмет возможности стимуляции выработки оксида азота и увеличения работоспособности, и эти эксперименты составляют большую часть современной научной работы.

Соли нитратов

Изучался эргогенный потенциал потребления солей нитратов в качестве новых пищевых добавок для рынка. В одном исследовании велосипедисты принимали нитрат натрия (10мг/кг массы тела) перед выполнением теста на эргометре – четыре 6-ти минутных субмаксимальных нагрузок с повышением интенсивности, после чего делали короткий отдых, за которым следовала ступенчато повышающаяся нагрузка до изнеможения. Потребление добавки увеличило количество нитратов и нитритов в плазме, но существенно понизило значения потребления кислорода и соотношение между потреблением кислорода и мощностью при максимальной интенсивности. Это уменьшение потребления кислорода происходило без изменений во времени работы до изнеможения (Bescós et al. 2011). В другом исследовании субъекты получали нитрат натрия в виде добавки, перед прохождением теста с максимальной нагрузкой, который включал выполнение ступенчато повышающейся нагрузки до изнеможения, состоявшую из сочетания вращения педалей рукой и ногой на двух раздельных эргометрах. Подобно предыдущему эксперименту, приём добавки привел к уменьшению потребления кислорода с тенденцией в сторону увеличения времени до утомления (Larsen et al. 2010). Как отмечается в последующем обсуждении, результаты этих исследований можно рассматривать как увеличение работоспособности.

Добавки L-аргинина

Как отмечалось выше, L-аргинин и другие аминокислоты могут использоваться в качестве субстратов для продукции оксида азота в организме. Большинство пищевых добавок, способствующих производству азотной кислоты, содержат L- аргинин (Bloomer et a. 2010). Цитруллин – другая аминокислота, которая, попадая в почки, преобразуется в аргинин. Hickner et al (2006) отметили, что потребление цитруллина повышает уровни аргинина в большей степени, чем потребление самого аргинина.

Положительное влияние на работоспособность. В ранних работах Cheng and Baldwin (2001) сообщили, что оральное потребление аргинина, описанное в нескольких небольших исследованиях, показало улучшение способности выполнять упражнения у пациентов с коронарной болезнью сердца, но отмечалось, что большие и хорошо спланированные исследования необходимо провести для подтверждения влияния перед началом применения в лечении. Более поздние исследования показали, что потребление L-аргинина в качестве добавки могут повышать работоспособность у пациентов со стабильной хронической сердечной недостаточностью (Doutreleau et al. 2006) и пациентов после трансплантации сердца (Doutreleau et al. 2010).

Относительно повышения работоспособности у здоровых людей данные ограничены. Bailey et al (2010А) сообщили, что потребление L-аргинина (6 г) за час до серии упражнений на велоэргометре средней и высокой интенсивности уменьшает потребление кислорода и увеличивает время до утомления в высокоинтенсивном тесте. Они пришли к выводу, что добавки L-аргинина оказывают положительное влияние на физическую работоспособность, подобно потреблению нитратов с обычным питанием, как обсуждается ниже.

Не оказывают влияния на работоспособность. Большинство исследований не выявили эргогенного эффекта от потребления L-аргинина в виде добавки на показатели аэробной выносливости, анаэробной работоспособности или упражнения с отягощениями у пациентов и здоровых людей.

Относительно аэробных упражнений Wilson et al (2007) сообщили, что потребление добавки L-аргинина 3 г в день в течение 6 месяцев не улучшило показателей в ходьбе и продукцию NO у пациентов с болезнью периферических артерий. McConell et al (2006) вводили аргинин велосипедистам, тренирующимся на выносливость, во время выполнения упражнений и не обнаружили влияния на 15-минутную максимальную нагрузку после двух часов педалирования с интенсивностью 72% МПК. В другом эксперименте на выносливость с велосипедистами Abel et al (2005) сообщили, что потребление добавки аспартата аргинина не оказало влияние на выносливость при работе на велоэргометре до изнеможения.

Несколько исследований не обнаружили влияния на результаты тестов, оценивающих аэробную работоспособность. Olek et al (2010) изучали влияние потребления 2 г добавки аргинина перед 30-секундным субмаксимальным анаэробным тестом Вингейта и не обнаружили различий в результатах по сравнению с приёмом плацебо. Liu et al (2009) оценивали влияние на работоспособность в интервальном тесте на велоэргометре приёма добавки L-аргинина по 6 г 3 раза в день у хорошо тренированных дзюдоистов. Несмотря на повышение уровней L-аргинина в плазме, не выявлено влияние на проявление нитритов и нитратов в плазме или среднюю мощность в тесте.

Также в исследованиях не обнаружено эргогенного эффекта от приёма добавки L-аргинина на тестовые упражнения с отягощениями. Altars et al (2012) оценивали срочный эффект потребления 6 г аргинина за 80 минут до теста на силу двуглавой мышцы плеча. Несмотря на то, что кровоток в упражняемой мышце увеличился, не обнаружено влияние добавки на оксид азота или силовые показатели, такие, как максимальный крутящий момент и выполненная работа.

Большинство исследований показывают, что потребление добавок L-аргинина не улучшает физическую работоспособность, а основным следствием приёма L- аргинина является повышение уровня L-аргинина в плазме, в то время как увеличения кровотока или оксида азота в мышцах не выявляется (Bescós et al. 2009; Tang et al. 2011; Willoughby et al. 2011).

Отрицательное влияние на работоспособность. В некоторых исследованиях обнаружено, что приём добавки L-аргинина или цитруллина может ухудшать физическую работоспособность. Buchman et al (1999) предлагал аргинин или плацебо бегунам-марафонцам и сделал вывод об эрголитических свойствах аргинина, так как бегуны, принимавшие добавку, показали худшее время, чем те, кто принимал плацебо. Hickner et al (2006) сообщили, что приём добавок цитруллина не оказал влияния на время бега до истощения на тредмиле, а результаты их исследования показывают, что потребление добавки может уменьшать время бега до изнеможения.

Пищевые источники нитратов

Как обсуждалось выше, различные овощи могут быть прекрасным источником пищевых нитратов. В частности, свекольный сок изучается на предмет его использования для увеличения работоспособности. Дозы, используемые в экспериментах, составляют 300 – 500 мг нитратов, что соответствует 500 мл свекольного сока, причём нет подтверждений об увеличении эффективности при повышении дозы (Lundberg et al. 2011). Дозы, которые используются для исследований, измеряются миллиграммами или миллимолями. Один миллимоль нитратов эквивалентен 62 мг, таким образом, 5 – 8 миллимолей – это приблизительно 300 – 500 миллиграммов нитратов. В некоторых экспериментах свекольный сок, очищенный от нитратов, используют как плацебо.

Применяются различные протоколы нагрузки для оценки эргогенных свойств потребления нитратов, включая острое (несколько часов) и хроническое (несколько дней) потребление перед тестированием, изменение доз и многих сопутствующих условий, варьирование интенсивности и направленность упражнений.

Повышение оксида азота. Множество исследований показали, что потребление нитратов с пищей, обычно в виде свекольного сока, повышает концентрацию нитритов в плазме, маркеров оксида азота (Bailey et al. 2009; Lansley et al. 2011A; Lansley et al. 2011B; Vanhatalo et al. 2010). Подобное повышение отмечается после острого и хронического потребления.

Уменьшение потребления кислорода при упражнении. Одним из наиболее частых выводов исследований является понижение «кислородной стоимости» или увеличение кислородной эффективности, вследствие острого или хронического потребления пищевых нитратов. Относительно однократного приёма Kenjale et al (2011) сообщили, что потребление свеклы за три часа до тестирования понижает фракционную экстракцию кислорода икроножной мышцей при выполнении субмаксимального теста с ходьбой у пациентов с заболеванием периферических артерий. Vanhatalo et al (2010) доложили о существенном уменьшении, почти на 4% кислородной стоимости упражнений на велоэргометре средней интенсивности в результате однократного (за 2,5 часа до теста) и хронического (ежедневно 5 и 15 дней) потребления. Эти исследователи пришли к выводу, что потребление нитратов с пищей однократно понижает кислородную стоимость субмаксимальных упражнений, а эффект поддерживается по крайней мере 15 дней, если приём нитратов продолжается. В других экспериментах показан аналогичный эффект от хронического потребления свекольного сока. Lansley et al (2011В) обнаружили уменьшение кислородной стоимости ходьбы на тредмиле, бега средней и высокой интенсивности после 4,5 дней потребления нитратов. Cermak et al (2012) сообщили о существенном уменьшении потребления кислорода у велосипедистов во время 60-минутной субмаксимальной нагрузки после 6 дней потребления нитратов. В двух исследованиях Bailey et al (2010В; 2009) обнаружили также снижение кислородной стоимости упражнений низкой, средней и высокой интенсивности, включающих велоэргометрию или разгибания голени, после 4 – 6 дней потребления. В эксперименте со спортсменами велосипедистами Lansley et al (2011А) не обнаружили различий в потреблении кислорода между потреблявшими нитраты и плацебо ни в одной из стадий эксперимента, но мощность увеличилась, подтверждая улучшение кислородной эффективности. В другом подобном исследовании Lansley et al (2011В) сделали заключение о позитивном влиянии потребления свекольного сока на физиологические реакции, вызванные упражнением, преимущественно, снижение кислородной стоимости ходьбы и бега, которое может быть отнесено к высокому потреблению нитратов.

Увеличение работоспособности. Как отмечалось выше, потребление соли нитрата натрия, аналогичное содержащемуся в 100 – 300 г овощей, богатых нитритами, проявило тенденцию к увеличению времени выполнения упражнения до изнеможения (Larsen et al. 2010). Исследования с применением свекольного сока, богатого нитратами, подтверждает эти выводы.

Время до изнеможения. При измерении работоспособности во многих исследованиях используются тесты, включающие упражнения до изнеможения, где субъекты не могут больше продолжать выполнение упражнения с заданным уровнем нагрузки или прекращают выполнение вследствие глубокого утомления. При использовании подобных протоколов, исследователи сообщают о существенном улучшении в тесте до изнеможения после употребления свекольного сока. Kenjale et al (2011) обнаружили, что пациенты с болезнью периферических артерий улучшают максимальное время ходьбы на 17% в сердечно-лёгочном тесте спустя три часа после потребления. Lansley et al (2011B) сообщили об увеличении времени бега до изнеможения на тредмиле после 4 и 5 дней приёма нитратов. Bailey et al (2010В; 2009), используя различные протоколы, включающие разгибания голени высокой интенсивности до отказа и тесты на велоэргометре, обнаружили, что потребление нитратов в течение 4-6 дней увеличивает время до изнеможения. Vanhatalo et al (2011), изучали влияние потребления пищевых нитратов в условиях гипоксии и обнаружили, что спустя день после употребления работоспособность в тесте разгибание голени, ограниченная под влиянием гипоксии, восстанавливается до уровней, которые наблюдаются при нормоксии. В эксперименте с однократным и хроническим потреблением Vanhatalo et al (2010) зафиксировали увеличение выполненной работы и максимальной мощности в ступенчатом тесте с повышением нагрузки на велоэргометре.

Исследования влияния на спортивные результаты. Когда проводятся специфичные к виду упражнения или спорта исследования, учёные обычно рекомендуют рассматривать два фактора. Первый – упражнение должно отражать как можно полнее реальную спортивную деятельность. Второй – субъекты должны быть тренированными в этом упражнении или спортивной дисциплине. Несмотря на то, что тесты до изнеможения могут быть полезны для изучения влияния субстанций, повышающих работоспособность, они не воспроизводят реальные спортивные условия. Более приемлемым вариантом является моделирование условий соревнования, н-р, время нагрузки, в лабораторных условиях, как попытка скопировать реальную обстановку. Принимая во внимание уровень тренированности субъектов исследования потребления пищевых нитратов Bescós et al (2012) отметили, что большинство исследований показали увеличение работоспособности, когда тестировали нетренированных мужчин.

Между тем, в двух исследованиях, использующих протокол, сходный со спортивными соревнованиями и тренированных велосипедистов, сообщили об увеличении работоспособности при однократном и многократном потреблении свекольного сока. В одном из экспериментов девять соревнующихся велосипедистов- мужчин из клубных команд потребляли свекольный сок за 2,5 часа до тестирования. По сравнению с плацебо, велосипедисты существенно увеличили мощность и результаты на отрезках 4 и 16,1 километров. Потребление кислорода было аналогичным на различных временных отрезках, подтверждая улучшение экономичности педалирования от свекольного сока (Lansley et al. 2011A). Во втором эксперименте тренированные мужчины-велосипедисты потребляли свекольный сок 6 дней, а тест состоял из 60 минут субмаксимального педалирования и 10 км гонки на время. Подобно исследованию с однократным потреблением, в результате потребления свекольного сока увеличились мощность и результаты на отрезке, несмотря на то, что различия результатов между отрезками были относительно невелики (Cermak et al. 2012).

Подводя итог этих экспериментов, данные подтверждают, что потребление пищевых нитратов способно улучшать спортивные результаты.

Предположительный механизм влияния потребления нитратов на улучшение работоспособности

Потребление нитратов с пищей, как отмечалось, может оказывать положительное влияние на здоровье сердечно-сосудистой системы и работоспособность. Machha и Schechter (2011) отметили несколько механизмов, которые могут лежать в основе этих положительных эффектов. Применительно к физической работоспособности Bescós et al (2012) полагают, что улучшение вследствие потребления нитратов с питанием может быть связано с увеличением продукции оксида азота и последующем улучшении доставки кислорода к работающим мышцам . Как отмечается ниже, улучшение доставки кислорода может быть одним из ключевых механизмов, но исследования, касающиеся положительных влияний на работоспособность от доставки нутриентов, чрезвычайно ограничены, а те, что доступны, нельзя принять для подтверждения. Например, Cermak et al (2012) не обнаружили влияния потребления нитратов на выбор субстрата организмом, а также на концентрацию глюкозы и лактата в плазме во время 10 км гонки на время. Тем не менее, Baily et al (2010В) сообщили о небольшом сдвиге при использовании субстратов в сторону большего использования углеводов, возможно обусловленного увеличением поглощения глюкозы, опосредованное оксидом азота, которое может снижать потребление кислорода. Они рекомендовали дополнительные исследования для оценки этой возможности.

Larsen et al (2010), отметили, что потребление нитратов с пищей способно снижать кислородную стоимость упражнений при максимальных нагрузках, связывая это с двумя механизмами: первый – уменьшение потребления кислорода, второй – улучшение энергетических функций работающих мышц.

Сосудорасширяющий эффект пищевых нитратов, – по-видимому, основной фактор, ответственный за уменьшение потребления кислорода при выполнении упражнений. У этого явления может быть несколько объяснений. Jones et al (2011) отмечают замедление развития медленного компонента потребления кислорода во время работы с постоянным уровнем нагрузки, выполняемой выше лактатного порога, что постепенно уменьшает сократительную эффективность скелетных мышц и связано с развитием утомления. Они также отмечают, что потребление нитратов с пищей может уменьшать размеры медленного компонента потребления кислорода и замедлять развитие мышечного утомления путём улучшения окислительных способностей мышц или повышения внутримышечной доставки кислорода. Увеличение поступления кислорода способно повышать его распределение в работающей мышце. Kenjale et al (2011) сообщили о снижении фракционной экстракции кислорода тканями икроножной мышцы во время ходьбы после потребления свеклы у людей с заболеванием периферических артерий. Это, вероятно, обусловлено увеличением доставки кислорода к медленно сокращающимся волокнам икроножной мышцы, вместо быстро сокращающихся. Медленно сокращающиеся волокна способны использовать кислород более эффективно, чем волокна с быстрым сокращением. Другим объяснением может быть уменьшение потребления кислорода сердечной мышцей. Drechsler-Parks (1995) обнаружили, что вдыхание нитритов вызывает понижение сердечного выброса во время упражнений, которое может означать снижение работы сердца и потребления кислорода.

Увеличение эффективности производства энергии при выполнении упражнения может приводить к снижению потребления кислорода. Несмотря на то, что Lasley et al (2011В) не выявили изменений в окислительной способности митохондрий во время выполнения упражнений после нескольких дней приёма нитратов с пищей, Larsen et al (2011) сообщили об улучшении эффективности окислительного фосфорилирования митохондрий скелетных мышц, которое коррелировало со снижением кислородной стоимости упражнений. Они отметили, что после приёма нитратов митохондрии скелетных мышц проявляют улучшение эффективности окислительного фосфорилирования (соотношения P/О), которое коррелирует с понижением кислородной стоимости упражнения. Эти наблюдения подтверждают повышение эффективности продукции АТФ для сокращений мышц при неизменном количестве кислорода. Они также подтвердили, что потребление нитратов оказывает глубокое воздействие на основные функции митохондрий. Тем не менее, хоть Bailey et al (2010В) и не исключали возможности положительного влияния потребления нитратов на соотношение Р/О, они показали, что пониженная кислородная стоимость упражнений – следствие улучшения связи между гидролизом АТФ и производством усилия скелетными мышцами, которое может уменьшать количество необходимого АТФ при том же производимом усилии. Общий уровень обмена АТФ был ниже при упражнениях низкой и высокой интенсивности после потребления пищевых нитратов. Кроме того, Vanhatalo et al (2011) отметили, что по сравнению с плацебо, в гипоксических условиях, потребление нитратов оказывает положительное влияние на восстановление креатинфосфата и мышечного рН – факторов, которые вносят вклад в увеличение физической работоспособности. Авторы заметили, что приём нитратов при гипоксии восстанавливает устойчивость к упражнениям и окислительные способности до величин, которые наблюдаются при нормоксии. В общем, эти находки подтверждают способность приёма нитратов повышать энергетику мышц при упражнениях, что может приводить к уменьшению потребления кислорода.

Другие факторы также могут влиять на ситуацию. Гипотеза центрального утомления предполагает, что причиной утомления являются процессы, происходящие (преимущественно) в мозге. Presley et al (2011) измеряли кровоснабжение мозга у пожилых людей и наблюдали положительное действие нитратов пищи на региональное кровообращение в регионах мозга, ответственных за исполнительные функции. Таким образом, влияние может происходить через уменьшение центрального утомления, что и приводит к повышению работоспособности.

Чтобы разобраться с механизмом, лежащим в основе понижения кислородной стоимости упражнений вследствие потребления нитратов, необходимо провести дополнительные исследования, в частности, со свекольным соком. Bailey et al (2011B) отметили, что свекольный сок богат антиоксидантами и фенолами, что указывает на возможность независимого или синергетического действия этих веществ и нитратов.

Обсуждение использования нитратов для улучшения спортивных результатов

Lundberg et al (2011) заметили, что несмотря на зафиксированное положительное влияние нитратов для повышения работоспособности, это необходимо подтвердить в реальных условиях соревнований. Как известно из Интернет-форумов, статей и обсуждений в рамках спортивных сообществ, использование нитратов быстро распространяется среди спортсменов. Учёные рекомендуют с осторожностью относиться к использованию различных форм нитратов и нитритов.

Лекарства и соли

Lundberg et al (2011) отметили, что лекарства, которые содержат органические нитраты и нитриты, такие как нитроглицерин и амилнитрит, имеют чрезвычайно сильное сосудорасширяющее действие, и непреднамеренная передозировка может привести к фатальному сосудистому коллапсу. В то же время они рекомендуют спортсменам избегать бесконтрольного применения солей нитратов и нитритов в качестве пищевых добавок, указывая на то, что несмотря на низкий/отсутствие риска острого отравления нитратами, любая путаница, приводящая к высокому непреднамеренному потреблению нитритов или органических нитратов, является потенциально опасной для жизни. Например, потребление различных доз нитритов, обнаруженных в пищевых добавках совместно с вазодилататорами для лечения эректильной дисфункции, таких как Виагра и Сиалис, могут вызвать проблемы со здоровьем (Allen, 2011). Если вы используете какие-либо лекарства, посетите вашего лечащего врача перед употреблением пищевых добавок. Люди, имеющие проблемы со здоровьем, такие, как болезнь периферических артерий, могут получить пользу от применения солей нитритов и нитратов, но также должны проконсультироваться со своим лечащим врачом относительно их использования при упражнениях.

Пищевые добавки

Как отмечалось выше, большинство пищевых добавок «оксида азота», находящиеся в продаже для спортсменов, содержат L-аргинин в качестве активного ингредиента, несмотря на ограниченные научные подтверждения способности L-аргинина повышать физическую работоспособность. Другие добавки могут включать различные составляющие, рекламируемые как «реально повышающие оксид азота» в кровообращении, но исследования подобных добавок в настоящее время ограничены. В одном исследовании с мужчинами, тренирующимися с отягощениями, сообщается о небольшом, но статистически несущественном положительном влиянии подобных добавок на уровень нитратов/нитритов в кровообращении в течение часа после потребления, но без влияния на показатели гемодинамики (Bloomer et al. 2010). Требуются дополнительные исследования подобных пищевых добавок «оксида азота».

Пищевые источники нитратов

Большинство исследователей показало, что потребление здоровой пищи, в частности овощей и овощных соков, богатых нитратами, практически безвредно и может представлять некоторую пользу для здоровья (Allen, 2011; Lundberg et al. 2011; Machha and Schechter, 2011). Одним из ключевых моментов является доза нитратов, которая эффективна для снижения кислородной стоимости нагрузки: 300 – 500 мг, при этом нет подтверждений увеличения эффекта от повышения дозы (Lundberg et al. 2011). Тем не менее, учёные отмечают существования потенциального риска, который появляется в случае неправильного хранения овощных соков, содержащих нитраты. Со временем, при загрязнении напитка снижающими содержание нитратов бактериями, накапливаются нитриты.

Возможные противопоказания при потреблении нитратов

Потребление нитратов с пищей может (преимущественно, только теоретически) быть связано с несколькими негативными моментами для спортсменов. Низкий уровень железа, доходящий иногда до железодефицитной анемии, представляется более вероятным у спортсменов, чем у обычных людей, особенно у юных спортсменок; несмотря на то, что неправильный выбор продуктов питания объясняет большинство нарушений баланса железа, существуют также доказательства повышения уровня железа эритроцитов и общего обмена железа в организме (Beard and Tobin, 2000). Повышение продукции оксида азота также может быть одним из факторов. Например, люди, живущие на больших высотах, имеют концентрацию биологически активных продуктов оксида азота в крови, которая превышает в 10 раз уровень, наблюдаемый у людей на уровне моря, но красные клетки крови содержат меньшее количество комплексов железа (Erzurum et al, 2007). При исследовании крыс, которые выполняли тренировки в течение 12 месяцев, Xiao and Qain (2000) отметили, что интенсивные упражнения могут вызывать увеличение концентрации оксида азота в плазме, также как и низкий уровень железа, подтверждая вероятную связь увеличения продукции оксида азота с развитием дефицита железа при упражнениях. Продолжительные исследования с участием людей могут представлять интерес.

Увеличение оксида азота вследствие питания нитратами может быть особенно важно в состояниях ограничения доступности кислорода (Jones, 2011). Таким образом, потребление нитратов может быть полезным при гипоксии, что важно для спортсменов, которые тренируются и соревнуются в горах. Тем не менее, необходима осторожность. В ситуационном исследовании альпинистов высокого уровня сообщается о тяжёлых случаях острой горной болезни и атаксии при упражнениях на высоте. Альпинисты использовали трансдермальное введение нитроглицерина с целью предотвращения обморожения. Не существует рекомендаций по использованию нитроглицерина в подобных случаях и безопасность его применения не оценивалась. Авторы отметили связь между вызванной нитратами церебральной вазодилатацией и тяжёлым отёком мозга – вероятным патофизиологическим объяснением причины заболевания (Mazzuero et al. 2008). Этот случай произошёл на высоте 8000 метров, которая не характерна для проведения большинства спортивных соревнований и описывает применение лекарства, а не пищевой добавки. Несмотря на это, рекомендуется соблюдать осторожность при использовании нитратов спортсменами в горных условиях.

Практические рекомендации

Andrew M. Jones, эксперт по исследованию потребления нитратов, предлагает несколько практических советов для спортсменов, которые суммируют ключевые аспекты применения (Jones, 2011).

  • Доступные данные позволяют сделать вывод, что 300 – 450 миллиграммов нитратов приводят к существенному повышению концентрации нитритов в плазме и вызывают физиологические эффекты.
  • Подобная доза может быть получена от потребления 0,5 литров свекольного сока или эквивалентного количества пищи с высоким содержанием нитратов.
  • После приёма концентрация нитритов в плазме обычно достигает максимального значения через 2 – 3 часа и остаётся повышенной следующие 6 – 9 часов перед возвращением к исходному значению. Таким образом, спортсменам необходимо потреблять нитраты за 3 – 9 часов до тренировки или соревнований.
  • Потребление продуктов с высоким содержанием нитратов в течение дня необходимо для поддержания уровня в крови, но влияние поддержания уровня нитратов на адаптацию к тренировке не выяснялось.
  • Есть вероятность, что бесконтрольное потребление высоких доз солей нитратов может представлять опасность для здоровья
  • Естественные источники нитратов вероятно полезны для здоровья
  • Спортсменам, которые хотят получить эргогенный эффект от приёма нитратов, рекомендуется использовать естественные, а не фармакологические методы.

Источники пищевых нитратов

В таблице 1 было указано несколько овощей с высоким содержанием нитратов. Свекольный сок в обычной и концентрированной форме использовался в большинстве исследований. …

Один из вариантов – сделать свекольный сок самому. Используйте блендер для измельчения свежей свеклы и смешайте с морковью или соком сельдерея на свой вкус. Смешивайте напитки из других богатых нитратами овощей, которые относятся к данной категории. В статье журнала от 5 февраля 2012, др Mehmet Oz предложил формулу для напитка, богатого волокнами, антиоксидантами и витаминами, а также с низким содержанием калорий; напиток также богат нитратами. Для получения 3 – 4 порций смешайте следующие ингредиенты. Вы можете поэкспериментировать, добавив свёклу:

  • 2 чашки шпината
  • 2 чашки очищенных огурцов
  • 6 стеблей сельдерея
  • 1 пучок петрушки
  • 1 чайная ложка имбиря
  • 2 очищенных яблока
  • Сок одного лайма
  • Сок половинки лимона.

Направления дальнейших исследований

Доступные в настоящее время сведения поддерживают точку зрения об эргогенном эффекте потребления нитратов. Данные лабораторных исследований ясно свидетельствуют о повышении оксида азота и понижении кислородной стоимости упражнений, так же, как и об улучшении результатов различных тестовых упражнений. Несмотря на то, что истинное увеличение спортивных результатов в условиях соревнований ещё предстоит доказать (Lundberg et al, 2011), два исследования, моделирующих соревновательную деятельность (Cermak et al. 2012; Lansley et al. 2011A), обнаружили положительное влияние на тренированных велосипедистов. Тем не менее, дополнительные эксперименты со спортсменами силовых видов и видов спорта на выносливость необходимы в поддержку этих предварительных результатов.

Некоторые исследователи (Allen, 2011; Bescós et al., 2012; Jones et al. 2011) отмечают необходимость разработки протокола, который позволит получить спортсменам максимальные преимущества от потребления нитратов, а также определить переносимость для женщин и пожилых людей, у которых на метаболизм оксида азота оказывается воздействие от нарушения статуса эстрогенов/или возраста. Кроме того, нужны данные относительно людей, имеющих проблемы со здоровьем.

Источник: https://eas.com/

Азот

Азот

 

Описание

Содержимое в человеческом организме

Биологическая роль

Источники

Суточная потребность

Недостаток

Избыток

Токсичность

 

 

  

Описание
(вернуться к оглавлению)

 

Азот представляет собой бесцветный газ без запаха и вкуса, плохо растворимый в воде, с низкими температурами плавления (-210°С) и кипения (-196°С). Простое вещество в виде N2 – основная часть атмосферного воздуха (78 %). Молекула азота обладает очень прочными связями. Состояния, в которых азот может находиться в своих соединениях, исключительно разнообразны.

Круговорот азота в природе тесно связывает геосферу и биосферу, подтверждая их единство. Существует множество бактерий, способных легко переводить одни соединения азота в другие, причем с изменением степени окисления азота. Так, например, в биосфере связывание атмосферного азота N2 и его превращение в аммиак NH3 протекает более легким способом с участием фермента – нитрогеназы. Микроорганизмы, участвующие в этой реакции, присутствуют в корневых клубеньках некоторых растений, а также в сине-зеленых водорослях. Фермент нитрогеназа, содержащий белки, а также молибден Мо и железо Fe, активен только в анаэробных условиях, то есть без участия кислорода.

В природе протекают и другие взаимные превращения соединений азота: нитрификация или окисление NH3 до NO2, а также восстановление нитратиона из удобрений под действием ферментов растений или анаэробных бактерий до NO2 или даже до NH3.

При обычных условиях способность азота реагировать с другими веществами невелика, и он иногда используется как инертный газ. Определяется это исключительно большой прочностью связи в молекуле N2, для ее разрыва требуется много энергии. Поэтому азот реагирует со многими металлами и неметаллами при высоких температурах.

Азот взаимодействует с активными металлами, например, Mg и Li с образованием нитридов. Также он взаимодействует с неметаллами, такими как О2, Н2, галогенами и другими, однако эти реакции возможны, как правило, при высокой температуре и в присутствии катализаторов.

Оксиды азота существуют главным образом за счет ковалентных химических связей N – O, обладают высокой способностью реагировать с другими веществами, поэтому неустойчивы.

N2O – закись азота представляет собой бесцветный газ, растворимый в воде. Называется также «веселящим газом», так как является наркотическим веществом. Применяется в анестезии. Неустойчив, легко разлагается. При повышенной температуре является сильным окислителем.

NO представляет собой бесцветный газ, плохо растворимый в воде. С кислородом NO взаимодействует очень легко с образованием бурого NO2. Молекула NO, по современным представлениям, несмотря на кажущуюся трудность её образования из простых веществ, присутствует в атмосфере в огромных количествах. Считают, что до 7?107 тонн атмосферного азота N2 в год реагируют с кислородом О2 в результате таких высокотемпературных процессов, как сжигание топлива в промышленности и работа транспорта. Показано, что оксиды азота, как и озон, способны взаимодействовать с продуктами неполного сгорания топлива с образованием высокотоксичных пероксонитратов. Под действием солнечной радиации в верхних слоях атмосферы протекают фотохимические реакции с участием NOx, которые катализируются содержащимися там твердыми частицами пыли.

 N2O3 – азотистый ангидрид представляет собой жидкость голубого цвета, существующую только при низкой (ниже чем – 100°С) температуре. Хорошо растворяется в холодной воде с образованием азотистой кислоты (HNO2).

NO2 представляет собой бурую летучую жидкость хорошо растворимую в воде.

N2O5 – ангидрид азотной кислоты (HNO3), при нормальных условиях бесцветное, летучее, кристаллическое гигроскопичное вещество. Медленно разлагается при комнатной температуре. С водой бурно реагирует с образованием азотной кислоты. N2O5 сильный окислитель по отношению ко многим металлам, неметаллам и органическим веществам.

Практически самым важным соединением азота является его гидрид NH3 – аммиак. NH3 представляет из себя бесцветный газ, в 1,7 раза легче воздуха. По своим физико-химическим свойствам сильно отличается от молекулярного азота. Он легко сжимается и более реакционоспособен. Аммиак хорошо растворим в воде, при этом он вступает с водой в химическое взаимодействие. NH3 проявляет восстановительные свойства, в атмосфере кислорода горит.

Азот имеет две кислородсодержащие кислоты – HNO2 и HNO3.

Азотная кислота (HNO3) – наиболее важное соединение азота. Это одна из самых сильных кислот, а концентрированная азотная кислота является сильным окислителем. Однако в зависимости от условий HNO3 восстанавливается до различных продуктов. На ход процесса влияют природа восстановителя, концентрация реагента и температура. Соли азотной кислоты – нитраты – называются селитрами. Нитраты хорошо растворимы, водные растворы нитратов окислительными свойствами не обладают, но их расплавы – сильные окислители. Термическое разложение нитратов протекает по-разному, в зависимости от природы катиона соли.

 

Азотистая кислота (HNO2) – непрочное соединение, известна только в холодных водных растворах, легко распадается. Это слабая кислота, проявляющая свойства окислителя и восстановителя. Соли азотистой кислоты – нитриты более устойчивы чем сама кислота и также обладают окислительно-восстановительной двойственностью. Нитриты более термически устойчивы чем нитраты и большинство из них хорошо растворимы в воде. Нитриты щелочных металлов плавятся без разложения.  

 

Содержание в человеческом организме
(вернуться к оглавлению)

 

Азот входит в состав разнообразных органических соединений – аминокислот, пептидов, пуриновых оснований и многих других, являющихся основой жизнедеятельности. В следствие этого в организме человека он весьма распространен. Он является четвертым по содержанию в человеческом организме биогенным элементом после кислорода, водорода и углерода. Его содержание в теле составляет 3% от массы, из них в мышечной ткани – 7,2%, в костной ткани – 4,3.

В свободной форме N2 поступает с вдыхаемым воздухом. Содержание небелкового азота в цельной крови и плазме почти одинаково и составляет в крови 15–25 ммоль/л. Небелковый азот крови включает азот мочевины (50% от общего количества небелкового азота), аминокислот (25%), эрготионеина (соединение, входящее в состав эритроцитов) (8%), мочевой кислоты (4%), креатина (5%), креатинина (2,5%), аммиака и индикана (0,5%) и других небелковых веществ, содержащих азот (полипептиды, нуклеотиды, нуклеозиды, глутатион, билирубин, холин, гистамин и др.). Таким образом, в состав небелкового азота входит главным образом азот конечных продуктов обмена простых и сложных белков.

Небелковый азот, называется также остаточным, то есть остающимся после осаждения белков. В состав остаточного азота входит также азот аминокислот и полипептидов. В крови постоянно содержится некоторое количество свободных аминокислот. Часть из них попадает в кровь из пищеварительной системы, другая часть аминокислот образуется в результате распада белков ткани. Почти пятую часть содержащихся в плазме аминокислот составляют глутаминовая кислота и глутамин. Содержание свободных аминокислот в сыворотке и плазме крови практически одинаково, но отличается от уровня их в эритроцитах. В норме отношение концентрации азота аминокислот в эритроцитах к содержанию азота аминокислот в плазме колеблется от 1,52 до 1,82. Это отношение отличается большим постоянством, и только при некоторых заболеваниях наблюдается его отклонение от нормы.

К важным небелковым азотистым веществам крови относится также мочевая кислота C5H4N4O3, которая является конечным продуктом обмена белков. В норме концентрация мочевой кислоты в цельной крови составляет 0,18–0,24 ммоль/л (в сыворотке крови – около 0,29 ммоль/л).

Также в результате обмена белков в организме образуется аммиак NH3, который, в свою очередь, является токсичным соединением, в следствие чего, его уровень должен поддерживаться в безопасных пределах. В организме существуют механизмы обезвреживания аммиака. Часть аммиака используется на биосинтез аминокислот. Он связывается при биосинтезе глутамина и аспарагина. Некоторое количество аммиака выводится с мочой в виде аммонийных солей. Наибольшее количество аммиака расходуется на синтез мочевины, которая выводится с мочой в качестве главного конечного продукта белкового обмена в организме человека и животных.

  

Биологическая роль
(вернуться к оглавлению)

 

Как уже было сказано выше, азот входит в состав органических соединений, из которых состоят органические формы жизни. Он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, гормонов, ферментов, витаминов, то есть можно сказать, что азот в той или иной степени важен для всех органов и систем живого организма, и всех, протекающих в них процессов, поддерживающих его жизнедеятельность.

Известно, что молекулы NO способны проникать в клетки стенок кровеносных сосудов и регулировать кровоток. Кроме того, NO контролирует секрецию инсулина, почечную фильтрацию, репаративные процессы в тканях. Таким образом, NO – двуликая молекула, проявляющая как токсичное, так и несомненно полезное действие. В организме человека NO образуется в количестве примерно равным 100 мг в сутки из аргинина.

Оксид азота является важнейшим для иммунной системы человека веществом. Он стимулирует борьбу организма с патогенами, в том числе и внутриклеточными. Помимо этого, оксид азота играет большую роль в процессе передачи нервных импульсов, в том числе и сам может выступать в роли нейромедиатора, то есть передавать электрохимические импульсы в организме человека. Также оксида азота принимает участие в процессах уничтожения отслуживших свой срок молекул ферментов и «старых» клеток организма.  

Оксид азота способствует образованию вещества, которое снижает силу сердечных сокращений. Однако действие NO кратковременное, несколько секунд, локализованное – вблизи места его синтеза. Подобный эффект, но более длительный оказывает нитроглицерин, который медленнее освобождает NO.

  

Источники
(вернуться к оглавлению)

 

Основными источниками азота является вдыхаемый человеком воздух, а также продукты питания, как животного, так и растительного происхождения, содержащие в себе белок.

  

Суточная потребность
(вернуться к оглавлению)

 

Суточная потребность азота в составе вышеперечисленных органических веществ с пищей, установлена в размере 8-16 г. Подсчитано, что в состоянии азотистого равновесия организм взрослого здорового человека потребляет и соответственно выделяет примерно 15 г азота в сутки; из экскретируемого с мочой количества азота на долю мочевины приходится около 85%, креатинина – около 5%, аммонийных солей – 3%, мочевой кислоты – 1% и на другие формы – около 6%.

  

Недостаток
(вернуться к оглавлению)

 

Вряд ли, представляется возможным оценить, как на организм влияет недостаток азота, поскольку он входит в состав множества необходимых человеку веществ. Поэтому можно оценивать влияние нехватки лишь конкретных его соединений. Например, результатом дефицита азота, как составляющей части белка, является общее замедление роста организма.

  

Избыток
(вернуться к оглавлению)

 

У здорового человека колебания в содержании небелкового (остаточного) азота крови незначительны и в основном зависят от количества поступающих с пищей белков. При ряде патологических состояний уровень небелкового азота в крови повышается. Это состояние носит название азотемии. Существуют различные причины возникновения азотемии.  Это может быть недостаточное выделение азотсодержащих продуктов с мочой. Это может быть связано с нарушением функции почек и снижением уровня кровообращения, а также препятствием оттока мочи из почки после ее образования. Продукционная азотемия развивается при избыточном поступлении азотсодержащих продуктов в кровь, как следствие усиленного распада тканевых белков при обширных воспалениях, ранениях, ожогах, кахексии и др. Нередко наблюдаются азотемии смешанного типа.

Как отмечалось, в количественном отношении главным конечным продуктом обмена белков в организме является мочевина (NH2)2CO. Принято считать, что мочевина в 18 раз менее токсична, чем остальные азотистые вещества. При острой почечной недостаточности концентрация мочевины в крови достигает 50–83 ммоль/л (норма 3,3–6,6 ммоль/л). Нарастание содержания мочевины в крови до 16–20 ммоль/л (в расчете на азот мочевины) является признаком нарушения функции почек средней тяжести, до 35 ммоль/л – тяжелым и свыше 50 ммоль/л – очень тяжелым нарушением с неблагоприятным прогнозом.

Повышение содержания мочевой кислоты в крови (гиперурикемия) – главный симптом подагры. При подагре уровень мочевой кислоты в сыворотке крови возрастает до 0,5–0,9 ммоль/л и даже до 1,1 ммоль/л.

 

Токсичность
(вернуться к оглавлению)

 

Неорганические соединения азота, как правило, токсичны, за исключением простого вещества N2 и в небольших количествах N2O.

Другие оксиды азота NO2, N2O3 сильно токсичны и способны вызвать удушье и отек легких. Особенно токсичен нитрит-ион NO2-, потому что он окисляет метгемоглобин и нарушает процесс переноса О2 в организме. Кроме этого, нитрит-ион образует в желудке канцерогенный нитрозоамин. Однако, NaNO2 применяли раньше как сосудорасширяющее средство при стенокардии и спазмах сосудов головного мозга. В последнее время от NaNO2 из-за его несомненной токсичности отказались, заменив его нитроглицерином или нитросорбитом, которые не имеют таких побочных эффектов.

Вдыхание паров аммиака NH3 в больших количествах вредно, так как аммиак создает сильнощелочную среду на поверхности слизистых оболочек гортани и легких, что вызывает их раздражение и отек.

 

Выпуск | Агентство по охране окружающей среды США