Озон (O 3) - це блакитний газ, який є нестійкою формою кисню. Дуже часто, що цю сполуку називають корисним або шкідливим агентом. Встановлено, що O 3 має різну промислову корисність. Однак, отримані з цього використання, в даний час є численні дослідження, присвячені з'ясуванню впливу O 3 як частини забруднюючих атмосферу газів при індукції легеневих захворювань. З іншого боку, захист стратосферного шару O 3 став основною метою виживання життя на нашій планеті. Кількість наукових статей, що повідомляють про переваги терапевтичного використання O 3, також щодня збільшується. .
Він широко застосовується при дезінфекції, дезодоруванні та очищенні повітря та води, при відбілюванні та депіляції олій та у неорганічному синтезі серед інших. Окремо слід сказати про терапевтичний потенціал цієї сполуки, про який мова піде далі.
Озон як забруднювач повітря:
Деякі дослідження показують, що стратосферний O 3 працює в природі як природний очищувач і що низькі рівні в повітрі між 0,005-0,02 ppm (частин на мільйон) сприятливо впливають на здоров'я тварин і людей; однак високий рівень O 3 в нижній тропосфері токсичний і становить загрозу для людини. Це природний компонент атмосфери, і його базові рівні в нижчих шарах атмосфери можуть коливатися від 0,02 ppm в незабруднених регіонах до 0,5 ppm або більше в регіонах із сильним забрудненням атмосфери [Spencer JPE et al., VIII Biennale Meeting International Society for Free Radical Дослідження. Барселона (1996)]. Також впливають географічні висоти, сонячна радіація та кліматичні зміни.
O 3 утворюється природним шляхом під дією ультрафіолетового (УФ) випромінювання на атмосферний кисень та фотоактивацією, фотодекомпозицією та реакціями вільних радикалів між забруднювачами атмосфери, продуктами людської діяльності, такими як: поліциклічні ароматичні вуглеводні та оксиди азоту та кисню. Тому він вважається вторинним забруднювачем. Він також генерується поблизу працюючого високовольтного електрообладнання та в невеликих концентраціях поблизу світильників, ксероксів тощо. Літаки, що летять на великій висоті (понад 18 км), також зазнають підвищених концентрацій O 3 в салоні. [Maltoni C et al., Життя в хімічному світі: Професійне та екологічне значення промислових канцерогенів. Академія наук Нью-Йорка. Нью-Йорк (1988)].
Його токсичність залежить від окисних властивостей. Він індукує вільнорадикальні реакції, атакуючи фосфоліпіди клітинних мембран або рідкий шар епітеліального покриву, з утворенням пероксидів ліпідів, які можуть діяти безпосередньо на легеневі альвеолярні макрофаги або шляхом непрямого пригнічення фармакологічних або запальних медіаторів.
Вплив 50 частин на мільйон протягом 30 хвилин, як вважають, може бути фатальним для людини. Умови, які він створює, різноманітні і залежать від ступеня та часу впливу. Це було описано в дихальних шляхах: набряк легенів через сильний гострий вплив (9 ppm плюс інші забруднювачі атмосфери), сухість та подразнення слизових оболонок дихальних шляхів, підвищена схильність до вірусних та бактеріальних інфекцій дихальних шляхів, бронхіоліт та бронхіт (у тварин), зменшення життєвої ємності легенів на 20%, кашель, біль у грудях та надмірне виділення мокротиння.
Інші можливі зміни включають: подразнення слизової оболонки ока, зменшення адаптації до темряви, зміна балансу позаочних м’язів, нудота, головний біль та зниження швидкості десатурації оксигемоглобіну на 50%.
На різних моделях канцерогенезу було показано збільшення раку легенів під впливом O 3. Періодичне опромінення провокує проліферативні реакції легеневих клітин. Також було виявлено, що він може діяти як ко-канцероген для інших забруднювачів навколишнього середовища. Це має значні наслідки для громадського здоров’я, оскільки, за підрахунками, фактори навколишнього середовища беруть участь у понад 70% випадків раку людини [Sasco AJ., Bull Acad Natl Med 179: 987-1004 (1995)]. O 3 також завдає шкоди рослинам, впливаючи на ліси та продовольчі культури. Це також впливає на текстильні матеріали, каучуки, барвники та фарби.
Його рівні в навколишньому середовищі підпадають під державне регулювання. Граничний рівень був встановлений у середньому за годину 0,12 проміле (235 мкг/м 3), який не слід перевищувати більше одного разу на рік. Однак останнім часом вважається більш доцільним середнє значення 0,08 проміле за 8 годин, яке не слід перевищувати більше 4 разів на рік.
Стратосферний озоновий шар.
Цей атмосферний шар розташований між 10-50 км над земною поверхнею і має товщину близько 0,3 мм. Цього достатньо, щоб блокувати різні довжини хвиль сонячного ультрафіолетового випромінювання, особливо типу B (UV-B), які є найбільш небезпечними для здоров'я.
O 3 - нестійкий газ і дуже вразливий до руйнування різними сполуками, що містять азот, водень і хлор.
У 1970-х роках вчені виявили тріщини в шарі O 3 над Антарктидою. Різні забруднювачі хімічної природи, які викидаються в атмосферу внаслідок людської діяльності і які вважалися "ідеальними" для їх промислової та споживчої корисності, були визнані відповідальними.
Серед них газові фреони або хлорфторуглероди (ХФУ), такі як дихлорфторметан (FC12), трихлорфторметан (FC11) та хлордифторметан (FC22). Це сімейство синтетичних продуктів, що широко використовуються як холодоагенти, як знежирювачі розчинників, вогнегасники, пестициди, косметика, напівфабрикати у виробництві полімерів тощо. Їх високореактивний вміст хлору та стабільна структура, що забезпечує тривалий період напіввиведення, дає їм достатньо часу, щоб піднятися до стратосфери, де кожна молекула руйнує тисячі молекул O 3. [Dekant W., Environmental Health Perspect, 104: 75-83 (1996)].
Тетрахлорид вуглецю та метилхлороформ, серед іншого, також шкідливі для шару O 3. Завдяки його тенденції накопичуватися на полюсах Землі, саме там його руйнівна дія є найбільшою.
Зменшення озону стратосфери призводить до збільшення сонячного УФ-випромінювання, що досягає поверхні Землі.
Ці випромінювання, переважно типу B (UV-B), спричиняють збільшення частоти раку шкіри, головним чином меланом, однієї з найбільш інвазивних злоякісних пухлин. За останні сорок років захворюваність на цю хворобу подвоїлася. Вони також беруть участь у появі плоскоклітинного раку серед інших видів раку шкіри. Вважається, що погіршення шару O 3 на 10% призведе до 26% збільшення захворюваності на рак шкіри. Вважається, що це пов’язано як з пошкодженням ДНК, спричиненим цими випромінюваннями, так і з порушенням імунної системи [Kripke ML., Cancer Res 54: 6102-05 (1994)]. Серед змін в ДНК актуальними є мутації, які індукують ген, що кодує білок p53, супресор пухлини.
Інші наслідки для навколишнього середовища включають: вплив наземних рослин (зниження врожайності, зміна конкуренції між видами, зниження фотосинтетичної активності, сприйнятливість до захворювань та зміни в структурі та пігментації рослин) та водні екосистеми у тих, що спричиняють зменшення рухливості та орієнтація морського фітопланктону, змінюючи їх фотосинтетичні та ферментативні реакції загалом. Зниження продуктивності цих організмів може вплинути на вищі види та спричинити зміни в біорізноманітті. Зменшення росту фітопланктону може також зменшити поглинання СО 2 океанами, що призведе до збільшення цієї молекули в атмосфері, що може мати наслідки для глобального потепління. Прокаріотичні мікроорганізми, відповідальні за фіксацію азоту, також сприйнятливі до цих випромінювань, що може призвести до змін у біогеохімічному циклі азоту.
Нарешті, збільшення надходження ультрафіолетового випромінювання на земну поверхню може спричинити зміни в хімії тропосфери, які спричиняють збільшення виробництва фотохімічного «смогу» у міських районах, знижуючи якість повітря.
Терапевтичне використання озону:
Завдяки недостатньо зрозумілим механізмам, O 3 виявляє бактерицидну, фунгіцидну та віруліцидну дії, тому може становити вибір лікування при одних захворюваннях та допоміжний засіб при інших.
Використовувались різні фармацевтичні та лікарські форми, такі як: газоподібна або масляниста суміш для зовнішнього застосування, автогемотерапія, газова інсуфляція, внутрішньом’язові ін’єкції, озонована вода та озонотерапія.
Серед лікуваних станів: незагоєння ран, опіки, виразки кінцівок та пролежнів, вірусні, бактеріальні та грибкові інфекції, променеві ушкодження, астма, вугрі, гіперліпідемія, клімактеричний остеопороз, стоматологічна хірургія та пародонтоз, гастрит, запалення хронічного кишечника, крові очищення для переливання крові тощо. Велике значення має той факт, що ракові клітини мають меншу антиоксидантну захисну здатність, ніж звичайні клітини, що робить їх більш сприйнятливими до окислювальної дії O 3. Однак більшість досліджень не мають належного контролю, що вимагає зусиль з боку міжнародного наукового співтовариства у цьому відношенні.
Сучасне людське суспільство має детально розглянути питання озону. Як і багато інших речовин, він може бути корисним або згубним для життя на Землі. Підтримання цілісності стратосферного озонового шару, з одного боку, і зниження концентрації озону в нижніх шарах атмосфери до досягнення сприятливих рівнів, повинно і надалі залишатися метою численних зусиль для досягнення виживання довгих -термінове життя на Землі. З іншого боку, озон має терапевтичні властивості, які необхідно досліджувати в адекватно контрольованих дослідженнях, щоб він міг стати корисним інструментом для профілактики та лікування численних захворювань.
Барбара Олена Гарсія Тріана, Вищий інститут медичних наук Гавани (Куба)