Einleitung
Stickstoff macht fast vier Fünftel der Atmosphäre aus. Er hat keine Farbe, keinen Geruch und keinen Geschmack und ist unter normalen Bedingungen weitgehend inert. Dennoch beeinflusst das Gas die Atmung signifikant, manchmal durch seine eigene Inertheit und manchmal durch seine Wirkung auf den Körper. Andere Organismen atmen sogar Stickstoff selbst ein.
Sauerstoff verdünnen
- Ärzte verabreichen Patienten, die es benötigen, reinen Sauerstoff, aber eine längere Exposition führt zu Sauerstofftoxizität, wodurch Alveolen kollabieren und Flüssigkeit in den Lungen sammelt. Hohe Sauerstoffwerte schädigen auch andere Organe, einschließlich der Nieren. Die Anwesenheit von Stickstoff reduziert den Anteil an Sauerstoff in der Luft und verhindert so die schädlichen Auswirkungen des Einatmens unverdünnten Sauerstoffs.
Hypoxie
- Erhöhte Stickstoffwerte verdrängen jedoch übermäßig Sauerstoff. Dies verursacht Hypoxie oder, wenn überhaupt kein Sauerstoff die Gewebe erreicht, Anoxie. Zerebrale Hypoxie – wenn unzureichend Sauerstoff das Gehirn erreicht – verursacht Unaufmerksamtheit, Gedächtnisverlust und verminderte motorische Koordination. Nach langen Zeiträumen mit erhöhtem Stickstoff in der Luft produziert der Körper zusätzliche rote Blutkörperchen. Die Sportgemeinschaft begann, dieses Phänomen bei den Olympischen Spielen 1968 in Mexiko-Stadt zu bemerken, das auf über 2.100 Metern über Meereshöhe stattfand. Die meisten Teilnehmer leisteten ungewöhnlich schlecht, aber lokale Wettbewerber schnitten gut ab. Athleten leben manchmal in großen Höhen, bis sich ihre Körper angepasst haben, was ihre Geschwindigkeit und Ausdauer bei normalen Sauerstoffwerten erhöht.
Stickstoffnarkose
- Obwohl ein relativ inertes Gas, beeinflusst Stickstoff Körper, die ihn aufnehmen. In Tiefen von mindestens 30 Metern atmen Taucher, die komprimierte Luft atmen, Stickstoff sowie Sauerstoff auf, was zu Stickstoffnarkose führt. Der Stickstoff berauscht sie, beeinträchtigt das Urteilsvermögen und fördert gefährliches Verhalten. Taucher beschreiben diese leichte Euphorie als ähnlich den Wirkungen von Alkohol oder Valium und bezeichnen Narkose als „Rapture of the Deep“ oder „the martini effect“. Das Auftauchen aus dem Wasser kehrt die Narkose vollständig um.
Dekompressionskrankheit
- Stickstoff bedroht Taucher unter Wasser, aber ein schnelles Auftauchen birgt seine eigenen Risiken. Wenn der Druck auf Taucher schnell abfällt, bildet gelöster Stickstoff Blasen im Blut. Symptome umfassen Gelenkschmerzen, Muskelschmerzen, Juckreiz, Schwäche und Schwindel. Dekompression beeinflusst auch die Atmung, staut die Lungen und verursacht Husten und Würgen. Dies kann den Betroffenen töten. Um Dekompressionskrankheit, auch bekannt als „the bends“, zu verhindern, steigen Taucher langsam auf und machen häufige Pausen.
Stickstoffatmung
- Trotz all der Möglichkeiten, wie Stickstoff die Sauerstoffatmung beeinflusst, atmen einige Organismen mit Stickstoff selbst. Denitrifizierende Bakterien metabolisieren Stickstoffoxide. Sie wandeln Nitritsalze in Stickstoffmonoxidgas um, und andere Bakterien wandeln dieses Gas in Stickstoff und Sauerstoff um. Eine andere Bakterienart kehrt diesen Prozess um und metabolisiert Stickstoff und Ammoniumsalze.
