Stickstoffs Rolle in der Atmosphäre und im menschlichen Atmungssystem

Identifizierung

Die Rolle von Stickstoff in der Nahrungskette macht ihn zu einem der wesentlichsten Elemente im Lebenszyklus der Erde. Blitz und bakterielle Organismen spielen laut Physical Geography eine Schlüsselrolle bei der Entfernung von Stickstoff aus der Atmosphäre, seiner Ablagerung im Boden und seiner Rückkehr in die Atmosphäre. In Bezug auf die menschliche Atmung kann Stickstoff ein Problem werden, wenn er in variablen Mengen mit Sauerstoffgasen kombiniert wird, so die Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Es kann auch zu negativen gesundheitlichen Auswirkungen führen, wenn es in tiefen Gewässern auftritt, so das Divers Alert Network.

Stickoxide

Stickstoffgase verbinden sich auf natürliche Weise mit Sauerstoff, um zwei hochgiftige Verbindungen zu bilden: Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid. Bei Raumtemperatur tritt Stickstoffmonoxid als Gas auf, während Stickstoffdioxid eine flüssige Substanz bildet. Beide Verbindungen entstehen aus Verbrennungsprozessen, darunter Holzverbrennung, Zigarettenrauch, Autoabgase und Kohleverbrennung, so die Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Ihre Auswirkungen auf das menschliche Atmungssystem umfassen Reizung und Entzündung von Nase und Rachen sowie mögliche Lungenschäden bei hohen und anhaltenden Expositionen, so das Wisconsin Department of Natural Resources.

Expositionsstufen

Stickoxide werden laut Pollution Issues als Umweltverschmutzer aufgeführt, die negative Auswirkungen auf die Ozonschicht der Erde haben. Sauerstoffmoleküle bilden die Ozonschicht, sodass Stickstoffemissionen sich auf natürliche Weise mit dieser Schicht verbinden und sie schließlich abtragen können. Das Ozon ist dafür verantwortlich, die Erde vor UV-Strahlung zu schützen und die Erdatmosphäre vor Überhitzung zu bewahren. Kurzfristige Expositionen gegenüber diesem atmosphärischen Stickstoff können die allgemeine Lungenfunktion verringern, während langfristige Expositionen tatsächlich Lungengewebe zerstören können, so das Wisconsin Department of Natural Resources.

Dekompressionskrankheit

Die Dekompressionskrankheit beinhaltet die respiratorische Reaktion des Körpers, wenn Änderungen des Luftdrucks beeinflussen, wie der Körper Sauerstoff und Stickstoff metabolisiert. Dieser Zustand betrifft hauptsächlich Sporttaucher, kann aber auch Astronauten oder Personen betreffen, die in einer Druckluftumgebung arbeiten, so das Divers Alert Network. Bei Sporttauchern in tiefen Gewässern nimmt das Atmungssystem höhere Konzentrationen von Stickstoff als üblich in größeren Tiefen auf. Wenn dies geschieht, lagern sich Stickstoffgase im Gewebe an, da der Körper keinen Gebrauch für überschüssigen Stickstoffgas hat. Wenn ein Taucher an die Oberfläche zurückkehrt, wird dieses Gas durch die Haut freigesetzt. Wenn der Taucher zu schnell zurückkehrt, können im gesamten Körper negative gesundheitliche Auswirkungen auftreten.

Arterieller Gasembolismus

Laut dem Divers Alert Network ist ein arterieller Gasembolismus ein Zustand, der eintritt, wenn ein Sporttaucher in schneller Rate wieder auftaucht, ohne auszuatmen. Infolgedessen werden überschüssige Stickstoffgase im Atmungssystem – den Lungen, den Arterien und kleinen Arterien – so schnell aus dem Gewebe ausgeatmet, wie sich der umgebende Luftdruck ändert. Wenn dies geschieht, können Stickstoffblasen potenziell den Blutfluss zu verschiedenen Körperbereichen blockieren. Blutflussblockaden können dazu führen, dass Personen das Bewusstsein verlieren, Kribbeln und Taubheitsgefühle oder Lähmung und geistige Desorientierung verspüren. In Fällen von anhaltender Bewusstlosigkeit kann medizinische Hilfe erforderlich sein, um dauerhafte Schäden zu verhindern.