27.11.13r.

Oddziaływanie dwutlenku węgla,

siarkowodoru, amoniaku i tlenku węgla

na procesy fizjologiczne organizmu



W bezpośrednim otoczeniu zwierząt

domowych gromadzą się stale różnego

rodzaju substancje gazowe. Są one

końcowymi lub pośrednimi produktami

przemiany materii tak zwierząt, jak i

mikroorganizmów bytujących w

bezpośrednim otoczeniu zwierząt, jak

również w ich przewodzie pokarmowym.



W powietrzu budynków inwentarskich, w

porównaniu do przeciętnego składu

powietrza, występuje prawie stale

nadmiar dwutlenku węgla, metanu,

amoniaku, często także wodoru,

siarkowodoru i tlenku węgla

. Ich

zawartość w powietrzu pomieszczeń

inwentarskich zależy od wielu czynników

i waha się w bardzo szerokich granicach.

Wśród czynników wpływających na

zawartość tych gazów, jako

najważniejsze wymienić należy: gatunek

zwierząt i sposób ich utrzymania, sposób

wentylacji budynków, temperaturę,

wilgotność, sposób usuwania i miejsce

składowania odchodów.

Objętościowo skład powietrza

atmosferyczne go przedstawia się
następująco:

• azot (N2) - 78,09%;
• tlen (O2) - 20,95%
• argon (Ar) - 0,93%,
• dwutlenek węgla (CO2) - 0,03%.

W temperaturze pokojowej jest to

bezbarwny, bezwonny i niepalny gaz,

dobrze rozpuszczalny w wodzie i cięższy

od powietrza . Dwutlenek węgla jest

produktem spalania i oddychania. Jest

wykorzystywany przez rośliny w procesie

fotosyntezy. Tworzy się przy utlenianiu i

fermentacji substancji organicznych.

Występuje w kopalniach, cukrowniach,

gorzelniach, wytwórniach win, silosach

zbożowych, browarach i studzienkach

kanalizacyjnych. W małych stężeniach

nie jest trujący.

Dwutlenek węgla (CO

2

)

Źródła:



zwierzęta (wydychane powietrze),

Ilość wydychanego dwutlenku węgla zależy od

wieku, gatunku, stanu fizjologicznego,
wydajności zwierząt.



ściółka, obornik, resztki paszowe (procesy
gnilne i fermentacyjne).



Dopuszczalne stężenie CO

2

w pomieszczeniach

inwentarskich to 0,3% (3000 ppm).

-

zmniejszenie liczby oddechów i ich

pogłębienie ( przy stężeniu CO

2

– 1%),

Stężenie CO

2

w powietrzu przekraczające 4 %

powoduje:

- zahamowanie wydalania CO

2

z organizmu,

- magazynowanie CO

2

w tkankach,



przyspieszenie i pogłębienie oddechów,

10%

- zawroty głowy, utrata świadomości,

25 %

- narkoza

50%

-

po upływie 1,5 h następuje śmierć

Działanie na organizm:

Podwyższony poziom CO

2

w powietrzu prowadzi

do niedotlenienia organizmu , osłabienia

mechanizmów obronnych układu

oddechowego poprzez zmniejszenie ruchu

rzęskowego i osłabienia aktywności

fagocytarnej makrofagów w drzewie

oskrzelowym → liczne schorzenia dróg

oddechowych.

Podwyższony poziom CO

2

w powietrzu

wpływa negatywnie na wydajność

mleczną, zawartość tłuszczu w mleku i

przyrosty młodych zwierząt. Wykazano,

że usprawniając wentylacje w budynku

inwentarskim gdzie stężenie dwutlenku

węgla przekraczało normy, wydajność

mleka od krowy zwiększyła się o ok 450

l/ rok.

Jest to gaz lżejszy od powietrza, o gęstości

0,77 kg/m3, doskonale rozpuszczający

się w wodzie (także w parze wodnej), o

bardzo dużej aktywności chemicznej.

Rozpuszczony w wodzie ma silne

właściwości utleniające, przez co jest on

także główną przyczyną korozji

elementów metalowych w budynkach.

 

Amoniak (NH

3

)

Amoniak zaliczany jest do grupy

″osmogenów″, to znaczy do substancji,

które dają się rozpoznawać za pomocą

zmysłu powonienia. Można w ten sposób

określić nie tylko stężenie gazu (im gazu

więcej tym doznania silniejsze), ale także

jakość doznań zapachowych, przy czym

przyjmuje się tu skalę od ″przyjemny″ do

″uciążliwy″. Amoniak jest w tym
względzie gazem zdecydowanie

″uciążliwym″, o nieprzyjemnym, ostrym,

drażniącym zapachu, wyczuwalnym już w

bardzo niewielkich stężeniach.

Źródła:
- rozkład moczu, kału, ściółki,



stężenie NH

3

wzrasta wraz ze wzrostem

temperatury.

Dopuszczalne stężenie NH

3

w powietrzu w

budynkach inwentarskich to 0,026%
(26ppm).

-

podrażnienie ( mniejsze stężenie) lub

zapalenie spojówek, błon śluzowych dróg
oddechowych, zmniejszenie lokalnej
odporności (większe stężenie),

Amoniak + woda w drogach oddechowych →

wodorotlenek amonowy → przenikanie w
głąb tkanek → zapalenia

-

mętność rogówki, stan zapalny rogówki,

owrzodzenia rogówki,

Długotrwałe działanie podwyższonego

stężenia amoniaku powoduje trwałe zmiany
w układzie oddechowym: zanik rzęsek,
zgrubienie nabłonka, stany zapalne, wylewy
krwawe do tchawicy i oskrzeli, obrzęk płuc.

Działanie na organizm:

- we krwi amoniak łączy się z hemoglobiną

powstaje hematyna zasadowa,

- amoniak obniża stężenie kwasu

glutaminowego i poziom frakcji ϒ –
globulinowych białek (zaburzona
równowaga kwasowo – zasadowa,
obniżona odporność).

Stężenie 30 – 100ppm powoduje odwracalne zmiany:

- wzrost wydzielania śluzu przez układ oddechowy ,
- płytki oddech,
- zwężenie oskrzeli.

Stężenie powyżej 100ppm powoduje nieodwracalne

zmiany:

- uszkodzenie i zanik ścian pęcherzyków płucnych ,
- kolagenizacja kapilar płucnych,
- odma i ostra pneumonia,

- wzrost liczby bakterii w układzie oddechowym,
- spazm mięśni szpary głosowej, mięśni oskrzeli i

tchawicy ( porażenie nerwu trójdzielnego)

- porażenie nerwów OUN,



śmierć w wyniku porażenia ośrodka
oddechowego (objawy – drgawki, śpiączka).



Zwiększona koncentracja NH

3

w

pomieszczeniach powoduje zmniejszenie
przyrostów masy ciała u młodych zwierząt.
Amoniak wpływa negatywnie na jakość owczej
wełny (zażółcenie, słabsze włókna).

Na szczególną uwagę zasługują te

badania, w których sprawdzano wpływ

amoniaku na sztucznie wywołaną

infekcję. Badania te dotyczą głównie

zachorowań na

mykoplazmozę, chorobę

Mareka

oraz

pomór drobiu

. We

wszystkich przypadkach stwierdzano

bezpośredni związek między nasileniem

zachorowań i podwyższoną zawartością

amoniaku w powietrzu.

Amoniak a drób

Stosunkowo niedawno zwrócono także uwagę

na podobną zależność w odniesieniu do

dwóch nowych zespołów chorobowych, tj.

″syndromu nagłej śmierci″

(sudden death

syndrom) i

″wodobrzusza″

(ascites hypoxia).

Oba te schorzenia występują i są szczególnie

groźne w stadach o bardzo wysokiej

produkcyjności. Mimo, że bezpośrednią

przyczyną jest zbyt szybki, warunkowany

genetycznie wzrost masy ciała brojlerów w

stosunku do rozwoju narządów

wewnętrznych, to nie ulega wątpliwości, że

podwyższony poziom amoniaku w

pomieszczeniach sprzyja występowaniu tych

chorób. Związane jest to z silnym

niedotlenieniem organizmu warunkowanego

wysokim poziomem amoniaku w powietrzu.

U świń, podstawową reakcją na nadmiar

amoniaku, jest przede wszystkim zwiększona

podatność na schorzenia dróg oddechowych. Z

badań amerykańskich i angielskich wynika, że

u ponad 30 % świń stwierdza się objawy i

zmiany patologiczne, charakterystyczne dla

enzootycznego zapalenia płuc

. Innym, także

bardzo niekorzystnym z ekonomicznego

punktu widzenia skutkiem nadmiaru amoniaku

jest

zwiększona śmiertelność prosiąt

przed

odsadzeniem, a także zmniejszenie tempa

przyrostów przed i po odsadzeniu.

Amoniak a świnie

Charakterystycznym objawem nadmiaru

amoniaku u świń

jest kaszel, wzrost

wydzieliny z oczu, nosa i pyska.

Ciekawe

jest spostrzeżenie, że tuczniki

dostosowują się po pewnym czasie do

trudnych warunków bytowania, o czym

świadczy zanik opisanych wyżej reakcji,

ale zwiększa się podatność na infekcje.

Łatwo jest wtedy o błędne

diagnozowanie ewentualnej przyczyny

choroby.

Marschang (1973), na podstawie licznych

pomiarów i obserwacji w dużych stadach

bydła doszedł do wniosku, że amoniak

jest najgroźniejszym, szkodliwym gazem

w produkcji zwierzęcej. Obok

znaczącego, negatywnego wpływu

amoniaku na schorzenia dróg

oddechowych (syndrom oddechowy), gaz

ten jest zdaniem tego autora

odpowiedzialny za wzmożoną

zachorowalność i śmiertelność

w stadach

bydła. Powoduje on także

poważne

straty w produkcji mleka

.

Amoniak a bydło

Siarkowodór (H2S) jest bezbarwnym,

cięższym od powietrza gazem o zapachu
zgniłych jaj, który dobrze rozpuszcza się

w wodzie, tworząc wodę siarkowodorową

lub w większych stężeniach kwas

siarkowodorowy.

Siarkowodór (H

2

S)

Źródła:
- gnilny rozkład kału ( niestrawionych

resztek białka),

- gazy z przewodu pokarmowego,



gnilny rozkład łożysk po porodzie.

Dopuszczalne stężenie siarkowodoru to

0.01 % (10ppm).

-

blokowanie enzymów oddechowych →

upośledzenie oddychania komórkowego,

- porażenie ośrodków oddechowego i naczynio-

ruchowego w OUN,

- w płucach H

2

S → siarczek sodu → wchłonięcie

do krwi → H

2

S → łączy się z hemoglobiną →

sulfomethemoglobina,

- siarczek sodu → podrażnienie i zapalenia błon

śluzowych oraz lokalne obniżenie odporności,

Stężenie 0,5%

- śmierć

Działanie na organizm:

Długotrwałe działanie podwyższonego

stężenia H

2

S na organizm powoduje :

nieżyt dróg oddechowych, zapalenie

spojówek, niedokrwistość, zaburzenia w

trawieniu , wychudzenie, obniżenie

ogólnej odporności.



Korzystne działanie siarkowodoru polega

na spowolnieniu metabolizmu, dzięki
czemu organizm przez krótki czas
zużywa mniej niezbędnego do przeżycia
tlenu. Dzięki przeprowadzonemu w
Stanach Zjednoczonych eksperymentowi
badacze dowiedli, że podanie śladowych
ilości H2S, silnie toksycznego w
wyższych dawkach, zwiększa kilkakrotnie
przeżywalność intensywnych krwotoków.

Korzystne oddziaływanie
siarkowodoru



Badanie dr. Rotha objęło 56 szczurów, u

których zasymulowano taką sytuację.
Każde ze zwierząt zostało celowo
zranione i pozbawione 60% krążącej w
jego organizmie krwi, a następnie
pozostawione w takim stanie na trzy
godziny. Po tym czasie zwierzętom
podano dożylnie tzw. wzbogacany
mleczanem roztwór Ringera, czyli płyn
podawany w celu wypełnienia brakującej
objętości cieczy w naczyniach
krwionośnych, lecz pozbawiony zdolności
do wydajnego przenoszenia tlenu.



Badane szczury podzielono na dwie grupy.
W pierwszej oceniano skuteczność aplikacji
siarkowodoru drogą wziewną. Druga grupa
zwierząt otrzymała, także po dwudziestu
minutach od zranienia, dożylną dawkę
siarkowodoru.



Procedurę przeżyło 75% szczurów po
aplikacji wziewnej i 67% z nich po przyjęciu
gazu dożylnie. W grupie kontrolnej, której
nie aplikowano gazu, aktywność
metaboliczna gryzoni stopniowo słabła, aż
do momentu śmierci większości
(odpowiednio: 77 i 84 procent) zwierząt.



Dr Roth już wcześniej prowadził interesujące
badania nad wpływem siarkowodoru na
organizm zwierząt. W kwietniu 2005 roku
jego zespół doniósł o możliwości wywołania
stanu hibernacji poprzez podawanie gazu
myszom. Kolejne eksperymenty Amerykanina
dowodziły, że odpowiednio dobrane dawki
H2S mogą być pomocne w zapobieganiu
konsekwencjom niedokrwienia wynikającego
m.in. z intensywnego krwawienia, hipotermii
(wychłodzenia organizmu) czy zawału serca
lub udaru mózgu.

Tlenek węgla (CO) jest jednym z najbardziej

rozpowszechnionych gazów trujących w
przyrodzie i wszechobecną substancją
zanieczyszczającą środowisko.

-bezbarwny, bezwonny gaz ‘ milczący morderca’
-w bardzo dużych stężeniach (75 – 100% obj )ma

znikomy zapach czosnku

-palny, ale nie podtrzymuje palenia,
- w powietrzu tworzy mieszaniny wybuchowe, pali

się niebieskim płomieniem

-nieznacznie lżejszy od powietrza
-słabo rozpuszcza się w wodzie, lepiej w alkoholu
-wchłania się przez układ oddechowy i tą samą

drogą jest wydalany

Tlenek węgla (CO)

Źródła:
- silniki spalinowe,
- piece służące do ogrzewania

pomieszczeń inwentarskich.

- toksyczny,
- 300 razy aktywniej łączy się z

hemoglobiną niż tlen,

- tworzy nieczynną karboksyhemoglobinę,
- konsekwencja – uduszenie.

1% tlenku węgla w powietrzu prowadzi do

związania 75 – 80% hemoglobiny. Granica
szkodliwości CO to 0.03% (30ppm) w
powietrzu.

Działanie na organizm:

Zwierzęta niższe, których krew nie zawiera

hemoglobiny (np. owady) mogą żyć w

atmosferze składającej się w 80% z

czadu i w 20% z tlenu.

Dziękuję za

uwagę