Микроэлементы и тяжелые металлы влияние на здоровье человека реферат

Обновлено: 22.01.2025

В последнее время все острее стоит проблема загрязнения окружающей среды вредными компонентами. К числу этих загрязнителей прежде всего относятся некоторые тяжелые металлы. Было установлено, что основным путем (до 70 %) поступления их в организм человека являются пищевые продукты. Эти исследования убедительно доказали, что неконтролируемое загрязнение пищевых продуктов тяжелыми металлами может вызвать серьезные последствия в организме.

Вложение	Размер
В последнее время все острее стоит проблема загрязнения окружающей среды вредными компонентами. К числу этих загрязнителей прежд	48 КБ

Предварительный просмотр:

Батталов Ильназ ,Салахова Айгуль,

11 А класс МБОУ«Гимназия №5»г.Зеленодольск

Руководитель Зубарева Г.Я.

Влияние тяжелых металлов на организм человека.

К тяжелым металлам относится группа химических элементов (более 40), обладающих свойствами металлов (в том числе и полуметаллов) и значительным атомным весом, либо плотностью. Основным критерием отнесения элементов к группе тяжелых металлов являются атомный вес, который должен быть выше 50 атомных единиц. К таким элементам относятся например, свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, маоганец, никель, олово, кобальт, ваннадий и др. Это отношение элементов к тяжелым металлам с химической точки зрения. Но с точки зрения медицинской и природоохранной важными характеристиками тяжелых металлов являются биологическая активность и токсичность.

Опасность воздействия тяжелых металлов заключается в том, что они остаются в организме человека навсегда. Хотя, употребление белков (в частности белков молока и белых грибов) способствует выведению их из организма.

Ниже приведена таблица воздействия тяжелых металлов на организм человека.

Влияние на организм человека

Побочная подгруппа второй группы, шестой период периодической системы Д.И.Менделеева, атомный номер 80

Является естественной составной частью воды, почвы, воздуха. Содержится в воздухе в районах месторождений, в подземных и поверхностных водах, в донных отложениях. основной источник поступления в организм человека - пищевые цепи, а также при дыхании.

Наибольшую опасность составляют пары ртути и ее органические соединения. Способна проникать в организм через дыхательные пути. При большом поступлении в организм происходит отравление (токсикация), признаками которого являются: отсуствие аппетита, резкая головная боль, боль при глотании, металлический вкус во рту, слюноотделение, набухание и кровотечение десен, тошнота, рвота, понос. Также наблюдается повышение температуры тела. Существует понятие хронического отравления ртутью, которое характеризуется протеканием без проявления ярко выраженных симптомов. Основными признаками хронического отравления являются: окраска десен, слабость, бессоница, повышенная раздражительность,. снижение работоспособности, дрожание пальцев, гастрит.

Побочная подгруппа, вторая группа, пятый период периодической системы Д.И.Менделеева, атомный номер 40. Отнесен ко второму классу опасности - высоопасные вещества.

Является редким элементом, содержится в виде изоморфной примеси во многих минералах и всегда в минералах цинка. В атмосферу попадает в результате деятельности заводов (45%); остальная часть попадает в результате сжигания или переработки изделий, содержащих кадмий. Легко накапливается в растениях, затем в оргпнизме человека. В одной сигарете содержится от 1,2 до 2,5 мкг кадмия.

Обладает способностью накапливаться в организме. Период полувыведения составляет 10-35 лет. Накапливается главным образом в почках и печени (60-80%). Остальные 40% содержаться в поджелудочной железе, селезенке, трубчатых костях, других органах и тканях. Накапливаясь в организме, может привести к нарушению работы почек (образование почечных камней). Острое отравление проявляется через 10 часов. Симптомы: раздражение конъюнктивы глаз, раздражение верхних дыхательных путей, бронхит, сливная бронхопневмония, отек легких, высокая температура тела, учащенное сердцебиение, повышение артериального давления.Хроническое отравление проявляется в виде насморка с постепенной потерей обоняния, окрашивания десен, потери веса, плохой аппетит, слабость, рвота, тошнота, боли в костях, развитие носового кровотечения, изъявление и прободение носовой перегородки.

Элемент главной подгруппы четвертой группы шестого периода периодической системы. Является одним из самых распространенных тяжелых металлов. Устойчив к щелочам и органическим кислотам, в жидком виде растворяет все металлы, за исключением железа

Редко встречается в виде самородного металлического свинца. Поступление в организм происходит через желудочно-кишечный тракт, также через дыхательные пути. Затем разносится кровью по всему организму.

Негативно сказывается при наличии в растениях, поскольку имеет способность подавлять фотосинтез. Иногда приводит к увеличению кадмия и снижению поступления цинка, кальция, фосфора, серы. Вследствие этого снижается урожайность растений и резко ухудшается качество произведенной продукции и как следствие, происходит негативное влияние на здоровье человека. Вдыхание свинцовой пыли намного опаснее, чем попадание его в организм с пищей. При попадании в мягкие ткани (мышцы, печень, почки, головной мозг, лимфатические узлы) свинец вызывает заболевание - сатурнизм. Блокируя деятельность некоторых ферментов, свинец способен вызвать развитие анемии, поражение кроветворной системы, почек и мозга, снижение интеллекта (особенно у детей). Симптомы при хроническом отравлении: серая кайма на деснах, расстройство нервной системы, расстройство кроветворной системы. Для выведения из организма рекомендуется принимать молочные продукты, содержащие кальций.

Мышьяк (As- Arsenium)

Химический элемент пятой группы периодической системы Д,И,Менделеева. Имеет один из самых высоких показателей патологичности.

В земной коре встречается не часто. В минералах встречается совместно с железом, медью, кобальтом, никелем. Основными источниками влияния на человека: гербициды (химические вещества для борьбы с сорными растениями), фунгициды (вещества для борьбы с грибковыми болезнями растений), инсектициды (для борьбы с вредными насекомыми). Также источниками являются химическая и фармацевтическая промышленность. При этом основное поступление в организм происходит через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт.

Имеет способность накапливаться в организме и образовывать депо в костях, печени, стенках желудка, почках, почках, коже, волосах, ногтях и даже в мозге. Симптомы острой интоксикации - тошнота, рвота, бои в желудке. При хронической интоксикации - сонливость, головная боль, судороги, спутанность сознания. Является причиной возникновения анемии, расстройства сердечнососудистой системы, периферической невропатии, бородавчатого кератоза ладоней и подошв. Отравление мышьяком приводит к развитию различных опухолей, к летальному исходу.

Элемент побочной подгруппы главной группы четвертого периода. Способствует образованию белков и фотосинтезу, активизирует ряд ферментов, участвует в углеводном обмене.

Часто встречается в самородном состоянии. Также источниками часто служат полиметаллические руды. В организм попадает через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт (в основном в производственных условиях)

Накапливаясь в организме, образует депо преимущественно в печени. Основные признаки интоксикации: тошнота, рвота, зеленая кайма на деснах, окраска волос в зеленый цвет. Вдыхание паров и высокодисперсной пыли может привести к появлению «металлической» линейной лихорадке.

Элемент главной подгруппы четвертой группы пятого периода периодической таблицы химических элементов. Является редким рассеянным элементом.

Встречается в минералах-концентраторах. Основным из них является касситерит (оловянный камень), в котором содержится до 78,8% олова. Поступление в организм при вдыхании (производственная деятельность), также при употреблении консервы.

В организме человека олово выполняет функцию катализатора ОВР - реакций. Большое влияние оказывает на кровеносную систему. Основное накопление происходит в печени, почках, легких, аорте. Симптомы негативного влияния: снижение аппетита, металлический привкус во рту, боли в животе, тошнота.

Таким образом, из приведенных данных о токсичности тяжелых металлов можно сделать вывод о том, увеличение концентрации тяжелых металлов в окружающей среде увеличивает число мутаций, передающихся по наследству. Мутанты подвержены порокам физического и умственного развития. Если проследить за мутацией рыб (они живут около 3 лет), станет очевидно, что у многих из них в загрязненных водоемах нарушается генофонд. Это телескопические потери плавников, чешуи, нижней челюсти и другие уродства.
Средняя продолжительность жизни человека – 60 лет. Поэтому уже сегодня нужно резко ставить вопрос об экологических проблемах. Мы экономим на очистных сооружениях, а получается, что экономим на здоровье людей. А здоровье и за деньги не купишь. За нарушение генофонда мы отвечаем перед будущими поколениями.

Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека

библиографическое описание:
Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека / Зинина О.Т. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. — Хабаровск, 2001. — №4. — С. 99-105.

код для вставки на форум:

Одними из наиболее вредных для биосферы Земли загрязнений, имеющих самые разнообразные вредные последствия, как для здоровья людей, так и для жизнедеятельности живых организмов, являются загрязнения тяжелым и металлами. Наряду с пестицидами, диоксинами, нефтепродуктами, фенолами, фосфатами и нитратами тяжелые металлы ставят под угрозу саму существование цивилизации. Увеличивающийся масштаб загрязнений окружающей среды оборачивается ростом генетических мутаций, раковых, сердечно-сосудистых и профессиональных заболеваний, отравлений, дерматозов, снижением иммунитета и связанных с этим болезней. В подавляющем большинстве случаев первоисточником загрязнений является экологически безграмотная деятельность человека. Среди опасных для здоровья веществ тяжелые металлы и их соединения занимают особое место, та к как являются постоянными спутниками в жизни человека.

Очень часто многоэлементный анализ используют в медицине при выяснении причин острых и хронических отравлений, а так же при лечении профессиональных болезней, связанных с хроническим воздействием тяжелых металлов на организм в условиях реального производства и экологических особенностей.

В химико-токсикологическом анализе применяется метод минерализации при исследовании биологического материала (органов трупов, биологических жидкостей, растений, пищевых продуктов и др.) на наличие та к называемых «металлических ядов». Эти яды в виде солей, оксидов и других соединений в большинстве случаев поступают в организм через пищевой канал, в соответствующих отделах которого они всасываются в кровь и вызывают отравления.

Важнейшим и «металлическими ядами » являются соединения бария, висмута, кадмия, марганца, меди, ртути, свинца, серебра, таллия, хрома, цинка и соединения некоторых неметаллов (мышьяка, сурьмы). Ряд перечисленных выше химических элементов, соединения которых являются токсичными. В небольших количествах содержатся в тканях организма как нормальная их составная часть, В виду незначительных количеств этих химических элементов. Содержащихся в организме, их называют микроэлементами.

Установлены предельно-допустимые концентрации микроэлементов в организме.

Каждый элемент имеет присущий ему диапазон безопасной экспозиции, который поддерживает оптимальные тканевые концентрации и функции;
У каждого элемента имеется свой токсический диапазон, когда безопасная степень его экспозиции превышена [Mertz, 1982].

Правила Мертца особенно важны для токсикологической химии. Металлы с малыми значениями диапазона концентраций условно отнесены в разные группы по «степени опасности» (чем меньше диапазон, тем «опаснее»):

As, Be, Cd, Hg, Pb, Tl, Zn;
B, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Sb, Sc;
Ba, Mn, Sr, V, W.

Общепризнанно, что наиболее опасными элементами для человека, да и вообще для теплокровных животных, являются кадмий, ртуть и свинец (Cd, Hg, Pb).

Кадмий вызывает отравление, описанное в Японии как болезнь «итаи-итаи» (ох-ох). Название болезни происходит от боли в спине и ногах, сопровождающей остеомаляцию (декальцификацию) костей, что приводит к ломкости костей. Хроническое отравление кадмием разрушает печень и почки, приводя к сильнейшему нарушению функции почек. Избыток кадмия нарушает метаболизм металлов, особенно железа и кальция, нарушает действие цинковых и иных металло-ферментов, блокирует сульфгидрильные группы ферментов, нарушает синтез ДНК. Кадмий легко замещает металлфлавопротеиновых комплексах, где главенствующую роль играют железо и молибден, нарушая двухстадийный процесс окисления.

Ртуть токсична в любой своей форме. Ртуть в природных условиях довольно быстро превращается в летучее токсическое соединение — хлорид метилртути. В организме ионы метилртути быстро попадают в эритроциты, печень и почки, оседают в мозге, вызывая серьезные необратимые кумулятивные нарушения ЦНС. Это приводит, к конце концов, к общему и церебральному параличу, деформации конечностей, особенно пальцев, затрудненному глотанию, конвульсиям и смерти. Ртуть блокирует активность ряда важнейших ферментов, в частности карбоангидразы, карбоксипептидазы, щелочной фосфатазы. Легко замещает кобальт в корриноидах, извращая метаболические реакции, связанные с витамином В12. Повреждение механизма биосинтеза ДНК из-за недостаточности витамина В12 является причиной мегалобластических анемий и наиболее распространенной формы - пернициозной анемии, что приводит к дегенеративным изменениям нервной системы.

Свинец известен как токсическое вещество почти 5 тысяч лет среди греческих и арабских ученых. В современных условиях наибольшим источником загрязнения свинцом среды обитания считаются выхлопы бензиновых двигателей автомашин, поскольку в бензин добавляется тетраэтилсвинец для повышения октанового числа. Свинец препятствует одной из ступеней биосинтеза гема, считается сильнейшим нейротоксином, вызывает повышенную агрессивность. Хроническое отравление свинцом постепенно приводит к нарушениям функций почек, нервной системы, анемии. Токсичность свинца увеличивается при недостатке в организме кальция и железа. Свинец блокирует SH-группы белков, образуя комплексы с фосфатными группами рибозы у нуклеотидов, особенно у цитидина, и тем самым быстро разрушает РНК, ингибирует ферменты, в частности карбоксипептидазу.

Мышьяк относится к числу наиболее сильных и опасных ядов. В присутствии кислорода быстро образует очень ядовитый мышьяковистый ангидрид. При пероральном отравлении высокая концентрация мышьяка наблюдается в желудке, кишечнике, печени, почках и поджелудочной железе, при хроническом отравлении постепенно накапливается в коже, волосах и ногтях. Из-за ингибирования различных ферментов нарушает метаболизм. В процессе отравления первыми страдают аксоны, что приводит к периферической нейропатии и параличу конечностей. Мышьяк считается канцерогенным для человека.

Таллий очень токсичен, зачастую его называют «химическим СПИДом». Таллий, проникая через клеточные мембраны, образует сильные комплексы, например, нерастворимый комплекс с рибофлавином. Это приводит к нарушению метаболизма серы и разрушению иммунной системы. Отравление таллием приводит к гастроэнтеритам, периферической нефропатии, при большой абсорбции к смерти. Через 2-3 недели после небольшого отравления у человека выпадают волосы.

Цинк в виде двухвалентного элемента входит в состав свыше 20 ферментов, включая участвующие в обмене НК. Большая часть цинка в теле человека находится в мышцах, а самая высокая концентрация — в простате. В крови он присутствует в эритроцитах как кофактор в карбоангидразе. Избыток цинка может разбалансировать метаболические равновесия других металлов. Разбалансировка отношения цинк/медь является главным причинным фактором в развитии ишемической болезни сердца. Избыточное потребление солей цинка может приводить к острым кишечным отравлениям с тошнотой. В общем, цинк не очень опасен, а возможность отравления, вероятнее всего зависит от совместного присутствия токсичного кадмия.

Медь является необходимым кофактором для нескольких важнейших ферментов, катализирующих разнообразные окислительно-восстановительные реакции, без которых нормальная жизнедеятельность невозможна. Медь входит в качестве необходимого элемента в состав цитохромоксидазы, тироназы и других белков. Их биологическая роль связана с процессами гидроксилирования, переноса кислорода, электронов и окислительного катализа. В тканях здорового организма концентрация меди в течение всей жизн и поддерживается строго постоянной. В норме существует система, препятствующая непрерывному накоплению мед и в тканях путем ограничения ее абсорбции ил и стимуляции ее выведения. Хронический избыток меди в тканях При соответствующих заболеваниях вызывают токсикоз : ведет к остановке роста, гемолизу, снижению содержания гемоглобина, к деградации тканей печени, почек, мозга. Около 95 % меди в организме присутствует в составе гликопротеина крови церулоплазмина. Известен факт недостатка этого белка При болезни Вильсона-Коновалова - врожденном дефиците метаболизма (гепатолентикулярная дегенерация). Из-за генетического дефекта в синтезе церулоплазмина его содержание в крови резко снижено. В результате медь не связывается в комплекс с нормальной для организма константой устойчивости. Это приводит к недостатк у мед и в цеп и реакций метаболизма, приводящей к естественному для здорового организма синтез у соединительной ткани. Для осуществления нормального процесса сшивки мономеров эластина и коллагена не хватает активной Си-лизолоксидазы. С другой стороны «освободившиеся» ионы меди, лишившись по сути единственного нормального потребителя, откладываются в специфических тканях (печень, ядра мозга, почки, эндокринные железы, радужная оболочка глаз), где оказывают прямой токсический эффект. Создается парадоксальная ситуация избытка меди в специфических тканях при ее недостатке в нормальной цепи метаболизма.

Хром один из наименее токсичных элементов. При острых отравлениях накапливается во внутренних органах. Считается, что трехвалентный хром в виде комплекса с никотиновой кислотой и алифатическим и аминокислотам и работает в организме в качестве «фактора толерантности к глюкозе». Его действие заключается в усилении гипогликемического действия инсулина. В обычных условиях отрицательным является недостаток хрома в организме.

Сурьма — менее токсичный элемент, чем мышьяк. При отравлении накапливается в скелете, почках, селезенке.

Барий в виде двухвалентного катиона ядовит из-за его антагонизма с калием (но не с кальцием). У обоих ионные радиусы подобны. Барий является мускульным ядом. Абсорбированный барий откладывается в костях и в пигментной оболочке глаз.

Марганец — элемент почти нетоксичен, особенно в виде двухвалентного иона. В виде перманганат-иона токсичен из-за окислительной способности. Отравление происходит в случае вдыхания оксида в промышленном производстве.

Серебро. Элемент накапливается в печени и в меньших количествах, но равномерно, в остальных органах и тканях. Отложения серебра отмечено в клубочках почек и в субэпителиальных слоях кож и («аргироз» — голубоватое окрашивание кожи).

При различных патологиях имеет место изменение содержания микроэлементов в организме. Исследование сыворотки больных острым вирусным гепатитом, а также при постгепатитном циррозе показало, что у пациентов с острым гепатитом концентрация цинка почти не менялась, концентрация кадмия значительно увеличивалась. Концентрация меди и марганца незначительно уменьшалась. При хроническом гепатите и постгепатитном циррозе содержание меди и цинка в сыворотке уменьшалось, а кадмия увеличивалось. Содержание марганца почти не менялось. Выделение с мочой меди, превышающее 115 мкг/сутки и сопровождаемое низким содержанием в крови, свидетельствует о синдроме системного заболевания, например, болезни Вильсона-Коновалова. Повышенное содержание в крови и моче алюминия, особенно у пожилых людей, может сопровождать энцефалопатию, болезнь Альцгеймера и другие формы слабоумия, а при почечной недостаточности также остеомаляцию и микроцитарную гипохромную анемию. Повышенное содержание в крови и моче лития характерно для больных с патологией мочевыделительной системы, нефропатиями.

Повышенное относительно ПДК содержание в биологических жидкостях отдельных тяжелых металлов может свидетельствовать о хроническом воздействии токсикантов на организм и перенапряжении работы почек и печени. Это требует мер по очистке организма от избытка тяжелых металлов, например, с помощью препаратов с полианионами (морская капуста) в незапущенных случаях.

Повышенное содержание в крови и моче наиболее токсичных тяжелых металлов (кадмия, ртути, свинца) требует энергичных мер по их выведению, поскольку их избыток разрушает нервную, сердечно-сосудистую и иммунную системы.

Повышенное содержание в крови и моче таллия и селена может пролить свет на причины облысения и плохое самочувствие таких больных.

Повышенное содержание в организме бора должно привлечь внимание к тяжелым металлам, содержание которых не превышает ПДК, т.к. он оказывает синергистское (усиливающее) влияние на их токсические свойства.

Токсичность «металлических ядов» объясняется связыванием их с соответствующими функциональными группами белковых и других жизненно важных соединений в организме. В результате нарушаются нормальные функции соответствующих клеток и тканей в организме, и наступает отравление, которое в ряде случае в заканчивается смертью.

Микроэлементы и тяжелые металлы: влияние на здоровье человека

В накоплении ТМ большую роль играет повсеместное ухудшение качества питьевой воды, увеличение количества автотранспорта и ущерб, причиненный катастрофами. Загрязнение почв Cd рассматривается как очень серьезная экологическая проблема, так как процесс его накопления в поверхностном слое наблюдается даже в регионах, достаточно удаленных от промышленных центров. Растения легко извлекают Cd как… Читать ещё >

перспективы развития науки о безопасности жизнедеятельности

Микроэлементы и тяжелые металлы: влияние на здоровье человека ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Из 92 встречающихся в природе химических элементов 81 обнаружен в организме человека. Микроэлементы (железо, йод, медь, цинк, кобальт, хром, молибден, никель, селен, марганец, мышьяк, фтор, кремний, литий) признаны эссенциальными, т. е. жизненно необходимыми. Предполагают, что кадмий, свинец, олово и рубидий также жизненно необходимы. Большинство из вышеприведенных элементов относится к так называемым тяжелым металлам (ТМ) — элементам с атомарной массой выше 40, которые в то же время являются сильными токсикантами. Любой из них в зависимости от концентрации, а точнее от поступившей дозы, может положительно или отрицательно влиять на здоровье человека. Даже такой элемент как калий при потреблении его в сутки в количестве 1 г может привести к летальному исходу, а доза 100 мг является нормой. Для нормального развития организма доза кобальта, хрома, селена, серебра равна 0,001 м г/сутки, а доза кобальта 100 мг, хрома 100 мг, селена 10 мг и серебра 10 мг — токсичны для людей.

Распределение химических элементов в объектах биосферы определяется эволюционно сложившимся метаболизмом данного организма и поддерживается биогеохимическими пищевыми, цепями. Изменения в составе одного из звеньев пищевой цепи воздействует на последующие звенья биогенных циклов. Патологические аномалии в элементном составе могут быть вызваны естественными причинами и антропогенной деятельностью. Дисбаланс элементов в окружающей среде и, в частности, загрязнение ТМ прямо влияют на здоровье человека, что обусловливает необходимость разработки надежных методов контроля и регулирования* качества пищи, воды и воздуха. Правильная организация жизни современного общества не может быть осуществлена без знания как основы биогеохимии, агрохимического и медико-географического исследования территорий, создания и наложения соответствующих карт и разработки методов устранения дисбаланса в среде, вызванного нарушением элементного состава.

Согласно классификации А. Л. Авцыной А.А. Жаворонкова (1989) выделяют 4 группы микроэлементозов: 1) природные эндогенные — наследственные, вызываемые патологией хромосом и генов, 2) природные экзогенные — связанные с содержанием микроэлементов в среде обитания (почва, вода и пищевые продукты), 3) техногенные — обусловленные избытком определенных микроэлементов в зоне производственной деятельности, 4) ятрогенные, возникающие под влиянием лечебных препаратов и процедур, способствующих накоплению микроэлементов.

Главным доминирующим процессом в биосфере является круговорот химических элементов. Производственно-бытовая деятельность человека в XX веке приобрела геологический масштаб. На Земле не остается территорий, которые в той или иной степени не подвергались бы антропогенному загрязнению химическими элементами. Из 15 млрд. га земной суши распахано 1,5 млрд. Изменение такой площади должно существенно сказаться на экологии планеты. Пахотные земли, так же как и другие территории, подвергаются общему техногенному загрязнению, кроме того, они загрязняются еще и специфически.

Обзор литературных и экспериментальных данных по содержанию некоторых микроэлементов в зерновых, зернобобовых и масличных сельскохозяйственных культурах показал, что пределы колебаний могут достигать двух порядков в зависимости от условий выращивания (Ягодин и др., 1989, 1990, 1992). При этом выявлено значительное влияние антропогенных факторов на процессы концентрирования ТМ. Около 15% территории России относится к зонам экологического неблагополучия. Наиболее объективным критерием, по которому можно отличить благополучную местность от территории кризиса, является здоровье человека. Там, гдe растет заболеваемость, — зоны экологического неблагополучия, а если увеличивается смертность — это уже зоны бедствия. Национальным позором России является то, что в 1993;1994 гг. средняя продолжительность жизни у нас уменьшилась настолько, что в некоторых регионах стала на полтора-два года ниже пенсионного возраста. По статистике последних лет количество врожденных уродств растет быстрее (на 1−3%), чем других заболеваний.

На процессы усвоения микроэлемента организмом влияет не только концентрация и форма соединения, в которой он поступает, но и весь комплекс минеральных элементов, с которыми данный микроэлемент вступает в антагонистические и синергистические взаимоотношения. Поглощение микроэлемента зависит и от обеспеченности пищи витаминами, от содержания в ней белков, некоторых жирных кислот, фитина и др. Все эти компоненты активно влияют и на выведение ТМ из организма. Обнаружено, что Zn, Мп, Fe, Cu в сульфатной форме оказывают меньшее позитивное действие па сравнению с их хелатными соединениями и с гистидином, метионином, лизином, но самый лучший эффект следует ожидать от обогащения этими элементами растительной пищи. Сильным воздействием на процессы усвоения-выделения ТМ является алкоголь.

Экспериментально доказано, что у здоровых мужчин и женщин однократный прием умеренной дозы алкоголя вызывает усиленное выделение через кишечник Fe, АI и Zn, что создает предпосылки для проявления дефицита этих металлов в организме. По другим данным (опыты с животными) систематическое потребление алкоголя увеличивает выведение из организма Са и Mg. Польскими биохимиками установлено, что сыворотка крови алкоголиков обеднена Se наполовину, а Zn — почти на четверть. По данным исследования, проведенного во Франции, средняя концентрация Рb в крови алкоголика повышена да уровня, наблюдающегося у людей, постоянно работающих со свинцом.

Патологии, возникающие при избытке или недостатке ТМ в жизнеобеспечивающих средах, можно достаточно ярко проследить на примере Zn. Он входит в состав более 200 ферментных систем и выполняет каталитическую и структурно-регуляторную функции в организме. Этот микроэлемент участвует в обмене белков, углеводов, жиров и нуклеиновых кислот, а также некоторых гормонов. Избыток и недостаток Zn вызывает функциональные и морфологические изменения в деятельности органов и систем человека. Дефицит Zn в организме вначале проявляется в угнетении реакций иммунного ответа, впоследствии может поражаться костная система, подавляется синтез инсулина, сперматогенез, нарушается обмен стерола. Особенно резко проявляется дефицит Zn у детей и подростков: угнетается рост, развитие интеллекта и половых, признаков. При поступлении токсических количеств Zn в организм человека происходят множественные патологические изменения, связанные с вторичным дефицитом Са и всех эссенциальных микроэлементов. В Российской Федерации значительные территории, как в Нечерноземной зоне, так и в Черноземной относят к дефицитным по содержанию Zn в почвах, водах, растениях. В то же время установлены естественные и антропогенные биогеохимические провинции с избытком этого элемента. Так, в зоне Южного Урала имеется 13 биогеохимических провинций с выраженным дисбалансом 17 микроэлементов (в том числе и Zn), вызывающих множественные нарушения у животных. Лечение болезней, связанных с дисбалансом микроэлементов, обычными фармакотерапевтическими средствами неэффективно, лишь коррекция рационов, направленная на сбалансирование элементного состава, может оказывать положительный эффект.

Установлено, что. недостаток Zn и Со провоцирует некрозы печени, рак. При аномальном поступлении в организм железа, меди, цинка, кобальта, хрома формируется бесплодие, кости становятся хрупкими, происходит болезненное изменение коронарных сосудов, наблюдаются отклонения в росте (Ковальский, 1974, Авцын и др., 1989). Деформация скелета происходит при дефиците марганца. Избыток никеля и кадмия способствует кожным заболеваниям, появлению злокачественных новообразований. Концентрация кадмия 15 ррм в пищевых продуктах достаточна для появления легких признаков интоксикации у человека. Токсичность кадмия снижается при повышенном приеме цинка. Кадмий может вызвать потерю организмом кальция, накапливаясь в почках, а также вызывает все формы раковых заболеваний. Период полувыведения кадмия равен 20−30 годам.

Отмечено, что при многих заболеваниях в организме происходит изменение обмена минеральных веществ. Так, у больных ишемической болезнью замедляется выведение меди, создается дефицит железа и цинка. При атеросклерозе в стенках сосудов снижается содержание цинка, марганца, ванадия, хрома, повышается — кадмия. Корректировка по микроэлементам при водит к снижению содержания бляшек в стенках сосудов. При развитии и течении инфаркта миокарда изменяется концентрация микроэлементов в крови (марганец, кремний), так как они входят в состав антител, количество которых резко возрастает в остром и предостром периоде (Пахомова, 1978). Концентрация натрия, калия, цинка, рубидия, сурьмы у бальных инфарктом миокарда резко отличается от содержания в крови здоровых людей. При хроническом холецистите значительно повышается содержание марганца, меди, титана, хрома в стенках желчного пузыря. У недоношенных детей с выраженной анемией содержание железа, меди, и марганца резко снижено.

Медикаментозное применение препаратов тяжелых металлов в нашей стране незначительно: применяют только соли цинка (одобрено фармкомитетом). Однако, если обратить внимание на зарубежные витаминные препараты, они, как правило, содержат достаточно большое число эссенциальных микроэлементов, что корректирует минеральный состав в продуктах.

Интересы любой нации лежат в обеспечении безопасного питания. Поэтому следует усилить контроль за качеством сельскохозяйственной продукции и расширить показатели необходимого контроля, приведя их в соответствие с современными знаниями. Для целенаправленного управления производством экологически чистой продукции необходим агроэкологический мониторинг, основанный на знании биогеохимического круговорота веществ.

Надежную базу данных для оценки фоновых условий может обеспечить хорошо продуманная скоординированная сеть фоновых станций. Большинство исследователей считают, что такие станции нужно размещать в биосферных заповедниках, которые необходимо создать согласно биогеохимическому районированию в каждом регионе, провинции, а пикеты — в более мелких территориальных единицах.

Чтобы количественно оценить процесс включения загрязняющих веществ в биогеохимические круговороты и возникающие изменения в макрои микроэлементном составе биоты, необходимо знать миграционную способность веществ и элементов, их подвижность в различных компонентах экосистемы, степень накопления в органах и тканях. В общем виде практически для каждого элемента приходится различать четыре уровня концентрации:

ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Махниченко Анжела Сергеевна, Пащенко Анна Евгеньевна

Данная статья посвящена вопросу влияния тяжелых металлов на организм человека . Рассмотрен термин тяжелые металлы , источники их поступления в окружающую среду , а также приведены полезные советы.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА»

ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Махниченко Анжела Сергеевна, Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань

Пащенко Анна Евгеньевна, Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань

Аннотация. Данная статья посвящена вопросу влияния тяжелых металлов на организм человека.

Рассмотрен термин тяжелые металлы, источники их поступления в окружающую среду, а также приведены полезные советы.

Ключевые слова: тяжелые металлы, организм человека, окружающая среда, влияние, загрязнение

В настоящее время состояние окружающей среды является важнейшим фактором, определяющим жизнедеятельность и развитие человека и общества в целом. К одним из наиболее распространенных химических загрязнений относится загрязнение тяжелыми металлами. Высокое содержание многих химических элементов и их соединений, обусловлены природными и техногенными процессами, происходящими в окружающем нас мире.

Тяжелые металлы обнаружены во всех природных средах: атмосфере, почве, воде, растениях, животных. По токсичности они занимают второе место в загрязнении окружающей среды и составляют группу наиболее опасных загрязнителей биосферы.

Необходимо отметить, что тяжелые металлы играют важную роль в биосфере, присутствуя в живых организмах в ничтожно малых концентрациях, они выполняют важные функции, но достигая определенной, отличной от нормы, концентрации, они оказывают губительное воздействие на организм человека. Они способны накапливаться в тканях, почках, печени, вызывая серьезные физиологические нарушения, токсикоз, аллергию, онкологические

заболевания, отрицательно влияют на генетическую наследственность.

Тяжелые металлы способны образовывать высокотоксичные металлорганические соединения (МОС), так как обладают высокой способностью к многообразным химическим, физико-химическим и биологическим реакциям, изменять формы нахождения при переходе от одной природной среды в другую, т.е. мигрировать. Миграция соединений тяжелых металлов происходит из-за того, что многие из них имеют переменную валентность и участвуют в окислительно-восстановительных процессах.

Большой интерес представляют те металлы, которые загрязняют атмосферу в значительном объеме использующиеся в производственной деятельности. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк, именно они представляют серьезную опасность не только для человека, но и для всех организмов на Земле. Располагая сведениями о содержании тяжелых металлов у млекопитающих и растений, можно прогнозировать их влияние на организм человека.

Термин тяжелые металлы, характеризующий группу химических элементов, загрязняющих окружающую среду, получил значительное распространение в настоящее время. Авторы различных научных публикаций трактуют этот термин по-разному. В связи с этим список тяжелых металлов будет включать разные элементы. Существуют классификации, основанные на атомной массе, плотности, токсичности, распространенности в природной среде, степени вовлеченности в природные и техногенные циклы.

Немаловажную роль в классификации тяжелых металлов играет их высокая токсичность. В зависимости от степени токсикологического воздействия химические вещества в соответствии с ГОСТом 17.4.1.0283 подразделяют на три класса:

- I класс (высоко опасные) - As, Cd, Hg, Be,Se, Pb, Zn;

- II класс (умеренно опасные) - B, Co, Ni, Mo, Cu, Sb, Cr;

- III класс (мало опасные) - Ba, V, W, Mn, Sr.

К тяжелым металлам относится более 40 химических элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева с высокой относительной атомной массой и относительной плотностью: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. Когда они находятся в естественных концентрациях, к ним применяют термин «микроэлементы», участвуют в биологических процессах. По А.П. Виноградову (1957), под микроэлементами подразумевают химические элементы, необходимые для растительных и животных организмов.

Согласно сведениям, представленным в "Справочнике по элементарной химии" под ред. А.Т.Пилипенко (1977), к тяжелым металлам отнесены элементы, плотность которых более 5 г/см3. Если исходить из этого показателя, тяжелыми следует считать 43 из 84 металлов Периодической системы элементов. По другой

классификации, Н.Ф. Реймерса, тяжелые металлы имеют плотность больше 8 г/

см . Следовательно, получится меньше таких элементов: Pb, Zn, Bi, Sn, Cd, Cu, Ni, Co, Sb. В теории, тяжелыми металлами можно назвать все элементы таблицы Менделеева, начиная с ванадия, но что это не совсем так из-за того, что не все элементы находятся в природе в токсичных пределах. По мнению исследователей, занимающихся практической деятельностью, связанной с наблюдением состояния окружающей среды, к тяжелым металлам включают только свинец, ртуть, кадмий и мышьяк. Ю.А. Израэль относит к ним Pb, Hg, Cd, As. Согласно решению Целевой группы по выбросам тяжелых металлов, работающей под эгидой Европейской Экономической Комиссии ООН и занимающейся сбором, и анализом информации о выбросах загрязняющих веществ в европейских странах, только Zn, As, Se и Sb были отнесены к тяжелым металлам.

Как в среде нашего обитания появляются тяжелые металлы? Источниками их поступления в окружающую среду являются природные и техногенные процессы. Природными или естественными источниками являются горные породы, но их насыщенность тяжелыми металлами невелика. Кроме того, естественными источниками являются термальные воды и рассолы (Br, Sr, As, Pb, V, Se, Cu и др.), космическая и метеоритная пыль, вулканические газы. Большая часть таких элементов попадает в биосферу - в виде сухих осаждений и атмосферных осадков (15-25%), которые удаляют данные загрязнители, поступающие в атмосферу в виде аэрозольных выбросов.

Техногенное поступление тяжелых металлов связано с присутствием их в сточных водах различных промышленных объектов, черной и цветной металлургии, машиностроением, они также поступают в окружающую среду с бытовыми стоками, с дымом и пылью, а часть элементов входит в состав пестицидов и удобрений и является источником загрязнения окрестных прудов. Повышение концентрации тяжелых металлов в природных водах часто связано с закислением, выпадением кислотных осадков, переходу металлов в свободное состояние.

В биосферу загрязнители поступают за счет возрастания объемов промышленных выбросов и отходов. Основными техногенными источниками атмосферного загрязнения являются тепловые электростанции (27%), предприятия черной металлургии (24,3%), предприятия по добыче и переработке нефти (15,5%), транспорт (13,1%), предприятия цветной металлургии (10,5%), а также предприятия по добыче и изготовлению строительных материалов (8,1%), химическая промышленность (1,3%).

К основным отраслям, с которыми связано загрязнение окружающей среды ртутью, относят горнодобывающую, металлургическую, химическую, приборостроительную, электровакуумную и фармацевтическую.

Наиболее интенсивные источники загрязнения окружающей среды кадмием - металлургия и гальванопокрытия, а также сжигание твердого и жидкого топлива.

Если рассмотреть это вопрос с точки зрения химии, то самым главным инициатором повышения уровня растворимых солей тяжелых металлов в окружающей среде являются кислотные дожди. Кислотные дожди снижают плодородие почв, ухудшают здоровье населения. Уменьшение кислотности среды сопровождается переходом тяжелых металлов из малорастворимых соединений в более растворимые в почвенном растворе.

С одной стороны, многие тяжёлые металлы, такие как Fe, Си, 7п, Мо, являются необходимыми для нормальной работа организма человека, так как участвуют в биологических процессах. С другой стороны, накопление данных элементов в тканях организма в большом количестве может оказывать вредное воздействие, вызывая ряд заболеваний. Не имеющие полезной роли в биологических процессах металлы, такие как свинец и ртуть, определяются как токсичные металлы. Металлы, не несущие пользы организму, такие как ^ и РЬ, считаются токсичными. А часть элементов, токсичная для одних организмов,

Загрязнение окружающей среды - процесс, происходящий в пространстве и во времени, поэтому реакцию человеческого организма на загрязнения иногда очень трудно предугадать. Постоянный рост поступлений токсичных веществ в окружающую среду, в первую очередь, сказывается на здоровье населения, ухудшает качество продуктов сельского хозяйства, снижает урожайность, оказывает влияние на климат отдельных регионов. Большинство человеческих болезней связаны прямо или косвенно с состоянием окружающей среды, которая либо становится причиной возникновения заболеваний, либо способствует их развитию.

Тяжелые металлы вызывают сердечно-сосудистые заболевания, тяжелые формы аллергии, и даже имеют канцерогенные свойства. Они влияют на генетический фон, так как накапливаются в организме с последующим эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах и т.д.

Токсичность тяжелых металлов выражается в связывании их с функциональными группами белковых и других жизненно важных соединений в человеческом организме. Последствием этого является отравление, то есть нарушение нормального функционирования клеток и тканей, которое иногда заканчивается летальным исходом.

Пыль, содержащая соединения с тяжелыми металлами, такими как кремний, мышьяк, ванадий, уменьшает вентиляцию и объем легких, повреждает слизистые оболочки глаз, верхних дыхательных путей, вызывает раздражение

полезна для других.

кожи, повышает смертность от рака легких и кишечника.

Под действием свинца нарушается синтез гемоглобина, возникают заболевания мочеполовых органов, нервной системы. В развитых городах содержание свинца в атмосфере превышает норму в 10 000 раз.

Так же очень опасны загрязнения вод ртутью, так как заражение морских организмов может стать причиной заболевания людей.

Кадмий присутствует во многих сельскохозяйственных удобрениях. Не осознавая этого, каждый день мы получаем этот вредный металл вместе с фруктами и овощами. Кадмий имеет свойство накапливаться и это, в дальнейшем может быть опасным.

Мышьяк так же является вредным для организма веществом. Чаще всего его можно найти в обычной водопроводной воде.

Интересным примером влияния тяжелых металлов может быть Ньютон. В 1692 году он заболел, болезнь была тяжелая и непонятная. Ученый потерял своё душевное равновесие, сон и аппетит, а иногда его даже подводила память. Биографы называли это время «черным годом» жизни великого ученого. Как стало известно позже, виновницей оказалась ртуть и её соли. Известно, что Ньютон обращался к химии и часто проводил опыты с ртутью, подолгу нагревая её, чтобы получить летучие вещества, и даже пробовал получившееся. Оказалось, у него было ртутное отравление, а анализ волос подтвердил, что концентрации высокотоксичных металлов в них сильно превышали нормы.

Тяжелые металлы повсюду - в нашей воде, пище, в бытовых чистящих средствах, и даже в воздухе, которым мы дышим. Некоторые опасны только в больших количествах, а некоторые и в маленьких, особенно если они попали внутрь организма. Симптомы отравления часто путают с другими заболеваниями, хотя каждый из нас имеют немалое количество токсичных элементов в своих клетках.

Одна из самых больших проблем, что токсичные металлы накапливаются и разрушают нас изнутри, а избавиться от них достаточно сложно. Мы предлагаем несколько полезных советов, которые помогут сохранить здоровье:

- противоядием от тяжёлых металлов и их солей является яичный белок.

- если металлическая ртуть рассыпалась, её необходимо засыпать порошком серы или залить раствором хлорида железа (III);

- потребляйте больше Омега-3 жирные кислоты, они отлично подходят для детоксикации тяжелых металлов из ваших клеток;

- консервные банки спаиваются припоем, содержащим определённое количество свинца, поэтому консервы следует перекладывать в стеклянную посуду после её открывания;

- выбирайте органическую или фермерскую продукцию. Убедитесь, что все ваши фрукты, овощи и травы выращивают без использования химических

пестицидов и удобрений;

- для приготовления и хранения пищи нужно использовать только специальную посуду, глазурь, которой покрыта декоративная посуда, содержит соли свинца и кадмия;

- используйте только натуральные моющие средства;

- вдоль дорог следует сажать только декоративные и лесные породы деревьев, а не пищевые, так как этилированный бензин, поглощается растениями, и употреблять их в пищу нельзя;

- полюбите свежий лук и чеснок. Лук, чеснок, лук-шалот содержат высокое содержание серы — мощный природный хелатообразователь, который связывает ионы тяжелых металлов (так же, как кинза и хлорелла) и выводит их через пищеварительный тракт;

- берегите детей. Некоторые детские игрушки содержат токсичные красители, в состав которых входит кадмий.

В результате общего загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы, за счет интенсивных и бесконтрольных выбросов цветной и черной металлургии, предприятий горнодобывающей, металлургической, химической промышленности, происходит интенсивное загрязнение почвы, воздуха, воды и морских организмов, вредными веществами. Они поступают в организм человека и способны накапливаться в костях, тканях, крови, отравляя организм и вызывая мутационные изменения, различные заболевания, а также могут изменять биологический режим работы организма.

В настоящее время люди не информированы о последствиях воздействия тяжелых металлов на человеческий организм, а ведь это воздействие чаще всего может стать губительным для него. Увеличение концентрации тяжелых металлов увеличивает число мутаций, передающихся по наследству, значительно ухудшает здоровье человека.

Загрязнение тяжелыми металлами может быть уменьшено в результате запрещения производства и применения ряда продуктов производства, отрицательно влияющих на человека, введением строгого контроля над отходами производства, а также за пищевыми продуктами, уменьшение техногенных выбросов в биосферу. Мы не должны экономить на очистных сооружениях, методах очистки от вредных элементов, содержащихся в почве и воде, ведь экономя на этом, мы экономим не только на своем здоровье, но и на здоровье нашего будущего поколения.

1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа,1988.

2. Кирпатовский И.П. Охрана природы: Справочник для работников нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Химия, 1974. - 376 с.

3. Мудрый И.В. Тяжёлые металлы в окружающей среде и их влияние на организм / И.В. Мудрый, Т.К. Короленко // Врачебное дело. - 2002. - № 5/6. - С.

Биологическая роль и значение микроэлементов в жизнедеятельности человека Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — З.К. Канжигалина,, Р.К. Касенова,, А.Ш. Орадова

В статье представлены сведения о значении содержания микроэлементов в организме человека. Микроэлементы являются катализаторами биохимичес-ких процессов, участвующих во всех видах обменов и играют значительную роль в адаптации организмакак в норме, так и при патологических состояниях. Микроэлементы широко представленные в природе, могут редко встречаться у человека, и наоборот. Сказано о распределении МЭ в тканях и органах при различных заболеваниях. Определение содержания микроэлементов в биоин-дикаторных средах человека может позволить диагностировать и предупреж-дать развитие тех или иных заболеваний.

BIOLOGICAL ROLE AND IMPORTANCE OF TRACE ELEMENTS IN HUMAN LIFE

Biological role and meaning trace elements in the human body.The article presents information about the value of trace elements in the human body. Provides information on the distribution of the ME in the tissues and organs in various diseases.Microelements are the catalysts of biochemical processes involved in all kinds of exchanges and play a significant role in the adaptation of the organism in normal and pathological conditions. Microelements are widely presented in nature, can rarely occur in humans, and vice versa. Determination of trace elements in human environments bioindicator will diagnose and prevent the development of certain diseases.

Текст научной работы на тему «Биологическая роль и значение микроэлементов в жизнедеятельности человека»

З.К. КАНЖИГАЛИНА, Р.К. КАСЕНОВА, А.Ш. ОРАДОВА

Казахского Национального Медицинского университета им. С.Д.Асфендиярова

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

В статье представлены сведения о значении содержания микроэлементов в организме человека.Микроэлементы являются катализаторами биохимичес-ких процессов, участвующих во всех видах обменов и играют значительную роль в адаптации организмакак в норме, так и при патологических состояниях. Микроэлементы широко представленные в природе, могут редко встречаться у человека, и наоборот. Сказано о распределении МЭ в тканях и органах при различных заболеваниях. Определение содержания микроэлементов в биоин-дикаторных средах человека может позволить диагностировать и предупреж-дать развитие тех или иных заболеваний. Ключевые слова: микроэлементы, биологическая роль.

Одним из перспективных направлений современной медицины, позволяющих решить вопросы этиологии и патогенеза заболеваний, является выявление и определение изменений в содержании макро- и микроэлементов, а также их коррекция. Учитывая биологическую роль микроэлементов, участие металлов и радиоизотопов практически во всех биохимических процессах в организме человека, вопросы загрязнения окружающей среды волнуют сегодня не только экологов, но и врачей всех специальностей. Стабильность химического состава является одним из важнейших и обязательных условий нормального функционирования организма.

Соответственно, отклонения в содержании химических элементов, вызванные экологическими,

факторами или заболеваниями приводят к широкому спектру нарушений в состоянии здоровья. Все живые существа на 99% состоят из 12 наиболее распространенных элементов, входящих в число первых 20 элементов периодической системы Д.И.Менделеева. Известно, что отклонения в поступлении в организм макро - и микроэлементов, нарушение их соотношений в рационе питания непосредственно сказываются на деятельности организма, могут снижать или повышать его сопротивляемость, а, следовательно, и способность к адаптации. Организм здорового человека обладает четкой саморегулирующейся системой гомеостаза, в которых немаловажную роль играют химические элементы. Их уровень в крови и тканях организма подчиняется определенным физиологическим закономерностям. Элементный гомеостаз - это частная форма общей гомеостатической системы организма, нарушения которой отражаются на способности организма к адаптации в экстремальных условия. Согласно данным Л.Е.Панина, микроэлементы играют существенную роль в молекулярных механизмах адаптации. Установлены закономерные корреляции между геохимическими и климатическими особенностями и распространением ряда заболеваний. Адаптация организма сопровождается значительной перестройкой метаболических процессов, в том числе и биогенных элементов. Это приводит к сдвигам элементного гомеостаза и возникновению дефицита макро- и микроэлементов, что влечет за собой повышенную потребность организма в них. Дефицит, или избыток макро- и микроэлементов в организме человека приводит к снижению резистентности организма к неблагоприятным факторам

окружающей среды, формированию иммунодефицитных состояний, нарушению функции систем антиоксидантной защиты, хронизации болезней, повышению риска развития распространенных заболеваний, снижению качества жизни и эффективности лечебных мероприятий. В настоящее время накоплено множество данных, подтверждающих зависимость элементного состава живых организмов, в т.ч. человека, от содержания химических элементов в среде обитания, т.е. состав внутренней среды организма испытывает влияние внешней среды.

В цикле работ показано, что повышенное содержание в почве, воде, атмосферном воздухе макро- и микроэлементов согласуется с повышением уровня элементов в волосах, моче и крови детей, пуповинной крови и плаценте.

Попав в организм человека, химические элементы распределяются между органами и тканями, избирательно в них накапливаясь. Макро- и микроэлементы неравномерно распределяются между разными органами и тканями. Самые большие концентрации элементов обнаруживаются в костной ткани, коже и ее придатках, печени и мышцах. Концентрация того или иного химического элемента в определенной части тела, как правило, отражает его значимость для функционирования ткани или органа. Так, йод максимально накапливается в щитовидной железе, что определяет его основополагающее влияние на деятельность этого органа эндокринной системы. Фтор накапливается в эмали зубов; цинк в половых органах, коже, волосах, поджелудочной железе; железо в эритроцитах и т.д.

Макро- и микроэлементы распространены в окружающей среде очень неравномерно: в больших количествах содержатся (по отношению к человеческому организму) такие МЭ как А1, Б!, Ре, 2г, Мп, 2п, а также макроэлементы - К и Сав земной коре и небольшие их концентрации в пресной, морской воде и атмосфере. Накопление многих из этих элементов, их кон центрирование свидетельствует о высокой потребности в них живых организмов для осуществления процессов жизнедеятельности.

Термин «биотики», впервые введенный А.И.Венчиковым в 1942 г., характеризует их как химические вещества экзогенного происхождения, которые входя в биохимические структуры и системы организма способны не только участвовать в качестве жизненно необходимых агентов в ходе физиологических процессов, но и нормализовать их, а также повышать

сопротивляемость организма воздействию вредных агентов. К биотикам можно отнести микроэлементы, витамины, а также в определенных случаях и некоторые макроэлементы (железо, кальций, сера). Термин «биотики» был введен в обращение в связи с необходимостью охарактеризовать принцип лечения, основанный на применении микроэлементов в качестве естественных (физиологических) агентов.

Микроэлементы входят во внутренние, биохимические системы организма и обладают свойством повышать сопротивляемость - стимулировать его общую жизнедеятельность. Тем самым «биотики» противопоставляются другим средствам, действующих путем подавления жизнедеятельности организмов (напр. микробов) и в силу этого приводящих их к гибели. Следовательно, можно воздействовать на больной организм двумя путями: или прямым влиянием на микробы (антибиотики), или с помощью повышения защитных свойств организма (биотики). Антибиотики в той или иной мере обладают токсическими свойствами в отношении организма человека, биотики их полностью лишены.

Микроэлементы являются важнейшими катализаторами различных биохимических процессов, участвующих во всех видах обменов и играют значительную роль в адаптации организма в норме и, особенно в патологии. Ряд микроэлементов, широко представленных в природе, может редко встречаться у человека, и наоборот. В этом проявляются особенности накопления микроэлементов - активное и избирательное использование элементов внешней среды для поддержания гомеостаза и построения организма вне зависимости от меняющихся параметров внешних условий.

По предложению академика РАМН А.П.Авцына и его коллег в 1991 г. для обозначения всех патологических процессов, вызванных дефицитом, избытком или дисбалансом макро- и микроэлементов, было введено понятие микроэлементозов.

Микроэлементы - это группа химических элементов, которые содержатся в тканях в очень малых количествах,

в пределах 10 ~ - 10 ~ ., это не случайные ингредиенты тканей и жидкостей живых организмов, а компоненты закономерно существующей, очень древней и сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жизненных функций организмов на всех стадиях развития. Из 92 - х встречающихся в природе элементов - 81 обнаружен в организме человека. Для осуществления жизненно важных функций для элемента существует оптимальный диапазон концентраций. При дефиците или избыточном накоплении элементов в организме могут происходить серьезные изменения, обуславливающие нарушение активности прямо или косвенно зависящих от них ферментов. Применение минералов и металлов в лечебных целях известно со времен древнейших цивилизаций Китая, Индии, Месопотамии. Во времена Парацельса (15 век) начали применять соли в качестве лекарств; вплоть до начала XX века металлы и их соединения широко использовались в медицине. Лечебные свойства элементов и их соединений, как правило, близки или идентичны. К таким соединениям относятся и комплексы с компонентами, свойственными живому организму. С развитием химии, ученые стали чаще отмечать, что действие, например, металлов, может быть усилено при образовании ими соединений с лекарственными

веществами, специфичными по отношению к тому или иному заболеванию.Элементы - металлы и лиганды (например, глутаминовая, аспарагиновая, липоевая, аскорбиновая кислоты и др), могут выступать в качестве активаторов или ингибиторов различных ферментов, что обуславливает их существенную роль в энзимотерапии различных заболеваний. В современной медицине металлолигандные комплексы, наряду с их использованием в качестве самостоятельных терапевтических агентов, являются важными компонентами режимов рационального питания, требующих набора необходимых элементов в легкоусваиваемой форме.

Важной особенностью функционирования макро- и микроэлементов, в организме является их взаимодействие друг с другом; часто это взаимодействие проявляется в виде синергических и антагонистических эффектов. Так показано, что между 15 жизненно необходимыми элементами существует 105 двухсторонних и 455 трехсторонних взаимодействий. Это положение является естественной основой для изучения проявлений и оценки развития дисбаланса микроэлементного гомеостаза, столь характерного при дефиците одного эссенциального МЭ. В принципе, правильно сбалансированная диета обеспечивает организм всеми необходимыми микроэлементами, однако, стрессы, физические или психоэмоциональные нагрузки способствуют усиленному обмену микроэлементов, а также их ускоренному выведению, а заболевания органов пищеварения и грубые нарушения питания препятствуют их нормальному усвоению. Также немаловажным является состояние экологической обстановки: содержание микроэлементов в воде, почве и воздухе либо недостаточно или чрезвычайно много, что приводит к тем же последствиям. Многие необходимые нашему организму микроэлементы при определенных обстоятельствах становятся опасными. Микроэлементный состав организма может нарушаться при недостаточном поступлении эссенциальных микроэлементов, а также при избыточном поступлении токсических доз. Причем, с учетом сложных антагонистических и синергических взаимовлияний и отношений между МЭ, картина интоксикации или возникновения патологического состояния может быть сложной для интерпретации. В этом случае очень важна адекватная диагностика микроэлементов, связанная, в первую очередь, с точным количественным определением МЭ в индикаторных субстратах человека. Проблема коррекции обмена макро - и микроэлементов является весьма актуальной, особенно в странах занимающих большие территории. Дефицит ряда эссенциальных микроэлементов, т.е. жизненно необходимых (селена, цинка, железа, йода, марганца) и интоксикация токсичными микро-элементами (ртуть, свинец, мышьяк) способствуют росту частоты злокачественных новообразований: кожи, мозга, желудочно-кишечного тракта, лимфопролиферативных заболеваний; инфекционной патологии - грибковые, вирусные и бактериальные инфекции; аутоиммунных заболеваний - ревматоидный артрит, системная красная волчанка, дерматомиозит, системная склеродермия, рассеянный склероз; дегенеративных заболеваний -атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, болезнь Альцгеймера и.т.д.

Оценка элементного статуса человека является основным вопросом определения влияния на здоровье

человека дефицита, избытка или нарушения тканевого перераспределения макро- и микроэлементов. Эта оценка проводится либо путем прямого определения содержания элементов в органах и тканях человека, либо косвенно - путем изучения различных биохимических реакций и процессов, в которые вовлечены эти элементы. Следует отметить, что главной задачей всегда является выбор наиболее подходящих для целей исследования биосубстратов и методов анализа. Наиболее информативными для целей гигиенической, донозоологической диагностики следует считать ткани или органы, которые вовлечены в процессы

депонирования и аккумуляции химических элементов для их дальнейшего функционального использования. По мнению многих авторов, оценка состояния обмена макро-и микроэлементов и их применение в восстановительной медицине является одним из наиболее перспективных направлений, поскольку ее основным объектом являются преморбидные формы нарушения здоровья, когда на первый план выступают неспецифические проявления психического и соматического неблагополучия, тесно связанные с состоянием обмена элементов.

1 Т.ШШарманов. Питание - важнейший фактор здоровья человека. - Алматы: Асем-Систем, 2010. - 480 с.

2 Т.В. Юдина, В.Н. Ракитский, М.В. Егорова, А.В. Скальный Микроэлементный и антиоксидантныи статус человека: развитие современных методических проблем донозологической диагностики //"Микроэлементы в медицине" ,2003. -Т.4., Вып.1

3 Агаджанян Н.А., Скальный А.В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. - М.: Изд-во КМК, 2000. - 83с.

4 А.В. Скальный Микроэлементозы человека: гигиеническая диагностика и коррекция// журнал "Микроэлементы в медицине", №1. - 2000. - C. 83

5 Л.А. Решетник, Е.О. Парфенова Биогеохимическое и клиническое значение селена для здоровья человека//"Микроэлементы в медицине", 2001. - Т.2., Вып.2

6 Г.В. Воронова Бронхолёгочная патология на территории чувашской республики и её связь с микроэлементами//"Микроэлементы в медицине", 2001. - Т.2., Вып.3

7 М.Г. Скальная, В.А. Демидов, А.В. Скальный О пределах физиологического (нормального) содержания Ca, Mg, P, Fe, Zn И Cu в волосах человека "Микроэлементы в медицине", 2003. - Т.4., Вып.2

8 А.И. Полунин, В.М. Мирошников, А.А. Николаев, В.В. Думченко, Д.Л. Луцкий Использование препарата цинка в лечении мужской субфертильности //"Микроэлементы в медицине", 2001. - Т.2., Вып.4. - С.14.

9 Т.Г. Решетова, А.И. Рывкин, Н.С. Побединская, Е.Н. Андрианова, Е.Е. Стеблецова, О.В. Кузнецова, Т.В. Крупина Особенности минерального гомеостаза у детей с бронхиальной астмой//"Микроэлементы в медицине", 2001. -Т.2., Вып.4. - С.8.

10 Л.А. Решетник, Е.О. Парфенова Биогеохимическое и клиническое значение селена для здоровья человека //"Микроэлементы в медицине", 2001. - Т.2., Вып.2. - С.21.

11 В.Л. Сусликов Современные проблемы и перспективы медицинской микроэлементологии// журнал "Микроэлементы в медицине", №1. - 2000. - C. 24.

МИКРОЭЛЕМЕНТТЕРДЩ АДАМДЫН 0М1РШДЕЛ БИОЛОГИЯЛАЛЫК МАГЫНАСЫ

TYrnH: Ма^алада микроэлементтердщ келе/wi адам баласыныц агзасындагы магынасыкерсетЫнген. 6p6ip ауруда iurni агза мен жYЙелерде микроэле-менттер ^алай белшедк Микроэлементтер биохимиялыщ YДерiстiH катализаторлары болып табылады, барлыщ кершктерде ^атынасушыныц айырмашылыктары жэне мацызды релл^ бойдыц бе^мделулерЫе ^андай шамада, жэне патологиялыщ ^йлерЫде ойнайды. Микроэлементтер табигатта жацадай усынылды, бас адамныц адам тектес - ^арамастан терк бтедГАдам баласыныц биоиндикатордыщ ортада микро-элементердщ мелшерiн зерттеуi ауруды диагноздау мен алдына алу мYм-кiндiк бередГ TYйiндi сездер: мироэлементтер, биологиялыщ магынасы.

Z.K. KANZHIGALINA, R.K. KASSENOVA, A.SH. ORADOVA

BIOLOGICAL ROLE AND IMPORTANCE OF TRACE ELEMENTS IN HUMAN LIFE

Resume: Biological role and meaning trace elements in the human body.The article presents information about the value of trace elements in the human body. Provides information on the distribution of the ME in the tissues and organs in various diseases.Microelements are the catalysts of biochemical processes involved in all kinds of exchanges and play a significant role in the adaptation of the organism in normal and pathological conditions. Microelements are widely presented in nature, can rarely occur in humans, and vice versa. Determination of trace elements in human environments bioindicator will diagnose and prevent the development of certain diseases. Keywords: trace elements, biological role.

Читайте также:

Микроэлементы и тяжелые металлы влияние на здоровье человека реферат

Предварительный просмотр:

Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека

похожие статьи

Микроэлементы и тяжелые металлы: влияние на здоровье человека

Микроэлементы и тяжелые металлы: влияние на здоровье человека ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Махниченко Анжела Сергеевна, Пащенко Анна Евгеньевна

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Махниченко Анжела Сергеевна, Пащенко Анна Евгеньевна

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА»

Биологическая роль и значение микроэлементов в жизнедеятельности человека Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — З.К. Канжигалина,, Р.К. Касенова,, А.Ш. Орадова

Похожие темы научных работ по клинической медицине , автор научной работы — З.К. Канжигалина,, Р.К. Касенова,, А.Ш. Орадова

BIOLOGICAL ROLE AND IMPORTANCE OF TRACE ELEMENTS IN HUMAN LIFE

Текст научной работы на тему «Биологическая роль и значение микроэлементов в жизнедеятельности человека»