Влияние химических элементов на организм человека (Свинец, медь, хром, мышьяк, алюминий, ртуть, никель, селен, цинк, молибден)

Российский Государственный  Социальный Университет

Факультет охраны труда и  окружающей среды

Кафедра социальной экологии и природопользования

 

 

 

Доклад по геохимии

на тему:

Влияние химических элементов  на организм человека( Свинец,медь,хром, мышьяк,алюминий,ртуть,никель,селен,цинк,молибден)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

 студентка группы Эко-Д-4

Полкунова О.С.

Проверила: Зубкова В.М.

 

 

Москва 2010

 

 

 

Цинк

Цинк относится к  важным и незаменимым для жизнедеятельности  организма человека микроэлементам. По содержанию в человеческом организме  этот элемент находится на втором месте после железа. Способность  цинка принимать участие в  процессах лигандообразования с  органическими молекулами объясняет  чрезвычайно широкий спектр его  участия в разных биологических  системах. Это сопровождается и относительной  безопасностью этого элемента, особенно отсутствием оксидантных свойств (в отличие от железа и меди), что  улучшает транспорт и метаболизм цинка в организме и способствует быстрому усвоению его клетками. Цинк незаменим для генной экспрессии и метаболизма нуклеиновых кислот, а соответственно и всех процессов  клеточного роста и дифференциации. Цинк является структурным компонентом  биологических мембран, клеточных  рецепторов, протеинов, входит в состав более чем 200 энзиматических систем Дефицит цинка может возникать  по многим причинам, в частности  при несоответствующем питании, нарушении процессов всасывания в слизистой кишечника, неадекватном или нарушенном связывании цинка  с альбуминами, плохом усвоении цинка  клетками, конкурировании его с другими  металлами (например, кальцием или кадмием), соблюдении диеты с высоким содержанием  клетчатки, ухудшающей всасывание цинка, нарушении синтеза трансферина, дисфункции поджелудочной железы, диарее (Tiber А. М. et al, 1980). Повышенному риску  развития дефицита цинка подвергаются вегетарианцы, больные сахарным диабетом, злоупотребляющие алкоголем, а также  спортсмены.

Дефицит цинка обусловливает  целый ряд заболеваний. У подавляющего большинства пациентов возникновение  обычных угрей сопровождается дефицитом  цинка. Использование этого микроэлемента  является патогенетически оправданным, так как он угнетает активность сальных  желез, снижает фосфатазную активность нейтрофилов (Hillstrom L. et al., 1977). Комплексная  терапия, включающая препараты цинка, дает хорошие клинические результаты даже у больных без выраженных признаков дефицита этого микроэлемента. Кроме того, цинк можно эффективно применять для лечения пациентов  с гнездовой и злокачественной  алопецией, по поводу генерализованного  зуда после отмены длительной кортикостероидной  терапии.

Считают, что недостаток цинка вызывает появление белых  пятен на ногтях и их ломкость (Pfeiffer С. С., 1975). С помощью препаратов цинка  ломкость ногтей можно устранить.

Цинк ускоряет процесс  заживления послеоперационных ран, пролежней, ожогов. Значительное ускорение  процесса заживления ран наблюдалось  у пациентов, которые получали 150 мг сульфата цинка в день. Полностью  эти больные выздоравливали через 5–6 дней, пациенты контрольной группы - через 80 дней. Но положительный эффект может наблюдаться не у всех, так  как процесс заживления ран зависит  от индивидуального цинкового статуса (Hallbook Т., 1977).

Цинк применяют у  пациентов с болезнью Крона. Цинк, фолиевая кислота, витамин В12, дефицит  которых наблюдается при болезни  Крона, необходимы для восстановления структуры клеток кишечника. Врачи  рекомендуют употреблять цинк в  дозе 25–50 мг (сбалансировав с 2–4 мг меди, 800 мкг фолиевой кислоты и 800 мкг витамина В12) для улучшения  процесса всасывания питательных веществ  в кишечнике С возрастом у  больных нарушается восприятие вкуса  и запаха, снижается аппетит, изменяется восприятие определенных вкусовых и  обонятельных ощущений. Предполагают, что дефицит цинка вызывает неприятные вкусовые ощущения в ротовой полости. Эти явления могут быть следствием болезни Крона, хронической почечной недостаточности, термических ожогов, муковисцидоза, применения пенициламина по поводу болезни Вильсона - заболеваний, сопровождаемых дефицитом цинка. Использование  препаратов цинка уменьшает интенсивность  этих явлений. Кроме того, препараты  цинка широко применяются в лечении  пациентов с онкологическими  заболеваниями головы и шеи, при  которых (по причине радиотерапии) нарушены вкусовые ощущения. На основе проведенных исследований доказано, что пероральный прием цинка в форме сульфата цинка на протяжении всего курса радиотерапии предупреждает и эффективно корригирует вышеуказанные симптомы Гемиралопия является первым признаком дефицита витамина А и недостатка цинка, который влияет на активность ретинолдегидрогеназы - энзима, необходимого для нормального функционирования витамина А и, соответственно, для остроты зрения. Врачи советуют принимать 15–30 мг цинка в день для поддержания нормальной остроты зрения в сумерках. Поскольку длительное применение цинка может обусловить снижение уровня меди в крови, необходимо одновременно принимать 1–3 мг меди У пожилых людей развивается заболевание глаз, связанное с возрастными изменениями и дефицитом цинка - макулярная дегенерация, которая может привести к необратимой слепоте в старческом возрасте. Так как цинк является коферментом двух важных энзимов, необходимых для функционирования сетчатки, было проведено двойное слепое клиническое исследование с использованием 80 мг цинка и плацебо на протяжении 2 лет у пациентов с макулярной дегенерацией. Благодаря применению цинка удалось предупредить развитие слепоты у 42% пациентов. Аналогичные исследования проводили с назначением 100 мг цинка 2 раза в день у больных с макулярной дегенерацией. После 24 месяцев лечения препаратами цинка развитие слепоты было предупреждено у большинства пациентов. Побочные эффекты были минимальны

Естественные источники цинка

Цинк содержится в устрицах, постной говядине, молоке, в муке грубого помола, миндале, арахисе, тыквенных  семечках, зеленых листовых овощах.

Много цинка содержится в семена кунжута, масляничного растения (Sesamum indicum L.), семейство кунжутовых Pedaliaceae R.Rr. Его родиной считается Африка. Выращивается в Индии, Иране, Средней  Азии, Закавказье. Семена кунжута содержат жирные масла (до 60% кунжутного масла), белки, витамины Е, С, В15. В китайской  медицине кунжут применяют как тонизирующее и антитоксическое средство.

Препараты цинка

Принимать препараты цинка  необходимо спустя длительное время  после приема пищи. Некоторые составляющие пищи, например, фолиевая кислота (содержится в зеленых овощах), соли фитиновой  кислоты (содержится в зерне) а также  молочные продукты и яйца ухудшают поглощение цинка. Одновременный прием  препаратов железа, меди или кальция  также ухудшает усвоение цинка. Всасывание цинка худшает олово (покрытие консервных банок).

Селен химический элемент таблицы Менделеева

Селен, занимающий 34-ю ячейку таблицы Менделеева, незаменим для жизнедеятельности человека и животных. Cелен биологически активный микроэлемент, входящий в состав большинства гормонов и ферментов (активный центр которых состоит из 4-х атомов селена) и связанный таким образом со всеми органами и системами, поступление которого наряду с другими микроэлементами необходимо для поддержания нормального функционирования организма. Воспроизводство поколений, развитие, старение - селен активно участвует в каждом из этих процессов.

Биологическая роль селена связана с его антиоксидантными свойствами, обусловленными участием селена в построении, в частности, одного из ключевых антиоксидантных ферментов - глутатионпероксидазы.

Дефицит селена ведет к усилению перекисного окисления липидов - неферментативному цепному процессу, неадекватное развитие которого грозит грубым и необратимым повреждением мембран клеток, т.е. развитию типовых процессов поражения клетки, лежащих в основе возникновения многих патологических состояний.

Из-за неравномерного распределения элемента в различных  регионах земного шара, в связи  с экологическими факторами, в ряде стран выявляются болезни, связанные  с его недостатком (Канада, США, Австралия, Германия, Франция, Китай, Финляндия  и др.). Дефицит селена может вызвать заболевания разных органов и систем, протекающие, как правило, на фоне пониженной кислотности; является причиной преждевременного старения и уменьшения продолжительности жизни человека и животных.

Экспериментальные исследования и работы ученых многих стран по изучению биологической  роли селена показали, что селеновые препараты оказывают хороший лечебный и профилактический эффект при многих заболеваниях, о которых пойдет речь далее, а также способствуют очищению организма от шлаков и различных токсичных веществ, селен повышают иммунитет и усиливают процессы саморегуляции организма.

Универсальность селена в профилактике и лечении самой  различной патологии объясняется  общностью происхождения всех клеток организма, созданием ферментативных систем по одному подобию, где центром  является селен.

Территория России также относится к селенодефицитным, например, северные регионы, Восточная Сибирь, Забайкалье, Урал, Поволжье, Якутия. Бурятия, Республика Коми. Так, у жителей Восточной Сибири и Забайкалья уровень селена почти в два раза ниже нормы, как и в некоторых других районах на территории Архангельской, Нижегородской, Карельской, Ленинградской, Тюменской, Омской, Томской, Новосибирской областей. Дефицит селена наблюдается у жителей Марийской, Мордовской республик, в Татарстане. В ряде регионов страны дефицит селена, помимо природных факторов, связан с повышенной токсичностью окружающей среды (Челябинская, Свердловская, Кемеровская области, Алтайский край). Чем тщательнее обрабатывается почва, тем больше мы теряем селен.

Селен вымывается водой (и, в конце  концов, выносится в море), разносится ветром, и его становится все меньше. В результате на планете становится все больше районов с почвой бедной селеном. В этих районах чаще встречаются  болезни, вызванные селенодефицитом.

Для чего нужен селен?

• При воздействии этих доз наблюдается улучшение углеводно-фосфорного обмена,
• селен имеет антигистаминный и антиаллергический эффект,
• селен имеет антиканцерогенное действие,
• селен оказывает позитивное влияние на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы,
• селен влияет на предупреждение поздних токсикозов беременности,
• селен оказывает влияние на течение инфекционного процесса.
• Эффективно применение соединений селена в лечении дистрофических, токсических, некротических поражений тканей и органов.

 

Медь Cu в определенных количествах необходима для нормального функционирования человека и животных. Клиническая практика показала, что в ряде случаев возникновение анемии у человека было связано с недостатком меди в продуктах питания. Суточная потребность взрослого человека в меди, по данным ВОЗ, определяется в 2-5 мг или 30 мкг/кг массы тела. Максимально допустимое суточное поступление - 50 мкг/кг.  
Лишь небольшая часть меди в организме человека находится в виде свободных ионов, основная же часть связана в виде комплексных соединений с белками. Основным белком, содержащим медь, является церулоплазмин. Медь входит в состав ряда важных ферментов, принимающих участие в окислительно-восстановительных реакциях, - цитохромоксидазы, аминооксидазы и др.  
Однако в избыточных количествах медь оказывает токсическое действие. При попадании в организм с пищей, содержащей более 50 мкг/кг, наблюдаются характерные признаки отравления -металлический вкус во рту, неукротимая рвота, боли в животе. При поступлении в меньших количествах медь накапливается в печени, что вызывает физиологические расстройства в организме - тошноту, рвоту, желудочную боль.  
Некоторые соединения меди играют роль катализаторов окислительных процессов в пищевых продуктах. Кроме того, ряд соединений меди разрушают витамины С и А, ухудшают органолептические показатели, способствуют образованию токсичных продуктов окисления липидов. Вследствие отмеченных свойств допустимые нормы содержания меди в продуктах устанавливают часто ниже норм, определенных по токсикологическим показателям.  
Как попадает в наш организм медь? Очень часто опять-таки через сточные воды химических и фармацевтических производств. Например, при производстве витамина В2 в сточных водах содержится 65 мг/л меди. Правда, сейчас учеными Института органической химии им. Н.Д.Зелинского РАН разработан метод очистки стоков, снижающий содержание в них меди с 65 до 0,15 мг/л. 

 

Мышьяк As - химический элемент из группы неметаллов, содержится в небольших количествах во всех животных и растительных организмах. Мышьяк - высокотоксичный кумулятивный яд, поражающий нервную систему. Попадает мышьяк с пищей и накапливается главным образом в печени, селезенке, почках и крови (в эритроцитах), а также волосах и ногтях.  
Этот факт используется в судебной медицине для проведения анализа волос и ногтей при подозрении на отравление мышьяком. Выделяется мышьяк с потом, мочой и другими продуктами обмена веществ. Смертельная доза - 200 мг. Хроническая интоксикация наблюдается при потреблении 1-5 мг в сутки. При остром отравлении симптомы его обычно наступают через 20-30 мин. При этом наблюдаются резко выраженные признаки расстройства желудочно-кишечного тракта, чувство жжения и металлического вкуса во рту. Отмечается резкая общая и сердечная слабость, резкое снижение кровяного давления, потеря сознания. Нередко отравление заканчивается летальным исходом. Если пострадавшего удается вывести из тяжелого состояния, у него наблюдаются угнетение центральной нервной системы, изнурительные боли в конечностях. ФАО и ВОЗ установлена недельная безопасная доза - 5 мкг/кг массы тела. Для более токсичных неорганических соединений мышьяка установлена норма 2 мкг/кг массы тела в сутки, т. е. 138 мкг в сутки для человека массой 69 кг.  
Поступая из желудочно-кишечного тракта, мышьяк и различные мышьяковистые соединения быстро поглощаются тканями организма, особенно печенью. Токсическое действие мышьяка связано с нарушением им окислительных процессов в тканях вследствие блокады ряда ферментных систем организма. Наиболее быстро под влиянием мышьяка разрушается нервная ткань.  
Долгое время мышьяк считался классическим ядом, и это привело к постоянному ужесточению его ПДК. В многолетних опытах на животных при определении недостатка мышьяка наблюдались неоднократные случаи внезапной смерти от сердечной недостаточности. Кроме того, дефицит мышьяка вызывает задержку роста животных и деформацию их конечностей.  
Медики установили, что в малых количествах мышьяк оказывает благотворное действие на организм человека: улучшает кроветворение, повышает усвоение азота и фосфора, ограничивает распад белков и ослабляет окислительные процессы. Эти свойства мышьяка используются при назначении с лечебной целью мышьяковистых препаратов. Неорганические препараты (раствор арсената (III) натрия, мышьяковистый ангидрид и др.) назначают при истощении, малокровии, некоторых кожных заболеваниях. В зубоврачебной практике применяют пасту с мышьяковистым ангидридом ("белый мышьяк"). Органические препараты мышьяка применяются при лечении возвратного тифа, малярии и ряда других инфекционных заболеваний.