10 класс
Для обозначения всех патологических процессов, вызванных дефицитом, избытком или дисбалансом макро- и микроэлементов, используют понятие микроэлементозов. Различают природные, техногенные и ятрогенные (связанные с лечением) микроэлементозы.
микроэлементозы связаны с производственной деятельностью человека и могут быть вызваны: — избытком определенных микроэлементов и их соединений непосредственно в зоне самого производства (профессиональные микроэлементозы ); — соседством с производством (соседские микроэлементозы ); — воздушным или водным переносом микроэлементов от производства на значительные расстояния (трансгрессивные микроэлементозы ).
Природные микроэлементозы приурочены к определенным географическим зонам и связаны с геохимическим загрязнением, при котором в почве или воде некоторых территорий содержание химических элементов отличается от среднего. Такие территории называются биогеохимическими провинциями. Природные микроэлементозы, возникающие у людей, проживающих в биогеохимических провинциях, называются эндемическими заболеваниями.
При положительном геохимическом загрязнении в почве или в воде наблюдают повышенное содержание какого-либо элемента. Например, повышенное содержание стронция (река Уров, Восточная Сибирь), меди (Башкортостан), молибдена (некоторые районы Армении) приводит к гипермикроэлементозам. При отрицательном геохимическом загрязнении в почве или в воде содержание какого-либо элемента понижено. Например, пониженное содержание иода (Западная Украина), кобальта (Ярославская область). Недостаток элементов довольно легко компенсировать, вводя в пищу соответствующие добавки. Избыток элементов (положительные геохимические загрязнения) приводит к сильным медленно действующим токсикозам.
Болезнь Кашина — Бека, или уровская болезнь, встречается в Читинской и Амурской областях России и связана с повышенным содержанием стронция в питьевой воде. Она вызывает поражения костно-суставной системы, в результате чего у больного уменьшается длина тела, деформируются суставы, укорачиваются пальцы, у детей снижаются умственные способности, задерживается психическое развитие, страдает память, у животных наблюдается стронцевый рахит. Болезнь была обнаружена еще в 1884 г. у жителей в районе реки Уров в Восточной Сибири и получила название « коряжная болезнь».
Высокие концентрации Sr — результат особенностей геологического строения водовмещающих пород. Общетоксическое действие стронция связано с нарушением минерального обмена и вытеснением кальция из костной ткани. При концентрациях стронция в воде около 80 мг/л в условиях длительного использования (более трех месяцев) изменения в костной ткани необратимы и приводят к уродливости. При концентрациях стронция в воде 20—30 мг/л изменения обратимы. Такие концентрации обнаружены на севере Московской области (Талдом, Шатура, Дмитров), а также в Архангельской, Смоленской, Тульской областях (до 40 мг/л). Но даже при концентрациях 7—8 мг/л обнаружено разрушение эмали зубов. Необходимо отметить, что главную роль играет не столько избыток стронция, как его баланс с кальцием (отношение Ca / Sr ). При малых значениях этого отношения возникает уровская болезнь. Во избежание этого в таких местностях в рацион вводят повышенное содержание кальция.
Эндемический зобу людей, проживающих в зонах с природным дефицитом иода в внешней среде, и животных. Это территории ряда районов центра Европейской части территории России, Поволжья Урала, Сибири, Северного Кавказа. В процессе адаптации организма к недостаточному поступлению иода происходит увеличение массы щитовидной железы. На фоне йодной недостаточности могут происходить нарушения в формировании мозга детей — от снижения интеллекта до тяжелых форм эндемического кретинизма.
Низкое содержание в почве кобальта, меди, молибдена, хрома и марганца также может приводить к увеличению массы щитовидной железы. Эндемический флюороз ( фтороз ) вызывается избытком фтора в воде. Одним из симптомов флюороза являются желтые пятна на зубах. Фтор накапливается в волосах, зубах и костях выше нормы (норма — 53—78 мг/кг). Это провоцирует кариес зубов, изменения в скелете («мраморность» костной ткани ).
По вышенная концентрация фтора отмечается во многих регионах России — Забайкалье, Приморье, Хабаровском крае, на Кольском полуострове, а также в Московском, Якутском, Предкавказском артезианских бассейнах. Минеральную основу зубных тканей — дентина составляют гид- роксилапатит Са 5 (Р0 4 ) 3 ОН, хлоридапатит Са 5 (Р0 4 ) 3 С1 и фторапатит Ca 5 (P0 4 ) 3 F. Фторид-ион легко замещает гидроксид-ион, образуя защитный эмалевый слой фторапатита : Са 5 (Р0 4 ) 3 0Н + F" ^ Ca 5 (P0 4 ) 3 F + ОН" Фторирование питьевой воды осуществляется добавлением к ней фторида натрия NaF. Однако при содержании фтора в питьевой воде более предельно допустимой нормы (1,5 мг/л) появляются симптомы хронического отравления фтором — повышение хрупкости костей, костные деформации и общее истощение организма, что связано с химическим связыванием фосфора и кальция.
Рекомендуемый ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения) уровень содержания фтора в воде составляет 1,5 мг/л. Эндемический арсеноз, или болезнь «черной стопы», вызывается избытком мышьяка. При этом поражаются периферические сосуды с гангреной пальцев ног, стоп, пальцев рук. Высокое содержание мышьяка в подземных водах наиболее часто встречается в некоторых районах США и Аляски, а также в Чили, Аргентине, Индии, Румынии, Венгрии и на острове Тайвань.
Алюминиевая болезнь возникает в результате действия на почву кислотных дождей, которое приводит к ее закислению и выщелачиванию образующихся подвижных соединений алюминия, включающихся в пищевые цепи. Избыток алюминия в организме человека тормозит синтез гемоглобина, так как алюминий блокирует активные центры ферментов, участвующих в кроветворении. Эндемическая подагра возникает при избытке молибдена (Мо) в организме. Болезнь Коновалова — Вильсона связана с повышенным содержанием меди в организме. Болезнь па- пинг связана с действием солей бария и проникновением ионов Ва 2+ в костные ткани. Ионы Ва 2+, имея одинаковый радиус с ионом К конкурируют с ним в биохимических процессах, замещают его и возникает гипокалиемия. При недостатке меди в организме наблюдаются тяжелые отклонения в обмене веществ: медная анемия (т. н. лизуха ), экзотическая атаксия — нарушение координации движений. В рацион питания вводят растворимые соли меди.
При недостатке железа в организме человека возникает так называемая железодефицитная анемия. Дело в том, что низкая ПД К железа в воде (3 мг/л) объясняется не его биологическими свойствами, а органолептическими и техническими причинами. Оптимальный верхний порог для железа соответствует значительно большим концентрациям — 109 мг/л. Проблема железодефицита особенно актуальна в высокогорных районах. Слабо изучено физиологическое влияние биогеохимических провинций с повышенным содержанием макроэлементов, например, различных соляных вод (хлористых, сульфатных, гидрокарбонатных). Известны лишь общие положения, в частности, что избыток солей нарушает водно-солевой обмен и сказывается на функции сердечно-сосудистой системы.
Повторить § 1, подготовится к Контрольной работе 1 по теме «Элементный состав организмов ». https://edu.skysmart.ru/student/gurigepiro Слайд 27, 28, 29
Элементарный химический состав (……………………………………) Макро Микро Ультрамикро 99 % Менее 0,000001 98% 1,9 биоэлементы _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Биологическая роль элементов Элементы – знак Значение в живых организмах 1. Натрий, калий, хлор 2. Натрий, калий, кальций 3. Железо 4. Магний 5. Кобальт 6. Молибден 7. Медь 8. Йод 9. Бром 10. Цинк. 11. Селен
Выводы: 1. В состав клеток обнаружено около 70 химических элементов, встречающихся и в не живой природе – это доказательство общности ______ и _____ _______. 2. Элементный состав организмов и окружающей среды отличается – это указывает на _______________ способность организмов использовать только определенные ______ ______. 3. Живые организмы – это уникальная _____________ система. 4. Общий признак живых организмов – это единство их __________ _____ ______. 5. Каждый элемент играет определённую роль, следовательно недостаток какого-либо элемента может вызвать ______ и даже ______ организма.
