Химические элементы и организм человека

При лечение  болезни Вильсона употребляют пищу, бедную медью, и применяют хелатирующие агенты, особенно пенисилламин.

При многих других заболеваниях наблюдается увеличение меди сыворотки: так при инфекционном гепатите наблюдается увеличение сыворотки  меди в 3 раза по сравнению с нормой – 350мкг/100мл. это связано с накоплением  церулоплазмина. Повышение меди в  крови встречается при таких  заболеваниях, как лейкемия, лимфома, ревматоидный артрит, цирроз, нефрит. Высокий  уровень меди может быть связан  с различными явлениями, и  обнаружение  высоких концентраций меди сыворотки  представляет диагностическую ценность только при одновременном рассмотрение с данными других исследований. Анализ концентрации ионов меди необходимо проводить для оценки эффективности  лечения, так как уровень меди прямо пропорционален тяжести заболевания. Это положение верно при гепатитах  и злокачественных заболеваниях.

   Применение меди в медицине:

а) металлическая  медь входит в состав сплавов, из которых  изготавливают металлические зубные пломбы и коронки;

б) медный купорос  CuSO₄ · 5H₂O – антисептическое, вяжущее и прижигающее средство, применяемое наружно. Слабый раствор CuSO₄ используется в качестве глазных капель при конъюнктивитах. 

                                                                        ЦИНК 

Большое значение для организма человека имеет  цинк, в среднем в организме  находится около 3г, а суточное потребление 15мг. Дефицит цинка у человека выражается в потере аппетита, нарушении  в скелете и оволосении, повреждении  кожи, замедлении полового созревания. В нескольких случаях дефицит  цинка привёл у людей к большим  нарушениям в сенсорном аппарате, выражавшимся в извращение: вкуса  и запаха. У этих пациентов симптомы анорексии и нарушение физиологических  отравлений могут быть сняты добавками  цинка в рацион. Важную  роль цинк играет в заживлении ран. При дефиците цинка этот процесс идёт медленно вследствие снижения синтеза белка и коллагена. Из этого следует, что для улучшения заживления ран в рацион больным с дефицитом элемента следует добавлять цинк. 

                                    Неметаллы как микроэлементы. 

Необходимо учитывать, что некоторые неметаллы также являются необходимыми для функционирования организма человека.

                                                            КРЕМНИЙ 

Кремний является также необходимым микроэлементом. Это было подтверждено тщательным изучением  питания крыс с использованием различных  диет. Крысы заметно прибавили  в весе при добавлении метасиликата натрия (Na₂(SiO)₃ ^. 9H₂O) в их рацион (50мг на 100г). Цыплятам и крысам кремний нужен для роста и развитие скелета. Недостаток кремния приводит к нарушению структуры костей и соединительной ткани. Как выяснилось, кремний присутствует в тех участках кости, где происходит активная кальцинация, например в кости образующих клетках, остеобластах. С возрастом концентрация кремния в клетках падает.

О том, в каких  процессах участвует кремний  в живых системах, известно мало. Там он находится в виде кремневой  кислоты и, наверное, участвует в  реакциях сшивки углеродов. У человека богатейшим источником кремния оказалась  гиалуроновая кислота пуповины. Она  содержит 1,53мг свободного и 0,36мг связанного кремния на один грамм. 

                                                                        СЕЛЕН 

Недостаток селена вызывает гибель клеток мышц и приводит к мускульной, в частности сердечной, недостаточности. Биохимическое изучение этих состояний привело к открытию фермента глутатионпероксидазе, разрушающего пероксиды. Недостаток селена ведет к уменьшению концентрации этого фермента, что в свою очередь вызывает окисление липидов. Способность селена предохранять от отравления ртутью хорошо известна. Гораздо менее известен тот факт, что существует корреляция между высоким содержанием селена в рационе и низкой смертностью от рака. Селен входит в рацион человека в количестве 55 – 110мг в год, а концентрация селена в крови составляет 0,09 – 0,29мкг/см. При приёме внутрь селен концентрируется в печени и почках. Ещё один пример защитного действия селена от интоксикации лёгкими металлами является его способность предохранять от отравления соединениями кадмия. Оказалось, что как и в случае с ртутью, селен вынуждает эти токсические ионы связываться с ионными активными центрами, с теми, на которое их токсическое действие не влияет.

                                                                МЫШЬЯК

Несмотря на хорошо известные токсические действия мышьяка и его соединений, имеются  достоверные данные согласно которым  недостаток мышьяка приводит к понижению  рождаемости и угнетению роста, а добавление в пищу арсенита натрия привело к увеличению скорости роста  у человека. 

                                                            ХЛОР и БРОМ

Анионы галогенов  отличаются от всех тем, что они представляют собой простые, а не оксо – анионы. Хлор распространён чрезвычайно  широко, он способен проходить сквозь мембрану и играет важную роль в  поддержание осмотического равновесия. Хлор присутствует в виде соляной  кислоты в желудочном соке. Концентрация соляной кислоты в желудочном соке человека равна 0,4-0,5%.

По поводу роли брома как микроэлемента существуют некоторые сомнения, хотя достоверно известно его седативное действие. 

                                                                  ФТОР

Для нормального  роста фтор совершенно необходим, и  его недостаток приводит к анемии. Большое внимание было уделено метаболизму  фтора в связи с проблемой  кариеса зубов, так как фтор предохраняет зубы от кариеса. 

  Кариес зубов  изучен достаточно подробно. Он  начинается с образования на  поверхности зуба пятна. Кислоты,  вырабатываемые бактериями, растворяют  под пятном зубную эмаль, но, как ни странно, не с её  поверхности. Часто верхняя поверхность  остаётся неповреждённой до тех  пор, пока участки под ней  не окажутся полностью разрушенными. Предполагается, что на этой стадии  фторид – ион может облегчать  образования аппатита. Таким образом, совершается реминелизация начавшегося повреждения.

Фтор используют для предотвращения разрушений зубной эмали. Можно вводить фториды  в зубную пасту или же непосредственно  обрабатывать ими зубы. Концентрация фтора, необходимая для предотвращения кариеса, составляет в питьевой воде около 1мг/л, но уровень потребления  зависит не только от этого. Применение высоких концентраций фторидов (более8мг/л) может неблагоприятным образом  повлиять на тонкие равновесные процессы образования костной ткани. Чрезмерное поглощение фторидов приводит к фторозу. Фтороз приводит к нарушениям в работе щитовидной железы, угнетению роста  и поражению почек. Длительное воздействие  фтора на организм приводит к минерализации тела. В итоге деформируются кости, которые даже могут срастись, и происходит кальцификация связок. 
 

                                                               ЙОД

      Основной  физиологической роль йода является участие в метаболизме щитовидной железы и присущих ей гормонах. Способность  щитовидной железы аккумулировать йод  присуща также слюнным и молочным железам. А также некоторым другим органам. В настоящее время, однако, считают, что ведущую роль йод  играет только в жизни деятельности щитовидной железы.

Недостаток йода приводит к возникновению характерных  симптомов: слабости, пожелтению кожи, ощущение холода и сухости. Лечение  тиреоидными гормонами или йодом  устраняет эти симптомы. Недостаток тереоидных гормонов может привести к увеличению щитовидной железы. В  редких случаях (отягощение в организме  различных соединений, мешающих поглощению йода, например тиоцианата или антитиреоидного  агента – гоитрина, имеющегося в  различных видах капусты) образуется зоб. Недостаток йода особенно сильно отражается на здоровье детей –  они отстают в физическом и  умственном развитии. Йод дефицитная диета во время беремености приводит к рождению гипотироидных детей (кретинов).

Избыток гормонов щитовидной железы приводит к истощению, нервозности, тремору, потере веса и  повышенной потливости. Это связано  с увеличением пероксидазной  активности и вследствие этого с  увеличением йодирования тиреоглобулинов. Избыток гормонов может быть следствием опухоли щитовидной железы. При лечение  используют радиоактивные изотопы  йода, легко усваивающиеся клетками щитовидной железы. 

                                                               ФОСФОР

Значение фосфора  и его роль в обменных процессах  организма определяется соединениями, в состав которых он входит. Неорганический фосфор выполняет структурные функции: входит в состав костной ткани  и фосфолипидов мембранных структур клетки; является компонентом буферной системы крови, других биологических  жидкостей, обеспечивает поддержание  кислотно-щелочного равновесия. 
Органические соединения фосфора входят в состав нуклеиновых кислот и принимают участие в процессах роста, деления клеток, хранения и использования генетической информации; являются центральным звеном энергетического обмена (в результате эстерификации неорганического фосфата и его связывания в виде богатой энергией пирофосфатной связи АТФ); участвуют в ферментативных процессах, обеспечивая проявление биохимических функций ряда витаминов, регуляцию обменных процессов (через цАМФ), проведение нервного импульса и мышечного сокращения. 
 
 
 
 

Таблица 3. Характерные симптомы дефицита химических элементов в организме человека

Встречаются элементы, которые в относительно больших  количествах являются ядами, а в  низких концентрациях оказывают  полезное влияние. Например, мышьяк - сильный  яд, нарушающий сердечно-сосудистую систему  и поражающий почки и печень, в  небольших дозах полезен, и врачи  прописывают его для улучшения  аппетита. Кислород, необходимый человеку для дыхания, в высокой концентрации (особенно под давлением) оказывает  ядовитое действие.

Из этих примеров видно, что концентрация элемента в  организме играет весьма существенную, а порой и катастрофическую роль. Среди элементов имеются и  такие, которые в малых дозах  обладают эффективными лечащими свойствами. Так, давно было замечено бактерицидное (вызывающее гибель различных бактерий) свойство серебра и его солей. Например, в медицине раствор коллоидного  серебра (колларгол) применяют для  промывания гнойных ран, мочевого пузыря, при хронических циститах и уретитах, а также в виде глазных капель при гнойных конъюктивитах и  бленнорее. Карандаши из нитрата  серебра применяют для прижигания бородавок, грануляций. В разбавленных растворах (0,1-0,25%) нитрат серебра используют как вяжущее и противомикробное средство для примочек, а также  в качестве глазных капель. Ученые считают, что прижигающее действие нитрата серебра связано с  его взаимодействием с белками  тканей, что приводит к образованию  белковых солей серебра - альбуминатов. Серебро пока не относят к жизненно необходимым элементам, однако уже  экспериментально установлено его повышенное содержание в мозгу человека, в железах внутренней секреции, печени. В организм серебро поступает с растительной пищей, например с огурцами и капустой.