» » Сведения о биологической роли макро- и микроэлементов

 

Сведения о биологической роли макро- и микроэлементов

Автор: admin от 7-12-2017, 21:52, просмотров: 1174

0

СВЕДЕНИЯ О БИОЛОГИЧЕСКОЙ РОЛИ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

Эссенциальные и условно-эссенциальные элементы

№ п/п

Символ

Основные функции в организме

Возможные причины дефицита

Возможные причины избытка

  1.  

Ag

Серебро. Вопрос о физиологической роли серебра изучен недостаточно хорошо. Серебро относят к условно-эссенциальным и потенциально-токсичным элементам. Известно, что в организме серебро образует соединения с белками, может блокировать тиоловые группы ферментных систем, угнетать тканевое дыхание. В плазме крови серебро связывается с глобулинами, альбуминами и фибриногеном. При длительном контакте с серебром в производственных условиях этот элемент может накапливаться в печени, почках, коже и слизистых оболочках. Установлено, что лейкоциты могут фагоцитировать серебро и доставлять его к очагам воспаления.

Недостаточное поступление.

Поступление серебра в организм в токсических дозах (в результате несчастных случаев); поступление в организм металлического серебра (при длительном контакте); вдыхание пыли бромистого и сернистого серебра в производственных условиях; длительное лечение препаратами азотнокислого серебра.

  1.  

Al

Алюминий входит в состав множества биомолекул, образовывая прочные связи с атомами кислорода или азота. Алюминий является постоянной составной частью клеток, где преимущественно находится в виде Al 3+. Его присутствие в том или ином виде обнаружено практически во всех органах человека. Алюминий играет в организме важную физиологическую роль, – он участвует в образовании фосфатных и белковых комплексов; процессах регенерации костной, соединительной и эпителиальной ткани; оказывает, в зависимости от концентрации, тормозящее или активирующее действие на пищеварительные ферменты; способен влиять на функцию околощитовидных желез. Алюминий в небольших количествах необходим для организма, и особенно для костной ткани, в случае же его избытка этот металл может представлять серьезную опасность для здоровья. В целом алюминий относят к токсичным (иммунотоксичным) элементам. Пониженное содержание алюминия в волосах может свидетельствовать о нарушении обменных процессов в костной ткани, передозировке комплексонов, алкалозе ("защелачивании") организма.

Недостаточное поступление.

Острые отравления солями алюминия на производстве; избыточное поступление в условиях повышенного содержания алюминия, его окислов и солей в пище, питьевой воде, воздухе; поступление с лекарственными препаратами, дезодорантами; хроническая почечная недостаточность.

  1.  

Au

Золото. В настоящее время известно, что золото может входить в состав металлопротеидов, взаимодействовать с медью и с протеазами, гидролизующими коллаген, также как и с эластазами и другими активными компонентами соединительной ткани. Золото может вовлекаться в процессы связывания гормонов в тканях.

Недостаточное количество в питьевой воде и продуктах питания.

Избыточное поступление;
передозировка при лечении препаратами золота.

  1.  

B

Бор играет существенную роль в обмене углеводов и жиров, ряда витаминов и гормонов, влияет на активность некоторых ферментов. Показано, что введение борнокислого натрия в дозе 5-10 мг/кг вызывает повышение уровня сахара в крови. Под влиянием боратов инактивируются витамины B2 и В12, угнетается окисление адреналина. In vitro бор ингибирует активность двух классов ферментов. Во-первых, это тирозиннуклеотидзависимые и флавиннуклеотидзависимые оксиредуктазы (алкогольдегидрогеназа, альдегиддегидрогеназа, ксантиндегидрогеназа и цитохром-В5-редуктаза). Бораты конкурируют с ферментами за НАД и ФАД. Во-вторых, бораты (или производные соединений бора), могут связываться с активными центрами таких ферментов как химотрипсин, субтилизин, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа. У женщин в период постменопаузы устранение дефицита бора сопровождается повышением уровня 17 бета-эстрадиола в сыворотке крови и меди в плазме крови. Улучшаются показатели ЭЭГ, память, нормализуются поведенческие реакции. Имеются данные, свидетельствующие о том, что бор играет регуляторную роль по отношению к паратгормону и поэтому может косвенным образом влиять на метаболизм кальция, магния, фосфора и витамина D.

Недостаточное поступление бора; нарушение регуляции обмена бора.

Избыточное поступление.

  1.  

Br

Бром относят к условно-эссенциальным элементам. В организм человека бром попадает с растительной пищей, главным образом, с зерновыми и орехами, и с рыбой. Бромид натрия (NaBr) участвует в активации пепсина, активизирует некоторые ферменты, в частности, липазы и амилазы поджелудочной железы, которые участвуют в переваривании жиров и углеводов. Ионы Br угнетают деятельность щитовидной железы, являясь антагонистами йодидов, и при хроническом воздействии замедляют их усвоение. Бромиды участвуют в регуляции ЦНС, усиливая процессы торможения.
При хронической интоксикации соединениями брома в условиях производства, при длительном приеме внутрь препаратов брома или их индивидуальной непереносимости, могут развиваться различные симптомокомплексы, известные как бромизм и бромодерма. При остром отравлении наблюдается "бромистое оглушение" с ослаблением внимания к внешним воздействиям, расстройством походки, затруднением речи.

Недостаточное поступление.

Избыточное поступление; нарушение регуляции обмена брома.

  1.  

Ca

Кальций очень активен: доминирующее положение этого элемента в конкуренции с другими металлами и соединениями за активные участки белков, определяется химическими особенностями иона кальция – наличием двух валентностей и сравнительно небольшим атомным радиусом. Поэтому кальций может успешно конкурировать с радионуклидами и тяжелыми металлами на всех этапах метаболизма. Метаболизм кальция находится под влиянием околощитовидных желез, кальцитонина (гормон щитовидной железы) и кальциферолов (витамин D). Кальций обладает высокой биологической активностью, выполняет в организме многообразные функции, среди которых: регуляция внутриклеточных процессов; регуляция проницаемости клеточных мембран; регуляция процессов нервной проводимости и мышечных сокращений; поддержание стабильной сердечной деятельности; формирование костной ткани, минерализация зубов; участие в процессах свертывания крови.

Низкое содержание кальция в пищевых продуктах и воде; неадекватное питание, голодание; нарушения абсорбции кальция в кишечнике (дисбактериоз, кандидоз, пищевые аллергии и т.д.); избыточное поступление в организм фосфора, свинца, цинка, магния, кобальта, железа, калия, натрия; недостаток кальциферолов (витамина D); заболевания щитовидной железы;  дисфункция околощитовидных желез; повышенная потребность в кальции в период роста, при беременности и лактации, в постменопаузу; усиленный расход кальция в результате стрессорных воздействий; чрезмерного употребления кофеин-содержащих продуктов, курения; усиленное выведение кальция из организма в результате длительного применения мочегонных и слабительных средств; заболевания почек; панкреатит; длительная иммобилизация больных; избыток в организме фосфора, магния, калия, натрия, железа, цинка, свинца, кобальта; другие нарушения метаболизма кальция в организме.

Избыточное поступление; нарушения метаболизма кальция, в том числе связанные с расстройствами регуляции (заболевания и травмы нервной системы, нарушения функции околощитовидных желез и щитовидной железы и т.д.); длительный прием в больших дозах кальцийсодержащих лекарственных препаратов и БАДП; гипервитаминоз D.

  1.  

Co

Кобальт входит в состав молекулы цианокобаламина, активно участвует в ферментативных процессах и образовании гормонов щитовидной железы, угнетает обмен йода, способствует выделению воды почками. Кобальт повышает усвоение железа и синтез гемоглобина, является мощным стимулятором эритропоэза. Процесс кроветворения у человека и животных  может осуществляться только при нормальном взаимодействии трех биоэлементов – кобальта, меди и железа. Следует отметить, что механизм влияния кобальта на гемопоэз продолжает оставаться неясным. Известно, что при введении кобальта в костный мозг увеличивается образование молодых эритроцитов и гемоглобина. Однако для этого необходимо наличие в организме достаточного количества железа.
Дефицит кобальта часто встречается у вегетарианцев, лиц с нарушениями функций органов желудочно-кишечного тракта, спортсменов, испытывающих повышенные физические нагрузки; а также при кровопотерях и глистной инвазии.
Не смотря на то, что избыточное поступление кобальта в организм встречается довольно редко, этот процесс сопровождается различными нарушениями здоровья. Повышенное содержание кобальта может наблюдаться у лиц, работающих в металлургической, стекольной и цементной промышленности. Пыль, содержащая соединения кобальта, при поступлении в легкие способна вызывать отек и легочные кровотечения. Повышенное количество кобальта в организме может наблюдаться при избыточном приеме витамина В12. Соли кобальта используются при производстве некоторых сортов пива, что в ряде случаев приводит к развитию у потребителей "кобальтовой" кардиопатии.

Недостаточное поступление; нарушение регуляции обмена; атрофия слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта; пониженная кислотность желудочного сока; снижение функции поджелудочной железы; глистная инвазия; дефицит витамина В12.

Избыточное поступление.

  1.  

Cr

Хром – жизненно важный микроэлемент, который является постоянной составной частью клеток всех органов и тканей. Перечислим основные функции хрома в организме: хром участвует в регуляции синтеза жиров и обмена углеводов, способствует превращению избыточного количества углеводов в жиры; входит в состав низкомолекулярного органического комплекса - фактора толерантности к глюкозе, обеспечивающего поддержание нормального уровня глюкозы в крови; вместе с инсулином действует как регулятор уровня сахара в крови, обеспечивает нормальную активность инсулина; способствует структурной целостности молекул нуклеиновых кислот; участвует в регуляции работы сердечной мышцы и функционировании кровеносных сосудов; способствует выведению из организма токсинов, солей тяжелых металлов, радионуклидов.
Хотя хром является жизненно важным элементом, при избыточном поступлении в организм он может стать опасным токсикантом. Соединения хрома токсичны для человека.

Недостаточное поступление извне; нарушение регуляции обмена; повышенное расходование (напр., беременность);
усиленное выведение хрома из организма, в условиях повышенного содержания в пище углеводов (избыточное потребление белого хлеба, сладостей, макаронных изделий);
увеличение выведения хрома с мочой в результате повышенных физических нагрузок.

Избыточное поступление извне (повышенная концентрация в воздухе, избыточный прием с хром-содержащими биодобавками, усиленное всасывание при недостатке цинка и железа); нарушение регуляции обмена хрома.

  1.  

Cu

Медь является жизненно важным элементом, который входит в состав многих витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в процессах обмена веществ, в тканевом дыхании и т.д. Медь имеет большое значение для поддержания нормальной структуры костей, хрящей, сухожилий (коллаген), эластичности стенок кровеносных сосудов, легочных альвеол, кожи (эластин). Медь входит в состав миелиновых оболочек нервов. Действие меди на углеводный обмен проявляется посредством ускорения процессов окисления глюкозы, торможения распада гликогена в печени. Медь входит в состав многих важнейших ферментов, таких как цитохромоксидаза, тирозиназа, аскорбиназа и др. Медь присутствует в системе антиоксидантной защиты организма, являясь кофактором фермента супероксиддисмутазы, участвующей в нейтрализации свободных радикалов кислорода. Этот биоэлемент повышает устойчивость организма к некоторым инфекциям, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков. Медь обладает выраженным противовоспалительным свойством, смягчает проявления аутоиммунных заболеваний (напр., ревматоидного артрита), способствует усвоению железа

Недостаточное поступление; длительный прием кортикостероидов, нестероидных противовоспалительных препаратов, антибиотиков; нарушение регуляции обмена меди.

Избыточное поступление в организм (вдыхание паров и пыли соединений меди в условиях производства, бытовые интоксикации растворами соединений меди, использование медной посуды); нарушение регуляции обмена меди.

  1.  

Fe

Железо. Важная роль железа для организма человека установлена еще в XVIII в. Основной функцией железа в организме является перенос кислорода и участие в окислительных процессах (посредством десятков железосодержащих ферментов). Железо входит в состав гемоглобина, миоглобина, цитохромов. Большая часть железа в организме содержится в эритроцитах; много железа находится в клетках мозга. Железо играет важную роль в процессах выделения энергии, в ферментативных реакциях, в обеспечении иммунных функций, в метаболизме холестерина. Насыщение клеток и тканей железом происходит с помощью белка трансферрина, который способен переносить ионы трехвалентного железа. Лигандные комплексы железа стабилизируют геном, однако в ионизированном состоянии могут являться индукторами ПОЛ, вызывать повреждение ДНК и провоцировать гибель клетки. Дефицит, так же как и избыток железа, отрицательно влияют на здоровье человека.

Недостаточное поступление (неадекватное питание, вегетарианская диета, недоедание); снижение всасывания железа в кишечнике; нарушение регуляции обмена витамина С; избыточное поступление в организм фосфатов, оксалатов, кальция, цинка, витамина Е; поступление в организм железосвязывающих веществ (комплексонов); отравление свинцом, антацидами; усиленное расходование железа (в периоды интенсивного роста и беременности); потери железа связанные с травмами, кровопотерями при операциях, обильными менструациями,  язвенными болезнями, донорством, занятиями спортом; гормональные нарушения (дисфункция щитовидной железы); гастриты с пониженной кислотообразующей функцией, дисбактериоз; различные системные и опухолевые заболевания; глистная инвазия.

Избыточное поступление извне (напр., при повышенном содержании в питьевой воде); заболевания печени, селезенки, поджелудочной железы (в том числе, в результате хронического алкоголизма); нарушение регуляции обмена железа.

  1.  

Ge

Германий. В организм человека германий поступает с пищей. Значительное количество германия содержится в чесноке, рыбе, отрубях, овощах, семенах, грибах, корне женьшеня. Германий хорошо абсорбируется организмом (около 95%) и относительно равномерно распределяется по органам и тканям (как во внеклеточных, так и внутриклеточных пространствах). Германий не токсичен; доза 100 мг/кг (внутрь) и 4 мг/кг (внутримышечно) при однократном введении не оказывают на человека токсического действия. Германий выводится из организма преимущественно с мочой (90%).
В организм человека германий поступает с пищей. Значительное количество германия содержится в чесноке, рыбе, отрубях, овощах, семенах, грибах, корне женьшеня. Германий хорошо абсорбируется организмом (около 95%) и относительно равномерно распределяется по органам и тканям (как во внеклеточных, так и внутриклеточных пространствах). Германий не токсичен; доза 100 мг/кг (внутрь) и 4 мг/кг (внутримышечно) при однократном введении не оказывают на человека токсического действия. Германий выводится из организма преимущественно с мочой (90%). Отходы угледобывающей и коксовой промышленности служат источником загрязнения окружающей среды германием. В золе лигнита содержится до 120 мкг/г германия. Неорганические соли германия более токсичны, чем органические. Имеются данные о смертельных случаях отравления БАДП, содержащих органические соли германия и одновременно загрязненных неорганическими солями германия.

недостаточное поступление.

Избыточное поступление; нарушение регуляции обмена германия.

  1.  

J

Йод. Основными источниками йода для организма человека являются морепродукты, а также применяемые в пищевой промышленности йодофоры и йодированная соль. Содержание йода в пищевых продуктах и питьевой воде значительно варьируется. Количество йода во фруктах и овощах зависит от состава почвы и удобрений, а также от того, какую обработку прошли эти продукты. Наиболее богаты йодом такие морепродукты, как треска, красные и бурые водоросли, пикша, палтус, сельдь, сардины, креветки. Таким образом, йод поступает в организм с продуктами растительного и животного происхождения и отчасти с водой. Всасывается йод преимущественно в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта. Прием натуральных продуктов не вызывают побочных эффектов, даже при избыточном содержании в них йода. Йод обладает высокой физиологической активностью и является обязательным структурным компонентом тиреотропного гормона и тиреоидных гормонов щитовидной железы. Перечислим основные функции йода в организме: участие в регуляции скорости биохимических реакций; участие в регуляции обмена энергии, температуры тела; участие в регуляции белкового, жирового, водно-электролитного обмена; участие в регуляции обмена некоторых витаминов; участие в регуляции дифференцировки тканей, процессов роста и развития организма, в том числе нервно-психического; индукция повышения потребления кислорода тканями.
Около 1 млрд. человек на земле страдают от дефицита йода. Основной причиной снижения содержания йода в организме является недостаточный уровень этого элемента в пище и воде, что, в свою очередь, приводит к развитию йододефицитных состояний и заболеваний (эндемический зоб, гипотиреоз, дистериоз, кретинизм и др.), которые сопровождаются разнообразными функциональными и структурными нарушениями.

Недостаточное поступление (снижение потребления морепродуктов; прекращение йодной профилактики); наличие в пище струмогенных факторов, препятствующих усвоению и утилизации йода; прием фармпрепаратов, обладающих струмогенным действием; нарушение регуляции обмена; повышение радиационного фона; загрязнение окружающей среды; аллергизация организма.

Избыточное поступление; нарушение регуляции обмена йода.

  1.  

K

Калий является основным внутриклеточным катионом. Его концентрация в клетках на порядок выше, чем вне клеток. Главной функцией калия является формирование трансмембранного потенциала (Kin > Kout) и распространение изменения потенциала по клеточной мембране путем обмена с ионами натрия по градиенту концентраций. Вместе с натрием и хлором, калий является постоянным составным элементом всех клеток и тканей. В организме эти элементы содержатся в определенном соотношении и обеспечивают постоянство внутренней среды. В виде катиона К+ калий участвует в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организма). Хлориды калия и натрия, будучи сильными электролитами, участвуют в генерации и проведении электрических импульсов в нервной и мышечной ткани. Таким образом калий участвует в поддержании электрической активности мозга, функционировании нервной ткани, сокращении скелетных и сердечных мышц. Калий регулирует активность таких важнейших ферментов как К+-АТФ-аза, ацетилкиназа, пируватфосфокиназа. Терапевтическое значение калия связано с его раздражающим действием на слизистые оболочки и повышением тонуса гладких мышц (кишечник, матка), в силу чего его соединения используются в качестве слабительных средств. Калий вызывает расширение сосудов внутренних органов и сужение периферических сосудов, что способствует усилению мочеотделения. Калий замедляет ритм сердечных сокращений и, действуя аналогично блуждающему нерву, участвует в регулировании деятельности сердца. Ниже приведены основные функции калия в организме: поддержание постоянства состава клеточной и межклеточной жидкости; поддержание кислотно-щелочного равновесия; обеспечение межклеточных контактов; обеспечение биоэлектрической активности клеток; поддержание нервно-мышечной возбудимости и проводимости; участие в нервной регуляции сердечных сокращений; поддержание водно-солевого баланса, осмотического давления; роль катализатора при обмене углеводов и белков; поддержание нормального уровня кровяного давления; участие в обеспечении выделительной функции почек.

Недостаточное поступление в организм; нарушение регуляции обмена калия; функциональные расстройства выделительных систем (почки, кожа, кишечник, легкие); усиленное выведение калия из организма под действием гормональных препаратов, мочегонных и слабительных средств; психические и нервные перегрузки, чрезмерные или хронически действующие стрессорные факторы; избыточное поступление в организм натрия, таллия, рубидия и цезия.

Избыточное поступление (в т.ч., длительный и избыточный прием препаратов калия, потребление "горьких" минеральных вод, постоянная картофельная диета и пр.); нарушение регуляции обмена калия; перераспределение калия между тканями организма; массированный выход калия из клеток (цитолиз, гемолиз, синдром раздавливания тканей); дисфункция симпатоадреналовой системы; инсулин-дефицитные состояния; нарушение функции почек, почечная недостаточность.

  1.  

Li

Литий. В организме литий, по-видимому, способствует высвобождению магния из клеточных «депо» и тормозит передачу нервного импульса, тем самым, снижая возбудимость нервной системы. Имеются данные о воздействии лития на структурные компоненты организма на различных уровнях. Одним из органов-мишеней лития может быть скелет и щитовидная железа. В костной ткани при длительном воздействии лития его концентрация оказывается более высокой, чем в других органах. Скелет, несомненно, является местом активного взаимодействия лития с магнием, кальцием и другими минеральными компонентами костной ткани. Имеются данные о влиянии лития на нейро-эндокринные процессы, жировой и углеводный обмен. В обменных процессах литий активно взаимодействует с ионами K+ и Na+ . Назначение препаратов лития на фоне дефицита натрия опасно для здоровья, т.к. может вызывать поражение почек. Кроме того, к побочным эффектам терапии препаратами лития, можно отнести угнетение функции щитовидной железы путем блокирования литием высвобождения ТТГ-рилизинг фактора, ТТГ и тироксина. Под влиянием лития возрастает поглощение глюкозы, синтез гликогена и уровень инсулина в сыворотке крови больных диабетом, применяющих препараты лития, снижается уровень глюкозы и кетоновых тел в моче. Литий обладает инсулиноподобным эффектом.
При хронической интоксикации литием отмечаются поражения почек: прямое токсическое повреждение гломерулярного аппарата и тубулярных клеток, угнетение активности антидиуретического гормона, протеинурия и полиурия. Страдают также сердечно-сосудистая система (аритмия, снижение артериального давления) и щитовидная железа (угнетение выработки тиреоидных гормонов).

Недостаточное количество в питьевой воде и продуктах питания.

Избыточное поступление; нарушение регуляции обмена лития.

  1.  

Mg

Магний является важнейшим внутриклеточным элементом. Магний участвует в обменных процессах, тесно взаимодействуя с калием, натрием, кальцием; является активатором для множества ферментативных реакций. Нормальный уровень магния в организме необходим для обеспечения "энергетики" жизненно важных процессов, регуляции нервно-мышечной проводимости, тонуса гладкой мускулатуры (сосудов, кишечника, желчного и мочевого пузыря и т.д.). Магний стимулирует образование белков, регулирует хранение и высвобождение АТФ, снижает возбуждение в нервных клетках. Магний известен как противострессовый биоэлемент, способный создавать положительный психологический настрой. Магний укрепляет иммунную систему, обладает антиаритмическим действием, способствует восстановлению сил после физических нагрузок. Ближайшим соседом магния в группе периодической системы является кальций, с которым магний вступает в обменные реакции. Эти два элемента легко вытесняют друг друга из соединений. Дефицит магния в диете, богатой кальцием, обусловливает задержку кальция во всех тканях, что ведет к их обызвествлению. Магний выполняет в организме следующие функции: участие в синтезе белка и нуклеиновых кислот; участие в обмене белков, жиров и углеводов; участие в переносе, хранении и утилизации энергии; участие в митохондриальных процессах; участие в регуляции нейрохимической передачи и мышечной возбудимости (уменьшает возбудимость нейронов и замедляет нейромышечную передачу); является кофактором многих ферментативных реакций (гидролиз и перенос фосфатной группы, функционирование Na+-K+-АТФ насоса, Са2+-АТФ насоса, протонного насоса); препятствует поступлению ионов кальция через пресинаптическую мембрану; является физиологическим антагонистом кальция; контролирует баланс внутриклеточного калия; снижает количество ацетилхолина в нервной ткани; расслабляет гладкую мускулатуру; снижает артериальное давление (особенно при его повышении); угнетает агрегацию тромбоцитов; повышает осмотическое давление в просвете кишечника; ускоряет пассаж кишечного содержимого.

Нарушения регуляции обмена магния; недостаточное поступление; нарушение всасывания в кишечнике (дисбактериоз, хронический дуоденит); снижение усвоения под действием избытка фосфатов, кальция и липидов; хронический стресс; нарушение синтеза инсулина; длительное применение антибиотиков (гентамицин), мочегонных, противоопухолевых и других фармакологических препаратов; парентеральное питание; повышенная потребность в магнии (при беременности, в период роста и выздоровления, при хроническом алкоголизме, чрезмерной потливости); интоксикация алюминием, бериллием, свинцом, никелем, кадмием, кобальтом и марганцем.

Избыточное поступление; нарушение регуляции обмена магния.

  1.  

Mn

Марганец относится к важнейшим биоэлементам (микроэлементам) и является компонентом множества ферментов, выполняя в организме многочисленные функции: участвует в синтезе и обмене нейромедиаторов в нервной системе; препятствует свободно-радикальному окислению, обеспечивает стабильность структуры клеточных мембран; обеспечивает нормальное функционирование мышечной ткани; участвует в обмене гормонов щитовидной железы (тироксин); обеспечивает развитие соединительной ткани, хрящей и костей; усиливает гипогликемический эффект инсулина; повышает гликолитическую активность; повышает интенсивность утилизации жиров; снижает уровень липидов в организме; противодействует жировой дегенерации печени; участвует в регуляции обмена витаминов С, Е, группы В, холина, меди; участвует в обеспечении полноценной репродуктивной функции; необходим для нормального роста и развития организма.
Дефицит марганца - одно из распространенных отклонений в биоэлементном обмене современного человека. Это факт связан с повышенной психо-эмоциональной нагрузкой на человека, за счет усиленного "расхода" марганца для обеспечения основных нейрохимических процессов в центральной нервной системе. Дефицит марганца отрицательно сказывается на стабильности мембран нервных клеток и нервной системы в целом, отражается на функциях мозга и других органов и систем.
Факты отравления человека марганцем, содержащимся в пищевых продуктах, не зафиксированы. В то же время, описаны случаи острого отравления марганцевой пылью на производстве, с последующим быстрым развитием преходящего "марганцевого психоза" и других патологических проявлений. Для развития клинической картины хронической интоксикации марганцем обычно требуется несколько лет. Следует отметить достаточно медленный процесс изменений в организме, вызываемый повышенным содержанием марганца в окружающей среде (напр., распространение эндемического зоба, не связанного с дефицитом йода).

Недостаточное поступление марганца извне (неадекватное питание, снижение потребления богатых марганцем продуктов, в частности, растительной пищи); избыточное поступление в организм фосфатов (лимонады, консервы); усиленное выведение марганца под влиянием избыточного содержания в организме кальция, меди и железа; усиленное расходование марганца в результате психо-эмоциональных перегрузок, у женщин в предклимактерический период и при климаксе; загрязнение организма различными токсинами (цезий, ванадий); нарушение регуляции обмена марганца в организме.

Избыточное поступление в организм (напр., вдыхание марганцевой пыли в производственных условиях, сварочного аэрозоля); нарушение регуляции обмена марганца в организме.

  1.  

Mo

Молибден. Физиологическое значение молибдена для организма животных и человека было впервые показано в 1953 г, с открытием влияния этого элемента на активность фермента ксантиноксидазы. Молибден входит в состав ряда ферментов (альдегидоксидаза, сульфитоксидаза, ксантиноксидаза и др.), выполняющих важные физиологические функции, в частности, регуляцию обмена мочевой кислоты. Недостаток молибдена в организме сопровождается уменьшением содержания в тканях ксантиноксидазы. Тиомолибдат аммония (растворимая соль молибдена), является антагонистом меди и нарушает ее утилизацию в организме. Есть сведения, что молибден играет важную роль в процессе включения фтора в зубную эмаль, а также в стимуляции гемопоэза.
При хронической молибденовой интоксикации развиваются неспецифические симптомы, проявляющиеся раздражением слизистых оболочек, пневмокониозом, уменьшением массы тела. При избыточном содержании молибдена в почве наблюдается эндемическое заболевание, "молибденовая" подагра, впервые наблюдаемая в Анкаванском районе Армении профессором В.В. Ковальским.

Вегетарианская диета; парентеральное питание; избыток вольфрама в организме.

Избыточное поступление в организм соединений молибдена с пищей, водой, молибденсодержащими препаратами, БАДП; интоксикация молибденом в условиях производства; дефицит меди в рационе.

  1.  

Na

Натрий играет весьма важную роль в регуляции осмотического давления и водного обмена, при нарушении которых отмечаются следующие признаки: жажда, сухость слизистых оболочек, отечность кожи. Натрий оказывает значительное влияние и на белковый обмен. Обмен натрия находится под контролем щитовидной железы. При гипофункции щитовидной железы происходит задержка натрия в тканях. При гиперфункции количество натрия в коже уменьшается, а выделение его из организма усиливается. Обмен натрия регулируется в основном альдостероном. В организме человека натрий выполняет "внеклеточные" функции, среди которых: поддержание осмотического давления и рН среды; формирование потенциала действия путем обмена с ионами калия; транспорт углекислого газа; гидратация белков; солюбилизация органических кислот. Внутри клеток натрий необходим для поддержания нейро-мышечной возбудимости и работы Na+-K+-насоса, обеспечивающих регуляцию клеточного обмена различных метаболитов. От натрия зависит транспорт аминокислот, сахаров, различных неорганических и органических анионов через мембраны клеток.
Постоянный избыток натрия и калия в пище сопровождается некоторым повышением уровня инсулина в крови. Отмечаются и другие гормональные сдвиги. Введение большого количества хлористого натрия вызывает распад белка и сильное исхудание. При парентеральном введении изотонического раствора может повыситься температура тела, что чаще всего наблюдается у детей.

Недостаточное поступление; болезни гипофиза, надпочечников; болезни почек; черепно-мозговые травмы; усиленное выделение натрия (повышенная потливость, понос, рвота); обильная экссудация при сильных ожогах; длительное применение мочегонных препаратов, кортикостероидов, препаратов лития; избыток в организме калия, кальция; длительный контакт с морской водой; нарушение регуляции обмена натрия.

Нарушение регуляции обмена натрия; избыточное поступление извне; недостаточное содержание воды в организме.

  1.  

Ni

Никель. В начале XX в. было установлено, что поджелудочная железа богата никелем. При введении вслед за инсулином никеля, продлевается действие инсулина, и тем самым повышается гипогликемическая активность. Никель оказывает влияние на ферментативные процессы, окисление аскорбиновой кислоты, ускоряет переход сульфгидрильных групп в дисульфидные. Никель может угнетать действие адреналина и снижать артериальное давление. Под влиянием никеля в организме вдвое возрастает выведение кортикостероидов с мочой, усиливается антидиуретическое действие экстракта гипофиза. Избыточное поступление в организм никеля может вызывать депигментацию кожи (витилиго). В плазме крови никель находится в основном в связанном состоянии с белками никелоплазмином (альфа-2-макроглобулин) и альфа-1-гликопротеином. Депонируется никель в поджелудочной и околощитовидных железах.
Никель и его соединения, поступающие в организм с пищей, как правило, относительно нетоксичны. Однако при избыточном поступлении никеля может развиться не только контактный дерматит, но и системная гиперчувствительность к никелю. При обнаружении повышенного содержания никеля в волосах необходимо уточнить, были ли контакты с этим металлом. Может быть полезной аллергопроба с никелем.

Недостаточное поступление.

Избыточное поступление никеля в организм в результате бытовых и производственных причин.

  1.  

P

Фосфор. Значение фосфора для организма человека огромно. Фосфор находится в биосредах в виде фосфат-иона, который входит в состав неорганических компонентов и органических биомолекул. Фосфор присутствует во всех тканях, входит в состав белков, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, фосфолипидов. Соединения фосфора АДФ и АТФ являются универсальным источником энергии для всех живых клеток. Значительная часть энергии, образующаяся при распаде углеводов и других соединений, аккумулируется в богатых энергией органических соединениях фосфорной кислоты. Растворимые соли фосфорной кислоты формируют фосфатную буферную систему, ответственную за постоянство кислотно-щелочного равновесия внутриклеточной жидкости. Труднорастворимые (кальциевые) соли фосфорной кислоты составляют минеральную основу костной и зубной ткани. Фосфор играет важную роль в деятельности головного мозга, сердца, мышечной ткани.
При избыточном поступлении фосфора в организм может повышаться уровень выведения кальция, что создает риск быстрого развития остеопороза. Повышение уровня фосфора в волосах часто указывает на его усиленное выведение из организма и может наблюдаться при нарушениях соотношения Са/Р.

Нарушение регуляции обмена; недостаточное поступление в организм (низкое потребление белка); повышенное поступление в организм соединений кальция, алюминия, магния, бария; избыточное потребление искусственных напитков (лимонады и пр.); длительные хронические заболевания; интоксикации, наркозависимости, алкоголизм; заболевания щитовидной железы; болезни околощитовидных желез; заболевания почек; искусственное вскармливание грудных детей.

Избыточное поступление фосфора ("белковый перекорм"); избыточное употребление консервированных продуктов, лимонадов; длительный контакт с фосфорорганическими соединениями; нарушение регуляции обмена.

  1.  

S

Сера. Сера является компонентом структурного белка коллагена. Хондроитин-сульфат присутствует в коже, хрящах, ногтях, связках и клапанах миокарда. Важными серосодержащими метаболитами также являются гемоглобин, гепарин, цитохромы, эстрогены, фибриноген и сульфолипиды. Необходимо отметить важную детоксикационную роль серы. Образующаяся в организме эндогенная серная кислота участвует в обезвреживании токсических соединений (фенол, индол и др.), которые вырабатываются микрофлорой кишечника; а также связывает чужеродные для организма вещества, в том числе лекарственные препараты и их метаболиты. При этом образуются безвредные соединения конъюгаты, которые затем выводятся из организма. Обмен серы контролируется теми факторами, которые также оказывают регулирующее влияние и на белковый обмен (гормоны гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, половых желез). Несмотря на значительное число проведенных исследований, роль серы в обеспечении жизнедеятельности организма выяснена не в полной мере. Так, пока отсутствуют четкие клинические описания каких-либо специфических расстройств, связанных с недостаточным поступлением серы в организм. В то же время известны ацидоаминопатии - расстройства, связанные с нарушением обмена серосодержащих аминокислот (гомоцистинурия, цистатионурия).
Имеется также обширная литература, относящаяся к клинике острых и хронических интоксикаций соединениями серы. В последние десятилетия одним из источников избыточного поступления серы в организм человека стали серосодержащие соединения (сульфиты), которые добавляются во многие пищевые продукты, алкогольные и безалкогольные напитки в качестве консервантов. Особенно много сульфитов в копченостях, картофеле, свежих овощах, пиве, сидре, готовых салатах, уксусе, красителях вина. Возможно, увеличивающееся потребление сульфитов отчасти повинно в росте заболеваемости бронхиальной астмой. Известно, напр., что 10% больных бронхиальной астмой проявляют повышенную чувствительность к сульфитам (т.е., являются сенсибилизированными к сульфиту). Для снижения отрицательного действия сульфитов на организм рекомендуется увеличивать содержание в рационе сыров, яиц, жирного мяса, птицы.

Нарушение регуляции обмена серы.

Избыточное поступление; нарушение регуляции обмена серы.

  1.  

Se

Селен участвует как в первой фазе биохимической адаптации (окисление чужеродных веществ с образованием органических окисей и перекисей), так и во второй (связывание и выведение активных метаболитов). Селен является основным компонентом фермента пероксидазы глютатиона, который защищает организм от вредных веществ, образующихся при распаде токсинов. Селен антагонист ртути и мышьяка, способен защитить организм от кадмия, свинца, таллия. Селен участвует и в других формах антиоксидантной защиты. Селен является элементом, выполняющим многочисленные защитные функции в организме. Селен усиливает иммунную защиту организма, способствует увеличению продолжительности жизни. Значение селена в механизмах поддержания гомеостаза хорошо иллюстрируется эффективностью применения препаратов селена при самых разнообразных патологических процессах. Селен оказывает лечебный эффект при кардиопатиях различной этиологии, при гепатитах, панкреатитах, заболеваниях кожи, уха, горла и носа. Общеизвестна роль селена в профилактике и лечении злокачественных новообразований.
Недостаток в организме селена ведет к нарушению целостности клеточных мембран, значительному снижению активности сгруппированных на них ферментов, накоплению кальция внутри клеток, нарушению метаболизма аминокислот и кетоновых кислот, снижению энергопродуцирующих процессов. В России к селен-дефицитным регионам относятся, в первую очередь, Северо-Западный регион, Верхнее Поволжье, Удмуртия и Забайкалье.
Избыточное поступление селена и его соединений отмечается у рабочих, занятых в электронной, литейной, медеплавильной, стекольной, лакокрасочной, нефтеперерабатывающей, химической (производство пестицидов) и фармацевтической (производство сульфида селена, селенита натрия) промышленности. Описаны случаи селенотоксикоза у животных и человека, обусловленного избыточным поступлением этого элемента в организм вместе с растениями, которые являются концентраторами селена (астрагал, Stanlea, Happlopappus и др.). Такой селенотоксикоз проявляется в виде так называемой «щелочной болезни» (см. симптомы селенотоксикоза). Повышенное содержание селена в почве наблюдается на обширных территориях Австралии и США. В России избыток селена в окружающей среде встречается в Туве, Якутии, на Урале.

Пониженное содержание селена в пище, в питьевой воде; усиленный расход на нейтрализацию вредных веществ; алкоголизм.

Избыточное поступление; нарушение регуляции обмена селена.

  1.  

Si

Кремний в виде различных соединений входит в состав большинства тканей, влияет на обмен липидов и на образование коллагена и костной ткани. Особенно важна роль кремния как структурного элемента соединительной ткани. Концентрация кремния в аорте с возрастом снижается, что косвенно указывает на значимость биоэлементного статуса кремния в патогенезе атеросклероза.
Повышенное содержание кремния в организме встречается у рабочих добывающей промышленности при контактах с асбестом, кварцем, аэрозолями, цементом, стеклом и т.п., а также в местностях с избытком соединений кремния в воде и в воздухе. Систематическое вдыхание пыли, содержащей свободную двуокись кремния в высоких концентрациях, приводит к развитию силикоза.

Недостаточное поступление; усиленное расходование кремния (быстрый рост, физические перегрузки);нарушение регуляции обмена кремния.

Избыточное поступление; нарушение регуляции обмена кремния.

  1.  

V

Ванадий участвует в регуляции углеводного обмена и сердечно-сосудистой деятельности, а также в метаболизме тканей костей и зубов. Считается, что ванадию свойственны функции катализатора окислительно-восстановительных процессов. Ванадий является ингибитором и, возможно, регулятором Na+-K+-АТФ-азы, рибонуклеазы и других ферментов. Ванадий усиливает поглощение кислорода тканями печени, катализирует окисление фосфолипидов изолированными ферментами печени, и возможно, оказывает влияние на уровень сахара в крови. Ванадий оказывает действие на некоторые функции глаз, печени, почек, миокарда, нервной системы.
Недостаток ванадия может сопровождаться снижением уровня холестерина и повышением содержания триглицеридов, печеночных липидов и фосфолипидов в плазме крови, увеличением гематокрита.
Избыточное поступление ванадия в организм обычно связано с экологическими и производственными факторами. При остром воздействии токсических доз ванадия у рабочих отмечаются местные воспалительные реакции кожи и слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных путей, скопление слизи в бронхах и альвеолах. Возникают и системные аллергические реакции типа астмы и экземы; а также лейкопения и анемия, которые сопровождаются нарушениями основных биохимических параметров организма.

Недостаточное поступление.

Избыточное поступление.

  1.  

Zn

Цинк является кофактором большой группы ферментов, участвующих в белковом и других видах обмена, поэтому он необходим для нормального протекания многих биохимических процессов. Этот элемент требуется для синтеза белков, в т.ч. коллагена и формирования костей. Цинк принимает участие в процессах деления и дифференцировки клеток, формировании Т-клеточного иммунитета, функционировании десятков ферментов, инсулина поджелудочной железы, антиоксидантного фермента супероксида дисмутазы, полового гормона дигидрокортикостерона. Цинк играет важнейшую роль в процессах регенерации кожи, роста волос и ногтей, секреции сальных желез. Цинк способствует всасыванию витамина Е и поддержанию нормальной концентрации этого витамина в крови. Немаловажную роль он играет в переработке организмом алкоголя, поэтому недостаток цинка может повышать предрасположенность к алкоголизму (особенно у детей и подростков). Цинк входит в состав инсулина, ряда ферментов, участвует в кроветворении. Цинк необходим для поддержания кожи в нормальном состоянии, роста волос и ногтей, а также при заживлении ран, поскольку он играет важную роль в синтезе белков. Цинк укрепляет иммунную систему организма и обладает детоксицирующим действием - способствует удалению из организма двуокиси углерода.

Состояния после операций, ожоги, парентеральное питание; избыточное поступление в организм эстрогенов, кортикостероидов, диуретиков и некоторых других фармпрепаратов; избыточное поступление в организм меди, кадмия, свинца, ртути; злоупотребление алкоголем; усиленное расходование цинка (напр., при беременности, кормлении грудью, в период заживления ран и выздоровления после болезней); нарушение всасывания цинка в кишечнике (дисбактериоз, ферментопатии и пр.); кишечные паразиты; псориаз, себорея, повышенная потливость.

Избыточное поступление (напр., при контакте с соединениями цинка в производственных условиях); неконтролируемое использование препаратов цинка, в т.ч., мазей; нарушение регуляции обмена цинка.

Условно-токсичные элементы


№ п/п

Символ

Отравляющее воздействие

Возможные причины

  1.  

As

Мышьяк относят к иммунотоксичным элементам. Известно, что мышьяк взаимодействуют с тиоловыми группами белков, цистеином, глутатионом, липоевой кислотой. Мышьяк оказывает влияние на окислительные процессы в митохондриях и принимает участие во многих других важных биохимических процессах. Мышьяк относится к так называемым "тиоловый ядам". Механизм его токсичности связан с нарушением обмена серы, селена и фосфора. Токсичность мышьяка зависит от его химических свойств и снижается в следующем порядке ряда: арсин > неорганический As3+> органический As3+> неорганический As5+ > соединения арсония > элементарный мышьяк. Отравление мышьяком происходит при употреблении отравленной пищи и воды, вдыхании соединений мышьяка в виде пыли в производственных условиях, применении некоторых медикаментов. Органами-мишенями при избыточном содержании мышьяка в организме являются костный мозг, желудочно-кишечный тракт, кожа, легкие и почки.

Избыточное поступление (постоянный контакт с мышьяком, загрязнение окружающей среды, табакокурение, злоупотребление виноградным вином, длительное введение препаратов сальварсана); нарушение регуляции обмена мышьяка; усиленное накопление при недостатке в организме селена.

  1.  

Ba

Барий относится к токсичным ультрамикроэлементам. Содержание бария в плазме крови изменяется параллельно изменениям концентрации кальция. В незначительных количествах барий находится во всех органах и тканях, однако всего его больше в головном мозге, мышцах, селезенке и хрусталике глаза. Около 90% всего содержащегося в организме бария концентрируется в костях и зубах. Установлено, что при ишемической болезни сердца, хронической коронарной недостаточности, заболеваниях органов пищеварения содержание бария в тканях снижается. Даже в ничтожных концентрациях барий оказывает выраженное влияние на гладкие мышцы. Барий относят к токсичным ультрамикроэлементам, однако этот элемент не считается мутагенным или канцерогенным. Токсичны все соединения бария (за исключением сульфата бария, применяемого в рентгенологии). Барий оказывает нейротоксическое, кардиотоксическое и гемотоксическое действие.

Избыточное поступление (в т.ч. за счет производственных и бытовых отравлений).

  1.  

Be

Бериллий относится к токсичным химическим элементам. В организм человека бериллий может поступать как с пищей, так и через легкие. Бериллий постоянно присутствует в крови, костной и мышечной ткани и других органах. Установлено, что бериллий может депонироваться в легких, печени, лимфатических узлах, костях, миокарде. Выводится бериллий из организма преимущественно с мочой (более 90%). Известно, что бериллий может принимать участие в регуляции фосфорно-кальциевого обмена, поддержании иммунного статуса организма. Установлено, что активность соединений бериллия отчетливо проявляется в различных биохимических превращениях, связанных с участием неорганических фосфатов. Повышенное содержание бериллия в пище способствует образованию фосфата бериллия. Систематически "отнимая" фосфаты у важнейшей части костей, - фосфата кальция, бериллий ослабляет и разрушает костную ткань. Известно, что введение этого элемента животным вызывает "бериллиевый" рахит. Установлено, что даже небольшое количество бериллия в составе костей приводит к их размягчению (бериллиоз). В местах парентерального введения бериллия происходит разрушение окружающих тканей, отсюда бериллий выводится очень медленно. В конечном счете, бериллий депонируется в скелете и печени. По современным представлениям бериллий это токсичный, канцерогенный и мутагенный элемент.. Достаточно хорошо изучены иммунотоксические свойства бериллия. В патологии различают острые и хронические отравления бериллием. Известно, например, что элиминация соединений бериллия из организма (особенно из органов лимфоидной системы, где они аккумулируются), происходит чрезвычайно медленно, в течение более 10 лет. Повышенный уровень бериллия встречается в семьях рабочих, контактирующих с этим элементом на производстве.

Избыточное поступление.

  1.  

Bi

Висмут относится к токсичным ультрамикроэлементам. В организм человека висмут поступает в основном с пищей, а также с воздухом и водой. Всасывание висмута, поступившего в желудочно-кишечный тракт, незначительно. После всасывания висмут обнаруживается в крови в виде соединений с белками, а также проникает в эритроциты. Между органами и тканями висмут распределяется относительно равномерно. Некоторое накопление висмута может наблюдаться в печени, почках (до 1 мкг/г), селезенке и костях. Обнаруживается висмут и в головном мозгу. Висмут, прошедший через желудочно-кишечный тракт, выделяется в виде сульфида висмута, окрашивая кал в темный цвет. Резорбированный висмут выделяется с мочой. Висмут индуцирует синтез низкомолекулярных белков, принимает участие в процессах оссификации, образует внутриклеточные включения в эпителии почечных канальцев. Возможно, этот элемент обладает генотоксичными и мутагенными свойствами. Интоксикация обычно наблюдается лишь при длительном воздействии на организм солей висмута в больших дозах. Тем не менее, встречаются случаи ятрогенных, профессиональных и бытовых отравлений.

Избыточное поступление.

  1.  

Cd

Кадмий относится к токсичным (иммунотоксичным) микроэлементам, являясь одним из основных поллютантов окружающей среды. Пищевыми источниками кадмия являются морепродукты (особенно мидии и устрицы), злаки (зерновые) и листовые овощи. На всасывание кадмия существенно влияет присутствие других биоэлементов и пищевых веществ, таких как Ca, Zn, Cu, пищевые волокна и др. In vitro кадмий активирует несколько цинкзависимых ферментов: триптофан оксигеназу, ДАЛК-дегидратазу, карбоксипептидазу. Однако ферментов, которые бы активировались только кадмием, не обнаруженоМногие соединения кадмия ядовиты. Описано массовое отравление кадмием жителей Японии, вызвавшее остеомаляцию, нефропатию, болезненность и переломы костей, получившее название "болезни «Итай-Итай». При хроническом кадмиозе в первую очередь поражаются мочевыводящая и половая системы. Наблюдаются протеинурия, глюкозурия, аминоацидоурия, ?2-микроглобулинурия, появление в моче ретинолсвязывающего белка и лизоцимов, простатопатия с риском развития новообразований и некроза яичек. Поражение бронхолегочной системы сопровождается фиброзными изменениями и повышением риска развития эмфиземы. Развивается анемия, связанная со снижением всасывания железа в кишечнике и лизисом эритроцитов. Повышается артериальное давление. Отмечаются остеопластические и остеопорозные изменения костной ткани, что связано с нарушением абсорбции кальция в кишечнике и эндокринными расстройствами. Установлено, что кадмий тормозит превращение 25-гидроксикальциферола в 1,25-дигидрохолекальциферол и ингибирует активность лизилоксидазы в костях. Кадмий связывается с меркапто-группами, фосфолипидами, нуклеиновыми кислотами и влияет на процессы фосфорилирования. От токсического действия кадмия плод во время беременности защищает плацента, а новорожденного – грудное молоко.

Избыточное поступление (напр., с табачным дымом, при производственном контакте); дефицит цинка, селена, меди, кальция, железа.

  1.  

Ce

Церий. Условно-токсичный редкоземельный ультрамикроэлемент лантаноидной группы. Обладает способностью к биоаккумуляции. Токсичность элемента и его соединений невелика.

Избыточное поступление.

  1.  

Cs

Цезий. Условно-токсичный ультрамикроэлемент, относительно малотоксичен.

Избыточное поступление.

  1.  

Dy

Диспрозий. Условно-токсичный редкоземельный ультрамикроэлемент лантаноидной группы. Токсичность элемента и его соединений невелика.

Избыточное поступление.

  1.  

Er

Эрбий. Условно-токсичный редкоземельный ультрамикроэлемент лантаноидной группы. Токсичность элемента и его соединений невелика.

Избыточное поступление.

  1.  

Eu

Европий. Условно-токсичный редкоземельный ультрамикроэлемент лантаноидной группы. Токсичность элемента и его соединений невелика.

Избыточное поступление.

  1.  

Ga

Галлий. В основном, галлий поступает в организм с пищей и содержится в тканях в незначительных количествах (0,01-0,06 мкг/г). Имеются единичные данные, свидетельствующие о присутствии галлия в железах внутренней секреции, в частности, в гипофизе. «Депо» галлия в организме является костная ткань и печень. Галлий не оказывает влияния на резорбцию костной ткани, стимулированную витамином D; но предупреждает резорбцию, связанную с метаболизмом паратгормона, тирок

Категория: Новости