К так называемым микроэлементам принадлежат тяжелые металлы. Эти вещества необходимы для нормального функционирования человеческого организма. Их недостаток может вызывать различные заболевания. Поскольку в окружающей среде микроэлементов мало, живые организмы выработали в процессе эволюционного развития способность к их накоплению.
К так называемым микроэлементам принадлежат тяжелые металлы. Эти вещества необходимы для нормального функционирования человеческого организма. Их недостаток может вызывать различные заболевания.
Поскольку в окружающей среде микроэлементов мало, живые организмы выработали в процессе эволюционного развития способность к их накоплению. Но при антропогенном загрязнении окружающей среды, эта способность привела к чрезмерному накоплению тяжелых металлов в организме человека.
Основными путями попадания токсических тяжелых металлов в организм человека есть воздух, пища и вода.
Наиболее токсическое влияние ионов металлов наблюдается при вдыхании пыли в районах промышленных зон и автострад. Поэтому не рекомендуется жить вблизи больших промышленных предприятий и автострад или бурить скважины для питьевой воды. В этих районах практически невозможно защититься от токсического воздействия тяжелых металлов.
В повседневной жизни отравление организма человека тяжелыми металлами может происходить через пищу и воду. Проверить все продукты питания на содержание металлов невозможно, но необходимо контролировать количество этих вредных микроэлементов хотя бы в продуктах, выращенных на приватном приусадебном участке. Специалисты рекомендуют проводить известкование и внесение органических удобрений в почвы загрязненные тяжелыми металлами.
В настоящее время поверхностные водоема, реки, водохранилища повсеместно загрязнены в результате попадания неочищенных промышленных и хозяйственно-бытовых вод. Тяжелые металлы обнаруживаются даже в воде с буровой скважины глубиной до 100 м. Современные технологии позволяют очистить воду от этих примесей. Таким образом, чтобы освободиться от различных примесей в воде на приусадебном участке, необходимо время от времени проводить анализ воды и подбирать соответствующую систему очистки.
Влияние тяжелых металлов на функционирование человеческого организма
Свинец. Хроническая интоксикация свинцом приводит к анемии, нарушению функций почек, проявляется в общей слабости. Свинец может накапливаться в костях в виде нерастворенных трехосновных фосфатов. В этой форме он безопасный для организма. Но в некоторых случаях, например, при повышенной кислотности, дефиците кальция в еде, а также при злоупотреблении спиртными напитками, он переходит в кровь и вызывает отравление организма.
Питьевая вода есть источником поступления свинца в живой организм. Показана корреляция между содержанием свинца в воде и его уровнем в крови человека.
Кадмий. Соли кадмия имеют мутагенное действие и таким образом, могут нести генетическую опасность. Кадмий ингибирует ряд ферментов, необходимых для нормальной жизнедеятельности. Он поражает такие органы, как почки, печень, поджелудочную железу, легкие.
Хром. Попадание хрома в организм вызывает поражение почек, головную боль, похудение. Кроме того, при хроническом отравлении хромом, организм предрасположен к катаральному воспалению легких.
Никель. Интоксикация никелем сопровождается аллергией, дерматитами, ринитами, бронхиальной астмой. Он накапливается в разных тканях организма – печени, поджелудочной, щитовидной железе и др.
Ртуть. Опасность ртути для организма связана с ее свойством связывать SH-группы. При попадании ртути в организм, прекращается синтез белка. Этот элемент имеет кумулятивные свойства – он накапливается в почках, головном мозге и других тканях, обогащенных липидами.
Кальций. В повышенных количествах этот элемент вызывает стенокардию, нефрокальциноз и другие патологические состояния.
Калий. Избыток калия в организме сопровождается аритмией, нейроциркуляторной дистонией и склонностью к развитию сахарного диабета.
Бром. Основные проявления организма при отравлении бромом – неврологический синдром, бромодерма. Бром может также вызывать относительный гипотериоз, поскольку замещает йод при синтезе гормонов щитовидной железы.
Рубидий. Излишек рубидия вызывает аритмию, хроническое воспаление верхних дыхательных путей, протеинурию.
Стронций. Этот элемент может быть причиной развития остеопороза, остеохондроза и стронциевого рахита в связи со способностью замещать кальций в костях и хрящевой ткани.
Из всех 104 известных человечеству на сегодня химических элементов 82 составляют металлы. Они занимают видное место в жизни людей в промышленной, биологической и экологической сфере. Современная наука подразделяет металлы на тяжёлые, лёгкие и благородные. В этой статье мы рассмотрим список тяжёлых металлов и их особенности.
Определение тяжёлых металлов
Изначально тяжёлыми металлами принято было называть тех их представителей, которые имеют атомную массу выше 50. Однако употребление названного термина на сегодняшний день происходит чаще не с химической точки зрения, а в зависимости от их воздействия на загрязнение окружающей среды. Таким образом, список тяжёлых металлов включает те металлы и металлоиды (полуметаллы), которые загрязняют элементы человеческой биосферы (почву, воду). Давайте рассмотрим их.
Сколько элементов включает список тяжёлых металлов?
На сегодня не существует единого мнения относительно количества элементов в названном перечне, поскольку нет общих критериев, относящих металлы к тяжёлым. Тем не менее, список тяжёлых металлов может быть сформирован в зависимости от различных свойств металлов и их признаков. К ним относят:
- Атомный вес. Исходя из этого критерия, к названным принадлежат более 40 элементов с атомной массой, превышающей 50 а.е.м (г/моль).
- Плотность. Исходя из этого критерия, тяжёлыми считаются те металлы, у которых плотность равна или превосходит плотность железа.
- Биологическая токсичность объединяет тяжёлые металлы, негативно влияющие на жизнедеятельность человека и живых организмов. В их списке порядка 20 элементов.
Влияние на организм человека
Большинство названных веществ оказывают негативное воздействие на все живые организмы. Ввиду значительной атомной массы, они плохо транспортируются и накапливаются в тканях человека, вызывая различные заболевания. Так, для человеческого организма кадмий, ртуть и свинец признаны как самые опасные и самые тяжёлые металлы.
Список токсичных элементов группируется по степени опасности по так называемым правилам Мертца, согласно которым наиболее токсичные металлы имеют наименьший диапазон экспозиции:
- Кадмий, ртуть, таллий, свинец, мышьяк (группа самых опасных металлических ядов, превышение допустимых норм которых способно привести к серьёзным психо-физиологическим нарушениям и даже к летальному исходу).
- Кобальт, хром, молибден, никель, сурьма, скандий, цинк.
- Барий, марганец, стронций, ванадий, вольфрам
Это однако не означает, что ни один из элементов, сгруппированных выше, по правилам Мертца, не должен присутствовать в человеческом организме. Напротив, список тяжёлых металлов насчитывает в нем эти и ещё более 20 элементов, небольшая концентрация которых не только не опасна для жизнедеятельности человека, но и необходима в метаболических процессах, особенно железо, медь, кобальт, молибден и даже цинк.
Загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами
Элементами биосферы, подвергающимся загрязнению тяжёлыми металлами, являются почва и вода. Чаще всего виновниками этого выступают металлургические предприятия, перерабатывающие лёгкие и тяжёлые Список загрязняющих агентов также пополняют предприятия по сжиганию мусора, автомобильные выхлопы, котельные, химико-производственные, типографические компании и даже электростанции.
Чаще всего токсинами являются: свинец (автомобильное производство), ртуть (пример распространения: разбитые в быту градусники и люминесцентные осветительные приборы), кадмий (образуется в результате сжигания мусора). Кроме этого, большинство заводов в производстве используют тот или иной элемент, который может быть охарактеризован как тяжёлый. Металл группы, список которой был приведен выше, в виде отходов поступает чаще всего в водоёмы и далее по доходит до человека.
Кроме техногенных факторов загрязнения природы тяжёлыми металлами, существуют также природные - это извержения вулканов, в лаве которых обнаружено повышенное содержание кадмия.
Особенности распространения в природе самых токсичных металлов
Ртуть в природе более всего локализуется в водной и воздушной среде. В воды мирового океана ртуть поступает из промышленных сливов, также встречаются пары ртути, образующиеся вследствие горения угля. Токсичные соединения аккумулируются в живых организмах, особенно в морепродуктах.
Свинец имеет широкую область распространения. Он накапливается и в горах, и в почве, и в воде, и в живых организмах, и даже в воздухе, в виде выхлопных газов от автомобилей. Конечно, свинец поступает в окружающую среду и в результате антропологического действия в виде отходов от промышленной отрасли и неутилизированных отходов (аккумуляторы и батарейки).
А источником загрязнения окружающей среды кадмием являются а также природные факторы: выветривание медных руд, вымывание почв, а также результаты вулканической активности.
Область применения тяжёлых металлов
Несмотря на токсичность, современная промышленность создаёт огромное множество полезных продуктов, перерабатывая тяжёлые которых включает сплавы меди, цинка, свинца, олова, никеля, титана, циркония, молибдена и др.
Медь - высокопластичный материал, из которого получаются разнообразные провода, трубы, кухонная утварь, украшения, кровельное покрытие и многое другое. Кроме того, она широко используется в машиностроении и кораблестроительстве.
Цинк обладает высокими антикоррозийными свойствами, поэтому распространено использование для покрытия металлических изделий (т. н. оцинковка). Области применения продуктов из цинка: строительство, машиностроение, полиграфия (изготовление печатных форм), ракетостроение, химическая промышленность (производство лаков и красок) и даже медицина (антисептические средства и др.).
Свинец легко плавится, поэтому используется в качестве сырья во многих отраслях: лакокрасочной, химической, автомобильной (входит в состав аккумуляторов), радиоэлектронной, медицинской (изготовление защитных фартуков для пациентов во время прохождения рентген-исследований).
В окружающем нас мире содержатся большое количество различных химических элементов. Но самые опасные из них, несомненно, это – тяжёлые металлы. Они непосредственно влияют на организм человека, изменяя его функции и свойства.
Тяжёлые металлы – группа химических элементов со свойствами металлов и значительным атомным весом либо плотностью.
К тяжёлым металлам относятся ртуть, свинец, кадмий, кобальт, медь, цинк, железо. Нашему организму отнюдь не безразлично количественное содержание микроэлементов, т.к. в зависимости от концентрации вещество может быть и полезным и вредным.
Кобальт. Даже его малая концентрация в организме приводит к анемии, эндемическому зобу, недостаточному синтезу или вообще отсутствию витамина В12, так как при большой концентрации этого металла угнетается выработка вышеназванного витамина. А без В12 прекратится рост, нарушится нормальное кроветворение, созревание эритроцитов, синтез лабильных метильных групп, накопление в эритроцитах соединений, которые содержат сульфгидрильные группы и образование холина, метионина, креатина, нуклеиновых кислот. Так же без него прекратит нормально функционировать печень и нервная система.
Медь. При малых концентрациях возможны анемия и заболевания костной системы, а избыток этого элемента таблицы Менделеева поражает печень, вызывая желтуху.
Цинк, так же называется «двуликим Янусом». Является стимулятором деления клеток и заживления поражённых тканей, а так же способствует образованию раковых клеток.
Но цинк , как и магний, хром и ванадий снижают уровень холестерина в крови, кадмий повышает кровяное давление, а недостаток меди сказывается на эластичности сосудов.
Кадмий – как бомба замедленного действия. Он рассеивается в окружающую среду вместе с суперфосфатом и фунгицидами (противогрибковые элементы) и является спутником широко применяемого цинка и всегда присутствует в изделиях, содержащих цинк.
Презентация Влияние металлов на организм человека
В организме человека этот химический элемент накапливается в почках, при его избытке развивается болезнь «итай-итай» – искривление и деформация костей, сопровождающиеся сильными болями, необычайной хрупкостью и ломкастью костей.
Ртуть – при вдыхании паров концентрируется в мозге, в результате чего возникают нервно-психические нарушения, головокружения, постоянные головные боли, снижается память, расстраивается речь, возникает скованность и общая заторможенность. Наиболее тяжёлые случаи заканчивались полной слепотой, параличом, безумием и смерть. Достаточное количество ртути попадает в окружающую среду самым обычным способом – при разбивании медицинских ртутных термометров. Так же она выделяется в атмосферу при выплавке руд цветных металлов, производстве цемента и сжигании угля. Но интересен тот факт, что РТУТЬ ОБНАРУЖЕНА В МОЛЕКУЛАХ ДНК. Пока не известно, участвует ли она в передаче наследственной информации, но это вполне возможно.
Свинец, – поступивший при дыхании, в 10–100 раз токсичнее того, который поступает через желудок. Он поступает в кровь и соединяется с эритроцитами, что приводит к отравлению крови и всего организма. Так при сгорании одного литра горючего в воздух попадает 200–400 милиграммов свинца. Но каким бы он путём ни поступал в организм, он всё равно скапливается в костях.
Железо – неоходимый для организма элемент, но избыток его ионов вызывает зашлаковывание организма на клеточном уровне. Оно содержится в гемоглобине крови, в тканях и тканевых ферментах и депонировано (накоплено) в печени, селезёнке и костном мозге. Для усвоения железа необходимы: медь, кобальт, марганец, витамин С, а оно, в свою очередь, нужно для правильного метаболизма витаминов группы В, для роста, сопротивления заболеваниям и предупреждения усталости. Избыточная же его доза – 200 милиграмм и больше – может оказать токсическое действие, угнетает антиоксидантную (противоокислительную) систему организма. Чтобы обеспечить организм этим элементом таблицы Менделеева, лучше всего регулярно употреблять в пищу овощи и фрукты, продукты животного происхождения: ветчину и помидоры.
Увеличение концентрации тяжёлых металлов в окружающей среде увеличивает число мутаций, передающихся по наследству. Мутанты подвержены порокам физического и умственного развития. Если проследить за мутацией, например, рыб, станет очевидно, что у многих из них в загрязнённых водоёмах нарушается генофонд.
Таким образом, мы понимаем, что, как говорится в одной из пословиц, «всё хорошо в меру». При злоупотреблении любым из вышеперечисленных веществ может развиться либо болезнь, либо произойдёт мутация, поэтому мы должны беречь себя и соблюдать все положенные нормы по употреблению того или иного элемента.
проект "Влияние металлов на здоровье человека"
Металлы и здоровье человека: лечение металлотерапией
Тяжелые металлы – польза и вред
Что такое тяжелые металлы?
Тяжелыми металлами называют более 40 химических элементов. Причем, однозначного списка этих элементов нет: иногда в их число включают все элементы таблицы Менделеева с атомным весом более 50, в другом варианте тяжелыми считаются металлы, у которых плотность равна или больше плотности железа (8 г/кв.см.).
Чаще всего в список тяжелых металлов попадают олово, вольфрам, теллур, сурьма, ртуть, свинец, висмут, галлий, мышьяк, железо, цинк, молибден, кадмий, хром, марганец, кобальт, никель, медь, германий, таллий.
В описании полезных свойств многих продуктов и БАДов можно увидеть утверждение: «Выводит тяжелые металлы из организма», что должно дополнительно привлечь потребителей.
Но на самом деле небольшое количество тяжелых металлов, измеряемое микрограммами, необходимо организму для нормальной работы, их вовсе не нужно выводить «подчистую». Например, цинк, хром, медь, хром (и не только) можно найти в перечне суперполезных для здоровья микроэлементов .
Проблема состоит в том, что эти вещества должны присутствовать внутри нас именно в микродозах , и даже незначительное превышение их содержания может привести к нежелательным последствиям, включая летальный исход.
Поэтому выводить избыток тяжелых металлов нужно обязательно!
Опасно для жизни!
Самыми опасными для здоровья и жизни человека являются ртуть, свинец, мышьяк и кадмий, которые, к сожалению, часто попа дают в наш организм из загрязненной внешней среды.
Ртуть
В количестве 1-5 мкг/сутки она должна поступать в организм, регулируя некоторые важнейшие для организма биохимические реакции.
Однако при избыточном попадании ртути в организм наступают тяжелые последствия. Особенно опасно ее летучее соединение – хлорид метилртути, которое попадает в эритроциты крови, вызывая тяжелую анемию, повреждая печень, могут полностью отказать почки.
При отравлении ртутью нарушаются слух и зрение, появляются язвы и высыпания по всему телу. Проникая в мозг, ионы метилртути вызывают серьезные нарушения в работе центральной нервной системы, вплоть до паралича и смерти.
Токсичными парами ртути заполняют люминесцентные лампы, ртутью заполняют термометры, и при неправильной утилизации ртутьсодержащих отходов она может попасть в организм. Соединения ртути входят в состав сельскохозяйственных пестицидов, а затем накапливаются в продуктах питания.
Свинец
В организме человека содержится около 2 мг свинца, в этом количестве он стимулирует процессы роста и регенерации тканей, участвует в кальциевом обмене, регулирует уровень гемоглобина в крови. Норма поступления этого элемента в организм 15-20 мкг/сутки.
Но уже при регулярном попадании в организм более 1 мг свинца проявляются первые неприятные симптомы, а 10 г считаются смертельной дозой. Хроническое отравление свинцом постепенно нарушает работу почек и нервной системы, вызывает анемию, заболевания костей и зубов. Появляются головные боли, ухудшается память, у мужчин снижается потенция.
Самый частый источник загрязнения воздуха свинцом – выхлопные газы автомобилей. Он также попадает в организм с водопроводной водой и растительной пищей.
Мышьяк
В количестве от 12 до 15 мкг/сутки мышьяк необходим организму, он является регулятором фосфорно-кальциевого обмена, входит в состав минеральных вод, которые полезны при болезнях ЖКТ, он содержится в мумие, знаменитом лечебном веществе.
Однако попадание в организм избыточного количества мышьяка или его токсичных соединений мешает усвоению витаминов А,С и Е, некоторых микроэлементов и аминокислот. При длительном избытке мышьяка в организме могут развиться онкологические заболевания гортани, печени, кожи, крови. Поражается костный мозг, ЖКТ, нервная система, легкие, почки.
Избыток мышьяка в организме связан с попаданием его в сельскохозяйственную продукцию с пестицидами и гербицидами, с курением или злоупотреблением виноградными винами.
Кадмий
В норме его содержание в организме от 1 до 5 мкг, он выполняет важные функции, которые до конца еще не исследованы. Например, кадмий оказывает существенное влияние на углеводный обмен, активирует некоторые ферменты, участвует в обмене других минеральных элементов.
Беда в том, что кадмий при малейшем превышении нормы становится сильнейшим ядом для организма, а это часто происходит при потреблении недостаточно чистой воды, при курении или работе на вредном производстве.
Кадмий поражает центральную нервную систему, нарушает фосфорно-кальциевый обмен, разрушая кости, вызывает анемию. При хроническом отравлении кадмием увеличивается риск рака мозга, поражается бронхолегочная система.
Как избавиться от лишнего?
К сожалению, отравление солями тяжелых металлов сложно диагностировать, они маскируются под многие хронические болезни, их часто принимают за последствия усталости или возрастные проблемы. Для точного диагноза нужны лабораторные исследования.
К счастью, опасное для жизни количество тяжелых металлов накапливается в организме долго, и мы имеем возможность очиститься изнутри, не дожидаясь трагических последствий.
Для этого предназначены энтеросорбенты. СИСТЕМА ОЧИЩЕНИЕ – мощный природный энтеросорбент на основе активных веществ морского животного и растительного мира.
О том, как работают основные компоненты СИСТЕМЫ ОЧИЩЕНИЕ – хитозан и альгинат кальция , читайте на сайте.
В Российской Федерации утвержден и действует
ГОСТ 17.4.02─
83, в соответствии с которым химические элементы, в том числе и тяжелые металлы по степени токсичного действия, подразделены на три класса опасности.
При попадании в организм человека в больших количествах тяжелые металлы начинают накапливаться в почках и печени. Коэффициент концентрации (К к) их определяется отношением его реального содержания в почве (Ср) к фоновому (Сф):
К к = Ср / Сф.
Необходимо отметить, что тяжелые металлы играют важную роль в биосфере. Металлы, присутствуя в живых организмах в ничтожно малых количествах, выполняют весьма важные функции, входя в состав биологически активных веществ. Соотношение концентраций металлов в организмах выработалось на протяжении всего хода эволюции органического мира. Значительные отклонения от этих соотношений вызывают отрицательные, а часто губительные, последствия для живых организмов. Находясь преимущественно в рассеянном состоянии, они могут образовывать локальные аккумуляции, где их концентрация в сотни раз превышает среднепланетарные уровни. Наконец, являясь одним из главных природных ресурсов, непременным условием поддержания и развития современной цивилизации, металлы образуют группу наиболее опасных загрязнителей биосферы.
К тяжелым металлам относится более 40 химических элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева, масса атомов которых составляет от 45 и выше атомарных единиц. Эта группа элементов при содержании в организме в микрофазе активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов. Поэтому группу «тяжелых металлов» в некоторых случаях можно отнести к понятию «микроэлементы». Для экзогенных повышенных концентраций элементов термин «микроэлементы» непригоден, в таких случаях обычно применяют термин «тяжелые металлы». Таким образом, под термином «тяжелые металлы» понимают такие элементы, как свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий и т.д.
Источники поступления тяжелых металлов делятся на природные (выветривание горных пород, минералов, эрозийные процессы, вулканическая деятельность) и техногенные (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, влияние автотранспорта и т.д.). Часть техногенных выбросов, поступающих в окружающую среду в виде аэрозолей, переносится на значительные расстояния и тем самым вызывает глобальное загрязнение.
Интенсивная хозяйственная деятельность создает зоны местного загрязнения тяжелыми металлами или охватывает значительные площади сельскохозяйственных угодий, например, при химизации сельского хозяйства. По количеству содержания примесных элементов в почве определяются уровни их накопления в растениях. Существует тесная положительная корреляция между содержанием элемента в растении и его подвижностью в почве. По степени уменьшения коэффициента накопления тяжёлые металлы образуют следующий ряд: кадмий > никель > цинк > медь>свинец > кобальт . Значение коэффициента накопления для различных растений заметно варьирует, что связано с почвенными условиями и биологическими особенностями возделываемых аграрных культур. Хотя пестициды содержат в своём составе тяжёлые металлы: цинк, медь и железо, – они не представляют большой опасности для природной среды из-за малообъёмного их расходования на проведение защитных мероприятий.
Оценка уровня загрязнения почв ТМ основывается на сопоставлении данных их фонового и валового содержания на незагрязненных почвах, не вызывающего отрицательного биологического эффекта и повышения ПДК.
По абсолютному содержанию ТМ в растениях их можно разделить на 3 группы: элементы повышенной концентрации –Cr, Mn, Zn; средней –Cu, Ni, Pb, Cr; низкой – Hg.
При выборе вида растений для проведения детоксикации необходимо учитывать два фактора:
· толерантность различных видов растений по отношению к избытку содержания токсичных веществ в почве и размеры их накопления;
· воздействие не только на живые организмы, обитающие в почвенной толще, но и на культивируемые сельскохозяйственные растения. Высокая концентрация тяжелых металлов, находящихся в лабильном состоянии в почвенном растворе, способствует их поступлению через корневую систему в вегетативные органы возделываемых растений, что отрицательно сказывается на их состоянии. При большом накоплении тяжелых металлов в клетках сначала растения начинают вянуть, а затем погибают.
Показателем негативного воздействия многих элементов и соединений на живые организмы является их токсичность.
Токсичность и канцерогенность ─ это свойства элементов и соединений, отрицательно влияющие на живые организмы и приводящие к уменьшению продолжительности жизни. Количество, при котором химические ингредиенты становятся опасными для окружающей среды, зависит не только от степени загрязнения ими биосферы, то также от химических особенностей этих ингредиентов и от деталей их биохимического цикла. Для сравнения степени токсилогического воздействия химических ингредиентов на различные организмы пользуются молярной токсичностью, на которой основан ряд токсичности, отражающий увеличение молярного количества металла, необходимого для проявления эффекта токсичности при минимальной молярной величине, относящейся к металлу с наибольшей токсичностью.
Глобальный перенос токсикантов происходит через атмосферу и большие реки, несущие воды в океаны, землю, а ложи рек, морей и океанов служат резервуаром для их накопления. Факторами окружающей среды, влияющими на токсичность, являются температура, растворенный кислород, рН, жесткость и щелочность воды, присутствие хелатообразующих агентов и других загрязнителей в воде. Устойчивость живого организма по отношению к токсикантам может быть достигнута:
1) при уменьшении их поступления;
2) увеличении коэффициента его выделения;
3) переводе токсиканта в неактивную форму в результате его изоляции или осаждения.
Токсичность тяжелых металлов для живых организмов определяется как свойствами и уровнем концентраций элементов, так и их миграционной способностью в различных компонентах экосистемы, а также степенью накопления их в органах и тканях. В настоящее время из 92 встречающихся в природе химических элементов 81 обнаружен в организме животных и человека. При этом многие микроэлементы признаны эссенциальными, то есть жизненно необходимыми. В то же время большинство из них относится к тяжелым металлам, а при высоких концентрациях они проявляют сильную токсичность. Практически каждый элемент в зависимости от концентрации может оказывать положительное или отрицательное воздействие на живые организмы, к которым относится и канцерогенез.
Канцерогенез ─ это способность металла проникать в клетку и реагировать с молекулой ДНК, приводя к хромосомным нарушениям клетки. Канцерогенными веществами являются никель, кобальт, хром, мышьяк, бериллий, кадмий. Различие в канцерогенной активности определяется биодоступностью металлопроизводных: наиболее потенциально активные соединения содержат ионы канцерогенных металлов, способные легко внедряться в клетки и воздействовать на молекулу ДНК.
По мнению Б.А. Ягодина, для комплексной оценки влияния тяжелых металлов для каждого элемента необходимо различать четыре уровня концентрации:
– дефицит элемента, когда организм страдает от его недостатка;
– оптимальное содержание, способствующее хорошему состоянию организма;
– терпимые концентрации, вызывающие начальную депрессию организма;
– губительное содержание для данного организма концентраций.
Кадмий.
Установлено, что кадмий в ничтожно малых количествах способен стимулировать остроту зрения, активизирует сердечно-сосудистую деятельность, регулирует содержание сахара в крови, но самое незначительное отклонение его от ультрамикродоз отрицательно сказывается на деятельности головного мозга. Он повышает кровяное давление и может быть причиной инсульта и развития онкологических заболеваний. При систематическом потреблении пищи с очень высоким
(1 – 2 мг/кг) содержанием кадмия у больных буквально рассыпаются кости от неосторожного резкого движения, иногда даже глубокой вздох может стать причиной перелома ребра. Повышенное содержание кадмия блокирует сульфогидрильные группы ферментов, нарушает обмен железа и кальция, нарушает синтез ДНК. Избыток кадмия в пище вызывает респираторные заболевания и почечную дисфункцию. В настоящее время установлены мутагенные и терратогенные свойства данного элемента. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает предельно-допустимым количеством поступление кадмия 1 мг/кг массы тела в сутки. По чувствительности к кадмию растения располагаются в следующем порядке: томаты < овес < салат< луговые травы < морковь < редька < фасоль <горох <шпинат.
Цинк.
Цинк обнаруживается во всех тканях организма животного, но больше накапливается в костях. Высокое содержание цинка отмечено в коже, волосяном и шерстяном покровах животных. Он ─
составная часть ферментов карбоангидразы, участвующей в связывании и выведении из крови диоксида углерода карбоксипептидазы поджелудочной железы и дегидрогеназы глютаминовой кислоты. Клиническими признаками недостатка цинка у детей и подростков является задержка роста и полового созревания, сухая, шерховатая кожа, долго незаживающие раны, повышенная восприимчивость к инфекциям, сонливость, депрессия, жидкий стул. Пониженное содержание цинка в крови может стать причиной ишемической болезни сердца. Установлено, что потребность в цинке возрастает при беременности, лактации и в подростковый период быстрого роста. Патологии, возникающие при избытке цинка в жизнеобеспечивающих средах, связаны большей частью со вторичным дефицитом кальция и других жизненно необходимых элементов. Избыточное поступление цинка в организм человека и животных сопровождается падением содержания кальция в крови и костях, а также нарушением усвоения фосфора, что приводит к развитию остеопороза. Высокие концентрации цинка могут представлять мутагенную и онкогенную опасность. Вдыхание паров оксида цинка вызывает повышение температуры, боли в суставах и мышцах, озноб, кашель и др. (цинковая лихорадка). Среднее содержание цинка в организме человека составляет
1,4 – 2,3 г. Дневная норма поступления в организм –
10 – 5 мг.
Медь. Медь относится к группе жизненно необходимых для организмов элементов. В организме животного медь необходима для нормальной пигментации, формирования нервной ткани, воспроизводительной функции, а также участвует в синтезе гемоглобина, в процессах кроветворения. Повышает клеточную проницаемость. Входит в состав или является активатором ряда ферментов, оказывает влияние на процессы углеводного обмена, активность половых гормонов. Однако при высоких уровнях содержания обладает широким спектром токсичного действия с многообразными клиническими проявлениями. Решающую роль в механизме токсичного действия меди играет способность ионов блокировать SH-группы белков, в особенности ферментов, вызывает отравления. Острая интоксикация ионами Cu 2+ сопровождается выраженным гемолизом эритроцитов. Интоксикации соединениями меди могут сопутствовать аутоиммунные реакции и нарушение метаболизма моноаминов. При малых концентрациях (6–15 мг/кг) меди в почве возможна анемия и заболевание костной системы, а избыток – более 60 мг –поражает печень и вызывает желтуху. Суточное потребление меди человеком должно составлять около 2 мг. Клинические признаки недостатка меди вызывают остеопороз, депигментацию волос и кожи, нарушение деятельности центральной нервной системы. Одной из причин гипертонического криза человека является повышенное содержание меди в сыворотке крови, но в то же время медь способствует заживлению ран, помогает при варикозных расширениях вен.
Молибден . Особо важная роль молибдена заключается в том, что он активизирует процессы связывания атмосферного азота клубеньковыми бактериями, живущими на корнях бобовых культур. Усиливает восстановление нитратного азота до аммония, а без последнего невозможен синтез белковых веществ в урожае. Нижним пределом содержания молибдена для большинства растений считается 0, 01 мг/кг сухого вещества, а для бобовых – 0,40 м/кг. Содержание молибдена ниже этих величин считается недостаточным. При недостатке молибдена в растениях нарушается азотный обмен, в тканях накапливается большое количество нитратов. Он является составной частью фермента ксантинооксидазы, который играет важную роль в обмене пуринов, а также нитратной редуктазы и бактериальной гидрогеназы животного организма. При избытке молибдена в корме у животных наблюдается сильная диарея, ухудшается общее состояние, прекращается рост, снижается молочная продуктивность, а иногда увеличивается ломкость костей. Содержание молибдена в расчете 3–10 мг/кг корма опасно для здоровья животных.
Кобальт
.
Положительно влияет на азотофиксирующую систему, увеличивает содержание хлорофилла в растениях. Особенно он необходим для бобовых культур и дает больший эффект на окультуренных почвах при содержании этого элемента около 1,0 – 1,1 мг/кг почвы. Очень важно применение кобальта для повышения диетической ценности продукции. Кобальт входит в состав витамина В 12 . При недостатке этого витамина снижается формирование гемоглобина крови, белков, нуклеиновых кислот и, как следствие, животные заболевают сухоткой, авитаминозом. Малая концентрация кобальта в почве (
2 – 7 мг/кг) приводит к анемии, эндемическому зобу и недостаточному синтезу или к отсутствию витамина В 12 . При недостатке кобальта у животных появляется тяжелая анемия, потеря аппетита, прогрессирующее истощение. Кобальт долго не задерживается в организме, поэтому отравление этим веществом происходит крайне редко.
Марганец. Исследованиями установлено положительное воздействие марганца на фотосинтез, он увеличивает содержание сахаров и хлорофилла. Марганец усиливает интенсивность дыхания растений, улучшает отток сахаров, способствует передвижению фосфора из старых листьев к молодым, а также к репродуктивным органам. Он повышает водоудерживающую способность тканей, уменьшает транспирацию, влияет на плодоношение растений. Марганец концентрируется в костях, печени, почках, поджелудочной железе, гипофизе животных, реагирует и активизирует ряд ферментативных процессов, связанных с обменом белков, жиров, углеводов. При недостатке и избытке марганца в человеческом организме возникают некоторые заболевания. Так, атеросклерозу сопутствуют повышенное содержание в крови марганца и железа, а сахарный диабет, наоборот, сопровождается падением концентрации марганца в крови. Содержание марганца в природных водах колеблется от сотых долей до 1 – 2 мг/л.
Хром и литий – вещества,относящиеся к необходимым микроэлементам для активной жизнедеятельности организма. Ежедневная и достаточная доза хрома обычно для большинства здоровых людей составляет 0,05 – 0,2 мг. Устранение хрома из рациона животных приводит к накоплению глюкозы в крови и моче. Подобная картина свойственна сахарному диабету, когда в организме не вырабатывается инсулин. Клиническим признаком дефицита хрома считается нарушение утилизации глюкозы. Избыток хрома в организме человека вызывает рак легких, злокачественные образования желудочно-кишечного тракта, дерматиты.
Литий регулирует психическую деятельность человека, снимает стрессовое состояние и лечит маниакально-психозные нарушения, шизофрению. Этот элемент принимает участие в метаболизме азотсодержащих веществ, белков и нуклеиновых кислот, способствует увеличению содержания общего и белкового азота, важнейших аминокислот, а также значительно влияет на метаболизм биоколлоидов протоплазмы.
Ртуть . Ртуть обладает широким спектром и большим разнообразием клинических проявлений токсичного действия в зависимости от количества и свойств соединений, в виде которых она попадает в организм, а также пути поступления. В основе механизма действия ртути лежит блокада биологически активных групп белковой молекулы (сульфгидрильных, аминных, карбоксильных) и низкомолекулярных соединений с образованием обратимых комплексов, характеризующихся нуклеофильными лигандами. По степени токсичности различают следующие формы соединений ртути:
- металлическую (элементарную);
- неорганические соединения;
- органические соединения.
Металлическая ртуть представляет большую опасность для человека из-за паров. Острые отравления парами выражаются общей слабостью, головной болью, болями при глотании, металлическим вкусом во рту, повышенной температурой, катаральными явлениями со стороны дыхательных путей (ринит, фарингит, реже бронхит). Затем развивается геморрагический синдром. Присоединяются болезненность десен, резко выраженные воспалительные изменения полости рта, желудочные расстройства, признаки поражения почек, реже воспаления легких. Отмечают нейротоксичность от паров ртути, особенно страдают ею высшие отделы нервной системы.
Неорганические соединения ртути малолетучи, поэтому опасность большей частью представляет поступление во внутрь организма с пищей и водой, а также через кожу. При воздействии на человека даже незначительно превышающих санитарную норму концентраций паров ртути или её солей в течение нескольких месяцев, а иногда и лет возникает хроническое отравление ─ меркуриализм. При хронических отравлениях в первую очередь поражается центральная нервная система, следствием чего является быстрая утомляемость, головные боли, ослабление памяти. Постепенно развивается усиливающееся при волнении дрожание (ртутный тремор) пальцев рук, затем век, губ, в тяжелых случаях ─ ног и всего тела.
Наиболее опасны ртутьорганические соединения, поскольку их токсичное действие проявляется и становится заметным лишь спустя нескольких недель. При этом характерны эмоциональные и психические расстройства. Появляется возбудимость, раздражение, неспособность сосредоточиться, боязливость, чувство усталости, повреждения рассудка, носовые кровотечения, поражения глаз. У взрослых людей при попадании во внутрь организма около 350 мг ртути возможен летальный исход. Метил-ртуть относится к соединениям с ярко выраженным терратогенным действием (уродство).
Величина ПДК, установленная ВОЗ для ртути при поступлении в организм с пищей, равна 5 мкг на 1 кг массы тела за неделю.
Селен. В отдельных районах страны кислые почвы содержат избыточное количество селена, на которых растет ядовитая растительность, опасная для животных. В таких кормах селен замещает серу в аминокислотах–метионине и цистине. Последние, не включаясь в белковый обмен животных, способствуют выпадению волос и ногтей, шерсти и копыт. Такое явление наблюдается при избытке этого микроэлемента в растениях, его содержание не должно превышать 5∙10 –6 %. Ежесуточного поступления селена с кормом для животных до 2 мг вполне достаточно, чтобы вызвать признаки хронической интоксикации. Селен ─ единственный элемент, который при высоком содержании в растениях может вызвать внезапную смерть животных и человека. Известны случаи массовой гибели овец в течение одной ночи, которые паслись в пределах селеновой геохимической аномалии. Из-за высокого содержания селена смертельно ядовитым является гриб бледная поганка, который по уровню своего действия превосходит укус гюрзы. Селен – в высшей степени токсичный элемент и принадлежит к числу биофилов, который обязательно присутствует в любом организме. У животных, не получивших селена, разрушаются красные кровяные тельца. Значительная концентрация его в сетчатке глаза говорит о том, что он необходим для восприятия света.
Мышьяк . Ядовитое высокотоксичное вещество, который вызывает у человека рак легких, кожные болезни, заболевание крови (белокровие). Ингибирует различные ферменты, отрицательно действует на метаболизм.
Никель способствует респираторным заболеваниям, астме, нарушению дыхательной защитной системы, появлению рака носа, легких, врожденные пороки, ингибитор оксидаз, обладает мутагенным свойством.
Ванадий приводит к раздражению дыхательных путей, к астме, нервным расстройствам, а также изменению формулы крови.
Таллий вызывает нарушение общего обмена веществ, он сильно токсичен по отношению к растениям и животным.
Избыток бериллия способствует появлению дерматитов, язв, вызывает воспаление слизистых оболочек.
Что такое тяжелые металлы?
Тяжелыми металлами называют более 40 химических элементов. Причем, однозначного списка этих элементов нет: иногда в их число включают все элементы таблицы Менделеева с атомным весом более 50, в другом варианте тяжелыми считаются металлы, у которых плотность равна или больше плотности железа (8 г/кв.см.).
Чаще всего в список тяжелых металлов попадают олово, вольфрам, теллур, сурьма, ртуть, свинец, висмут, галлий, мышьяк, железо, цинк, молибден, кадмий, хром, марганец, кобальт, никель, медь, германий, таллий.
В описании полезных свойств многих продуктов и БАДов можно увидеть утверждение: «Выводит тяжелые металлы из организма», что должно дополнительно привлечь потребителей.
Но на самом деле небольшое количество тяжелых металлов, измеряемое микрограммами, необходимо организму для нормальной работы, их вовсе не нужно выводить «подчистую». Например, цинк, хром, медь, хром (и не только) можно найти в перечне суперполезных для здоровья микроэлементов .
Проблема состоит в том, что эти вещества должны присутствовать внутри нас именно в микродозах , и даже незначительное превышение их содержания может привести к нежелательным последствиям, включая летальный исход.
Поэтому выводить избыток тяжелых металлов нужно обязательно!
Опасно для жизни!
Самыми опасными для здоровья и жизни человека являются ртуть, свинец, мышьяк и кадмий, которые, к сожалению, часто попа дают в наш организм из загрязненной внешней среды.
Ртуть
В количестве 1-5 мкг/сутки она должна поступать в организм, регулируя некоторые важнейшие для организма биохимические реакции.
Однако при избыточном попадании ртути в организм наступают тяжелые последствия. Особенно опасно ее летучее соединение – хлорид метилртути, которое попадает в эритроциты крови, вызывая тяжелую анемию, повреждая печень, могут полностью отказать почки.
При отравлении ртутью нарушаются слух и зрение, появляются язвы и высыпания по всему телу. Проникая в мозг, ионы метилртути вызывают серьезные нарушения в работе центральной нервной системы, вплоть до паралича и смерти.
Токсичными парами ртути заполняют люминесцентные лампы, ртутью заполняют термометры, и при неправильной утилизации ртутьсодержащих отходов она может попасть в организм. Соединения ртути входят в состав сельскохозяйственных пестицидов, а затем накапливаются в продуктах питания.
Свинец
В организме человека содержится около 2 мг свинца, в этом количестве он стимулирует процессы роста и регенерации тканей, участвует в кальциевом обмене, регулирует уровень гемоглобина в крови. Норма поступления этого элемента в организм 15-20 мкг/сутки.
Но уже при регулярном попадании в организм более 1 мг свинца проявляются первые неприятные симптомы, а 10 г считаются смертельной дозой. Хроническое отравление свинцом постепенно нарушает работу почек и нервной системы, вызывает анемию, заболевания костей и зубов. Появляются головные боли, ухудшается память, у мужчин снижается потенция.
Самый частый источник загрязнения воздуха свинцом – выхлопные газы автомобилей. Он также попадает в организм с водопроводной водой и растительной пищей.
Мышьяк
В количестве от 12 до 15 мкг/сутки мышьяк необходим организму, он является регулятором фосфорно-кальциевого обмена, входит в состав минеральных вод, которые полезны при болезнях ЖКТ, он содержится в мумие, знаменитом лечебном веществе.
Однако попадание в организм избыточного количества мышьяка или его токсичных соединений мешает усвоению витаминов А,С и Е, некоторых микроэлементов и аминокислот. При длительном избытке мышьяка в организме могут развиться онкологические заболевания гортани, печени, кожи, крови. Поражается костный мозг, ЖКТ, нервная система, легкие, почки.
Избыток мышьяка в организме связан с попаданием его в сельскохозяйственную продукцию с пестицидами и гербицидами, с курением или злоупотреблением виноградными винами.
Кадмий
В норме его содержание в организме от 1 до 5 мкг, он выполняет важные функции, которые до конца еще не исследованы. Например, кадмий оказывает существенное влияние на углеводный обмен, активирует некоторые ферменты, участвует в обмене других минеральных элементов.
Беда в том, что кадмий при малейшем превышении нормы становится сильнейшим ядом для организма, а это часто происходит при потреблении недостаточно чистой воды, при курении или работе на вредном производстве.
Кадмий поражает центральную нервную систему, нарушает фосфорно-кальциевый обмен, разрушая кости, вызывает анемию. При хроническом отравлении кадмием увеличивается риск рака мозга, поражается бронхолегочная система.
Как избавиться от лишнего?
К сожалению, отравление солями тяжелых металлов сложно диагностировать, они маскируются под многие хронические болезни, их часто принимают за последствия усталости или возрастные проблемы. Для точного диагноза нужны лабораторные исследования.
К счастью, опасное для жизни количество тяжелых металлов накапливается в организме долго, и мы имеем возможность очиститься изнутри, не дожидаясь трагических последствий.
Для этого предназначены энтеросорбенты. СИСТЕМА ОЧИЩЕНИЕ – мощный природный энтеросорбент на основе активных веществ морского животного и растительного мира.
О том, как работают основные компоненты СИСТЕМЫ ОЧИЩЕНИЕ – и , читайте на сайте.
