| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Біологічна роль хімічних елементів в організмі людини надзвичайно різноманітна.
Головна функція макроелементів полягає в побудові тканин, підтримці сталості осмотичного тиску, іонного та кислотно-основного складу.
Мікроелементи, входячи до складу ферментів, гормонів, вітамінів, біологічно активних речовин в якості комплексоутворювачів або активаторів, беруть участь в обміні речовин, процесах розмноження, тканинному диханні, знешкодженні токсичних речовин. Мікроелементи активно впливають на процеси кровотворення, окислення-відновлення, на проникність судин і тканин. Макро- і мікроелементи - кальцій, фосфор, фтор, йод, алюміній, кремній - визначають формування кісткової і зубної тканин.
Є дані, що зміст деяких елементів в організмі людини змінюється з віком. Так, концентрація кадмію в нирках і молібдену в печінці до старості підвищується. Максимальний вміст цинку спостерігається в період статевого дозрівання, потім воно знижується і в старості доходить до мінімуму. Зменшується з віком і кількість інших мікроелементів, наприклад ванадію і хрому.
Виявлено чимало захворювань, пов'язаних з нестачею або надлишковим накопиченням різних мікроелементів. Дефіцит фтору викликає карієс зубів, дефіцит йоду - ендемічний зоб, надлишок молібдену - ендемічну подагру. Такого роду закономірності пов'язані з тим, що в організмі людини підтримується баланс оптимальних концентрацій біогенних елементів - хімічний гомеостаз. Порушення цього балансу внаслідок нестачі або надлишку елемента може призводити до різних захворювань.
Крім шести основних макроелементів (Органогенов) - вуглецю, водню, азоту, кисню, сірки і фосфору, з яких складаються вуглеводи, жири, білки і нуклеїнові кислоти, для нормального харчування людини і тварин необхідні «неорганічні» макроелементи - кальцій, хлор, магній, калій, натрій - і мікроелементи - мідь. фтор, йод, залізо, молібден, цинк, а також, можливо (для тварин доведено), селен, миш'як, хром, нікель, кремній, олово, ванадій.
Аналіз змісту і співвідношення мікроелементів в організмі людини знаходить застосування і в судово-медичній експертизі. Наприклад, в разі алкогольного отруєння під впливом етилового спирту в печінці підвищується вміст кальцію, а натрію і калію стає менше. При цьому в серці та нирках, навпаки, вміст кальцію знижується.
Недолік в харчовому раціоні таких елементів, як залізо, мідь, фтор, цинк, йод, кальцій, фосфор, магній, і деяких інших призводить до серйозних наслідків для здоров'я людини. Однак необхідно пам'ятати, що для організму шкідливий не лише брак, а й надлишок біогенних елементів, так як при цьому порушується хімічний гомеостаз. Наприклад, при надходженні надлишку марганцю з їжею в плазмі підвищується рівень міді (синергізм Мп і Сі), а в нирках він знижується (антагонізм). Підвищення змісту молібдену в продуктах харчування призводить до збільшення кількості міді в печінці. Надлишок цинку в їжі викликає пригнічення активності залізовмісних ферментів (антагонізм Zn і Fe).
Мінеральні компоненти, які в мізерно малих кількостях є життєво необхідними, при більш високих концентраціях стають токсичними. Життєва необхідність, дефіцит, токсичність хімічного елемента представлені у вигляді кривої залежності «Концентрація елемента в харчових продуктах - реакція організму» (рис. 7.5).
Мал. 7.5. Крива залежності реакції організму від концентрації речовин в їжі
Приблизно горизонтальну ділянку кривої (плато) описує область концентрацій, відповідних оптимальному росту, здоров'ю, відтворення. Велика протяжність плато вказує не тільки на малу токсичність елемента, але також на велику здатність організму до адаптації по відношенню до значних змін змісту цього елемента. Навпаки, вузьке плато свідчить про значну токсичності елемента і різкому переході від необхідних організму кількостей до небезпечних для життя. При виході за плато (збільшення концентрації мікроелемента) все елементи стають токсичними. В кінцевому рахунку істотне збільшення концентрації мікроелементів може призвести до летального результату.
Ряд елементів (срібло, ртуть, свинець, кадмій і ін.) Вважаються токсичними, так як попадання їх в організм вже в микроколичествах призводить до тяжких патологічних явищ. Хімічний механізм токсичного впливу деяких мікроелементів буде розглянуто нижче.
Біогенні елементи знайшли широке застосування в сільському господарстві. Додавання в грунт незначних кількостей мікроелементів - бору, міді, марганцю, цинку, кобальту, молібдену - різко підвищує врожайність багатьох культур. Виявляється, що мікроелементи, збільшивши активність ферментів в рослинах, сприяють синтезу білків, вітамінів, нуклеїнових кислот, цукрів і крохмалю. Деякі з хімічних елементів позитивно діють на фотосинтез, прискорюють ріст і розвиток рослин, дозрівання насіння. Мікроелементи додають в корм тваринам, щоб підвищити їх продуктивність.
Широко використовують різні елементи і їх з'єднання в якості лікарських засобів.
Таким чином, вивчення біологічної ролі хімічних елементів, з'ясування взаємозв'язку обміну цих елементів і інших біологічно активних речовин - ферментів, гормонів, вітамінів - сприяє створенню нових лікарських препаратів і розробці оптимальних режимів їх дозування як з лікувальною, так і з профілактичною метою.