Химические элементы в организме человека. 2
6
27
01Содержание
Введение 3
Глава I. Макроэлементы в организме человека 4
1.1. Макроэлементы неметаллы 4
1.2. Макроэлементы металлы 8
Глава II. Микроэлементы в организме человека 13
2.1. Микроэлементы неметаллы 13
2.2. Микроэлементы металлы 21
Заключение 26
Список используемой литературы 27
Введение
Многие ученые считают, что в живом организме не только присутствуют все химические элементы, но каждый из них выполняет определенную биологическую функцию. Однако, по мере того как развиваются исследования в данном направлении, выявляется биологическая роль все большего числа химических элементов. Поэтому тема курсовой работы является актуальной.
Целью данной работы является изучение химических элементов входящих в состав организма человека и изучение физиологических действий
При работе были поставлены следующие задачи:
- Изучение макро и микроэлементов, входящих в состав организма ;
- Изучение процесса влияния макроэлементов и микроэлементов на организм человека
Глава I. Макроэлементы
Петровский Б.В[ 1] в своих трудах приводить определение макроэлементам,- (от греч. makrs — большой длинный и лат. elementum — первоначальное вещество), как группе химических элементов, содержащихся которых в организме в довольно больших количествах. Это кальций, фосфор, магний, натрий, хлор, калий, сера. Они обеспечивают нормальное функционирование всех систем и органов, из них построены клетки тела, без них невозможен обмен веществ. Макроэлементы вместе с основными четырьмя элементами (водород, кислород, углерод и азот) составляют примерно 99% массы тела человека.
Макроэлементы сконцентрированы, как правило, в одном типе тканей живого организма (соединительные ткани, мышцы, кости, кровь). Они составляют пластический материал основных несущих тканей, обеспечивают свойства всей среды организма в целом: поддерживают определенные значения рН, осмотического давления, сохраняют в нужных пределах кислотно-основное равновесие, обеспечивают устойчивость коллоидных систем в организме. Содержание макроэлементов в организме достаточно постоянно, но даже сравнительно большие отклонения от нормы совместимы с жизнедеятельностью организма.
1.1 Макроэлементы неметаллы
Хлор - один из биогенных элементов, постоянный компонент тканей растений и животных. Суточная потребность взрослого человека в хлоре (2-4 г) покрывается за счет пищевых продуктов. С пищей хлор поступает обычно в избытке в виде хлорида натрия и хлорида калия. Особенно богаты хлором хлеб, мясные и молочные продукты. В организме человека хлор - основное осмотически активное вещество плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости и некоторых тканей. Играет роль в водно-солевом обмене, способствуя удержанию тканями воды. Регуляция кислотно-щелочного равновесия в тканях осуществляется наряду с других процессами путем изменения в распределении хлора между кровью и другими тканями. Хлор является компонентом желудочного сока.
Несмотря на то, что хлор поступает в организм человека в основном в виде хлористого натрия, пути обмена хлора и натрия не одинаковы. Хлор способен отлагаться в коже, задерживаться в организме при избыточном поступлении, выделяться с потом в значительных количествах.
Хлор присутствует во всех органах и тканях, участвует в обмене веществ, входит в состав биологически активных соединений организма и является незаменимым химическим элементом. В основном он концентрируется в железах желудка и скелете человека, где его содержание на три порядка выше, чем в других органах и тканях. Хлор, являясь важнейшим анионом, поддерживает осмотическое давление и кислотно-щелочное состояние. Поступая в организм с пищей, полностью всасывается в тонком кишечнике, равномерно распределяясь по всем внеклеточным жидкостям.
Последствия недостатка или избытка хлора в организме встречаются у младенцев, получающих обессоленную пищу. Возникают в связи с рвотой, лечением диуретиками, болезнями почек. Нарушения в обмене хлора ведут к развитию отеков, недостаточной секреции желудочного сока и др. Резкое уменьшение содержания хлора в организме может привести к тяжелому состоянию, вплоть до смертельного исхода. Повышение его концентрации в крови наступает при обезвоживании организма, а также при нарушении выделительной функции почек.
Фосфор известен в четырех аллотропических модификациях; практически применяют только две - белый и красный фосфор. В природе фосфор, в свободном состоянии не встречается. Суточная потребность и основные источники поступления: Составляет 1% от массы тела (600-900 грамм). Суточная потребность взрослого человека 1200мг.
Источник поступления мясо, рыба, молоко, крупы, хлеб, картофель.
Фосфорная кислота необходима для обмена жиров, для синтеза крахмала и гликогена, а также для их распада, что происходит путем фосфоролиза. Из фосфорнокислых солей состоит ткань нашего скелета. Особенно богата фосфорной кислотой ткань самой совершенной функции - ткань мозга и нервных клеток.
Патанатомическую картину острого фосфорного отравления составляют многочисленные кровоизлияния в коже, подкожной клетчатке, в мышцах, серозных оболочках, слизистой оболочке ЖКТ; отложение жира и развитие соединительной ткани в скелетных мышцах, жировая дистрофия мелких артерий, сердца, печени и почек.
Чистая природная сера - твердое кристаллическое вещество желтого цвета. В природе сера встречается в самородном виде, образуя большие залежи, но главным образом в составе сернистых (FeS, Cu2S, PbS, ZnS) и сернокислых минералов (CaSO4, FeSO4, CuSO4, MgSO4).
Суточная потребность не установлена, но при употреблении достаточного количества белка дефицита серы наблюдаться не будет.
Входит в состав желчных кислот и гормонов. Участвуя в окислительно-восстановительных процессах сера играет в тканевом дыхании ту же роль, что и гемоглобин, и оксигемоглобин в газообмене легких.
Особенно богаты серой поверхностные слои кожи; здесь сера содержится в кератине (волосы содержат до 5-10% кератина) и меланине, пигменте, предохраняющем в виде загара глубокие слои кожи от вредного действия ультрафиолетовой радиации. В крови, кроме серы, входящей в состав белков, различают серу аминокислот, глютадиона, роданистых соединений, эфиросерных кислот, нейтральную серу и ионы SO4. Общее количество серы крови, за исключением серы, входящей в состав белков, обозначают по аналогии с остаточным азотом как остаточную серу, ее содержится в плазме около 7 мг%. Сера содержится в антиневралгическим витамине В1 (тиамине), что отличает этот витамин от остальных.
Избыток серы и его проявления: элементарная сера не обладает выраженным токсическим действием, но все ее соединения токсичны. Принятая внутрь в количестве 3-5 мг, элементарная сера действует как слабительное, вследствие образования сероводорода в кишечнике.
При недостатке серы наблюдаются: тахикардия,нарушения функций кожи, выпадение волос, запоры, в тяжелых случаях - жировая дистрофия печени, кровоизлияние в почки, нарушения углеводного обмена и белкового обмена, перевозбуждение нервной системы, раздражительность и другие невротические реакции.
Кальций является одним из наиболее распространенных элементов. Он биологически активен в своей ионизированной форме, которая зависит во многом от рН среды. Он служит строительным материалом для костей, уплотняет мембраны клеток и капилляров, угнетает воспаление и экссудацию, изменяет возбудимость нервных клеток и мышечных волокон, является фактором свертывания крови и обладает антиаллергическим действием, активирует ферменты.
Основное количество кальция находится в костной ткани. Суточная потребность и основные источники поступления: Общее содержание кальция в организме человека составляет примерно 1,9% общего веса человека, при этом 99% всего кальция приходится на долю скелета и лишь 1% содержится в остальных тканях и жидкостях организма. Содержание повышается в период роста или беременности. Суточная потребность в кальции для взрослого человека составляет - 0,45-0,8-1,2 г в день. Кальций в пище, как растительной, так и животной, находится в виде нерастворимых солей.
Кальций играет важную роль в нервно-мышечной возбудимости тканей. При увеличении в крови концентрации ионов кальция и магния нервно-мышечная возбудимость уменьшается, а при увеличении концентрации ионов натрия и калия - повышается. Кальций играет определенную роль ритмической работе сердца.
При недостатке кальция наблюдаются: тахикардия, аритмия, побеление пальцев рук и ног, боли в мышцах, рвота, запоры, почечная колика, печеночная колика, повышенная раздражительность, дезориентация, галлюцинации, спутанность сознания, потеря памяти, тупость. Кроме недостатка кальция, недостаток витамина D, особенно у детей, ведет к развитию характерных рахитических изменений. Химический анализ рахитичных костей открывает уменьшение кальция, фосфатов и карбонатов и увеличение магния и органического вещества. Психические симптомы: повышенная раздражительность, дезориентация, галлюцинации, спутанность сознания, потеря памяти, тупость.
У взрослых дефицит кальция, фосфора и витамина D проявляется остеомаляцией, которую можно рассматривать как "рахит взрослых". Прежде, чем устранять дефицит кальция необходимо насытить организм магнием.
При избытке кальция наблюдаются: хронический гипертрофический артрит, кистозная и фиброзная остеодистрофия, мышечная слабость, затруднение координации движений, деформация костей позвоночника и ног. При избытке кальция наблюдаются сильные сердечные сокращения и остановка сердца в систоле. Избыток кальция может приводить к дефициту цинка и фосфора, в то же время препятствует накоплению свинца в костной ткани.
- Макроэлементы металлы
Натрий суточная потребность варьирует в зависимости от водно-солевого обеспечения организма. Составляет 0,08 % от массы тела. Нормы суточного потребления не существует, однако считается, что потребность взрослого человека составляет около 9-16 грамм хлорида натрия (поваренной соли) в сутки. При значительных физических нагрузках, в жаркое время года (повышенной температуры окружающей среды), у рабочих горячих цехов, шахтеров, спортсменов и военнослужащих, которые участвуют в беге на длительные дистанции и совершающих марш броски суточная потребность возрастает до 20 грамм поваренной соли в сутки.
Функции: Основной катион (+) внеклеточного отдела. Играет главную роль в поддержании осмотического давления - 90%. Участвует в возникновении и поддержании электрохимического потенциала на плазматических мембранах клеток, регуляции работы ферментов, в проведение нервного импульса; регулирует состояние водно-солевого обмена; компонент K+ - Na+ насоса. Калий и натрий были открыты вместе и оба важны для нормального роста и состояния организма. Они являются антагонистами на клеточном уровне, т.е. повышение содержания натрия приводит к уменьшению калия в клетке.
Натрий в первую очередь нужен
для нормального
Пониженное содержание натрия в
волосах у взрослых обычно встречается
при нейроэндокринных нарушениях, хронических
заболеваниях почек и кишечника
и как следствие черепно-
Магний легкий металл белого цвета, на воздухе покрывается тонкой пленкой окислов, придающей ему матовый вид. При нагревании легко сгорает, превращаясь в окись - MgO - жженую магнезию. При этом происходит магниевая вспышка. Большинство солей магния хорошо растворимы в воде. Присутствие ионов магния сообщает жидкости горький вкус.
Магний один из самых распространенных элементов в природе. Особенно много хлористого магния в морской воде. Питьевая вода также содержит ионы магния. В растительном мире магний играет важную роль, входя в состав хлорофилла. Без магния не может быть ни зеленых растений, ни питающихся ими животных.
Магний составляет 0.05% от массы тела. Общее содержание магния в организме человека составляет примерно 21 г. Ежедневная потребность в магнии - 0,250-0,500 г. Особенно богата магнием растительная пища - необработанные зерновые, фиги, миндаль, орехи, темно-зеленые овощи, бананы. Богаты им рыба, крупы, морепродукты.
Функции магния: входит в состав почти
300 ферментов; комплексы магния с
фосфолипидами снижают
Сниженный уровень магния в крови (выявлен для детей с лишним весом) ассоциируется с развитием инсулинорезистентности, т.е., является первым шагом к развитию сахарного диабета. Магний играет важную роль в метаболизме углеводов, его дефицит является уже доказанным фактором риска диабета у взрослых, а теперь - исходя из данных этого исследования - и у детей.
Избыток магния оказывает в основном слабительных эффект (особенно сульфат магния внутрь). При парентеральном введении сульфата магния наблюдаются симптомы: общее угнетение, вялость, сонливость.
Уменьшение магния в организме
приводит к увеличению содержания кальция.
Недостаточное содержание магния в
организме проявляется
Избыток магния может приводить
к дефициту кальция и фосфора.
Существенно увеличивается
Калий является основным клеточным катионом, он участвует в обмене углеродов и белков, продукции и накоплении энергии, участвует в поддержании осмотического давления, активирует ферменты внутриклеточного метаболизма.
Суточная потребность
Функции калия: играет ведущую
роль в возникновении и проведении
нервного импульса - при клеточном
покое калий находится в
Недостаток калия вызывает мышечные судороги, перебои в работе сердца. Парентеральное введение хлористого калия вызывает следующие симптомы: цианоз, рвоту, слабость пульса. Калий является сильнейшим мышечным ядом, поражающим сердце. Токсический эффект внеклеточного калия проявляется на ЦНС, мышцах и сердце. Большие дозы почти мгновенно вызывают паралич сердца. Избыток калия может привести к дефициту кальция.
Глава II. Микроэлементы
Микроэлементы - элементы, содержащиеся в организме, в низких концентрациях (обычно 0,001% по массе и менее). Биологическая роль микроэлементов определяется участием практически во всех видах обмена веществ: они являются кофакторами - непременными компонентами многих ферментов, витаминов, гормонов участвуют в процессах кроветворения, роста, размножения и дифференцировки, стабилизации клеточных мембран, тканевом дыхании, иммунных реакциях и многих других процессах, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность.
В живых организмах отдельные Микроэлементы были обнаружены ещё в начале 19 в., но их физиологическое значение оставалось неизвестным. В. И. Вернадский установил, что Микроэлементы не случайные компоненты живых организмов и что их распределение в биосфере определяется рядом закономерностей. По современным данным, более 30 Микроэлементы считаются необходимыми для жизнедеятельности растений и животных. Большинство Микроэлементы - металлы (Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Со и др.), некоторые - неметаллы (I, Se, Br, F, As). Они необходимы организму в миллиграммах или даже в тысячных долях миллиграмма (микрограммах), но эта потребность абсолютна. Недостаток или избыток микроорганизмов приводит к нарушению обмена веществ.
2.1. Микроэлементы металлы
Кобальт стимулирует процесс кроветворения, участвует в синтезе белков, в том числе ферментных, регулирует углеводный обмен, влияя на обмен веществ. Но важнейшая роль кобальта состоит в эндогенном синтезе витамина В12 (цианокобаламина).
Суточная потребность
человеческого организма в
Потребность в кобальте обеспечивается при сбалансированном пищевом рационе (10-100 мкг). Кобальт содержится в микродозах в речной, озерной и морской воде, в морских растениях, в рыбе и морепродуктах. Также содержится кобальт в молоке, хлебопродуктах, овощах.
Лекарственные препараты, содержащие кобальт, стимулируют усвоение железа и используются для лечения анемии. Кобальт входит в состав комбинированных препаратов поливитаминов с микроэлементами.
Марганца для детского организма необходим в сутки 0,2-0,3 мг на 1 кг веса тела, для взрослого 0,1 мг. Особенно богаты марганцем чай, растительные соки, кофе, цельные злаковые, орехи, зеленые овощи с листьями, горох, свекла.
Функции: важен для репродуктивных функций и нормальной работы центральной нервной системы. Марганец помогает устранить половое бессилие, улучшить мышечные рефлексы, предотвратить остеопороз, улучшить память и уменьшить нервную раздражительность. Усиливает рост. Находится во всех органах и тканях. Наиболее богаты марганцем трубчатые кости и печень.
Избыток марганца и его проявления: Соединения марганца являются сильными ядами, поражающими центральную нервную систему, сердечно-сосудистую систему и паренхиматозные органы. Отравление марганцем происходит при вдыхании больших количеств пыли, образующейся при размоле и просеве марганцевой руды, а также при вдыхании аэрозолей при плавке стали и электросварке. В начальной стадии наблюдаются: сильная утомляемость, слабость, сонливость, тупые головные боли в лобно-височных областях, тянущие боли в пояснице, конечностях, боли в правом подреберье, в подложечной области, понижение аппетита. Рано появляется небольшое увеличение печени. В нервной системе превалируют процессы торможения. При недостатке марганца нарушаются процессы окостенения во всем скелете, трубчатые кости утолщаются и укорачиваются, суставы деформируются. Нарушается репродуктивная функция яичников и яичек.
Олово - серебристо-белый, блестящий металл, мягкий и ковкий. При обыкновенной температуре олово весьма устойчиво к химическим воздействиям.
Суточный пищевой рацион человека включает около 17 мг олова. Его содержание в растениях колеблется в широких пределах, наибольшее количество олова содержится в семенах подсолнечника и гороха
Олово находится в одной группе со свинцом. Близость в периодическом ряду обусловливает и сходство токсического воздействия. Олово является ядом, действующим в начале возбуждающе, а затем парализующе на центральную нервную систему. При отравлении оловом могут наблюдаться диарея, рвота, общая слабость, а также паралич одних отделов ЦНС и возбуждение других, в результате чего развивается атаксия, скованность движений, иногда судороги. Органические соединения олова являются ядами для нервной системы, они вызывают параличи. О недостаточности олова в организме судить достаточно сложно, так как эта область практически не изучена. В настоящее время олово в медицине не используется.
Никель - металл желтовато-белого цвета, очень твердый, но ковкий, хорошо притягивается магнитом, на воздухе не окисляется.
Из органов человека наиболее богаты никелем печень, поджелудочная железа и гипофиз. Никель избирательно концентрируется в головном мозге.
Токсическое действие никеля проявляется при вдыхание никелевой пыли. Отмечаются носовые кровотечения, полнокровие зева и бронхов. При невысоких его концентрациях наблюдаются головные боли, при высоких - тошнота, рвота, одышка, повышение температуры. Смерть наступает на 10-14 день при явлениях, вызываемых удушающими газами.
Совершенно чистая медь - металл бледно-розового цвета; покрываясь слоями окислов становится красной.
Потребность в меди у взрослого человека составляет 2-6 мг в день. Продукты, содержащие медь: печень, почки, сердце, головной мозг животных. Потребность грудного младенца достигает 0,1 мг/ 1 кг массы тела.
Медь также участвует
в процессах роста и
При недостатке меди в организме наблюдаются: задержка роста, анемия, дерматозы, депигментация волос, частичное облысение, потеря аппетита, сильное исхудание, понижение уровня гемоглобина, атрофия сердечной мышцы.
С глубокой древности известно, что медь является сильным ядом. Токсическим действием обладают любые растворимые соединения меди.
Цинк - синевато-белый металл. На воздухе покрывается тонкой оксидной пленкой
Суточная потребность человека в цинке составляет 15-20мг для взрослых и 4-6мг для детей. Наиболее богаты цинком дрожжи, пшеничные, рисовые и ржаные отруби, зерна злаков и бобовых, какао, морепродукты, яйцах, горчице, в мясных продуктах.
Цинк служит составной частью более 80 ферментов в организме человека, он необходим для образования эритроцитов и других форменных элементов крови.
Согласно Зубкову А.А[3] дефицит цинка может приводить к усиленному накоплению железа, меди, кадмия, свинца. Избыток приводит к дефициту железа, меди, кадмия. Дефицит цинка сказывается на половой функции, а также на функции многих других органов и систем. При цинковом отравлении наступает фиброзное перерождение поджелудочной железы. При вдыхании паров цинка (сварщиками) ведет к развитию литейной лихорадки или латунной простуды, проявляющейся ознобом, обильным слюноотделением, головной болью, кашлем, лейкоцитозом.
Чистое железо - серебристо-белый блестящий металл, не изменяющийся на сухом воздухе и быстро ржавеющий, покрывающийся бурым налетом гидрата окиси железа - на влажном. В свободном состоянии железо на земной поверхности не встречается. В самородном состоянии его находят в метеоритах или аэролитах, падающих на землю.
В больших количествах содержится: в свиной печени, говяжьих почках, сердце и печени, орехах. В состав гемоглобина входит атом двухвалентного железа, который, присоединяя кислород, превращает гемоглобин в оксигемоглобин. Это очень непрочное соединение, легко диссоцииорующее на гемоглобин и кислород. Общее содержание железа в организме человека составляет около 4,25 г.
Явления отравления железом выражаются рвотой, диареей (иногда с кровью), падением АД, параличом ЦНС и воспалением почек. При недостатке железа в организме развивается железодефицитная анемия (малокровие). Избыток железа в организме может привести к дефициту меди, цинка, хрома и кальция, а также к избытку кобальта.
Хром - твердый, белый, блестящий металл, не окисляющийся даже на влажном воздухе. В природе встречается главным образом в виде хромистого железняка. Суточная норма потребления не установлена, но предполагается, что она колеблется в пределах 50-200 мкг. В относительно больших количествах содержится в яйцах, телячьей печени, пшеничных зародышах, пивных дрожжах, кукурузном масле, моллюсках.
Функции: Хром оказывает действие на процессы кроветворения. Соли хрома обладают способностью подавлять спиртовое брожение. Оказывает действие на работу инсулина - ускорение; на углеводный обмен и энергетические процессы.
Хром является постоянной составной частью всех органов и тканей человека. Наибольшее количество обнаружено в костях, волосах и ногтях. В крови, в эритроцитах хром содержится в 0,020 мг%, в плазме - 0,014 мг%. Из внутрисекреторных органов наиболее богат хромом гипофиз.
Согласно Ершову Ю.А[ 2] все соединения хрома ядовиты. Токсические явления наступают после приема 0,05-0,08 г двухромокислого калия. Минимальная смертельная доза бихромата 0,25 г. При хроническом отравлении хромом наблюдаются головные боли, исхудание, воспалительные изменения слизистой желудка и кишечника. За последнее время установлено, что хром обладает канцерогенным действием. Раковая опухоль чаще локализуется в правом легком. Хромовые соединения вызывают различные кожные заболевания, дерматиты и экземы, протекающие остро и хронически и носят пузырьковый, папулезный, гнойничковый или узелковый характер.
Случаи хромовой недостаточности практически не встречаются.
2.2. Микроэлементы неметаллы
Мышьяк одновременно является и токсичным элементом и условно необходимым для организма (в малых количествах стимулирует иммунитет и кроветворение).
Поступая в организм человека, в повышенных количествах мышьяк в первую очередь может вызвать нарушение функций печени, аллергические реакции, изменения состояния кожи (гиперкератоз, дерматит), поражение сосудов (в первую очередь - нижних конечностей), снижение слуха, повышенную возбудимость ЦНС, раздражительность, головные боли, угнетение иммунитета, кроветворения.
Фтор в небольших количествах находится во всех тканях, но главным образом в костях. Основная роль в организме - участие в костеобразовании и процессах формирования дентина и зубной эмали. Также фтор стимулирует кроветворную систему и иммунитет, участвует в развитии скелета.

- Химические элементы в организме человека
- Химические элементы в организме человека
- Химические элементы в организме человека
- Химические элементы в организме человека, их воздействие на здоровье
- Химические элементы и организм человека
- Химический анализ воды
- Химический взгляд на природу, истоки и современное состояние
- Химические факторы среды обитания и их действия на человека
- Химические, физические и тепловые свойства хлора и азота
- Химические, физические факторы окружающей среды, меры предупреждения вредного влияния на организм
- Химические экспресс тесты для определения наркотических веществ
- Химические элементы
- Химические элементы
- Химические элементы