Химические элементы в организме человека и животных - Реферат

Многим химикам известны крылатые слова, сказанные в 40-х годах текущего столетия немецкими учеными Вальтером и Идой Ноддак, что в каждом булыжнике на мостовой присутствуют все элементы Периодической системы. Однако, по мере того как разрабатывались все более точные методы аналитического определения химических элементов, ученые все больше убеждались в справедливости этих слов. В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии Национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определенном уровне (табл. Столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержания находятся в относительном постоянстве. Гипотеза работы: осознание значения химических элементов для жизнедеятельности организма способствует сокращению процента заболеваний и восстановлению работы ферментных систем.Например, основное количество кальция и фосфора входит в кости (гидроксофосфат кальция Са10(РО4)6(ОН)2), а хлор в виде соляной кислоты содержится в желудочном соке. Микроэлементы вошли в отмеченный выше ряд 22 элементов, обязательно присутствующих в организме человека. Например, известно, что марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо - в 70, медь - в 30, а цинк - более чем в 100. При малом поступлении данного элемента организму наносится существенный ущерб. В некоторых случаях поражение легких раком у людей пожилого возраста врачи связывают с возрастным снижением содержания меди в организме.Такие элементы, как бериллий, никель, палладий, серебро, кадмий, мышьяк, селен, сурьма, теллур, платина, золото, барий, таллий, свинец, висмут, ртуть называют примесными. До определенного содержания этих элементов организм не испытывает вредного воздействия, но при значительном увеличении концентрации они становятся ядовитыми. Встречаются элементы, которые в относительно больших количествах являются ядами, а в низких концентрациях оказывают полезное влияние. Тяжелые металлы (свинец , медь , цинк , мышьяк, ртуть , кадмий, хром , алюминий и др.) в микроколичествах необходимы организму и в основном они находятся в активных центрах коферментов. Некоторые металлы, например, свинец , стронций, иттрий, кадмий замещают в организме кальций, а это приводит к хрупкости костей.Часто дефицитом магния просто пренебрегают, поскольку он не связан со специфическими синдромами, но тем не менее при его нехватке кровь насыщается кальцием, который часто откладывается в почках, что приводит к образованию камней. Ученые провели сравнительный анализ химического состава плазмы крови и воды Мертвого моря, которое существует уже 15000 лет. Объем воды в Мертвом море составляет 110 куб. км и в ней растворено 50 млрд. тонн минеральных веществ. Мертвое море расположено в глубочайшей части Иордано - Аравийского грабена, который является частью африканской системы разлома земной коры, и имеет много необычных геохимических качеств. Сравнение между химическим составом воды Мертвого моря и его бассейна с другими озерами и океаном показывает, что средняя соленость воды Мертвого моря составляет 31.5%.Несмотря на то, что химические элементы содержатся в организме в незначительных количествах (в миллиграммах, а иногда и в микрограммах), роль их велика. Тяжелая экологическая ситуация, возрастание стрессовых ситуаций, методы обработки продуктов питания, «убивающие» биологически активные вещества, - вот далеко не полный перечень причин повсеместного роста дефицита жизненно важных элементов и избытка токсичных, наносящих непоправимый вред здоровью. Жители крупных городов страдают от избытка в организме таких тяжелых металлов, как свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, хром, никель. Например, накопление ртути в организме идет незаметно, поэтому ртуть так и коварна, что при отравлении ею не появляется каких-либо конкретных симптомов.

Содержание

Введение

1. Жизненно необходимые элементы

2. Примесные элементы

3. Корректировка минерального обмена в организме человека

4. Химический состав крови

Заключение

Список литературы

Многим химикам известны крылатые слова, сказанные в 40-х годах текущего столетия немецкими учеными Вальтером и Идой Ноддак, что в каждом булыжнике на мостовой присутствуют все элементы Периодической системы. Вначале эти слова были встречены далеко не с единодушным одобрением. Однако, по мере того как разрабатывались все более точные методы аналитического определения химических элементов, ученые все больше убеждались в справедливости этих слов. Если согласиться с тем, что в каждом булыжнике содержатся все элементы, то это должно быть справедливо и для живого организма. Все живые организмы на Земле, в том числе и человек, находятся в тесном контакте с окружающей средой. Жизнь требует постоянного обмена веществ в организме. Поступлению в организм химических элементов способствуют питание и потребляемая вода. Актуальность выбранной темы проявляется в том, что тяжелая экологическая ситуация, возрастание стрессовых ситуаций, современные методы обработки продуктов питания, «убивающие» биологически активные вещества, являются основными причинами повсеместного роста дефицита жизненно важных элементов и избытка токсичных, наносящих непоправимый вред здоровью. В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии Национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определенном уровне (табл. 1). Столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержания находятся в относительном постоянстве.

Целью данной работы является определение места химических элементов в масштабе живой природы.

Задачи исследования: выделить основные химические элементы, отвечающие за жизнедеятельность организма; определить их роль в становлении и развитии жизни организма.

Гипотеза работы: осознание значения химических элементов для жизнедеятельности организма способствует сокращению процента заболеваний и восстановлению работы ферментных систем.

Предположения некоторых ученых идут дальше. Они считают, что в живом организме не только присутствуют все химические элементы, но каждый из них выполняет определенную биологическую функцию. Вполне возможно, что эта гипотеза не подтвердится. Однако, по мере того как развиваются исследования в данном направлении, выявляется биологическая роль все большего числа химических элементов.

Организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества и 6% - на неорганические. Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород, кислород, в их состав входят также азот, фосфор и сера. В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Са, Р, О, Na, Mg, S, В, С1, К, V, Mn, Fe, Со, Ni, Cu, Zn, Мо, Сг, Si, I, F, Se. Например, если вес человека составляет 70 кг, то в нем содержится (в граммах): кальция - 1700, калия - 250, натрия - 70, магния - 42, железа - 5, цинка - З. Живые организмы в своем составе содержат различные химические элементы. Условно, в зависимости от концентрации химических элементов в организме, выделяют макро- и микроэлементы.

Макроэлементами принято считать те химические элементы, содержание в организме которых более 0,005% массы тела. К макроэлементам относятся водород, углерод, кислород, азот, натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций.

Микроэлементами называются химические элементы, содержащиеся в организме в очень малых количествах. Их содержание не превышает 0,005% массы тела, а концентрация в тканях - не более 0,000001%. Среди всех микроэлементов в особую группу выделяют так называемые незаменимые микроэлементы.

Незаменимые микроэлементы - микроэлементы, регулярное поступление которых с пищей или водой в организм абсолютно необходимо для нормальной его жизнедеятельности. Незаменимые микроэлементы входят в состав ферментов, витаминов, гормонов и других биологически активных веществ. Незаменимыми микроэлементами являются железо, йод, медь, марганец, цинк, кобальт, молибден, селен, хром, фтор.

Физиологическое значение минеральных элементов определяется их участием: · в структуре и функции большинства ферментативных систем и процессов, протекающих в организме;

· в пластических процессах и построении тканей (фосфор и кальций - основные структурные компоненты костей);

· в поддержании кислотно-основного состояния и водно-солевого обмена;

· в поддержании солевого состава крови и участии в структуре формирующих ее элементов.

Таблица 1. Суточное поступление химических элементов в организм человека химический элемент суточное потребление, мг взрослые дети

K 2000 - 5500 530

Na 1100 - 3300 260

Ca 800 - 1200 420

Mg 300 - 400 60

Zn 15,0 5,0

Fe 15,0 7,0

Mn 2,0 - 5,0 1,3

Cu 1,5 - 3,0 1,0

Mo 0,075 - 0,250 0.06

Cr 0,05 - 0,2 0,04

Co около 0,2 (B12) 0,001

Cl 3200 470

I 0,15 0,07

Se 0,15 - 0,07 -

F 1,5 - 4,0 0,6

Несмотря на то, что химические элементы содержатся в организме в незначительных количествах (в миллиграммах, а иногда и в микрограммах), роль их велика. Тяжелая экологическая ситуация, возрастание стрессовых ситуаций, методы обработки продуктов питания, «убивающие» биологически активные вещества, - вот далеко не полный перечень причин повсеместного роста дефицита жизненно важных элементов и избытка токсичных, наносящих непоправимый вред здоровью. Жители крупных городов страдают от избытка в организме таких тяжелых металлов, как свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, хром, никель. Особенно подвержены этому негативному воздействию дети. Тяжелые металлы опасны для здоровья. Например, накопление ртути в организме идет незаметно, поэтому ртуть так и коварна, что при отравлении ею не появляется каких-либо конкретных симптомов. Ртуть, как правило, в организме человека (да и животных тоже) накапливается понемногу, но у тех, кто живет в районах предприятий, загрязняющих воздух отравляющими веществами, она накапливается в огромном количестве. Таким образом, каждый химический элемент вносит свою лепту в состояние нашего организма. И если этого элемента в организме в избытке или, наоборот, его не хватает, то человек начинает жаловаться на различного рода недомогания. Очень часто происходят изменения и во внешнем облике: волосы становятся тусклыми, с посеченными концами, ногти слоятся и ломаются, кожа приобретает землистый оттенок, теряет свою упругость. Здоровый организм сам способен регулировать содержание отдельных элементов. При наличии выбора (пищи и воды) животные инстинктивно могут вносить лепту в это регулирование. Возможности растений в данном процессе ограничены. Сознательное регулирование человеком содержания микроэлементов в почве, продуктов питания, является одной из важнейших задач, стоящих перед современной наукой.

1. Кукушкин Ю.Н. Химические элементы в организме человека // Соросовский образовательный журнал, 1998, №5.

2. Энциклопедия. Том 17. Химия /Глав. редактор В.А. Володин. - М., 2002.

3. Василенко Ю.К. Биологическая химия: Учебник для фармацевтических институтов и фармацевтических факультетов медицинских институтов. - М.: Высшая школа, 1978.