Влияние металлов на организм человека

метки: Организм, Металл, Человек, Влияние, Тяжелый, Влиять, Избыток, Нарушение

«Там, где песни поются раздольные,

Где не спит молодежь до зари,

Где березки шумят белоствольные,

Притаились мои Бочкари.

Вокруг них перелески да колки.

Небо синее, море хлебов.

Безумолку поют перепелки

В разнотравье заречных лугов…

…Пусть кукушка считает нам годы,

Пусть спокойные снятся нам сны,

Пусть Тальменка несет свои воды,

А в сердцах пусть живут Бочкари.

(А.П. Соловьева)

Красивый уголок родной природы воспевает в словах своей песни учитель русского языка и литературы Бочкаревской школы. Каждый, кто бывал у нас в Бочкарях, и отдыхал на берегах реки, с уверенностью согласится с Антониной Петровной.

Однако, человек своей деятельностью нарушает гармонию природы, нанося тем самым вред не только окружающей среде, но и собственному здоровью.

Внимательно осмотритесь вокруг. Где бы вы не были: дома, в школе, на улице или в транспорте – вы увидите, какое множество металлов трудится вокруг нас. А какое множество тайн и загадок таит их производство и применение? Параллельно уживаются и польза от применения металлов и опасность от многих из них для живых организмов.

К выбору данной темы меня подтолкнуло то, что летом 2011 года в моём родном селе Бочкарёво спустили пруд. Оголила свои берега моя родная река Тальменка. Ужасающий вид предстал перед моими глазами: огромное количество разного мусора, это и пустые бутылки, выброшенные в больших полиэтиленовых мешках, это зола, и огромное количество металлосодержащих отходов(ведра,тазы,кастрюли).

Собирали этот металл тоннами, достали из мягкого грунта и старый ржавый автомобиль. Да, поистине широка душа русского человека! Не чувствует он свои границы. А мы в этой реке купались, наслаждаясь в жаркий знойный день её прохладой. И сейчас у меня возник интерес узнать, чем нам это грозило? Как влиял весь, полный, состав нашей Тальменки на детский здоровый организм.

Цель: доказать влияние металлов на человеческий организм

Задачи:

1. Научиться объяснять биологическую роль металлов с опорой на справочный материал.

2. Ознакомиться с путями проникновения металлов в организм человека и местами накопления.

3. Выявлять взаимосвязь между состоянием организма человека и состоянием окружающей среды.

Гипотеза: Широкое использование металлов в жизни человека приносит и пользу и угрожает опасностью

II. Основная часть.

1.Влияние металлов на организм человека.

Значение щелочных металлов в организме человека

... В сутки человек употребляет около 10-12 г поваренной соли, в том числе в хлебе и натуральных пищевых продуктах. Роль поваренной соли в организме ... щелочных элементов может привести к необратимым последствиям: вплоть до обезвоживания организма. Важная роль натрия в организме - регулирование водно-солевого баланса. Поэтому в ... дефиците катехоламинов. Солям этих металлов свойственен, главным образом, ...

В состав клеток живых организмов, в том числе и человека, входят металлы. Они перечислены в таблице1.

Таблица 1. Содержание металлов в организме человека

Другие металлы в незначительном количестве: кобальт, цинк, молибден, никель, алюминий, барий, стронций, титан, литий, их присутствие в виде следов.

Химические элементы и их соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма в сравнительно больших количествах, называются макроэлементами, а элементы, требующиеся организмам в крайне малых количествах, – микроэлементами. Среди микроэлементов также есть и металлы. Из данных таблицы видно, насколько разнообразны металлы, входящие в состав организма человека. Очевидно, что металлы необходимы клеткам тела человека для нормальной жизнедеятельности. Как избыток, и недостаток металлов оказывает о влияние на организм? А какие металлы могут оказывать токсичное влияние?

В Интернете в 1995 г. появилось сообщение, что у студентки Пекинского университета внезапно начались головокружения, сильные кишечные спазмы, жгучие боли в ладонях и ступнях. Затем у нее прядями стали выпадать волосы. Родители срочно отправили ее в больницу, но девушка погрузилась в кому. По мнению врачей, головокружения и боли в ладонях и ступнях, а также в суставах указывали серьезное невралгическое расстройство. Однако, пункция позвоночника не выявила никаких отклонений. Действие, какого металла на организм человека связано с выпадением волос?

При прочтении этой статьи сразу обращаешь внимание на то, что произошло выпадение волос.

Накопление металлов некоторыми частями организма

волосы, ногти	Al, Hg,Tl
кишечник	Sn
глаза	Ba
почки	Cd, Hg, Mn
мозг	Cu

По данным таблицы видно, что три металла способны накапливаться в волосах. Какой из металлов сыграл главную роль?

Обращаю внимание на симптомы (см. выше).

В Интернете (источник на рисунки) нахожу следующее:

[1]

Ответ: таллий. Но как он мог попасть в организм девушки? К сожалению, откровенного ответа на этот вопрос я не нашел, но нашел другую информацию. Мне кажется, что из нее можно сделать соответствующий вывод, каждый в силу своей осведомленности. Источник. Таллий используется в качестве инсектицида и средства для борьбы с грызунами, как катализатор при проведении фейерверков, в производстве оптических линз, как примесь для получения сплавов и для получения изображения перфузии сердца при радиологических исследованиях. Имеют место как случайные, так и умышленные проглатывания таллия. Массовые отравления таллием произошли после употребления в пищу зерна, обработанного таллием. Таллий используется в виде солей йода, сульфата и нитрата.

Цитата из рассказа Валентина Распутина «Век живи – век люби»:

• Ну и что ты собираешься делать с этой ягодой? – вдруг негромко спросил, но как-то значительно, с ударением.
• Не знаю, – пожал плечами Саня.

Он решил, что дядя Володя спрашивает потому, что не уверен, сумеет ли он, Саня, обработать без взрослых ягоду.

• Сварю, наверно, половину… половину истолку.
• Нельзя ее варить, – решительно и твердо сказал дядя Володя. И еще решительнее добавил:
• И есть ее нельзя.
• Почему?
• Какой дурак берет ягоду в оцинкованную посуду? – Да еще чтоб ночевала! Да такая ягода!» Не трудно догадаться , что речь шла о цинке, и о его степени токсичности.

Степень токсичности 1 металлов отражает таблица

Степень токсичности некоторых металлов

низкая	средняя	высокая	Очень высокая
Cu Fe Mn Zn Ni Ge Cs	Cr Ag Al	Sb Ba Se	Be Cd Pb Hg Tl

Поэтому в первом случае в силу высокой токсичности таллия наступила смерть, а во втором случае — цинк обладает низкой степенью токсичности, как это может влиять на человеческий организм? На помощь пришла информация из таблицы:

Таблица 2 «Биологическая роль и токсичность металлов»

Химический элемент	Дефицит металла	Избыток металла
Литий	Дефицит приводит к психическому расстройству.	Избыток вызывает общую заторможенность, нарушение дыхания и сердечного ритма, слабость, сонливость, потерю аппетита, жажду, а также дерматит лица и рук.
Натрий	Поддерживает у человека нормальную возбудимость мышечных клеток, поддерживает кислотно-щелочной баланс в организме, принимает участие в регуляции сердечной деятельности (успокаивает), удерживает воду в организме.	Избыток приводит к нарушению водного баланса, сгущению крови, нарушению функции почек, сердечно-сосудистой системы, а также к общему нарушению обмена веществ.
Калий	Регулирует белковый и углеводный обмен, влияют на процессы фотосинтеза и рост растений. Необходим для нормального функционирования всех мышц, особенно сердечной, способствует выделению избыточного натрия, избавляя организм от лишней воды и устраняя отеки.	При избытке происходит усиление двигательной активности, нарушение сердечного ритма, нарушение углеводного, жирового и белкового обмена.
Магний	Проявляет антисептическое и сосудорасширяющее действие, понижает артериальное давление и содержание холестерина в крови, играет большую роль в профилактике рака. Благотворно влияет на органы пищеварения.	Повышенное содержание приводит к нарушению минерального обмена. Нарушение баланса обмена магния вызывает повышенную смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и болезней желудочно-кишечного тракта.
Кальций	Необходим для процессов кроветворения, обмена веществ, для уменьшения проницаемости сосудов, нормального роста скелета, благотворно влияет на состояние нервной системы, оказывает противовоспалительное действие.	При избытке кальция возникает цистит. Если кальций попадает в организм в виде цементной пыли, то страдают органы дыхания, у детей снижается возбудимость нервной системы и обонятельного анализатора.
Стронций	Влияет на процесс образования костей.	При избытке стронция поражаются костная ткань, печень, кровь; наблюдается повышенная ломкость костей, выпадение волос.
Алюминий	Содержится в легких, печени, костях, головном мозге; действует на пищеварительную и нервную систему.	Избыток приводит к нарушению минерального обмена.
Цинк	Входит в состав крови и мышечной ткани, является катализатором многих реакций; входит в состав инсулина, участвует в белковом обмене.	При высоких концентрациях является мутагеном и онкогеном.
Кадмий		Является биологическим конкурентом цинка, при избытке снижает активность пищеварительных ферментов, нарушает функцию поджелудочной железы, углеводный обмен, поражает почки и тормозит рост костей, увеличивает опасность переломов костей.
Ртуть		При избытке поражает центральную нервную систему, сосредоточивается в почках, нарушает их деятельность; накапливается в клетках мозга и оболочке рта.
Барий		При избытке поражает костную ткань, костный мозг и печень, нервную систему, приводит к хрупкости костей за счет вытеснения кальция.
Таллий		При избытке поражает периферическую нервную систему, желудочно-кишечный тракт и почки. Таллий биологический конкурент калия из-за сходства между ионами, накапливается в волосах, костях, почках, мышцах. Характерный признак отравления таллием – выпадение волос.
Свинец		Избыток вызывает анемию, почечную недостаточность, заболевания мозга. Способен заменять кальций в костях.
Медь		Избыток приводит к развитию болезни Вильсона, нарушению деятельности печени.

С таллием все понятно, цинк, оказывается, имеет и биологическое значение, но удивило то, что его избыток в организме не менее опасен. А именно, нам грозит скрытая угроза, которая влечет генную мутацию. Ну что ж, явное подтверждение слов дяди Володи (из рассказа Валентина Распутина «Век живи – век люби», которое хочется дополнить своими словами «…люби химию». Это незаметная, скрытая опасность возникла из-за химического взаимодействия кислоты, содержащейся в ягоде, с цинком. С водой (нейтральная среда) этого не происходит, если вода чистая! Подчеркну, что в нашем случае этого не было, наоборот наличие цинковых изделий в достаточном количестве.

Вернемся к нашему самому большому удивлению – это наличие в реке огромного количества металлических изделий, в которых содержится железо.

2. Железо и его биологическая роль.

2.1. Для человека:

Железо – это важнейший микроэлемент, принимающий участие в кроветворении, дыхании, окислительно-восстановительных реакциях и иммунобиологических процессах. Чрезвычайно важная роль железа в организме человека определяется тем, что железо входит в состав крови и более чем сотни ферментов.

Железо содержится в структуре ряда белков, и, прежде всего, гемоглобина, переносящего кислород из легких к клеткам, тканям и органам. Отдав клетке кислород, гемоглобин «забирает» из клетки углекислый газ. Таким образом, красные кровяные тельца, которые и содержат гемоглобин, «поставляют» в ткани кислород и избавляют их от углекислоты.

Присутствуя в другом белке – миоглобине, – железо служит для создания кислородного запаса в организме. Благодаря наличию этих запасов можно, к примеру, нырнуть в воду и в течение какого-то времени не дышать, используя собственные запасы кислорода, накопленные благодаря железу миоглобина.

Благодаря железу клетки и ткани не только снабжаются кислородом. Железо вместе с тем защищает органы от вредного воздействия токсичной перекиси водорода, продуцирующейся белыми кровяными клетками – лейкоцитами. Лейкоциты впрыскивают перекись водорода в чужеродный микроорганизм, найденный ими в тканях или крови, а затем, так сказать, «пожирают» уничтоженного «чужака». Так работает иммунная защита человеческого организма. И не было бы в этом ничего негативного, если бы избыток перекиси водорода не вредил и собственным тканям организма. Избыток же перекиси водорода нейтрализуется специальным защитным ферментом – каталазой. В каталазе содержится железо, в присутствии которого молекулы перекиси водорода расщепляются на кислород и воду.

2.2.Нехватка железа

Замечено, что железодефицит встречается гораздо чаще, чем малое содержание других микроэлементов или витаминов. Иногда причиной нехватки железа становится длительное незаживающее кровотечение. В этом случае почти всегда назначаются железосодержащие лекарственные препараты. В большинстве случаев нехватка железа возникает из-за неправильного питания. Часто железодефицит наблюдается у женщин во время беременности. Развивающийся плод всё время требует много железа, а получает только из материнского организма