Урок 20. Геохимические факторы



Скачать 130,72 Kb.
Дата26.06.2015
Размер130,72 Kb.
Урок 20. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.
Цели:

1. Определить влияние геохимических факторов на функционирование человеческого организма.

2. Определить значение макро – и микроэлементов для организма человека.

3. Определить суть биохимической теории В. И. Вернадского.

4. Установить взаимосвязь между химическим составом почвы и здоровьем человека.

Лекция

В основе функционирования организма лежат различные химические реакции. В частности, обмен веществ происходит в результате таких химических реакций, как растворение, гидролиз окисление, восстановление. Благодаря им происходит расщепление и синтез молекул, входящих в состав клеток, образование и разрушение клеточных структур и межклеточного вещества. У человека половина всех тканевых белков расщепляется и строится заново в среднем в течение 80 суток, белки печени и сыворотки крови обновляются каждые 10 суток, отдельные ферменты печени - каждые 2-4 часа. Помимо белкового обмена, выделяют углеводный, жировой, водно-солевой, энергетический, в основе которых лежат химические реакции.

Для нормальной жизнедеятельности необходим 31 минерал. И хотя многие из них требуются организму в мизерных дозах, их отсутствие может обернуться для него катастрофой. Биологическая роль минеральных веществ огромна. Они участвуют во всех биохимических процессах в организме человека, влияют на рост и развитие организма, на процессы дыхания, оплодотворения, кроветворения, иммуногенеза. Минеральные вещества делятся на 2 большие группы.

• МАКРОЭЛЕМЕНТЫ - входят в структуру тканей, присутствуют в организме в относительно большом количестве (кальций, магний, калий, натрий, фосфор);

• МИКРОЭЛЕМЕНТЫ - выполняют биологическую роль катализаторов (ускорителей) химических реакций в организме. Участвуют в регулировании жизненно важных функций. Содержатся в тканях в очень малых количествах (важнейшие - железо, медь, цинк, селен хром, молибден, йод, кобальт, марганец).

c:\documents and settings\admin\local settings\temporary internet files\content.word\копия img374.jpg

При отсутствии или недостаточном поступлении микроэлементов организм перестает расти и развиваться. Нарушаются обменные процессы, процессы деления клеток и передачи наследственной информации.

Недостаток или избыточное поступление минеральных веществ в организм всегда приводят к возникновению тех или иных патологических изменений и даже специфических заболеваний, называемых микроэлементозами.

Ряд минеральных веществ участвует в транспортировке питательных веществ в организме (калий, натрий), в механизме свертывания крови (кальций). Они входят в состав ферментов, гормонов и витаминов, повышая или понижая их активность. Недостаток кальция, например, приводит к возникновению 147 заболеваний. А недостаток селена увеличивает риск возникновения сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Аллергия дыхательных путей у детей связана с недостатком меди, марганца, селена, цинка, кобальта и магния или с избытком хрома и никеля, а плохая память - с недостатком цинка, меди, марганца, йода и с избытком свинца.



Биохимическая теория В. И. Вернадского.
В. И. Вернадский выдвинул биохимическую теорию, согласно которой существует биогенная миграция атомов по цепочке «почва вода - пища - человек», в результате которой элементы, окружающие человека, в большей или меньшей степени попадают внутрь организма. Проникновение летучих и водорастворимых соединений происходит значительно легче. Нелетучие и не растворимые в воде соединения предварительно проходят стадию мобилизации с участием бактерии. Например, установлено, что причиной болезни Минамата в Японии является отравление органическими соединениями ртути. Причём переход ртути в водорастворимые соединения происходит под действием микроорганизмов.

Проникнув в живой организм, химические вещества внедряются в его химические и биохимические циклы, образуя комплексные соединения с кислородом, азотом. Распределение химических веществ носит избирательный характер. Покровные ткани концентрируют кремний и цинк; ткани мозга - свинец, цинк, ртуть, медь, марганец, алюминий. Для нормального функционирования организма важно на только количественное содержание того или иного элемента, но и сочетание его с другими микроэлементами. Так медь может оказаться токсичной для организма, даже при её нормальном содержании в рационе, если в нём недостаточно молибдена.

Наблюдения, сделанные в разных районах мира, показали, что имеется определенная связь между содержанием в почве и воде ряда микроэлементов и частотой возникновения некоторых заболеваний. Естественно, на человека воздействует целый комплекс факторов, и микроэлементы являются лишь одной из сторон указанных связей.
Если говорить о почвах, то известно, что именно количество подвижных форм любого элемента в почве оказывает решающее влияние на его содержание в растениях и продуктах питания. Исследования А. П. Виноградова и Б. В. Ковальского показали, что в среднем в почвах содержание кальция - 1,37 %, стронция - 0,03, марганца -0,085, цинка - 0,005, меди - 0,002, кобальта - 0,008 и йода - 0,0005 % . Однако в отдельных геохимических зонах эти показатели могут быть значительно выше или относительно ниже.

Сложная цепь миграции микроэлементов из почвы и воды в организм животных, а затем в - организм человека через растения имеет свои особенности в каждом биогеохимическом районе и зависит от очень многих климатогеографических условий.

В понятие «почва» входит целый комплекс представлений, о совокупности таких условий, как физико-химический состав почв, наличие определенных микроорганизмов, концентрация микроэлементов, которые могут прямо или косвенно, часто через пищевые продукты, влиять на здоровье человека.

Сильный ветер и жара способствуют попаданию сухих взвешенных частиц почвы, как в легкие, так и в пищеварительный тракт. Это также может оказаться небезразличным для здоровья человека.

От микроэлементов в почве в ряде случаев зависят геохимические эндемии некоторых заболеваний, имеющих определенную локализацию.

Учение Докучаева о почвах также способствовало развитию географии здоровья, установлению связей состава почв, их радиоактивности, особенностей растительной флоры с уровнем здоровья популяции, проживающей на тех или иных территориях. Особое внимание в этих исследованиях уделяется изучению генетических особенностей почв. Недостаток или избыток химических элементов в почвах влияет на все звенья пищевых цепей, приводит к недостатку или избытку их в живом организме, детонированию, ослаблению или усилению синтеза биологически активных веществ, содержащих микроэлементы, к перестройке процессов промежуточного обмена веществ, к выработке новой адаптивной их слаженности или дисфункциям, ведущим к эндемическим заболеваниям человека и животных.

В естественных условиях биохимические процессы, приводящие к качественным изменениям окружающей человека природной среды, протекают медленно, поэтому живой организм, нередко избирательно по отношению к определенным химическим элементам или веществам, успевает адаптироваться, и катастрофы биогеохимической «эпидемии» не наступает. В настоящее время, при стремительном развитии производительных сил и освоении все новых и новых энергетических мощностей, процессы биогеохимической миграции и концентрации веществ в биосфере (литосфере, атмосфере) протекают настолько быстро, что организм человека не успевает приспосабливаться к новым биогеохимическим условиям, к новым уровням содержания химических элементов в питьевой воде, продуктах питания, воздухе.

Все процессы, протекающие в клетках организма, связаны с получаемой из почв водой и пищей, в то же время в почву поступают и поглощаются продукты его обмена.

При оценке концентрации отдельных химических элементов в почве чрезвычайно важно знать, на каком уровне они находятся, встречаются ли в питьевой воде, каков путь попадания химических элементов в организм человека или влияния на него. Радиоактивные вещества, соли магния, соли кальция, калия, фосфорные соединения могут повысить заболеваемость у групп населения, проживающих на данных территориях, целым рядом заболеваний.

Если речь идет о полезных ископаемых, то определенные группы населения, работающие на их добыче, могут оказываться в зонах риска - речь идет о добыче горных сланцев, каменной соли, самородной серы, битумов и некоторых других. Тут сразу возникает вопрос о формах охраны труда и мерах, принимаемых для предупреждения отрицательного влияния некоторых химических соединений на человека.

Большое влияние оказывает на человека, естественно, и питьевая вода. Общеизвестно, что потребление пищи и воды, бедной йодом является поводом для возникновения эндемии зоба, а недостаток фтора приводит к развитию кариеса зубов. Но избыток фтора ведет склерозу костей и к развитию тугоподвижности суставов.

Гидрохимики и геохимики не раз указывали, что употребление населением вод с различной минерализацией в совокупности с другими природными факторами оказывает большое влияние на здоровье человека. Естественно, что эти факторы нельзя отрывать от социально экономических условий, однако несомненно, что потребление с водой различных соединений сказывается в ряде районов на состоянии здоровья населения и требует самого тщательного санитарного надзора.

Говоря о связи здоровья с микроэлементами, нельзя обойти один вопрос - это засоленность почв и питьевых вод. Сколько нужно человеку соли и как соль действует на его здоровье?

Не случайно соленость - это одно из четырех основных вкусовых ощущений. Ведь вкус человека помогает ему выбирать доброкачественную пищу. Химический состав соли следующий: в ее молекуле 1 атом натрия соединен с 1 атомом хлора. Что солевой дефицит приводит не только к постоянной жажде, но и к утрате большинства вкусовых ощущений, даже острая пища как бы теряет свой аромат. История мира тесно связана с получением и торговлей солью, которая у некоторых народностей заменяла даже денежные знаки. Действительно, организм нуждается в соли, ее недостаток или избыток влияет на здоровье отдельных групп населения.

Одна из важнейших проблем в мире - это получение урожаев, обеспечивающих жителей нашей планеты питанием. При этом широко используются различного рода химические соединения, в том числе пестициды. Результаты применения пестицидов, вызывающих острые отравления, нередко с летальным исходом, в настоящее время наиболее часто регистрируются в развивающихся странах. По данным одного исследования, проведенного в Бразилии, из 3445 случаев отравления пестицидами 208 закончились смертью. В Сан-Пауло примерно 7 % фруктов и 13 % овощей, выращиваемых в этом штате, содержали остаточные количества пестицидов, превышающие максимально допустимые уровни.

В промышленно развитых странах в результате запрещения или ограничения использования многих пестицидов отмечено снижение концентрации в продуктах хлорорганических соединений.

Почвы содержат различные концентрации макро- и микроэлементов, которые поглощаются растениями. Почвенно-климатические зоны имеют свои характеристики и при сравнении могут резко отличаться одна от другой. В районах высокогорий с недостаточностью йода были созданы специальные диспансеры, которые не только выявляли больных, и но проводили профилактику этого заболевания, медико-географические исследования.

В результате многолетнего систематического применения разработанного еще в СССР комплекса противозобных мероприятий распространенность зоба во всех эндемичных районах резко снизилась. Полностью ликвидированы наиболее тяжелые проявления эндемии, такие как эндемический кретинизм, глухонемота и др.

А вот еще один пример результатов медико-географических исследований. В Якутии уролитиаз (мочекаменная болезнь) является одним из самых распространенных урологических заболеваний: напряженность мочекаменной эндемии достигает здесь наиболее высоких цифр - 12,85 чел. на 10 тыс. населения. Несбалансированность в звеньях пищевой цепи некоторых микроэлементов, в частности соотношения йода и марганца, йода и кобальта, может оказать влияние на развитие мочекаменной болезни, особенно в тех районах, где наблюдается избыток кремния в воде.

Но и в пределах Якутии отмечается неравномерность географического распространения уролитиаза, а именно - районы распространенности интенсивности заболевания относятся к биогеохимическим провинциям с ландшафтом кальциевого типа.

Результаты проведенных исследований дают основание для разработки методов профилактики мочекаменной болезни в условиях Якутии и ряда других районов Крайнего Севера:


  • создание оптимальных условий для более благоприятной акклиматизации здесь пришлого населения, тщательная терапия и профилактика воспалительных заболеваний органов мочевой системы и мочевых диатезов;

  • раннее выявление больных уролитиазом в процессе специализированных профилактических осмотров населения;

  • проведение в ряде районов Якутии специальных мероприятий, направленных на корригирование существующей неблагоприятной биогеохимической ситуации, восполнение в пищевом рационе населения дефицита некоторых витаминов (особенно А, С, Д) и таких элементов, как фосфор, магний, йод и фтор).

А. П. Авцыным в 1962 г. были установлены более высокие показатели распространения уролитиаза в зонах сухого и жаркого климата СССР по сравнению с зонами холодного и влажного климата.

Определенное влияние климат оказывает и на возникновение ряда других соматических заболеваний. Повышенное содержание стронция приводит к учащению уровской болезни, рахита, ломкости костей. Стронций накапливается преимущественно в костной ткани особенно при опухолях. При углубленном исследовании возможных связей между содержанием стронция и частотой опухолей костей была показана относительно частая регистрация этой патологии в районах Приамурья. Но стронций существует в разных формах, и многое зависит от степени его радиоактивности.

Что касается кальция, то он чрезвычайно необходим нашему организму и его дефицит приводит также к эндемии уровской болезни, к ряду заболеваний костей. Марганец благодаря своей высокой валентности легко переходит из одной подвижной формы в другую. Он принимает активное участие в дыхании растений, имеются указания на некоторую связь концентрации этого элемента в почве с заболеваемостью раком желудка (Я. Г. Райхман). Наряду с этим ионы этого элемента стимулируют процессы костеобразования, и недостаточность его ведет к деформирующим коксоартрозам. В то же время резкое повышение содержания марганца в крови появляется при менингоэнцефалитах у детей.

Установлена также связь между содержанием подвижного марганца в почвах и частотой опухолей костей. В зонах с высокой его концентрацией их регистрируется в 1,2 раза больше, чем в зонах с низкой.

Что касается меди, то данные в отношении ее влияния на организм весьма разноречивы. Известно, что при нормальном содержании кальция и фосфора в почвах, но пониженном содержании меди относительно часто встречается рахит. Медь в комплексе с другими элементами принимает участие в кроветворении. Было отмечено, что при шизофрении, менингоэнцефалитах у детей и при активных формах легочного туберкулеза содержание меди в крови повышается. У больных с различными локализациями злокачественных опухолей содержание меди в сыворотке крови увеличивается, а после удаления опухоли показатели нормализуются.

Следует отметить, что большинство исследователей берут тот или иной элемент и рассматривают его количественное соотношение с уровнем заболеваемости. В то же время любой элемент в организме находится в определенных химических связях, и для решения вопроса о влиянии микроэлементов требуется многофакторный анализ.

Большое количество работ посвящено кобальту, который участвует в процессе кроветворения и входит в состав витамина Вп. С дефицитом кобальта связывают некоторые аллергические заболевания, остеодистрофии, авитаминозы. Естественно, надо различать радиоактивный кобальт и нерадиоактивный.

Цинк является одним из важных элементов для организма человека. Недостаток цинка нарушает процесс образования костей, введение его ускоряет регенерацию. При кариесе в зубах нарастает содержание этого элемента. Важно учитывать, что цинк входит в ряд ферментов, которые играют большую роль в окислительно-восстановительных реакциях. Он необходим для синтеза белков и образования хлорофилла, синтеза витаминов В, С и Р. Дефицит цинка отмечен в очагах ортопедических заболеваний, сколиоза, плоскостопия и др. Установлено, что в зонах с высокой распространенностью опухолей кожи содержание цинка значительно выше, чем в зонах с пониженной распространенностью. Отмечено, что избирательно цинк концентрируется в печени, железах внутренней секреции, почках, сердце, эритроцитах крови. Он усиливает активность половых и гонадотропных гормонов гипофиза. В эксперименте было показано, что избыточное поступление в организм цинка способствует опухолеобразованию. Особое внимание уделено возможной связи между уровнем заболеваемости злокачественными опухолями и повышенным содержанием цинка в почвах, растениях и воде.

Говоря о влиянии почвы и питьевой воды на здоровье населения, хотелось бы особенно остановиться на концентрации фтора. Повышенное содержание фтора в воде в отдельных случаях может вызвать флюороз зубов, учащение заболеваний периферической нервной системы, анацидные гастриты, повышенное выпадение волос. При кипячении воды из источников центрального водоснабжения концентрация фтора в воде уменьшается.

С появлением работ В. И. Вернадского (1922, 1934) многие вопросы были решены. Эндемии некоторых заболеваний были объяснены, и среди них - флюороз. Установлено, что при содержании фтора более 5 мг/л пораженность населения флюорозом становится 100 % - ной. По частоте флюороз занимает второе место после эндемичных тиреопатий среди биогеохимических эндемий.

При заболеваниях содержание микроэлементов в организме изменяется. Это используется при диагностике.

1. Сниженное содержание цинка указывает на заболевания печени и селезёнки, кожных покровов.

2. По концентрации марганца и хрома можно судить о заболеваниях сердца.

3. Недостаток магния может свидетельствовать о гипертонической болезни, мочекаменной болезни, нарушении сна, сердечно - сосудистых заболеваниях.

Миграция химических элементов из почвы и воды в организм животных и растений, а затем в организм человека имеет свои особенности для каждого биохимического района и зависит от многих географических условий. Среди них особое внимание отводится почвам. Разные типы почв содержат различные концентрации химических элементов, которые поглощаются растениями.

В Чувашии язвенная болезнь наиболее часто регистрируется в населенных пунктах, размещенных на песчано-подзолистых и дерново-подзолистых почвах, и редко встречается в районах с серыми лесными и черноземными почвами. В районах, где в почвах обнаружены избыток кремния, наблюдаются очаги повышенной заболеваемости населения язвенной болезнью, патологией поджелудочной железы, инсулинонезависимого сахарного диабета, ишемической болезни сердца.

Высокое содержание кремния в биохимической цепи является пусковым крючком для развития этих болезней в отдельно взятых регионах, выделяемых как особые биохимические провинции согласно биохимической теории академика В. И. Вернадского.




Закрепление.

ТЕСТ

1. К макроэлементам относят:

а) железо, медь, цинк;

б) кальций, магний, натрий;

в) селен, хром, марганец.

2. Макроэлементы выполняют биологическую роль:

а) транспорта питательных веществ;

б) участников механизмов свертывания крови;

в) катализаторов химических реакций.

3. Недостаток, какого микроэлемента приводит к заболеваниям сердечно-сосудистой системы:

а) железа;

б) меди;


в) селена.

4. Частоту заболевания язвенной болезнью связывают с:

а) дерново-подзолистыми почвами;

б) серыми лесными почвами;

в) черноземами.

5. Возникновение очагов инсулинонезависимого диабета и ишемической болезни сердца связывают:

а) с избытком железа в почве;

б) с недостатком кремния в почве;



в) с избытком кремния в почве.

Объясните цепь зависимости:

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ РАЙОН — ПОЧВА — РАСТЕНИЕ ---- ЖИВОТНОЕ — ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА


База данных защищена авторским правом ©zubstom.ru 2015
обратиться к администрации

    Главная страница