Пути поступления тяжелых металлов в организм человека

Обновлено: 17.05.2024

Симптомы и даже хронические заболевания, связанные отравлением тяжелыми металлами, теперь считаются проблемой, с которой сталкиваются миллионы людей.
Считается, что воздействие токсичных тяжелых металлов является фактором, если не первопричиной, таких симптомов, как слабость, нарушения настроения и когнитивные изменения. Тяжелые металлы сначала попадают в ваш кровоток из рыбы, выращенной на фермах, загрязненной воды, зубных паст и бытовых продуктов. Затем они перемещаются по всему телу и проникают в клетки различных тканей и органов, где они могут храниться в течение многих лет! Тяжелые металлы — это элементы, которые могут быть токсичными и очень опасными даже при низких концентрациях: меркурий, ртуть, свинец, мышьяк, кадмий, алюминий, никель, уран, таллий, и другие.

Отравление тяжелыми металлами вызывает ряд проблем со здоровьем. Согласно докладу Научного всемирного журнала, «токсичные металлы, такие как мышьяк, кадмий, свинец и ртуть, повсеместны, не имеют никакой полезной роли в гомеостазе человека и способствуют неинфекционным хроническим заболеваниям». Ртуть, например, разрушает нервную оболочку, вызывая ухудшение проводимости нервных сигналов.
Исследователи определили, что значительное воздействие по меньшей мере 23 различных металлов может способствовать острой или хронической токсичности. Эти металлы описываются как тяжелые, потому что они накапливаются в организме, особенно скрываясь в жировой ткани. Организму трудно от них избавиться. Жир тела пытается защитить органы, накапливая определенные вещества внутри, в том числе и металлы. Это одна из причин, по которой потеря веса может иногда приводить к детоксикации тяжелыми металлами, поскольку жировые клетки сжимаются и высвобождают бездействующие токсины.

Откуда берутся тяжелые металлы?
- Воздействие загрязнителей окружающей среды, таких как пары автомобильного транспорта, загрязнения воздуха, пищевых загрязнений, сигаретного дыма или радиации.
- Употребление некачественных продуктов, особенно искусственно выращенной и морской рыбы с повышенным содержанием ртути, а также продуктов, выращенных в почве с высоким содержанием металлов.
- Питьевая вода, загрязненная следами металлов (например, алюминия).
- С рождения (тяжелые металлы могут передаваться напрямую от матери к ребенку).
- Воздействие или использование бытовых веществ, таких как фильтры для воздуха, косметические средства, смягчители тканей, войлочные, напольные воски и полироли и порошок талька.
- Татуировки.
- Воздействие веществ, содержащих свинец, таких как шоколад, консервы, зубные пасты, старые краски, инсектициды, керамика.
- Использование или воздействие других предметов домашнего обихода, таких как алюминиевая и антипригарная посуда, антиперспиранты, пластмассовые игрушки, алюминиевая фольга, столовые приборы из нержавеющей стали, монеты и некоторые косметические средства.
- Возможно, получение определенных прививок.

Каковы признаки и симптомы отравления тяжелыми металлами?
● Хроническая усталость
● Аутоиммунные заболевания, в том числе болезнь Лайма
● Неврологические расстройства
● Снижение мозговой активности, плохая концентрация внимания, трудность обучения и плохая память
● Депрессия, маниакальная депрессия и / или тревожность
● Слабоумие
● Бессонница
● Пищеварительные проблемы, такие как синдром раздраженной толстой кишки
● Нарушение координации тела, ухудшение слуха, речи, зрения и походки
● Малокровие
● Более высокий риск сердечных приступов.

Если у вас есть основания полагать, что у Вас отравление металлами, лучше провести медицинские анализы на отравление металлами. Тестирование на тяжелые металлы в виде анализа волос или анализа крови широко доступно и полезно для подтверждения подозрительной токсичности. В нашей клинике делаются все необходимые анализы такого типа.

Пути поступления тяжелых металлов в организм человека


Cписок тяжелых металлов обычно включает мышьяк, свинец, кадмий, ртуть, хром, медь, цинк, никель, селен, серебро, сурьму, марганец и некоторые другие.

Они могут присутствовать в почве, воде и атмосфере. Металлы могут накапливаться впищевых продуктах из-за их присутствия в окружающей среде, в результате деятельности человека, такой как сельское хозяйство, промышленность или автомобильные выхлопы, в результате загрязнения во время обработки и хранения продуктов питания. Люди могут подвергаться воздействию металлов из окружающей среды или при попадании внутрь загрязненной пищи или воды. Наиболее тревожными представители этой группы - мышьяк, кадмий, свинец и ртуть.

Ртуть накапливается в рыбе (в старой больше, чем в молодой), в хищной также больше (меч-рыба, тунец, акула), в почках животных (опасно употребление в сыром виде), орехах, какао-бобах, шоколаде.

Больше всего свинца накапливается в хищной рыбе (тунец, акула), морепродуктах, особенно в двустворчатых моллюсках. Свинец также накапливается в консервированных продуктах в сборной жестяной таре.

Кадмий – в грибах, во многих растениях, особенно стручковых, какао-порошке, рыбе, почках животных, овощах, фруктах.

Мышьякнакапливается в белом и коричневом рисе, яблочном соке, курином мясе, белковых коктейлях, белковом порошке.

Причины накопления тяжелых металлов в пище

  • Использование сырья, полученного в районах с повышенным уровнем тяжелых металлов в окружающей среде
  • Использование сырья, полученного вблизи предприятий металлургической, горнодобывающей промышленности, вблизи автомагистралей
  • Загрязненная почва
  • Пестициды на полях
  • Бытовые отходы

Почему тяжелые металлы опасны?

Тяжелые металлы, при длительном поступлении с пищей могут накапливаться в организме, вызывая отдаленные последствия. Небольшие количества металлов могут выводиться с мочой, потом, калом, но также они имеют способность задерживаться в различных тканях, в костях и крови, способствовать развитиюракажелудочно-кишечного тракта, снижению иммунитета, задержке умственного развитияу детей, обладают тератогенным действием.

Мышьяк и свинец при накоплении в организме способны оказывать мутагенное и канцерогенное действия.

Ртуть, накапливаясь в организме детей, вызывает изменения в развитии мозга, у взрослых, а более высоких дозах вызывает неврологические изменения.

Отравление свинцом

При отравлении свинцом возможно развитие анемии, поражение нервной системы и почек, замедление интеллектуального развития детей, заболеваний сердечно-сосудистой системы среди взрослых. Накапливается в костях, являясь постоянным источником отравления.

При хроническом отравлении отмечается общая слабость, головные боли, неприятный привкус во рту, запоры, боли в животе.

При отравлении мышьяком возникает тошнота, позывы к рвоте, расстройства ЖКТ. Далее присоединяются неврологические симптомы: речевые расстройства, нарушения обоняния, вкуса, парезы. Длительная интоксикация мышьяком опасна риском развития рака кожи.

Кадмийвлияет на артериальное давление, способствует образованию камней в почках.

Профилактика отравлений тяжелыми металлами

Профилактика отравления тяжелыми металлами в быту заключается в

Тяжелые металлы и здоровье человека Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Черных Н. А., Баева Ю. И.

Проведен анализ имеющихся в настоящее время материалов по действию разных концентраций тяжелых металлов на здоровье человека. Представлены уровни содержания элементов в организме человека и их распределение по органам. Рассмотрено токсическое действие высоких концентраций ряда тяжелых металлов на живые организмы.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Черных Н. А., Баева Ю. И.

Анализ содержания химических элементов в волосах девочек 16-17 лет, проживающих и обучающихся в районе г. Казани с развитой транспортной сетью

Heavy metals and person health

The analysis of materials available now on action of different heavy metals concentration on the person health is lead. Levels of the element maintenance in an organism of the person and their distribution on bodies are submitted. Toxic action of high heavy metals concentration on organisms is considered.

Текст научной работы на тему «Тяжелые металлы и здоровье человека»

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА H.A. Черных, Ю.И. Баева

Экологический факультет, Российский университет дружбы народов, Подольское шоссе, 8/5, 113093, Москва. Россия

В процессе изучения химии металлов и их биохимических циклов в биосфере обнаруживается двойственная роль, которую они играют в физиологии: с одной стороны, большинство металлов являются необходимыми для нормального течения жизни; с другой, при повышенных концентрациях они проявляют высокую токсичность, то есть оказывают вредное влияние на состояние и активность живых организмов. Траница между необходимыми и токсичными концентрациями элементов здесь расплывчата, что осложняет проведение достоверной оценки их воздействия на окружающую среду. Количество, при котором некоторые металлы становятся действительно опасными, зависит не только от степени загрязнения ими экосистем, но также от химических особенностей каждого металла и от деталей его биохимического цикла.

В табл. 1 представлены ряды молярной токсичности металлов для разных видов живых организмов.

Представительная последовательность молярной токсичности металлов [8]

Организмы Ряды токсичности

Цветущие растения Hg>Pb>Cu>Cd>Cr>Ni>Zn

Кольчатые черви Hg>Cu>Zn>Pb>Cd

Для каждого вида организма порядок расположения металлов в рядах таблицы слева направо отражает увеличение молярного количества металла, необходимого для проявления эффекта токсичности. Минимальная молярная величина относится к металлу с наибольшей токсичностью.

В настоящее время имеются сведения о мутагенном действии ряда металлов (табл. 2).

Для комплексной оценки воздействия элемента необходимо различать четыре уровня концентрации:

- дефицит элемента, когда организм страдает от его недостатка;

- оптимальное содержание, способствующее хорошему состоянию организма;

- терпимые концентрации, когда депрессия организма лишь начинает проявляться;

- губительные для данного организма.

В зависимости от концентрации и времени контакта металл может действовать по одному из указанных типов.

Элементы, обнаруженные в ДНК и вызывающие мутации [6]

Металлы, обнаруженные в составе ДНК Металлы, вызывающие мутации у:

микроорганизмов растений насекомых млекопитающих

А1 Аб • Аз Аб Аб

Со Со Сс1 Сй Сй

В ответ на поступление в организм •избыточных концентраций элементов живой организм способен ограничивать или даже устранять возникающий при этом токсический эффект благодаря наличию определенных механизмов детоксикации. Специфические механизмы детоксикации в отношении ионов металлов в настоящее время изучены недостаточно. Многие металлы в организме могут переходить в менее вредные формы следующими путями [И]:

- образование нерастворимых комплексов в кишечном тракте;

- транспорт металла с кровью в другие ткани, где он может быть иммобилизован (как, например, РЬ2+ в костях);

- превращение печенью и почками в менее токсичную форму.

Так, в ответ на действие токсичных ионов свинца, ртути, кадмия и др. печень и почки человека увеличивают синтез белков невысокой молекулярной массы, в составе которых примерно 1/3 (из 61) аминокислотных остатков является цистеином. Высокое содержание и определенное расположение сульфгидрильных БН-групп обеспечивают возможность прочного связывания ионов металлов.

Механизмы токсичности металлов в целом хорошо известны, однако весьма сложно найти их для какого-либо одного конкретного металла. Один из таких механизмов — конкуренция между необходимыми и токсичными металлами за обладание местами связывания в белках, так как ионы металлов стабилизируют и активируют многие белки, входя в состав многих фермент-

ных систем. Кроме того, многие белковые макромолекулы имеют свободные сульфгидрильные группы, способные вступать во взаимодействие с ионами токсичных металлов, таких как кадмий, свинец и ртуть, что приводит к возникновению токсических эффектов. Тем не менее, точно не установлено, какие именно макромолекулы при этом наносят вред живому организму. Проявление токсичности ионов металлов в разных органах и тканях не всегда связано с уровнем их накопления — нет гарантии в том, что наибольший урон наносится в том месте организма, где концентрация данного металла выше. Так, ионы свинца (И), будучи более чем на 90% от общего количества в организме иммобилизованными в костях, проявляют токсичность за счет 10%, распределенных в иных тканях организма. Иммобилизацию ионов свинца в костях можно рассматривать как процесс детоксикации.

Токсичность иона металла обычно не связана с его необходимостью для организма. Однако для токсичности и необходимости имеется одна общая черта: как правило, существует взаимозависимость ионов металлов друг от друга, равно как и между ионами металлов и неметаллов, в общем вкладе в эффективность их действия. Так, например, токсичность кадмия проявляется ярче в системе с недостаточностью по цинку, а токсичность свинца усугубляется недостаточностью по кальцию. Сходным образом адсорбцию железа из овощной пищи подавляют присутствующие в ней комплексообразующие лиганды, а избыток ионов цинга может ингибировать адсорбцию меди и т.д. [7].

Определение механизмов токсичности ионов металлов часто осложняется существованием различных путей их проникновения в живой организм. Металлы могут попадать с пищей, водой, впитываться через кожу, проникать путем ингаляции и др. Поглощение с пылью — вот главный путь проникновения при промышленном загрязнении. В результате вдыхания большинство металлов оседает в легких и только потом распространяется в другие органы. Но наиболее распространенный путь поступления токсичных металлов в организм — прием с пищей и водой.

Особый интерес представляет содержание химических элементов в организме человека (табл. 3). Данные в таблице соответствуют уровням их нормального содержания. Органы человека по-разному концентрируют в себе различные химические элементы, то есть макро- и микроэлементы неравномерно распределяются между разными органами и тканями. Большинство микроэлементов (содержание в организме находится в пределах 10"3 - 10'5%) накапливается в печени, костной и мышечной тканях. Эти ткани являются основным депо для многих металлов.

Элементы могут проявлять специфическое сродство по отношению к некоторым органам и содержаться в них в высоких концентрациях. Известно, что цинк концентрируется в поджелудочной железе; йод — в щитовидной железе; ванадий, наряду с алюминием и мышьяком, накапливается в волосах и ногтях; кадмий, ртуть, молибден.— в почках; олово — в тканях кишечника; стронций — в предстательной железе, костной ткани; марганец — в гипофизе и тд. В организме микроэлементы могут находиться как в связанном состоянии, так и в виде свободных ионных форм. Установлено, что алюминий, медь и титан в тканях головного мозга находятся в виде комплексов с белками, тогда как марганец — в ионном виде.

Элементный состав организма человека [11 ____________

Эле- мент Мышечная ткань, % Костная ткань, % Зольная часть организма, % Кровь, мг/л Общее содерж. в орга-низме средн. чел. (70 кг)

сердце печень мозг

Выбор маркерных тяжелых металлов для оценки степени токсичности воздействия на организм человека Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Вишневецкий Вячеслав Юрьевич, Ледяева Валерия Сергеевна

Токсичность – это мера несовместимости вредного вещества с жизнью. Степень токсического эффекта зависит от биологических особенностей пола, возраста и индивидуальной чувствительности организма. Основным путем поступления тяжелых металлов в организм является желудочно-кишечный тракт, который наиболее уязвим к действию техногенных экотоксикантов. Тяжелые металлы и их соединения могут поступать в организм человека через легкие, слизистые оболочки, кожу и желудочно-кишечный тракт. Механизмы и скорость проникновения их через разные биологические барьеры и среды зависят от физико-химических свойств указанных веществ, химического состава и условий внутренней среды организма.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Вишневецкий Вячеслав Юрьевич, Ледяева Валерия Сергеевна

Экспериментальные исследования загрязнений тяжелыми металлами в донных отложениях в Таганрогском заливе

Экспериментальные исследования динамики концентрации тяжелых металлов в поверхностном слое воды в Таганрогском заливе

SELECTION MARKER FOR ASSESSMENT OF HEAVY METALS DEGREE OF TOXICITY TO HUMAN EXPOSURE

Toxicity – a measure of the incompatibility of a harmful substance with life. The degree of toxicity depends on the biological characteristics of sex, age and individual sensitivity of the organism. The main route of heavy metals in the body is the gastrointestinal tract, which is most vulnerable to the effects of man-made toxicants. Heavy metals and their compounds may enter the body through the lungs, mucous membranes, skin and gastrointestinal tract. Mechanisms and their rate of penetration through various biological barriers and the environment depend on the physical and chemical properties of the substances, the chemical composition and the conditions of the internal environment.

Текст научной работы на тему «Выбор маркерных тяжелых металлов для оценки степени токсичности воздействия на организм человека»

Так как кампус обособленно стоит на берегу бухты Аякс, то для него в настоящий момент нами создается геоинформационная система (ГИС), с помощью которой наглядно можно будет определить зоны неблагоприятной электромагнитной обстановки и места, подходящие для установки новых ПРТО. Контролирующим органам данная ГИС позволит дать рекомендации операторам и проектировщикам при проведении модернизаций и строительстве новых объектов связи.

1. Сподобаев Ю.М., Кубанов В.П. Основы электромагнитной экологии. - М.: Радио и связь, 2000.

2. Агеева А.А. Исследование электромагнитной обстановки от передающих объектов в г. Владивостоке с использованием геоинформационных систем // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2011. - № 9 (122). - С. 244-246.

3. Стаценко Л.Г., Агеева А.А. Определение границ санитарно-защитных зон от передающих объектов в городах со сложным рельефом // Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона». - 2012. - Т. 1. № 4.

4. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 - Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов.

5. МУК 4.3.1167-02 - Определение плотности потока энергии электромагнитного поля в местах размещения радиосредств, работающих в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц.

Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н., профессор В.А. Воронин.

В.Ю. Вишневецкий, В.С. Ледяева

ВЫБОР МАРКЕРНЫХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ТОКСИЧНОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Токсичность - это мера несовместимости вредного вещества с жизнью. Степень токсического эффекта зависит от биологических особенностей пола, возраста и индивидуальной чувствительности организма. Основным путем поступления тяжелых металлов в организм является желудочно-кишечный тракт, который наиболее уязвим к действию техногенных экотоксикантов. Тяжелые металлы и их соединения могут поступать в организм человека через легкие, слизистые оболочки, кожу и желудочно-кишечный тракт. Механизмы и скорость проникновения их через разные биологические барьеры и среды зависят от физико-химических свойств указанных веществ, химического состава и условий внутренней среды организма.

Тяжелые металлы; степень токсичности; организм человека.

V.Yu. Vishnevetsky, V.S. Ledyaeva

SELECTION MARKER FOR ASSESSMENT OF HEAVY METALS DEGREE OF TOXICITY TO HUMAN EXPOSURE

Toxicity - a measure of the incompatibility of a harmful substance with life. The degree of toxicity depends on the biological characteristics of sex, age and individual sensitivity of the organism. The main route of heavy metals in the body is the gastrointestinal tract, which is most vulnerable to the effects of man-made toxicants. Heavy metals and their compounds may enter the body through the lungs, mucous membranes, skin and gastrointestinal tract. Mechanisms and their rate of penetration through various biological barriers and the environment depend on the physical and chemical properties of the substances, the chemical composition and the conditions of the internal environment.

Heavy metal; toxicity; the human body.

Тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах.

Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).

Токсичность - это мера несовместимости вредного вещества с жизнью. Степень токсического эффекта зависит от биологических особенностей пола, возраста и индивидуальной чувствительности организма; строения и физико-химических свойств яда; количества попавшего в организм вещества; факторов внешней среды (температура, атмосферное давление).

Среди ксенобиотиков важное место занимают тяжелые металлы и их соли, которые в больших количествах выбрасываются в окружающую среду. К ним относятся известные токсичные микроэлементы (свинец, кадмий, хром, ртуть, алюминий и др.) и эссенциальные микроэлементы (железо, цинк, медь, марганец и др.), также имеющие свой токсический диапазон [1].

Основным путем поступления тяжелых металлов в организм является желудочно-кишечный тракт, который наиболее уязвим к действию техногенных экотоксикантов.

Спектр экологических воздействий на молекулярном, тканевом, клеточном и системном уровнях во многом зависит от концентрации и длительности экспозиции токсического вещества, комбинации его с другими факторами, предшествующего состояния здоровья человека и его иммунологической реактивности. Большое значение имеет генетически обусловленная чувствительность к влиянию тех или иных ксенобиотиков. Несмотря на разнообразие вредных веществ, существуют единые механизмы их воздействия на организм как у взрослого человека, так и у ребенка.

По опасности для здоровья человека тяжелые металлы делятся на следующие классы:

1-й класс (самый опасный): Cd, Hg, Se, Pb, Zn;

2-й класс: Co, Ni, Cu, Mo, Sb, Cr;

3-й класс: Ba, V, W, Mn, Sr.

Тяжелые металлы и их соединения могут поступать в организм человека через легкие, слизистые оболочки, кожу и желудочно-кишечный тракт. Механизмы и скорость проникновения их через разные биологические барьеры и среды зависят от физико-химических свойств указанных веществ, химического состава и условий внутренней среды организма [1].

Спинно»иозговая жидкость Na

Печень и, Эе, мо, гп,

Рис. 1. Концентрирование некоторых химических элементов во внутренних

В результате взаимопревращений между поступившими в организм металлами или их соединениями и химическими веществами различных тканей и органов могут образоваться новые соединения металлов, обладающие иными свойствами и по-другому ведущие себя в организме. При этом в разных органах, вследствие особенностей обмена, состава и условий среды, пути превращения исходных соединений металлов могут быть различными. Отдельные металлы могут избирательно накапливаться в определенных органах и длительно задерживаться в них. В результате накопление металла в том или ином органе может быть или первичным, или вторичным.

Важное биологическое значение имеют и некоторые щелочные и щелочноземельные элементы: К, N8, Mg, Са. По сравнению с переходными элементами они связываются менее прочно, и поэтому более легко и свободно перемещаются. Функция натрия и калия в клеточных мембранах связана с нервными импульсами. Магний и кальций участвуют в процессе превращения химической энергии в работу мышц [2].

Иногда можно услышать, что есть металлы вредные и полезные. Это не совсем верно, так как все зависит от потребляемого количества. Например, имеются данные о явлениях, сопровождающих избыточное или недостаточное потребление натрия на примере наиболее распространенного соединения - поваренной соли №С1. Суточная потребность организма в хлориде натрия зависит от количества соли, теряемой с потом. При потреблении 10-кратного избытка №С1 превращается в смертельный яд. При регулярном 2-3-кратном избыточном потреблении соли возникает гипертоническая болезнь. При недостаточном потреблении - усиленное выделение воды из организма. Таким образом, роль металлов в организме чрезвычайно велика.

Химические элементы концентрируются в организме человека неравномерно. Большинство микроэлементов накапливаются в печени, костной и мышечной тканях. Это депо (запасники) микроэлементов. Сейчас, анализируя химический состав некоторых частей человеческого организма (крови желудочного сока, волос и т.д.),

ученые делают вывод не только о физиологическом, но и о психическом состоянии организма. Известно, что при стрессе содержание цинка в крови возрастает. Повышение содержания никеля и марганца в крови происходит незадолго до инфаркта.

Глазная жидкость Сетчатка глаза

Рис. 2. Концентрирование некоторых химических элементов в железах и тканях

Методом масс-спектроскопии было определено содержание микроэлементов в волосах. У агрессивных людей (как взрослых так и подростков) в волосах обнаруживается повышенное содержание ртути, железа, кадмия и пониженное цинка и кобальта [2].

Многие элементы, полезные в естественных природных концентрациях, становятся токсичными при более высоких и более низких концентрациях. Интересны в этом отношении медь и селен. Все организмы океана приспособлены к жизни в 0,6 М растворе №С1, но при слишком высокой концентрации №С1 становится токсичным и вызывает гипертонию. т.е. осмотическую дегидратацию. Живые организмы используют эти элементы и адаптируются к ним. Использование и применение редких элементов с рассеиванием их в окружающую среду может привести к серьезным экологическим проблемам, к которым человек никогда не привыкнет.

Количественная оценка токсичности элементов - сложная проблема. Из-за разнообразных совместных эффектов взаимодействия различных компонентов биологических систем почти невозможно определить границы «полезных» (допустимых) и «вредных» (опасных) концентраций. Также бесконечно разнообразны сами организмы. Действительно, пища одного человека может быть ядом для другого. Не редки явления, когда жизненно важный элемент становится токсичным при концентрациях, выше нормальной. Селен - жизненно важный элемент для млекопитающих, однако для растений, концентрирующих этот элемент, он - яд.

В наши дни, когда биосфера все больше и больше загрязняется самыми разными соединениями, когда началось естественное перераспределение концентрации ионов металлов, мы начинаем сознавать, что не имеем представления о множестве факторов, влияющих на судьбу живой материи [3].

Очень часто ион какого-либо металла (особенно при его недостатке) в организме может замещаться близким по химическим свойствам ионном другого металла. Так, натрий может замещаться литием, калием и рубидием, кальций -стронцием, молибден - ванадием, железо - кобальтом.

Иногда же взаимозаменяются ионы весьма отличных по своим свойствам металлов. Это говорит о заменяемости элементов жизни (в частности в ферментативных системах), что в первую очередь зависит от химического состава среды. Известны случаи, когда один и тот же фермент активируют ионы 15 различных металлов. Легко представить, как может отразиться на жизненных процессах резкое нарушение естественного микроэлементного состава [3].

Многие элементы, полезные в естественных природных концентрациях, становятся токсичными при более высоких и более низких концентрациях. Интересны в этом отношении медь и селен. Живые организмы используют эти элементы и адаптируются к ним. Использование и применение редких элементов с рассеиванием их в окружающую среду может привести к серьезным экологическим проблемам, к которым человек никогда не привыкнет 4.

Длительное употребление воды, содержащей в своем составе тяжелые металлы, оказывает негативное воздействие на организм. Чаще всего из-за накопления тяжелых металлов в организме страдают сердечно-сосудистая система, желудочно-кишечный тракт и центральная нервная система. В связи с этим развиваются такие болезни со стороны ССС, как: инсульт, инфаркт миокарда, гипертония, аритмия, со стороны ЦНС - мигрень, головокружения, депрессия, бессонница, а со стороны ЖКТ - язвенная болезнь, гастрит, панкреатит, дисбактериоз [7].

Металлический никель и его оксиды из ЖКТ всасываются медленнее, чем его растворимые соли. Поступивший с водой никель абсорбируется легче, чем входящий в виде комплексов в состав пищи. В целом количество всосавшегося из ЖКТ никеля составляет 3.. .10 %. В его транспорте участвуют те же белки, которые связывают железо и кобальт.

Для определения маркерных тяжелых металлов рассмотрено их влияние на человеческий организм и какие заболевания вызывает превышение их концентраций, (рис. 3, 4, 5).

Рис. 3. Процент заболеваний сердечно-сосудистой системы от употребления воды, содержащей тяжелые металлы

1 11 11 I 1 11 11 I

Рис. 4. Процент заболеваний желудочно-кишечного тракта от употребления воды, содержащей тяжелые металлы

Ре Сс1 Си Мо N1 РЬ Сг

■ Мигрень 6,09 3,37 5,52 4,61 3,7 7,61 2,42

■ Головокружение 3,78 2,34 3,46 5,43 4,64 6,37 3,64

■ Депрессия 3,11 2,68 4,83 4,87 2,11 5,13 4,73

■ Бессонница 7,77 4,47 6,95 5,05 3,98 8,01 5,85

Рис. 5. Процент заболеваний центральной нервной системы от употребления воды, содержащей тяжелые металлы

Маркерные тяжелые металлы - тяжелые металлы, выбранные в качестве наиболее токсичных для организма и в то же время включенные в мониторинг. Их выбор обусловлен способностью именно этих тяжелых металлов накапливаться в организме, что приводит к дальнейшей токсикации организма человека.

В результате исследования влияния превышенной концентрации тяжелых металлов в водном бассейне на организм, выявлено, что большое содержание молибдена, меди, свинца и железа в организме человека являются самыми опасными. Следовательно, перечисленные металлы принято считать маркерными.

2. Биологическое и токсикологическое действие химических элементов и их неорганических соединений на организм человека: Учеб. пособие / Под ред. к.х.н. Т.И. Рыбкиной НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева. - Новомосковск, 1999. - 96 с.

3. Государственный контроль качества воды. Справочник технического комитета по стандартизации. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001. - 687 с.

4. Вишневецкий В.Ю., Ледяева В.С., Старченко И.Б. Принципы построения системы экологического мониторинга водной среды // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2012. - № 9 (134). - С. 195-200.

7. Вишневецкий В.Ю., Ледяева В.С. Влияние качества питьевой воды на организм человека. // Материалы Шестой Всероссийской научной конференции «Экология 2011 - море и человек». - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. - С. 54-60.

Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н., профессор С.П. Тарасов.

А.И. Волков, А.Л. Максимов, Г.А. Шабанов, Ю.А. Лебедев, А.А. Рыбченко,

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БИОСФЕРНЫХ ЧАСТОТ И РИТМОВ ГОЛОВНОГО

Проведены исследования, для оценки факта влияния крайне слабых переменных полей Земли на состояние организма человека. Для оценки состояния использовался аппаратнопрограммный комплекс «Варикард». Пациенту проводилось фоновое исследование на аппарате «Варикард», затем при помощи генератора ГСС-120/1 и тороидального соленоида производилась экспозиция, и далее контрольное исследование на «Варикард». Было выявлено, что сразу после экспозиции «индекс напряжения» варикарда значительно возрастал, затем так же стремительно падал до минимума и в дальнейшем шла тенденция к медленному нарастанию ИН. В контрольной группе в течение всего эксперимента ИН снижался с небольшими колебаниями.

Резонанс Шумана; оценка состояния; «Варикард».

A.I. Volkov, A.L. Maksimov, G.A. Shabanov, Y.A. Lebedev, A.A. Rybchenko,

BIOSPHERE ELECTROMAGNETIC WAVES AND HUMAN BRAIN RHYTHMICS INTERACTION

Studies have been conducted to assess the impact of fact extremely weak alternating fields of the Earth on the state of the human body. To assess the state to use a hardware-software complex "Varikard." Patients underwent baseline studies using the "Varikard", then use the generator

XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021


ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение. Тяжелые металлы на сегодняшний день представляют собой группу опасных загрязнителей, которым уделяется пристальное внимание, так как все химические соединения или элементы, которые выбрасываются в атмосферу в первую очередь в результате деятельности человека, являются загрязнителями воздуха. Тяжелые металлы, накапливаясь в организме человека даже в небольших дозах, оказывают негативное влияние на многие органы.

Плотность тяжелых металлов по классификации Н. Реймерса, 1992 г составляет более 5 г/ . Атомная масса более 40 единиц. К тяжелым металлам относят Pb , Cu , Zn , Ni , Cd , Co , Sb , Sn , Bi , Hg [1]. Для человека представляют опасность более 10 тяжелых металлов из-за того, что они токсичны и имеют широкий диапазон распространения. Самые токсичные металлы – ртуть, свинец, кадмий [2].

Тяжелые металлы являются естественными компонентами земной коры. Они не могут быть деградированы или уничтожены. В небольшой степени они проникают в наш организм через продукты питания, питьевую воду и воздух. Также тяжелые металлы поступают в организм через легкие и кожу. Некоторые тяжёлые металлы, например медь, селен, цинк необходимы для поддержания метаболизма человеческого тела. Однако при более высоких концентрациях они могут привести к отравлению [3].

Тяжелые металлы опасны тем, что могут накапливаться в растениях и тем самым являются компонентом пищевых цепей (растения являются продуцентами), через которые могут поступать в организм человека. Пример биологической цепи: почва (вода) – растение – животное – продукция – человек (рисунок 1) [1].

Рисунок 1 – Пути поступления тяжелых металлов в организм человека

Состояние здоровья человека напрямую зависит от окружающей среды, что доказывает актуальность решения проблем её загрязнения. Здоровье людей, которые живут в неблагоприятной среде (возле промышленных предприятий, у автотранспортных магистралей и др.) непосредственно находится под угрозой. Выбросы различных химических веществ приводят к нарушению физиологии и к ряду заболеваний, а самое опасное – к онкологиям. Накопление тяжелых металлов приводит к развитию злокачественных заболеваний, к появлению мутаций и рождению детей с нарушением развития. Больше всего от тяжелых металлов страдают дети, так как накопление токсичных свойств происходит еще на эмбриональном этапе онтогенеза. Нередко случаются летальные исходы [4].

Токсичные металлы, такие как мышьяк, кадмий, свинец и ртуть, находятся повсюду, они не оказывают положительного влияния на основные физиологические функции организма человека, напротив приводят к неинфекционным хроническим заболеваниям, что сокращает продолжительность жизни. Свойство тяжелых металлов оседать на стенках способствует засорению почечных каналов и каналов печени, что ослабляет фильтрацию и приводит к накоплению токсинов в организме.

Свинец – один из серьезно опасных токсичных загрязнителей, оказывающий влияние на нервную систему, кровь и почки. Нередко повышенная концентрация свинца приводит к развитию анемии. В результате накапливания свинца в организме происходит снижение умственных и трудовых способностей, расстройство поведения, отставание в развитии. Опасное влияние данный металл оказывает на ребенка, вызывая его умственную отсталость.

Большая концентрация кадмия оказывает влияние на легкие, кости, почки, нарушается метаболизм химических элементов, что приводит к их дефициту (железо, кальций, цинк, медь). Кадмий также ингибирует синтез белков, ДНК (что приводит к различным формам анемии), снижает ферментативная активность [5,6,7].

Ртуть, циркулируя по кровяному руслу, попадает в печень, почки и мозг, что способствует разрушению нервной оболочки, и приводит к блокированию функции проводимости нервных импульсов. Серьезное нарушение органов ЦНС приводит к потере слуха, зрения, обоняния, общему и церебральному параличу, деформации конечностей и смерти. Данный металл с трудом выводится из организма [7].

С помощью лабораторных исследований крови и мочи можно провести диагностику и выявить отравление ртутью, свинцом или кадмием, а также другими металлами. Людям, которые проживают на территориях подверженных техногенному загрязнению, особенно важно обратить внимание на проблему накопления тяжелых металлов.

Заключение. Чтобы снизить риск заболеваний человека, а особенно детей, необходимо уделять внимание экологическим проблемам накопления токсических веществ, а именно тяжелых металлов, в биосфере.

Список литературы:

1. Теплая Г. А. Тяжелые металлы как фактор загрязнения окружающей среды (обзор литературы). Журнал: Астраханский вестник экологического образования, 2013 г., с. 182-192 (дата обращения 07.05.2020)

4. Чикенева И.В. Последствия влияния тяжелых металлов на окружающую среду в зоне воздействия промышленных предприятий. Журнал: Научно-методический электронный журнал концепт, номер 12, 2013 г., с. 66-70 (дата обращения 07.05.2020)

5. Савченко О.В. Влияние загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами на здоровье детей дошкольного возраста. Журнал: Экология человека, номер 3, 2018 г., с. 16-20 (дата обращения 11.03.2021)

6. Вишневецкий В.Ю., Ледяева В.С. Экологическое прогнозирование загрязнения водных сред тяжелыми металлами. Журнал: Инженерный вестник дона, номер 4-2 (32), 2014 г., с.15 (дата обращения 11.03.2021)

7. Гулиева С. В., Керимова Р. Дж., Юсифова М. Ю. Влияние тяжелых металлов на биохимические процессы в организме человека. Журнал: Academy, номер 12 (39), 2018 г., с. 77-81 (дата обращения 12.03.2021)

Читайте также: