Влияние тяжелых металлов на клетки

Обновлено: 28.09.2024

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Гулиева Севда Вагиф Кызы, Керимова Рена Джаббар Кызы, Юсифова Матанат Юсиф Кызы

В статье приводится обзор данных литературы по содержанию тяжелых металлов в окружающей среде, описывается негативное воздействие некоторых из них на организм человека в целом.

Текст научной работы на тему «Влияние тяжелых металлов на биохимические процессы в организме человека»

ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Гулиева С.В. , Керимова Р.Дж. , Юсифова М.Ю.

1Гулиева Севда Вагиф кызы - кандидат биологических наук, доцент, отдел биохимии;

2Керимова Рена Джаббар кызы - кандидат медицинских наук, младший научный сотрудник,

отдел экспериментальной хирургии;

3Юсифова Матанат Юсиф кызы - старший лаборант, отдел фармакологии, Научно-исследовательский центр Азербайджанский медицинский университет, г. Баку, Азербайджанская Республика

Аннотация: в статье приводится обзор данных литературы по содержанию тяжелых металлов в окружающей среде, описывается негативное воздействие некоторых из них на организм человека в целом.

Ключевые слова: тяжелые металлы, микроэлементы, загрязнение окружающей среды.

Среди многих экологических проблем особое место занимает поступление загрязняющих веществ в окружающую среду, в частности тяжелых металлов, источниками которых являются отрасли промышленности, теплоэнергетики и автотранспорт. На сегодняшний день, опубликованы многочислен-ные исследования по содержанию тяжелых металлов и их соединений в почве [5, а 7]. Одними из наиболее вредных для биосферы Земли загрязнений, имеющих самые разнообразные вредные последствия для здоровья людей и жизнедеятельности живых организмов, являются загрязнения тяжелыми металлами (ТМ). Рост промышленной индустрии приводит к увеличению содержания тяжелых металлов в атмосфере. С экологических и токсиколого-гигиенических позиций не все тяжелые металлы могут быть восприняты однозначно. Прежде всего, представляют интерес металлы, которые наиболее широко и в значительных объемах используют в производственной деятельности человека, накапливающиеся во внешней среде и представляющие серьезную опасность с точки зрения их биологической активности и токсических свойств. В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей среды, на сегодняшний день к ТМ относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева: V, Сг, Mn, Fe, Со, №, Си, Zn, Mo, Cd, Sn, Pb,Bi и др. [2, а 10]. Особенно опасными оказываются металлы, не входящие в состав биомолекул, т. е. ксенобиотики: РЬ, Cd. Все они образуют особо прочные соединения с концевыми тиогруппами белков, поэтому их называют тиоловыми ядами. Эти данные позволяют говорить о возможности участия тяжелых металлов и их соединений в качестве этиологических факторов развития различных заболеваний, играть определенную роль в росте генетических мутаций, раковых и сердечно-сосудистых патологий, отравлений, дерматозов, снижении иммунитета [3, с. 8].

Актуальность выбранной темы заключается в том, что тяжелые металлы и их соединения образуют значительную группу токсикантов, во многом определяющую антропогенное воздействие на экологическую структуру окружающей среды и самого человека. Учитывая все возрастающие масштабы производства и применения тяжелых металлов, высокую токсичность, способность накапливаться в организме человека, оказывать вредное влияние даже в сравнительно низких концентрациях, или дозах, эти химические загрязнители должны быть отнесены к числу приоритетных [5, с. 2].

Увеличение концентрации металлов-токсикантов в природе происходят и в результате вулканических извержений, проливных кислотных дождей. Все эти источники загрязнения вызывают в биосфере увеличения содержания этих металлов по сравнению с естественным фоновым уровнем.

Уже почти 85 лет известно, что каждый элемент имеет присущий ему диапазон безопасной экспозиции, который поддерживает оптимальные тканевые концентрации и функции; у каждого элемента имеется свой токсический диапазон, когда безопасная степень его экспозиции превышена [8, с. 160]. Известно большое количество публикаций и исследований, посвященных изучению содержания и накоплению ТМ в продуктах питания растительного и животного происхождения, а также разработанных рекомендаций, направленных на предупреждение неблагоприятного воздействия токсикантов на организм человека [7, с. 75]. Загрязнение объектов биосферы (почва, вода, воздух) является причиной накопления их в пищевом сырье как растительного происхождения, так и животного происхождения в количествах, превышающих вышеуказанные.

Из всех токсических элементов в данной работе будут рассмотрены мышьяк, свинец, кадмий, ртуть, цинк, медь, таллий.

Поступление в атмосферу кадмия связано с деятельностью промышленных предприятий и сжиганием разнообразных отходов [1, с. 201]. Основными путями поступления в организм человека является пероральный, ингаляционный и через кожу. Отравление кадмием разрушает печень и почки, приводя к сильнейшему нарушению функции почек. Избыток кадмия нарушает метаболизм металлов, особенно железа и кальция, нарушает действие цинковых и иных металло-ферментов, блокирует сульфгидрильные группы ферментов, нарушает синтез ДНК. Кадмий легко замещается в металлфлавопротеиновых комплексах, где главенствующую роль играют железо и молибден, нарушая двухстадийный процесс окисления.

Ртуть попадает в окружающую среду как в результате промышленного загрязнения, так и в результате естественного испарения из земной коры. Большое количество его попадает в окружающую среду и при разбивании медицинских термометров. Она токсична в любой своей форме. Ртуть в природных условиях довольно быстро превращается в летучее токсическое соединение — хлорид метилртути. Ионы метилртути попадая в эритроциты, печень и почки, оседают в мозге, вызывая серьезные необратимые нарушения ЦНС. Это приводит, в конце концов, к общему и церебральному параличу, деформации конечностей, особенно пальцев, и смерти. Ртуть блокирует активность ряда важнейших ферментов, в частности карбоангидразы, карбоксипептидазы, щелочной фосфатазы. Легко попадая в клетки, выводит из колеи метаболические реакции, связанные с витамином В12. Недостаточность витамина В12 приводит к повреждению механизма биосинтеза ДНК, являющейся причиной разных форм анемий, что приводит к дегенеративным изменениям нервной системы [6, с. 3].

В современных условиях наибольшим источником загрязнения свинцом среды обитания считаются выхлопы бензиновых двигателей автомашин, поскольку в бензин добавляется тетраэтилсвинец для повышения октанового числа. Свинец препятствует одной из ступеней биосинтеза гема, считается сильнейшим нейротоксином, вызывает повышенную агрессивность. Хроническое отравление свинцом постепенно приводит к нарушениям функций почек, нервной системы, анемии. Токсичность свинца увеличивается при недостатке в организме кальция и железа. Свинец блокирует SH-группы белков, образуя комплексы с фосфатными группами рибозы у нуклеотидов, и тем самым быстро разрушает РНК, ингибирует ферменты, в частности карбоксипептидазу. Хроническое отравление свинцом и

накопление его в организме человека даже при низких уровнях содержания приводит к снижению коэффициента интеллекта, ослаблению внимания, потере работоспособности, гиперактивности, расстройству поведения, отставанию в развитии. Известно также, что свинец неблагоприятно действует на течение и исход беременности [3, с. 103]. Наличие свинца в органах плода, а иногда в плаценте приводит к преждевременным родам, выкидышам, внутриутробной гибели плода. Особенно опасно воздействие свинца на маленьких детей, оно вызывает умственную отсталость и хроническое заболевание мозга [2, с. 13].

Источниками мышьяка могут быть выбросы предприятий стекольной, радиоэлектронной, металлургической промышленности, автомобилей. Мышьяк относится к числу наиболее сильных и опасных ядов. В присутствии кислорода быстро образует очень ядовитый мышьяковистый ангидрид. При пероральном отравлении высокая концентрация мышьяка наблюдается в желудке, кишечнике, печени, почках и поджелудочной железе, при хроническом отравлении постепенно накапливается в коже, волосах и ногтях. Ингибирования различных ферментов нарушает метаболизм. В процессе отравления первыми страдают аксоны, что приводит к периферической нейропатии и параличу конечностей. Мышьяк считается канцерогенным и очень опасным для организма человека.

Является очень токсичным, зачастую его называют «химическим СПИДом». Таллий вмешивается в процесс окислительного фосфорилирования, уничтожая активность АТФазы. Проникая через клеточные мембраны, образует сильные комплексы, например, нерастворимый комплекс с рибофлавином. Это приводит к нарушению метаболизма серы и разрушению иммунной системы. Отравление таллием приводит к гастроэнтеритам, периферической нефропатии, при большой абсорбции к смерти. Через 2-3 недели после небольшого отравления у человека выпадают волосы.

Цинк является биологически значимым микроэлементом, в виде двухвалентного элемента входит в состав свыше 20 ферментов, включая участвующие в обмене нуклеиновые кислоты. Его содержание в организме взрослого человека равняется примерно 2 г. Однако, несмотря на небольшие количества, этот микроэлемент оказывает огромное влияние на сотни биохимических реакций. Большая часть цинка концентрируется в мышцах, а самая высокая содержание — в простате. В крови он присутствует в эритроцитах как кофактор карбоангидразы. Микроэлемент есть в составе инсулина. Отсутствие цинка тормозит продукцию гормонов надпочечников, щитовидной железы, соматотропина (гормон роста), тестостерона и эстрогенов. Особенно важен этот микроэлемент для организма мужчины: он обеспечивает нормальное функционирование предстательной железы и продукцию спермы.

Избыток цинка нарушает баланс метаболического равновесия между другими металлами, ухудшает работу иммунной системы. Разбалансировка отношения цинк/медь является главным причинным фактором в развитии ишемической болезни сердца. Избыточное потребление солей цинка может приводить к острым кишечным отравлениям с тошнотой. Кроме того, цинк участвует в процессах передачи нервных импульсов. С этим связано его высокое содержание в клетках сетчатки глаза. Микроэлемент обостряет восприятие вкусов и запахов, влияет на сократительную способность мышц. Также цинк нужен для нормального функционирования иммунной системы, кроветворения, работы сальных желез. Цинк необходим для образования печенью алкогольдегидрогеназы, ответственной за обезвреживание спиртов, участвует в продукции ферментов, нужных для синтеза нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), деления клеток, образования и распада белков и углеводов.

Медь является необходимым кофактором для нескольких важнейших ферментов, катализирующих разнообразные окислительно-восстановительные

реакции, без которых нормальная жизнедеятельность невозможна. Известно более 30 белков и ферментов, в состав которых входит медь. Медь входит в состав цитохромоксидазы - терминального звена митохондриальной цепи переноса электронов, играющей важную роль в процессах биологического окисления и окислительного фосфорилирования генерации АТФ; моноаминооксидазы, катализирующей окислительное дезаминирование катехоламинов, серотонина и др., а также лизина (лизилоксидаза). Последний процесс определяет образование поперечных сшивок в молекуле коллагена и эластина. Медь участвует в построении тирозиназы, катализирующей превращение тирозина в дофамин и меланины. Отсутствие или недостаточная активность тирозиназы приводит к альбинизму, а ее черезмерная активность - к развитию меланомы (быстропрогрессирующего рака кожи). Их биологическая роль связана с процессами гидроксилирования, переноса кислорода, электронов и окислительного катализа. Около 95 % меди в организме присутствует в составе гликопротеина крови церулоплазмина. Церулоплазмин содержит 8 атомов меди и обладает антиоксидантными свойствами, участвует в метаболизме железа, окисляя двухвалентное железо в трехвалентное, способное транспортироваться трансферрином.

В тканях здорового организма концентрация меди в течение всей жизни поддерживается строго постоянной. В норме существует система, препятствующая непрерывному накоплению меди в тканях путем ограничения ее абсорбции или стимуляции ее выведения. Хронический избыток меди в тканях при соответствующих заболеваниях вызывают токсикоз: ведет к остановке роста, гемолизу, снижению содержания гемоглобина, к деградации тканей печени, почек, мозга.

Необходимо отметить, что не все из перечисленных элементов являются только ядовитыми, некоторые из них в малых количествах необходимы для нормальной жизнедеятельности человека, растений и животных. Тяжелые металлы в допустимых концентрациях оказывают положительное влияние на живые организмы [4, с. 154].

Объем информации о роли дефицита микроэлементов во внешней среде в формировании болезней продолжает увеличиваться. Токсичность «металлических ядов» объясняется связыванием их с соответствующими функциональными группами белковых и других жизненно важных соединений в организме. В результате нарушаются нормальные функции соответствующих клеток и тканей в организме и наступает отравление, которое в ряде случаев заканчивается смертью.

1. Авцын А.П. Микроэлементозы человека. / Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. // М: Медицина, 1991. 496 с.

2. Зайцева О.Е. Особенности накопления микроэлементов в плаценте и пуповине при нормальной осложненной гестозом беременности. Автореферат дисс. канд. мед .наук. Москва, 2006.

3. Зинина О.Т. Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека. // Избранные вопросы судебно-мед.экспертизы. Хабаровск, 2001. № 4. С. 99-105.

4. Имангулов Ш.А. Рекомендации по кормлению сельскохозяйственной птицы. // Сергиев Посад. ВНИТИП-2004. 243 с.

5. Ильин В.П. Тяжелые металлы в системе почва-растения. // Новосибирск: Наука, 1991.

6. Кашкина Т.А. Влияние тяжелых металлов на биохимические процессы в организме // Научные достижения биологии, химии, физики: сб. ст. по матер. XII междунар. науч.-практ. конф. Новосибирск: СибАК, 2012.

7. Теплая Г.А. Тяжелые металлы как фактор загрязнения окружающей среды (обзор литературы) // Астраханский вестник экологического образования. № 1 (23), 2013., С. 182-192.

8. Mertz W. Clinical and public health significance of chronium // Current topics in nutrition a.disease. New York., 1982. P. 315-323.

ПРИЕМЫ САМООБОРОНЫ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ РАБОТНИКОВ Яшкулов С.Д.

Яшкулов Станислав Дорджиевич - преподаватель физической культуры,

Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Норильский медицинский техникум, г. Норильск, Красноярский край

Аннотация: в статье анализируются ситуации, в которых медицинские работники сталкиваются с проявлением агрессии со стороны пациентов и их родственников, как правило, находящихся в состоянии алкогольного или наркотического опьянения, сильного душевного волнения. Сотрудники частных охранных предприятий не могут должным образом обеспечить охрану общественного порядка и не в каждом учреждении здравоохранения имеется кнопка вызова наряда полиции. Законы и нормативно-правовые акты РФ не обеспечивают защиту медицинских работников в сложных условиях напряженной работы.

Анализ причин получения травм при нападении на медицинских работников показывает, что большинство из них не получили хорошей физической подготовки при обучении. Зачастую подготовка таких специалистов здравоохранения не велась вообще. Отсутствие тактической и психологической подготовки, курса самообороны приводило к неправильным и необдуманным действиям работников здравоохранения.

Навыки самообороны необходимы медицинским работникам как в мирное, так и военное время.

Ключевые слова: медицинский работник, приемы самообороны.

Медицинские работники сталкиваются с проявлением агрессии со стороны пациентов и их родственников, как правило, находящихся в состоянии алкогольного или наркотического опьянения, сильного душевного волнения. Особенно в таких отраслях медицины как скорая медицинская помощь, реаниматология, психоневрологический диспансер. Достаточно привести в пример работу медицинских учреждений в выходные и праздничные дни, когда сотрудники частных охранных предприятий не могут должным образом обеспечить охрану общественного порядка и не в каждом учреждении здравоохранения имеется кнопка вызова наряда полиции.

Ножевые и огнестрельные ранения, телесные повреждения различной степени тяжести, употребление наркотических средств и психотропных веществ без назначения врача уже делает граждан потенциальными пациентами медицинских учреждений. Законы и нормативно-правовые акты РФ не обеспечивают защиту медицинских работников в сложных условиях напряженной работы. В последнее время участились случаи нападения и применения насилия в отношении работников здравоохранения.

Анализ причин получения травм при нападении на медицинских работников показывает, что большинство из них не получили хорошей физической подготовки

Влияние тяжелых металлов на клетки

Влияние солей тяжелых металлов на плазмолиз протопласта растительной клетки

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

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

Цель: изучить действие солей тяжелых металлов на состояние растительной клетки.

Обзор источников литературы по теме исследования.

Рассмотрение основных терминов и понятий.

Анализ влияния солей тяжелых металлов на плазмолиз протопласта растительной клетки

Сделать выводы по результатам экспериментов и исследования

Актуальность темы

В последние десятилетия во всем мире усиливается загрязнение окружающей среды токсическими отходами, в том числе и тяжелыми металлами. Тяжелые металлы надолго входят в круговорот органического вещества и, в отличие от многих органических загрязняющих веществ, тяжелые металлы невозможно удалить из окружающей среды путем естественной химической или биологической трансформации, так как они не деградируют и устойчивы в среде.

В связи с возрастанием содержания тяжелых металлов в почве, атмосфере и воде, что становится серьезной экологической проблемой, возникла необходимость разработки методов, которые позволили бы в полной мере оценить действие металлов на физиологические процессы растений, а также выявить механизмы устойчивости, позволяющие им произрастать на почвах с высоким содержанием тяжелых металлов

Объект: растительная клетка.

Предмет исследования: влияние солей тяжелых металлов на клетки кожицы лука.

Гипотеза: соли тяжелых металлов губительно действуют на растительные клетки, приводя к негативным последствиям в росте и развитии растения, или даже к его гибели.

2.Теоретическая часть.

Нормальный обмен веществ в клетке может существовать только при определенной структурной организации. Но, в то же время структура клетки создается и поддерживается в процессе обмена веществ.

Протопласт - активное содержимое растительной клетки, представляющее собой чрезвычайно сложное образование, дифференцированное на различные компоненты, называемые органеллами (органоидами), которые имеют характерное строение и выполняют специфические функции.

Движение протопласта – один из очень чувствительных показателей жизнеспособности клетки. В живой растительной клетке содержимое цитоплазмы находится в постоянном движении. Можно видеть, как органоиды и другие включения вовлекаются в это движение, называемое током цитоплазмы или циклозом. Циклоз прекращается в мертвых клетках.

Плазмолиз - отделение содержимого клетки(протопласта) от клеточной стенки в гипертоническом растворе (соленой воде).

Плазмолиз происходит в случае, когда концентрация солей во внешней жидкой среде выше, чем в цитоплазме клетки: цитоплазма, обладая свойством полупроницаемости, не пропускает внутрь клеток растворенные в воде вещества(соль). Цитоплазма, в силу эластичности, следует за сокращающейся вакуолью, и протопласт отделяется от клеточной стенки. (приложение№1)

Есть 2 способа сравнительной оценки плазмолиза в тканях:

Метод пограничного плазмолиза

В первом методе, который создал Хуго Де Фриз, ткани погружаются в растворы KNO3, сахарозы или других осмотически активных веществ разной концентрации, и определяется концентрация, при которой плазмолизируется 50 % клеток. Плазмометрический метод заключается в измерении после плазмолиза относительных объёмов клетки и протопласта и вычислении по концентрации раствора осмотического давления клетки.

Тяжелые металлы - химические элементы со свойствами металлов (в том числе и полуметаллы) и значительным атомным весом либо плотностью.

К тяжелым металлам относят химические элементы, имеющие плотность более 5 г/см3 и атомную массу свыше 40 Да [1] . С точки зрения значимости тяжелых металлов для растений их можно разделить на две группы:

необходимые в небольших концентрациях для жизнедеятельности растений (Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn), которые становятся токсичными только при значительном повышении их содержания в почве и растениях.

не участвующие в метаболизме растений (Cd, Hg, Pb) и токсичные даже в очень низких концентрациях.

Опасность загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами сводится к следующему:

1. Попадая в почву, тяжёлые металлы усиливают минерализацию органического вещества, вызывая негативные изменения в почвенно-поглощающем комплексе, вследствие замещения кальция и магния. Снижается ферментативная активность почвы, т.к. снижается жизнеспособность полезных микроорганизмов, увеличивается количество грибов, подавляется активность многих ферментов (каталазы и т. д.). Это приводит к деградации плодородия почвы и снижает её способность к самоочищению;

2. Проникая в растения, они могут активно участвовать в метаболических

[1] Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М. Физиологические основы устойчивости растений к тяжелым металлам – М.: Институт биологии КарНЦ РАН. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2011. 77 с.

процессах, но могут сохраняться в виде неактивных соединений в клетках и на

клеточных мембранах. В результате снижается продуктивность растений и качество продукции, происходят изменения в направленности физиолого-биохимических процессов и реализации генетической программы растений, нарушаются естественно сложившиеся фитоценозы;

3. Тяжёлые металлы, накапливаясь в растениях, по трофическим цепям с кормом и продуктами питания попадают в организм животных и человека, вызывая различные заболевания. Опасность увеличивается ещё и потому, что высшие растения без видимых признаков отравления могут накапливать токсичные для человека и животных концентрации тяжёлых металлов. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования превращения тяжёлых металлов по всей экологической цепи почва- растение- животное- человек с целью улучшения гигиенического качества продукции и среды обитания человека. Тяжёлые металлы могут усваиваться живыми организмами также непосредственно из воды и воздуха.

4. Если в микроскопических дозах многие вещества необходимы для биохимических процессов в организме, то превышение их предельной допустимой концентрации вызывает патологические явления, такие как:

ослабление имунной системы;

болезни ЛОР-органов, легких, сердечно-сосудистой системы;

3.Влияние на растения солей меди

Медь - незаменимый для растений элемент. В растениях до 98 % металла находится в нерастворимом связанном состоянии. Относительно богаты этим элементом семена и растущие части побега. В листьях большая часть меди сконцентрирована в хлоропластах и почти половина – в составе пластоцианина, одного из переносчиков электронов между ФС I и ФС II. Большинство функций меди связано с ее участием в ферментативных окислительно-восстановительных реакциях. Кроме того, медь способствует образованию хлорофилла и замедляет его разрушение в темноте, усиливает процесс связывания молекул азота. Она также способствует поступлению в организм марганца, цинка и бора, повышает засухо-, морозо- и жароустойчивость, принимает активное участие в защите против болезнетворных микроорганизмов.

4.Влияние на растения солей марганца

Локализуется в листьях. В растительных клетках участвует в системе выделения кислорода при фотосинтезе. Марганец входит в состав кислородовыделяющего комплекса ФС II, а также участвует в защите растения от активных форм кислорода. Кроме того, этот металл является активатором более 35 ферментов в клетке, в частности, участвующих в цикле Кребса. Наиболее важные функции марганца в растениях связаны со стимуляцией ферментов углеводного обмена, увеличением оттока сахаров в корень, усилением интенсивности дыхания и окисления углеводов. Помимо этого, марганец способствует избирательному поглощению ионов из внешней среды, играет важную роль в росте клеток, повышает водоудерживающую способность тканей, снижает транспирацию.

6.Влияние на растения солей натрия

Натрий – элемент, который входит в группу условно необходимых для растений микроэлементов, его содержание в них составляет в среднем 0,02%. Участвует в транспортировке полезных веществ через клеточные мембраны, являясь одним из компонентов натрий-калиевого насоса. Кроме того, он регулирует доставку углеводов в растениях. Натрий способен активизировать некоторые ферменты, но механизм этого воздействия не изучен полностью. Отмечено, что при хорошей обеспеченности культур натрием повышается их зимостойкость.

7.Практическая часть

Для проведения практической части я использовала метод пограничного плазмолиза, который разработал Хуго Де Фриз в 1884 году. Он заключается он в погружении тканей в растворы с различной концентрацией осмотически активного вещества.

с мясистой чешуи луковицы я сняла пинцетом кусочек кожицы

положила его в каплю воды (гипотонический раствор) на предметном стекле, осторожно расправила кожицу препаровальной иглой(приложение№2)

при помощи фильтровальной бумаги убрала излишки воды

окрасила клетки 1-2 каплями бриллиантового зеленого

при помощи фильтровальной бумаги убрала оставшуюся воду и излишки «зеленки»

добавила 2-4 капли 5% растворов CuCl ₂ , NaCl , ZnCl ₂ , MgCl ₂ (по отдельности на 3х предметных стеклах каждый)

через 3-5 минут накрыла покровным стеклом

посмотрела на препарат под микроскопом

Опыт 1 : «Влияние хлорида меди ( CuCl ₂ ) на плазмолиз протопласта растительной клетки»

Номер пробы

При влиянии на растительную клетку хлорида меди наблюдается явление плазмолиза, при этом движение цитоплазмы в клетке(циклоз) прекращается, что говорит о ее гибели.

По влиянию на плазмолиз клетки находится посередине между натрием, который оказывает наименьшее влияние, и цинком, который оказывает наибольшее влияние. Лучший результат- приложение№3

Опыт 2 : «Влияние хлорида натрия ( NaCl ) на плазмолиз протопласта растительной клетки»

При влиянии на растительную клетку хлорида натрия наблюдается явление плазмолиза, при этом движение цитоплазмы в клетке(циклоз) прекращается, что говорит о ее гибели.

Оказывает наименьшее влияние на плазмолиз растительной клетки. Лучший результат- приложение №4

Опыт 3 : «Влияние хлорида цинка ( ZnCl ₂ ) на плазмолиз протопласта растительной клетки»

При влиянии на растительную клетку хлорида цинка наблюдается явление плазмолиза, при этом движение цитоплазмы в клетке(циклоз) прекращается, что говорит о ее гибели. Лучший результат- приложение №5

Оказывает наибольшее влияние на плазмолиз клетки.

Опыт 4 : «Влияние хлорида марганца ( MgCl ₂ ) на плазмолиз протопласта растительной клетки»

При влиянии на растительную клетку хлорида марганца наблюдается явление плазмолиза, при этом движение цитоплазмы в клетке(циклоз) прекращается, что говорит о ее гибели.

По влиянию на плазмолиз клетки находится посередине. Лучший результат- приложение №6

Выводы: в результате проведения опытов, я выяснила, что при отмачивании растительной клетки в 5% растворах солей в течении 3-5 минут можно наблюдать явление плазмолиза более, чем 50% клеток, и, как уже было сказано, наблюдается гибель клеток, доказательством чему служит прекращение движения цитоплазмы(циклоза). Наименьшее разрушительное влияние оказывают ионы Na + , наибольшее – Zn 2+ . Можно предположить, что это связано с тем, что при гидролизе хлоридов металлов:

NaCl + H ₂ O = NaOH + HCl

При гидролизе хлорида натрия образуется нейтральная среда, а при гидролизе хлорида цинка, марганца и меди – кислая.

Так же, при наблюдении за влиянием хлоридов металлов на плазмолиз растительной клетки, было выявлено, что кол-во «плазмируемых» клеток варьируется. Ниже, на диаграмме, приведены приблизительные процентные данные кол-ва клеток, поддавшихся плазмолизу под влиянием солей тяжелых металлов.

8.Заключение

В результате проведенной исследовательской работы были изучены несколько источников по данному вопросу, подтверждающие негативное влияние солей тяжелых металлов на растительный организм. Эта гипотеза также подтвердилась данными эксперимента, проведенного мной.

На основании этого можно сделать предположения:

1.Клеточная мембрана полупроницаема, пропускает воду и не пропускает растворенные в ней вещества.

2.Цитоплазма эластична, вследствие этого она способна в гипертоническом растворе отставать от клеточной стенки.

3.Плазмолиз можно наблюдать только в живых растительных клетках, так как они содержат прочные клеточные стенки.

4.Вместе с водой и другими веществами из почвы тяжелые металлы попадают в клетки растений.

5.Т.к. все растворы солей металлов имели одинаковую концентрацию, равную 5%, можно не учитывать данный фактор в сравнении влияния различных солей на плазмолиз, тогда: наиболее сильное влияние на протопласт растительной клетки оказывает цинк, т.к. под его влиянием «плазмируется» более, чем 75% клеток, используемых в эксперименте; наименьшее же влияние в результате экспериментов оказал натрий, под влияние которого попало чуть более 55% растительных клеток.

6.При влиянии солей тяжелых металлов на структуру клетки растения, в данном случае кожицы лука, клетка погибает. Доказательством тому служит движение протоплазмы: при добавлении солей тяжелых металлов в большинстве случаев происходило нарушение движения протоплазмы(циклоза), что также приводит к нарушению обменных процессов в клетке, вследствие нарушения перераспределения продуктов обмена веществ, что приводит к гибели клетки.

7. Многие тяжелые металлы участвуют в биологических процессах и в определенных количествах являются необходимыми для функционирования растений, животных и человека микроэлементами. С другой стороны, тяжёлые металлы и их соединения могут оказывать вредное воздействие на организм человека, способны накапливаться в тканях, вызывая ряд заболеваний. Не имеющие полезной роли в биологических процессах металлы определяются как токсичные металлы. Некоторые элементы как обычно имеющие токсичное влияние на живые организмы, могут быть полезны для некоторых видов.

Резюмируя все вышесказанное, данная работа может получить применение в работе над разработками методов выращивания растений на почвах, содержащий большое количество тяжелых металлов.

9.Список литературы

Генкель П.А. Физиология растений. – М.: Просвещение, 1970, 192 с.

Дефицит и избыток микроэлементов. Как определить и

Персикова Т. Ф. Тяжёлые металлы и окружающая среда: Лекция для студентов с. - х. вузов / Т. Ф. Персикова Н. П. Решецкий - Горки, 1995. - С. 5 -18.

Проблемы устойчивого развития горных территорий (Материалы Дня науки, 22 апреля 2010 г.); Сев.-Осет. гос. ун-т им. . Владикавказ.// Изд-во СОГУ, 2010. – С.88.

Рубин Б.А. Большой практикум по физиологии растений. – М.: Высшая школа, 1978, 408 с.

Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М. Физиологические основы устойчивости растений к тяжелым металлам – М.: Институт биологии КарНЦ РАН. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2011. 77 с.

Федорова А.И. Практикум по экологии окружающей среды. – М.: Владос, 2001, 287с.

Актуальность. Окружающая среда для растений является тем источником, откуда растения черпают необходимые для нормальной жизнедеятельности всевозможные вещества. В городе следует учитывать воздействие солей тяжелых металлов на здоровье человека как в домах, так на работе и в школе. Актуальность моего исследования заключается в том, что помещения, где мы находимся большую часть времени практически всегда плохо проветриваются, а на источники тяжелых металлов обычно не обращают внимания. Особенно, вредному воздействию солей тяжелых металлов подвержены растения, которые есть в каждом доме или квартире. Растения легко накапливают различные вещества и не способны к активному движению. Следовательно, по их состоянию можно судить об экологической обстановке. А поскольку растения являются биоиндикаторами, т. е многие изменения имеют специфические проявления, они идеально походят для исследовательской работы. Таким образом, в данной работе необходимо выяснить, как именно соли тяжелых металлов влияют на рост и развитие растений.

Гипотеза: Ионы тяжелых металлов губительно действуют на растения.

Цель работы: изучение воздействия солей тяжелых металлов на рост и развитие растений.

Задачи:

1. Обобщить теоретические сведения о влиянии солей тяжелых металлов на природу.

2. Сделать предварительный вывод о разрушительном действии солей тяжелых металлов на природу.

3. Сделать листовку - рекомендацию по необходимости утилизации отходов, содержащих тяжелые металлы в специальные контейнеры

4. Результаты работы представить на конкурс юных исследователей окружающей среды

Методы исследования:

1.сбор информации из различных источников

2. Лабораторный эксперимент

3. Анализ информации и сведений, полученных в результате опытов.

Теоретическая часть:

Факторы роста и развития растения.

Для успешного выращивания растений, необходимо знать основы их биологии: фазы роста, особенности развития, изменение потребностей по мере роста, а также учитывать факторы, непосредственно влияющие на их рост и развитие. Для того что бы растение начало расти и в дальнейшем благополучно развивалось необходимы определенные факторы развития. Самыми важными и незаменимыми являются свет, тепло, вода и кислород. Рассмотрим каждый из перечисленных факторов подробнее.

1. Свет. Свет является одним из важнейших факторов, влияющих на развитие растений, так как он необходим для синтеза органических веществ в процессе фотосинтеза. Благодаря свету, растение получает тепло и энергию, свет также стимулирует активность, ускоряет созревание плодов и определяет длительность цветения.

2. Тепло. Температура окружающей среды также оказывает влияние на рост и развитие растений. То или иное растение произрастает в разных климатических зонах, а значит и в разных температурных пределах.

3. Вода. Вода необходима для поддержания жизнедеятельности растения. Воду растения получают из почвы или из влажного воздуха.

4. Кислород. Также растения, несомненно, нуждаются в кислороде, так как с помощью «дыхания» в растение поставляется энергия (для ростовых процессов) и углекислый газ, который важен в процессе фотосинтеза.

5. Питание растений. Для нормального роста и развития растениям требуются различные элементы питания. Основные из них — азот, фосфор, калий, серу, магний, кальций, железо — растения получают из почвы.

Влияние тяжелых металлов на рост и развитие растений.

Тяжелые металлы - биологически активные металлы. Тяжелые металлы относятся к загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. Термин "тяжелые металлы", характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в настоящее время значительное распространение. Пристальное внимание тяжелым металлам в окружающей среде стало уделяться, когда выяснилось, что они могут вызывать тяжелые заболевания.

К тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. В соответствии с классификацией Н. Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3, такие как - Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.[2, стр. 9]

Тяжелые металлы, как известно, в малых количествах являются необходимой частью живых организмов. В биологии их называют микроэлементами. Но накопление тяжелых металлов может привести к сильному изменению состояния любого организма. Например, к снижению скорости роста, увяданию надземной части растения, повреждению его корневой системы или к изменению водного баланса и т д. У животных возникают заболевания различных систем органов: дыхательной, пищеварительной, эндокринной и нервной систем.

Кобальт. Соединения кобальта являются токсичными, вызывает болезни органов дыхания, онкологию, болезни нервной системы.

Марганец. У человека при избытке марганца развиваются болезни нервной системы. Снижается проводимость нервного импульса, как следствие повышается утомляемость, сонливость, снижается быстрота реакции, работоспособность, появляются головокружение, депрессивные, подавленные состояния.

Медь. При избыточном содержании функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница) и многое другое.

Железо. Избыток железа (избыточная доза 200мг и выше) вызывает зашлаковывание организма на клеточном уровне, приводит к сидерозу.

Из известных 40 тяжелых металлов для описания были выбраны 4 (Со, Fe, Cu, Zn). Их влияние на организмы представляет наибольший интерес для изучения.

Экспериментальная часть:

1 Целью экспериментальной части исследования является обработка растворами солей тяжёлых металлов свинца, меди, железа, марганца, кобальта и цинка комнатных растений, а так же сравнение информации из используемой литературы с итоговыми результатами эксперимента.

2. В качестве биоматериала было взято растение Колеус, или как его иногда называют, крапивка, это выходец из Азии и Африки. Растение неприхотливое, что делает его самым удачным объектом для проведения опытов в те сроки, которые предполагает наш эксперимент.

3. В качестве токсичных ионов нами были выбраны ионы Со+2, Fe+, Mn+2, Cu+2, Zn+2)т. к. они накапливаются в растениях и не выводятся в результате обмена веществ. Кроме этого соли кадмия, цинка, железа и марганца могут вызывать тяжелые отравления организма.

4 Контроль (вода). Вода́ (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение с химической формулой Н2O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеет цвета (в малом объёме), запаха и вкуса.

5. Гумус (удобрение). Основной показатель плодородия почвы – содержание гумуса – важнейшей составной части органического вещества почвы.

Подготовка к исследованию.

Грунт для исследования был взят готовый, купленный в магазине.

Готовый грунт был разложен в одинаковые пластиковые стаканчики, количество почвы у всех образцов было одинаковым. Брали бутылки из под воды, обрезали и использовали их для эксперимента.

Срезанные с взрослых растений верхушечные черенки с несколькими листьями и используем для размножения. Молодые побеги можно было укоренить в воде, но зная неприхотливость растения калеус мы прикапывали их сразу в слегка влажную готового грунта. Произведена посадка молодых побегов в почву и полита определенной водой (заранее подготовленной) для продолжительного прорастания и образования корневой системы. Корни, как правило, появляются уже через неделю.

Концентрации выбраны условно из-за отсутствия аналитических весов в химической лаборатории школы. Кроме того, мы не ставили целью, посмотреть количественное влияние ионов солей тяжелых металлов.

В процессе эксперимента производилось регулярное наблюдение – ежедневное измерение растений, зрительная оценка состояния калеуса, фотосъёмка растений. Всего было взято группа из 6 растений, которые поливались водой содержащей тяжелые металлы и для контроля отстоявшейся водопроводной водой

Растения, которые поливались отстоявшейся водопроводной водой.

Растения, которые поливались водой, в которой растворен Сd SO₄ (сульфат кадмия II)

Растения, которые поливались водой, Zn SO₄ (сульфат цинка II)

Растения, которые поливались водой, где растворена смесь солей

Растения, которые поливались водой, Fe SO₄ (сульфат цинка II)

Растения, которые поливались водой, содержащей CuSO₄ (сульфат меди II).

На 10 день эксперимента, 22.06., в целом не наблюдалось заметных изменений. Хотя листья калеуса, поливаемых растворами сульфата кадмия и сульфата цинка уже на 10 день эксперимента отличались угнетенным состоянием.

Далее эксперимент продолжался, и наши действия заключались в наблюдении и поливе растений. Нас интересовало влияние токсичных растворов во времени на рост и развитие корневой системы калеуса.

Результаты эксперимента.

7.1 Данные на 25 августа 2017г.

Растения, которые поливались водой, Fe SO₄ (сульфат железа II)

Как видим из результатов эксперимента, в первых двух случаях наблюдается полный некроз растения. Таким образом, мы доказали, что ионы кадмия и цинка отрицательно влияют на растения, их присутствие в почве губительно.

Смесь солей железа, меди тоже оказали губительное влияние на колеус, однако, некроз этого растения наступил на более поздних сроках эксперимента. Растения отстают в росте, процессы фотосинтеза не активны, лист вялый, угнетенный, кончики листьев закручиваются.

Контрольный образец, поливаемый водопроводной водой, отличается активным ростом, размером листа, и, что увидим позднее, хорошо сформировавшейся корневой системой.

Рассмотрим подробнее: Некроз: где присутствуют Сd+2 и

И где полив производился раствором, содержащим Zn+2 В данном случае корневая система даже не сформировалась.

Формирование корневой системы. Это контрольный образец. Мощная корневая система, мочковатая, крупная, горшок заполнен полностью:

В результате наблюдений был отмечен неожиданный результат. Корневая система, образца, где производился полив раствором, содержащим смесь солей, развилась, хотя и меньше по сравнению с контрольным образцом. Предположили, что данное количество Cu+2 не оказало на растения сильного токсического эффекта. Например, известно, что в малых дозах медь используют в растениеводстве как бактерицидное средство (вызывающее гибель различных бактерий).

Формирование листа. Для сравнения были взяты листья, расположенные ближе к корню. Сранительный анализ представлен в таблице:

Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека

библиографическое описание:
Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека / Зинина О.Т. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. — Хабаровск, 2001. — №4. — С. 99-105.

код для вставки на форум:

Одними из наиболее вредных для биосферы Земли загрязнений, имеющих самые разнообразные вредные последствия, как для здоровья людей, так и для жизнедеятельности живых организмов, являются загрязнения тяжелым и металлами. Наряду с пестицидами, диоксинами, нефтепродуктами, фенолами, фосфатами и нитратами тяжелые металлы ставят под угрозу саму существование цивилизации. Увеличивающийся масштаб загрязнений окружающей среды оборачивается ростом генетических мутаций, раковых, сердечно-сосудистых и профессиональных заболеваний, отравлений, дерматозов, снижением иммунитета и связанных с этим болезней. В подавляющем большинстве случаев первоисточником загрязнений является экологически безграмотная деятельность человека. Среди опасных для здоровья веществ тяжелые металлы и их соединения занимают особое место, та к как являются постоянными спутниками в жизни человека.

Очень часто многоэлементный анализ используют в медицине при выяснении причин острых и хронических отравлений, а так же при лечении профессиональных болезней, связанных с хроническим воздействием тяжелых металлов на организм в условиях реального производства и экологических особенностей.

В химико-токсикологическом анализе применяется метод минерализации при исследовании биологического материала (органов трупов, биологических жидкостей, растений, пищевых продуктов и др.) на наличие та к называемых «металлических ядов». Эти яды в виде солей, оксидов и других соединений в большинстве случаев поступают в организм через пищевой канал, в соответствующих отделах которого они всасываются в кровь и вызывают отравления.

Важнейшим и «металлическими ядами » являются соединения бария, висмута, кадмия, марганца, меди, ртути, свинца, серебра, таллия, хрома, цинка и соединения некоторых неметаллов (мышьяка, сурьмы). Ряд перечисленных выше химических элементов, соединения которых являются токсичными. В небольших количествах содержатся в тканях организма как нормальная их составная часть, В виду незначительных количеств этих химических элементов. Содержащихся в организме, их называют микроэлементами.

Установлены предельно-допустимые концентрации микроэлементов в организме.

Каждый элемент имеет присущий ему диапазон безопасной экспозиции, который поддерживает оптимальные тканевые концентрации и функции;
У каждого элемента имеется свой токсический диапазон, когда безопасная степень его экспозиции превышена [Mertz, 1982].

Правила Мертца особенно важны для токсикологической химии. Металлы с малыми значениями диапазона концентраций условно отнесены в разные группы по «степени опасности» (чем меньше диапазон, тем «опаснее»):

As, Be, Cd, Hg, Pb, Tl, Zn;
B, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Sb, Sc;
Ba, Mn, Sr, V, W.

Общепризнанно, что наиболее опасными элементами для человека, да и вообще для теплокровных животных, являются кадмий, ртуть и свинец (Cd, Hg, Pb).

Кадмий вызывает отравление, описанное в Японии как болезнь «итаи-итаи» (ох-ох). Название болезни происходит от боли в спине и ногах, сопровождающей остеомаляцию (декальцификацию) костей, что приводит к ломкости костей. Хроническое отравление кадмием разрушает печень и почки, приводя к сильнейшему нарушению функции почек. Избыток кадмия нарушает метаболизм металлов, особенно железа и кальция, нарушает действие цинковых и иных металло-ферментов, блокирует сульфгидрильные группы ферментов, нарушает синтез ДНК. Кадмий легко замещает металлфлавопротеиновых комплексах, где главенствующую роль играют железо и молибден, нарушая двухстадийный процесс окисления.

Ртуть токсична в любой своей форме. Ртуть в природных условиях довольно быстро превращается в летучее токсическое соединение — хлорид метилртути. В организме ионы метилртути быстро попадают в эритроциты, печень и почки, оседают в мозге, вызывая серьезные необратимые кумулятивные нарушения ЦНС. Это приводит, к конце концов, к общему и церебральному параличу, деформации конечностей, особенно пальцев, затрудненному глотанию, конвульсиям и смерти. Ртуть блокирует активность ряда важнейших ферментов, в частности карбоангидразы, карбоксипептидазы, щелочной фосфатазы. Легко замещает кобальт в корриноидах, извращая метаболические реакции, связанные с витамином В12. Повреждение механизма биосинтеза ДНК из-за недостаточности витамина В12 является причиной мегалобластических анемий и наиболее распространенной формы - пернициозной анемии, что приводит к дегенеративным изменениям нервной системы.

Свинец известен как токсическое вещество почти 5 тысяч лет среди греческих и арабских ученых. В современных условиях наибольшим источником загрязнения свинцом среды обитания считаются выхлопы бензиновых двигателей автомашин, поскольку в бензин добавляется тетраэтилсвинец для повышения октанового числа. Свинец препятствует одной из ступеней биосинтеза гема, считается сильнейшим нейротоксином, вызывает повышенную агрессивность. Хроническое отравление свинцом постепенно приводит к нарушениям функций почек, нервной системы, анемии. Токсичность свинца увеличивается при недостатке в организме кальция и железа. Свинец блокирует SH-группы белков, образуя комплексы с фосфатными группами рибозы у нуклеотидов, особенно у цитидина, и тем самым быстро разрушает РНК, ингибирует ферменты, в частности карбоксипептидазу.

Мышьяк относится к числу наиболее сильных и опасных ядов. В присутствии кислорода быстро образует очень ядовитый мышьяковистый ангидрид. При пероральном отравлении высокая концентрация мышьяка наблюдается в желудке, кишечнике, печени, почках и поджелудочной железе, при хроническом отравлении постепенно накапливается в коже, волосах и ногтях. Из-за ингибирования различных ферментов нарушает метаболизм. В процессе отравления первыми страдают аксоны, что приводит к периферической нейропатии и параличу конечностей. Мышьяк считается канцерогенным для человека.

Таллий очень токсичен, зачастую его называют «химическим СПИДом». Таллий, проникая через клеточные мембраны, образует сильные комплексы, например, нерастворимый комплекс с рибофлавином. Это приводит к нарушению метаболизма серы и разрушению иммунной системы. Отравление таллием приводит к гастроэнтеритам, периферической нефропатии, при большой абсорбции к смерти. Через 2-3 недели после небольшого отравления у человека выпадают волосы.

Цинк в виде двухвалентного элемента входит в состав свыше 20 ферментов, включая участвующие в обмене НК. Большая часть цинка в теле человека находится в мышцах, а самая высокая концентрация — в простате. В крови он присутствует в эритроцитах как кофактор в карбоангидразе. Избыток цинка может разбалансировать метаболические равновесия других металлов. Разбалансировка отношения цинк/медь является главным причинным фактором в развитии ишемической болезни сердца. Избыточное потребление солей цинка может приводить к острым кишечным отравлениям с тошнотой. В общем, цинк не очень опасен, а возможность отравления, вероятнее всего зависит от совместного присутствия токсичного кадмия.

Медь является необходимым кофактором для нескольких важнейших ферментов, катализирующих разнообразные окислительно-восстановительные реакции, без которых нормальная жизнедеятельность невозможна. Медь входит в качестве необходимого элемента в состав цитохромоксидазы, тироназы и других белков. Их биологическая роль связана с процессами гидроксилирования, переноса кислорода, электронов и окислительного катализа. В тканях здорового организма концентрация меди в течение всей жизн и поддерживается строго постоянной. В норме существует система, препятствующая непрерывному накоплению мед и в тканях путем ограничения ее абсорбции ил и стимуляции ее выведения. Хронический избыток меди в тканях При соответствующих заболеваниях вызывают токсикоз : ведет к остановке роста, гемолизу, снижению содержания гемоглобина, к деградации тканей печени, почек, мозга. Около 95 % меди в организме присутствует в составе гликопротеина крови церулоплазмина. Известен факт недостатка этого белка При болезни Вильсона-Коновалова - врожденном дефиците метаболизма (гепатолентикулярная дегенерация). Из-за генетического дефекта в синтезе церулоплазмина его содержание в крови резко снижено. В результате медь не связывается в комплекс с нормальной для организма константой устойчивости. Это приводит к недостатк у мед и в цеп и реакций метаболизма, приводящей к естественному для здорового организма синтез у соединительной ткани. Для осуществления нормального процесса сшивки мономеров эластина и коллагена не хватает активной Си-лизолоксидазы. С другой стороны «освободившиеся» ионы меди, лишившись по сути единственного нормального потребителя, откладываются в специфических тканях (печень, ядра мозга, почки, эндокринные железы, радужная оболочка глаз), где оказывают прямой токсический эффект. Создается парадоксальная ситуация избытка меди в специфических тканях при ее недостатке в нормальной цепи метаболизма.

Хром один из наименее токсичных элементов. При острых отравлениях накапливается во внутренних органах. Считается, что трехвалентный хром в виде комплекса с никотиновой кислотой и алифатическим и аминокислотам и работает в организме в качестве «фактора толерантности к глюкозе». Его действие заключается в усилении гипогликемического действия инсулина. В обычных условиях отрицательным является недостаток хрома в организме.

Сурьма — менее токсичный элемент, чем мышьяк. При отравлении накапливается в скелете, почках, селезенке.

Барий в виде двухвалентного катиона ядовит из-за его антагонизма с калием (но не с кальцием). У обоих ионные радиусы подобны. Барий является мускульным ядом. Абсорбированный барий откладывается в костях и в пигментной оболочке глаз.

Марганец — элемент почти нетоксичен, особенно в виде двухвалентного иона. В виде перманганат-иона токсичен из-за окислительной способности. Отравление происходит в случае вдыхания оксида в промышленном производстве.

Серебро. Элемент накапливается в печени и в меньших количествах, но равномерно, в остальных органах и тканях. Отложения серебра отмечено в клубочках почек и в субэпителиальных слоях кож и («аргироз» — голубоватое окрашивание кожи).

При различных патологиях имеет место изменение содержания микроэлементов в организме. Исследование сыворотки больных острым вирусным гепатитом, а также при постгепатитном циррозе показало, что у пациентов с острым гепатитом концентрация цинка почти не менялась, концентрация кадмия значительно увеличивалась. Концентрация меди и марганца незначительно уменьшалась. При хроническом гепатите и постгепатитном циррозе содержание меди и цинка в сыворотке уменьшалось, а кадмия увеличивалось. Содержание марганца почти не менялось. Выделение с мочой меди, превышающее 115 мкг/сутки и сопровождаемое низким содержанием в крови, свидетельствует о синдроме системного заболевания, например, болезни Вильсона-Коновалова. Повышенное содержание в крови и моче алюминия, особенно у пожилых людей, может сопровождать энцефалопатию, болезнь Альцгеймера и другие формы слабоумия, а при почечной недостаточности также остеомаляцию и микроцитарную гипохромную анемию. Повышенное содержание в крови и моче лития характерно для больных с патологией мочевыделительной системы, нефропатиями.

Повышенное относительно ПДК содержание в биологических жидкостях отдельных тяжелых металлов может свидетельствовать о хроническом воздействии токсикантов на организм и перенапряжении работы почек и печени. Это требует мер по очистке организма от избытка тяжелых металлов, например, с помощью препаратов с полианионами (морская капуста) в незапущенных случаях.

Повышенное содержание в крови и моче наиболее токсичных тяжелых металлов (кадмия, ртути, свинца) требует энергичных мер по их выведению, поскольку их избыток разрушает нервную, сердечно-сосудистую и иммунную системы.

Повышенное содержание в крови и моче таллия и селена может пролить свет на причины облысения и плохое самочувствие таких больных.

Повышенное содержание в организме бора должно привлечь внимание к тяжелым металлам, содержание которых не превышает ПДК, т.к. он оказывает синергистское (усиливающее) влияние на их токсические свойства.

Токсичность «металлических ядов» объясняется связыванием их с соответствующими функциональными группами белковых и других жизненно важных соединений в организме. В результате нарушаются нормальные функции соответствующих клеток и тканей в организме, и наступает отравление, которое в ряде случае в заканчивается смертью.

Влияние тяжелых металлов на клетки

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Гулиева Севда Вагиф Кызы, Керимова Рена Джаббар Кызы, Юсифова Матанат Юсиф Кызы

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Гулиева Севда Вагиф Кызы, Керимова Рена Джаббар Кызы, Юсифова Матанат Юсиф Кызы

Текст научной работы на тему «Влияние тяжелых металлов на биохимические процессы в организме человека»

Влияние тяжелых металлов на клетки

Влияние солей тяжелых металлов на плазмолиз протопласта растительной клетки

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Актуальность темы

Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека

похожие статьи