Биологическая роль свинца кратко

Обновлено: 05.07.2024

Олово поступает в организм человека преимущественно с пищей. В молоке и в свежих овощах концентрации олова невелики и обычно составляют 1 мкг/г и ниже. Значительно выше содержание олова в жирах и жирной рыбе (до 130 мкг/г). Олово может присутствовать в консервах и упаковочной фольге.

В течение суток в организм взрослого человека поступает до 50 мг олова; 3-10% от этого количества всасывается в желудочно-кишечном тракте. В организме в основном олово находится в виде жирорастворимых солей. В тканях олово присутствует в концентрациях от 0,5 до 4,0 мкг/г. На кости приходится 0,8 мкг/г олова, на почки, сердце и тонкий кишечник — 0,1 мкг/г. В мозге новорожденных олово не обнаруживается. Выделяется олово из организма с желчью и мочой.

Полагают, что оптимальная интенсивность поступления олова в организм составляет 2-10 мг/день. Дефицит олова может развиваться при недостаточном поступлении этого элемента (1 мг/день и менее), а порог токсичности равен 20 мг/день.

Олово входит в состав желудочного фермента гастрина, оказывает влияние на активность флавиновых ферментов, способно усиливать процессы роста. Дефицит олова проявляется в таком распространенном явлении, как лысина у мужчин. Оказалось, что если дефицит олова не устраняется, он ведет к развитию глухоты.

Физиологическая роль серебра

Серебро поступает в организм с водой и пищевыми продуктами. Возможна резорбция серебра через кожу и слизистые оболочки. Серебро в незначительных количествах содержится во всех органах и тканях; среднее содержание этого элемента в теле млекопитающих достигает 20 мкг на 100 г сухой массы. Наиболее богаты серебром мозг, легкие, печень, эритроциты, пигментная оболочка глаза и гипофиз. Выводится серебро из организма преимущественно через кишечник.

Среднесуточное поступление серебра с пищей составляет 1-80 мкг. Биоусвояемость серебра определяют по величине всасывания из желудочно-кишечного тракта, эта величина составляет порядка 5%.

Физиологическая роль стронция

Почвы уровской биогеохимической провинции содержат кальция в 21 раз, стронция – в 3-7 раз, бария – в 4,6 раза больше, чем в чернозёме. Обнаружено также избыточное содержание солей марганца и фосфата.

Стронций, поступающий с пищей, относительно плохо усваивается организмом (около 5-10%). В основном богаты стронцием растительные продукты, а также кости и хрящи. Абсорбция стронция происходит в основной, 12-перстной и подвздошной кишке. Абсорбированный в организме стронций затем выводится, в основном с мочой, в меньшей степени с желчью. В фекалиях находится неабсорбированный стронций.

В организме взрослого человека массой 70 кг находится около 320 мг стронция, причем его основное количество (до 99%) депонировано в костях. Относительно высоки концентрации стронция в лимфатических узлах (0,30±0,08 мкг/г), легких (0,20±0,02), яичниках (0,14±0,06), печени и почках (0,1±0,03). В цельной крови обнаружено около 0,03 мг/л стронция.

Соединения стронция ядовиты незначительно.

Физиологическая роль алюминия

В организм человека ежесуточно поступает от 5 до 50 мг алюминия, в зависимости от региона проживания. Считается, что оптимальная среднесуточная интенсивность поступления алюминия в организм (с учетом степени всасываемости этого элемента) составляет 20-100 мкг.

Растительные продукты содержат в 50-100 раз больше алюминия, чем продукты животного происхождения. Известно, что при горячей обработке пищевых продуктов или выпечке хлеба, за счет использования алюминиевой посуды, происходит загрязнение пищи этим металлом. Источником поступления алюминия является также и питьевая вода, где его содержание составляет 2-4 мг/л. В желудочно-кишечном тракте человека всасывается 2-4% поступившего алюминия, причем лучше усваиваются растворимые соли, такие как А1С13. Алюминий поступает в организм и через легкие, что при высоких показателях загрязнения воздуха соединениями алюминия, может приводить к фиброзу.

Содержание алюминия в организме взрослого человека невелико, — 30-50 мг. Концентрация алюминия в тканях колеблется от 0,2 до 0,6 мкг/г. Среднее содержание алюминия в яичниках составляет 0,4 (мкг/г), семенниках — 0,4 (мкг/г), мышцах — 0,5 (мкг/г), мозге — 0,4 (мкг/г), печени — 2,6 (мкг/г), легких — 18,2 (мкг/г), лимфатических узлах — 32,5 (мкг/г). В легких концентрация этого элемента, при условии вдыхания пыли, содержащей соединения алюминия, может достигать 20-60 мкг/г.

Депонируется алюминий в костях, печени, легких и в сером веществе головного мозга. С возрастом содержание этого элемента в легких и головном мозге увеличивается. Алюминий выводится из организма в основном с мочой, калом, потом и выдыхаемым воздухом.

Алюминий является постоянной составной частью клеток, где преимущественно находится в виде А13+. Его присутствие в том или ином виде обнаружено практически во всех органах человека.

Алюминий играет в организме важную физиологическую роль, — он участвует в образовании фосфатных и белковых комплексов; процессах регенерации костной, соединительной и эпителиальной ткани; оказывает, в зависимости от концентрации, тормозящее или активирующее действие на пищеварительные ферменты; способен влиять на функцию околощитовидных желез. Алюминий в небольших количествах необходим для организма, и особенно для костной ткани, в случае же его избытка этот металл может представлять серьезную опасность для здоровья. В целом алюминий относят к токсичным (иммунотоксичным) элементам.

Физиологическая роль свинца

Роль свинца в жизнедеятельности организма изучена недостаточно. Известно, что свинец участвует в обменных процессах костной ткани. С другой стороны, свинец является канцерогеном и тератогеном для организма.

Полагают, что оптимальная интенсивность поступления свинца в организм человека составляет 10—20 мкг/день. Дефицит свинца в организме может развиться при недостаточном поступлении этого элемента (1 мкг/день и менее), а порог токсичности равен 1 мг/день.

В организме взрослого человека содержится 80-120 мг свинца. В желудочно-кишечном тракте всасывается 5-10% (а иногда и до 50%) от поступившего свинца. Много свинца может попадать в организм с вдыхаемым воздухом (до 70% аэрозоля содержащего свинец оседает в легких). При больших концентрациях тетраэтилсвинца возникает риск его проникновения через кожу. У мужчин удержание свинца в организме выше, чем у женщин. Повышенное поступление с пищей кальция, фосфора, магния, цинка снижает абсорбцию свинца, тогда как на фоне дефицита железа и перечисленных элементов способность организма усваивать свинец увеличивается. Токсическое действие свинца во многом обусловлено его способностью образовывать связи с большим числом анионов — лигандов, к которым относятся сульфгидрильные группы, производные цистеина, имидазольные и карбоксильные группы, фосфаты. В результате связывания ангидридов со свинцом угнетается синтез белков и активность ферментов, например АТФ-азы. Свинец нарушает синтез тема и глобина, вмешиваясь в порфириновый обмен, индуцирует дефекты мембран эритроцитов. Свинец – опасное нейротоксическое вещество, влияющее на центральную и периферическую нервную систему. Обращают на себя внимание полиморфизм клинических проявлений свинцовой интоксикации и трудность диагностики случайных отравлений. При хроническом воздействии свинца у людей развивается свинцовая энцефалопатия, характеризующаяся заторможенностью, беспокойством, раздражительностью, головной болью, тремором, галлюцинациями, потерей памяти и неспособностью концентрировать внимание. В более тяжелых случаях заболевания возникают бред, мания, конвульсии, паралич и кома. Наиболее тяжелые осложнения – атрофия коры большого мозга, гидроцефалия, судорожные припадки и идиотия. Чаще осложнения носят более легкий характер. Вследствие двигательной дискоординации, снижения чувствительного восприятия и неспособности к концентрации внимания у детей может нарушится способность к обучению.

Клиническое течение энцефалопатии при алкилсвинцовых интоксикациях несколько отличается от такового энцефалопатии, вызванной влиянием неорганического свинца. В этом случае галлюцинации, тремор, бред, бессонница, мании, головная боль, резкая смена настроений – наиболее часто диагностируемые симптомы. Отмечена высокая летальность при алкилсвинцовой энцефалопатии. Неорганический свинец оказывает токсическое действие на периферическую нервную систему, характеризующееся слабостью разгибательных мышц, анальгезией и анестезией. Поражение почек проявляется повреждением проксимальной части канальцев нефронов и хронической свинцовой нефропатией.

При хронической свинцовой интоксикации развиваются атеросклеротические изменения в почках, вследствие поражений сосудов мозга может наступить смерть. В этиологии сосудистых поражений мозга важную роль играет гипертензия. Свинец может быть этиологическим фактором развития миокардита.

Анемия – характерное раннее проявление токсического действия свинца. Это заболевание иногда проявляется базофильной исчерченностью эритроцитов и сопровождается ретикулоцитозом.

Основной путь поступления в организм свинца лежит через желудочно-кишечный тракт. Степень всасывания свинца зависит от растворимости его соединений. Выводится свинец из организма со стулом (80-90%), а меньшая часть выделяется с мочой. В норме в костях содержание свинца равно 20 мг/кг, печени — 1 мг/кг, почках — 0,8 мг/кг, головном мозге — 0,1 мг/кг.

Свинец и его соединения очень ядовиты.

Физиологическая роль кадмия

Кадмий относится к токсичным микроэлементам, являясь одним из основных поллютантов окружающей среды.

В организм взрослого человека в течение суток поступает 10-20 мкг кадмия. Однако считается, что оптимальная интенсивность поступления кадмия должна составлять 1-5 мкг. Пищевыми источниками кадмия являются морепродукты (особенно мидии и устрицы), злаки (зерновые) и листовые овощи. Содержание кадмия в них может увеличиваться в связи с нарушением гигиенических норм использования фосфатных удобрений. Значительно увеличивает поступление кадмия в организм курение, поскольку абсорбция его из легких происходит быстрее, чем из пищеварительного тракта.

Дефицит кадмия в организме может развиться при недостаточном поступлении этого элемента (0,5 мкг/сутки и менее), а порог токсичности составляет 30 мкг/сутки.

В тонком кишечнике адсорбируется менее 5% поступившего с пищей кадмия. На всасывание кадмия существенно влияет присутствие других биоэлементов и пищевых веществ, таких как Са, Zn, Си, пищевые волокна и др. Кадмий, поступающий в организм с вдыхаемым воздухом, усваивается значительно лучше (10-50%).

В организме человека кадмий аккумулируется в основном в почках, печени и двенадцатиперстной кишке. Время полужизни микроэлемента составляет по исследованиям ВОЗ 16-33 года. С возрастом содержание кадмия в организме увеличивается, особенно у мужчин. Средняя концентрация кадмия у мужчин и женщин составляет соответственно в почках 44 и 29 мкг/г, печени — 4,2 и 3,4 мкг/г. Содержание кадмия в ребрах составляет 0,4-0,5 мкг/г.

Кадмий выводится из организма преимущественно через кишечник. Среднесуточная скорость выведения этого элемента очень незначительна и составляет, по некоторым данным, не более 0,01% от общего количества кадмия содержащегося в организме. Эстрогены усиливают выведение кадмия, что может быть связано с активизацией обмена меди.

Избыточное потребление кадмия может иметь следующие последствия: гипертензия, анемия, остеомаляция, остеопороз, деформация скелета, нарушения функции почек, отставание детей в росте, аномалии поджелудочной железы и селезенки, нарушения сердечной деятельности, поражение почек и печени. Поражение почек возникает в том случае, если содержание кадмия в коре составляет 200 мг на кг сырой массы.

Соединения кадмия ядовиты.

Физиологическая роль ртути

Ртуть поступает в организм человека с морской рыбой, морепродуктами и рисом, общим количеством до 0,2 мг/кг в сутки. Ртуть обнаружена во всех органах и тканях организма человека. Хотя физиологическая роль ртути неясна, возможно, что этот элемент играет значительную роль в организме человека. Считается, что оптимальная интенсивность поступления ртути в организм составляет 1-5 мкг/день, однако при частом потреблении морепродуктов и рыбы этот показатель возрастает до 10-20 мкг/ день. Дефицит ртути в организме может развиться при недостаточном поступлении этого элемента (0,5 мкг/день и менее), а порог токсичности равен 50 мкг.

Токсичность ртути зависит от той химической формы, в которой она попадает в организм. Металлическая ртуть (в жидком виде) при попадании в организм в целом нетоксична и всасывается в желудочно-кишечном тракте практически полностью. Элементарная ртуть во взвешенном состоянии очень хорошо резорбируется в респираторном тракте (до 85-90%). С мочой из организма выводится до 52% поступившей ртути, с калом около 48%. Неорганические соединения Hg2+ всасываются в желудочно-кишечном тракте в пределах 10% от поступившей дозы, причем 60% выводится с мочой и 40% — с калом. Органические соединения ртути (алкилртутные и арилртутные соединения) всасываются в ЖКТ практически полностью (90%), а выводятся из организма в основном с калом (80%) и мочой. Максимальная концентрация ртути отмечается в почках и составляет 2,7 мкг/г сырого веса. В других тканях эта концентрация ниже и равна 0,05-0,30 мкг/г. Повышенное содержание ртути может отмечаться в волосах (при 0,1-0,5 мкг/г в норме), ногтях и коже. Период полувыведения металлической ртути у человека составляет 70 дней, органической — 40 дней, паров — 50 дней.

Классические симптомы отравления элементарной ртутью – эретизм (раздражительность, повышенная возбудимость, потеря памяти, бессонница), тремор при осуществлении произвольных движений, гингивит. Они возникают после хронического воздействия на организм человека концентрации ртути в воздухе, превышающей 0,1 мг/м3. Такие условия возможны при добыче и переработке ртутной руды, ремонте ртутных выпрямителей, производстве хлорщелочей, термометров, градуированной лабораторной посуды, искусственных ювелирных украшений, фетровых шляп и др.

Микромеркуриализм характеризуется слабой выраженностью астеновегетативного синдрома. При нем наблюдаются неврастенические симптомы, такие как: тремор, увеличение щитовидной железы, лабильный пульс, тахикардия, дермографизм, гингивит, повышение уровня ртути в крови и экскреция ее с мочой.

При интоксикации, вызванной ртутью, отмечены поражения мышц, нарушения памяти, внимания, логического мышления, депрессия, раздражительность, усталость, психомоторные расстройства.

Наиболее типичные симптомы отравления метилртутью – парестезия, сужение полей зрения, ухудшение слуха, атаксия, которые обычно необратимы.

Физиологическая роль таллия

В норме, суточное поступление таллия с питанием незначительное, всего около 2 мкг, однако таллий очень хорошо резорбируется в кишечнике. Так же, как и калий, таллий в организме аккумулируется внутри клеток. Как в норме, так и при интокси кации таллием, это элемент в основном сконцентрирован в почках, печени, мышцах, органах эндокринной системы, щитовидной железе и в яичках.

В основном таллий выводится с фекалиями, путем секреции из внутренней среды организма в кишечник. Сопровождается этот процесс конкуренцией К+/Т1+. Выделение таллия через почки в целом незначительно, даже на фоне отравления.

Физиологическая роль висмута

Висмут относится к токсичным ультрамикроэлементам. В организм человека висмут поступает в основном с пищей, а также с воздухом и водой, в количестве 5-20 мкг/сутки. Всасывание висмута, поступившего в желудочно-кишечный тракт, незначительно и составляет около 5%. После всасывания висмут обнаруживается в крови в виде соединений с белками, а также проникает в эритроциты. Между органами и тканями висмут распределяется относительно равномерно. Некоторое накопление висмута может наблюдаться в печени, почках (до 1 мкг/г), селезенке и костях. Обнаруживается висмут и в головном мозге Висмут, прошедший через желудочно-кишечный тракт, выделяется в виде сульфида висмута, окрашивая кал в темный цвет. Резорбированный висмут выделяется с мочой.

О физиологической роли висмута известно немного. Висмут индуцирует синтез низкомолекулярных белков, принимает участие в процессах оссификации, образует внутриклеточные включения в эпителии почечных канальцев. Возможно, этот элемент обладает генотоксическими и мутагенными свойствами.

Физиологическая роль бериллия

Бериллий относится к токсичным химическим элементам. В организм человека бериллий может поступать как с пищей, так и через легкие. Среднесуточное поступление бериллия составляет 10-20 мкг. При поступлении в растворимой форме в желудочно-кишечный тракт, бериллий взаимодействует с фосфатами и образует плохо растворимый Ве3(РО4)2 или связывается белками эпителиальных клеток в прочные протеинаты. Поэтому всасываемость бериллия в желудочно-кишечном тракте невелика и колеблется от 4 до 10% от поступившего количества. Следует отметить, что этот показатель зависит также и от кислотности желудочного сока.

Общее количество бериллия в теле взрослого человека колеблется (по различным данным) от 0,4 до 40 мкг. Бериллий постоянно присутствует в крови, костной и мышечной ткани (0,001-0,003 мкг/г) и других органах. Установлено, что бериллий может депонироваться в легких, печени, лимфатических узлах, костях, миокарде. Выводится бериллий из организма преимущественно с мочой (более 90%).

Физиологическая роль бериллия недостаточно изучена, однако известно, что бериллий может принимать участие в регуляции фосфорно-кальциевого обмена, поддержании иммунного статуса организма. Установлено, что активность соединений бериллия отчетливо проявляется в различных биохимических превращениях, связанных с участием неорганических фосфатов.

Все соединения бериллия ядовиты. Тканями-мишенями для бериллия являются слизистые оболочки человека (легкие, верхние дыхательные пути), а также кожные покровы.

Микроэлемент свинец, в большем или меньшем количестве, имеется в организме каждого человека. В среднем, организм человека (в возрасте от 20 лет и старше) содержит в себе около 2-х мг свинца. Этого количества вполне достаточно для всех внутренних обменных процессов, а большее количество может только навредить здоровью (отравление тяжёлым металлом). Добываемый из-под земли свинец является легко переплавляемым металлом, своим серым цветом свинец похож на алюминий, серебро и сталь. Но свинец, в процессе его переработки на заводах, загрязняет окружающую среду, отравляя подземную и наземную воду. Свинец в организме человека накапливается уже многие столетия, множество металлических изделий изготавливалось из свинца, например трубы (водопроводные) или оружие (колющие и режущие лезвия, пули).

Свинец добавляли в гончарную глазурь, покрывающую глиняную посуду как снаружи так и внутри, не только с целью придания посуде привлекательного глянцевого блеска, но и для большей её прочности. При хранении в глазурованной посуде солений, кислых соков (вина) внутри начиналась невидимая химическая реакция — такая посуда становилась вредной для здоровья из-за того, что свинец начинал выделяться из глазури и накапливаться в хранящемся продукте. На протяжении сотен лет большинство людей не считали такие продукты опасными, связывая случаи болезней и тяжелых отравлений с другими причинами. Белая краска (свинцовые белила) созданная ещё много веков назад на основе свинцовых солей использовалась не только в живописи, но и в косметических целях – свинец, в виде пудры или крема, знатными людьми наносился на кожу лица, шеи и рук. И в теперешнее время производятся свинцовые белила и краски, содержащие свинец, но у них давно уже есть конкурент – цинк, менее опасный для здоровья.

СВОЙСТВА СВИНЦА

Свинец (Plumbum) Рb — элемент IV группы 6-го периода периодической системы Д. И. Менделеева, п. н. 82, атомная масса 207,19. Самородный свинец встречается редко, наиболее важный минерал — галенит (свинцовый блеск) PbS. Свинец представляет собой голубовато серый тяжелый метал. Он мягкий и весьма стойкий против коррозии. Свинцовые трубы, используемые для дренажа в банях древнеримских императоров, все еще действуют. На воздухе быстро покрывается тонким слоем окиси, защищающим его от дальнейшего окисления. Температура плавления свинца довольно низкая для металла и составляет 327 градусов Цельсия, он начинает испаряться при температуре выше 500 градусов. Также некоторые свинцовые соединения, такие, как карбонат свинца, свинцовый нитрат и свинцовый (красный) оксид, начинают разлагаться при этих температурах, выделяя свинцовые пары. Такие температуры достигаются при сварке, шлифовании или паянии.

Свинцовые компоненты могут подразделяться на две химические категории:

- неорганические; такие, как свинцовый нитрат, свинцовый оксид и свинцовый сульфат

- органические; такие, как тетраэтиловый свинец.

Свинцовые соли промышленного значения являются твердыми, большинство их не растворяется в воде. Свинцовый ацетат и свинцовый нитрат растворяются в воде, хлорат и хлорид достаточно растворимы в холодной воде, свинцовый сульфид и свинцовые оксиды слаборастворимы.

Важные органические свинцовые соединения, тетраэтиловый свинец и тетраметиловый свинец, используемые как присадки горючего, представляют собой жидкости, которые легко испаряются при комнатной температуре.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ СВИНЦА

Свинец в организме человека выполняет немаловажную роль, а именно: участвует во всех внутренних процессах развития и роста клеток различных органов; укрепляет костные ткани совместно с кальцием (а при недостатке кальция свинец его заменяет и проникает в костную ткань в большем количестве). Свинец поддерживает в крови нормальный уровень гемоглобина, оказывая тоже влияние, что и железо; способствует продвижению ферментов, усиливая их активность.

В наибольшем количестве свинец накапливает костная ткань – 85-90 % от всего количества свинца поступающего в организм. Такие внутренние органы как печень и почки в небольшом количестве задерживают в себе свинец, проходящий через эти фильтры организма и направляемый в кишечник. В тканях головного мозга также есть свинец. У городских жителей (в крупных городах) свинец накапливается в организме больше, чем у жителей сельских местностей, так как горожане вдыхают свинец с пылью в воздухе, поэтому этот микроэлемент не успевает выводиться организмом в том же количестве, в каком проникает в него. Микроэлемент свинец может начать действовать как канцероген и стать причиной появления раковых клеток, а в дальнейшем – развития раковых опухолей [7].

Если в организме человека имеется явный недостаток полезных веществ и микроэлементов, то свинец начинает накапливаться вдвое большем количестве. Для нормального функционирования организма и защиты его от переизбытка свинца необходимо принимать витамины А, С, Е, а также все витамины группы В (желательно органического происхождения). Также нужны такие микроэлементы как кальций и кремний, магний и железо, селен, фосфор и фолиевая кислота, цинк и ниацин. Для быстрого усвоения организмом всё это должно быть в продуктах питания, а не в виде синтетических препаратов продаваемых в аптеках.

Свинец, несмотря на его роль одного из основных загрязнителей природы, является необходимым организму в умеренных количествах микроэлементом. Содержание свинца в организме человека составляет от 2 до 200 мг.

Основные места концентрации: костная ткань, печень, почки и головной мозг. Выводится свинец из организма с калом (до 90%) и мочой.

Такие вещества как кальций, магний, цинк, железо, кремний, фосфор, селен, витамины А, группы В, С, Е, ниацин и фолиевая кислота способствуют снижению уровня свинца в организме. И наоборот дефицит железа, кальция, фосфора, магния и цинка способствуют лучшему усвоению свинца в организме.

Биологическая роль свинца

Биологическая роль свинца малоизученна.

По разным данным в экспериментах на животных он показывает:

увеличивает рост
участвует в обменных процессах костной ткани
участвует в обмене железа
влияет на концентрацию гемоглобина
изменяет действия некоторых ферментов

Пищевые источники свинца

Основным источником свинца являются пищевые продукты. Наибольшие количества свинца находятся в продуктах растительного происхождения, животная пища содержит свинец в концентрациях, аналогичных у человека. Часть свинца попадает в организм с вдыхаемым воздухом.

Дефицит свинца

У людей не наблюдается. Приведены данные по результатам экспериментов на животных.

Причины дефицита свинца

недостаточное поступление с пищей

Последствия дефицита свинца

снижение гематокрита
снижение общего гемоглобина
задержка роста

Избыток свинца

Причины избытка свинца

избыточное поступление с загрязненными пищевыми продуктами, проживание в неблагоприятных условиях окружающей среды (в том числе вблизи автотрасс, соответствующих заводов), работа во вредных условиях труда. Дефицит железа, магния, кальция, цинка.

Последствия избытка свинца

Свинец относят к канцерогенным веществам. Доза в 1мг вызывает побочные эффекты, а при дозах выше 10 г вероятен летальный исход.

К основным симптомам передозировки свинца относят:

слабость
утомляемость
снижение памяти
головные боли
боли в конечностях
свинцовая кайма на деснах
кариес
заболевания костных тканей
повышение артериального давления
атеросклероз
свинцовые колики
спастический запор
истощение
снижение массы тела
нарушения порфиринового обмена
прогрессирующая почечная недостаточность
снижение потенции
ретикулоцитоз
анемия
снижение иммунитета (особенно у детей)
синдром сатурнизма
снижение концентрации кальция, цинка, селена в организме
гиперактивность
депрессия
снижение IQ
дистрофия мышц кистей рук
нарушения развития у детей
энцефалопатия

Суточная потребность в свинце

По разным данным суточная потребность человека в свинце составляет 10-20 мкг.

Известно, что свинец является токсическим веществом, загрязнение окружающей среды которым зависит от хозяйственной деятельности человека. В статье рассмотрены пути проникновения свинца в живые организмы, механизмы и последствия воздействия металла на процессы жизнедеятельности. Ионы свинца влияют на биохимические процессы в организме, связываясь непосредственно c ферментами, на физиологические – путем изменения свойств биомембран и ионных каналов. Таким образом, свинец запускает каскадные изменения в организме, приводя к тяжелым последствиям. Благодаря способности накапливаться в тканях организмов свинец может быть причиной серьезных патологий при хроническом отравлении даже при незначительном превышении его концентрации в окружающей среде.

Токсическое воздействие свинца и его соединений на организмы известно давно, но только в прошлом веке началось систематическое изучение его механизмов. Свинец, на ряду с такими известными вредными веществами, как ртуть, формальдегид, мышьяк, входит в число самых распространенных и опасных загрязнителей окружающей среды по мнению ВОЗ. Считается, что наибольшую роль в загрязнении лито-, гидро- и атмосферы свинцом внес автотранспорт. Дело в том, что в топливо для двигателей внутреннего сгорания добавляли антидетонирующую присадку, содержащую свинец – тетраэтилсвинец. Токсичность для человека этого вещества была известна с самого начала, но не принималась в расчет до определенного момента. Начиная с восьмидесятых годов прошлого века, развитые страны стали отказываться от использования этой присадки (Россия приняла закон в 2002 г.). Однако свинец продолжает быть загрязняющим веществом антропогенного происхождения, поскольку применяется в других отраслях хозяйственной деятельности. Симптомы острого отравления свинцом вы не пропустите – это колики, острое поражение почек, гемолиз. А вот хроническое отравление небольшими дозами, иногда даже дозами ниже ПДК, можно принять за стресс или симптомы других заболеваний – головные боли, бессонница, анемия, проблемы с репродуктивной функцией и прочее. Поэтому исследования механизмов воздействия свинца на живые организмы весьма актуальны. В статье ученые из Петрозаводска cделали обзор литературных данных о влиянии свинца на растения, животных и человека. Несомненно, эта тема интересна не только для специалистов-биологов, но и для гораздо большего круга людей.

Авторы констатируют также, что растения способны накапливать свинец в различных органах в больших концентрациях. Так, вблизи промышленных зон зафиксировано превышение концентрации свинца в тканях растений (не уточняется в каких именно) в 500 раз по отношению к фоновым условиям. Приводится пример с растениями вблизи автомагистралей, где зафиксировано превышение в 5-200 раз. Поскольку данные про автомагистрали 1989 года, хотелось бы знать, повлиял ли запрет на использование тетраэтилсвинца в топливе на эту ситуацию, каковы оценки по содержанию свинца на сегодняшний день? Известно, что постепенно концентрация свинца в (по крайней мере некоторых) органах растений может снижаться при уменьшении его содержания в среде, но каковы сроки и механизмы этого процесса у растений тоже остается за рамками данного обзора.

Воздействие свинца на растения . Последствия повышенной концентрации свинца в тканях растений представлены на схеме (рис. 1). Как видно из схемы, свинец оказывает влияние на все важные процессы жизнедеятельности растений: угнетает фотосинтез, дыхание, рост, водный обмен. Это в свою очередь приводит к замедлению роста растений, снижению продуктивности. Среди механизмов влияния на физиологические процессы можно выделить конкурентное вытеснение ионов некоторых металлов, участвующих в минеральном обмене растения – железо, марганец, цинк. Показано, что при высокой концентрации металла в тканях растений также падает содержание фосфора, калия и кальция.

В присутствии свинца в клетках возрастает количество активных форм кислорода, повреждающие свойства которого хорошо известны. Механизм взаимодействия ионов свинца с биомолекулами, приводящий к этим последствиям, к сожалению, в тексте статьи не прописан. Присутствие свинца значительно снижает активность довольно большого числа ферментов, задействованных в фундаментальных обменных процессах: фотосинтезе, гликолизе, фосфорилировании и др. В данном случае отрицательный эффект свинца на активность ферментов во многом связан с взаимодействием ионов металла с SH-группами белков, в результате чего белки инактивируются. Также свинец способен связываться непосредственно с ДНК, препятствуя таким образом ее нормальной работе.

Воздействие свинца на организм животных . Свинец проникает в организм животных с питьем, пищей и через воздух. По-видимому, в разных ситуациях могут преобладать разные пути попадания металла в организм, наиболее частым способом все-таки является загрязненная пища: растения и животные способны накапливать свинец в тканях, потребляемых конечными консументами. Упоминаемый выше механизм конкурентного вытеснения свинцом железа, кальция, цинка, приводит к поломке физиолого-биохимических процессов. Воздействуя на ферменты, задействованные в синтезе гема, свинец способствует развитию анемии. По-видимому, сходный механизм выведения ферментов из рабочего состояния приводит к серьезным нарушениям нервной системы: ослабевают изолирующие свойства миелиновых оболочек, страдает синтез нейротрансмиттеров. Как и в растениях свинец вызывает повреждение ферментов с SH-группами и способствует увеличению количества активных форм кислорода в клетках, неспецифически повреждающих биомолекулы.

В результате повреждающего действия свинца на физиологические и биохимические процессы у животных развиваются: анемия, сердечно-сосудистые заболевания, нейродегенеративные симптомы, снижение иммунитета, нарушение дыхания и пищеварения, потеря аппетита и массы тела, и другое.

Воздействие свинца на организм человека . Посчитано, что основная доля свинца (до 90% от общего содержания) попадает в организм человека с загрязненной питьевой водой и продуктами питания. Доля стабильной фракции этого металла аккумулируется в костях и составляет порядка 90-95%, оставшиеся 5-10% циркулируют в крови и распределены в паренхиматозных органах. Период полувыведения свинца из мягких тканей составляет 25-40 суток, из костей более 10 лет. В организме человека, как и у других животных, свинец дезактивирует целый ряд ферментов, задействованных в жизненно важных биохимических процессах: митохондриальное дыхание, белковый синтез, нарушение синтеза гема и проч. Ионы свинца также влияют на минеральный обмен. В присутствии повышенной концентрации свинца в клетках наблюдается повышение количества активных форм кислорода. В результате разнопланового воздействия свинца изменяются свойства мембраны клетки. Затрагивая биохимические и физиологические фундаментальные процессы, свинец вызывает каскадные изменения в работе организма. Поэтому хроническая интоксикация свинцом вызывает спектр патологий различных систем – кроветворной, сердечно-сосудистой, нервной, репродуктивной и мочевыделительной.

Читайте также: