Болезни, связанные с недостатком цинка.

Патологии пищеварительного тракта (синдром короткой кишки, спру, болезнь Крона, обходной желудочный анастомоз) становятся причиной снижения всасывания цинка в связи с нарушением энтеро-панкреатической циркуляции.

Наличие алкогольного цирроза печени зачастую вызывает развитие гиперцинкурии (высвобождение цинка из поврежденных клеток), гипоцинкемии (недостаточности цинка) и снижение уровня цинка в печени.

Симптомы дефицита цинка:

• Утомляемость, нервозность, снижение памяти, нарушения сна.

• Гиперактивность.

• Депрессии.

• Повышение склонности к алкоголизму.

• Уменьшение остроты зрения.

• Утрата вкусовых ощущений, расстройства обоняния, возникновение язв в полости рта.

• Потеря аппетита, снижение веса.

• Диарея.

• Малокровие.

• Кожные заболевания: плохое заживление ран, угри, фурункулез, дерматит, экзема, псориаз, чешуйчатые высыпания на коже, трофические язвы.

• Поражения ногтей: расслаивание, возникновение пятен белого цвета.

• Поражения волос, как правило, следует после появления дерматита: тусклый цвет, перхоть, замедление процесса роста, потеря волос. Характерной особенностью является очаговое облысение.

• Понижение количества инсулина, повышение вероятности развития сахарного диабета.

• Замедление роста, гипогонадизм, задержка полового созревания у детей, в особенности у мальчиков. Понижение сексуальной активности, развитие импотенции.

• Повышение вероятности возникновения аденомы предстательной железы.

• Преждевременные роды, рождение детей с ослабленным здоровьем, женское бесплодие.

• Снижение работы иммунной системы, сопротивляемости к инфекциям, возникновение частых и длительных простудных заболеваний, аллергических патологий.

• Повышение вероятности развития новообразований.

• Преждевременное старение.

• Концентрация в организме свинца, железа, кадмия, меди.

Избыток цинка в организме.

Доза цинка свыше 200 мг в сутки является рвотным средством.

Продолжительный прием добавок цинка, превышающих 150 мг в день, становится причиной ухудшения работы иммунитета и появления эрозий в желудке.

Среди признаков острого отравления цинком отмечались: боли в области эпигастрии, рвота, тошнота, диарея. Хроническая интоксикация приводила к вторичному дефициту меди.

Причины избытка цинка в организме:

Чрезмерное количество поступления цинка в организм, к примеру, в процессе контакта с соединениями микроэлемента в условиях производства.

• Неконтролируемый прием препаратов цинка, включая цинковые мази.

• Нарушения цинкового обмена.

Симптомы избытка цинка:

• Снижение работы иммунной системы, развитие аутоиммунных реакций.

• Патологические состояния ногтей, кожи, волос.

• Боли в области желудка, тошнота.

• Понижение уровня кадмия, меди, железа в организме.

• Нарушения работы печени, поджелудочной железы, простаты.

Характеристика вещества Цинка оксид.

Противовоспалительное средство для местного применения. Белый или белый с желтоватым оттенком аморфный порошок без запаха. Поглощает из воздуха углекислый газ. Практически нерастворим в воде и этаноле, растворим в разведенных минеральных кислотах и уксусной кислоте, в растворах щелочей.

Фармакология.

Фармакологическое действие - антисептическое, вяжущее, подсушивающее.

Образует альбуминаты и денатурирует белки. При нанесении на пораженную поверхность кожи уменьшает выраженность экссудативных процессов, устраняет местные проявления воспаления и раздражения; обладает адсорбирующим действием, образует защитное покрытие на коже, которое уменьшает воздействие на нее раздражающих факторов. Применяют наружно в виде присыпки, мази, пасты, линимента.

Применение вещества Цинка оксид.

Дерматит, в т.ч пеленочный дерматит (лечение и профилактика), опрелость, потница; поверхностные раны и ожоги (в т.ч. солнечные ожоги, порезы, царапины), язвенные поражения кожи (в т.ч. трофические язвы), пролежни; экзема в стадии обострения, простой герпес, стрептодермия.

Противопоказания.

Гиперчувствительность.

Способ применения и дозы.

Наружно. Наносят на очищенную и высушенную кожу 4–6 раз в день. При лечении ожогов и ран возможно использование под повязку. Для профилактики пеленочной сыпи у детей мазь наносят на участки тела, находящиеся в длительном контакте с мокрым бельем.

В Медицинской практике успешно применяется сульфат цинка - Торговое наименование Цинктерал.

Фармакологическое действие:

Препарат цинка, который участвует в метаболизме и стабилизации клеточных мембран. Входит в состав основных ферментов, участвует в различных биохимических реакциях. Цинк влияет на процессы регенерации, передачу нервных импульсов. Усиливает действие инсулина, способствует синтезу кортизола. При приеме внутрь стимулирует процессы регенерации кожи и рост волос, оказывает иммуномодулирующее и в больших дозах - рвотное действие. Эффективен в лечении угревой сыпи и алопеции, коагулирует белки с образованием альбуминатов. В зависимости от глубины проникновения развивается подсушивающий, вяжущий и раздражающий эффекты, последний обусловливает рвоту (раздражение соответствующих зон слизистой оболочки желудка и рефлекторное возбуждение рвотного центра). Противомикробная активность является следствием коагуляции белков микроорганизмов. В микроколичествах резорбируется и субстратно стимулирует ряд ферментных систем - ЩФ, АПФ, ацетальдегиддегидрогеназу, супероксиддисмутазу, карбоангидразу и др.

Показания:

Дефицит цинка в организме с нарушениями анаболических и иммунологических процессов (профилактика и лечение), в составе комплексной терапии - гипогонадизм, энтеропатический акродерматит, гнёздное облысение, детский церебральный паралич, заболевания печени, сахарный диабет, диффузные заболевания соединительной ткани, длительная терапия ГКС (особенно в момент отмены ЛС). Труднозаживающие раны (вспомогательное лечение).

Противопоказания: Гиперчувствительность. C осторожностью при дефиците меди.

Побочные действия: Аллергические реакции, при приеме высоких доз - тошнота, рвота, диарея, изжога, лейкопения (гипертермия, озноб, боль в горле), сидеробластная анемия (слабость, снижение концентрации меди в плазме), редко - головная боль, "металлический" привкус во рту. Симптомы передозировки: жгучая боль в полости рта и горле, диарея (в ряде случаев с примесью крови), отрыжка, рвота, снижение АД, отёк легких, возможно - гематурия, анурия, коллапс, судороги, гемолиз. Лечение: принять большое количество молока или воды; ЭДТА - в/м или в/в.

Особые указания: При длительном применении препаратов цинка следует учитывать вероятность возникновения дефицита меди. Избегать употребления этанолсодержащих напитков.

Хром.

Хром — элемент побочной подгруппы 6-ой группы 4-го периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 24.

Природные стабильные изотопы: 50Cr(4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) и 54Cr (2,38%). Из шести искусственных радиоактивных изотопов наиболее важен 51Cr (период полураспада T1/2 = 27,8 сут), который применяется как изотопный индикатор.

Нахождение в природе.

Хром является довольно распространённым элементом (0,02 масс. долей, %). Основные соединения хрома — хромистый железняк (хромит) FeO·Cr2O3. Вторым по значимости минералом является крокоит PbCrO4.

Физические свойства.

В свободном виде — голубовато-белый металл с кубической объемно-центрированной решеткой, а = 0,28845 нм. При температуре 39 °C переходит изпарамагнитного состояния в антиферромагнитное (точка Нееля).

Хром имеет твердость по шкале Мооса 5, один из самых твердых чистых металлов (уступает только бериллию, вольфраму и урану). Очень чистый хром достаточно хорошо поддаётся механической обработке.

Химические свойства.

Внешняя электронная конфигурация атома Хрома 3d54s1. В соединениях обычно проявляет степени окисления +2, +3, +6, среди них наиболее устойчивы Сr3+; известны отдельные соединения, в которых Хром имеет степени окисления +1, +4, +5. Хром химически малоактивен. При обычных условиях устойчив к кислороду и влаге, но соединяется с фтором, образуя CrF3. Выше 600 °С взаимодействует с парами воды, давая Сr2О3; азотом - Cr2N, CrN; углеродом - Сr23С6, Сr7С3, Сr3С2; серой - Cr2S3. При сплавлении с бором образует борид СrВ, с кремнием - силициды Cr3Si, Cr2Si3, CrSi2. Со многими металлами Хром дает сплавы. Взаимодействие с кислородом протекает сначала довольно активно, затем резко замедляется благодаря образованию на поверхности металла оксидной пленки. При 1200 °С пленка разрушается и окисление снова идет быстро. Хром загорается в кислороде при 2000 °С с образованием темно-зеленого оксида Хрома (III) Сr2О3. Помимо оксида (III), известны других соединения с кислородом, например CrO, СrО3, получаемые косвенным путем. Хром легко реагирует с разбавленными растворами соляной и серной кислот с образованием хлорида и сульфата Хрома и выделением водорода; царская водка и азотная кислота пассивируют Хром.

С увеличением степени окисления возрастают кислотные и окислительные свойства Хром Производные Сr2+ - очень сильные восстановители. Ион Сr2+ образуется на первой стадии растворения Хрома в кислотах или при восстановлении Сr3+ в кислом растворе цинком. Гидрат закиси Сr(ОН)2 при обезвоживании переходит в Сr2О3. Соединения Сr3+ устойчивы на воздухе. Могут быть и восстановителями и окислителями. Сr3+ можно восстановить в кислом растворе цинком до Сr2+ или окислить в щелочном растворе до СrО42- бромом и других окислителями. Гидрооксид Сr(ОН)3 (вернее Сr2О3·nН2О) - амфотерное соединение, образующее соли с катионом Сr3+ или соли хромистой кислоты НСrО2 - хромиты (например, КСrО2, NaCrO2). Соединения Сr6+: хромовый ангидрид СrО3, хромовые кислоты и их соли, среди которых наиболее важны хроматы и дихроматы - сильные окислители. Хром образует большое число солей с кислородсодержащими кислотами. Известны комплексные соединения Хрома; особенно многочисленны комплексные соединения Сr3+, в которых Хром имеет координационное число 6. Существует значительное число переоксидных соединений Хрома.

Простое вещество.

Устойчив на воздухе за счёт пассивирования. По этой же причине не реагирует с серной и азотной кислотами. При 2000 °C сгорает с образованием зелёного оксида хрома(III) Cr2O3, обладающего амфотерными свойствами.

Синтезированы соединения хрома с бором (бориды Cr2B, CrB, Cr3B4, CrB2, CrB4 и Cr5B3), с углеродом (карбидыCr23C6, Cr7C3 и Cr3C2), c кремнием (силициды Cr3Si, Cr5Si3 и CrSi) и азотом (нитриды CrN и Cr2N).

Соединения Cr(+2).

Степени окисления +2 соответствует основный оксид CrO (чёрный). Соли Cr2+ (растворы голубого цвета) получаются при восстановлении солей Cr3+ или дихроматов цинком в кислой среде («водородом в момент выделения»):

Все эти соли Cr2+ — сильные восстановители вплоть до того, что при стоянии вытесняют водород из воды. Кислородом воздуха, особенно в кислой среде, Cr2+ окисляется, в результате чего голубой раствор быстро зеленеет.

Коричневый или желтый гидроксид Cr(OH)2 осаждается при добавлении щелочей к растворам солей хрома(II).

Синтезированы дигалогениды хрома CrF2, CrCl2, CrBr2 и CrI2

Соединения Cr(+3).

Степени окисления +3 соответствует амфотерный оксид Cr2O3 и гидроксид Cr(OH)3 (оба — зелёного цвета). Это — наиболее устойчивая степень окисления хрома. Соединения хрома в этой степени окисления имеют цвет от грязно-лилового (ион [Cr(H2O)6]3+) до зелёного (в координационной сфереприсутствуют анионы).

Cr3+ склонен к образованию двойных сульфатов вида MICr(SO4)2·12H2O (квасцов)

Гидроксид хрома (III) получают, действуя аммиаком на растворы солей хрома (III):

Можно использовать растворы щелочей, но в их избытке образуется растворимый гидроксокомплекс:

Сплавляя Cr2O3 со щелочами получают хромиты:

Непрокаленный оксид хрома(III) растворяется в щелочных растворах и в кислотах:

При окислении соединений хрома(III) в щелочной среде образуются соединения хрома(VI):

То же самое происходит при сплавлении оксида хрома (III) со щелочью и окислителями, или со щелочью на воздухе (расплав при этом приобретает жёлтую окраску):

Соединения хрома (+4).

При осторожном разложении оксида хрома(VI) CrO3 в гидротермальных условиях получают оксид хрома(IV) CrO2, который является ферромагнетиком и обладает металлической проводимостью.

Среди тетрагалогенидов хрома устойчив CrF4, тетрахлорид хрома CrCl4 существует только в парах.

Соединения хрома (+6).

Степени окисления +6 соответствует кислотный оксид хрома (VI) CrO3 и целый ряд кислот, между которыми существует равновесие. Простейшие из них — хромовая H2CrO4 и двухромовая H2Cr2O7. Они образуют два ряда солей: желтые хроматы и оранжевые дихроматы соответственно.

Оксид хрома (VI) CrO3 образуется при взаимодействии концентрированной серной кислоты с растворами дихроматов. Типичный кислотный оксид, при взаимодействии с водой он образует сильные неустойчивые хромовые кислоты: хромовую H2CrO4, дихромовую H2Cr2O7 и другие изополикислоты с общей формулой H2CrnO3n+1. Увеличение степени полимеризации происходит с уменьшением рН, то есть увеличением кислотности:

Но если к оранжевому раствору K2Cr2O7 прилить раствор щёлочи, как окраска вновь переходит в жёлтую так как снова образуется хромат K2CrO4:

До высокой степени полимеризации, как это происходит у вольфрама и молибдена, не доходит, так как полихромовая кислота распадается на оксид хрома(VI) и воду:

Растворимость хроматов примерно соответствует растворимости сульфатов. В частности, желтый хромат бария BaCrO4 выпадает при добавлении солейбария как к растворам хроматов, так и к растворам дихроматов:

Образование кроваво-красного малорастворимого хромата серебра используют для обнаружения серебра в сплавах при помощи пробирной кислоты.

Известны пентафторид хрома CrF5 и малоустойчивый гексафторид хрома CrF6. Также получены летучие оксигалогениды хрома CrO2F2 и CrO2Cl2(хромилхлорид).

Соединения хрома(VI) — сильные окислители, например:

Добавление к дихроматам перекиси водорода, серной кислоты и органического растворителя (эфира) приводит к образованию синего пероксида хрома CrO5L (L — молекула растворителя), который экстрагируется в органический слой; данная реакция используется как аналитическая.

Хром в организме.

Хром относится к числу элементов, жизненно необходимых человеку и животным. Естественным источником хрома для человека являются растения.

В организме человека содержится около 6 мг хрома. В тканях органов содержание хрома в десятки раз выше, чем в крови. Наибольшее количество хрома присутствует в печени (0,2 мкг/кг) и почках (0,6 мкг/кг), кишечнике, щитовидной железе, хрящевой и костной ткани, в легких (в случае поступления соединений хрома с воздухом). В легких оседает до 70% поступившего хрома. С возрастом наблюдается снижение хрома количества в организме.

Хром – незаменимый нутриент, который оказывает потенциальное действие на инсулин и, таким образом, влияет на метаболизм углеводов, липидов и белка. До сих пор не идентифицирован химический характер взаимосвязи между хромом и функцией инсулина. Биологически активная форма хрома, иногда называемого фактором толерантности глюкозы, может быть комплексом хрома, никотиновой кислоты и, возможно, аминокислот глицина, цистеина и глютаминовой кислоты. Предполагается, что хром обладает биохимической функцией, которая оказывает влияние на способность рецептора инсулина к взаимодействию с гормоном. Это играет большую роль у лиц пожилого возраста и больных сахарным диабетом.

Синдром нарушения толерантности к глюкозе сопутствует сахарному диабету и проявляется в виде гипергликемии и глюкозурии на фоне дефицита хрома. Наблюдается снижение поглощения глюкозы хрусталиком глаза, утилизации глюкозы для липогенеза, повышение выработки CO 2 и снижение синтеза гликогена из глюкозы. Все эти нарушения купируются введением хрома и инсулина. Имеются данные, свидетельствующие о том, что хром потенцирует действие инсулина в периферических клетках.

Хром способен влиять на гомеостаз сывороточного холестерина и предупреждать тенденцию к его росту с увеличением возраста. При дефиците хрома у животных нарушается способность включения аминокислот глицина, серина, метионина и α-амино-изомасляной кислоты в сердечную мышцу. На обмен других аминокислот хром не оказывает эффекта.

При беременности наблюдается существенное снижение концентрации хрома в волосах и моче. Уровень хрома также понижен у недоношенных детей и при задержке развития. Снижение содержания хрома и усиление его экскреции с мочой отмечено при повышенных физических нагрузках у спортсменов.

Хром в организме присутствует в виде двух форм: трехвалентного и шестивалентного. Трехвалентный хром играет очень важную физиологическую роль - участвует в регуляции обмена жиров и углеводов, снижает уровень холестерина в крови. Шестивалентный катион гораздо токсичнее трехвалентного. Соединения Cr 6+ , наряду с общетоксикологическим действием, способны вызывать мутагенный и канцерогенный эффекты.

Основные функции хрома в организме:

· Хром входит в состав низкомолекулярного органического комплекса - фактора толерантности к глюкозе, обеспечивающего поддержание нормального уровня глюкозы в крови.

· Хром вместе с инсулином действует как регулятор уровня сахара в крови, обеспечивает нормальную активность инсулина.

· Хром способствует структурной целостности молекул нуклеиновых кислот.

· Хром участвует в регуляции работы сердечной мышцы и функционировании кровеносных сосудов.

· Хром способствует выведению из организма токсинов, солей тяжелых металлов, радионуклидов.

Пищевые источники хрома.

Хром в пищевых продуктах содержится в малых количествах.

Лучшие источники хрома - это обработанное мясо, говяжья печень, продукты из цельного зерна, включая отруби из хлебных злаков, бобовые и специи.

Молочные продукты, фрукты и овощи содержат малые количества хрома.

Хром также содержится в сыре, грибах, в некоторых лекарственных растениях (сушеница топяная, гинкго билоба, мелисса); а также в рыбе, креветках, крабах, куриных яйцах, пивных дрожжах.

При недостаточном поступлении хрома в организм необходимо увеличить в рационе количество продуктов с повышенным содержанием хрома.

Для восполнения недостатка хрома в организме рекомендуется прием БАД к пище. При дефиците также возможно использование препаратов пиколината хрома.

При интоксикации хромом необходимо прекратить его поступление в организм из источника загрязнения и провести симптоматическое лечение. Возможно применение хелатирующей терапии. (Димеркаптопропансульфонат с аскорбиновой кислотой).

Повышенное содержание хрома в организме.

Избыток хрома в организме способен привести к существенному нарушению здоровья человека. Несмотря на то, что хром является жизненно важным элементом, при избыточном поступлении в организм человека соединения хрома весьма токсичны.

Шестивалентный хром является канцерогеном I класса опасности. Опухоли легких образуются после длительного (15-20 лет) контакта с повышенными концентрациями хроматов (Cr 6+ ).

Причины избытка хрома.

Избыточное поступление извне:

· повышенная концентрация хрома в воздухе,

· избыточное поступление с хромсодержащими БАД к пище,

· усиленное всасывание хрома при недостатке цинка и железа.

· нарушение регуляции обмена хрома.