Характерные симптомы дефицита химических элементов в организме человека
Элемент | Типичный симптом при дефиците |
Co | Замедление роста скелета |
Mg | Мышечные судороги |
Fe | Анемия, нарушение иммунной системы. |
Zn | Повреждение кожи, замедление росга, замедление сексуального созревания |
Cu | Слабость артерий, нарушение деятельности печени, вторичная анемия |
Mn | Бесплодность, ухудшение роста скелета |
Mo | Замедление клеточного роста, склонность к кариесу. |
Co | Злокачественная анемия |
Ni | Учащение депресия, дерматиты |
Cr | Симптомы диабета |
Si | Нарушение роста скелета |
F | Кариес зубов |
I | Нарушение работы щитовидной железы. |
Se | Мускульная (в частности сердечная) слабость |
Как следует из таблицы, при недостатке железав организме развивается анемия, так как оно входит в состав гемоглобина крови. Суточное поступление в организм этого элемента должно быть 12 мг. Однако, избыток железа вызывает сидероз глаз и легких, что связано с отложением соединений железа в тканях этих органов на Урале в горных районах Сатки. В Армении в почвах повышенное содержание молибдена, поэтому 37% населения страдает подагрой. Недостаток в организме меди приводит к деструкции кровеносных сосудов, патологическому росту костей, дефектам в соединительной ткани. Кроме того, дефицит меди способствует раковым заболеваниям у людей пожилого возраста. Избыток меди в организме (гипермикроэлементоз) приводит к нарушению психики и параличу некоторых органов (болезнь Вильсона). Дефицит меди вызывает заболевание мозга у детей (синдром Мениеса), так как в мозге не хватает цитохромоксидазы. На Урале дефицит в пище йода – от недостатка йода развивается «базедова болезнь». В Забайкалье, Китае, Корее население поражается деформирующими артрозами (уровская болезнь). Особенность болезни – размягчение и искривление костей. Почвы этих территорий имеют повышенное содержание Sr, Ва, и пониженное - концентрации Со, Са, Сu. Установлено существование корреляции между пониженным содержанием Са и повышенным содержанием Sr, аналога кальция, который более химически активный. Поэтому нарушается Са- Sr обмен в костной ткани при уровской болезни. Происходит внутреннее перераспределение элементов, кальций вытесняется стронцием. В результате развивается стронциевый рахит. Замена одних элементов другими обусловлено близостью их физико-химических характеристик (радиус иона, энергия ионизации, координационное число), разностью их концентраций и химической активности. Натрий замещается литием, калий-рубидием, барием, молибден-ванадием. Барий, имея одинаковый радиус с калием, конкурирует в биохимических процессах. В результате такой взаимозамещаемости развивается гипокалиемия.
Роль металлов в организме
· Большая часть микроэлементов в организме представлена металлами, что позволяет обеспечивать ряд физиологических реакций. Металлы входят в состав нуклеиновых кислот, обеспечивают стабильность хромосомных нитей, образуют хелатные комплексы с макромолекулами, активируют или ингибируют ферментные системы. Примерно треть ферментов требует для проявления своей максимальной активность добавления иона металла - металлоактивируемые ферменты (оксалатдекарбоксилаза, карбоангидраза, щелочная фосфотаза, алкогольдегидрогеназа).
· Механизмы участия металлов в обменных процессах заключается в том, что они являются основной частью каталитически активного центра ферментов, создают или стабилизируют определенную конформацию белковой молекулы, необходимую для обеспечения каталитического действия фермента, а также могут воздействовать на субстрат, изменяя его электронную структуру таким образом, что последний легче вступает в ферментативную реакцию. Металл выполняет также функцию "мостика", связывающего фермент и субстрат при образовании ими промежуточного соединения и стабилизирует это соединение.
· Велико значение металлов на различных этапах выражения генетической информации. Ионы металлов влияют на каждый из трех фундаментальных процессов - репликацию, транскрипцию и трансляцию.
· Микроэлементы и иммунная система
· Определенное влияние оказывают микроэлементы на иммунную систему. Они принимают участие в формировании реактивности организма. Малые дозы любых микроэлементов оказывают стимулирующее воздействие на функции организма, в том числе усиливают и иммунные механизмы защиты.
· Имеются сведения о способности железа, меди, марганца, йода, цинка, кобальта способствовать образованию антител, оказывать влияние на фагоцитарную активность лейкоцитов, разрушать и обезвреживать бактериальные токсины.
· Выявлено, что соли лития, цезия, селена, оказывают влияние на показатели неспецифической иммуннологической реактивности организма - содержание лизоцима, комплемента, фагоцитарную активность лейкоцитов.