Наиболее токсичные для организма человека элементы.

Кадмий. Содержание кадмия в организме взрослого человека составлякет 0,05 г. Специфическое физиологическое значение кадмия не установлено, но известно его токсическое действие на организм человека: нарушается обмен фосфора, кальция, железа, меди; угнетается синтез гемоглобина; резко снижаются запасы меди в печени и других органах; ингибируется активность ряда ферментов. Медь и цинк задерживают токсическое действие кадмия (между этими элементами во многих случаях наблюдается антагонизм).

Ртуть. В организме человека содержится примерно 0,013 г ртути. Поступление с пищей колеблется от 2 до 30 мкг в сутки, накапливается преимущественно в почках, мозге. Нарушает ферментативную, гормональную и иммунологическую активность белков. Является ядом с резко выраженными токсическими свойствами как в металлическом виде, так и в виде неорганических и органических соединений: почти все они относятся к ядам I класса опасности.

Свинец. Содержание в организме оставляет 0,000001% (примерно 2 мг). В настоящее время концентрация свинца в растениях, костях животных и человека постоянно увеличивается вследствие повсеместного загрязнения окружающей среды. Элемент в основном (до 90%) депонируется в костях и выделяется преимущетвенно с мочой. Очень токсичен сам и его соединения: действуют в основном на нервную, сосудистую систему и непосредственно на кровь; нарушают белковый, углеводный, фосфорный обмен; вызывают гиповитаминозы С и В₁.

В настоящее время при международной торговле продуктами питания первоочередному контролю подлежат прежде всего следующие восемь элементов: кадмий, ртуть, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк, железо. Спиок этих элементов в настоящее время дополняется.

Ниже описано воздействие микроэлементов на человека и растения.

Таблица 16

Воздействие микроэлементов на живые организмы (человек)

Элемент	Биологическая роль	Токсическое воздействие (большие дозы)
1	2	3
Фтор	Обладает высокой биологической активностью. Концентрируется в волосах, костях, зубах (процессы костеобразования)	Угнетает защитные функции организма: по­ражает зубы («флюорез»), кости; вызывает бронхоспазмы. Действует на слизистую оболочку глаз, печень, почки, миокард
Кремний	Необходим для эпителиальных и соединительных тканей. Его присутствие в стенках сосудов препятствует отложению холестерина. Способствует биосинтезу коллагена	Большие дозы нарушают фосфорно-кальциевый обмен, провоцируют образование камней в мочевых путях
Хром	Выполняет внутрисекреторные функции. Входит в состав трипсина, активизирует инсулин, улучшает усвоение глюкозы	Самые токсичные вещества у соединений с валентностью 6. Раздражаёт слизистые оболочки дыхательных путей. Действует на кожу (язвы)
Марганец	Активирует многие ферментативные процессы: синтез гемоглобина, холестерина и жирных кислот. Улучшает усвоение глюкозы. Недостаток Мn приводит к анемии	При отравлениях нарушается обмен биогенных аминов, гармонообразования. Нарушаются костные образования, (подобно рахиту). Наиболее токсичны соединения с валентностью 2
Железо	Входит в состав гемоглобина: перенос О2	Заболевания внутренних дыхательных путей, гастриты, воспаление десен - при работе с парами железа (в металлургии)
Кобальт	Стимулирует процессы кроветворения, способствует усвоению Fe, Са и Р. Стимулирует родовую деятельность	В больших дозах вызывает острые и хронические заболевания. Наблюдается изменение дыхательных путей, крови, снижение ее свертываемости. Иногда развивается анемия
Медь	Регулирует окислительно-восстановительные процессы клеточного дыхания, фотосинтеза. Улучшает всасывание железа. Влияет на водно-солевой обмен	Попадание меди и ее соединений в желудок вызывает рвоту, поражение печени, некротический нефроз
Цинк	Влияет на функцию полового аппарата. Входит в состав инсулина и положительно влияет на его секрецию. Металлокомпонент около 100 ферментных систем	Растворимые соединения цинка ядовиты: снижают Са в крови и костях; вызывают боли и отечность в суставах, заболевания верхних дыхательных путей, дерматиты, малокровие
Мышьяк	Положительно влияет на процессы кроветворения, участвует в синтезе гемоглобина, окислительно-восстановительных процессах, нуклеиновом обмене	Угнетает активность ферментов. Нервно-желудочные, респираторные расстройства. Поражение крови, печени, почек
Селен Se	Антиоксидант: регулирует перекисное окисление липидов. Необходим для зрения (в сетчатке глаза). Нужен для нормального течения беременности	Апатия, вялость, облысение, поражение ногтей, кариес. Поражение кожи, нервной системы
Бром	Содержится в крови, спинномозговой жидкости, гипофизе	Раздражает слизистые оболочки, нарушает углеводный обмен, снижает функцию почек. Длительное накопление («бромизм») приводит к кожным сыпям, угнетению нервной системы
Молибден	Входит в состав ферментов, которые участвуют в обмене азота, влияет на обмен меди	При длительном воздействии вызывает гастрит, хронический холецистит. Нарушается сократительная функция сердца, провоцируются гинекологические заболевания
Серебро Ag	Инертно, функционально не важно	При многолетней работе появляется сильная пигментация («аргирия») кожи. Увеличение печени, нарушение психики
Кадмий	Содержится в печени и почках. Специфическое физиологическое воздействие не обнаружено	Нарушается обмен Р, Са, Fe, Сu. Угнетается синтез гемоглобина. Ингибирует многие ферменты
Олово Sn	Биологическая функция не установлена	«Станноз» - отложение металлов в легких; пневмокониоз
Сурьма	Биологическая функция не установлена'	Пневмосклероз, нарушение половой функции (м), гинекологические заболевания (ж)
Йод	Влияет на обмен веществ, связанный с функцией щитовидной железы	
Ртуть		Расстройство желудочно-кишечного тракта, упадок сердечной деятельности. Нарушение функции почек, эндокринных желез
Свинец		Действует на нервную, сосудистую систему, кровь, Нарушает белковый, углеводный, фосфорный обмен. Вызывает гиповитаминоз С и В1

- выделены наиболее важные биогенные микроэлементы;

- элементы, находящиеся в достаточном количестве в организме;

- наиболее токсичные микроэлементы.

Таблица 17

Роль микроэлементов в жизнедеятельности растений

Элемент	Биологическая роль	Токсическое воздействие	Чувствитель-ные культуры
F	Конверсия цитрата	Некроз краев и концов листьев	Фруктовые деревья, виноград
Al	Контролирует коллоидные свойства в клетках	Общая задержка роста. Отмирание кончиков листьев, корневая система уродуется	Злаки
Si	Повышенное содержание в хвощах, осоке («ломкие растения») – входит в скелет растений		
Cr		Хлороз молодых листьев. Затрудняет рост корней	Все виды растений
	Фотопродукция кислорода в хлоропластах	Хлороз и некротические поражения листьев	Злаки, бобовые, капуста, картофель
Fe	Фотосинтез, фиксация азота, окислительно-восстановительные реакции	Замедленный рост. Коричневые листья	Рис, табак
	Стимулирование ОВР при синтезе хлорофилла и протеинов. Симбиотическая фиксация азота	Хлороз молодых листьев, уродливые кончики корней	Все виды растений
	Окисление, фотосинтез, метаболизм протеинов и углеводов	Деформация корней, угнетение образования побегов	Злаковые, бобовые, цитрусовые
	Метаболизм белков и углеводов	Хлороз и некроз листьев, задержка роста, деформация корней	Злаки, шпинат
	Метаболизм углеводов в водорослях	Красно-бурые точки на листьях, пожелтение корней, угнетение побегов	Все виды растений
Se		Хлороз или черные пятна – до полного почернения. Розоватые пятна на корнях	Все виды растений
	Фиксация азота. Катализирует ОВР	Желтые или коричневые листья, угнетение роста корней. Угнетение кущения	Злаки
		Бурые края листьев, их скручивание. Недоразвитые корни	Бобовые, рис, овёс
		Высокая токсичность для человека. Для растений до конца не выяснена	
		Хлороз листьев, бурые точки. Торможение ростков	Сахарная свекла, маис, розы
		Темно-зеленые листья, скручивание старых листьев, чахлая листва, бурые короткие корни	Все виды растений

- выделены наиболее важные биогенные микроэлементы;

- наиболее токсичные микроэлементы.

Из этих таблиц видно, что наиболее важные и необходимые микроэлементы

( Мn, Сu, Мо, Zn, Fe) при повышенной дозе вызывают патологические изменения как у человека, так и у растений. И в то же время заведомо токсичный мышьяк в небольших дозах необходим.

S-элементы, их применение в медицине и фармации.

Литий -

1) Препараты снимают возбуждение у психических больных.

2) Литий бензоат в составе уродана - при подагре, почечных и мочевых камнях, полиартритах.

3) Соли Li для электрофореза при артритах.

Натрий (внеклеточный ион) -

1) NaCl (0,9% - физиологический раствор) при отравлениях, рвоте, шоке, кровопотерях, холере (поддерживает КЩР и Р_осм внеклеточных и внутриклеточных жидкостей).

2) NaCl (5-10% - гипертонический раствор) - при внутренних кровотечениях, для лечения гнойных ран.

3) NaHCO₃ - при повышенной кислотности, а наружно - для промывания слизистых оболочек, ингаляций (разжижает мокроту): по признаку аниона.

4) Na₂SO₄, Na₂HAsO₄, Na₂B₄O₇, NaNO₂, Na₂S₂O₃ и другие - по признаку аниона.

Калий (внутриклеточный ион) -

1) КCl, оротат калия - при сердечных заболеваниях, для поддержания нормального ритма мышечной работы.

2) КСН₃СОО - мочегонное средство при отеках, связанных с нарушением кровообращения и как источник ионов К⁺.

3) КВr, КJ, KСlO₄, KMnO₄ и другие - по признаку аниона.

Магний (внутриклеточный ион) -

1. Растворимые препараты - оказывают снотворный, наркотический, противосудорожный эффект, снижают артериальное давление:

MgSO₄ *7H₂O (магнезия) - при судорогах, гипертонии, заболеваниях желчных путей, как слабительное; MgS₂O₃ *6 H₂O - при гипертонии, атеросклерозе, коронарной недостаточности, заболеваниях желчных путей.

2) Нерастворимые препараты - внутрь или наружно, оказывают в основном адсорбирующее и антацидное действие: Mg(OH)_{2 *} 4MgCO_{3 *} H₂O – белая магнезия; MgO - жженая магнезия; MgO_{2 *} MgO (пероксид) - противомикробное и вяжущее средство; Mg₂Si₃O_{8 *} nH₂O (трисиликат) - при гастритах, язвах (адсорбирующее и обволакивающее действие).

Кальций (внеклеточный ион) -

1. CaCl_{2 *} 6H₂O - уменьшает проницаемость сосудов, оказывает противоаллергическое и противовоспалительное действие (назначают при аллергии, лучевой болезни, ревматизме, кровотечениях и при отравлениях рядом веществ).

2) CaCO₃ - внутрь при заболеваниях пищеварительного тракта (антацидное и адсорбирующее средство).

3) CaSO_{4 *} 0,5H₂O(гипс) - для наложения повязок при переломах и для получения слепков рта в стоматологии.

4) СaO - для дезинфекции.

5) Ca(OH)₂ - в стоматологии (входит в состав паст)

Барий (ядовит!) -

1) BaSO₄ - в рентгенодиагностике заболеваний пищеварительного тракта.

2) Ba(OH)₂ - в стоматологии (как катализатор при изготовлении паст и цементов).

3. BaS (15% BaS и 85% талька) - препарат онихолизин применяют при удалении ногтевых пластинок.

d-элементы, их применение в медицине и фармации.

Хром -

1)CrCl₃ (ядовит!), добавленный в дрожжевой напиток при диабете

улучшает усвоение глюкозы.

2)⁵¹Cr -радиоактивная «метка» в гематологии.

3)CrO₃ - в экспертизе для определения степени опьянения.

Марганец -

1)MnSO₄, глюконат Мn при лечении анемий.

2)глюконаты Мn и Сu при лечении туберкулёза

3)KMnO₄ (0,1-5%) раствор для наружного применения как антисептик.

4)KMnO₄ (0,02-0,1%) раствор для промывания желудка при отравлениях.

Железо -

1)Fe восстановленное, лактат, глицерофосфат, ферроцерон, ферковен, гемостимулин и др. при лечении анемий.

2)⁵²Fe, ⁵⁵Fe, ⁵⁹Fe -в радиоизотопной диагностике для изучения обмена и всасывания железа

Кобальт -

1)витамин В₁₂, коамид, ферковен и др. -при лечении анемий.

2)⁶⁰Co -в онкологии (лучевая терапия)

Медь -

1)глюконат меди (вместе с Mn) при лечении туберкулёза.

2)ундецин при лечении грибковых заболеваний.

3)CuSO₄*5H₂O как антисептик и прижигающее средство.

4)цитрат меди при лечении трахомы.

Серебро -

1)AgNO₃ («ляпис», ядовит); бактерицидное средство (наружно) при эрозиях, язвах, трахоме.

2)колларгол (70% Ag), протаргол (8%) – органические соединения;

бактерицидные средства.

3)АgNO₃ - в фарманализе для обнаружения ионов Cl^-.

4)[Ag(NH₃)₂]Cl входит в состав аммаргена для лечения гнойных ран.

Золото -

1)AuNaS₂O₃ при лечении волчанки (входит в состав органических соединений кризолгана, кризанила, трифала)

2)кризанол при лечении туберкулёза

3)¹⁹⁸Au в онкологии для диагностики и лечения

Цинк -

1)ZnO входит в состав мазей и присыпок при лечении кожных болезней (например дустундан, микосептин, цинкудан)

2)цинк-инсулин, протамин-цинк-инсулин для лечения сахарного диабета

3)ZnSO₄*7H₂O (0,1 - 0,2%) - наружно при коньюктивитах, воспалениях мочевой системы.

4)ZnO, ZnSO₄ - в стоматологии в составе цементов

Ртуть (ядовита!) -

1)в приборах (термометры, манометры, тонометры) - металл имеет большое поверхностное натяжение, большой термический коэффициент расширения.

2)HgO - (желтая окись) - в глазных мазях

3)Hg₂Cl₂ (каломель) в мазях и присыпках

4)Hg(NH₂)Cl амидохлорная(белая) ртуть в мазях

5)новурит, промеран: ртутно - органические мочегонные средства

6)HgCl₂ (сулема) - для дезинфекции, обработки хирургических инструментов (водный раствор 1 : 1000)

7)Hg(CN)₂ - дезинфицирующее средство при венерических

заболеваниях (водный раствор 1 : 5000)

Платиновые металлы -

1)различные комплексы проявляют антимикробную,

антивирусную и противоопухолевую активность.

2)радиоактивный изотоп Ir - при лечении злокачественных

опухолей.

3)RuCl₃ -входит в состав рутениевой краски, которая применяется в гистологии.

4)платиновые иглы для наложения пневмоторакса.

5)Pd, сплавы Pt и Ir, Pt и Au - для изготовления шприцев и в зубопротезном деле.

Р-элементы, их применение в медицине и фармации.

Бор -

1) H₃BO₃ - антисептик при полосканиях (промывание глаз)

2) Na ₂B₄O₇ *10H₂O(бура) - антисептик

3) Борный спирт - для компрессов.

Алюминий -

1) KAl(SO₄)₂ *12H₂O - (алюмокалиевые квасцы) - вяжущее при лечении кожных заболеваний.

2) Al(OH)₃(белая глина)- адсорбирующее и антацидное средство.

Углерод -

1) Активированный уголь - прекрасный адсорбент (при отравлениях)

2) СО₂, "сухой лед" - для замораживания отдельных участков кожи.

3) NaHCO₃ (питьевая сода) - полоскания при ангинах

4) CO(NH₂)₂ (мочевина) - для приготовления веронала, люминала.

Кремний -

1) SiO₂ (кварцевое стекло) - для производства ртутных ламп, источников ультра-фиолета

2. SiC (карбид) - в стоматологии для шлифования пломб.

Олово-

1) SnF₂ добавляют в зубную пасту от кариеса,.

2) В стоматологии для получения пломб.

Свинец (ядовит!) -

1) PbO (свинцовый пластырь) - при лечении гнойных заболеваний кожи.

2) Pb(CH₃COO)_2, раствор (свинцовая вода) - для примочек , вяжущее средство при воспалительных явлениях на коже и на слизистой .

Азот -

1) Жидкий N₂ - в медицине для местного замораживания; криоскальпель.

2) NH₄ OH (5%) -нашатырный спирт.

3) N₂O - для общего наркоза.

4) HNO₂ - сосудорасширяющее (в небольших количествах). 5) HNO₃ - для производства нитроглицерина

6) NH₄Cl- мочегонное и отхаркивающее средство.

Фосфор-

1) В пищевых добавках, необходим для углеводного обмена в тканях мозга.

2) Глицерофосфат Са, фитин и др - при заболеваниях нервной системы, мышечной дистрофии.

Мышьяк (ядовит!) -

1) As₂O₃ -при кожных заболеваниях, в стоматологии.

2) As₂O₃, KАsO₂, Na₂НАsO₄ - при малокровии и нервном истощении.

3) Сальварсан, миарсенол, новарсенол - при лечении люэса, малярии, возвратного тифа.

4) Осарбал, осарбон - при лечении дизентерийной амебы.

Сурьма ( ядовита!) -

1) KC₄H₄O₆(SbO) * H₂O ("рвотный камень") - при острых отравлениях, как отхаркивающее, применяется с 15 века.

2) Соединения входят в отдельные препараты при лечении некоторых инфекционных заболеваний, сонной болезни.

Висмут -

1) Нитраты как антисептик при лечении кожных заболеваний (ксероформ, дерматол).

2) Соединения входят в препараты для лечения желудочно-кишечных заболеваний.

3) BiONO₃ - входит в состав отбеливающих мазей и кремов.

Сера -

1) Элементарная сера входит в состав мазей и присыпок для лечения кожных заболеваний.

2) Купоросы - медный и цинковый - как антисептики при обработке слизистой оболочки.

3) Квасцы KАl(SO₄)₂ * 12 H₂O - наружно, дубящее и кровоостанавливающее средство.

4) BaSO₄ - рентгеноконтрастное вещество при рентгеноскопии пищевода, желудка, кишечника.

5) MgSO_{4 *}7H₂O (горькая соль, магнезия) - спазмолитик, слабительное

6) Na₂SO_{4 *} 10H₂O(глауберова соль) - слабительное

7) CaSO_{4 *} 2H₂O(гипс) - наложение повязок в травматологии.

8) Сульфаниламидные препараты - при лечении инфекционных заболеваний.

Галогены (ядовиты!) -

Фтор: - средства от кариеса фторурацин, фторофеназин, фторотан, специальные пасты и лаки и др.

Хлор :

1)HCl (8,2-8,4%) - назначается при гипо-и анацидных состояниях желудка.

2) Входит в состав многих органических соединений, обладающих обезболивающим и успокаивающим действием (хлороформ, хлоралгидрат, хлорэтан)

3) Для обеззараживания воды с целью дезинфекции используют соединения, легко отщепляющие хлор (хлорная известь, хлорамин)

4) По признаку катиона в медицинской практике используют хлориды K, Na, NH₄⁺, Ca.

Бром: успокаивающие средства NaBr, KBr, CaBr₂, бромкамфора, карбромал, бромизовал и др.

Иод:

1) 10% спиртовый раствор J₂ наружно - как антисептическое, раздражающее, отвлекающее средство

2) Раствор Люголя (J₂ + KJ) - при ангинах

3) KJ, NaJ - при гипертериозе, эндемическом зобе, воспалительных заболеваниях дыхательных путей и бронхиальной астме

4) Кальцийиодин (органическое соединение) - для лечения атеросклероза, бронхита

5) CHJ₃(иодоформ) - в виде присыпок, мазей, для лечения ран, язв.

6) Иодинол(1%) - водный раствор для промывания ран, язв, полоскания горла

7) Иодонат (3% J₂) - заменитель настойки иода.

8)Триомбраст, этиотраст, билигност, иодолипол и др - рентгеноконтрастные вещества для рентгеноскопии почек, мочевого пузыря, желчного пузыря. бронхов, сосудов.

9)Радиоактивные изотопы - для диагностики и лечения щитовидной железы

Вопросы для закрепления материала:

1.Какова биогенная роль ионов натрия – а)регулируют Р_осм.? б)катализируют некоторые биохимические процессы? в)улучшают усвоение железа?

2.Какую патологию вызывает отсутствие меди в организме - а)кожные заболевания? б)анемия? в)болезни печени?