35. Микроэлементы окружающей среды. Биогеохимические эндемии и их профилактика.

Учебники/Матвеева, с.111-121

Учебники/Румянцев, с. 181-186

В организме человека и животных обнаружено около 70 химических элементов.

I) По классификации, основанной на количественном признаке, все минеральные элементы делятсяна три группы в соответствии с их содержанием в организме:

• макроэлементы: Са, Р, К, Na, S, Cl, Mg;

• микроэлементы: Fe, Br, Cd, Zn, F, Sr, Mo, Cu, Si, Cs, J, Mn, Al, B, Rb, Pb и

• ультрамикроэлементы: Se, Ti, Sc, Co, V, Cr, As, Ni, Li, Ba, Ag, Sn, Be, Ga, Ge, Hg, Zr, Bi, Sb, U, Th, Rh.

II) В зависимостиот биологического значенияэлементы условно разделены на следующие группы:

• Незаменимые элементы, входящие в состав ферментов, гормонов, витаминов:

O, C, H, Ca, P, K, S, Cl, Na, Mg, Zn, Fe, Cu, I, Mn, V, Mo, Co, Se

• Постоянно определяемыев организме элементы,биологическое значение которых изучено недостаточно:

Sr, Cd, F, B, Si, Cr, Be, Ni, Li, Cs, Sn, Al, Ba, Rb, Ti, Ag, Ga, Ge, As, Hg, Pb, Bi, Sb, U, Th, Ra

• Обнаруживаемыев организме элементы, в отношении которых данные околичественном содержании в тканях, органах и биологической роли отсутствуют.

Nb, La, Pr, Sm, Tb, W, Re, Au

Микроэлементы - элементы, содержащиеся в организмах вочень небольших количествах. Этоэкзогенные химические факторы, получаемые изпродуктов питания, воды и атмосферного воздухаи играющие значительную роль в такихжизненно важных процессах, как рост, размножение, клеточное дыхание, обмен веществ и др.

Микроэлементы входят в состав ферментов, гормонов и витаминов, выполняя роль катализаторов биохимических процессов. В случае аномального содержания или нарушенного соотношения микроэлементов в окружающей среде (в воде, пищевых продуктах) в организме человека могут развиваться нарушения с характерными клиническими симптомами.

Микроэлементы участвуютв таких важнейших биохимических процессах, как дыхание (медь, цинк, марганец, кобальт), синтез белков (марганец, кобальт, медь, никель, хром), кроветворение (кобальт, медь, марганец, никель, цинк), белковый, углеводный и жировой обмен веществ (молибден, ванадий, кобальт, вольфрам, марганец, цинк).

Академик А.П. Виноградов, творчески развивая идеи В.И. Вернадского, создал учение о биогеохимических провинциях.Согласно этому учению, на земном шаре имеются области с повышенным или пониженным содержанием того или иного элемента.

Биогеохимические провинции- этогеографические районы, где причинным фактором заболеваний являетсяхарактерный минеральный составводы, растительных и животных организмов вследствиенедостатка или избытка, микроэлементов в почве.

Эндемические заболевания- этозаболевания, вызванныеизбытком или недостатком микроэлементовв воде и продуктах питания в связи с избытком или недостатком их впочведанного района

Фтор. Относится к числу наиболее распространённых микроэлементов земной коры.

Роль в организме. Фтор входит в состав зубной эмали, дентина, костей.

Нормы потребления. В суточном рационе должно содержаться 0,54-1,6 мг фтора.

Путь поступления. Основная часть поступает с водой (с пищей в 4-6 раз меньше)

Недостаток. Воды поверхностных источников характеризуются низким содержанием фтора (0,3-0,4 мг/л). Нижегородская область является эндемичным районом по фтору. Также эндемичны Московская область и Мордовия. Пониженное содержание фтора увеличивает заболеваемость у населениякариесом.

Избыток. Высокие концентрации в поверхностных водах могут быть вследствие сброса промышленных сточных вод или контакта вод с почвами, богатыми соединениями фтора.

При систематической использовании питьевой воды, содержащей избыточное количество фтора, у населения развивается эндемический флюороз(поражение зубов – крапчатость эмали в виде пигментаций тёмно-жёлтого или коричневого цвета. В тяжёлых случаях генерализованный остеосклероз, остеопороз, оссификация рёбер, связок, суставов, нарушения метаболизма)

Профилактика: фторирование/дефторирование питьевой воды, плановая санация полости рта, гигиеническое содержание зубов и полости рта.

Йод.

Роль в организме. Входит в состав тиреоидных гормонов – тироксина и трийодтиронина. У детей во внутриутробный период и первые месяцы жизни необходим для полноценного физического и психического развития.

Нормы потребления. Взрослый человек должен потреблять в день не менее 150 мкг йода, беременная женщина – 200, кормящая – 350.

Путь поступления. Преимущественно с пищей. Главный резервуар йода на планете – морская вода, поэтому морепродукты, морская капуста особенно богаты йодом.

Дефицит: эндемический зоб, гипотиреоз (микседема у взрослых, кретинизм у детей)

Зоб - компенсаторное увеличение массы щитовидной железы вследствие гиперплазии, Гипотиреоз – нехватка гормонов щитовидной железы тироксина, трийодтиронина вследствие недостатка синтеза (задержка психического и физического развития детей и подростков, кретинизм; у взрослых – микседема).

Тяжелый дефицит йода характерен для высокогорных местностей и территорий, удаленных от океана. Некоторые районы Нижегородской области эндемичны по йоду.

Избыток.

Избыток – на побережьях морских акваторий. Проявления у взрослых: сухость кожи, ломкость ногтей, выпадение волос, мышечная слабость, быстрая утомляемость. Профилактика: употребление продуктов, содержащих йод: морская капуста, рыба, кальмары; грецких орехов, чеснока, арбуза, дыни; йодированная соль, обогащенные йодом хлеб, мука, напитки.

Селен.

Роль в организме. Селен является кофактором фермента глутатионпероксидазы, который подавляет каскад свободнорадикального окисления в организме (антиоксидантное действие)

Нормы потребления. Для взрослых 50-200 мкг.

Путь поступления. Преимущественно с пищей (содержится в зерне, зернопродуктах, молоке, молокопродуктах, овощах, фруктах, ягодах)

Дефицит. Болезнь Кешана – эндемическая кардиомиопатия (преимущественно дети до 10 лет) на фоне низких концентраций селена в крови населения, в почве, пищевых продуктах – в низкоселеновой провинции Кешан в Китае.

Болезнь Кашина-Бека (эндемический остеоартроз с множественной деформацией суставов, позвоночника и конечностей)

Избыток. Избыток селена в организме встречается в обогащенных селеном регионах: алиментарный селеновый токсикоз (селеноз) с дерматитом, повреждением эмали зубов, анемиями и нервными расстройствами; селенотоксическая дегенерация печени и увеличение селезенки; типичное поражение ногтей и волос.

Профилактика: использование биологически активных добавок к пище, обогащённых селеном, аминокислотами, пептидами, витаминами группы В. Антиоксидантное действие селена усиливают витамины А, С, Е. Употребление селенсодержащих продуктов.

Молибден.

Роль в организме. Активирует ферменты альдегидоксидазу, ксантиноксидазу и сульфитоксидазу. Ксантиноксидаза обеспечивает образование мочевой кислоты в организме. Сульфитоксидаза превращает сульфиты в сульфаты.

Нормы потребления. Установлены ПДК для воды – не более 0,25 мг/л

Путь поступления. Пища, вода

Дефицит. Генетический дефект сульфитоксидазы характеризуется выраженными аномалиями мозга, умственной отсталостью, эктопией хрусталика.

Избыток. При избыточном поступлении с пищей или водой (в районах рудных месторождений) человек болеет эндемической молибденовой подагрой (горные районы Армении) или молибденовым токсикозом. Повышенный синтез ксантиноксидазы и интенсификация пуринового обмена ведут к накоплению повышенного количества мочевой кислоты, с выделением которой не справляются почки, и она откладывается в сухожилиях и суставах.

Кобальт.

Роль в организме. Входит в состав витамина B₁₂ (кобаламина), увеличивает всасывание железа в кишечнике, стимулирует процесс перехода депонированного железа в состав гемоглобина, стимулирует эритропоэз

Недостаток. Железодефицитная анемия

Марганец.

Роль в организме. Обеспечивает процессы роста, формирование скелета

Недостаток. Замедление процессов роста, нарушение формирования скелета

Избыток. Нарушение процессов кальцификации, внутренней структуры костей

Цинк. Недостаточное поступление: развитие карликовости, замедление полового созревания, поражения кожи, слизистых оболочек, дерматиты, облысение, паракератозы. Избыток: развитие анемии.

Профилактика при эндемических болезнях

Специфическая профилактика:

• биохимическое районирование региона (исследование геохимического состава среды, научное обоснование профилактических мер);

• установление гигиенических нормативов (минимальные, оптимальные, максимальные; устанавливаются экспериментально);

• проведение специальных мер по предупреждению избыточного, недостаточного поступления микроэлементов в организм (использование БАД, обезжелезивание воды, обогащение микроэлементами сельскохозяйственных земель, технологические мероприятия по предупреждению загрязнения металлами окружающей среды.

Общегигиенические профилактические мероприятия: улучшение социальных условий жизни (жилищные условия, сбалансированное питание, условия водоснабжения), труда населения.