Химические элементы в организме человека

 

6

 

27

01Содержание

 

 

Введение 3

 

Глава I. Макроэлементы в организме человека 4

1.1. Макроэлементы неметаллы 4

1.2. Макроэлементы металлы 8

 

 

Глава II. Микроэлементы в организме человека 13

2.1. Микроэлементы неметаллы 13

2.2. Микроэлементы металлы 21

 

Заключение 26

 

Список используемой литературы 27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Многие ученые считают, что в живом организме не только присутствуют все химические элементы, но каждый из них выполняет определенную биологическую функцию. Однако, по мере того как развиваются исследования в данном направлении, выявляется биологическая роль все большего числа химических элементов. Поэтому тема курсовой работы является актуальной.

 

Целью данной работы является изучение химических элементов входящих в состав организма человека и изучение физиологических действий

 При работе были  поставлены следующие задачи:

1. Изучение макро и микроэлементов, входящих в состав организма ;
2. Изучение процесса влияния макроэлементов и микроэлементов на организм человека

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I. Макроэлементы

Петровский Б.В[ 1] в своих трудах приводить определение макроэлементам,- (от греч. makrs — большой длинный и лат. elementum — первоначальное вещество), как группе химических элементов, содержащихся которых в организме в довольно больших количествах. Это кальций, фосфор, магний, натрий, хлор, калий, сера. Они обеспечивают нормальное функционирование всех систем и органов, из них построены клетки тела, без них невозможен обмен веществ. Макроэлементы вместе с основными четырьмя элементами (водород, кислород, углерод и азот) составляют примерно 99% массы тела человека.

Макроэлементы сконцентрированы, как правило, в  одном типе тканей живого организма (соединительные ткани, мышцы, кости, кровь). Они составляют пластический материал основных несущих тканей, обеспечивают свойства всей среды организма в целом: поддерживают определенные значения рН, осмотического давления, сохраняют в нужных пределах кислотно-основное равновесие, обеспечивают устойчивость коллоидных систем в организме. Содержание макроэлементов в организме достаточно постоянно, но даже сравнительно большие отклонения от нормы совместимы с жизнедеятельностью организма.

1.1  Макроэлементы неметаллы

Хлор - один из биогенных элементов, постоянный компонент тканей растений и животных. Суточная потребность взрослого человека в хлоре (2-4 г) покрывается за счет пищевых продуктов. С пищей хлор поступает обычно в избытке в виде хлорида натрия и хлорида калия. Особенно богаты хлором хлеб, мясные и молочные продукты. В организме человека хлор - основное осмотически активное вещество плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости и некоторых тканей. Играет роль в водно-солевом обмене, способствуя удержанию тканями воды. Регуляция кислотно-щелочного равновесия в тканях осуществляется наряду с других процессами путем изменения в распределении хлора между кровью и другими тканями. Хлор является компонентом желудочного сока.

Несмотря на то, что  хлор поступает в организм человека в основном в виде хлористого натрия, пути обмена хлора и натрия не одинаковы. Хлор способен отлагаться в коже, задерживаться в организме при избыточном поступлении, выделяться с потом в значительных количествах.

Хлор присутствует во всех органах и тканях, участвует  в обмене веществ, входит в состав биологически активных соединений организма и является незаменимым химическим элементом. В основном он концентрируется в железах желудка и скелете человека, где его содержание на три порядка выше, чем в других органах и тканях. Хлор, являясь важнейшим анионом, поддерживает осмотическое давление и кислотно-щелочное состояние. Поступая в организм с пищей, полностью всасывается в тонком кишечнике, равномерно распределяясь по всем внеклеточным жидкостям.

Последствия недостатка или избытка хлора в организме встречаются у младенцев, получающих обессоленную пищу. Возникают в связи с рвотой, лечением диуретиками, болезнями почек. Нарушения в обмене хлора ведут к развитию отеков, недостаточной секреции желудочного сока и др. Резкое уменьшение содержания хлора в организме может привести к тяжелому состоянию, вплоть до смертельного исхода. Повышение его концентрации в крови наступает при обезвоживании организма, а также при нарушении выделительной функции почек.

Фосфор известен в четырех аллотропических модификациях; практически применяют только две - белый и красный фосфор. В природе фосфор, в свободном состоянии не встречается. Суточная потребность и основные источники поступления: Составляет 1% от массы тела (600-900 грамм). Суточная потребность взрослого человека 1200мг.

Источник поступления  мясо, рыба, молоко, крупы, хлеб, картофель.

Фосфорная кислота необходима для обмена жиров, для синтеза  крахмала и гликогена, а также  для их распада, что происходит путем фосфоролиза. Из фосфорнокислых солей состоит ткань нашего скелета. Особенно богата фосфорной кислотой ткань самой совершенной функции - ткань мозга и нервных клеток. 

Патанатомическую картину  острого фосфорного отравления составляют многочисленные кровоизлияния в  коже, подкожной клетчатке, в мышцах, серозных оболочках, слизистой оболочке ЖКТ; отложение жира и развитие соединительной ткани в скелетных мышцах, жировая дистрофия мелких артерий, сердца, печени и почек.

Чистая природная сера - твердое кристаллическое вещество желтого цвета. В природе сера встречается в самородном виде, образуя большие залежи, но главным образом в составе сернистых (FeS, Cu₂S, PbS, ZnS) и сернокислых минералов (CaSO₄, FeSO₄, CuSO₄, MgSO₄).

Суточная потребность  не установлена, но при употреблении достаточного количества белка дефицита серы наблюдаться не будет.

 Входит в состав желчных кислот и гормонов. Участвуя в окислительно-восстановительных процессах сера играет в тканевом дыхании ту же роль, что и гемоглобин, и оксигемоглобин в газообмене легких.

Особенно богаты серой  поверхностные слои кожи; здесь сера содержится в кератине (волосы содержат до 5-10% кератина) и меланине, пигменте, предохраняющем в виде загара глубокие слои кожи от вредного действия ультрафиолетовой радиации. В крови, кроме серы, входящей в состав белков, различают серу аминокислот, глютадиона, роданистых соединений, эфиросерных кислот, нейтральную серу и ионы SO4. Общее количество серы крови, за исключением серы, входящей в состав белков, обозначают по аналогии с остаточным азотом как остаточную серу, ее содержится в плазме около 7 мг%. Сера содержится в антиневралгическим витамине В1 (тиамине), что отличает этот витамин от остальных.

Избыток серы и его  проявления: элементарная сера не обладает выраженным токсическим действием, но все ее соединения токсичны. Принятая внутрь в количестве 3-5 мг, элементарная сера действует как слабительное, вследствие образования сероводорода в кишечнике.

При недостатке серы наблюдаются: тахикардия,нарушения функций кожи, выпадение волос, запоры, в тяжелых случаях - жировая дистрофия печени, кровоизлияние в почки, нарушения углеводного обмена и белкового обмена, перевозбуждение нервной системы, раздражительность и другие невротические реакции.

Кальций является одним из наиболее распространенных элементов. Он биологически активен в своей ионизированной форме, которая зависит во многом от рН среды. Он служит строительным материалом для костей, уплотняет мембраны клеток и капилляров, угнетает воспаление и экссудацию, изменяет возбудимость нервных клеток и мышечных волокон, является фактором свертывания крови и обладает антиаллергическим действием, активирует ферменты.

Основное количество кальция находится в костной  ткани. Суточная потребность и основные источники поступления: Общее содержание кальция в организме человека составляет примерно 1,9% общего веса человека, при этом 99% всего кальция приходится на долю скелета и лишь 1% содержится в остальных тканях и жидкостях организма. Содержание повышается в период роста или беременности. Суточная потребность в кальции для взрослого человека составляет - 0,45-0,8-1,2 г в день. Кальций в пище, как растительной, так и животной, находится в виде нерастворимых солей.

Кальций играет важную роль в нервно-мышечной возбудимости тканей. При увеличении в крови концентрации ионов кальция и магния нервно-мышечная возбудимость уменьшается, а при увеличении концентрации ионов натрия и калия - повышается. Кальций играет определенную роль ритмической работе сердца.

При недостатке кальция  наблюдаются: тахикардия, аритмия, побеление  пальцев рук и ног, боли в мышцах, рвота, запоры, почечная колика, печеночная колика, повышенная раздражительность, дезориентация, галлюцинации, спутанность сознания, потеря памяти, тупость. Кроме недостатка кальция, недостаток витамина D, особенно у детей, ведет к развитию характерных рахитических изменений. Химический анализ рахитичных костей открывает уменьшение кальция, фосфатов и карбонатов и увеличение магния и органического вещества. Психические симптомы: повышенная раздражительность, дезориентация, галлюцинации, спутанность сознания, потеря памяти, тупость.

У взрослых дефицит кальция, фосфора и витамина D проявляется остеомаляцией, которую можно рассматривать как "рахит взрослых". Прежде, чем устранять дефицит кальция необходимо насытить организм магнием.

При избытке кальция  наблюдаются: хронический гипертрофический артрит, кистозная и фиброзная остеодистрофия, мышечная слабость, затруднение координации движений, деформация костей позвоночника и ног. При избытке кальция наблюдаются сильные сердечные сокращения и остановка сердца в систоле. Избыток кальция может приводить к дефициту цинка и фосфора, в то же время препятствует накоплению свинца в костной ткани.

1. Макроэлементы металлы

 Натрий суточная потребность варьирует в зависимости от водно-солевого обеспечения организма. Составляет 0,08 % от массы тела. Нормы суточного потребления не существует, однако считается, что потребность взрослого человека составляет около 9-16 грамм хлорида натрия (поваренной соли) в сутки. При значительных физических нагрузках, в жаркое время года (повышенной температуры окружающей среды), у рабочих горячих цехов, шахтеров, спортсменов и военнослужащих, которые участвуют в беге на длительные дистанции и совершающих марш броски суточная потребность возрастает до 20 грамм поваренной соли в сутки.

Функции: Основной катион (+) внеклеточного отдела. Играет главную роль в поддержании осмотического давления - 90%. Участвует в возникновении и поддержании электрохимического потенциала на плазматических мембранах клеток, регуляции работы ферментов, в проведение нервного импульса; регулирует состояние водно-солевого обмена; компонент K⁺ - Na⁺ насоса. Калий и натрий были открыты вместе и оба важны для нормального роста и состояния организма. Они являются антагонистами на клеточном уровне, т.е. повышение содержания натрия приводит к уменьшению калия в клетке.

Натрий в первую очередь нужен  для нормального функционирования нервно-мышечной системы. При дефиците натрия происходит уменьшение всасывания углеводов и кальция, возможны невралгии, отчасти понижение давления. Повышенное содержание натрия в волосах отражает, как правило, нарушение водно-солевого обмена, дисфункцию коры надпочечников. Может встречаться при избыточном потреблении поваренной соли, сахарном диабете, нарушении выделительной функции почек, склонности к гипертонии, отекам, неврозах. Люди, особенно дети, с избытком натрия часто легко возбудимы, впечатлительны, гиперактивны, у них может быть повышена жажда, потливость. Иногда возможно накопление натрия в волосах при длительном контакте с морской водой и отдельными видами моющих средств.

Пониженное содержание натрия в  волосах у взрослых обычно встречается  при нейроэндокринных нарушениях, хронических  заболеваниях почек и кишечника  и как следствие черепно-мозговых травм.

  Магний легкий металл белого цвета, на воздухе покрывается тонкой пленкой окислов, придающей ему матовый вид. При нагревании легко сгорает, превращаясь в окись - MgO - жженую магнезию. При этом происходит магниевая вспышка. Большинство солей магния хорошо растворимы в воде. Присутствие ионов магния сообщает жидкости горький вкус.

Магний один из самых распространенных элементов в природе. Особенно много  хлористого магния в морской воде. Питьевая вода также содержит ионы магния. В растительном мире магний играет важную роль, входя в состав хлорофилла. Без магния не может  быть ни зеленых растений, ни питающихся ими животных.

Магний составляет 0.05% от массы  тела. Общее содержание магния в  организме человека составляет примерно 21 г. Ежедневная потребность в магнии - 0,250-0,500 г. Особенно богата магнием  растительная пища - необработанные зерновые, фиги, миндаль, орехи, темно-зеленые овощи, бананы. Богаты им рыба, крупы, морепродукты.

Функции магния: входит в состав почти 300 ферментов; комплексы магния с  фосфолипидами снижают текучесть  клеточных мембран; участвует в  поддержании нормальной температуры тела, в работе нервно-мышечного аппарата.