составляет от 30 до 60 мкг/сут. В поте также обнаружен кадмий в концентрации 0,1 млн–1. «Время полураспада» кадмия в организме человека (в результате выделения из почек и других путей выведе­ния из организма) составляет 10–30 лет.

Кадмий имеет большое сродство к нуклеиновым кислотам, вы­зывая нарушение их метаболизма. Он ингибирует ДНК-полимеразу, нарушает синтез ДНК, а именно стадию расплетения.

Будучи абсорбированным, кадмий остается в организме, под­вергаясь лишь незначительной экскреции. Избыточное количество кадмия вызывает усиленный синтез металлотионеинов в кишечнике и особенно в главных центрах накопления – печени и почках. В этих органах металлотионеины связывают до 80 % кадмия, т.е. действу­ет защитный механизм детоксикации: образование комплексов кад­мия с металлотионеинами значительно снижает поступление Сd2+ в плазму. Металлотионеины участвуют в транспорте кадмия в кро­ви (перенос от одного органа к другому) через клеточную мембра­ну (трансмембранный перенос) и через эпителий (С.Н. Голиков, И.В. Саноцкий, Л.А. Тиунов, 1986; Ю.А. Ершов, Т.В. Плетенева,

1989). В то же время биологической функцией металлотионеи­нов является участие их в гомеостазе жизненно необходимых эле­ментов – цинка и меди. Поэтому кадмий, взаимодействуя с метал­лотионеинами, может нарушать гомеостаз биогенных Сu2+ и Zn

(Ю.А. Ершов, Т.В. Плетенева, 1989; N.Chawkins et al., 1993; H.A Schroeder, A.P. Nason, 1984). Биологический полупериод для металлотионеинов зависит от отношения Сd/Zn/Сu (С.Н. Голиков, 1981; А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш и др., 1991). Пери­од полувыведения для цинкиндуцируемых металлотионеинов пече­ни составляет 10…30 ч, для кадмия – 2,8…6,8 дней (Ю.А. Ершов, Т.В. Плетенева, 1989).

В результате хроническая интоксикация кадмием нарушает ми­нерализацию костей, увеличивает концентрацию кальция в печени, блокирует синтез метаболитов витамина D. Так, с 1955 г. широко известна болезнь итаи-итаи, обнаруженная в районе реки Интцу

в долине Тойама в средней Японии и вызываемая воздействием кад­мия на скелет человека. Речь, прежде всего, идет о заболеваниях по­жилых женщин. Заболевания выражаются в снижении содержания кальция в костях, а следовательно, в их размягчении, что, очевидно, связано с разрушением почек. Болезнь проявляется сначала болями в бедрах и спине, затем боли распространяются. Происходит дефор­мация костей и внезапные переломы. В связи с регионально огра­ниченным районом распространения болезни и близости цинкового рудника, стоки из которого попадали в реку и использовались для полива рисовых полей, возникло предположение об интоксикации кадмием. В рыбе, рисе, а также в костях и органах людей, умерших от этой болезни, было обнаружено увеличенное содержание кадмия. Так как болезнь поражала главным образом женщин старше 40 лет, предполагают, что беременность, вскармливание детей молоком и гормональные изменения при старении провоцируют возникнове­ние болезни. Однако патогенный механизм болезни до настоящего времени выяснен не полностью. Причиной болезни, вероятно, явля­ется также недостаток витамина D и кальция в питании, поскольку при назначении больным больших доз витамина D симптомы тече­ния болезни смягчаются.

В экспериментах с животными после единичных инъекций вы­соких доз кадмия (3 мг/кг живого веса и более) у потомства золо­тистых хомяков и крыс обнаруживали появление трещин на губах и небе, а также изменения размеров отдельных частей тела. У чело­века такие тератогенные эффекты до настоящего времени не под­тверждены. У работниц, подвергавшихся воздействию кадмия, не обнаружено каких-либо уродств у новорожденных, хотя в среднем вес младенцев оказался ниже, чем у контрольной группы матерей, не подвергавшихся воздействию кадмия. Однако в отдельных случаях у детей наблюдался рахит. Для более низких концентраций кадмия ба­рьером является плацента. Высокие концентрации кадмия разруша­ют плаценту, и кадмий может свободно попадать в эмбрион. То, что кадмий даже при низкой дозе воздействия может оказывать влияние на эмбрион, связано с недостатком цинка, индуцированным присут­ствием кадмия. Однако факт воздействия кадмия на генетический материал подвергается сомнению. В то время как у больных итай­итай установлены аномалии в хромосомах лейкоцитов, а у рабочих,

имеющих дело с кадмием, это явление не обнаружено. В экспери­ментах с мушками-дрозофилами и мышами не установлено никаких хромосомных аберраций.

С позиции практической ветеринарии проблема эмбрио- и фе­тотоксигенности минеральных элементов имеет особенно большое значение. И особенно актуальна в отношении токсического действия солей тяжелых металлов, так как существует высокий риск для пло­да (и вообще для потомства) одновременного контакта матерей не с одним, а несколькими воздействующими химическими агентами. Именно этот аспект проблемы был предельно исследован группой японских ученых (K. Tsuchija et al., 1987), которые подчеркивают, что однократное комбинированное воздействие кадмия, меди, цин­ка, железа и свинца в виде внутрибрюшинных инъекций тяжело по­ражало плод и практически не вредило организму матери. Кадмий проникал через плаценту и накапливался во всех изученных тканях (K. Tsuchia, 1979).

S, Se, Zn, Cu, Ca и пищевые волокна замедляют усвоение кад­мия. Zn и Cu способны вытеснять кадмий из организма (А.В. Скаль­ный, И.А. Рудаков, 2004).

существует проблема ассимиляции его достаточного количества, необходимого для нормального существования. У людей и живот­ных это проявляется железодефицитными анемиями (Ю.А. Ершов, Т.В. Плетенева, 1989).

Анемия признана одной из ведущих проблем мирового здра­воохранения, затрагивающих преимущественно наиболее уязвимую часть населения – женщин репродуктивного возраста и детей ранних лет жизни. Согласно анализу результатов эпидемиологических ис­следований Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ, 1998), в мире более половины населения (3,85 млрд) страдают железодефи­цитной анемией.

В организме человека содержится около 5000 мг железа, кото­рое распределено крайне неравномерно. Выделяют три «депо» же­леза. Первое депо – это основной фонд железа, где до 80 % общего количества железа содержится в гемоглобине циркулирующих эри­троцитов, помогая этим красным клеткам крови периодически свя­зывать то кислород (в легких), то углекислый газ (в тканях). Кроме этого основного фонда железа существует меньший фонд в клетках мышц, где железо входит в состав клеточного миоглобина (дыха­тельного пигмента мышц), в печени и селезенке, где идет непрерыв­ный процесс разрушения старых эритроцитов и «вымывание» из них железа гемоглобина. Эти два депо характеризуются относительно постоянным запасом железа. Третье депо – это железо ферритина (крупная молекула белка, которая либо связывает железо при его из­бытке, либо отдает тканям при его дефиците). Ферритин представля­ет собой своеобразный «расходный» запас на все экстренные случаи.

Ферритин – белок, молекула которого имеет форму полой сфе­ры с внешним диаметром 12–14 нм и образована 24 полипептидны­ми субъединицами. Последние содержат полости диаметром 7,5 нм, в которых может находиться 4500 атомов железа. Железо входит в них через каналы шириной в 1 нм и осаждается в виде полиядер­ных агрегатов Fe3+, гидроксида Fe(ОН)3 с небольшим количеством Fe (III)-фосфата. Ферритин, обнаруженный в лизосомальных мем­бранах, образует паракристаллические структуры с содержанием железа более 50 %. Эти агрегаты железа называют гемосидерином.

Из 4 г железа, присутствующего в организме взрослого мужчи­ны, только 1 мг участвует в обмене с внешней средой. Это означает, что если один атом входит в организм, то он остается в нем в течение 10 лет, участвуя за это время в различных метаболических процессах.

рируют с железом в абсорбции, снижая ее. Жирные кислоты с корот­кой цепью, аминокислоты, цитраты, фруктоза, аскорбаты, играя роль низкомолекулярных лигандов, усиливают абсорбцию.

Организм имеет три уникальных механизма для сохранения ба­ланса железа и защиты от развития железодефицита:

– постоянное использование железа из клеток, катаболизиро­ванных в организме;

– регулирование абсорбции железа: повышение ее при дефи­ците железа и снижение – при его избытке.

Различные соединения железа могут проявлять токсичность в зависимости от дозы, растворимости, способности к комплексоо­бразованию.

Образование малорастворимых основных солей железа (III) Fe(OH)X2 и Fe(OH)2X уже при рН – 2,43 и рН – 4,69 обусловливает их меньшую токсичность. Противоположная проблема – избыточное содержание железа – встречается гораздо реже и менее изучена. Из­быточное содержание железа в организме носит название «сидероз» или «гиперсидероз». Он может иметь местный и генерализованный характер.

Экзогенный сидероз нередко наблюдается у шахтеров, участву­ющих в разработке красных железных руд, и у электросварщиков. Сидероз шахтеров может выражаться в массивных отложениях же­леза в ткани легких. Местный сидероз встречается при внедрении в ткани железных осколков.

Эндогенный сидероз чаще всего имеет гемоглобиновое проис­хождение и возникает в результате разрушения этого пигмента крови в организме (А.П. Авцын и др., 1991).

Особой формой наследственных отложений гемосидерина, воз­никающего из ферритина в результате изменения клеточного обме­на, является гемохроматоз. При этом заболевании особенно большие отложения железа наблюдаются в печени, поджелудочной железе, почках, железах, щитовидной железе, эпителии языка и мышцах. При гемохроматозе имеет место отложение большого количества гемосидерина, а также пигментов, не содержащих железа (гемофус­цина и меланина), внутри клеток паренхиматозных органов. Забо­левают преимущественно мужчины с явлениями гипогенитализма и симптомов феминизации. К ранним симптомам относится увели­чение печени, к которому присоединяются сахарный диабет (за счет фиброза поджелудочной железы) и прогрессирующее потемнение кожи (бронзовый диабет) (А.П. Авцын, 1991).

Fe

римых коллоидных частиц способствует возникновению тромбо­зов и увеличению свертываемости крови. Железо в токсичных до­зах вызывает инактивацию ферментов цикла Кребса. Это приводит к накоплению лактата и других кислот в крови и тканях, что также способствует повышению кислотности крови. Установлено инги­бирование железом глюкозо-6-фосфатазы, сукцинатдегидрогеназы и других ферментов.

В тканях марганец присутствует главным образом в митохон­дриях клеток («силовых станциях» клетки, в которых вырабатывает­ся энергия). В повышенных количествах он присутствует в печени. Около 40 % марганца всего организма сохраняется в костном моз­ге, остальная часть содержится в подвижной изменяющейся форме. В эритроцитах марганец входит в состав порфиринового комплекса. Печень, поджелудочная железа, почки, кишечник человека являются специфическими тканями, задерживающими марганец.

Марганец является компонентом множества ферментов. Боль­шое число ферментов обладает специфической потребностью в марганце. К ним относятся галактозил- и N-ацетилгалактозаминил­трансферазы, участвующие в синтезе мукополисахаридов, а также лактазосинтетаза.