168

Глава 5. Микроэлементы и экопатология в забайкалье

Геохимическая вариабельность территории Читинской области (обогащённость почв и вод одними и обеднённость другими химическими элементами), широкий диапазон количественных и, главное, качественных колебаний минеральных компонентов других объектов биосферы – существенный биологический фактор, который может провоцировать дизадаптационные повреждения в отдельных звеньях метаболизма человека и животных, приводить к поломкам функционирующих систем, нарушениям гомеостаза, - что необходимо учитывать и практическим врачам, и учёным-исследователям.

За последние два десятка лет собран обширный экспериментальный материал о миграции химических элементов по различным биологическим цепям, об уровнях их биодоступности и распределения (кинетике накопления и выведения из тканей, органов, организма в целом). Повреждение же баланса минеральных соединений играет существенную роль в этиологии, патогенезе, успешности коррекции многих заболеваний.

Иными словами, все современные естествоиспытатели опираются на выдвинутую основателем фундаментальной науки биогеохимии В.И.Вернадским идею о единстве геохимической сферы (пород, почв, вод, воздуха) и физиологических и биохимических свойств живых существ, определяемых природными и искусственно регулируемыми пищевыми цепями (схема 1).

Элементы Элементы Элементы кормов

почв растений для животных,

лекарственных трав

для человека

Элементы Элементы Элементы организмов

горных воздуха животных, человека

пород

Элементы Элементы Элементы продуктов

воды организмов животного происхождения

животных

Схема 1. Схема взаимоотношений между биогеохимическими цепями

Интересно, что сравнение вклада различных элементов в биосферу и человеческий организм позволяет обнаружить, что в большинстве случаев доли сильно разнятся, лишний раз подчёркивая уникальность живых существ (таблица 1).

Таблица 1

Содержание некоторых химических элементов

в биосфере и теле человека

Элемент	Биосфера, %	Тело человека, %
Н	0,95	9,31
С	0,18	19,37
N	0,03	5,14
О	50,02	62,81
F	0,10	0,009
Na	2,36	0,26
Mg	2,08	0,04
Al	7,30	0,001
Si	25,80	следы
Р	3,15	0,64
S	0,11	0,63
Cl	0,20	0,18
К	2,28	0,22
Са	3,22	1,38
Mn	0,08	0,0001
Fe	4,18	0,005

5.1. Судьба микроэлементов в организме человека

Из 92 встречающихся в природе химических элементов более 80 регистрируется в организме человека. В зависимости от концентрации их делят на:

1. макроэлементы,

2. микроэлементы,

3. ультрамикроэлементы.

Нахождение того или иного минерала в живом индивидууме определяется следующими факторами:

1. наличием его в природе в водорастворимой форме;

2. способностью организма усваивать его соединения;

3. уровнем накопления элемента в живом организме.

К макроэлементам относят те из представителей таблицы Д.И.Менделеева, содержание которых в теле человека превышает 10^-1 % :

С, О, N, Н, S, Р, К, Na, Са, Mg, Сl.

Микроэлементами (МЭ) называют элементы, величины которых колеблются в пределах 10^-2-10^-5 %:

Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Ni, V, Se, Mn, F, Si, Li, As – эссенциальные, B, Br – условно эссенциальные. Серьёзные кандидаты на жизненную необходимость – Al, Rb, Cd, Pb. Самое время вспомнить справедливые слова Парацельса: «Нет токсичных веществ, а есть токсичные дозы».

Поэтому при приёме препаратов МЭ очень важно знать суточную потребность в элементах как у взрослых, так и у детей (таблицы 2, 3), принимая во внимание содержание МЭ в грудном молоке (таблица 4), а также их усвояемость (таблица 5) и способность избирательно аккумулироваться в органах (схема 2).

Таблица 2

Суточная потребность в элементах у взрослого человека

Элемент	Суточная потребность, мг
К	1850 – 5500
Na	110 – 3300
Ca	800 – 1200
P	800 – 1200
Mg	350 – 400
Fe	мужчины 10 – 12 женщины 15 – 19
Zn	10 – 15
Mn	2,5 – 5,0
Cu	2 – 3
Mo	0,15 – 0,50
Cr	0,05 – 0,20
Se	0,05 – 0,20
I	0,10 – 0,15
F	2,0 – 3,5

Таблица 3

Суточная потребность в некоторых микроэлементах

у детей первого года жизни

Возраст	Fe, мг	Zn, мг	Cu, мг	I, мкг	Se, мкг
0 – 5 мес.	6	5	0,4 – 0,6	40	10
6 – 12 мес.	10	5	0,6 – 0,7	50	15

Таблица 4

Содержание некоторых микроэлементов в грудном молоке

(при нормальных условиях питания матери)

Элемент	Диапазон, мкг/л
Железо	350 – 720
Йод	55 – 65
Цинк	0,7 – 2,0
Медь	180 – 310
Селен	13 – 24
Хром	0,8 – 1,5
Молибден	0,3 – 3,0
Марганец	3,0 – 4,0
Кобальт	0,15 – 0,35

Таблица 5

Биоусвояемость элементов

Элемент	Усвояемость, %
Na	90 - 95
Cl	95 – 100
K	90 – 95
Mo	70 – 80 (или меньше)
Se	50 – 80 (меньше или больше)
P	60 – 70
Ca	25 – 40
Zn	20 – 40
Mg	30 – 35 (или больше)
Cu	10 – 30 (или меньше)
Fe	7 – 15
Mn	3 – 5
Cr	0,5 – 1,0

ВОЛОСЫ, ПОЧКИ КИШЕЧНИК

НОГТИ

As, V, Fe, Hg, Al

Cd, Hg, Mn

Se

ПРЕДСТАТЕЛЬНАЯ СЛИЗИСТАЯ ГОЛОВНОЙ

ЖЕЛЕЗА ГЛАЗ МОЗГ

Zn, Sr

Ba

Cu

Схема 2. Избирательное накопление некоторых элементов в органах млекопитающих

Последнее свойство особенно характерно для токсичных элементов. Они попадают в пищевое сырьё и продукты, главным образом, следующими путями:

- в районах месторождений металлических и других руд ими обогащается почва, а от неё вода и растения;

- содержатся в атмосферных выбросах и других отходах промышленных предприятий, электростанций, транспорта и т.д.;

- земля может загрязняться этими веществами при удобрении недостаточно очищенными сточными водами, осадками из очистных сооружений;

- при накоплении в водоёмах подобных соединений высока вероятность их аккумулирования в живущих там моллюсках, рыбе и т.д.;

- могут переходить в пищевые продукты при контакте с материалами посуды,

оборудования, упаковок, тары и т.д.

Присутствие рассматриваемых веществ в пищевых продуктах, в количествах в 2-3 раза превышающих фоновые, нежелательно (таблица 6).

Таким образом, конечный состав микроэлементов в организме человека зависит от условий среды и при необходимости может и должен корригироваться либо пищевыми добавками, либо медицинскими препаратами.

Таблица 6

Допустимые уровни содержания некоторых токсичных элементов

Наименование продукта	Допустимые уровни, мг/кг, не более
	Pb	As	Cd	Hg	Сu	Zn	Sn	Cr
Мясо и мясопродукты	0,5	0,1	0,05	0,03	5	70	-	-
Консервы из мяса и мясорастительные	0,5	0,1	0,05	0,03	5	70	200	0,5
Консервы из субпродуктов	0,6	1,0	0,3-0,6	0,1-0,3	-	-	200	0,5
Яйца и продукты их переработки	0,3	0,1	0,01	0,02	3	50	-	-
Молоко	0,1	0,05	0,03	0,005	1	5	-	-
Творог	0,3	0,2	0,1	0,02	5	40	-	-
Консервы молочные	0,3	0,15	0,1	0,015	3	15	200	0,5
Сыры	0,5	0,3	0.2	0,03	10	50	-	-
Рыба и рыбо- продукты	1-2	1-5	0,2	0,3-1,0	10	40	-	-
Моллюски, ракообразные	10	5	2	0,2	0	200	-	-
Зерно, крупы, изделия из них	0,5	0,2	0,1	0,03	10	50	-	-
Фрукты	0,5	0,2	0,03	0,02	5	10	-	-
Овощи	0,4	0,2	0,03	0,02	5	10	-	-
Грибы	0,5	0,5	0,10	0,05	10	20	-	-
Соки, напитки	0,5	0,2	0,03	0,02	5	10	200	-

Как видно из схемы 1, микроэлементы поступают в организм с пищей и водой, у лиц, профессия которых связана с их добычей, переработкой и т.д. – с воздухом или же через кожу. Содержание минеральных соединений в пищевых продуктах – не единственный фактор, влияющий на уровень поступления их в клетки. Немалую роль играют их природа, физико-химические свойства (растворимость в воде или органических растворителях, температура плавления, потенциал ионизации и т.д.), вещества, сопутствующие им, состояние слизистой желудочно-кишечного тракта – всё это сказывается на степени усвояемости биотика (таблица 5).

МЭ в комплексе с белками (например, ионы меди в составе церулоплазмина, железа – трансферрина) доставляются током крови к органам-мишеням. В их клетках ионы включаются в состав различных органических (в первую очередь, белков, нуклеиновых кислот) и минеральных (в основном, солей) соединений, играя большую роль в выполнении данными мицеллами различных жизненно важных функций. В катаболической фазе микроэлементов принимают участие все выделительные системы, но большая их часть выводится или с мочой, или транспортируется жёлчью в желудочно-кишечный тракт. Естественно, растворимые конечные продукты обмена в очень малых количествах могут удаляться с потом, а газообразные или легколетучие – при выдыхании.