Микроэлементы и здоровье

Учение о значении минеральных веществ для организма человека появилось в 20-е годы прошлого века, но в последнее время наблюдается всплеск интереса к изучению этой проблемы. Это связано, с одной стороны, с новыми методическими возможностями (атомно-адсорбционный анализ, инверсионная вольтамперометрия и другие), с другой - загрязнением окружающей среды и возникновением проблемы экопатологий.

Из 106 элементов периодической системы Д.И.Менделеева в организме человека обнару жено 86 постоянно присутствующих, из них 25 необходимы для нормальной жизнедеятельности организма: 18 - абсолютно необходимы, а 7 - полезны (D.R. Williams, 1971). Профессор Д.Р. Вильяме назвал их "металлами жизни". Их наличие в организме в строго определенных количествах - непременное условие для сохранения здоровья человека. В зависимости от потребности организма они подразделяются на микро- и макроэлементы.

Макроэлементы - вещества, содержащиеся в организме в большом количестве (их концентрация превышает 0,001%). Это углерод, водород, кальций, фосфор, сера, азот, магний, натрий, хлор и др.

Микроэлементы - вещества, доля которых в организме невелика (от 0,001 до 0,000000000001%). Это цинк, медь, марганец, молибден, бор, кобальт, йод, фтор и др. Они называются также "следовыми" элементами.

Минеральные вещества не обладают энергетической ценностью, как белки, жиры и углеводы, но практически все ферментативные процессы в организме невозможны без их участия. Микроэлементы условно делятся на незаменимые (эссенциальные), нейтральные и токсические. В организме человека обнаружено более 70 микроэлементов, 18 из которых - незаменимые. Это железо, цинк, медь, марганец, селен, хром, кобальт и др.

Минеральный обмен

Минеральные вещества поступают в организм человека, в основном, пищевым (алиментарным) путем в неактивном состоянии и активизируются, образуя различные соединения с высокомолекулярными белками. Поэтому содержание минеральных веществ в организме человека изменяется в зависимости от сезона. Весной уровень микроэлементов понижается, а в начале осени - увеличивается. Пусковым механизмом ассимиляции микроэлементов в желудочно-кишечном тракте является снижение их концентрации в тканевых депо или другие регуля-торные процессы, вызванные нарушением соотношения между микро- и макроэлементами или биологическими веществами (гормонами, цитокинами, факторами роста, ферментами).

Путь передачи информации от тканей к клеткам кишечника пока до конца не известен. Предполагается, что процесс контролируется геном-регулятором и осуществляется низкомолекулярными белками (металлотионеинами) через клетки нервной, иммунной и эндокринной систем.

При избыточном поступлении микроэлементов начинает работать система элиминации. В желудочно-кишечном тракте блокируется всасывание микроэлементов (с последующим их выведением с калом). Всосавшиеся в кровь микроэлементы выводятся с мочой, желчью, потом, остальные - депонируются.

Организм здорового человека обладает достаточно четкой системой саморегуляции. Дефект определенного звена является причиной избытка или недостатка металла или дисбаланса других биологических веществ (гормонов, витаминов, ферментов), участвующих в этих сложных процессах регуляции, и проявляется клиническими симптомами.

Концентрацию металлов в организме можно определить по их содержанию в крови, волосах. Можно узнать об их концентрации в слюне, желудочном соке, моче. Наиболее информативным является определение концентрации металлов в тканях, которое обычно проводят при подозрении на генетически детерминированные синдромы (Вильсона-Коновалова и другие). Различные нарушения в концентрации микроэлементов могут проявляться в течение всей жизни и быть минимальными. Причины возникновения дисбаланса - недостаточное поступление металла или недостаточное его усвоение. Реже заболевание может быть генетически обусловленным (наследственным) и наблюдаться уже в детском возрасте. В большинстве случаев эти изменения являются вторичными, т.е. проявляются на фоне различных хронических заболеваний, неблагоприятной экологической обстановки и употребления в пищу продуктов с критическим содержанием токсических минералов (они вытесняют из организма незаменимые микроэлементы) или в результате несбалансированной диеты, быстрой потери веса, сезонных гиповитаминозов (витамины участвуют в процессах регуляции минерального обмена в качестве кофермен-тов). Изменение уровня одного из микроэлементов также встречается редко, т.к. взаимоотношения между ними очень тесны, и "вакантное место" в комплексе "металл-фермент" (белок) занимает другой, похожий по строению металл.

В настоящее время выделен ряд состояний, связанных с дисбалансом минеральных веществ. Их называют микро-элементозами. Под этим названием объединены заболевания и синдромы, в развитии которых лежит недостаток или избыток микроэлементов, их дисбаланс, аномальное соотношение макро- и микроэлементов.

Первыми признаками микроэлементоза могут быть: изменения ногтевой пластины (ломкость, неровность, появление исчерченности на них), ломкость и повышенное выпадение волос (диффузная и очаговая алопеции), раннее поседение волос, изменение эмали зубов. Но причин для этого может быть много: недостаток цинка и витамина А, анемия (дефицит железа), увеличение уровня холестерина в крови. Причины возникновения алопеции могут быть и гормональные - заболевания щитовидной железы у мужчин и женщин, андрогенные нарушения у мужчин и др. Поэтому, прежде чем приступить к лечению, необходимо обратиться к специалисту, который назначит адекватное обследование и коррекцию.

Цинк, кадмий, медь и свинец - металлы одной подгруппы таблицы Д.И.Менделеева. Они могут образовывать похожие связи и работать по принципу замещения в различных соединениях.

Цинк

Изучение его биологической роли началось еще в 1869 году, в результате чего было установлено, что он необходим для нормального роста и развития животных, одноклеточных и многоклеточных организмов.

Цинк обладает исключительно высокой биологической активностью, несмотря на то что по распространенности в геосфере (земной коре) он находится только на 27 месте. Биологическое значение цинка определяется его участием во многих ферментных системах. В микроорганизмах, растениях и животных найдено 300 ферментов, нуждающихся в цинке для выполнения своих функций. Этот микроэлемент влияет на работу витамина А , каротина, витамина Е. Микроэлементу отводится важная роль в развитии иммунологических реакций, особенно клеточного иммунитета. Люди, проживающие в регионах с недостаточным содержанием цинка в окружающей среде, составляют группу риска по возникновению хронических заболеваний легких.

Цинк принимает участие в функционировании гормонов гипофиза (гормонов роста), надпочечников, поджелудочной железы (инсулина), предстательных желез и семенников. Он незаменим для нормального развития и работы органов чувств: вкуса, зрения, обоняния. В условиях недостатка цинка развивается снижение вкусовой чувствительности (снижение аппетита) и гипоосмия (снижение обоняния).

Клетки слизистой оболочки кишечника и кожи обновляются постоянно и нуждаются в цинке. Содержание цинка в слюне рассматривается как защитный фактор, так как с его недостатком связывают развитие кариеса зубов.

Дефициту цинка придается особое значение при формировании дисфункций и появлении заболеваний органов пищеварения.

Достоверным отражением содержания цинка в организме считается его концентрация в волосах. Она равна (3,30 + 1,33) мкмоль/л, снижается с возрастом и подвержена сезонным колебаниям.

Недостаток цинка может развиваться при различных состояниях, сопровождающихся нарушением всасывания, таких как диарея, непереносимость глютена (целиакия), недостаточность лактазы.

При хронических заболеваниях органов пищеварения также отмечены симптомы недостаточности цинка. Возможны алопеция, выпадение ресниц; волосы становятся редкими, тусклыми, ломкими. Могут развиваться дистрофические изменения ногтей. Дефицит цинка влияет на центральную и периферическую нервную систему. Расстройства проявляются поведенческими нарушениями, эмоциональной неустойчивостью, снижением памяти и способности к обучению, периферическими нейропатиями.

Цинкдефицитное состояние провоцирует замедленное заживление ран.

Недостаток цинка развивается также у больных хроническими заболеваниями органов дыхания, бронхиальной астмой. Скрытый дефицит цинка часто встречается при рахите, ревматизме, хроническом пиелонефрите, нефротическом синдроме, гемобластозах, острых инфекционных заболеваниях, ожогах, сахарном диабете, гипотиреозе.

Избыток цинка в организме возникает исключительно при отравлении цинксодержащими соединениями. Воздействие солей цинка может раздражать кожу, дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт. Нечастое пероральное отравление обусловлено использованием воды из гальванизированных бидонов и вызывает лихорадку и желудочно-кишечные расстройства.

В современной медицинской практике используется ряд препаратов (Zinkamin-Falk, Zink-D-Londoral и другие) для коррекции цинкдефицитных состояний.

Медь

Очень тесна в организме взаимосвязь цинка с медью, свинцом, кадмием. Медь-это эссенциальный микроэлемент, участвующий вместе с различными ферментами в обмене железа, синтезе коллагена и меланина. Медь обладает выраженным противовоспалительным свойством. В составе ферментов она необходима для нормального роста и развития костной ткани, играет важнейшую роль в функционировании центральной нервной системы. В организме человека содержится 80-120 мг меди (в 10 раз меньше, чем цинка).

Клинические признаки дефицита меди включают анемию, устойчивую к препаратам железа, задержку психомоторного развития, общую гипотонию, изменения костной ткани, иммунитета, цирроз печени и повышение уровня холестерина. Описаны два генетических заболевания, связанных с нарушением обмена меди: это болезнь Вильсона-Коновалова и синдром Менкеса (синдром курчавых волос). Болезнь Вильсона-Коновалова,наследуемая по аутосомно-рецессивному типу, - одна из важных причин тяжелого поражения печени у детей и подростков. Сущность процесса состоит в том, что нарушается экскреция меди с желчью, и поэтому она накапливается в печени, головном мозге, почках, селезенке, радужной оболочке и сопровождается тяжелым токсикозом.

Основным источником поступления меди в окружающую среду являются предприятия цветной металлургии, транспорт, удобрения, пестициды. В промышленных центрах с высоким уровнем загрязнения внешней среды возможно поступление в организм избыточного количества металлов. Симптомы отравления солями меди - тошнота, рвота, головная боль, диарея и боли в животе. Могут развиться повреждение печени, желтуха и анемия.

Свинец

Свинец широко распространен в природе и предлагается в качестве теста в оценке экологического воздействия. В небольших количествах он необходим и незаменим для человека. При недостатке свинца в рационе отмечается задержка роста, снижается уровень железа в крови. Всасывание соединений свинца зависит от их растворимости и составляет 5-15% от его содержания в рационе. Желчь стимулирует транспорт свинца. Аскорбиновая кислота повышает его растворимость и всасывание.

Основным источником поступления свинца является загрязненная окружающая среда, транспорт, заводы. Случаи отравления соединениями свинца наблюдаются у детей, так как металл и его соли входят в состав некоторых масляных красок для рисования, таблеток компрессол, используемых для компрессов. Свинец поражает, в первую очередь, нервную систему, а также систему кроветворения и почки. Из-за связывания некоторых ферментов нервных клеток при хроническом свинцовом отравлении у пораженных детей наблюдаются отставание в умственном развитии и нарушения поведения.

Микроэлементы и экопатология

При развитии различной патологии нарушениям обмена минеральных веществ придается особое значение. Исследования последних лет доказывают, что минеральный состав организма формируется выборочным поглощением отдельных элементов, их концентрацией в биологических средах и избирательной элиминацией. Ход этих процессов зависит как от экологических условий, так и от генетически закодированного, присущего данному организму обмена веществ.

В настоящее время выделены заболевания, связанные с дисбалансом минеральных веществ, - микроэлементозы (гипо- или гипер-). Под этим названием объединены заболевания и синдромы, в этиологии которых лежат недостаток или избыток микроэлементов, их дисбаланс, аномальное соотношение макро- и микроэлементов.

Микроэлементозы могут носить эндемический характер, например эндемический зоб, флюороз, болезнь Прасада. При дисбалансе минеральных веществ (избытке или дефиците) в организме, вызванном алиментарным фактором, неблагоприятной экологической ситуацией, заболеваниями (в том числе и генетически детерминированными - болезнь Вильсона-Коновалова,энтеропатический акродерматит), сопровождающимися нарушением всасывания микроэлементов или длительным применением некоторых лекарственных веществ, микроэлементы вступают в конкурентные взаимоотношения и могут вызвать парадоксальные реакции. Наиболее высока чувствительность к химическим агентам у эмбриона, новорожденного, ребенка раннего возраста, которая объясняется индивидуальной гиперчувствительностью и этническими особенностями реакций на ксенобиотики. Установлены новые закономерности развития вторичной иммунной недостаточности у детей под влиянием загрязнения окружающей среды солями тяжелых металлов. Доказано, что нарушения в системах интерфероногенеза и фагоцитоза встречаются чаще и выражены более интенсивно, чем сдвиги показателей клеточного и гуморального иммунитета крови.

Существует прямая зависимость роста заболевания (особенно наследственного характера) детей от общего ухудшения экологической обстановки, которая приводит к изменению природного содержания микроэлементов. Это касается, прежде всего, геохимической обстановки в крупных промышленных городах. Качество окружающей среды определяется содержанием в ней отдельных вредных веществ. Для оценки наличия комплекса микроэлементов могут служить волосы, в которых по мере их роста (0,33 мм в сутки) накапливаются минеральные вещества, что дает возможность определить динамику их поступления в организм. Волосы являются наиболее удобным и перспективным показателем нормы (средней, фоновой) концентрации элементов в различных популяциях. Опубликованы статистические данные о различии уровней элементной насыщенности волос по полу, возрасту, длительности проживания в регионах, профессии. В качестве биологического показателя загрязнения некоторыми химическими элементами анализ волос находит широкое применение в контроле за состоянием окружающей среды.

Наиболее опасными в токсикологическом отношении химическими веществами являются пестициды и соли тяжелых металлов (то есть с атомной массой более 40 и атомным номером более 20). Они обладают высокой реакционной способностью, склонностью к комплек-сообразованию, биохимической и физиологической активностью. Концентрация минералов в организме человека зависит также от территории. В регионах с избытком или недостатком рассеянных элементов наблюдаются соответствующие изменения в волосах и других биологических средах организма. Существуют допустимый и критический уровни концентрации микроэлементов. Допустимый уровень - количество вещества в организме, которое при постоянной концентрации не вызывает изменений в состоянии здоровья человека. При критическом уровне (выше допустимого в 1,5-2 раза) наблюдаются различные биохимические нарушения. Загрязнение окружающей среды широким комплексом металлов в относительно низких концентрациях регистрируется практически везде в промышленных городах. Оно не всегда приводит к появлению специфических заболеваний, но вызывает снижение иммунобиологической реакции организма, провоцирует различные аллергические реакции, повышение дыхательных патологий, ведет к увеличению общей заболеваемости населения. Таким образом, микроэлементный статус человека напрямую зависит от состояния окружающей среды, продолжительности воздействия патологического фактора, а также реактивности организма.

НAДEЖДA CEPЕБРOВCKАЯ
кандидат медицинских наук
HУBЕЛЬ ЭCTETИK 6/2004

Косметические проблемы: симптомы, диагноз, лечение, подробнее

Дополнительная информация:

Материалы, размещенные на данной странице, носят информационный характер и не являются публичной офертой. Посетители сайта не должны использовать их в качестве медицинских рекомендаций. ООО «ТН-Клиника» не несёт ответственности за возможные негативные последствия, возникшие в результате использования информации, размещенной на данной странице.

ЕСТЬ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ, ПОСОВЕТУЙТЕСЬ С ВРАЧОМ