Страница:
Как микроэлементы оказывают свое влияние на организм?
Микроэлементы находятся в организме главным образом не в виде свободных ионов, а в связанном (с белками, аминокислотами, другими органическими соединениями) состоянии, они входят в состав активных центров многих ферментов. Так, 90 % меди в сыворотке крови связано с α2-глобулинами, в частности белком церулоплазмином, обладающим аниоксидантными, противовоспалительными свойствами, а также аминокислотами и лишь несколько процентов меди находится в виде свободных ионов. Около 70 % железа в организме человека входит в состав гемоглобина, 20–25 % находится в связанном виде (ферритин, гемосидерин) в печени, костном мозге, селезенке. Медь и железо входят в состав или активируют около 30 ферментов, а цинк – более 200.
Участие микроэлементов ускоряет или замедляет течение тех или иных биохимических процессов в организме человека, то есть микроэлементы выступают в роли катализаторов или ингибиторов этих процессов. В результате в организме повышается или понижается концентрация отдельных белков, жиров, углеводов, ферментов, других необходимых для жизни веществ, и таким образом замедляется или ускоряется восстановление поврежденных тканей, рост и развитие клеток, возрастает или снижается насыщение организма кислородом, углекислым газом и др., то есть изменяется тканевое дыхание. При этом необходимо помнить, что при нарушении баланса концентрации микроэлементов в организме и тканях человека активность выработки или утилизации различных соединений (гормонов, белков и др.) изменяется не в арифметической, а в геометрической прогрессии. Так, при потере молекулой угольной ангидразы, отвечающей в организме за утилизацию CO (угарного газа) всего одного атома, а молекулой алкольдегидрогеназы – одного из четырех атомов цинка, активность этих ферментов снижается в десятки раз (то есть плохо нейтрализуются угарный газ и алкоголь). Нехватка железа и меди нарушает, соответственно, нормальный синтез гемоглобина и витамина B12, что ведет к малокровию. Дефицит селена приводит к нарушению антиоксидантной активности глютатионпероксидазы, хрома – к снижению активности фактора толерантности к глюкозе, отвечающего за чувствительность организма к сахару, и так далее. С другой стороны, механизм токсического действия многих тяжелых металлов обусловлен их способностью вытеснять и замещать в молекулах ферментов и других биологически активных веществ «нужные» микроэлементы-антагонисты, что ведет к изменению свойств этих веществ и, естественно, ухудшает обмен веществ в организме.
Таким образом, микроэлементы оказывают свое действие на организм человека в основном опосредованно, через изменение деятельности ферментов, гормонов, белков, витаминов и прочих биологически активных веществ, содержащих микроэлементы в своем составе или чувствительных к изменению их концентраций в окружающей среде.
Участие микроэлементов ускоряет или замедляет течение тех или иных биохимических процессов в организме человека, то есть микроэлементы выступают в роли катализаторов или ингибиторов этих процессов. В результате в организме повышается или понижается концентрация отдельных белков, жиров, углеводов, ферментов, других необходимых для жизни веществ, и таким образом замедляется или ускоряется восстановление поврежденных тканей, рост и развитие клеток, возрастает или снижается насыщение организма кислородом, углекислым газом и др., то есть изменяется тканевое дыхание. При этом необходимо помнить, что при нарушении баланса концентрации микроэлементов в организме и тканях человека активность выработки или утилизации различных соединений (гормонов, белков и др.) изменяется не в арифметической, а в геометрической прогрессии. Так, при потере молекулой угольной ангидразы, отвечающей в организме за утилизацию CO (угарного газа) всего одного атома, а молекулой алкольдегидрогеназы – одного из четырех атомов цинка, активность этих ферментов снижается в десятки раз (то есть плохо нейтрализуются угарный газ и алкоголь). Нехватка железа и меди нарушает, соответственно, нормальный синтез гемоглобина и витамина B12, что ведет к малокровию. Дефицит селена приводит к нарушению антиоксидантной активности глютатионпероксидазы, хрома – к снижению активности фактора толерантности к глюкозе, отвечающего за чувствительность организма к сахару, и так далее. С другой стороны, механизм токсического действия многих тяжелых металлов обусловлен их способностью вытеснять и замещать в молекулах ферментов и других биологически активных веществ «нужные» микроэлементы-антагонисты, что ведет к изменению свойств этих веществ и, естественно, ухудшает обмен веществ в организме.
Таким образом, микроэлементы оказывают свое действие на организм человека в основном опосредованно, через изменение деятельности ферментов, гормонов, белков, витаминов и прочих биологически активных веществ, содержащих микроэлементы в своем составе или чувствительных к изменению их концентраций в окружающей среде.
С кем и против кого «дружат» микроэлементы
Об антагонизме и синергизме химических элементов
Минеральные вещества могут взаимодействовать как между собой, так и с другими питательными веществами и другими факторами. Это взаимное влияние типа синергизма или антагонизме осуществляется в самой пище, пищеварительном канале, а также в процессе тканевого и клеточного метаболизмов.С практической точки зрения знание этих закономерностей позволяет предупреждать нежелательные формы взаимодействия и явления так называемых вторичных дефицитов макро– и микроэлементов у человека.
На рис. 2 представлена наиболее совершенная, на наш взгляд, схема, отражающая синергизм и антагонизм макро– и микроэлементов в организме (направление стрелки отражает характер взаимодействия).
Рис. 2. Взаимодействие химических элементов (по B. Momcilovic, 1987)Схема, разумеется, не отражает всех возможных вариантов взаимодействия. Кроме того, нельзя недоучитывать также и возможную специфику взаимосвязей у представителей разного пола, при различных физиологических состояниях, в различное время на года, под влиянием различных психоэмоциональных и физиологических нагрузок.
Вероятность взаимодействия между минеральными веществами вследствие их лабильности и способности к образованию связей значительно больше, чем между другими питательными веществами.
Синергистами считают элементы, которые: а) взаимно способствуют усвоению друг друга в желудочно-кишечном тракте; б) взаимодействуют в осуществлении какой-либо обменной функции.
Антагонистами можно считать элементы, которые: а) тормозят всасывание друг друга в желудочно-кишечном тракте; б) оказывают противоположное влияние на какую-либо биохимическую функцию в организме. Так, фосфор и магний, цинк и медь взаимно тормозят абсорбцию друг друга в кишечнике, а кальций ингибирует абсорбцию цинка и марганца (но не наоборот).
К чему приводят дефицит и избыточное поступление микроэлементов?
Рис. 3. Причины возникновения и последствия микроэлементозов (по: Скальный, Кудрин, 2000)Таблица 9
Наиболее часто выявляемые дисбалансы макро– и микроэлементов и сопровождающие их основные симптомы и состояния
Многолетний опыт работы ЦБМ показывает, что около 80 % населения имеют более или менее выраженный дисбаланс микроэлементов.
Что такое микроэлементозы и атомовитозы?
В настоящее время в биологии и медицине активно развивается учение о микроэлементозах. Заболевания, вызываемые токсическим действием веществ, находящихся в организме в очень малых количествах, известны с античных времен, и каждое из них называлось по имени того химического элемента, с которым было связано их происхождение. Например, отравление ртутью и свинцом именовали соответственно меркуриализмом и сатурнизмом, серебром – аргирией.
Загрязнение окружающей природной среды, во многом связанное с микроэлементами из группы тяжелых металлов, вызывает серьезную озабоченность своими негативными последствиями для здоровья различных групп населения. В настоящее время все большее значение приобретают так называемые техногенные микроэлементозы. Известно, что в непосредственной близости от многих промышленных предприятий образуются зоны с повышенным содержанием свинца, мышьяка, ртути, кадмия, никеля и других токсичных микроэлементов, представляющих угрозу для здоровья и даже жизни человека. В то же время в результате водного и воздушного переноса этих токсикантов могут загрязняться территории, находящиеся на значительном отдалении. Так, особую тревогу вызывает обширное, на уровне биосферы Земли, загрязнение нашей планеты свинцом индустриального происхождения. За последние несколько лет свинец стал в России наиболее распространенным токсикантом из группы тяжелых металлов, высокая концентрация которого в природных средах и накопление его в организме человека обусловлены, прежде всего, промышленными отходами и выбросами и неконтролируемым резким увеличением количества автомобилей, работающих на низкокачественном этилированном бензине и выбрасывающих с выхлопными газами значительные объемы свинца в виде твердых частиц.
Загрязнение окружающей среды токсичными металлами в первую очередь сказывается на детях, так как интенсивное накопление различных вредоносных элементов происходит еще в плаценте. Это приводит к появлению врожденных уродств, снижению иммунитета, развитию множества болезней, зачастую с хронизацией патологического процесса, задержке умственного и физического развития. Вырастает поколение ослабленных людей, восприимчивых к инфекции, с высоким риском развития ИБС и онкопатологии. Некоторые промышленные регионы с особо интенсивным загрязнением окружающей среды могут стать зонами сильных техногенных микроэлементозов.
Большой вклад в развитие учения о биологической роли МЭ для человека внесли в отечественную науку работы А.И. Венчикова, А.И. Войнара, Г.А. Бабенко, Л.Р. Ноздрюхиной. Были созданы школы микроэлементологов-врачей при Ивано-Франковском медицинском институте (проф. Г.А. Бабенко подготовил более 120 кандидатов и докторов медицинских наук), в Донецком и Карагандинском медицинских институтах. Успешно развивались представления о микроэлементозах в Саратовском, Казанском, Воронежском медицинских институтах, в ряде медицинских институтов Средней Азии и Прибалтики. Значительно обогатили науку о МЭ исследования академика А.П. Авцына и профессора А.А. Жаворонкова по экологической и географической патологии, обусловленной дефицитом или избытком МЭ для аномальных геохимических регионов страны. В настоящее время в России учение о микроэлементозах нашло своих активных последователей в лице моих учеников и коллег по АНО «Центр биотической медицины» (ЦБМ) – единственному научномедицинскому исследовательскому учреждению России, специализирующемуся на диагностике и лечении нарушений обмена макро– и микроэлементов у человека, обусловленных загрязнением окружающей среды и влиянием неблагоприятных экологических факторов.
Учитывая биологическую роль микроэлементов, их участие практически во всех биохимических процессах в организме человека, вопросы загрязнения окружающей среды волнуют сегодня не только экологов, но и врачей всех специальностей. В нашей стране по предложению академика РАМН А.П. Авцына и его коллег (Авцын и др., 1983) для обозначения всех патологических процессов, вызванных дефицитом, избытком или дисбалансом макро– и микроэлементов, введено понятие микроэлементозов (табл. 10).
Таблица 10
Элементный баланс может нарушаться при недостаточном поступлении жизненно важных МЭ и/или избыточном поступлении в организм токсических МЭ. Причем с учетом сложных взаимовлияний между элементами, картина интоксикации или возникновения патологического состояния и заболеваний может быть очень сложной и трудной для интерпретации. В этом случае очень важна адекватная диагностика микроэлементозов, связанная в первую очередь с точным количественным определением элементов в индикаторных биосубстратах человека.
В последнее время профессор В.Л. Сусликов предложил новый термин – «атомовиты», то есть атомы жизни. Этот термин образован от корней классических языков всех научных терминологий: «atom» – атом химического элемента и «vita» – жизнь. Заостряя терминологический вопрос, необходимо принять во внимание задачи медицины и ветеринарии, так как новый термин, вероятно, найдет отражение в названии болезней человека и животных, обусловленных участием в их развитии отдельных атомов химических элементов.
Атомовиты классифицируются:
1. По количественному содержанию в теле человека:
а) атомовиты стабильные, содержание которых в теле человека не менее 1×10-2%, в эту группу входят 12 атомовитов: кальций, калий, магний, железо, натрий, фосфор, хлор, азот, кислород, углерод, водород и сера;
б) атомовиты постоянные, содержание которых в теле человека составляет от 1×10-3 до 1×10-5%, в эту группу включено 17 атомовитов: йод, кобальт, цинк, медь, марганец, молибден, стронций, кремний, селен, фтор, бор, ванадий, алюминий, барий, хром, литий и бром;
в) атомовиты временные, содержание которых в теле человека составляет от 1×10-6 до 1×10-12% в эту группу включено пока 20 атомовитов: серебро, золото, кадмий, никель, бериллий, мышьяк, свинец, титан, олово, висмут, ртуть, сурьма, теллур, германий, вольфрам, радий, уран, цирконий, цезий и технеций.
2. По анатомофизиологическим свойствам:
а) атомовиты структурные, играющие в организме роль строительного, пластического материала: кальций, фосфор, углерод, водород, азот, натрий, калий, магний, хлор, кислород, кремний, стронций;
б) атомовиты, принимающие непосредственное участие в биохимических процессах обмена веществ. В этой подгруппе атомовитов следует выделить:
1) атомовиты, входящие в структуру ферментов, пигментов и витаминов: медь, цинк, марганец, стронций, кремний, кобальт, селен, которые следует называть биокаталитическими;
2) атомовиты, входящие в структуру гормонов: йод, хром, фтор, бром, называемые нами эндокринными;
3) атомовиты, участвующие в кроветворении и причастные к клеткам ретикулоэндотелиальной системы (РЭС): железо, медь, мышьяк – гематоатомовиты.
3. По витальному (от латинского «vita» – «жизнь») значению для организма человека:
а) незаменимые, или эссенциальные, атомовиты, которые постоянно требуются организму для нормальной жизнедеятельности, они должны регулярно поступать в организм с водой, пищей и воздухом: кислород, водород, углерод, азот, кальций, фосфор, калий, натрий, сера, хлор, магний, кремний, цинк, железо, медь, йод, марганец, ванадий, молибден, кобальт, селен;
б) условно эссенциальные, или взаимозаменяемые, атомовиты, которые также требуются организму для нормальной жизнедеятельности, однако при отсутствии их в пище, воде и воздухе могут заменяться в организме другими атомовитами;
в) недостаточно изученные атомовиты, которые содержатся в теле человека и, видимо, играют определенную роль, однако формы их содержания и место неизвестны.
Некоторые исследователи подразделяют атомовиты еще на две группы: 1) эссенциальные и 2) токсичные. Однако такое деление вызывает возражение вследствие незаменимости токсических элементов, открытой и опубликованной ранее, с одной стороны, и исходя из закономерности зонального действия атомов химических элементов – с другой.
Загрязнение окружающей природной среды, во многом связанное с микроэлементами из группы тяжелых металлов, вызывает серьезную озабоченность своими негативными последствиями для здоровья различных групп населения. В настоящее время все большее значение приобретают так называемые техногенные микроэлементозы. Известно, что в непосредственной близости от многих промышленных предприятий образуются зоны с повышенным содержанием свинца, мышьяка, ртути, кадмия, никеля и других токсичных микроэлементов, представляющих угрозу для здоровья и даже жизни человека. В то же время в результате водного и воздушного переноса этих токсикантов могут загрязняться территории, находящиеся на значительном отдалении. Так, особую тревогу вызывает обширное, на уровне биосферы Земли, загрязнение нашей планеты свинцом индустриального происхождения. За последние несколько лет свинец стал в России наиболее распространенным токсикантом из группы тяжелых металлов, высокая концентрация которого в природных средах и накопление его в организме человека обусловлены, прежде всего, промышленными отходами и выбросами и неконтролируемым резким увеличением количества автомобилей, работающих на низкокачественном этилированном бензине и выбрасывающих с выхлопными газами значительные объемы свинца в виде твердых частиц.
Загрязнение окружающей среды токсичными металлами в первую очередь сказывается на детях, так как интенсивное накопление различных вредоносных элементов происходит еще в плаценте. Это приводит к появлению врожденных уродств, снижению иммунитета, развитию множества болезней, зачастую с хронизацией патологического процесса, задержке умственного и физического развития. Вырастает поколение ослабленных людей, восприимчивых к инфекции, с высоким риском развития ИБС и онкопатологии. Некоторые промышленные регионы с особо интенсивным загрязнением окружающей среды могут стать зонами сильных техногенных микроэлементозов.
Большой вклад в развитие учения о биологической роли МЭ для человека внесли в отечественную науку работы А.И. Венчикова, А.И. Войнара, Г.А. Бабенко, Л.Р. Ноздрюхиной. Были созданы школы микроэлементологов-врачей при Ивано-Франковском медицинском институте (проф. Г.А. Бабенко подготовил более 120 кандидатов и докторов медицинских наук), в Донецком и Карагандинском медицинских институтах. Успешно развивались представления о микроэлементозах в Саратовском, Казанском, Воронежском медицинских институтах, в ряде медицинских институтов Средней Азии и Прибалтики. Значительно обогатили науку о МЭ исследования академика А.П. Авцына и профессора А.А. Жаворонкова по экологической и географической патологии, обусловленной дефицитом или избытком МЭ для аномальных геохимических регионов страны. В настоящее время в России учение о микроэлементозах нашло своих активных последователей в лице моих учеников и коллег по АНО «Центр биотической медицины» (ЦБМ) – единственному научномедицинскому исследовательскому учреждению России, специализирующемуся на диагностике и лечении нарушений обмена макро– и микроэлементов у человека, обусловленных загрязнением окружающей среды и влиянием неблагоприятных экологических факторов.
Учитывая биологическую роль микроэлементов, их участие практически во всех биохимических процессах в организме человека, вопросы загрязнения окружающей среды волнуют сегодня не только экологов, но и врачей всех специальностей. В нашей стране по предложению академика РАМН А.П. Авцына и его коллег (Авцын и др., 1983) для обозначения всех патологических процессов, вызванных дефицитом, избытком или дисбалансом макро– и микроэлементов, введено понятие микроэлементозов (табл. 10).
Таблица 10
Рабочая классификация микроэлементозов человека (по: Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С., 1991)
В последнее время профессор В.Л. Сусликов предложил новый термин – «атомовиты», то есть атомы жизни. Этот термин образован от корней классических языков всех научных терминологий: «atom» – атом химического элемента и «vita» – жизнь. Заостряя терминологический вопрос, необходимо принять во внимание задачи медицины и ветеринарии, так как новый термин, вероятно, найдет отражение в названии болезней человека и животных, обусловленных участием в их развитии отдельных атомов химических элементов.
Атомовиты классифицируются:
1. По количественному содержанию в теле человека:
а) атомовиты стабильные, содержание которых в теле человека не менее 1×10-2%, в эту группу входят 12 атомовитов: кальций, калий, магний, железо, натрий, фосфор, хлор, азот, кислород, углерод, водород и сера;
б) атомовиты постоянные, содержание которых в теле человека составляет от 1×10-3 до 1×10-5%, в эту группу включено 17 атомовитов: йод, кобальт, цинк, медь, марганец, молибден, стронций, кремний, селен, фтор, бор, ванадий, алюминий, барий, хром, литий и бром;
в) атомовиты временные, содержание которых в теле человека составляет от 1×10-6 до 1×10-12% в эту группу включено пока 20 атомовитов: серебро, золото, кадмий, никель, бериллий, мышьяк, свинец, титан, олово, висмут, ртуть, сурьма, теллур, германий, вольфрам, радий, уран, цирконий, цезий и технеций.
2. По анатомофизиологическим свойствам:
а) атомовиты структурные, играющие в организме роль строительного, пластического материала: кальций, фосфор, углерод, водород, азот, натрий, калий, магний, хлор, кислород, кремний, стронций;
б) атомовиты, принимающие непосредственное участие в биохимических процессах обмена веществ. В этой подгруппе атомовитов следует выделить:
1) атомовиты, входящие в структуру ферментов, пигментов и витаминов: медь, цинк, марганец, стронций, кремний, кобальт, селен, которые следует называть биокаталитическими;
2) атомовиты, входящие в структуру гормонов: йод, хром, фтор, бром, называемые нами эндокринными;
3) атомовиты, участвующие в кроветворении и причастные к клеткам ретикулоэндотелиальной системы (РЭС): железо, медь, мышьяк – гематоатомовиты.
3. По витальному (от латинского «vita» – «жизнь») значению для организма человека:
а) незаменимые, или эссенциальные, атомовиты, которые постоянно требуются организму для нормальной жизнедеятельности, они должны регулярно поступать в организм с водой, пищей и воздухом: кислород, водород, углерод, азот, кальций, фосфор, калий, натрий, сера, хлор, магний, кремний, цинк, железо, медь, йод, марганец, ванадий, молибден, кобальт, селен;
б) условно эссенциальные, или взаимозаменяемые, атомовиты, которые также требуются организму для нормальной жизнедеятельности, однако при отсутствии их в пище, воде и воздухе могут заменяться в организме другими атомовитами;
в) недостаточно изученные атомовиты, которые содержатся в теле человека и, видимо, играют определенную роль, однако формы их содержания и место неизвестны.
Некоторые исследователи подразделяют атомовиты еще на две группы: 1) эссенциальные и 2) токсичные. Однако такое деление вызывает возражение вследствие незаменимости токсических элементов, открытой и опубликованной ранее, с одной стороны, и исходя из закономерности зонального действия атомов химических элементов – с другой.
Конец бесплатного ознакомительного фрагмента