...
Головна » Причины значительного колебания количественного содержания химических элементов в организме человека

Академик В.И. Вернадский отмечал, что организмы избирательно ассимилируют из внешней среды необходимые элементы, которые концентрируются в определенных тканях и органах. Массовая доля различных элементов в последних неодинакова  и химические элементы распределяются неравномерно. Так, большинство химических элементов в тканях печени содержится в максимальных концентрациях, поэтому печень можно рассматривать как функциональное депо химических элементов в организме. Костную и мышечную ткани, составляющие основную массу организма, считают основным депо для большинства химических элементов. Отдельные элементы в некоторых тканях содержатся в больших количествах, проявляя особое химическое сродство к этим тканям. Например, молибден обнаруживают в высоких концентрациях в почках, барий - в сетчатой оболочке глаза, йод — в щитовидной железе и т.д.

Количественное содержание и распределение химических элементов в тканях организма зависит от функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС).

Например, при возбуждении ЦНС содержание меди, марганца, титана и других химических элементов в крови и спинномозговой жидкости повышается, а в головном мозгу снижается. При торможении ЦНС содержание химических элементов (особенно меди и марганца) в крови уменьшается, а в тканях головного и спинного мозга, а также в мышцах происходит их накопление.

Количественное содержание химических элементов в организме, как указывал В.И. Вернадский, закономерно зависит от атомной массы (заряда ядра) элементов: чем больше атомная масса элемента, тем меньше количественное содержание его в организме. Атомная масса элемента в периодической таблице Д.И Менделеева возрастает в группе в направлении сверху вниз (табл. 1).

Таблица 1. Количественное содержание химических элементов в организме человека в зависимости от их атомной массы и заряда ядра
Химический элемент Номер группы Атомная масса Заряд ядра Массовая доля, %
С IVA 12,112 +6 21
Si IVA 28,086 +14 1х10-2
Sn IVA 118,6 +50 1х10-4
N VA 14,0067 +7 3,1
Р VA 30,9738 + 15 0,9
As VA 74,9216 +33 1х10-5
Zn IIB 65,37 +30 1х10-2
Cd IIB 112,4 +48 1х10-3
Hg IIB 200.59 +80 1х10-6

Значительные колебания количественного содержания химических элементов в организме зависят от функционального состояния внутренних органов, эндокринных желез, нервной системы, а также от ряда условии: суточного ритма, сезона года, возраста и пола, условий труда, вида трудовой деятельности, различных физиологических (беременность, лактация) и патологических состояний.

Так, согласно исследованиям Г.А. Бабенко, потребность в меди на протяжении индивидуальной жизни человека значительно варьирует. От 3 до 12 лет потребность меди возрастает, а затем с возрастом понижается почти в три раза. При этом зависимость количественного содержания меди от возраста в различных тканях и органах неодинакова В печени взрослых количественное содержание молибдена в 10 раз больше, чем в печени новорожденных. С возрастом количественное содержание кадмия и меди в печени также повышается. Это обусловлено тем, что ткань печени является местом, где происходят сложнейшие биохимические превращения.  При этом в пожилом возрасте наблюдается отрицательный баланс ванадия, хрома, цинка и других микроэлементов в тканях и органах организма. Так, например, содержание цинка в молодом организме максимальное, по мере старения человека содержание цинка понижается в органах и тканях, а в пожилом возрасте оно достигает минимума, т.е. дефицит цинка нарастает с возрастом.

Различия динамики количественного содержания микроэлементов (металлов) в тканях и органах в зависимости от возраста указывают на специфичность роли этих изменений. При этом, как известно, содержание микроэлементов (металлов) в функционально различных тканях с возрастом изменяется неодновременно. Это полностью соответствует принципу химической гетерохронности созревания тканей.

Химические элементы играют важную роль в трудовой деятельности человека. Имеются сведения о том, что при тяжелом физическом труде потребность организма в химических, элементах выше, чем при легком.

Большой интерес представляют изменения количественного содержания химических элементов в организме при различных патологических состояниях. Например, у больных сахарным диабетом в зависимости от степени снижения толерантности организма к углеводам содержанием меди в крови снижается на 30-50%, а выведение её из организма повышается в два - четыре раза. При шизофрении количественное содержание меди в крови чрезмерно возрастает. Исследования показали, что при неврозах имеют место выраженные сдвиги в содержании брома в организме. Поэтому ещё" И.П. Павловым были рекомендованы соли брома (NaBr, KBr) при лечении неврозов для концентрации процессов торможения в коре головного мозга. Установлено, что при менингоэнцефалитах у детей резко увеличивается количественное содержание в крови меди и марганца, что объясняется возбуждением нервной системы.

Лабораторные и экспериментальные исследования, а также клинические наблюдения показывают, что многие заболевания (эндемический зоб, кариес зубов и др.) обусловлены не только избыточным или недостаточным поступлением в организм определенных химических элементов, но и диспропорцией в их соотношении. Нарушение определенного равновесия между химическими элементами в организме -это заболевание. При этом количественное содержание химических элементов в тканях, органах претерпевает определенные изменения. Наряду с этим наблюдаются изменения в распределении химических элементов между тканями. Эти изменения следует рассматривать как следствие нарушения регуляторных механизмов, поддерживающих соотношение между химическими элементами в тканях организма, необходимое для нормального течения обменных процессов в здоровом организме. Поэтому количественное определение химических элементов в органах и тканях при различной патологии может служить диагностическим тестом, прогнозом того или иного заболевания, а так же для лечения установленного заболевания.

Также по количественному содержанию химических элементов в тканях и органах можно установить состояние болезни, травмы, отравления. Однако для этого необходимо знать, как распределяются химические элементы в тканях и органах, каково их соотношение и т.д. Так, различным оказывается состав химических элементов в легких в зависимости от того, умер ли человек своей смертью в результате пневмонии или насильственной смертью от удушья. Поэтому в настоящее время широко используются в судебно-медицинской экспертизе химические методы определения количественного содержания элементов в тканях и органах для установления состояния организма в момент смерти человека. Следует отметить, что методы определения содержания микроэлементов постоянно совершенствуются, что обогащает знани я о сдвигах, происходящих в организме при патологических процессах.