Влияние металлов на организм человека

.

I.Введение.

«Там, где песни поются раздольные,

Где не спит молодежь до зари,

Где березки шумят белоствольные,

Притаились мои Бочкари.

Вокруг них перелески да колки.

Небо синее, море хлебов.

Безумолку поют перепелки

В разнотравье заречных лугов…

…Пусть кукушка считает нам годы,

Пусть спокойные снятся нам сны,

Пусть Тальменка несет свои воды,

А в сердцах пусть живут Бочкари.

(А.П. Соловьева)

Красивый уголок родной природы воспевает в словах своей песни учитель русского языка и литературы Бочкаревской школы. Каждый, кто бывал у нас в Бочкарях, и отдыхал на берегах реки,  с уверенностью согласится с Антониной Петровной.

Однако, человек своей деятельностью нарушает гармонию природы, нанося тем самым вред не только окружающей среде, но и собственному здоровью.

Внимательно осмотритесь вокруг. Где бы вы не были: дома, в школе, на улице или в транспорте – вы увидите, какое множество металлов трудится вокруг нас. А какое множество тайн и загадок  таит их производство и применение? Параллельно уживаются и польза от применения металлов и опасность от многих из них для живых организмов.

К выбору данной темы меня подтолкнуло то, что летом 2011 года в моём родном селе Бочкарёво спустили пруд. Оголила свои берега моя родная река Тальменка. Ужасающий вид предстал перед моими глазами: огромное количество разного мусора, это и пустые бутылки, выброшенные в больших полиэтиленовых мешках, это зола, и огромное количество металлосодержащих отходов(ведра,тазы,кастрюли). Собирали этот металл тоннами, достали из мягкого грунта  и старый ржавый автомобиль. Да, поистине широка душа русского человека! Не чувствует он свои границы. А мы в этой реке купались, наслаждаясь в жаркий знойный день её прохладой. И сейчас у меня возник интерес узнать, чем нам это грозило? Как влиял весь, полный, состав  нашей Тальменки на  детский здоровый организм.

Цель: доказать влияние металлов на человеческий организм

Задачи:

1. Научиться объяснять биологическую роль металлов с опорой на справочный материал.

2. Ознакомиться с путями проникновения металлов в организм человека и местами накопления.

3. Выявлять взаимосвязь между состоянием организма человека и состоянием окружающей среды.

Гипотеза: Широкое использование металлов в жизни человека приносит и пользу и угрожает опасностью

       II. Основная часть.

1.Влияние металлов на организм человека.

В состав клеток живых организмов, в том числе и человека, входят металлы. Они перечислены в таблице1.

Таблица 1. Содержание металлов в организме человека

Другие металлы в незначительном количестве: кобальт, цинк, молибден, никель, алюминий, барий, стронций, титан, литий, их присутствие в виде следов.

Химические элементы и их соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма в сравнительно больших количествах, называются макроэлементами, а элементы, требующиеся организмам в крайне малых количествах, – микроэлементами.  Среди микроэлементов также есть и металлы. Из данных таблицы видно, насколько разнообразны металлы, входящие в состав организма человека. Очевидно, что металлы необходимы клеткам тела человека для нормальной жизнедеятельности. Как избыток, и недостаток металлов оказывает о влияние на организм? А какие  металлы могут оказывать токсичное влияние?

В Интернете в 1995 г. появилось сообщение, что у студентки Пекинского университета внезапно начались головокружения, сильные кишечные спазмы, жгучие боли в ладонях и ступнях. Затем у нее прядями стали выпадать волосы. Родители срочно отправили ее в больницу, но девушка погрузилась в кому. По мнению врачей, головокружения и боли в ладонях и ступнях, а также в суставах указывали серьезное невралгическое расстройство. Однако, пункция позвоночника не выявила никаких отклонений. Действие, какого металла на организм человека связано с выпадением волос?

При прочтении этой статьи сразу обращаешь внимание на то, что произошло выпадение волос.

Накопление металлов некоторыми частями организма

По данным таблицы видно, что три металла способны накапливаться в волосах. Какой из металлов сыграл главную роль?

Обращаю внимание на симптомы (см. выше). В Интернете (источник на рисунки) нахожу следующее:

[1]

      Ответ: таллий. Но как он мог попасть в организм девушки?  К сожалению, откровенного ответа на этот вопрос я не нашел, но нашел другую информацию. Мне кажется, что из нее можно сделать соответствующий вывод, каждый в силу своей осведомленности.   Источник. Таллий используется в качестве инсектицида и средства для борьбы с грызунами, как катализатор при проведении фейерверков, в производстве оптических линз, как примесь для получения сплавов и для получения изображения перфузии сердца при радиологических исследованиях. Имеют место как случайные, так и умышленные проглатывания таллия. Массовые отравления таллием произошли после употребления в пищу зерна, обработанного таллием. Таллий используется в виде солей йода, сульфата и нитрата.    

Цитата из рассказа Валентина Распутина «Век живи – век люби»:

– Ну и что ты собираешься делать с этой ягодой? – вдруг негромко спросил, но как-то значительно, с ударением.
– Не знаю, – пожал плечами Саня.
Он решил, что дядя Володя спрашивает потому, что не уверен, сумеет ли он, Саня, обработать без взрослых ягоду.
– Сварю, наверно, половину... половину истолку.

– Нельзя ее варить, – решительно и твердо сказал дядя Володя. И еще решительнее добавил:
– И есть ее нельзя.
– Почему?
– Какой дурак берет ягоду в оцинкованную посуду? – Да еще чтоб ночевала! Да такая ягода!»  Не трудно догадаться , что речь шла о цинке, и о его степени токсичности.

Степень токсичности 1 металлов  отражает таблица

Степень токсичности некоторых металлов

Поэтому в первом случае в силу высокой токсичности таллия наступила смерть, а во втором случае - цинк обладает низкой степенью токсичности, как это может влиять на человеческий организм? На помощь пришла информация из таблицы:

Таблица 2 «Биологическая роль и токсичность металлов»

С таллием все понятно, цинк, оказывается, имеет и биологическое значение, но удивило то, что его избыток в организме не менее опасен. А именно, нам грозит скрытая угроза, которая влечет генную мутацию. Ну что ж, явное подтверждение слов дяди Володи (из рассказа Валентина Распутина «Век живи – век люби», которое хочется дополнить своими словами «...люби химию». Это незаметная, скрытая опасность возникла из-за химического взаимодействия кислоты, содержащейся в ягоде, с цинком. С водой (нейтральная среда) этого не происходит, если вода чистая! Подчеркну, что в нашем случае этого не было, наоборот наличие цинковых изделий в достаточном количестве.

Вернемся к нашему самому большому удивлению – это наличие в реке огромного количества металлических изделий, в которых содержится железо.

2. Железо и его биологическая роль.

2.1. Для человека:
Железо – это важнейший микроэлемент, принимающий участие в кроветворении, дыхании, окислительно-восстановительных реакциях и иммунобиологических процессах. Чрезвычайно важная роль железа в организме человека определяется тем, что железо входит в состав крови и более чем сотни ферментов.

Железо содержится в структуре ряда белков, и, прежде всего, гемоглобина, переносящего кислород из легких к клеткам, тканям и органам. Отдав клетке кислород, гемоглобин «забирает» из клетки углекислый газ. Таким образом, красные кровяные тельца, которые и содержат гемоглобин, «поставляют» в ткани кислород и избавляют их от углекислоты.

Присутствуя в другом белке – миоглобине, – железо служит для создания кислородного запаса в организме. Благодаря наличию этих запасов можно, к примеру, нырнуть в воду и в течение какого-то времени не дышать, используя собственные запасы кислорода, накопленные благодаря железу миоглобина.

Благодаря железу клетки и ткани не только снабжаются кислородом. Железо вместе с тем защищает органы от вредного воздействия токсичной перекиси водорода, продуцирующейся белыми кровяными клетками – лейкоцитами. Лейкоциты впрыскивают перекись водорода в чужеродный микроорганизм, найденный ими в тканях или крови, а затем, так сказать, «пожирают» уничтоженного «чужака». Так работает иммунная защита человеческого организма. И не было бы в этом ничего негативного, если бы избыток перекиси водорода не вредил и собственным тканям организма. Избыток же перекиси водорода нейтрализуется специальным защитным ферментом – каталазой. В каталазе содержится железо, в присутствии которого молекулы перекиси водорода расщепляются на кислород и воду.

2.2.Нехватка железа

Замечено, что железодефицит встречается гораздо чаще, чем малое содержание других микроэлементов или витаминов. Иногда причиной нехватки железа становится длительное незаживающее кровотечение. В этом случае почти всегда назначаются железосодержащие лекарственные препараты. В большинстве случаев нехватка железа возникает из-за неправильного питания. Часто железодефицит наблюдается у женщин во время беременности. Развивающийся плод всё время требует много железа, а получает только из материнского организма