Наличие корреляции содержания цинка и меди в зависимости от места жительства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Наличие корреляции содержания цинка и меди в зависимости от места жительства

Введение

Микроэлементы, которые присутствуют в организме человека, играют огромную роль в регулирование жизненных процессов. Стабильность химических составов является одним из важнейших и обязательных условий нормального функционирование организма. Избыток дефицит или дисбаланс любого элемента сказывается на здоровье человека.

Состав микроэлементов в воде почве и соответственно пище. Определяют содержание микроэлементов в организме населения данного региона. Изменения во внешний среде отражается в разных органах человека (моче, крови, ногтях) Дефицит или избыток микроэлементов в питание приводит к различным микроэлиментозам. Волосы служат как депо микроэлементов за большой период времени. Это позволяют диагностировать состояние организма за определенный период времени.

Цель

Выявить наличие корреляции содержание цинка и меди в зависимости по месту жительства.

Задачи.

1. Изучить методику определения содержания цинка и меди в волосах методом атомной адсорбции.

2. Определить содержание цинка и меди в пробе волосах у студентов колледжа

3. Определить содержание меди и цинка в организме человека по анализу проб волос.

Обзор литературы

Из 92 встречающихся в природе химических элементов 81 обнаружен в организме человека. 12 элементов называют структурными, т.к. они составляют 99 % элементного состава человеческого организма (С, О, Н, N, Са, Mg, Na, К, S, P, F, CI). Микроэлементами (МЭ) называют элементы, присутствующие в организме человека в очень малых следовых количествах. Это в первую очередь 15 эссенциальных МЭ: Fe, J, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Ni, V, Se, Mn, As, F, Si, Li, а так же условно-эссенциальные B, Br. Элементы Cr, Pb, Al, Rb являются серьезными кандидатами на эссенциальность.

Микроэлементы - это группа химических элементов, которые содержатся в организме человека в очень малых количествах, в пределах 10-3-10-12% (при этом микроэлементы с содержанием ниже 10-5% иногда называют ультрамикроэлементами. (www.liveinternet.ru)



Микроэлементозы, представляющие собой патологические процессы, вызваны дефицитами (недостатками) и избытками микроэлементов. Основной источник поступления в организм человека - пищевые продукты растительного и животного происхождения, пищевая вода покрывает лишь 1-10% суточной потребности.

Широко известны микроэлементозы, связанные с дефицитом йода, фтора и железа, менее известного о тех, что связаны с дисбалансом других микроэлементов, такие как цинк и медь. Несмотря на это, их значение в организме очень велико, т.к. являются катализаторами биохимических процессов в организме.

Медь

Значение в организме

Медь входит в состав миелиновых оболочек нервов. Действие меди на углеводный обмен проявляется посредством ускорения процессов окисления глюкозы, торможения распада гликогена в печени. Медь входит в состав многих важнейших ферментов, таких как цитохромоксидаза, тирозиназа, аскорбиназа и др. Медь присутствует в системе антиоксидантной защиты организма, являясь кофактором фермента супероксиддисмутазы, участвующей в нейтрализации свободных радикалов кислорода. Этот биоэлемент повышает устойчивость организма к некоторым инфекциям, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков. Медь обладает выраженным противовоспалительным свойством, смягчает проявления аутоиммунных заболеваний (напр., ревматоидного артрита), способствует усвоению железа.



Пониженное содержание меди в организме

Причины дефицита меди:

Ш недостаточное поступление;

Ш длительный прием кортикостероидов, нестероидных противовоспалительных препаратов, антибиотиков;

Ш нарушение регуляции обмена меди.

Основные проявления дефицита меди:

Ш торможение всасывания железа, нарушение гемоглобинообразования, угнетение кроветворения;

Ш ухудшение деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличение риска ишемической болезни сердца, образование аневризм стенок кровеносных сосудов, кардиопатии;

Ш ухудшение состояния костной и соединительной ткани, нарушение минерализации костей, остеопороз, переломы костей;

Ш усиление предрасположенности к бронхиальной астме, аллергодерматозам;

Ш дегенерация миелиновых оболочек нервных клеток, увеличение риска развития рассеянного склероза;

Ш нарушение пигментации волос, витилиго;

Ш увеличение щитовидной железы (гипотиреоз, дефицит тироксина);

Ш задержка полового развития у девочек, нарушение менструальной функции, снижение полового влечения у женщин, бесплодие;

Ш развитие дистресс-синдрома у новорожденных;

Ш нарушение липидного обмена (атеросклероз, ожирение, диабет);

Ш угнетение функций иммунной системы;

Ш ускорение старения организма.

Повышенное содержание меди в организме

Повышенное содержание соединений меди в организме весьма токсично для человека.

Причины избытка меди:

Ш избыточное поступление в организм (вдыхание паров и пыли соединений меди в условиях производства, бытовые интоксикации растворами соединений меди, использование медной посуды);

Ш нарушение регуляции обмена меди.

Основные проявления избытка меди:

Ш функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница);

Ш при вдыхании паров может проявляться "медная лихорадка" (озноб, высокая температура, проливной пот, судороги в икроножных мышцах);

Ш воздействие пыли и окиси меди может приводить к слезотечению, раздражению конъюнктивы и слизистых оболочек, чиханию, жжению в зеве, головной боли, слабости, болям в мышцах, желудочно-кишечным расстройствам;

Ш нарушения функций печени и почек;

Ш поражение печени с развитием цирроза и вторичным поражением головного мозга, связанным с наследственным нарушением обмена меди и белков (болезнь Вильсона-Коновалова);

Ш аллергодерматозы;

Ш увеличение риска развития атеросклероза;

Ш гемолиз эритроцитов, появление гемоглобина в моче, анемия.

Суточная потребность

Суточная потребность взрослого человека в меди составляет около 2 мг.

Потребность в меди увеличивается при беременности и кормлении грудью, обильных менструациях, при работе, связанной с веществами, оказывающими токсическое влияние на систему кроветворения (анилин, ртуть, свинец и др.).

Источники

К числу продуктов, наиболее богатых медью, относятся какао, фундук, крупы (гречневая, овсяная), бобовые (горох, фасоль), печень, почки, кальмары, твердые сыры, пшеница, ячмень, рожь, овес, картофель, укроп, перец, грибы, черная смородина, арбузы, груши, клубника, клюква, хрен, салат, шпинат.

Содержание меди в продуктах питания зависит от ее количества в почве и может значительно возрасти, если почва будет удобряться сернокислой медью. Чрезвычайно высокая концентрация - 358 ррш - была обнаружена в листьях знаменитого женьшеня, при этом оказалось, что в почве было всего лишь 123 ррш этого металла. Значит, растение интенсивно поглощает его из почвы.

В таблице приведено содержание меди в некоторых продуктах питания растительного и животного происхождения.

Продукты Содержание, мг/кг сухой массы

Шпинат (листья и стебли) До 70

Гречка (зерно) До 50

Салат (листья) До 40

Овес (зерно) До 20

Картофель До 18

Печень свиная 16-82

Печень говяжья 12-182

Почки свиные 4-41

Почки говяжьи 10-39

Цинк

Значения в организме

Микроэлемент цинк входит в структуру активного центра нескольких сотен металлоферментов. Он необходим для функционирования ДНК- и РНК-полимераз, контролирующих процессы передачи наследственной информации и биосинтез белков, а тем самым и репаративные процессы в организме; а также фермента ключевой реакции биосинтеза гема, который входит в структуру гемоглобина, цитохромов дыхательных цепей митохондрий, цитохрома Р-450, каталазы и миелопероксидазы. Цинк входит в структуру ключевого антиоксидантного фермента - (Zn, Cu) -супероксиддисмутазы и индуцирует биосинтез защитных белков клетки - металлотионеинов, в силу чего цинк является антиоксидантом репаративного действия.

Цинк играет важную роль в реализации гормональных функций в организме. Он непосредственно влияет на продукцию и функционирование инсулина, а тем самым на весь спекр инсулинзависимых процессов. У мужчин цинк участвует в синтезе тестостерона и функционировании половых желез, в силу чего прослеживается обратная связь между уровнем цинка в организме и потенцией. Являясь ингибитором 5-альфа-редуктазы, цинк регулирует уровень метаболита тестостерона - дигидротестостерона, избыток которого обусловливает гиперплазию простаты. Цинк является необходимым фактором и для женского организма, так как входит в структуру рецепторов для эстрогенов, регулируя таким образом все эстрогензависимые процессы.

Научные исследования показали: цинк оказывает прямое воздействие на образование коллагеновых тканей и скелета. Добавление недостающего цинка ускоряет рост и развитие подростка. Клиническое наблюдение показало, что у детей, страдающих цинкодефицитом, задерживается рост и развитие, а при добавлении элемента цинка эффект оздоровительного характера становится явным.

Микроэлемент цинк также является важным веществом для поддержания и улучшения зрения.Содержание элемента цинка в глазах человека довольно велико и может достигать 21,86мг мол./гр. В сетчатке глаза цинка особенно много. Поэтому недостаток цинкацинка. Это очень важно для здоровья человека, для профилактики близорукости. может привести к ухудшению зрения, к снижению способности адаптации в темноте.

Цинк жизненно важен для функционирования тимуса и нормального состояния иммунной системы организма. Являясь, к тому же, компонентом ретинолпереносящего белка, цинк вместе с витамином А (и витамином С) препятствует возникновению иммунодефицитов, стимулируя синтез антител и оказывая противовирусное действие.

Обязателен для нормального роста кожи, волос и ногтей, для лечения ран и ожогов. Предупреждает выпадение волос и облысение, его применяют для лечения угрей. Участвует в образовании белков и ядерных кислот (генетический материал клеток).

Цинк обладает рано- и язвозаживляющим действием, участвует в процессах вкусового восприятия и обоняния, необходим для функционирования центральной нервной системы, в т.ч. для процессов запоминания.

Цинк необходим для нормального роста, развития и полового созревания организма

нормализирует обмен жиров (ускоряет окисление жиров) и уровень сахара в крови (входит в состав инсулина)

Суточная потребность в цинке

Суточная потребность здорового взрослого человека в цинке составляет около 10-25 мг.

При повышенных физических и психических нагрузках, беременности и кормлении необходимо дополнительное потребление цинка.

Потребность в цинке

В сутки составляет:

У младенцев - 3,5мг

У детей 1-5 лет - 10мг

У детей 6-10 лет - 12мг

У подростков 11-17 лет и взрослых людей - 15мг

У беременных женщин - 22мг

У кормящих матерей - 25мг

Люди, которым необходим дополнительный приём цинка:

Вегетарианцы цинк медь волос адсорбция

Дети дошкольного возраста, не получающие адекватного питания

Больные, страдающие тяжелыми хроническими заболеваниями

Лица, употребляющие алкоголь и наркотики

При длительных стрессах

Перенёсшие недавно хирургические операции, травмы, ожоги

Принимающие длительное время мочегонные

Страдающие хронической диареей

При длительном приёме цинка должен назначаться приём 2-3мг меди в день.

Последствия при дефиците цинка

Симптомы дефицита и передозировки цинка

Дефицит цинка может развиваться при недостаточном поступлении (менее 1мг в день) в организм. К основным симптомам дефицита цинка относят:

Ш быстрая утомляемость

Ш ухудшение памяти

Ш снижение аппетита

Ш исхудание

Ш нарушение сна

Ш гиперактивность

Ш депрессии

Ш нарушения кожных покровов

Ш расслаивание ногтей

Ш ломкость и выпадение волос

Ш расстройства обоняния

Ш ухудшение функций вкусовых рецепторов

Ш ослабление зрения

Ш диарея

Ш анемия

Ш дерматиты

Ш псориаз

Ш трофические язвы

Ш плохое заживление ран

Ш риска развития аденомы простаты

Ш психические расстройства

Ш снижение иммунитета

Ш рождение ослабленных детей

Ш риск развития сахарного диабета

Ш позднее половое созревание у детей (особенно у мальчиков)

Ш расстройства репродуктивной функции

Ш ранее старение

Ш увеличение риска раковых заболеваний

При недостатке цинка дети отстают в росте, проявляются заболевания кожи с гнойничками, выпадают волосы, часто появляются язвы во рту, на языке, дёснах и вокруг ногтей, проявляется половое недоразвитие.

(http://www.e-pitanie.ru)

Основные симптомы избытка цинка

Ш нарушения кожных покровов

Ш расслаивание ногтей

Ш ломкость и выпадение волос

Ш болезненная чувствительность желудка

Ш тошнота

Ш снижение иммунитета

Ш снижение содержания в организме железа, меди, кадмия

Ш ухудшение функций предстательной и поджелудочной желез

Ш нарушение функций печени

Источники цинка

Растительные:

Ш орехи

Ш зерновые

Ш бобовые

Ш тыквенные семечки

Ш грибы

Ш крупы

Ш чеснок

Ш капуста

Ш спаржа

Ш яблоки

Ш грушы

Ш сливы

Ш вишня

Ш картофель

Ш свекла

Ш морковь

Животные:

Ш говяжья печень

Ш мясо

Ш рыба и морепродукты

Ш молоко

Ш сыр

Ш мясо птицы

Ш яйца

Объект исследования

Анализ волос - едва ли не лучший способ для выявления содержание тяжелых металлов в организме. Анализ крови показывает содержание элементов в организме на момент забора их концентрация в крови варьирует в течение дня, поэтому интерпретация результатов может быть ошибочно. если человек перед анализом съест продукты, богатые теми или иными микроэлементами, их в анализе окажется достаточно, но на следующее день содержание вновь снизиться, так как является транспортно средой ,а депонирование микроэлементов происходит в основной внутри клетки. в волосах же идет накопление день за днем, и по анализу волос мы получим полную картину за длительный срок. Если в организме их переизбыток, то и в волосах их будет много. И, наоборот, при дефицитном состояниях содержание того или иного элемента в волосах будит минимальным.

Но не всегда избыточное содержание какого- то компонента в волосах свидетельствует, что его в организме действительно много. Например, повышенное содержание цинка или кальция в волосах говорит об их усиленном кругообороте. А этот процесс является первой фазой дефицита. Начать борьбу с ни стоит как можно раньше, не дожидаясь того момента, когда концентрация цинка или кальция в организме существенно снизиться.

Для проведения спектрального анализа микроэлементов необходима прядь волос длиной около 3 сантиметров (непосредственно от корня ) и шириной (слегка приплюснутая) сантиметр, которую следуют выстричь с затылка, ближе к шее (приблизительно посередине между затылочными буграми),желательно в 2-3 местах. волосы должны быть взяты при их обычном гигиеническом состояние .Необходимо указать естественный цвет волос .после химической завивки или краски следует брать волосы не раньше, чем через один месяц!

Сущность метода определения содержание цинка и меди в волосах методом атомной адсорбции

Методика основана на измерении содержание металлов в биологическом материале (волоса),после соответствующе подготовки проб биоматериала.

Определения элементов методом атомно-абсорбционной спектрофотомерии основано на поглощение света соответствующей длине волны исследуемого элемента в высокотемпературном пламени.

Для измерения используют поглощение с длиной волны, соответствующей максимуму поглощения определяемого металла при прохождение через содержащий пары атомов металлов слой воздуха:

Схема 1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проведение анализа

1.Отрезается прядь не окрашенных волос с затылочной части головы массой около 0.2г

2.Проба волос обезжиривается ацетоном

3.Сушка на воздухе.

4.Растворяется в 10мл смеси концентрированной HNO3 и H2O2

5.Фильтрат анализируется атомно-абсорбционным методом на приборе с-115

Содержание цинка и меди в пробах волос студентов НМК. мкг/г

№	Место проживания	Конц.Zn мкг г	Конц.Cu мкг г
1	Советский р-н	204	9.5
2	г. Кстово	162.5	9.25
3	г. Кстово	131	13.6
4	Богородский р-н	112.3	13.2
5	Н. Н.Московский р-н	162.5	12.2
6	Н. Н.	112.3	11.4
7	Н. Н. . Советский р-н	175	15.6
8	Н Н Ветлужский р-он	119	10.00
9	Н Н Богородский р-он	99	8.00
10	г.Вязники	110	7.00
11	г.Вязники	96	7.00
12	Вознесенский р-н	137	7.00
13	Первомайский р-н	100	4.00
14	г. Шахунья	107	5.00
15	Камчатка	129	16.00
16	г.Выкса	82	6.00

Центильные шкалы для оценки содержания тяжелых металлов в волосах.

Центили	Характеристика значений центильных интервалов	Металлы, мкг/г волос
		Цинк	Медь
3	Очень низкий	80	5.2
5	Низкий	81	6.1
10	Пониженный	91	7.0
25		110	8.0
50	Средний	153	9.3
75		190	11.0
90	Повышенный	210	13.0
95	Высокий	243	15.0
97	Очень высокие	245	16.9

Участки с наиболее высоким, относительно ПДК (ОДК), уровнем загрязнения почв комплексом токсикантов

№ п-п	Участок территории.	Вещества, определяющие высоки уровень загрязнения.	Содержание в ПДК (ОДК)	Массовые доли в млн. мг-кг	Предполагаемый источник загрязнения.
1.	Ул. Львовская,38 (Автозаводский район.)	Ванадий	11,1-115,5	1660-17380	ОАО «газ»
		Молибден	2,5	3,0
2.	Пр. Гагарина. (Нижегородский район)	Свинец	1,3	163	Стройплощадка.
		Медь	1,4	183
		Цинк	3,5	770
3.	Ул. Серова, 25 (Канавинский район)	Медь	5,8	191	Завод «Вторчермет»
		Цинк	7,2	398
		Свинец	2,8	89
		Хром	3,1	275
4.	Стадион ННГУ (Советский район)	Медь	1,3	165	НИИ Химии. Автопредприятия, предприятия Заречной части при - 3 ветрах
		Цинк	3,6	800
5.	Пер. Камчатский (Московский район)	Свинец	3,8	489	Завод «Вторчермет»
		Медь	2,9	380
		Цинк	2,7	603
6.	Ул. Лескова, 60 (Автозаводский район)	Свинец	1,2-2,4	39	автотранспорт
		Медь	1,2-3,1	38
7.	Завод им. Фрунзе (Приокский район)	Свинец	1,9	251	Завод им. Фрунзе, предприятия Мызинской промзоны
		Хром	4,8	436

Совхоз Наруксовский Починковский район, номера образцов 101-110 (подвижная форма)

№ образца	Cu	Zn
101	3,415	5,08
102	3,488	4,54
103	3,592	2,92
104	4,022	4,83
105	4,289	4,89
106	4,364	5,83
107	4,322	4,76
108	4,557	4,47
109	4,462	4,69
110	4.259	3,67
ПДК Мг/кг	1,5-3,0	10,0-23
	Содержание превышает ПДК	Содержание не превышает ПДК

В почве совхоза наблюдается превышение содержания меди

Симбуковский совхоз. Починковский район (подвижная форма)

1	4,30	6,7
2	4,07	4,5
3	3,50	3,4
4	3,74	5,5
5	3,72	3,9
6	4,46	3,9
ПДК Мг/кг	1,5-3,0	10,0-23
	Содержание превышает ПДК	Содержание не превышает ПДК

В почве совхоза наблюдается превышение содержания меди

АО «Вас-Майданское» Починковский район номера образцов с 31 по 50 (валовая форма)

31	11,7	40,2
32	9,6	44,1
33	12.6	37,1
34	10,7	38,6
35	10,6	37,0
36	9,8	37,0
37	10,8	35,3
№ образца	Cu	Zn
38	9,5	50,9
39	12,9	48,8
40	12,2	45,5
41-43	нет	нет
44	10,9	46,5
45	11,2	49,1
46	нет	нет
47	11,0	70,9
48	10,4	43,3
49	11,2	43,4
50	11,4	52,0
ПДК Мг/кг	20-55	50-100
	Содержание не превышает ПДК	Содержание не превышаетПДК

Обсуждение таблица 1

Как видно из таблицы 1наблюдаеться повышенная концентрация меди в г. Кстово, Богородска и районах Нижнего Новгорода.

Пониженная концентрация меди в пробе у студентки из Первомайского района, г. Выксы и г. Шахунья.

Высокое содержания меди у студентки приехавшей из Камчатки.

Содержание Цинка колеблется в пределах от 100- 160 мкг г.

И только Пробе № 1 концентрация 200 мкг г повышена,

Пониженное содержание цинка наблюдается у студентки из г.Выкса ( которая приехала из Узбекистана.)

Обсуждение таблица 2

Концентрация цинка во всех пробах находиться на среднем уровни или пониженном( у студентки из Узбекистана.)

Концентрация меди все пробах находиться на пониженном уровни, кроме студентки приехавший с Камчатки.

Почва Нижегородской области в северной части относиться к - лестным надзолесным. Эти почвы бедны по содержанию микроэлементов. В южной области почва содержит медь и цинк на уровни ПДК.

Обсуждение таблица 3

Представлены результаты анализов в городской черте и Как видно из таблицы ПДК по меди от 1.5 -7 превышает, А по цинку колеблется ,в то же время повешено ПДК Ванадия, Свинца и Хрома. Такое повышенное содержание микроэлементов сказывается на концентрации этих элементов в организме людей проживающих на территории

Выводы

1.Определено содержание цинка и меди у студентов НМК методом анализа волос.

2. содержание цинка в организме находиться на нижней границе нормы.

3. Содержание меди несколько повышено у городских жителей Нижнего Новгорода и понижено у студентов южных районов.

4. Выявлено высокое содержание меди у студентов, приехавшей

С Камчатки и пониженное у студентки из Узбекистана.

5. Наблюдается корреляция между содержанием микроэлементов в пробе волос и местом проживания

Список литературы

1.Н.А.матвеева «Экологически обусловленные изменения в здоровье населения» 2012.

2.Государственный доклад «о санитарно-эпидемиологической обстановке а Нижегородской области в 2004 году»

3.Войнар А.О»Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека»,2 издание,Москва,2010.г

4.М. « человек .Медико-биологические данные»,Медицина,1977 г

5.Мук 4.1.776-99

6.Shrimton D .H(2008) Микронутриенты и их взаимодействие российский медицинский журнал т. 16.,№7

7.Х.Зигель, А. Зигель «Некоторые вопросы токсичности ионов металлов»

8. http://www.inviter.

Размещено на Allbest.ru

...