Биологическая и медицинская роль химических элементов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Муниципальное общеобразовательное учреждение

''Средняя общеобразовательная школа №32 с углубленным изучением предметов физико-математического профиля''

Реферат

на тему: Биологическая и медицинская роль химических элементов

Митрохина Лариса Григорьевна

Астрахань 2021

Введение

Мы знаем, что на Земле существуют атомы различных химических элементов (их больше 100), у каждого есть свое название, есть свое место в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Оказывается, что с названиями многих из них мы часто встречаемся в повседневной жизни. Например, реклама с экранов телевизоров постоянно призывает нас употреблять витамины, содержащие кальций и препараты, содержащие йод. А еще говорят, что зубная паста с фтором полезна для зубов, а железо необходимо для нормальной работы нашего организма. Почему же эти элементы так необходимы? А важны ли для живых организмов другие химические элементы? Сколько их требуется для нормальной работы организма? Где они содержатся, в каких продуктах? Что произойдет, если в организм попадет очень много или очень мало каких либо элементов? Мы считаем эти вопросы очень важными для сохранения здоровья человека.

Проблема исследования: слабая информированность обучающихся о биологической роли химических элементов

Новизна исследования заключается в том, что теоретическая часть данного направления проводится в школе впервые.

Объект исследования: химические элементы

Предмет исследования: биологическая роль химических элементов

Цель - Выяснить биологическую роль химических элементов и использовать эту информацию для формирования ценностного отношения к своему здоровью.

Задачи: 1) Определить группу наиболее встречающихся на нашей планете химических элементов и выяснить их биологическое значение.

2) Выяснить важно ли сочетание и пропорциональное соотношение химических элементов при попадании в организм.

План работы

1. Классификация химических элементов по их содержанию в организмах

2. Поступление химических элементов в организм

3. Взаимосвязь химических элементов

4. Биологическая роль химических элементов в организме человека

Выводы

Результаты работ

1. Классификация химических элементов по функциональной роли и содержанию в организме

Существуют различные классификации химических элементов, содержащихся в организме человека. Так, В.И. Вернадский в зависимости от среднего содержания в живых организмах делил элементы на три группы:

• Макроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме выше 10-2 %. К ним относятся кислород, углерод, водород, азот, фосфор, сера, кальций, магний, натрий, хлор. Микроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме находится в пределах от 10-3 до 10-5 %. К ним относятся иод, медь, мышьяк, фтор, бром, стронций, барий, кобальт.

• Ультрамикроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме ниже 10-5 %. К ним относятся ртуть, золото, уран, торий, радий и др.

Однако эта классификция отражает только содержание элементов в живых организмах, но не указывает на биологическую роль и физиологическое значение того или иного элемента. В.В. Ковальский, исходя из значимости для жизнедеятельности, подразделил химические элементы на три группы: Жизненно необходимые (незаменимые) элементы. Они постоянно содержатся в организме человека, входят в состав ферментов, гормонов и витаминов. К ним относятся: водород, кислород, кальций, азот, калий, фосфор, натрий, сера, магний, хлор, углерод, иод, марганец, медь, кобальт, железо, цинк, молибден, ванадий. Дефицит этих элементов приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности человека.

Примесные элементы. Эти элементы постоянно содержатся в организме животных и человека: Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, Sn, Cs, Al, Ba, Ge, As, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, U, Se. Биологическая роль их мало выяснена или неизвестна.

Примесные элементы (Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb и др.). Обнаружены в организме человека и животных. Данные о количестве и биологическая роль не выяснены.

2. Поступление и дисбаланс химических элементов в организм человека

Все химические элементы, включая продукты вулканической растительности, космической активности и различных руд, поступают в организм в основном с растительной и животной пищей и питьевой водой.

Таблица 1. Суточное поступление химических элементов в организм человека

Содержание того или иного элемента в организме нарушается, что ведет к одному из процессов:

1) Гипоэлементоз - это недостаток какого-либо элемента в организме. Он может стать причиной не только временных нарушений, но и серьезных заболеваний.

2) Гиперэлементоз - это избыток какого-либо элемента в организме, что также приводит к ряду заболеваний.

Рассмотрим подробнее каждое из этих проявлений.

При недостаточном поступлении элемента в организм наносится существенный ущерб росту и развитию организма. Это объясняется снижением активности ферментов, в состав которых входит элемент. При повышении дозы этого элемента ответная реакция организма возрастает, достигает нормы (биотическая концентрация элемента). Дальнейшее увеличение дозы приводит к снижению функционирования вследствие токсического действия избытка элемента вплоть до летального исхода . Дефицит и избыток биогенного элемента наносит вред организму. Все живые организмы реагируют на недостаток и избыток или неблагоприятное соотношение элементов.

Обычные микроэлементы, когда их концентрация в организме превышает биотическую концентрацию, проявляют токсическое действие на организм. Токсичные элементы при очень малых концентрациях не оказывают вредного воздействия на растения и животных. Например, мышьяк при микроконцентрациях оказывает биостимулирующее действие. Следовательно, нет токсичных элементов, а есть токсичные дозы. Таким образом, малые дозы элемента - лекарство, большие дозы - яд. «Все есть яд, и ничто не лишено ядовитости, одна лишь доза делает яд незаметным» - Парацельс. Уместно вспомнить слова таджикского поэта Рудаки: «Что нынче снадобьем слывет, то завтра станет ядом».

3. Взаимосвязь химических элементов

Необходимо помнить об определенных предосторожностях при употреблении минеральных комплексов (как лекарственных препаратов, так и биологически активных добавок к пище).

Передозировка одного минерального вещества может привести к функциональным нарушениям и повышенному выделению другого минерального вещества. Возможно и развитие нежелательных побочных эффектов. Например, при недостатке меди ведет к нарушению синтеза соединительной ткани.

Биологическая роль натрия. поддерживает осмотическое давление и рН среды. вместе с калием формирует электрический потенциал мембран клеток, за счет которого передается сигнал в нервных клетках, мышечных клетках и пр. участвует в транспорте через мембраны клеток аминокислот, сахаров, неорганических и органических анионов.

Избыток железа представляет серьезную опасность для человека. Поскольку накопление железа происходит в печени, сердечной мышце, поджелудочной железе, то это отрицательно сказывается на состоянии и работе этих органов. Если процесс отравления железом не прекращается, то могут развиваться такие заболевания, как: цирроз печени, сахарный диабет, артрит, гепатит, заболевания нервной, сердечно-сосудистой систем, различного рода опухоли. Повышенное содержание железа в организме осложняет течение болезней Альцгеймера и Паркинсона

Избыток молибдена уменьшает содержание меди.

Избыток вольфрама уменьшает содержание молибдена.

При потреблении минеральных веществ, следует строго придерживаться медицинских рекомендаций!

4. Биологическая роль химических элементов в организме человека

Биологическая роль химических элементов в организме человека чрезвычайно разнообразна.

Главная функция макроэлементов состоит в построении тканей, поддержании постоянства осмотического давления, ионного и кислотно-основного состава.

Микроэлементы, входя в состав ферментов, гормонов, витаминов, биологически активных веществ в качестве комплексообразователей или активаторов, участвуют в обмене веществ, процессах размножения, тканевом дыхании, обезвреживании токсических веществ. Микроэлементы активно влияют на процессы кроветворения, окисления-восстановления, на проницаемость сосудов и тканей. Макро- и микроэлементы - кальций, фосфор, фтор, йод, алюминий, кремний - определяют формирование костной и зубной тканей.

Имеются данные, что содержание некоторых элементов в организме человека меняется с возрастом. Так, концентрация кадмия в почках и молибдена в печени к старости повышается. Максимальное содержание цинка наблюдается в период полового созревания, затем оно понижается и в старости доходит до минимума. Уменьшается с возрастом и количество других микроэлементов, например ванадия и хрома.

Выявлено немало заболеваний, связанных с недостатком или избыточным накоплением различных микроэлементов. Дефицит фтора вызывает кариес зубов, дефицит йода - эндемический зоб, избыток молибдена - эндемическую подагру. Такого рода закономерности связаны с тем, что в организме человека поддерживается баланс оптимальных концентраций биогенных элементов - химический гомеостаз. Нарушение этого баланса вследствие недостатка или избытка элемента может приводить к различным заболеваниям.

Выводы

1.Мы выяснили, что многие химические элементы (более 30) имеют определенное значение для живых организмов. Такие элементы как С, Н, О, N, Р, S, являясь макроэлементами играют большую роль, из них построены клетки живого организма. Другие, хоть и имеют малое содержание в организме (микроэлементы), так же необходимы. Но для большинства элементов как недостаток, так и избыток оказывает вредное воздействие на организм.

2. Мы разобрались так же, откуда поступают элементы в наш организм, как избежать избыточного и недостаточного их содержания.

3.Имеются элементы, малая доза которых является токсичной. Это такие элементы как мышьяк, свинец, ртуть, кадмий и др. Тяжелые металлы имеют способность накапливаться в организме.

4.Важно также взаимное влияние обмена одного элемента на обмен другого. Так, например фосфор и кальций должны попадать в организм в определенном соотношении. Если фосфора попадает больше, то это способствует вымыванию кальция из костей и др. последствиям.

Все эти знания могут помочь нам сохранить наше здоровье!

Результаты работы

1. Нашел и обобщил информацию о биологической роли химических элементов.

2. Создал презентацию о биологической роли химических элементов

химический элемент биологический здоровье

Источники информации

1) Конспект лекций по общей химии. Челябинская государственная медицинская академия. А. В. Жолнин.

2) Ливанов П.А.,Соболев М.Б., Ревич Б. А. Свинцовая опасность и здоровье населения. // Рос. Сем. Врач. 1999, No 2, с. 18-26.

3) Корбанова А.И., Сорокина Н.С., Молодкина Н.Н. Свинец и его действие на Организм . // Мед. труда и пром. экология. 2001, No 5, с. 29-34.

4) Химия. Учебник для 9 кл. Габриелян О.С.

Размещено на Allbest.ru