Биоэлементы в медицине
 Скачать 7.69 Mb.
|
ГЛАВА 6. ПОТЕНЦИАЛЬНО ТОКСИЧНЫЕ МИКРОЭЛЕМЕНТЫ6.1. РУБИДИЙ. Лат. — rubidium, англ. — rubidium, нем. — Rubidium Общие сведенияРубидий — химический элемент I группы периодической системы, атомный номер 37, атомная масса 85,4678. Открыт в 1861 г. Р. Бунзеном и Г. Кирхгофом при спектральном исследовании солей, выделенных из минеральных вод. Название элементу дано по цвету наиболее характерных красных линий спектра (от лат. rubidus — красный, тёмно-красный), Металлический рубидий получил впервые Бунзен в 1863 г. Рубидий — серебристо-белый металл, относится к щелочным металлам, типичный рассеянный элемент. Несмотря на сравнительно высокое содержание в земной коре, рубидий не образует собственных минералов и преимущественно входит как изоморфная примесь в минералы калия и цезия, такие как сильвин, карналлит, микроклин, Њ-мусковит и т. д. Подобно калию, рубидий содержится в кислых вулканических породах (гранитоидах) и особенно в пегматитах, где его содержание может достигать 100—200 мг/кг. Соли рубидия входят в состав вод многих минеральных источников. Наиболее богаты рубидием так называемые «минералы-концентраторы» : лепидолит, циннвальдит, поллуцит. В последние десятилетия в экспериментальной медицине и биологии изучаются перспективы применения солей рубидия в лечении многих заболевания нервной и мышечной систем. В целом рубидий относится к элементам с невыясненной биологической ролью. По уровню токсичности относится ко П классу опасности. Физиологическая роль рубидия Рубидий постоянно присутствует в тканях растений и животных. В земных растениях содержится всего около 0,00064 0/0 рубидия, а в морских еще меньше. Однако рубидий способен накап- ливаться в растениях, а также в мышцах и мягких тканях актиний, червей, моллюсков, ракообразных, иглокожих и рыб, причем величина коэффициента накопления составляет 8—26. Наибольший коэффициент накопления (2600) искусственного радиоактивного изотопа 86Rb обнаружен у ряски Lemna polyrrhiza, а среди пресноводных беспозвоночных — у моллюска Galba palustris (370). Обмен рубидия в организме изучен недостаточно. Ежедневно в организм человека с пищей поступает до 1,5—4,0 мг рубидия. Большая часть (около 4096 ) поступает в организм с чаем и кофе. Так, в черном чае содержится около 100 мг/кг рубидия. Также рубидий может поступать в организм человека с питьевой водой, особенно в тех районах, которые расположены на гнейсах и гранитах . Минимальная ежедневная потребность человека в рубидии составляет О, 1 мг, а всего в теле человека содержится около 1 г рубидия. Через 60—90 минут, при пероральном поступлении рубидия в организм, его можно обнаружить в крови. Рубидий находится в связанном с эритроцитами состоянии, его концентрация в эритроцитах значительно выше, чем в плазме. В ЭККТ всасывается 60лее 80 0/0 рубидия. Транспортные механизмы клеток человека и животных не различают ионы рубидия и калия, поэтому эти ионы могут конкурировать между собой. После всасывания рубидий накапливается в головном мозге и скелетной мускулатуре. Рубидий также может накапливаться в плаценте. Концентрация рубидия в костях составляет 26,7 мкг/г, яичниках — 20 мкг/г, легких — 9,2 мкг/г, мягких тканях — около 7,8 мкг/г. Физиологическая роль рубидия заключается в его способности ингибировать простагландины PGE1 и PGE2, РЩ-альфа и в наличии антигистаминных свойств. Выводится рубидий в основном с мочой (до 70 0/0 ). Предполагаемая потребность млекопитающих в рубидии составляет 0,3—0,4 мг! день, а у человека — 0,1 мг/день и меньше. Взрослый человек, находящийся на смешанной диете, потребляет в день около 1,7 мг рубидия, что, к примеру, значительно превышает потребление йода, селена, хрома, молибдена и никеля. В XIX веке, в связи со своим нейротропным действием, основанном на конкурентном взаимодействии с ионами калия, соли рубидия использовали для укрепления нервной системы, а позже и как противоэпилептическое и гипнотическое средство. Потенциально Индикаторы элементного статуса рубидия Для установления элементного статуса рубидия используется определение его концентрации в цельной крови, эритроцитах, моче и волосах. Пониженное содержание рубидия в организмеСодержание рубидия ниже 250 мкг/кг в корме у подопытных животных может приводить к задержке внутриутробного развисия, абортам и преждевременным родам. Причины дефицита рубидия: недостаточное поступление с пищей. Основные проявления дефицита рубидия: снижение аппетита; задержка роста и развития; аборты; преждевременные роды; сокращение продолжительности жизни. Повышенное содержание рубидия в организме У животных поступление рубидия с кормом в количестве 60лее 200 мг в день не вызывает токсического эффекта, тогда как прием 1000 мг рубидия значительно угнетает рост и развитие, снижают продолжительность жизни. Опасность для здоровья представляет радиоактивный изотоп 87Rb. Как правило, на его долю приходится до 28 0/0 от общего содержания рубидия, поступающего в организм. Показан риск избыточного поступления рубидия у работников электронной, химической и стекольной промышленности. Причины избытка рубидия: повышенное поступление с пищей и водой из окружающей среды. Основные проявления избытка рубидия: локальное раздражение на коже и слизистых; хроническое воспаление верхних дыхательных путей; аритмии; нарушение сна; головные боли; протеинурия. Коррекция дисбаланса рубидия в организме Необходимо назначение симптоматического лечения, также возможна коррекция комплексообразователями . 6.2. ЦИРКОНИЙ. zr Лат. — zirconium, англ. —zirconium, нем. — Zirconium Общие сведенияЦирконий — химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 40, атомная масса 91 ,22. Порошкообразный цирконий впервые был получен в 1824 И. Берцелиусом, а пластичный — нидерландскими учёными А. ван Аркелом и И. де Буром в 1925 г. Название происходит от названия минерала «циркон», из которого была впервые выделена двуокись циркония. Цирконий это серебристо-белый металл с характерным блеском. Максимальная концентрация циркония в природе в щелочных породах составляет 5 • 10-20/0 от массы породы. Цирконий слабо участвует в водной и биогенной миграции. В морской воде содержится 0,00005 мг/л циркония. Известно всего 27 минералов, которые содержат этот элемент. Промышленное значение имеют только бадделеит (Zr02) и циркон. Сплавы на основе циркония, очищенного от гафния, применяют преимущественно в производстве конструкций ядерных реакторов. Ряд сплавов на основе магния, титана, никеля, молибдена, ниобия и ряда др. металлов, в состав которых входит цирконий, используются при производстве корпусов ракет и фюзеляжей самолетов. Из сплавов циркония с ниобием делают обмотки сверхпроводящих магнитов. В литейном производстве применяют огнеупорные конструкции, куда также входит цирконий. Циркон и сплавы циркония применяют при изготовлении отражающих поверхностей (напр. , в кинескопах телевизоров), при производстве металлокерамики, генераторных ламп, в качестве коррозионно-стойкого материала в химическом машиностроении. Сульфат циркония является дубильным веществом в кожевенной промышленности. К числу наиболее распространённых пьезокерамических материалов относится группа цирконата — титанат свинца, а порошкообразный цирконий находит свое применение в пиротехнике и производстве боеприпасов. Потенциально Физиологическая роль циркония Цирконий, как и титан, считается биологически и физиологически инертным элементом. Однако имеются данные, свидетельствующие, что цирконий оказывает угнетающее воздействие на рост корней растений и, одновременно, стимулирующий эффект на рост дрожжей и микроорганизмов. Ежедневно в организм человека, где в норме содержится около 1 мг циркония, с пищей поступает около 0,05 мг циркония. Водорастворимые соединения циркония в щелочной среде КИШеЧНика могут превращаться в оксид циркония и затем всасываться. Систематический контакт с цирконием (на протяжении 40 и более лет) может приводить к интоксикации организма. Физиологическая роль циркония мало изучена. Всасывание циркония в ЖЕСТ низкое, всего 0,2 0/0 , в легких этот показатель равен 25 % . Цирконий накапливается в селезенке, легких, почках, мышцах (от 0,01 до 2—3 мг! кг) и в волосах, где его содержание составляет 1 , мг/кг. Токсичные и летальные дозы циркония не установлены. Индикаторы элементного статуса циркония Для установления элементного статуса циркония используют определение его концентрации в моче, цельной крови и волосах. Пониженное содержание циркония в организме Данные отсутствуют. Причины дефицита циркония: Данные отсутствуют. Основные проявления дефицита циркония: Данные отсутствуют. Повышенное содержание циркония в организмеРиск обнаружения повышенной концентрации циркония в организме наблюдается у рабочих, занятых в атомной и машиностроительной промышленности. При остром ингаляционном отравлении возможно развитие острого пневмонита, проявляющегося в виде тяжелого воспаления бронхиол и эпителиальных изъязвлений. До 60-х годов ХХ века производились дезодоранты, содержащие цирконий и способные вызывать у потребителей ал- лергические реакции кожных покровов. Также не исключены аллергические реакции при ношении в «лечебных» целях браслетов из циркония. Причины избытка циркония: Избыточное поступление из окружающей среды. К такой среде следует отнести рабочих, занятых в литейной и атомной проМЫШЛенНО(УГи, а также лиц, занятых в производстве косметических и гигиенических изделий. Основные проявления избытка циркония: Раздражение кожи, появление папул (при биопсии кожи содержат эпителиальные клетки гранулем). Избыток циркония оказывает общетоксическое действие на организм человека при длительном контакте с этим элементом на производстве (более 40 лет). При ингаляционном поступлении циркония возможно развитие фиброза легких. Коррекция дисбаланса циркония в организме Назначение симптоматического лечения, также возможна терапия комплексообразователями . 6.3. ОЛОВО. sn Лат. — stannum, англ. — tin, нем. —Zinn Общие сведенияОлово — элемент IV группы периодической системы; атомный номер 50, атомная масса 119. Название произошло от лат. stannum. Олово известно со времен древних цивилизаций. Олово представляет собой мягкий, пластичный, серебристобелый металл. Олово не реагирует с кислородом и водой, посколь- • ку защищено оксидной пленкой, но растворимо в кислотах и щелочах. Основным источником олова для промышленности являются минералы касситерит и станин. Олово используется в смазках и сплавах, а также в качестве добавки к полимерам. Физиологическая роль олова Олово поступает в организм человека преимущественно с пищей. В молоке и в свежих овощах концентрации олова невелики и обычно составляют 1 мкг/г и ниже. Значительно выше содержа- По генциально ние олова в жирах и жирной рыбе (до 130 мкг/г). Олово может присутствовать в консервах и упаковочной фольге. В течение суток в организм взрослого человека поступает до 50 мг олова; 3—10 0/0 от этого количества всасывается в желудочнокишечном тракте. В организме в основном олово находится в виде жирорастворимых солей. В тканях олово присутствует в концентрациях от О, 5 до 4,0 мкг/г. На кости приходится 0,8 мкг/г олова, на почки, сердце и тонкий кишечник — 0,1 мкг/г. В мозге новорожденных олово не обнаруживается. Выделяется олово из организма с желчью и мочой. Полагают, что оптимальная интенсивность поступления олова в организм составляет 2—10 мг/день. Дефицит олова может развиваться при недостаточном поступлении этого элемента (1 мг/день и менее), а порог токсичности равен 20 мг/день. Олово входит в состав желудочного фермента гастрина, оказывает влияние на активность флавиновых ферментов, способно усиливать процессы роста. Токсическая доза для человека: 2 г. Летальная доза для человека: нет данных. Индикаторы элементного статуса оловаОценка содержания олова в организме проводится по результатам исследований мочи и волос. Средний уровень олова в моче составляет 0,05—1,5 мкг/л, волосах — 0,05—1,5 мкг/г. Повышенное содержание олова в волосах может быть следствием контакта пациента с этим элементом на производстве и в быту (в первую очередь это консервы и фторсодержащие зубные пасты). Пониженное содержание олова в организмеВ экспериментах на животных показано, что дефицит олова сопровождается замедлением роста и привеса, нарушением минерального состава внутренних органов, ухудшением слуха у подопытных животных . Повышенное содержание олова в организмеОлово не относится к особо токсичным металлам, однако избыток олова в организме может сопровождаться неприятными ощущениями (металлический привкус). При избыточном поступлении олово накапливается в печени, почках, скелете и мышцах. 6 В!юзлеиекты в медицине Органические соединения олова при поступлении в желудочнокишечный тракт проявляют выраженный кумулятивный эффект с последующим развитием хромосомных аберраций в клетках ко. стного мозга. Причины избытка олова: избыточное поступление. Основные проявления избытка олова: головокружения; постоянные головные боли; расстройства зрения; раздражение кожи; станиоз (изменения в легких); снижение аппетита; металлический привкус во рту; тошнота, боли в животе, поносы; увеличение печени; повышение уровня трансаминаз в крови; • гипергликемия;• снижение содержания в организме цинка и меди. Синергисты и антагонисты олова Антагонистами олова являются цинк и медь. Коррекция избытка олова в организме В случаях хронической интоксикации оловом и его соединениями могут быть полезны диетотерапия, гепатопротекторы и другие симптоматические средства. Также возможно назначение хелатирующей терапии (в крайних случаях) и препараты меди и цинка в качестве антагонистов. 6.4. СЕРЕБРО. Ag Лат. — argentum, англ. — silver, нем. — Silber Общие сведенияСеребро — элемент I группы периодической системы, атомный номер 47, атомная масса 107. Название произошло от англ.сакс. siolfur (серебро) и от лат. argentum. Металл, известный со времен древних цивилизаций. мироэлемеНТЫ Серебро представляет собой мягкий, ковкий металл с хараксерным «серебристым» блеском. Устойчиво к действию воды и большинства кислот, но на воздухе взаимодействует с соединениями серы с образованием черного сульфидного слоя. Растворяется в соляной кислоте, образуя хлористое серебро. Хорошо проводит электрический ток. В природе встречается в виде сернистого серебра вместе со свинцом и цинком, а также в самородной форме. Серебро широко применяется в фотографии, ювелирном деле , при изготовлении монет и зеркал, в электронной и других отраслях промышленности. В медицине используется бактерицидное, антацидное, вяжущее действие серебра. В XVIII — XIX вв. препараты серебра применялись в качестве средств лечения при нервных болезнях (невралгии и эпилепсии) и желудочно-кишечных заболеваниях. В настоящее время лекарства на основе серебра (протаргол, колларгол и др.) используют при эрозиях, язвах, избыточных грануляциях, трещинах, остром конъюнктивите, трахоме, хроническом гиперпластическом ларингите, а также для промывания мочеиспускательного канала и мочевого пузыря . Некоторые изотопы радиоактивного серебра нашли свое применение в лучевой терапии. Физиологическая роль серебра Серебро поступает в организм с водой и пищевыми продуктами. Возможна резорбция серебра через кожу и слизистые оболочки. Серебро в незначительных количествах содержится во всех органах и тканях; среднее содержание этого элемента в теле млекопитающих достигает 20 мкг на 100 г сухой массы. Наиболее богаты серебром мозг, легкие, печень, эритроциты, пигментная оболочка глаза и гипофиз. Выводится серебро из организма преимущественно через кишечник. Среднесуточное поступление серебра с пищей составляет 1—80 мкг. Биоусвояемость серебра, которую определяют по величине всасывания из ЭККТ, равна 5 0/0 . Вопрос о физиологической роли серебра изучен недостаточно. Серебро относят к потенциально-токсичным и к потенциально-канцерогенным элементам. Известно, что в организме серебро образует соединения с белками, может блокировать тиоловые группы ферментных систем, угнетать тканевое дыхание. В плаз. ме крови серебро связывается с глобулинами, альбуминами и фибриногеном. При длительном контакте с серебром в производственных условиях этот элемент может накапливаться в печени, почках, коже и слизистых оболочках. Установлено, что лейкоциты могут фагоцитировать серебро и доставлять его к очагам воспаления. Токсическая доза для человека: 60 мг. Летальная доза для человека: 1,3—6,2 г. Индикаторы элементного статуса серебра Оценка содержания серебра в организме проводится по результатам исследований крови, мочи, волос. Средний уровень серебра в плазме крови составляет 0,4—1,2 мкг/л, моче — 0,3—1,0 мкг/л, волосах — 0,005—0,2 мкг/г. Пониженное содержание серебра в организмеПричины и основные проявления дефицита серебра в организме изучены не достаточно. Можно предположить, что серебро играет важную роль в обеспечении процессов, связанных с высшей нервной деятельностью и функциями периферической нервной системы человека. Повышенное содержание серебра в организмеПричины избытка серебра: поступление серебра в организм в токсических дозах (в результате несчастных случаев); поступление в организм металлического серебра (при длительном контакте); вдыхание пыли бромистого и сернистого серебра в производственных условиях; длительное лечение препаратами азотнокислого серебра. Основные проявления избытка серебра: признаки поражения центральной нервной системы; расстройства зрения в результате отложения серебра в сетчатке глаза; «першение» в горле, кашель, насморк с кровянистыми выделениями, слезотечение (при вдыхании пыли с солями серебра); снижение кровяного давления; бурый или сероватый оттенок кожи и слизистых оболочек (аргироз); боли в правом подреберье, увеличение печени; катаральные гастриты; тошнота, рвота, диарея; аргирия — образование отложений серебра в коже (при хроническом воздействии). Синергисты и антагонисты серебра Серебро — антагонист меди (угнетение Си-зависимых ферментов). Коррекция избытка серебра в организмеС целью выведения из организма избытка серебра целесообразно назначать средства дренажного действия на органы, накапливающие серебро (печень, почки), а также препараты меди (для повышения активности медьзависимых ферментов). Показаны симптоматические средства и проведение хелатирующей терапии. 6.5. ЗОЛОТО. Аи Лат. — aurum, англ. — gold, нем. — Gold Общие сведенияЗолото — элемент I группы периодической системы; атомный номер 79, атомная масса 197. Название произошло от лат. аишт (желтый). Золото является одним из первых открытых человеком металлов и известно со времен древних цивилизаций. Золото представляет собой мягкий, ковкий металл желтого цвета. Химически инертен, устойчив к действию воды, кислот и щелочей. В природе встречается преимущественно в виде самородного золота. Сплавы золота с другими благородными металлами широко применяются в приборостроении, в космической, электронной и медицинской промышленности, при изготовлении ювелирных изделий, медалей и монет. В средние века золото использовали при лечении больных с самыми разнообразными заболеваниями такими, например, как туберкулез, проказа, сифилис, эпилепсия, глазные болезни, зло- качественные опухоли. В настоящее время препараты на основе различных солей золота используются в терапии больных ревматоидными и псориатическими артритами, синдромом Фелти, красной волчанкой . К таким препаратам относятся ауранофин, криза. нол и др. Вводятся препараты золота как внутрь, так и парентерально, в виде коллоидных растворов (т. н. хризотерапия). Как правило, применение препаратов золота связано с большим числом побочных эффектов и противопоказаний. Радиоактивное золото (Аи- 198) применяется при лечении некоторых опухолевых заболеваний и в первую очередь рака легких. Золото оказывает антисептическое действие на бактерии и вирусы. Физиологическая роль золота В организме взрослого человека содержится около 10 мг золота, примерно половина от этого количества сконцентрировано в костях . Распределение золота в организме зависит от растворимости его соединений. Коллоидные соединения в большей степени накапливаются в печени, тогда как растворимые — в почках. Механизм действия соединений золота до конца не ясен, однако в настоящее время известно, что золото может входить в состав металлопротеидов, взаимодействовать с медью и с протеазами, гидролизующими коллаген, также как и с эластазами и другими активными компонентами соединительной ткани. Золото может вовлекаться в процессы связывания гормонов в тканях. Токсическая доза для человека: не токсичен. Летальная доза для человека: нет данных. Индикаторы элементного статуса золота Определение золота в организме проводят на основе изучения биосубстрасов (кровь, волосы и биоптаты). В случаях отравления золотом в моче повышается содержание копропорфирина, ДАЛК (дельта- аминолевуленовая кислота). Пониженное содержание золота в организме Данные отсутствуют. Повышенное содержание золота в организме Золото оТНОСЯТ к потенциально-токсичным (иммунотоксичным) элементам. Металлическое золото почти не всасывается, данные о его токсичности отсутствуют. В то же время, некоторые соли золота обладают токсичным действием, сходным с действием ртути. Несмотря на то, что золото является инертным металлом, у части обладателей золотых ювелирных украшений развивается контактный дерматит. В ряде случаев золото может вызывать сенсибилизацию организма, что подтверждается при использовании этого металла в стоматологической практике, применении золотых нитей для армирования лица и тела и ряда других случаев. Выраженным раздражающим действием на кожу обладают золота хлорид, трихлорид, цианид, калия дицианоаурат (который используется в электронной и химической промышленности, а также при производстве фаянса). Отравление золотом явление очень редкое. Механизм токсичности золота основан на большом сродстве этого элемента к сульфгидрильным группам Ы-т-содержащих белков, в результате чего золото ингибирует ЫТ-ферменты. Этот механизм реализуется, например, при лечении больных ревматоидным артритом, когда длительное введение препаратов золота приводит к снижению активности сульфгидрильных систем и энзимных комплексов лейкоцитов, в конечном итоге обеспечивая уменьшение концентрации ревматоидного фактора. Однако негативное действие избыточного количества золота легко снимается введением 2,3-димеркаптопропранола, Ы№группа которого, отрывает золото от SH-coxxep»cauxrrx белков, восстанавливая их нормальные свойства. Причины избытка золота: избыточное поступление; передозировка при лечении препаратами золота. Основные проявления избытка золота: при остром отравлении: — состояние возбуждения; — слюнотечение, металлический вкус во рту; — рвота, спазмы, коликообразные боли в кишечнике, понос; — выделение белка с мочой; — кожные сыпи. при хроническом отравлении: — симптомы угнетения центральной нервной системы; боли по ходу нервов; — появление болезненных пятен на коже; — усиленное потоотделение; боли в костях, суставах, мышцах; — отеки ног; — конъюнктивит; апластическая гипоплазия костного мозга; — панцитопения (лейкопения, тромбоцитопения); — уменьшение массы тела. побочные явления и отдаленные последствия хризотерапии: — повышение температуры тела, недомогание; — зуд, воспаление кожи, генерализованная экзема; — боли в костях и суставах; — воспаление слизистых оболочек языка и полости рта; боли в глотке, рвота, понос; — апластическая анемия; — гломерулонефрит; нефротический синдром. Синергисты и антагонисТы золота Химические элементы, которые способны являться синергистами и антагонистами золота, не установлены. Коррекция избытка золота в организме При интоксикации золотом используются комплексообразователи димеркаптол (БАЛ) и Т)-пеницилламин (депен, купренил, купримин). В качестве вспомогательных средств возможно применение андрогенов, кортикостероидов, антитимоцитарного глобулина. В некоторых случаях показана пересадка костного мозга, применение стимуляторов гемопоэза. 6.6. ВОЛЬФРАМ. W Лат. — wolframium, англ. — tungsten, нем. — Wolfram Общие сведенияВольфрам — элемент Ш группы периодической системы; атомный номер 74, атомная масса 184. Название произошло от нем. Wolfrahm (волчья пена). Открыт и выделен испанскими химиками братьями д'Элуяр в 1783 г. Потащиаљно Вольфрам представляет собой тугоплавкий, тяжёлый металл светло-серого цвета. Содержание вольфрама в земной коре составляеТ всего 1—10—4 0/0 от общей массы. В свободном состоянии в природе не встречается, образует собственные минералы, главным образом вольфраматы, из которых промышленное значение имеют вольфрамит и шеелит. Вольфрам широко применяется в современной технике в виде чистого металла и сплавов, к которым в первую очередь относятся легированные стали, износоустойчивые и жаропрочные сплавы. Вольфрам и его соединения широко используется в машиностроении, авиации, ракетной технике, радиоэлектронике, лакокрасочной и текстильной промышленности. Физиологическая роль вольфрама По своим свойствам вольфрам напоминает молибден, однако, в отличие от молибдена, вольфрам не является эссенциальным элементом. Тем не менее, вольфрам способен замещать молибден у растений, животных и в составе бактерий, ингибируя при этом активность Мо-зависимых ферментов, например, ксантиноксидазы. В результате при накоплении солей вольфрама у животных может снижаться уровень мочевой кислоты и повышаться уровни ксантина и гипоксантина. Считается, что вольфрам не обладает канцерогенными, тератогенными или метаболическими свойствами у животных и человека. Усваиваемость вольфрама и его солей в ЭККТ человека составляет в среднем 1—1096 , а слабо растворимой вольфрамовой кислоты, — до 20 % . Накопление вольфрама происходит в основном в костях и почках. В среднем за сутки в организм человека с пищей поступает около 0,001—0,015 мг вольфрама. В костной ткани содержится 0,00025 мг/кг, в цельной крови 0,001 мг/л вольфрама. Выводится вольфрам из организма в основном с мочой, а 75 % его радиоактивного изотопа 185W — с калом. Токсичная доза: не известна. Летальная доза (данные для крыс): более 30 мг. Индикаторы элементного статуса вольфрама Индикаторами элементного статуса вольфрама в организме человека служат цельная кровь, моча и волосы. Пониженное содержание вольфрама в организме Нет данных. Причины дефицита вольфрама: Нет данных. Основные проявления дефицита вольфрама: Нет данных. Повышенное содержание вольфрама в организмеРиск повышенного содержание вольфрама в организме наблюдается у работников металлургических предприятий, занятых на производстве легированных сталей, термоустойчивых, тугоплавких материалов, а также у лиц, контактирующих с карбидом вольфрама. Хроническое поступление вольфрамовой пыли в организм может приводить к развитию клинического синдрома, — «болезни тяжелых металлов» или пневмокониоза. Наиболее частыми симптомами этого заболевания являются кашель, нарушения дыхания, атопическая астма и изменения в легких . Проявление этих симптомов обычно снижается после смены места работы или длительного отдыха, за счет прекращения контакта с этим металлом. В тяжелых случаях, при позднем диагностировании заболевания, может развиться патология «легочного сердца» , фиброз легких и эмфизема. Все случаи «болезни тяжелых металлов» как правило, возникают в результате комбинированных воздействий ряда металлов и их солей (вольфрам, кобальт и др.). Установлено, что при совместном воздействии на организм, вольфрам и кобальт взаимно усиливают негативное влияние на бронхо-легочную систему человека. Комбинация карбидов вольфрама и кобальта может вызывать контактный дерматит и местное воспаление. Причины избытка вольфрама: избыточное поступление из окружающей среды. Основные проявления избытка вольфрама: нарушение функции легких вследствие их фиброза при длительном контакте с карбидом вольфрама («болезнь тяжелых металлов » Коррекция дисбаланса вольфрама в организмеВ настоящее время не существует действенных методов ускоренного выведения или коррекции метаболизма элементов, способных вызывать «болезнь тяжелых металлов». Поэтому опреде- ляющее значение имеют профилактические мероприятия, своевременное выявление лиц с повышенной чувствительностью к металлам и диагностирование болезни в начальной стадии. Однако в случае необходимости может применяться симптоматическое лечение и терапия комплексообразователями. 6.7. ГЕРМАНИЙ. Ge Лат. —germanium, англ. — germanium, нем. — Germanium Общие сведенияГерманий — элемент IV группы периодической системы; атомный номер 32, атомная масса 73. Название происходит от лат. Germania (Германия). Существование германия предсказано Д. И. Менделеевым в 1871 г, а открыт этот элемент немецким ученым КЛ. Винклером в 1886 г. Германий представляет собой серебристо-белый хрупкий неметалл, устойчивый к воздействию воздуха, воды, кислот и щелочей. Природным источником германия является минерал германит. Содержание германия в ископаемых углях составляет О, 1—1,096. Получают германий как побочный продукт при очистке цинка и меди. Этот элемент используется в производстве полупроводников (транзисторы, диоды и др.), оптических линз, детекторов ионизирующего излучения. В медицине германий применяют при лечении анемий и иммунодефицитных состояний. Физиологическая роль германия В организм человека германий поступает с пищей. Значительное количество германия содержится в чесноке, рыбе, отрубях, овощах, семенах, грибах, корне женьшеня (0,01—1 мкг/г). Среднесуточное поступление германия с пищей в организм человека составляет 0,4—1,5 мг. Германий хорошо абсорбируется организмом (около 95 0/0) и относительно равномерно распределяется по органам и тканям (как во внеклеточных, так и внутриклеточных пространствах). Германий не токсичен; доза 100 мг/кг (внутрь) и 4 мг/кг (внутримышечно) при однократном введении не оказывают на человека токсического действия. Германий выводится из организма преимущественно с мочой (9096 ). Токсическая доза для человека: не токсичен. Летальная доза для человека: данные отсутствуют. Индикаторы элементного статуса германияСодержание германия определяют в моче, а также в других биосубстратах. Пониженное содержание германия в организме Недостаточное содержание германия в рационе сопровождается повреждением костного матрикса у крыс. В экспериментах на животных установлено, что некоторые органические соединения этого биоэлемента обладают противоопухолевыми свойствами. Причины дефицита германия: недостаточное поступление. Основные проявления дефицита гармания: развитие остеопороза; повышение риска развития онкологических заболеваний. Повышенное содержание германия в организме Отходы угледобывающей и коксовой промышленности служат источником загрязнения окружающей среды германием. В золе лигнита содержится до 120 мкг/г германия. Неорганические соли германия более токсичны, чем органические. Имеются данные о смертельных случаях отравления БАДП, содержащих органические соли германия и одновременно загрязненных неорганическими солями германия. Причины избытка германия: избыточное поступление; нарушение регуляции обмена германия. Основные проявления избытка германия: раздражение кожи (при контакте с GeC12); поражение печени и почек (при очень высоких дозах). Синергисты и антагонисты германия Синергисты и антагонисты германия не известны. Коррекция недостатка и избытка германия в организме Для повышения уровня германия в организме используют препараты, содержащие германий (напр., «Гермавит», Россия). При избытке германия применяют симптоматическое лечение, также возможно использование комплексообразователей. 6.9. ГАЛЛИЙ. Ga Лат. — gallium, англ. — gallium, нем. — Gallium Общие сведенияГаллий — элемент Ш группы периодической системы; атомный номер 31, атомная масса 70. Название произошло от лат. Gallia (Франция). Открыт французским ученым П. де БуОдраном в 1875 г. Галлий это мягкий, плавкий металл серебристо-белого цвета. Галлий устойчив к воздействию воды и воздуха и растворим в кислотах и щелочах. В природе встречается вместе с алюминием. Используется при производстве светодиодов, полупроводников, легировании металлов. Одним из наиболее распространенных полупроводниковых материалов является арсенид галлия. В США, напр., большая часть добываемого галлия используется в электронной промышленности. Сплавы галлия с золотом применяются в ювелирном деле и при протезировании зубов. В медицине нитрат галлия используется при лечении гиперкальциемии у онкологических больных, где эффект воздействия достигается за счет угнетения активности остеокластов. Радиоизотоп галлия применяют в диагностике и лечении опухолевых заболеваний. Физиологическая роль галлия Галлий жизненно важен для растений. В периодической системе галлий, наряду с германием, находятся в окружении жизненно необходимых биоэлементов, таких как хром, марганец, железо, кобальт, медь, цинк, селен. Этот факт свидетельствует о необходимости более пристального изучения эссенциальности галлия для человека. В основном галлий поступает в организм с пищей и содержится в тканях в незначительных количествах (0,01 —0 мкг/г). Имеются единичные данные, свидетельствующие о присутствии галлия в железах внутренней секреции, в частности, в гипофизе. В организме галлий депонируется в костной ткани и печени. Галлий не оказывает влияния на резорбцию костной ткани, стимулирован. ную витамином D; но предупреждает резорбцию, связанную с метаболизмом паратгормона, тироксина и интерлейкина-1 бета. Токсическая доза для человека: мало токсичен. Летальная доза для человека: нет данных. Индикаторы элементного статуса галлияСодержание галлия в организме человека оценивают по результатам анализа мочи, крови и волос. Пониженное содержание галлия в организме Данные отсутствуют. Повышенное содержание галлия в организме Причины избытка галлия: • избыточное поступление. Основные проявления избытка галлия: При отравлении галлием у животных наблюдается поражение нервной системы, сопровождающееся морфологическими изменениями в печени и почках . Отмечаются значительные колебания в содержании калия и натрия в сыворотке крови, повреждения слизистых оболочек ЖЕСТ. Широкое использование арсенида галлия (в первую очередь в производстве полупроводников) с начала 80-х гг. прошлого века, привело к увеличению риска интоксикации этим элементом не только работников электронной промышленности, но и населения, т. к. методы утилизации и рециркуляции отходов, содержащих арсенид галлия, не были разработаны. Основной «мишенью» для арсенида галлия в организме является иммунная система. Этот элемент также способен нарушать образование гелей в организме, за счет усиления экскреции аминолевуленовой кислоты и порфиринов. Синергисты и антагонисты галлия Синергисты и антагонисты галлия точно не установлены. Коррекция избытка галлия в организме Назначение симптоматического лечения и комплексообразователей (ДМСК). 6.10. СТРОНЦИЙ. sr Лат. — strontium, англ. — strontium, нем. — Strontium Общие сведенияСтронций — элемент П группы периодической системы; атомный номер 38, атомная масса 88. Открыт А. Крофордом (Шотландия) в 1790 г, выделен Деви в 1808 г. Назван в честь лат. Strontian (Шотландия). Стронций — мягкий металл серебристо-белого цвета, относится к щелочноземельным металлам. Химически очень активен. Реагирует с водой, горит на воздухе. Применяется при производстве кинескопов телевизионной аппаратуры. При взрыве ядерного заряда образуются радиоактивные изотопы стронция, опасные для жизни человека. Стронций используется в металлургии, производстве аккумуляторов и пиротехнических средств. В медицине радиоактивные изотопы 89Sr и 90Sr применяют в лучевой терапии костных опухолей. Как уже отмечалось, изотоп стронция ( 90Sr) может образовываться при ядерных взрывах и авариях на объектах атомной энергетики и приводить к поражению костного мозга, способствовать развитию лейкемии и рака костей. Физиологическая роль стронция Вместе с пищей в организм взрослого человека поступает 0,8—3,0 мг стронция в сутки. При избыточном поступлении стронция возникает так называемый «стронциевый рахит» или « уровская болезнь» . Это эндемическое заболевание, впервые обнаруженное у населения, проживающего вблизи реки Уров в Восточной Сибири. «Уровская болезнь» возникает вследствие вытеснения ионов кальция ионами стронция из костной ткани или повышенного поступления в организм стронция на фоне дефицита кальция. Накопление в организме стронция приводит к поражению всего организма, однако наиболее типичным для этого заболевания является развитие дистрофических изменений костно-суставной системе в период роста и развития организма (формируется симметричный деформирующий остеопороз из-за торможения роста костей со стороны метаэпифизарных хрящей). Болезнь впервые описана у человека российскими врачами Н. М. Кашиным и Е. В. Беком в 1895—1900 гг. (второе название уровской болезни — болезнь Кашина-Бека). Как правило, это заболевание сопровождается выраженным нарушением фосфорно-кальциевого соотношения в крови, дисбактериозом кишечника. Стронций, поступающий с пищей, относительно плохо усваивается организмом (около 5—1096 ). В основном богаты стронцием растительные продукты, а также кости и хрящи. Абсорбция стронция происходит в основной, 12-перстной и подвздошной кишке. Абсорбированный в организме стронций затем выводится, в основном с мочой, в меньшей степени с желчью. В фекалиях находится неабсорбированный стронций. В организме взрослого человека массой 70 кг находится около 320 мг стронция, причем его основное количество (до 9996 ) депонировано в костях. Относительно высоки концентрации стронция в лимфатических узлах мкг/г), легких яичниках (О, печени и почках (О, В цельной крови обнаружено мкг/мл стронция. Токсическая доза для человека: не токсичен. Летальная доза для человека: нет данных. Индикаторы элементного статуса стронция Оценка содержания стронция в организме проводится по результатам исследований крови, мочи и волос. Средний уровень стронция в плазме крови составляет 20—70 мкг/л, моче 30—250 мкг/л, волосах 0,5—5,0 мкг/г. Индикатором элементного статуса стронция является его содержание в волосах, моче и биоптатах костной ткани. Пониженное содержание стронция Данные о пониженном содержании стронция у человека в литературе отсутствуют. У крыс и морских свинок потребление рациона с пониженным содержанием стронция приводит к угнетению роста, нарушению кальцификации костей и зубов, повышению частоты кариеса зубов. Повышенное содержание стронция Ионы стронция, замещая ионы кальция в костях, вызывают их ломкость, так называемый «стронциевый рахит». Особо опасен для организма радиоактивный стронций-90, который при по- падании в состав костной ткани способен воздействовать на костный мозг и нарушать кроветворные процессы. Поступление стронция с пищей и водой может вызывать «стронциевый рахит» и «уровскую болезнь» , заболевания, сопровождающиеся нарушением обмена кальция и увеличением ломкости костей. Ингаляция соединений стронция индуцирует фибротические изменения в легких. Причины избытка стронция: избыточное поступление; нарушение регуляции обмена стронция. Основные проявления избытка стронция: рахитоподобные заболевания; уровская болезнь; фиброз легких. Синергисты и антагонисты стронция Кальций, находящийся в составе костной ткани, по своим свойствам близок к стронцию, поэтому ионы стронция могут замещать кальций в костях. При этом наблюдаются случаи, как синергизма, так и антагонизма стронция. Витамин D, лактоза, аминокислоты, лизин и аргинин улучшают абсорбцию стронция. Богатая пищевыми волокнами растительная пища, сульфат натрия и сульфат бария могут уменьшать усвоение стронция. Коррекция избытка стронция в организме Для выведения избытка стронция из организма можно использовать препараты магния, кальция, пищевые волокна, сульфат натрия и сульфат бария. В случаях интоксикации стронцием показано применение ГЧа2Са-ЭДТА. 6.1 1 . тИПН. TiЛат. — titanium, англ. — tjtanium, нем. — Titan Общие сведенияТитан — элемент IV группы периодической системы; атомный номер 22, атомная масса 48. Открыт В. Грегором (Англия) в 1791 г. Титан это легкий, плавкий и прочный металл. Химически стоек, благодаря наличию защитной пленки. По распростра- ненности в земной коре занимает среди металлов 9 место. Основными минералами, содержащими титан, являются рутил и анатаз. Широко используется в химической, авиационной и ракетной промышленности, кораблестроении, при изготовлении медицинских инструментов и протезов, благодаря своей прочности, легкости, коррозионной стойкости и биологической инертности. Титан применяется в качестве биосовместимого материала при производстве имплантантов в ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и нейрохирургии. Оксид титана используется при изготовлении различных красителей и пластиков, соусов и приправ, а также при обработке мяса птицы. Двуокись титана широко используется в косметологии, благодаря своей способности предохранять от коротковолнового ультрафиолетового излучения. В медицине оксид титана Ti02 применяется в дерматологической практике при лечении светочувствительного хейлита, простого герпеса, угрей, воспалений губ и полости рта, а также при удалении гемангиом лица методом татуировки, в виде компонента входит в состав различных лекарственных препаратов. Четыреххлористый титан используется в качестве катализатора при производстве органических соединений. Пыль титана взрывоопасна. Физиологическая роль титана Титан является одним из наиболее биологически инертных металлов. Содержание титана в организме человека составляет 9 мг, из них на долю легких приходится около 2,4 мг. Достаточно высока концентрация титана в лимфоузлах. Суточное поступление титана с пищей и жидкостями составляет 0,85 мг, их них с питьевой водой 0,002 мг и воздухом 0,0007 мг. Всасывание соединений титана в ЖКТ человека составляет 1—3 % . Ингаляционным путем в организм поступает менее 1 % от поглощенной дозы, при этом до 30 0/0 титана задерживается в легких. Считается, что повышенное содержание титана в легких обусловлено его поступлением с пылью. Концентрация титана с возрастом в легких человека увеличивается многократно. Выводится титан из организма в основном с калом (0,52 мг), в меньшей степени с мочой (О , 33 мг). Токсическая доза для человека: не токсичен. Летальная доза для человека: нет данных. Индикаторы элементного статуса титана Оценка содержания титана в организме проводится по результатам исследований крови, мочи и волос. Средний уровень содержания титана в волосах составляет О , мкг/г. В цельной крови концентрация титана достигает 0,07 мг/л, а в сыворотке 0,05 мг/л. Индикатором элементного статуса титана является определение его содержания в волосах и моче. Пониженное содержание титана У человека и животных проявления дефицита титана не описаны. Повышенное содержание титана Вдыхание двуокиси титана вызывает раздражение легких у человека и животных. Симптомами этого процесса являются кашель, часто с мокротой и одышка. Хроническое воздействие оксида титана приводит к его накоплению в легких (более 4 мг/кг сырого веса), а также в легочных (до 24 мг/кг сырого веса) и периферических (до 120 мг/кг сырого веса) лимфатических узлах. В дальнейшем возможно развитие воспаления, а в некоторых случаях и гранулематоза легких и плевры, при сочетанном воздействии оксида титана с другими реагентами, например с асбестом, силикатами, никелем или алюминием. Отмечена прямая корреляция тяжести силикоза с накоплением титана в легких, и особенно прикорневых лимфоузлах. Тем не менее, считается, что явления фиброза и воспаления в бронхолегочной системе обусловлены в основном действием соединений кремния, а не титана. Вдыхание четыреххлористого титана что может привести к развитию трахеита и альвеолита. Причины избытка титана: • избыточное поступление; Основные проявления хронического избытка титана; • воспаление легких, легочных и периферических лимфатических узлов, гранулематоз легких и плевры, альвеолит, трахеит. Синергисты и антагонисты титана Синергисты и антагонисты титана не выявлены. Коррекция избытка титана в организме Показано симптоматическое лечение в случаях острого или хронического отравления соединениями титана. |