Химические элементы в организме человека. Химические элементы в организме человека
 Скачать 240.5 Kb.
|
|
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Виткуловская средняя школа Исследовательская работа на тему: «Химические элементы в организме человека». Автор: Бобочкова Анастасия ученица 11 класса Руководитель: Юрова Людмила Юрьевна учитель химии Виткулово. 2019 г. СОДЕРЖАНИЕ 1.Введение.……………………………………………………………………...4-5. 2.Обзор литературы………………………………………………………………….....6-22. 2.1.Роль макро- и микроэлементов в организме человека……………………..............................................................................6-7. 2.1.1.Макроэлементы………………………………………….……..….7-9. 2.1.2.Микроэлементы………………………………..……...………….9-13. 2.2.Дисбаланс макро- и микроэлементов в организме человека………………………………………………………………………….13. 2.2.1. Недостаток какого-либо элемента – гипоэлементоз………....13-17. 2.2.2. Избыток какого-либо элемента – гиперэлементоз…………...17-22. 3.Практическая часть. Оценка обеспеченности организма человека макро- и микроэлементами............................................................................................23-28. 3.1.Анкетирование среди учащихся с целью выявления недостатка или избытка того или иного макроэлемента…………………………...…….....23-26. 3.2.Оценка обеспеченности организма школьника микроэлементом йодом………………………………………………………………………....26-27. 3.3.Оценка обеспеченности организма школьника микроэлементом свинцом………………………………………………………..…………......27-28. 4.Выводы………………………………………………………………………...29. 5.Список литературы………………………………………………………………………30. Приложение 1. Характеристика некоторых других макроэлементов …………………………………………………………………………...……31-32. Приложение 2. Характеристика некоторых других эссенциальных микроэлементов……………………………...………………………………33-34. Приложение 3. Характеристика некоторых других условно-эссенциальных элементов……………………………………………………….....................35-36. Приложение 4. Характеристика некоторых других условно-токсичных элементов...............................................................................................................37. 1.ВВЕДЕНИЕ Химические элементы являются кирпичиками мироздания. Все разнообразие окружающей нас действительности состоит из комбинаций атомов относительно небольшого числа химических элементов. В человеческом теле обнаружено 81 элемент из общего количества химических элементов, известных из периодической системы Д. И. Менделеева, но только 30 из них имеют полностью установленное значение и постоянно встречаются во всех типах клеток. Они делятся на две основные группы: макро- и микроэлементы. Витамины и микроэлементы имеют особое значение для нормальной жизнедеятельности организма. Они участвуют в процессах обмена веществ, деятельности органов чувств, нервной системы, необходимы для роста, размножения и т.д. Современные подростки часто страдают от таких заболеваний, как диабет, гипертония, снижение иммунитета, сколиоз, остеохондроз и т.д. Немногие догадываются, что эти заболевания вызваны дефицитом или избытком химических элементов в организме. Макроэлементы - это элементы, которые содержатся в теле в больших количествах, от нескольких граммов до сотен граммов. Наибольший удельный вес в элементном составе клетки находится в кислороде, углероде, водороде и азоте. Это так называемые основные, или биогенные элементы. Эти элементы составляют более 95% массы клеток, а их относительное содержание в живом веществе намного выше, чем в земной коре. Жизненно важными является кальций, фосфор, сера, калий, хлор, натрий, магний. Их содержание в клетке исчисляется десятыми и сотыми долями процента. Микроэлементы представляют собой элементы, содержащиеся в чрезвычайно малых количествах (менее 0,01% от массы клеток). Микроэлементы включают следующие химические элементы: медь, марганец, молибден, кобальт, цинк, бор, фтор, хром, селен, алюминий, йод, железо, кремний. Предмет исследований данной работы: дефицит или избыток макро- и микроэлементов в организме человека. Цель: выяснить, как влияет на организм недостаток и переизбыток химических элементов. Задачи: • Узнать как можно больше о химических элементах, содержащихся в организме, и их влиянии на организм человека. • Провести анкетирование, чтобы выяснить, правильно ли питаются наши сверстники для пополнения организма химическими элементами. • Проанализировать данные анкеты и, основываясь на результатах, дать рекомендации по здоровому питанию и здоровому образу жизни. Актуальность работы: преобладающая суровая экологическая ситуация в регионе, вызванная выбросом вредных веществ с предприятий, увеличение стрессовых ситуаций, современные методы переработки пищевых продуктов, «убивающие» биологически активные вещества, являются основными причинами повсеместного роста дефицита жизненно важных элементов и избытка токсичных веществ, наносящих непоправимый ущерб здоровью. Здоровый человек может успешно развиваться, как творческая личность. Современные условия предъявляют повышенные требования к здоровью и интеллектуальным возможностям молодежи. Изучение и выявление факторов дефицита элементов позволяет предотвратить заболевания, связанные с дефицитом или избытком элементов в организме человека Практическая значимость: это исследование призвано обратить внимание на важность питания и ведения здорового образа жизни. 2.Обзор литературы 2.1.Роль макро и микроэлементов в организме человека Роль макро- и микроэлементов для человеческого организма велика. В конце концов, они принимают активное участие во многих жизненно важных процессах. На фоне дефицита того или иного элемента человек может столкнуться с появлением определенных заболеваний. Чтобы этого избежать, необходимо понять, почему необходимы макроэлементы и микроэлементы в человеческом организме, и какое их количество должно содержаться. Для человеческого организма определенно установлена роль около 30 химических элементов, без которых он обычно не может существовать. В дополнение к ним есть элементы, которые в небольших количествах не влияют на функционирование организма, но при определенном содержании являются ядами. Все полезные и необходимые телу вещества попадают в него через продукты питания и биологические добавки, предназначенные для устранения дефицита определенных веществ. Поэтому необходимо уделять пристальное внимание вашему рациону. Человеческие органы по-разному концентрируют различные химические элементы. Таким образом, большая часть микроэлементов накапливается в тканях печени, костей и мышц. Изменение содержания химических элементов в организме зависит от различных заболеваний. Таким образом, при рахите нарушается фосфорно-кальциевый обмен, что приводит к уменьшению содержания кальция. При нефрите из-за нарушения электролитного обмена уменьшается содержание кальция, натрия, хлора в организме, а содержание магния и калия увеличивается. В поддержании определенного уровня макро- и микроэлементов в организме участвуют гормоны. В группу макроэлементов входят: эссенциальные (жизненно-важные) - железо(Fe); структурные – калий(K), кальций(Ca) магний(Mg), натрий(Na), сера(S), фосфор(P), хлор(Cl). В группу микроэлементов входят: эссенциальные - йод(I), медь(Cu), марганец(Mn), молибден(Mo), селен(Se), хром(Cr), цинк(Zn); условно-эссенциальные – бор(B), бром(Br), ванадий(V), кремний(Si), кобальт(Co), литий(Li); условно-токсичные – кадмий(Cd), мышьяк(As), никель(Ni), олово(Sn), свинец(Pb); структурные – фтор(F). 2.1.1. Макроэлементы Можно с уверенностью утверждать, что макроэлементы являются основой жизни и здоровья человека. Содержание макроэлементов в организме довольно постоянное, но могут быть довольно серьезные отклонения от нормы, что приводит к развитию патологий различной природы. Макроэлементы концентрируются главным образом в мышечной, костной, соединительной тканях и в крови. Они являются строительным материалом несущих систем и обеспечивают свойства всего организма в целом. Макроэлементы отвечают за стабильность коллоидных систем организма, нормального кислотно-щелочного баланса, поддерживают осмотическое давление. К ним относятся натрий, кальций, магний, калий, хлор, фосфор, сера, азот, углерод, кислород, водород. Дадим характеристику макроэлементов-металлов. Эссенциальные. Железо (Fe) Биологические свойства. Общее содержание железа в организме человека составляет около 4,25 г. Из этого количества 55% находится в гемоглобине эритроцитов, 24% участвует в формировании красящего вещества мышц (миоглобина), а остальные 21% - откладываются «про запас» в печени, селезенке, костном мозге. Суточная потребность. Средний пищевой рацион человека должен содержать 10-20 мг железа и восполняется обычным сбалансированным питанием. Зерновые продукты, богатые фосфатами и фитином, образует с железом труднорастворимые соли и снижают его усвояемость организмом. Основные источники. В больших количествах содержится в свиной печени, говяжьих почках, сердце и печени, непросеянной муке, сырых моллюсках, сушеных персиках, яичных желтках, устрицах, орехах, бобах, спарже, овсяном толокне. Структурные. Калий (K) Биологические свойства. Общее содержание калия в организме человека составляет примерно 250г. Регулирует кислотно-щелочное равновесия крови, передает нервные импульсы и активирует работы ряда ферментов, обладает защитным действием против нежелательного действия избытка натрия и нормализует давление крови. Суточная потребность. Ежедневная потребность в калии составляет 2500-5000 мг. Основные источники. Лучшими натуральными источниками калия являются цитрусовые, томаты, все зеленые овощи с листьями, листья мяты, семечки подсолнуха, бананы, картофель. Кальций (Ca) Биологические свойства. Общее содержание кальция в организме человека составляет примерно 1,9% общего веса человека, при этом 99% всего кальция содержится в костях и зубах в виде кальция фосфата и лишь 1% содержится в остальных тканях и жидкостях организма. Этот металл необходим для здоровых зубов и костей, для нормального функционирования клеток, нервной системы и сокращения мускулов, для сворачивания крови, иммунной защиты. Физиологическая регуляция уровня кальция в крови осуществляется гормонами паращитовидных желез и витамином D через посредство нервной системы Суточная потребность. Рекомендуемая доля для взрослого человека составляет – 600-1200 г в день. Основные источники. Больше всего кальция содержится в молоке и молочных продуктах. Другими источниками являются некоторые зеленые овощи (брокколи), орехи, соевый творог, осажденный кальцием. Магний (Mg) Биологические свойства. Общее содержание магния в организме человека составляет примерно 21 г. Главное "депо" магния находится в костях и мышцах: в костях фосфорнокислого магния содержится 1,5%, в эмали зубов - 0,75%. Магний является необходимой составной частью всех клеток и тканей, участвуя вместе с ионами других элементов в сохранении ионного равновесия жидких сред организма, входит в состав ферментов, связанных с обменом фосфора и углеводов, обладает сосудорасширяющими свойствами (снимает спазмы), улучшает желчеотделение участвует в процессе нервно-мышечной возбудимости. Суточная потребность. Ежедневная потребность в магнии – 250-350 мг. Основные источники. Магний поступает в организм с пищей, водой и солью. Особенно богата магнием растительная пища - необработанные зерновые, миндаль, орехи, темно-зеленые овощи, бананы. Характеристика некоторых других макроэлементов предложена в Приложении 1. 2.1.2. Микроэлементы Микроэлементы вошли в отмеченный выше ряд из 30 элементов, обязательно присутствующих в организме человека. Заметим, что большинство из них - металлы. Таким образом, установлено, что многие биологические катализаторы (ферменты) содержат ионы металлов. Например, известно, что марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо - в 70, меди - в 30, а цинк - более 100. Роль микроэлементов в организме человека достаточно велика. Эти соединения обеспечивают нормальный поток практически всех биохимических процессов. Если содержание микроэлементов в организме человека находится в пределах нормы, то все системы будут стабильно работать. Согласно статистике, около двух миллиардов человек на планете страдают от нехватки этих соединений. Отсутствие микроэлементов в человеческом теле приводит к умственной отсталости, слепоте. Многие дети с дефицитом минералов умирают, едва появляясь на свет. Дадим характеристику микроэлементам. Эссенциальные. Йод (J) Биологические свойства. Общее количество йода в организме около 25 мг, из них 15 мг - в щитовидной железе. Значительное количество йода содержится в печени, почках, коже, волосах, ногтях. Щитовидная железа является своего рода центральной регулирующей лабораторией, в которой образуются и накапливаются соединения йода. Собственно, йод принимает активное участие в функционировании щитовидной железы. Суточная потребность. Нормальная потребность в йоде составляет около 100-200 мкг в сутки. Основные источники. Большое количество йода содержится в овощах, выращенных на почве, богатой йодом, в луке, и всех морепродуктах. Медь (Cu) Биологические свойства. Общее содержание меди в организме человека составляет примерно 100-150 мг. В печени взрослых людей содержится в среднем 35 мг меди на 1 кг сухого веса. Медь необходима для процессов образования гемоглобина и в этом смысле не подлежит замене другими элементами. Медь также участвует в процессах роста и размножения. Участвует в процессах пигментации. Суточная потребность. Потребность в меди у взрослого человека составляет 2 мг в день. Основные источники. Содержится в миндале, авокадо, ячмене, бобовых, свекле, брокколи, печени, грибах, орехах, апельсинах и изюме, в морепродуктах и в зеленых листьях овощей. Цинк (Zn) Биологические свойства. Цинк оказывает влияние на активность половых и гонадотропных гормонов гипофиза. Цинк также увеличивает активность ферментов: фосфатаз кишечной и костной, катализирующих гидролиз. Тесная связь цинка с гормонами и ферментами объясняет его влияние на углеводный, жировой и белковый обмен веществ, на окислительно-восстановительные процессы, на синтетическую способность печени. Суточная потребность. Ежедневная потребность человека в цинке составляет 12-16мг для взрослых и 4-6мг для детей. Основные источники. Наиболее богаты цинком дрожжи, пшеничные, рисовые и ржаные отруби, зерна злаков и бобовых, какао, морепродукты. Наибольшее количество цинка содержат грибы - в них содержится 130-202,3мг на 1 кг сухого вещества. Структурные. Фтор(F) Биологические свойства. Фтор жизненно необходим для нормального роста и развития. В организме фтор участвует во многих важных биохимических реакциях - активирует катализатор аденилатциклазу, ингибирует ферменты липазы и эстеразу. Фтор участвует в образовании костной ткани и формировании эмали и дентина зубной ткани. Фтор также имеет очень сильно выраженный противокариесный эффект, который объясняется замещением гидроксильной группы (OH-) гидроксиапатита эмали на фтор. Суточная потребность. Ежедневная потребность фтора у взрослого человека составляет от 2-3 мкг. Основные источники. Большое количество фтора содержится в рыбе, печени, орехах, баранине и телятине, а также в овсяной крупе, рисе, яйцах, молоке, луке, шпинате, яблоках. Особенно богат фтором чай. Фактически значимость эффектов, связанных с эффектами макро- и микроэлементов, намного выше, и они касаются работы всех органов и систем организма без исключения, поскольку элементы присутствуют во всех клетках организма и участвуют в работе десятках и сотнях ферментных и регуляторных систем. В то же время действие отдельных элементов может иметь четкие внешние проявления, которые связаны с работой вполне определенных систем. Но для того, чтобы лучше понять значение того или иного элемента, нужно познакомиться с теми изменениями в работе организма, которые могут возникать на фоне недостатка элементов. Эти изменения могут проявляться в виде клинических симптомов (изменения внешнего вида человека, его поведения, появления жалоб на здоровье), данных клинического анализа, осложнение течения различных заболеваний и развития самостоятельных заболеваний, связанных с дефицитом элемента. Как известно, химические элементы не синтезируются в организме, а поступают в него извне, главным образом из пищи и воды. Поскольку пища является основным источником химических элементов в организме человека, правильное сбалансированное питание чрезвычайно важно. Важную роль играет здоровый образ жизни. 2.2. Дисбаланс макро и микроэлементов в организме 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. |