Реферат по философии. (Михайлова) Исторические аспекты изучения микроэлементозов живот. Исторические аспекты изучения микроэлементозов животных

• Название: Исторические аспекты изучения микроэлементозов животных
• Анкор: Реферат по философии
• Дата: 16.04.2022
• Размер: 165 Kb.
• Имя файла: (Михайлова) Исторические аспекты изучения микроэлементозов живот.doc
• Тип: Реферат; #478382
• страница: 3 из 5

ГЛАВА 2. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОЗОВ

2.1. Первые упоминания о микроэлементозах в истории

В истории учения о микроэлементах сложилось своеобразное положение: вызываемые ими патологические процессы - микроэлементозы - были известны человечеству за несколько тысяч лет до открытия микроэлементов. Применение минералов и металлов в лечебных целях известно со времен древнейших цивилизаций Китая, Индии, Месопотамии. Один из первых микроэлементозов - эндемический зоб - упоминается в индийской и китайской литературе 4000-летней давности.

Так, ещё с давних времён жители северных приморских стран, Японии, Кореи и Китая использовали морскую капусту как лекарственную культуру⁹. Ламинария богата содержащимися микро- и макроэлементами, комплексом витаминов. Она содержит почти все химические элементы морской воды, важнейшим из которых является йод. Кроме того, в морской капусте много ценных органических соединений (белки, жиры, углеводы, органические кислоты, витамины). В связи с этим ламинария использовалась при лечении многих эндемических заболеваний как у людей, так и у животных (эндемический зоб, цинга, подагра, атеросклероз).

В древнем Китае для лечения эндемического зоба использовали золу морских губок в виде порошков и пилюль. Использование щитовидной железы оленя, для лечения зоба, описано в книге Шен Ши-Фана (420-501 годы). Выдающийся китайский врач Ли Ши-Чен (1552-1578 годы) подробно рассказывает о приготовлении вытяжки щитовидной железы свиньи и оленя в книге-травнике Пен-ТсаоКанг-Му. Жители северных приморских стран, Японии, Кореи и Китая с давних времен использовали ламинарию как лекарственную культуру.

Согласно древней легенде царь шумеров Гильгамеш более 5 тыс. лет назад пытался найти под водой целебную траву бессмертия. Впоследствии в VII веке эта легенда нашла продолжение в фундаментальном труде китайского врача Сунь Си-мао «Главные золотые рецепты», где он даёт совет лечить ламинарией зоб.

За тысячу лет и вплоть до нашей эры китайские ученые считали, что эндемический зоб появляется в зонах с плохим качеством воды и у проживающих в горах. Древнеримский писатель и ученый Гай Секунд Плиний Старший (23 - 79 гг.) в своей книге «Естественная история в 37 книгах» соглашается с утверждением о значении воды как причины «выступающего горла».

Также, считается, что ещё за 40 лет до н.э. большую популярность приобрело применение солей в качестве лекарств. Так, Виргилий и Плиний рекомендовали давать животным различные соли, чтобы получать больше молока. Во времена Плутарха домашних животных кормили солью.

В 1295 году Марко Полов были подробно описаны клинические случаи отравления селеном пастбищного скота в Китае. А в XVII в. Сиденхэм лечил анемию железными опилками.

2.2. Основные этапы развития учения о микроэлементозах

Создание теории микроэлементной недостаточности принято относить к достижениям науки XX века. Однако, ещё в 1880 г. российский химик Н. И. Лунин предсказал наличие в пище незаменимых алиментарных факторов, которые отличаются от ранее известных белков, жиров, углеводов и минеральных веществ. С полным основанием его можно считать одним из тех, кто предсказал открытие витаминов. Однако, по-видимому, в не меньшей степени это должно относиться и к микроэлементам, указание на роль которых в жизнедеятельности организмов было впервые высказано В. И. Вернадским еще в 1891 г. В дальнейшем именно эти представления вошли как интегральная часть в его учение о биосфере.

В 1912 г. польский химик К. Функ впервые предложил термин «болезни недостаточности». В этом же году французский исследователь Ж. Бертран дал одно из первых определений микроэлементов как веществ, необходимых для поддержания жизни.

В XX веке ряд учёных выделяют только два основных периода: первый (классический) с 1925 по 1956 г. и второй (современный) с 1957 г. по настоящее время. В классическом периоде почти все открытия микроэлементов были сделаны случайно или при локальных вспышках необъяснимых болезней у сельскохозяйственных животных. Второй период отличался систематизированной работой в изучении микроэлементозов. В этот период были разработаны приемы эксперимента, вызывавшие специфические дефицитные состояния в отношении ряда микроэлементов у лабораторных животных при содержании их на специально созданных синтетических диетах¹⁰.

Исследования французского химика Г. Шатена в период 1850-1876 годов положили начало исследованию зоба как заболевания, вызываемого дефицитом йода. Шатен впервые показал, что в небольшом количестве йод содержится почти во всех природных составляющих нашей планеты (воде, растениях, животных, почве, минералах).¹¹

В 1850 году он обнаружил значительные количества йода в кресс-салате, белой водяной кувшинке и других водных растениях, которые еще в средние века эмпирически применяли для лечения зоба. Им сделан вывод о том, что содержание йода в наземных растениях зависит от места произрастания, но не от вида растения

Г. Шатен произвел исследования содержания йода в воздухе и водных источниках в Альпах и Пиренеях. Он установил замечательный факт: чем выше в горы, тем меньше йода в воде и воздухе, а в горных селениях - все больше зоба и кретинизма. В 1852 г. Г. Шатен впервые опубликовал свои новаторские наблюдения о содержании йода в почвах, водах и продуктах питания в Европе.

На этот же факт еще в начале XIX века указывали другие исследователи, хотя они и не располагали убедительными аргументами. В 1896 году появилась информация о том, что йод концентрируется в щитовидной железе, причем его содержание в этом органе при эндемическом зобе оказалось сниженным.

Только во второй половине XIX века было показано, что химические элементы, содержащиеся в тканях организма в очень низком количестве, способны оказывать определенное действие на физиологические процессы. К числу таких элементов относится цинк, который, как выяснилось в дальнейшем, обладает удивительно многообразной и, более того, жизненно необходимой активностью.

В нашей стране учение о микроэлементах имеет давние и славные традиции. Краткий исторический очерк, написанный Г. А. Бабенко (1965) дает объективную характеристику важнейших отечественных работ, посвященных роли микроэлементов в экспериментальной и клинической медицине. Именно в этой небольшой книге справедливо оцениваются основополагающие идеи В. И. Вернадского о способностях живого вещества к захвату, аккумулированию и использованию солнечной энергии, которые лежат в основе его химической активности. Последняя проявляется в непрерывном выделении и захвате атомов элементов из мертвой материи, принимая, таким образом, участие в процессах миграции, концентрирования и распределения химических элементов в земной коре: «Живые организмы непрерывно извлекают химические элементы из земной коры и возвращают их в нее вновь, до известной степени превращая их в новые соединения, неустойчивые вне среды их образования. Это производится организмами двояким путем — частью путем природного обмена, когда организмы проводят химические элементы через свои тела, частью путем изменения природных соединений без проведения их через свои собственные тела. Это последнее явление очень ярко представлено в геохимической работе человечества — таковой является вся его техническая деятельность, создающая современную цивилизацию»¹².

Именно В. И. Вернадский, впервые показавший планетарную роль живого вещества в геохимических процессах, теснейшим образом связал их с эволюцией всего органического мира. С 1922 г. научные интересы В. И. Вернадского сконцентрировались на проблеме связей живых организмов с различными химическими элементами и особенно элементами, содержащимися в живых организмах в виде «следов». Именно этим элементам он придавал огромное значение в жизненных процессах.

В. И. Вернадский в свое время писал: «Одной из задач изучения химического состава биосферы является выяснение среднего химического атомного состава ее живого вещества и выяснение его количества в биосфере. Он совершенно оригинален, и в нем резко господствуют легкие атомы. Это будет, во-первых, 13 легких химических элементов: Н, С, N, О, Na, Mg, Al, Si, P, S, CI, К, Ca — и один тяжелый - Fe. Они находятся во всех без исключения живых организмах и дают в них определенные химические соединения, в подавляющем большинстве только в живом веществе наблюдаемые. Во всех живых веществах в виде следов в рассеянном состоянии находятся все другие элементы. В конце концов, все химические элементы менделеевской таблицы, по-видимому, закономерно охвачены живым веществом».

В образной форме В. И. Вернадский говорил, что, поскольку все организмы, составляющие в своей совокупности «живое-вещество», выполняют большую работу, пропуская через себя «атомные вихри», элементный состав их находится в тесной зависимости от состава земной коры. Организм нераздельно связан с механизмом земной коры и должен изучаться в тесной связи с последним. «Автономного организма вне связи с земной корой в природе не существует»¹³.

Крайне важную мысль о единстве организма и окружающей среды в середине XIX века высказал И. М. Сеченов (1864). Особенно детальной разработке подвергается вопрос об опасности химических веществ как реальных и потенциальных загрязнителей атмосферного воздуха. Среди последних в первую очередь называют токсичные металлы, переносимые потоками воздуха в виде взвешенных пылевых частиц, паров и аэрозолей. Большое внимание уделяется свинцу, ртути, кадмию, бериллию, марганцу, мышьяку, а также фторидам.

Таким образом, учение о микроэлементозах в первую очередь связано с именем В. И. Вернадского, который пророчески предсказал большое будущее этой области знания и заложил научные основы ее последующего развития. Именно он в 1926 г. открыл «Отдел живого вещества» при Комиссии по изучению естественных производительных сил. В 1928 г. по его же инициативе организована «Биогеохимическая лаборатория», на долгие годы ставшая основным центром координации исследований этого профиля.

Мысли В. И. Вернадского оказались пророческими во многих отношениях. Микроэлементы - это важнейшая составная часть многих промышленных загрязнителей, которые оказывают на организм разнообразное действие.

Помимо этого, микроэлементы, играют большую роль не только в жизненных процессах нормального организма, как утверждал В. И. Вернадский, но они сохраняют свое важное значение и в больном организме¹⁴.

Впрочем, и эту сторону проблемы хорошо понимал В. И. Вернадский, так как именно под его руководством начались исследования, направленные на выяснение аномального состава химических элементов в регионах с зарегистрированными в то время заболеваниями химической природы.

Ценные наблюдения были накоплены при изучении микроэлементозов сельскохозяйственных животных. К сожалению, значительная часть их сопровождается очень краткими патогистологическими сведениями. В лечении и профилактике микроэлементозов у сельскохозяйственных животных достигнуты определенные успехи. Они имеют большой теоретический и практический интерес, так как материалы сравнительной патологии микроэлементозов обладают значительной познавательной силой.

Один из ближайших учеников В. И. Вернадского — академик А. П. Виноградов - в течение многих лет исследовал элементный состав различных видов животных, а также среды их обитания. Он считал, что в живом веществе находятся не только все известные элементы, но также и их радиоактивные и нерадиоактивные изотопы. В связи с этим расширение наших знаний о химическом составе организмов зависит от прогресса методических возможностей. По его мнению, количественное содержание того или иного элемента в организме определяется его содержанием во внешней среде, а также свойствами самого элемента. А. П. Виноградов отметил большие различия между огромными концентрациями алюминия, кремния и титана в земной коре и их ничтожным количеством в живом веществе. Это, по его мнению, связано с тем, что указанные элементы входят в состав труднорастворимых соединений. Вместе с тем элементы, легко образующие газы и водорастворимые соединения (углерод, йод, азот, фосфор, калий, кальций, натрий и др.), несмотря на их, сравнительно низкое содержание во внешней среде, концентрируются в организмах вследствие высокой подвижности их соединений в биосфере¹⁵. Таким образом, А. П. Виноградов приходит к заключению, что концентрация элементов в живом веществе прямо пропорциональна содержанию их в среде обитания с учетом растворимости их соединений. Это важное правило А. П. Виноградова полностью основано на химических закономерностях.

А. П. Виноградову принадлежат еще два крупных теоретических обобщения. Во-первых, сопоставляя огромный фактический материал о химическом элементном составе организмов различных типов, классов, родов и видов, он пришел к выводу, что «химический состав организма есть его признак — видовой, родовой и др.». К этому следует добавить, что своеобразие химического состава организмов особенно проявляется в содержании и локализации микроэлементов. Распространяется ли это предположение на микроэлементный состав клеток различных живых существ, покажет будущее. Однако в настоящее время этот подход уже используется в таксономии растений.

Во-вторых, А. П. Виноградов создал учение о биогеохимических провинциях, которое логически завершило его исследования о значении химического состава среды обитания организмов для их размножения, роста, развития, а также для их морфологической и физиологической изменчивости. Согласно его концепции, различные области земной поверхности характеризуются неодинаковым типом геохимических процессов и поэтому отличаются и по количественному элементному составу. Именно эти области получили название «биогеохимические провинции». «Поскольку поступление химических элементов в организм определяется наряду с другими факторами и содержанием элементов во внешней среде, то растения и животные в пределах той или иной геохимической провинции будут находиться в различных условиях питания»¹⁶. В связи с этим животные и растения проявляют своеобразные биологические реакции в ответ на элементный химический состав атомов, которые проходят через организм в ходе питания. «В результате длительного непрерывного воздействия на организм определенного по химическому составу потока атомов происходит подбор и распределение организмов по разным зонам земли, а наряду с этим наступает и изменчивость организмов». «Своеобразие и отличие этой изменчивости от всех других видов ее состоит в том, что она обусловливается первичным изменением содержания химических элементов в тканях организма»¹⁷.

Эти взгляды получили широкое распространение и легли в основу многолетней работы по биогеохимическому районированию территории нашей страны, которая под руководством В.В. Ковальского позволила установить «аномальные биогеохимические провинции, характеризующиеся понижением или повышением содержания таких элементов, как барий, бор, кобальт, кальций, медь, молибден, никель и др.

В.В. Ковальский в течение 25 лет возглавлял основанную В.И. Вернадским «Биогеохимическую лабораторию», на долгие годы ставшую основным центром координации исследований микроэлементов. В этот период развернулись широкие исследования самого Виктора Владиславовича и его многочисленных учеников, результаты работ которых были опубликованы в последних 10 томах «Трудов Биогеохимической лаборатории». Научная и организационная деятельность В. В. Ковальского способствовала тому, что в нашей стране стали проводиться многочисленные исследования по единому плану, выработанному Научным советом АН «По проблемам микроэлементов в биологии». В результате этой работы возникли многочисленные центры, в которых велась самостоятельная исследовательская работа по изучению микроэлементов.

Эти важные материалы были использованы в эпизоотологии, ветеринарной медицине и в других сельскохозяйственных науках. Были выделены новые формы патологии животных, растений и, наконец, человека. Более того, на основе обнаружения почв с низким содержанием кобальта, а также меди удалось осуществить целенаправленную коррекцию пищевых рационов у сельскохозяйственных животных и добиться их выздоровления и оптимального развития¹⁸.

Недостаточность йода во многих регионах, в частности в гористых местностях и по долинам рек, вызывает эндемическое увеличение щитовидной железы и зоб у людей и животных. Профилактическое йодирование способствовало предотвращению интенсивности зобных эндемий и эпизоотии.

Огромные по охвату обследованных территорий нашей страны исследования были выполнены В. В. Ковальским, который не только открыл конкретные формы биогеохимической патологии людей и животных, но и стал основоположником новой науки — геохимической экологии.

Выделяют два главных метода, с помощью которых были получены основные знания по физиологии микроэлементов. Этими методами являются:

1) изучение «локальных проблем» в природных условиях (т. е. эндемических заболеваний, связанных с микроэлементами);

2) использование очищенных диет и строгого контроля среды обитания. Он специально останавливается на проблеме локальных заболеваний, вызванных дефицитом, токсичностью и нарушением баланса микроэлементов, подчеркивая, что именно их разгадка оказалась наибольшим научным и экономическим вкладом в области изучения микроэлементозов.

В 20-х годах XX века был предложен метод эмиссионной спектрографии, который давал возможность определять малые количества многих элементов и позволил осуществить сравнение минерального состава почв, растений и животных тканей в пораженных и непораженных эндемическими заболеваниями районах. После этого были сделаны крупные открытия в области патологии сельскохозяйственных животных.

Всплеск интереса к изучению биологической роли микроэлементов наблюдался с конца 1950-х до начала 1980-х гг. после выхода в свет монографии профессора Донецкого медицинского института А.И. Войнара, которого по праву можно считать основателем медицинской элементологии в нашей стране. Ученики В.А. Вернадского, А.П. Виноградова, В.В. Ковальского в институте геохимии и аналитической химии АН СССР, А.И. Войнара в Донецком и Г.А. Бабенко в Ивано-Франковском медицинских институтах, Б.А. Ягодин в Тимирязевской сельскохозяйственной академии и др. создали научные школы, которые активно использовали полученные в научных лабораториях данные для целей практической медицины, биологии и сельского хозяйства. В 1960 - 1980-х гг. в СССР были проведены десять всесоюзных симпозиумов «Микроэлементы в медицине, биологии и сельском хозяйстве», выпускались ежегодные бюллетени «Микроэлементы в СССР».

В коллективной работе ряда авторов была дана раздельная характеристика патологических процессов, развивающихся при недостаточности и избытке ряда микроэлементов в организме. В течение многих лет основным руководством по проблеме микроэлементов в питании была книга Э. Андервуда «Микроэлементы в питании человека и животных», выдержавшая 4 издания. Работая в области изучения патологии, связанной с действием микроэлементов, более 20 лет, А.П. Авцын с сотрудниками только в 1983 г. решились сделать первое обобщение по всей проблеме, опубликовав работу, где впервые был предложен термин «микроэлементозы» и дана рациональная классификация этих многообразных заболеваний¹⁹.

Таким образом, изучение эндемических заболеваний, сыгравших очень большую роль в развитии учения о микроэлементах, показало, что установление их истинной причины сопряжено со значительными сложностями, и поэтому поспешные суждения об этиологии вновь обнаруживаемых природных микроэлементозов, по меньшей мере неуместны.

Это полностью относится и к микроэлементозам техногенного происхождения, которые не всегда являются монокаузальными заболеваниями.

Учитывая вышесказанное, можно смело заключить, что отечественная медицинская наука рано оценила роль микроэлементов в патологии. Количество клинических и экспериментальных работ, посвященных тем или иным аспектам изучения микроэлементов, огромно. Есть основания говорить о взрыве информации, посвященной отклонениям от нормы, обусловленным дефицитом или избытком микроэлементов в организме животных.