Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №9» Химические элементы в организме человека Выполнил ученик 11а класса Кузиев Сергей Руководитель: учитель химии высшей категории Борзых Т.Н. г. Новомосковск, 2010 г. Классификация элементов по содержанию • В организме человека металлы составляют около 3 % (по массе). Кальций (1700 г), калий (250 г), натрий (70 г ), магний (42 г), железо (5 г), цинк (3 г). • Макроэлементы – концентрация элемента в организме превышает 10-2 %. • Микроэлементы – концентрация элемента в организме 10 -3 %. – 10-5 %. Ультрамикроэлементы- концентрация элемента в организме ниже 10 -5 %. Важнейшие соединения элементов • Большинство ионов металлов образуют соединения с биологическими объектами. Марганец входит в состав 12 различных ферментов. Железо – в 70 (в том числе в гемоглобин крови), медь – в 30, цинк – более чем в 100. Вода и соли необходимы нам • Соли металлов совершенно необходимы для • нормального функционирования живых организмов. Кормление животных бессолевой пищей приводило к гибели животных. Организм человека состоит на 60 % из воды, 34% приходится на долю органических веществ и 6 % - на неорганические. Накопление металлов в органических тканях человека. Ba Cu Накопление металлов в органических тканях человека. Sn Cd Hg Mn Накопление металлов в органических тканях человека. Al Hg Cd Be Zn Mg Cd Be Sr90 Pb K137 Cs Sr90 Pb Ca Cs137 Основные элементы • Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород. кислород, азот. фосфор. сера. В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: кальций. фосфор. кислород. натрий. магний, сера, бор, хлор. калий. ванадий, марганец. железо. кобальт, никель. медь. цинк. молибден, хром. кремний, иод. фтор. селен, Суточное поступление химических элементов в организм человека. Химический элемент K Суточное поступление, мг взрослым 200 - 5500 Суточное поступление, мг детям 530 Na 110 – 3300 260 Ca 800 - 1200 420 Mg 300 – 400 60 Zn 15 5 Химический элемент Fe Mn Cu Mo Cr Co Cl Суточное Суточное поступление, поступление мг мг взрослым детям 10 - 15 7 2 -5 1,3 1,5 - 3 1 0,0 75 – 0,25 0,06 0,05 – 0,2 0,04 Около 0,2 витамин В 3200 0,001 470 I 0,15 0,07 F 1,5 - 4 0,6 PO4 3- 800- 1200 210 SO2-4 10 Se 0,05 – 0,07 Железо • Fe входит в состав ферментов: цитохромов, • каталазы, пероксидов, некоторых белков, 70 % сосредоточено в гемоглобине. В органах и тканях имеется так называемое депонированное с помощью белка феррицина (запасное железо), которое используется, если возникает дефицит железа. Железо Избыток железа превращает человека в агрессивное существо с жестоким, эгоистичным характером. Такие люди очень активны, постоянно чем-то заняты. Любят командовать, поэтому чаще всего становятся военными, спортивными инструкторами или бизнесменами. Но таких «железных дровосеков» можно смягчить, если давать им меньше мяса. Анемия • Недостаток железа и кобальта приводит к нарушению синтеза гемоглобина (заболевание крови - анемия) • Эффективным средством для лечения анемии являются феррамид и коамид в комплексе с никотиновой кислотой. «железное вино» • С древних времён до настоящего времени для • лечения железнодефицитной анемии применяют «железное вино» - напиток, полученный настаиванием виноградного вина на железных опилках. Избыток железа в организме ведёт к заболеванию глаз и лёгких. ЦИНК • Цинк входит в состав более 40 металлоферментов, • • • которые катализируют гидролиз пептидов, белков, некоторых эфиров и альдегидов. Цинкосодержащий фермент – карбоангидроза (фермент крови) содержится в эритроцитах и состоит из 260 аминокислотных остатков. Цинк входит в состав более 40 металлоферментов, которые катализируют гидролиз пептидов, белков, некоторых эфиров и альдегидов. Цинкосодержащий фермент – карбоангидроза (фермент крови) содержится в эритроцитах и состоит из 260 аминокислотных остатков. МЕДЬ • Дефицит меди служит причиной раковых заболеваний, вызывает деструкцию кровеносных сосудов. • Избыток меди приводит к нарушению психики и параличу некоторых органов (болезнь Вильсона) Медь Люди, в организме которых больше всего меди, мягки и покладисты. Они любят красивую жизнь и вкусную еду, предпочтение отдают сладостям. Они всегда готовы прийти на помощь, у них дружные семьи и много друзей. Чаще всего они становятся писателями, музыкантами или художниками. Однако их часто обманывают и предают, пользуясь их слабостями. Поэтому, если в этом описании вы узнали себя, постарайтесь потреблять больше продуктов, содержащих железо, – так вы компенсируете мягкость меди. Среди «металлов жизни» есть такие, которые определяют ход абсолютно всех процессов, протекающих в человеческом организме. Это кальций, калий и натрий. Кальций можно обнаружить во всех тканях и жидкостях тела. Около 99% его содержится в костях в виде фосфорных солей. Кальций придает костям прочность. Продукты, богатые кальцием, - сыры, молоко, творог. Калий и натрий присутствует в организме в растворенном , ионизированном виде. Калий – основной внутриклеточный ион, а натрий – внеклеточный. Во многом от концентрации в крови ионов калия зависит нормальная работа сердца. НАТРИЙ • Сульфат натрия (глауберова соль) Na2SO4 · 10 H2O • • • применяют в качестве слабительного средства. Тетраборат натрия Na2B4O7 ·10 H2 O применят как антисептическое средство для полосканий, спринцеваний, смазываний. Фторид натрия употребляют в медицинской практике в качестве местного действующего наружного средства. Хлорид натрия в десятикратном по сравнению с нормальным содержанием в организме является ядом. КАЛИЙ • Ионы Na+ и K+ применяют участие в биокатализе. • Антибиотик (валиномицин) вызывают транспорт ионов калия в митохондрии. Валиномицин – переносчик ионов калия через плазматическую мембрану в клетку. КАЛЬЦИЙ • В костях и зубах взрослого человека около 1 кг кальция находится в виде нерастворимого минерала – гидроксилапатита Ca10(PO4)6 (OH)2, хлорапатт Ca5(PO4)3 CI и фторапатит Ca5(PO4)3 F. Ca кальций А если ты хочешь скорее вырасти – потребляй почаще химический элемент кальций. Его много и в молоке и молочных продуктах, а можно купить кальций отдельно в таблетках, которые продают в аптеке. КАРИЕС ЗУБОВ • Кариес зубов начинается с образования на поверхности зуба повреждённого участка эмали в виде пятна. Под действием кислот, вырабатываемых бактериями, происходит растворение гидроксилапатитной компоненты эмали. Очень часто разрушению подвергается не внешняя поверхность зуба, а внутренние участки дентина, обнажённые при повреждении эмали. БЕРИЛЛИЙ И МАГНИЙ • Бериллий и магний являются антагонистами • (добавление одного элемента приводит к вытеснению другого). Вследствие токсичности соединения бериллия в медицинской практике в качестве лекарственных средств не применяются Белая магнезия Mg(OH)2 · 4 Mg CO3 · H2 O обладает антацидным и лёгким слабительным действием. Mg магний Даже настроение человека, его здоровье, во многом зависят от присутствия некоторых химических элементов в организме. Элемент магний влияет на работу сердца, а когда мы злимся или нервничаем, магний выделяется из нашего организма, поэтому нужно чаще улыбаться и есть фрукты и овощи содержащие магний (абрикосы, персики). Роль солей магния • MgSO4 · 7 H2O применяют как слабительное, успокаивающее центральную нервную систему средство, блокирует или обеспечивает нервномышечную передачу, понижает возбудимость дыхательного центра, угнетает сосудо – двигательный центр, снижает артериальное давление. При увеличении дозы наблюдается скедативный, снотворный или наркотический эффект. • Тальк 2Mg SiO3 · Mg(HSiO3 )2 используют для приготовления лекарственных форм – паст и таблеток. Свинец Чрезмерное содержание в организме свинца делает человека вялым и апатичным. Он всегда не в настроении, вечно находит повод для недовольства. Чаще всего такие люди оказываются в положении жертвы. Из них получаются отменные подчиненные, ведь они не инициаторы, а предпочитают, скорее, подчиняться распоряжениям. Таким людям просто необходимо разбавлять свой свинец золотом, медью, оловом и серебром. Олово Олово – это тот металл, который в избытке содержится в организме мыслителей, философов и путешественников. У них – отменное чувство юмора, а их энтузиазм часто переходит в одержимость. Свинец сделает их более серьезными, а железо – крепкими. Золото Драгоценные металлы и в организме - драгоценность. Серебро, например, - металл чувствительных, эмоциональных людей, обладающих огромной интуицией, или ясновидящих. Золото преобладает в организме тщеславных, заносчивых людей. Но это лишь видимость: внутри они добры и щедры, просто к ним нужно отыскать подход. Они - верные друзья, готовые в любую минуту прийти на помощь. Им необходимо пополнять свой организм и другими металлами - на характере это, возможно, не отразится, а здоровье укрепит. Ртуть Болтливые люди, оказывается, любят поговорить от... обилия в организме ртути. Еще такие люди хитры, беспринципны и легко предают. Им явно необходимо разбавить этот жидкий металл железом. Молибден • В крови и лимфе кальций находится как в • • ионизированном, так и в неонизированном состоянии – в соединениях с белками, углеводами. Жжёный гипс CaSO4 · 1|2 H2 O применяютдля приготовления гипсовых повязок при переломах, а также в качестве клеточного материала при протезировании зубов. Избыточное содержание молибдена в пище нарушает метаболизм, вызывая снижение прочности костей (остеопорозы). Фосфорномолибденовые комплексы инициируют отложение солей мочевой кислоты и вызывают заболевание подагрой (капкан для ног), деформируя суставы Марганец • В организме марганец образует комплексы с • • белками, нуклеиновыми кислотами (РНК и ДНК) и аминокислотами. Ферменты (аргиназа, холинэстеназа, фосфоглюкомутаза, пируваткарбокксиназа, пируваткарбоксиназа) Аргиназаучаствует в цикле мочевинообразования, катализирует превращение единственного субстрата – аргинина. Роль марганца • Холинэстеназа синтезируется в печени, • • выделяется в плазму крови, участвует в процессе свёртывания крови. Фосфоглюкомутаза участвует в углеводном обмене на стадии распада гликогена. Марганец участвует в синтезе витаминов С и В, доказано его участие в синтезе хлорофилла. КОБАЛЬТ • В организме кобальт представлен в виде витамина В12. • Кобальт в виде простых растворимых солей значительно хуже всасывается и оказывает меньший лечебный эффект, чем кобальт витамина В12. СЕРЕБРО • Повышенное содержание серебра в мозгу человека, в • • • железах внутренней секреции, печени, почках, костях. Ляпис ( нитрат серебра) в виде карандаша или водного раствора применяют для прижигания бородавок. Водные растворы коллоидного серебра в качестве антисептических средств используют для промывания мочевого пузыря, глаз, гнойных ран. Попав на кожу растворы серебра оставляют чёрные пятна, соединения золота оставляют на коже фиолетовые пятна. СЕРЕБРЯНАЯ ВОДА • Серебряная вода служит эффективным лечебным средством при воспалительных и гнойных процессах, лечении желудочно – кишечных заболеваний, язвенной болезни, воспалительных процессов носоглотки, глаз, ожогов. АЛЮМИНИЙ • В живых организмах алюминий не выполняет какой – • • либо физиологической , но из- за своей распространённости входит в состав живого организма. Поступающие в организм с водой и пищей ионы алюминия в форме нерастворимого фосфата выводятся с фекалиями и почками. Проявления токсичности алюминия: хрупкость костей, нарушение метаболизма кальция, магния, фосфора, фтора, развитие различных форм анемии, нарушение речи, провалы памяти, нарушение ориентации, помутнение рассудка, конвульсии. ТОКСИЧНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. РТУТЬ • Ртуть – высоко токсичный яд: обладает способностью кумуляции (накопления) и поэтому содержится в молодых животных меньше, чем в старых. А в хищниках больше, чем в жертвах, особенно этим отличаются хищные рыбы, такие, как тунец. Где ртуть может накапливаться до 0.7 мг/кг и более (при ПДК 0.3 – 0, 6 мг/кг). • Разбитый термометр и вылившаяся. Но не собранная ртуть представляет опасность для здоровья человека. Характерные признаки отравления: слюнотечение, покраснение дёсен, размягчение зубов, головная боль, нарушение пищеварения, дрожание рук и головы, потливость, непроизвольные движения, повышенная температура. Озноб. Воспаление дыхательных путей и лёгких, тошнота, рвота, боли в животе, кровянистый понос, расстройство речи, изменение походки. При слабом отравлении появляются вялость, бессонница, ослаблении памяти. Отравление ртутью • Сулема (Hg Cl2) проявляет ядовитое • действие в некрозе (омертвлении) почек и слизистой оболочки кишечника. Почки нее выводят из крови продукты жизнедеятельности организма. Лечение при отравлении ртутью включает покой, приём антидотов и витаминов. Рекомендуется принимать яичный белок и молоко. МЫШЬЯК • Мышьяк – сильный яд, нарушающий сердечно – сосудистую систему и поражающий печень и почки, но в небольших дозах он прописывается врачами для улучшения аппетита человека. Учёные считают, что микродозы мышьяка повышают устойчивость организма к действию вредных микробов. Отравление мышьяком • При остром отравлении появляется металлический привкус во рту, наблюдаются затруднение глотания, рвота, сильные боли в животе с последующим поносом, может развиваться паралитическая форма – судороги различных мышц, потеря сознания, паралич сосудодвигательного и дыхательного центров. Лечение отравления соединениями мышьяка • В случаях отравления соединениями мышьяка • • проводят промывание желудка тёплой водой и взвесью в воде оксида магния (магнезии), вводят антидоты, немедленно и обязательно госпитализируют. As2O3 используют в стоматологической практике для удаления нейронов (клеток нервной ткани) Свинец СВИНЕЦ • В организме человека свинец накапливается в костях, печени и почках. Свинец – синергист (способствует увеличению токсичности других металлов). Признаки свинцового отравления: серная кайма на дёснах, бледность лица и губ, запоры, потеря аппетита, сильные боли или параличи в суставах, судороги, обмороки. ТАЛЛИЙ • Таллий – кумулятивный яд. Кумуляция – • накопление в организме тех или иных веществ и усиление их действия. Соединения таллия воздействуют на центральную нервную систему, на органы пищеварения и почки. Характерным признаком отравления является выпадение волос. Первая помощь при отравлении таллием – промывание желудка водой с активируемым углём и 0,3 % раствором тиосульфата натрия Na2S2O3 Присутствие в организме азота не столь значительно, но он тоже играет Огромную роль в нашей жизни. Хотя название «азот» переводится с греческого как «неживой», без него существование организмов невозможно. Этот элемент содержится во всех белках и нуклеотидах – важнейших биологических веществах. В теле человека всё находится в строгом равновесии. Даже незначительное изменение может иметь опасные последствия. Особо чувствителен организм к увеличению или уменьшению содержания водорода, точнее иона H, от которого зависит кислотность внутренней среды. Кислород по праву считается олицетворением самой жизни. О нем в первую очередь вспоминают, когда говорят о дыхании. Это не только ритмичные движения грудной клетки, при которых воздух попадает в легкие. Главное происходит внутри каждой клетки. Там кислород участвует в химических реакциях. Конечный продукт – углекислый газ. Углерод, входящий в него, также один из тех элементов, без которых невозможна жизнь. Углеводы, белки, жиры, витамины – во всех них углерод играет в первую скрипку. КИСЛОРОД • Кислород, необходимый человеку для дыхания, в высокой концентрации и особенно под давлением оказывает ядовитое действие. ВОДА • Человек на 65 % состоит из воды. С возрастом • • содержание воды уменьшается. Эмбрион состоит из воды на 97 %, в теле новорождённого содержится 75%. А у взрослого человека – 60% воды. Самая богатая водой ткань – стекловидное тело глаза (99%). Самая бедная – эмаль зуба (0,2 %) В здоровом организме взрослого человека наблюдается состояние водного равновесия, или водного баланса: количество воды, потребляемое человеком, равно количеству воды выводимого из организма. • Человек на 65 % состоит из воды. С возрастом • • содержание воды уменьшается. Эмбрион состоит из воды на 97 %, в теле новорождённого содержится 75%. А у взрослого человека – 60% воды. Самая богатая водой ткань – стекловидное тело глаза (99%). Самая бедная – эмаль зуба (0,2 %) В здоровом организме взрослого человека наблюдается состояние водного равновесия, или водного баланса: количество воды, потребляемое человеком, равно количеству воды выводимого из организма. БОГИНЯ ЗДОРОВЬЯ ГИГИЕЯ • Вода – целитель. При купании вода • благоприятно влияет на кожный покров, улучшает кровообращение. Древние греки изобразили богиню здоровья Гигиею (гигиена) в виде прекрасной молодой женщины с чашей воды в руке Без пищи человек может прожить около месяца, без воды – несколько суток. ПОТЕРЯ ВОДЫ ПРИЗНАКИ 6% - 8% Повышение температуры тела, покраснение кожи, учащение сердцебиения и дыхания, мышечная слабость, головокружение, головная боль. 10 % Необратимые процессы 15 % 20 % Смерть. Кровь густеет и сердце не может её перекачивать СОЛЕВОЙ ОБМЕН В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА • • • • • Роль хлорида натрия. для образования соляной кислоты в желудочном соке. составная часть плазмы крови и тканевых жидкостей задержание воды в организм обладает слабыми антисептическими свойствами (уменьшает развитие гнилостных бактерий) • Избыток в организме NaCl может вызвать острое отравление и привести к параличу нервной системы. • Организм человека быстро реагирует на нарушение солевого баланса появлением мышечной слабости, быстрой утомляемостью, потерей аппетита, возникновением неутолимой жажды. БЕЛКИ • Белки - строитель тканей и органов • человеческого тела , мышц , нервов , крови , мозга. Отсутствие или недостаток белков тяжело сказывается на работоспособности организма(особенно ЦНС). Наиболее полноценные белки находятся в яйцах , мясе ,рыбе, икре , твороге , молоке , сыре , картофеле , капусте , салате , гречневой крупе , рисе , сое. Аминокислоты • Глутаминовая кислота содержится в молоке , овсе , пшенице. • Метионин содержится в молоке , дрожжах , мясе , рыбе. • Холин содержится в говяжей печени , яичном желтке , сое , горохе , шпинате. • Указанные продукты рекомендуется включать в меню ужина. Углеводы • Энергетический материал . Поступают в • • • организм в виде полисахаридов , крахмала , гликогена. К углеводной пище относятся сахар , хлеб , картофель , овощи , фрукты , ягоды , клетчатка растений. При интенсивной физической нагрузке содержание углеводов необходимо повысить до 800-900 граммов в сутки. Обильная пища , богатая сахаром и крахмалом , при отсутствии физической работы приводит к ожирению. ЖИРЫ. • При сгорании жиры дают в 2,5 раза больше калорий , чем равное количество белка и углеводов. • Излишки жировых отложений в подкожной клетчатке , сальники печени , сердце способствуют ожирению, изменению формы тела , приводят к нарушению работы сердца , дыхания. РОЛЬ ВИТАМИНОВ • 70 лет назад русский врач В.И.Лунин доказал необходимость витаминов для здоровья человека. • Гиповитаминоз(недостаток) приводит к общей слабости , раздражительности , склонности к инфекционным заболеваниям. • Известно 30 различных витаминов. Витамин А • Витамин А называют витамином роста, здоровья. • Суточная норма человека 2 – 3 мг. Содержится в молоке, сливках, сметане, сливочном масле, печени, яичном желтке, рыбьем жире. Он может образоваться из каротина моркови, помидоров, щавеля, салата, шпината, абрикосов, зелёного лука. Каротин хорошо усваивается, если к этим овощам и зелениприбавляетсяподсолнечное или оливковое масло. Витамин А способствует росту костей, повышает сопротивляемость к инфекционным заболеваниям, обеспечивает нормальную деятельность кожи и слизистых тканей, предупреждает помутнение роговой оболочки глаз Витамины В1 И В2 • Витамин В1 предохраняет нервную систему от истощения и переутомления. • • При недостатке этого витамина у людей наблюдается сонливость, раздражительность, физическое и умственное утомление, снижение работоспособности, запоры. Содержится в ржаном и пшеничном хлебе грубого помола, в гречневой, овсяной. Яичной крупах, в горохе, мясе, печени, почках, дрожжах. Суточная норма для человека – 2 – 4 мг • Витамин В2 необходим для правильного обмена веществ, окисления углеводов, аминокислот.нормального зрения. Содеожится в печени, почках, яичном желтке, молоке, дрожжах, фруктах, овощах и злаках. Суточная норма для человека – 2 мг Витамин Д • Витамин Д – антирахитический витамин. Соли кальция и фосфора, необходимые для построения скелета ребёнка, способны откладываться в костях только при наличии в организме достаточного количества витамина Д Содеожится в печени животных и треске, почках, яичном желтке, молоке, сливочном масле. Суточная норма для человека – 2 мг Витамин С • Витамин С необходим для нормальной • жизнедеятельности организма, помогает заживлению ран, усиливает рост, вырабатывает устойчивость против инфекционныхболезней и является основным средством против цинги. Содержится в картофеле, свежих овощах: капусте, редьке, помидорах, редиске, брюкве, в зелёном укропе,зелени петрушки, крапиве, щавеле, плодах шиповника, лимонах, апельсинах, мандаринах, рябине. Витамин укрепляет здоровье, повышает сопротивляемость организма болезненным и профессиональным микробам, увеличивает работоспособность организма Как правильно распределить дневной рацион • Завтрак – 25% - 30% всей пищи (съедать • • • • пищу,богатую белками: каши, овощи, творог, яйца, рыбу) Обед – 35% - 40% Полдник – 10% Ужин – 20% - 30 %(молочные, крупяные и овощные блюда). Ужинать нужно не позднее 19 часов Желательно 4 – 5 –разовое питание Суточный набор продуктов на одного человека • Хлеб пшеничный и ржаной – 400 г, мука • пшеничная – 25г, мука картофельная – 5г, макароны – 10г, крупы и бобовые – 100г, фрукты и ягоды – 240г,масло растительное – 10г, сахар – 100г, мясо. Мясные продукты, птица – 200г.рыба ирыбопродукты -50г, молоко- 500г,масло сливочное -25г, топлёное – 30г, сметана – 20г, сыр – 20г, яйца -1 шт. Калорийность приведённого набора продуктов – 3200кал. Зависимость питания от характера труда • Питание – средство поддержания здоровья и • • • • • работоспособности Характер и режим питания должен соответствовать затратам энергии, удовлетворять потребности организма, обеспечивать необходимый уровень обмена Основа режима питания – регулярность приёма пищи В покое человек расходует – 1800ккал Велики энергозатраты при тяжёлом физическом труде и занятиях спортом. Лучше всего питаться чаще, не переедать, не допускать длительных промежутковмежду приёмами пищи Пять самых вредных продуктов питания • Сладкие газированные • • • • напитки Картофельные чипсы Сладкие батончики Сосиски, сардельки, вареная колбаса, паштеты Жирные сорта мяса, особенно в жареном виде Значение Е Пищевые добавки, запрещенные к применению в РФ: E121, E123, E240 • Е 100 - Е 182 - красители, • Е 200 – Е 280 – консерванты, способствующие длительному хранению, • Е 300 – Е 391 – антиокислители, замедляющие окисление продуктов, • Е 400 – Е 481 – стабилизаторы, сохраняющие консистенцию продуктов, • Е 500 – Е 585 – эмульгаторы, поддерживающие структуру продуктов питания, • Е 600 – Е 637 - усилители вкуса и аромата, • Е 700 - Е 899 - запасные индексы, • Е 900 – Е 967 - противопенные вещества, глазирователи • Е 1000 - подсластители соков и кондитерских изделий. Наши рекомендации • • • • • Не покупайте продукты с неестественно яркой окраской. Не доверяйте продуктам с чересчур длительным сроком хранения. Чем меньше список ингредиентов, тем меньше добавок. Откажитесь от чипсов, супов из пакетов, хот-догов и других продуктов быстрого питания – они наполовину состоят из вредных пищевых добавок. Не увлекайтесь магазинными консервами, копченостями, газированными и концентрированными напитками.