К чему приводит дефицит или избыток химических элементов. Недостаток или избыток макро – и микроэлементов вредно влияют на функционирование клеток и организма в целом и в конечном итоге вызывают заболевания, которые даже могут привести к смерти. Именно поэтому в суточном рационе человека, домашних животных и сельскохозяйственных растений должна быть четко определено количество необходимых для нормальной жизни биогенных элементов.
Дефицит определенного биогенного элемента вызывает специфическую болезнь, которая имеет особые внешние проявления – симптомы, по которым врач, ветеринар или агроном могут определить, какой именно из химических элементов недополучает организм человека, животного или растения.
Потребности биосистем в химических элементах
Дефицит йода в пище людей, проживающих в горной местности, приводит к снижению его содержания в их организме, что приводит к нарушению функции щитовидной железы (вспомните, в чем заключается значение для человека этого органа внутренней секреции), в результате чего возникает болезнь – эндемический (от греч. ендемос – местный) зоб. При этой болезни у человека снижается скорость обмена веществ, уменьшается уровень снабжение клетки энергией, подавляется синтез белка, откладывается много жира, замедляется рост, снижается способность к размножению. В случае применения избыточного количества поваренной соли или хлорированной воды организм человека может терять Йод. (Вспомните из химии явление вытеснения одного галогена другим.) С целью профилактики и лечения этой болезни увеличивают употребление йодосодержащихпродуктов, добавляют препараты, содержащие йод или употребляют специальную кухонную (йодированную) соль. Однако при лечении или профилактике дефицита Йода ни в коем случае нельзя « перестараться », так как в организме поддерживается определенный баланс элементов, не следует нарушать. Это касается и избытка Йода, который может привести к заболеванию – йодизма.
Вам, наверное, уже знакомо такое заболевание, как кариес, обусловлено недостаточным количеством фтора в организме человека.
Особенно опасными для человека являются излишки микроэлементов (молибдена, селена, хрома, никеля, мышьяка и стронция), и хотя их избыток выводится из организма, однако они все же успевают вызвать заболевание, а некоторые из них – сильное отравление.
Подобные заболевания свойственны не только животным, но и растениям. Так, недостаток железа в почве нарушает жизнедеятельность растений, в частности тормозится процесс образования хлорофилла, что приводит к хлороза (86). У таких растений рост замедлен, а листья желтеют и белеет. Для предотвращения недостатка микроэлементов в почве необходимо использовать специальные микроудобрения.
Следует отметить, что избыток или дефицит химических элементов является специфическим для определенного вида организма, а потому дозы микроэлементов, которые являются нормальными для растений, могут быть смертельно опасными для животных. Если в почве мало меди, то и растения содержат этот элемент в мизерном количестве, однако это никак не сказывается на их жизнедеятельности, однако у коров, которые пасутся на лугах с такой растительностью, развивается болезнь « медная недостаток ». В последнее время оказалось, что и для человека дефицит меди является очень опасным, нехватка этого элемента может приводить к разрушению кровеносных сосудов, ненормального развития костей и даже, как теперь считают, быть одной из причин раковых заболеваний. (Обратите на это внимание.)
Некоторые растения накапливают большие запасы химического элемента Никеля. Поедая такие растения, овцы получают его в избыточном количестве. Как следствие – отравление, в результате которого на роговице оболочке глаза развивается бельмо. Заканчивается эта болезнь слепотой.
Что такое эндемические болезни и биогеохимические зоне Результаты исследований В.И. Вернадского и его учеников, проведенные еще в первой половине XX в., Показали, что микроэлементы неравномерно распределены по поверхности суши: зоны с преобладанием одних микроэлементов сменяются местностями, где эти самые элементы могут быть в дефиците. Ученые установили существование биогеохимического цепи – связи между химическим составом почвы, растениями и животными, выделили биогеохимические зоны – территории, которые характеризуются определенным содержанием и соотношением биогенных элементов. Как правило, эти зоны совпадают с границами природно- климатических зон и соответствуют определенным типам почв.
Недостаток или избыток в почве, воде и воздухе определенных биогенных элементов соответственно приводит к их дефицита или избытка сначала в растениях, а затем в животных, которые поедают. При этом одни виды не испытывают никакого дискомфорта, другие к нему приспосабливаются, а в некоторых возникают эндемичные заболевания, характерные для конкретной местности. К таковым относятся и вышеупомянутые эндемический зоб и « медная болезнь» скота. Эндемические болезни обычно связаны с географически ограниченными территориями горной, заболоченной местности, с местами залежей руды и вулканической деятельности.
В пределах Украины располагаются две геохимические области. Одна из них находится в лесостепной и степной черноземной зонах. В этих местностях практически не встречается дефицит биогенных элементов, а соотношение между ними близко к оптимальному для живых существ. В пределах этой зоны достаточное количество Са, Со, Си, Мп, сбалансированное соотношение S, Zn, Mo, однако местами бывает дефицит К, В, Г. Вторая геохимическая зона – горная, в которую входят территории Карпат и Крыма. Для горной зоны характерен повышенный содержание одних элементов (чаще Со) и дефицит других. Так, территория Украинских Карпат бедна Йод (I) и марганец (Мп).
Содержание и распределение микроэлементов в почве зависит от различных факторов, например процессов почвообразования, химического состава почвы. Так, черноземы имеют наиболее высокое содержание биогенных химических элементов, а в серых лесных почвах он снижен.
В результате многочисленных исследований ученые установили существование зависимости между содержанием элементов в почве и частотой различных заболеваний у населения. Баланс микроэлементов в окружающей среде сказывается на балансе микроэлементов в организме человека. Например, рак желудка или легких часто поражает жителей населенных пунктов, расположенных на почвах с дефицитом Fe, Со,
Zn, повышенное содержание в среде обитания Мо и Zn увеличивает частоту заболеваний раком пищевода.
Прогнозирование эндемичных болезней и их профилактика (внесение микроудобрений, составления оптимального рациона питания населения, учета закономерностей географического распространения микроэлементов в окружающей среде) являются важными мерами в обеспечении баланса химических элементов в организмах (табл. 3).
Как избыток, так и недостаток биологически важных химических элементов сопровождается нарушениями функционирования клетки и всего организма как человека, животных, так и растений. В ряде случаев это приводит к заболеваниям и даже смерти.
На Земле есть зоны с разной концентрацией биологически активных элементов, которые называются биогеохимическими зонами. Оптимальной по химическому составу является лесостепная и степная черноземная зоны, занимающие большую часть территории Украины. Проблемными в этом отношении горные местности, где обычно существует дефицит Йода и других микроэлементов.
(No Ratings Yet)
Загрузка...