Как попадает в наш организм медь? Очень часто опять-таки через сточные воды химических и фармацевтических производств. Например, при производстве витамина В2 в сточных водах содержится 65 мг/л меди. Правда, сейчас учеными Института органической химии им. Н.Д.Зелинского РАН разработан метод очистки стоков, снижающий содержание в них меди с 65 до 0,15 мг/л.
Цинк Zn - элемент, необходимый нашему организму. Потребность человека в цинке в десять раз больше, чем в меди. Доказано, что цинк является компонентом почти 80 ферментов. К таким ферментам относятся полимеры нуклеиновых кислот, лакта-, алкоголь- и ретинолдегидрогеназы, а также фосфатаза, протеазы и другие. Дефицит цинка проявляется в различных симптомах, связанных с нарушением функций названных ферментов.
Следствием недостатка цинка в питании является замедленный рост детей и подростков и трудное заживление ран. На основании многочисленных исследований ВОЗ предложена суточная доза потребления цинка с пищей для взрослого человека - 22 мг.
Различие между необходимым количеством потребляемого с пищей цинка и его токсичным уровнем достаточно велико.
По данным ВОЗ, критический сверхдопустимый предел поступления цинка в организм человека составляет 200 мг в сутки.
Цинк плохо всасывается и оказывает в основном местное раздражающее действие на слизистую желудка. Симптомы отравления появляются очень быстро (от нескольких минут до 2-3 часов) после поступления цинка и проявляются в виде тошноты, рвоты, расстройства желудка. Дети более чувствительны к отравлению цинком, чем взрослые.
Олово Sn - элемент средней токсичности. Наблюдались случаи массового отравления при потреблении различных соков с содержанием олова 300-500 мг/кг. В консервированных продуктах, особенно в присутствии нитратов, содержание олова из-за жестяной коррозии при длительном хранении может достичь величины, опасной для здоровья.
Железо Fe - необходимый элемент в жизни человека. Оно задействовано в процессах кроветворения, участвует в образовании гемоглобина. Железо также входит в состав ферментов пероксидазы и каталазы, является неотъемлемой составной частью цитохромной системы организма, участвует в процессе дыхания. Железо присутствует в организме человека в количестве 4-5 г. Недостаток его в рационе приводит к тяжелому заболеванию - железодефицитной анемии (низкий гемоглобин, малокровие).
Дефицит железа нередко наблюдается у людей, использующих в пищу хлеб, преимущественно из муки высшего сорта, содержащей мало железа. Следует вообще учитывать, что зерновые продукты богаты фосфатами, которые образуют с железом труднорастворимые соединения, плохо усваивающиеся организмом человека. Ведь из зерновых продуктов усваивается человеком всего 5-10% железа, тогда как из мясных до 30% этого элемента. Другими словами, люди, страдающие железодефицитной анемией, должны потреблять больше мяса. Суточная потребность в железе составляет 12-15 мг.
Осведомленность населения о железодефицитной анемии привела к популярности и широкому использованию препаратов и пищевых добавок, содержащих железо. Однако следует помнить, что избыточный прием таких железосодержащих веществ может вызвать тяжелую интоксикацию, особенно у детей (гемохроматоз). При гемохроматозе нарушаются механизмы, ограничивающие всасывание железа. В результате железо распределяется и накапливается во всех органах, особенно в печени и поджелудочной железе. В связи с этим возникают нарушения в работе печени (цирроз), развивается сахарный диабет, сердечная недостаточность и другие столь же неприятные болезни. Железо становится опасным при потреблении его более 200 мг в день.
Железо окисляет пищевые продукты гораздо сильнее, чем медь, и его избыток в продуктах портит их внешний вид и вкус. В связи с высокой окислительной способностью железа его содержание, как и меди, в продуктах нормируют на более низком уровне, чем это необходимо по токсикологическим свойствам.
Предположение о том, что никель Ni играет определенную роль в жизни человека, до последнего времени основывалось на его присутствии в живых тканях, на связывании с ?-глобулином плазмы и его способности активизировать некоторые ферменты в организме. Сегодня существует мнение, что дозы 0,3-0,6 мг/сутки необходимы для человека, а также получены убедительные доказательства жизненной необходимости никеля для животного организма.
Признаки недостаточности никеля во всех случаях были аналогичными: задержка роста, снижение уровня гемоглобина, изменение наружных покровов. В то же время имеются сообщения о канцерогенных свойствах никеля и его производных.
Безусловно доказана незаменимость трехвалентного хрома Cr (содержание которого преобладает перед другими его формами в продуктах питания) в процессах обмена углеводов, липидов, утилизации глюкозы в организме. Хром усиливает эффект действия инсулина в периферических тканях организма человека. Дефицит хрома проявляется у подопытных животных угнетением роста и признаками нарушения обмена глюкозы, что приводит к развитию симптомов диабета.
Хром и его соединения широко используются в современной промышленности - при хромировании металлических изделий, производстве стекла и фарфора, на кожевенных, текстильных, химических и других предприятиях. Сам хром и его двухвалентные соединения малотоксичны. Наиболее ядовиты соединения шестивалентного хрома. Они характеризуются раздражающим и прижигающим действием на слизистые оболочки и кожу, вызывая их изъязвления. Хром, поступая через дыхательные пути и кожу, может накапливаться в печени, почках, эндокринных железах. В отличие от цинка и меди хром очень медленно выводится из организма.
При незначительных концентрациях хрома в воздухе возникает раздражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей, что вызывает насморк, першение в горле, сухой кашель. При более высоких концентрациях могут появиться кровотечения из носа и даже разрушение носовой перегородки. Наряду со специфическим действием на слизистые оболочки соединения хрома обладают общетоксическим действием, поражая желудочно-кишечный тракт. Хронические отравления хромом сопровождаются головными болями, исхуданием, поражением почек. Организм приобретает большую склонность к воспалительным и язвенным изменениям желудочно-кишечного тракта и катаральному воспалению легких.
По современным данным, токсическое действие избытка селена Se проявляется в нарушении им обмена серы в организме. Селен вытесняет серу из серосодержащих аминокислот - метионина, цистина и др. Наряду с этим отрицательное действие избытка селена зависит от свойственного ему химического сродства с гемоглобином. Селен нарушает функции гемоглобина и снижает уровень тканевого дыхания в организме. Имеются сообщения о канцерогенных свойствах селена для человека и животных.
Алюминий Al - элемент, который с недавних пор обнаруживает неприятные для человека свойства. Например, проведенные в Англии исследования показали наличие связи между содержанием алюминия в питьевой воде и болезнью Альцгеймера (дегенерация нервных клеток). Другие исследования свидетельствуют - при хранении или тепловой обработке продуктов, особенно кислых, в алюминиевой таре содержание этого элемента может увеличиться в них почти в два раза. Впрочем, хорошие хозяйки никогда не солят капусту в алюминиевой посуде, и этот опыт надо учитывать.
При недостатке фтора F у человека развивается кариес зубов. Избыток фтора вызывает обесцвечивание, появление пятен и повышенную хрупкость зубной эмали. Общая потребность в этом элементе составляет около 3 мг/сутки. Основное количество его поступает с водой. Поступление фтора может колебаться в широких пределах, в зависимости от региона и содержания его в питьевой воде. Организм защищается от потенциально токсичных количеств фторидов путем увеличения его вывода с мочой и отложения в костях. Избыток фтора в костях может с возрастом приводить к их кальцификации и к другим нежелательным склеротическим изменениям. Избыток фтора в питьевой воде приводит к такому заболеванию, как эндемический флюороз, при котором поражаются печень, почки и центральная нервная система. А такая распространенная болезнь, как кариес, является следствием концентрации фтора в воде ниже оптимальной. Механизм действия фтора на организм обусловлен образованием его комплексных соединений с кальцием, магнием и другими элементами - активаторами ферментных систем. Угнетающее действие фтора на ферменты приводит к тому, что он может быть "конкурентом номер один" в синтезе гормонов щитовидной железы и, следовательно, влиять на ее функцию. В результате исследований о влиянии фтора при комплексном поступлении в организм получено, что безопасное комплексное суточное поступление фтора в организм человека составляет около 4 мг/сут
Иногда фтор в значительных количествах может накапливаться в продуктах растительного происхождения, поэтому так необходим контроль за продуктами.
Йод I входит в состав растительных и животных организмов в больших или меньших количествах. Поступает с пищей, водой и воздухом. Около моря суточная потребность в йоде (100-150 мкг) частично может удовлетворяться за счет йода, содержащегося в воздухе. Всасываясь, йод оказывает влияние на общий обмен веществ, усиливая окислительные процессы, и особенно на функцию щитовидной железы. Йод является составной частью основного гормона щитовидной железы - тироксина.
При недостатке йода у населения, живущего в районах, где содержание его в почве, воде, воздухе, а следовательно, в продуктах питания снижено, уменьшается образование тироксина, вследствие чего нарушаются нормальные процессы обмена веществ. При этом нередко развивается эндемический зоб ("зобная болезнь"), который проявляется местными (увеличение щитовидной железы) и общими изменениями в организме. Из общих изменений иногда происходит повышение функции щитовидной железы, избыточное выделение гормонов, что может привести к так называемой "базедовой болезни". При этом наблюдается образование диффузного зоба, пучеглазие, расстройство сердечной деятельности, похудание, повышение нервно-психической возбудимости. Но чаще отмечается понижение активности железы, которое также сопровождается нарушением обмена веществ и приводит к торможению роста, умственного развития, снижению психической активности.