Реклама на портале

Металл опасный для здоровья человека. Воздействие тяжелых металлов на органы и системы человека. Презентация Влияние металлов на организм человека

Токсичность - это мера несовместимости вредного вещества с жизнью. Степень токсического эффекта зависит от биологических особенностей пола, возраста и индивидуальной чувствительности организма; строения и физико-химических свойств яда; количества попавшего в организм вещества; факторов внешней среды (температура, атмосферное давление).

Понятие об экологической патологии. Возросшая нагрузка на организм, обусловленная широким производством вредных для человека химических продуктов, попадающих в окружающую среду, изменила иммунобиологическую реактивность жителей городов, включая детское население. Это приводит к расстройствам основных регуляторных систем организма, способствуя массовому росту заболеваемости, генетическим нарушениям и другим изменениям, объединенных понятием - экологическая патология.

В условиях экологического неблагополучия раньше других систем реагируют иммунная, эндокринная и центральная нервная системы, вызывая широкий спектр функциональных расстройств. Затем появляются нарушения обмена веществ и запускаются механизмы формирования экозависимого патологического процесса.

Среди ксенобиотиков важное место занимают тяжелые металлы и их соли, которые в больших количествах выбрасываются в окружающую среду. К ним относятся известные токсичные микроэлементы (свинец, кадмий, хром, ртуть, алюминий и др.) и эссенциальные микроэлементы (железо, цинк, медь, марганец и др.), также имеющие свой токсический диапазон.

Основным путем поступления тяжелых металлов в организм является желудочно-кишечный тракт, который наиболее уязвим к действию техногенных экотоксикантов.

Спектр экологических воздействий на молекулярном, тканевом, клеточном и системном уровнях во многом зависит от концентрации и длительности экспозиции токсического вещества, комбинации его с другими факторами, предшествующего состояния здоровья человека и его иммунологической реактивности. Большое значение имеет генетически обусловленная чувствительность к влиянию тех или иных ксенобиотиков. Несмотря на разнообразие вредных веществ, существуют единые механизмы их воздействия на организм, как у взрослого человека, так и у ребенка.

Отравления соединениями тяжелых металлов известны с древних времен. Упоминание об отравлениях «живым серебром» (сулема) встречается в IV веке. В середине века сулема и мышьяк были наиболее распространенными неорганическими ядами, которые использовались с криминальной целью в политической борьбе и в быту. Отравления соединениями тяжелых металлов часто встречались в нашей стране: в 1924-1925 гг. Было зарегистрировано 963 смертельных исхода от отравлений сулемой. Отравления соединениями меди преобладают в районах садоводства и виноделия, где для борьбы с вредителями используется медный купорос. В последние годы наиболее распространены отравления ртутью. Нередки случаи массовых отравлений, например, гранозаном после употребления семян подсолнечника, обработанного этим средством. Тяжелые металлы и их соединения могут поступать в организм человека через легкие, слизистые оболочки, кожу и желудочно-кишечный тракт. Механизмы и скорость проникновения их через разные биологические барьеры и среды зависят от физико-химических свойств указанных веществ, химического состава и условий внутренней среды организма. В результате взаимопревращений между поступившими в организм металлами или их соединениями и химическими веществами различных тканей и органов могут образоваться новые соединения металлов, обладающие иными свойствами и по-другому ведущие себя в организме. При этом в разных органах, вследствие особенностей обмена, состава и условий среды, пути превращения исходных соединений металлов могут быть различными. Отдельные металлы могут избирательно накапливаться в определенных органах и длительно задерживаться в них. В результате накопление металла в том или ином органе может быть или первичным, или вторичным.

На примере отдельных металлов рассмотрим пути их поступления в организм через желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) с продуктами питания (животного и растительного происхождения), а также токсическое действие.

Два d-элемента - кобальт и никель, широко используют в современных промышленных технологиях. При высоком содержании их в окружающей среде эти элементы могут поступать в повышенных количествах в организм человека, вызывая отравления с тяжелыми последствиями.

Кобальт является биоэлементом, который принимает активное участие в ряде биохимических процессов. Однако избыточное его поступление вызывает токсический эффект с разными повреждениями в системах окислительных превращений. Данный эффект обусловлен способностью кобальта вступать в связь с атомами кислорода, азота, серы, в конкурентные отношения с железом и цинком, входящими в состав активных центров многих ферментов. Соединения Cо(III) обладают сильной окислительной комплексообразовательной способностью.

В отношении скорости сорбции чистого кобальта, его оксидов и солей в ЖКТ сведения разноречивы. В одних исследованиях отмечено слабое всасывание (11…30%) даже хорошо растворимых солей кобальта, в других указано на высокую сорбцию солей кобальта в тонком кишечнике (до 97%) в связи с хорошей их растворимостью в нейтральной и щелочной средах. На уровень сорбции влияет также величина дозы, поступившей перорально: при малых дозах сорбция больше, чем при больших.

Ni(II) преобладает в биологических средах, образуя разные комплексы с химическими компонентами последних. Металлический никель и его оксиды из ЖКТ всасываются медленнее, чем его растворимые соли. Поступивший с водой никель абсорбируется легче, чем входящий в виде комплексов в состав пищи. В целом количество всосавшегося из ЖКТ никеля составляет 3…10%. В его транспорте участвуют те же белки, которые связывают железо и кобальт.

Цинк, также относящийся к d-элементам и имеющий состояние окисления +2, является сильным восстановителем. Соли цинка хорошо растворимы в воде. При их поступлении наблюдается задержка на некоторое время с последующим постепенным попаданием в кровь и распределением в организме. Цинк может вызывать «цинковую» (литейную) лихорадку. Абсорбция цинка из ЖКТ достигает 50% от введенной дозы. На уровень абсорбции оказывает влияние количество цинка в пище и ее химический состав. Пониженный уровень цинка в пище способствует увеличению абсорбции этого металла до 80% от введенной дозы. Увеличению абсорбции цинка из ЖКТ способствуют белковая диета, пептиды и некоторые аминокислоты, которые, вероятно, образуют хелатные комплексы с металлом, а также этилендиаминтетраацетатом. Высокое содержание фосфора и меди в пище снижает абсорбцию цинка. Наиболее активно цинк всасывается в двенадцатиперстной кишке и верхней части тонкого кишечника.

Ртуть (d-элемент) - единственный металл, который находится в обычных условиях в виде жидкости и интенсивно выделяет пары. Из неорганических соединений ртути наиболее опасны металлическая ртуть, выделяющая пары, и хорошо растворимые соли Hg(II), образующие ионы ртути, действием которых и определяется токсичность. Соединения двухвалентной ртути токсичнее, чем одновалентной. Выраженная токсичность ртути и ее соединений, отсутствие данных о сколько-нибудь заметных положительных физиологических и биохимических эффектах указанного микроэлемента заставляли исследователей относить его не только к биологически ненужным, но и опасным даже в ничтожных количествах из-за его широкой распространенности в природе. В последние десятилетия, однако, появляется все больше свидетельств и мнений о жизненно важной роли ртути. Надо отметить, что ртуть - один из самых токсичных металлов, она постоянно присутствует в природной среде (почве, воде, растениях), может в избытке поступать в организм человека через ЖКТ вместе с пищей и водой. Неорганические соединения ртути слабо всасываются в ЖКТ, в то время как органические, например метилртуть, абсорбируются почти полностью.

Свинец, относящийся, как и олово, к p-элементам и являющийся в современную эпоху одним из наиболее распространенных металлозагрязнителей окружающей среды и, прежде всего, воздуха, к сожалению, в значительных количествах может поступать в организм человека ингаляционным путем. Свинец в виде нерастворимых соединений (сульфидов, сульфатов, хроматов) плохо всасывается из ЖКТ. Растворимые соли (нитраты, ацетаты) всасываются в несколько больших количествах (до 10%). При дефиците кальция и железа в пищевом рационе абсорбция свинца увеличивается.

Из приведенных выше данных о распределении, накоплении и превращении ряда тяжелых металлов видно, что указанные процессы имеют много особенностей. Несмотря на различия в естественной биологической значимости разных металлов, все они при избыточном поступлении в организм вызывают токсические эффекты, сопряженные с нарушением нормального хода биохимических процессов и физиологических функций.

Следует особо отметить то, что избирательное накопление и длительность задержки металлов в ткани или органе в значительной степени определяют поражение того или иного органа. Например, эндемические заболевания щитовидной железы в отдельных биогеохимических провинциях связывают с избыточным поступлением некоторых металлов и высоким содержанием их в самой железе. К таким металлам относят кобальт, марганец, хром, цинк. Еще хорошо известно поражение центральной нервной системы при отравлениях ртутью, марганцем, свинцом и таллием. Выведение металлов из организма в основном осуществляется через ЖКТ и почки. При этом следует иметь в виду, что небольшое количество металлов может выделяться с грудным молоком, потом и волосами. Скорость выведения и количество выделившегося металла за определенный промежуток времени зависит от пути поступления, дозы, свойства каждого конкретного соединения металла, прочности связи последнего с биолигандами и длительности его действия на организм. Например, разные соединения хрома выделяются из организма через кишечник, почки, с грудным молоком. Так соединения Cr(VI) превосходят по скорости выделения Cr(III). Лучше растворимый хромат натрия выделяется преимущественно через почки, а слаборастворимый хлорид хрома - кишечным и почечным путями. К другим металлам, которые выводятся двумя основными путями (через ЖКТ и почки), относят никель, ртуть и др. Нерастворимые соединения никеля даже при разных путях поступления в большем количестве выделяются через кишечник. Таким образом, выведение избыточных количеств разных металлов из организма человека является сложным биокинетическим процессом. Во многом он зависит от путей трансформации металлов в органах и тканях и скорости элиминации из них.

Вредные вещества могут оказывать на организм специфическое действие, которое проявляется не в период воздействия и не сразу по его окончании, а в периоды жизни, отделенные от химической экспозиции многими годами и даже десятилетиями. Проявление этих эффектов возможно и в последующих поколениях. Под термином «отдаленный эффект» следует понимать развитие патологических процессов и состояний у индивидуумов, имевших контакт с химическими загрязнениями среды обитания в отдаленные сроки их жизни, а также в течение жизни их потомства. К нему относятся гонадотропное, эмбриотоксическое, канцерогенное, мутагенное действие.

По опасности для здоровья человека тяжелые металлы делятся на следующие классы:

  • 1 класс (самый опасный): Cd, Hg, Se, Pb, Zn
  • 2 класс: Co, Ni, Cu, Mo, Sb, Cr
  • 3 класс: Ba, V, W, Mn, Sr

Токсичность тяжелых металлов в организме человека.

В таблице показана зависимость здоровья человека от уровня загрязнения тяжелыми металлами.

Тяжелые металлы имеют плотность более 4,6 г/см3 (Виннакер/Кюхлер). Они являются природной составляющей литосферы. Антропогенные источники тяжелых металлов - металлургические и термические процессы, движение транспорта, использование материалов и химикатов с тяжелыми металлами в их составе, коррозия металлоконструкций, горное дело и складирование отходов.

В окружающую среду тяжелые металлы попадают преимущественно с летающей пылью и при ее осаждении на почве и листьях (сухое опиожение). Природное поступление тяжелых металлов распределяется в результате массоперено- са вещества, как правило, равномерно и по большим площадям.

Места повышенных концентраций, несмотря на малые массопереносы, возникают в основном антропогенно из-за постоянства массовых потоков (движение транспорта, промыслы), при переработке высококонцентрированных материалов (лаки, стекло, металлы) и накоплении термическим (работа электростанций, сжигание мусора) или электролитическим (гальваника) путем. Тяжелые металлы как микроэлементы жизненно необходимы (в пище). Но в зависимости от вида и кол-ва они могут вызывать и интоксикацию в опред. точках организма.

В окружающей среде доминируют в качестве ядовитых металлов свинец (РЬ), кадмий (Cd) и ртуть (Нд).

В городах выбросы свинца происходят преимущественно из орг. алкилов свинца (тет- раэтила и тетраметила свинца), добавляемых в бензин в качестве антидетонаторов. Осаждение свинца на поверхности земли, вблизи предприятий по выплавке свинца (Штольберг, Окер) особенно опасно.для детей, вдыхающих свинцовую пыль и пачкающих ею руки, а также для взрослых, потребляющих свинец с пищей (лиственные овощи) и по цепям питания (мясо, молоко). В отличие от острых отравлений на производстве, постоянный прием свинца внутрь может привести к хроническим заболеваниям. Каждый прием свинца - это нагрузка на организм. Патогенными точками агрессии являются красные кровяные тельца, гладкая мускулатура и центр, нервная система. Поражение почек, системы кровообращения и половых органов (преждевременные роды, дефекты спермы) общеизвестно. Свинец поражает ферменты, способствующие образованию красных кровяных телец, что приводит к т. наз. гипохромной анемии. Поражение гладкой мускулатуры кровяных сосудов и кишечника вызывает нарушения в них. Сужение сосудов мозга и мозговой оболочки ведут к психическим заболеваниям, таким как слабоумие, галлюцинации и ослабление памяти.

Сильнее всего поражаются дети, поскольку мозговая оболочка и ее система кровообращения, предохраняющая взрослого человека от попадания чужеродных веществ в мозг, у детей еще не окрепла.

Дегенерация двигательных нейронов относится к наивысшим степеням поражения и может привести к полному параличу руки (слабость при разгибании, повисшая рука). Орг. соединения свинца, такие как триэтил- свинец, более ядовиты, чем неорг. и действуют исключительно невротоксически. Триэтилсвинец связывают с вымиранием лесов, поскольку он легко усваивается терпенами - компонентами смолы сосен и елей и причиняет вред.

Кадмий - побочный продукт при производстве цинка, он применяется для изготовления желтых красящих пигментов и никель-кадмиевых батареек (плоских элементов питания).

Как и свинец, кадмий не является жизненно необходимым. В теле человека кадмий накапливается в печени и почках; биол. период его полураспада составляет 10 лет. В тело он попадает с пищей и сигаретным дымом.

Cd фитотоксичен (хлорозы, некрозы вследствие разрушения тканей и хлорофилла).

Микроорганизмы заболевают при концентрации 0,1 мг/л, а 0,2 мг/л - смертельная доза для пресновод. планктона.

При многолетнем вдыхании Cd содержащей пыли повреждается мембрана между кровеносными сосудами и альвеолами, нарушается дыхание (ошек легких). Проблематичным является накопление кадмия в почках (нарушение почечных функций) и замещение им кальция в костях. Картина течения болезни с деформацией скелета и усыханием тела наблюдалась при несчастном случае отравления в Фуху (Япония), где питьевая и ирригационная воды были загрязнены Cd-содер- жащими стоками (болезнь итай-итай). Следует предотвращать малейшие выбросы Cd из-за его канцерогенное™, тераго- и мутагенности.

Ртуть в качестве опасного тяжелого металла получила известность после масштабных случаев отравлений в Пакистане, Ираке и Японии (болезнь Минамата). В процесс обмена веществ ртуть попадает через пищеварительный тракт из разбитых термометров, батареек и фунгицидов. Ее биоаккумуляция происходит прежде всего в рыбах и двустворчатых моллюсках. Все соединения ртути ядовиты. Наивысшую токсичность демонстрируют металлоргани- ческие соединения, преимущественно метилртуть.

Заболевания разнообразных.

Например накопление ртути в мозге приводит к нарушениям мозговой деятельности и замедляет развитие детей. Поскольку соединения Нд свободно преодолевают плаценту, нарушается развитие плода.


Тяжелые металлы содержатся в организме человека в очень маленьких количествах. Это неопасно, некоторые металлы даже включены в состав витаминно-минеральных комплексов, а значит, они необходимы для нормальной жизнедеятельности организма. Но накопление в организме тяжелых металлов может привести к негативным последствиям.

Во-первых, определимся, какие металлы считаются тяжелыми. Это ртуть, свинец, кадмий, хром, алюминий, железо, цинк, медь, марганец, стронций, мышьяк, никель, таллий. Тяжелые металлы могут попасть в организм через кожу, воздушно-капельным путем или через желудочно-кишечный тракт. В избыточном количестве тяжелые металлы способны изменять структуру белков и нуклеиновых кислот, влиять на обмен веществ, вызывать мутации, нарушать структуру и проницаемость клеточных мембран, вызывать нарушение работы внутренних органов. Фактически тяжелые металлы ведут к замедлению роста, ослаблению репродуктивной функции, заболеваниям и смерти.

Повышенное содержание в организме железа приводит к нарушению обмена веществ, алюминия - к энцефалопатии у людей с заболеваниями почек (выражается расстройством памяти, головными болями, апатией) и болезни Альцгеймера (нарушение работы головного мозга, снижение интеллекта, снижение памяти и внимания, потеря ориентации во времени и пространстве).

Хром вызывает рак легких (злокачественные опухоли), хлорид кобальта - кардиомиопатии (болезни сердца, сопровождающиеся сердечной недостаточностью и нарушением сердечного ритма), марганец - болезнь Паркинсона (заболевание центральной нервной системы, при котором человеку трудно вставить нитку в иголку, дотронуться до собственного носа и тому подобное), никель - аллергию и рак легких.

Селен может являться причиной гепатита (воспаления печени), выпадения волос, депигментации (изменения естественного цвета кожи) и нейропатии (заболеваний периферической нервной системы). У людей с повышенным содержанием в организме олова наблюдаются двигательные и психические расстройства. Таллий и свинец приводят к тяжелому отравлению (интоксикации), кадмий - к болезни Итаи-Итаи, при которой все кости становятся хрупкими и ломкими. Стронций повышает ломкость костей, мышьяк вызывает мышечные спазмы, острую почечно-печеночную недостаточность, потерю сознания, кому (полную или частичную потерю сознания, при которой человек не реагирует на внешние раздражители).

Тяжелые металлы чаще всего попадают в организм вместе с пищей. Это могут быть овощи, выращенные с применением недопустимых химических удобрений, или рыба, выловленная в водоеме с высокой концентрацией тяжелых металлов, или вода, зараженная отходами горнорудных или горноперерабатывающих предприятий. Кроме того, в группу риска попадают люди, работающие на предприятиях, имеющих дело с тяжелыми металлами: работники горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, типографий, шахтеры, металлурги.

Области, в которых наблюдается избыточная концентрация тяжелых металлов, расположены вблизи заводов, где сжигается мусор или перерабатываются высококонцентрированные вещества (краски, лаки и т.д.). Свинец в виде пыли оказывается на почве и растениях, с помощью которых и попадает в организм человека. Высокая концентрация тяжелых металлов крайне опасна для детей, так как сильно замедляет их умственное и физическое развитие.

Свинец не выводится из организма. Он имеет свойство накапливаться, вследствие чего обостряются хронические заболевания. Нередко возникают поражения мозга, в результате появляется умственная отсталость, агрессивность и галлюцинации. Особенно сильно этому подвержены дети. Свинец в несколько раз усиливает действие любого канцерогена, попавшего в организм. В некоторых случаях может появиться раковая опухоль.

Кадмий и ртуть (особенно ее металлоорганические соединения) в избыточном количестве способны вызывать онкологические заболевания. Отравление ртутью сопровождается резким изменением настроения и дрожью в руках. Высокая концентрация кадмиевой пыли в воздухе способна вызвать затруднение дыхания из-за поражения дыхательных путей.

В 20 годах прошлого века в США был построен завод по обогащению бензина тетраэтилсвинцом, очень ядовитым соединением. Уровень свинца в организме всех жителей страны еще 50 лет был в несколько раз выше нормы. Сегодня развитые страны отказались от столь вредного для человека производства. Также была запрещена первичная обработка руд цветных металлов.

Вред тяжелых металлов для окружающей среды

Тяжелые металлы - это одна из природных составляющих литосферы. Их концентрация в земной коре и почве очень мала, но из-за различных выбросов отходов и деятельности фабрик она может резко увеличиться. При этом пострадают все живые организмы. Биологическое равновесие области, где наблюдается высокая концентрация токсичных металлов, сильно нарушается. В организме животных происходят необратимые изменения.

Если человек будет употреблять их мясо, он также может отравиться. Известны случаи, когда при употреблении рыбы с избыточным содержанием кадмия, развивалась болезнь итай-итай. Она сопровождается нестерпимыми болями в позвоночнике и пояснице. При неправильном лечении все заканчивается смертельным исходом.

/ Зинина О.Т. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. - Хабаровск, 2001 — №4 . — С. 99-105.

Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека

библиографическое описание:
Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека / Зинина О.Т. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. - Хабаровск, 2001. — №4. — С. 99-105.

html код:
/ Зинина О.Т. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. - Хабаровск, 2001. — №4. — С. 99-105.

код для вставки на форум:
Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека / Зинина О.Т. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. - Хабаровск, 2001. — №4. — С. 99-105.

wiki:
/ Зинина О.Т. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. - Хабаровск, 2001. — №4. — С. 99-105.

Одними из наиболее вредных для биосферы Земли загрязнений, имеющих самые разнообразные вредные последствия, как для здоровья людей, так и для жизнедеятельности живых организмов, являются загрязнения тяжелым и металлами. Наряду с пестицидами, диоксинами, нефтепродуктами, фенолами, фосфатами и нитратами тяжелые металлы ставят под угрозу саму существование цивилизации. Увеличивающийся масштаб загрязнений окружающей среды оборачивается ростом генетических мутаций, раковых, сердечно-сосудистых и профессиональных заболеваний, отравлений, дерматозов, снижением иммунитета и связанных с этим болезней. В подавляющем большинстве случаев первоисточником загрязнений является экологически безграмотная деятельность человека. Среди опасных для здоровья веществ тяжелые металлы и их соединения занимают особое место, та к как являются постоянными спутниками в жизни человека.

Очень часто многоэлементный анализ используют в медицине при выяснении причин острых и хронических отравлений, а так же при лечении профессиональных болезней, связанных с хроническим воздействием тяжелых металлов на организм в условиях реального производства и экологических особенностей.

В химико-токсикологическом анализе применяется метод минерализации при исследовании биологического материала (органов трупов, биологических жидкостей, растений, пищевых продуктов и др.) на наличие та к называемых «металлических ядов». Эти яды в виде солей, оксидов и других соединений в большинстве случаев поступают в организм через пищевой канал, в соответствующих отделах которого они всасываются в кровь и вызывают отравления.

Важнейшим и «металлическими ядами » являются соединения бария, висмута, кадмия, марганца, меди, ртути, свинца, серебра, таллия, хрома, цинка и соединения некоторых неметаллов (мышьяка, сурьмы). Ряд перечисленных выше химических элементов, соединения которых являются токсичными. В небольших количествах содержатся в тканях организма как нормальная их составная часть, В виду незначительных количеств этих химических элементов. Содержащихся в организме, их называют микроэлементами.

Установлены предельно-допустимые концентрации микроэлементов в организме.

  • Каждый элемент имеет присущий ему диапазон безопасной экспозиции, который поддерживает оптимальные тканевые концентрации и функции;
  • У каждого элемента имеется свой токсический диапазон, когда безопасная степень его экспозиции превышена .

Правила Мертца особенно важны для токсикологической химии. Металлы с малыми значениями диапазона концентраций условно отнесены в разные группы по «степени опасности» (чем меньше диапазон, тем «опаснее»):

  1. As, Be, Cd, Hg, Pb, Tl, Zn;
  2. B, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Sb, Sc;
  3. Ba, Mn, Sr, V, W.

Общепризнанно, что наиболее опасными элементами для человека, да и вообще для теплокровных животных, являются кадмий, ртуть и свинец (Cd, Hg, Pb).

Кадмий вызывает отравление, описанное в Японии как болезнь «итаи-итаи» (ох-ох). Название болезни происходит от боли в спине и ногах, сопровождающей остеомаляцию (декальцификацию) костей, что приводит к ломкости костей. Хроническое отравление кадмием разрушает печень и почки, приводя к сильнейшему нарушению функции почек. Избыток кадмия нарушает метаболизм металлов, особенно железа и кальция, нарушает действие цинковых и иных металло-ферментов, блокирует сульфгидрильные группы ферментов, нарушает синтез ДНК. Кадмий легко замещает металлфлавопротеиновых комплексах, где главенствующую роль играют железо и молибден, нарушая двухстадийный процесс окисления.

Ртуть токсична в любой своей форме. Ртуть в природных условиях довольно быстро превращается в летучее токсическое соединение - хлорид метилртути. В организме ионы метилртути быстро попадают в эритроциты, печень и почки, оседают в мозге, вызывая серьезные необратимые кумулятивные нарушения ЦНС. Это приводит, к конце концов, к общему и церебральному параличу, деформации конечностей, особенно пальцев, затрудненному глотанию, конвульсиям и смерти. Ртуть блокирует активность ряда важнейших ферментов, в частности карбоангидразы, карбоксипептидазы, щелочной фосфатазы. Легко замещает кобальт в корриноидах, извращая метаболические реакции, связанные с витамином В12. Повреждение механизма биосинтеза ДНК из-за недостаточности витамина В12 является причиной мегалобластических анемий и наиболее распространенной формы - пернициозной анемии, что приводит к дегенеративным изменениям нервной системы.

Свинец известен как токсическое вещество почти 5 тысяч лет среди греческих и арабских ученых. В современных условиях наибольшим источником загрязнения свинцом среды обитания считаются выхлопы бензиновых двигателей автомашин, поскольку в бензин добавляется тетраэтилсвинец для повышения октанового числа. Свинец препятствует одной из ступеней биосинтеза гема, считается сильнейшим нейротоксином, вызывает повышенную агрессивность. Хроническое отравление свинцом постепенно приводит к нарушениям функций почек, нервной системы, анемии. Токсичность свинца увеличивается при недостатке в организме кальция и железа. Свинец блокирует SH-группы белков, образуя комплексы с фосфатными группами рибозы у нуклеотидов, особенно у цитидина, и тем самым быстро разрушает РНК, ингибирует ферменты, в частности карбоксипептидазу.

Мышьяк относится к числу наиболее сильных и опасных ядов. В присутствии кислорода быстро образует очень ядовитый мышьяковистый ангидрид. При пероральном отравлении высокая концентрация мышьяка наблюдается в желудке, кишечнике, печени, почках и поджелудочной железе, при хроническом отравлении постепенно накапливается в коже, волосах и ногтях. Из-за ингибирования различных ферментов нарушает метаболизм. В процессе отравления первыми страдают аксоны, что приводит к периферической нейропатии и параличу конечностей. Мышьяк считается канцерогенным для человека.

Таллий очень токсичен, зачастую его называют «химическим СПИДом». Таллий, проникая через клеточные мембраны, образует сильные комплексы, например, нерастворимый комплекс с рибофлавином. Это приводит к нарушению метаболизма серы и разрушению иммунной системы. Отравление таллием приводит к гастроэнтеритам, периферической нефропатии, при большой абсорбции к смерти. Через 2-3 недели после небольшого отравления у человека выпадают волосы.

Цинк в виде двухвалентного элемента входит в состав свыше 20 ферментов, включая участвующие в обмене НК. Большая часть цинка в теле человека находится в мышцах, а самая высокая концентрация - в простате. В крови он присутствует в эритроцитах как кофактор в карбоангидразе. Избыток цинка может разбалансировать метаболические равновесия других металлов. Разбалансировка отношения цинк/медь является главным причинным фактором в развитии ишемической болезни сердца. Избыточное потребление солей цинка может приводить к острым кишечным отравлениям с тошнотой. В общем, цинк не очень опасен, а возможность отравления, вероятнее всего зависит от совместного присутствия токсичного кадмия.

Медь является необходимым кофактором для нескольких важнейших ферментов, катализирующих разнообразные окислительно-восстановительные реакции, без которых нормальная жизнедеятельность невозможна. Медь входит в качестве необходимого элемента в состав цитохромоксидазы, тироназы и других белков. Их биологическая роль связана с процессами гидроксилирования, переноса кислорода, электронов и окислительного катализа. В тканях здорового организма концентрация меди в течение всей жизн и поддерживается строго постоянной. В норме существует система, препятствующая непрерывному накоплению мед и в тканях путем ограничения ее абсорбции ил и стимуляции ее выведения. Хронический избыток меди в тканях При соответствующих заболеваниях вызывают токсикоз: ведет к остановке роста, гемолизу, снижению содержания гемоглобина, к деградации тканей печени, почек, мозга. Около 95 % меди в организме присутствует в составе гликопротеина крови церулоплазмина. Известен факт недостатка этого белка При болезни Вильсона-Коновалова - врожденном дефиците метаболизма (гепатолентикулярная дегенерация). Из-за генетического дефекта в синтезе церулоплазмина его содержание в крови резко снижено. В результате медь не связывается в комплекс с нормальной для организма константой устойчивости. Это приводит к недостатк у мед и в цеп и реакций метаболизма, приводящей к естественному для здорового организма синтез у соединительной ткани. Для осуществления нормального процесса сшивки мономеров эластина и коллагена не хватает активной Си-лизолоксидазы. С другой стороны «освободившиеся» ионы меди, лишившись по сути единственного нормального потребителя, откладываются в специфических тканях (печень, ядра мозга, почки, эндокринные железы, радужная оболочка глаз), где оказывают прямой токсический эффект. Создается парадоксальная ситуация избытка меди в специфических тканях при ее недостатке в нормальной цепи метаболизма.

Хром один из наименее токсичных элементов. При острых отравлениях накапливается во внутренних органах. Считается, что трехвалентный хром в виде комплекса с никотиновой кислотой и алифатическим и аминокислотам и работает в организме в качестве «фактора толерантности к глюкозе». Его действие заключается в усилении гипогликемического действия инсулина. В обычных условиях отрицательным является недостаток хрома в организме.

Сурьма - менее токсичный элемент, чем мышьяк. При отравлении накапливается в скелете, почках, селезенке.

Барий в виде двухвалентного катиона ядовит из-за его антагонизма с калием (но не с кальцием). У обоих ионные радиусы подобны. Барий является мускульным ядом. Абсорбированный барий откладывается в костях и в пигментной оболочке глаз.

Марганец - элемент почти нетоксичен, особенно в виде двухвалентного иона. В виде перманганат-иона токсичен из-за окислительной способности. Отравление происходит в случае вдыхания оксида в промышленном производстве.

Серебро. Элемент накапливается в печени и в меньших количествах, но равномерно, в остальных органах и тканях. Отложения серебра отмечено в клубочках почек и в субэпителиальных слоях кож и («аргироз» - голубоватое окрашивание кожи).

При различных патологиях имеет место изменение содержания микроэлементов в организме. Исследование сыворотки больных острым вирусным гепатитом, а также при постгепатитном циррозе показало, что у пациентов с острым гепатитом концентрация цинка почти не менялась, концентрация кадмия значительно увеличивалась. Концентрация меди и марганца незначительно уменьшалась. При хроническом гепатите и постгепатитном циррозе содержание меди и цинка в сыворотке уменьшалось, а кадмия увеличивалось. Содержание марганца почти не менялось. Выделение с мочой меди, превышающее 115 мкг/сутки и сопровождаемое низким содержанием в крови, свидетельствует о синдроме системного заболевания, например, болезни Вильсона-Коновалова. Повышенное содержание в крови и моче алюминия, особенно у пожилых людей, может сопровождать энцефалопатию, болезнь Альцгеймера и другие формы слабоумия, а при почечной недостаточности также остеомаляцию и микроцитарную гипохромную анемию. Повышенное содержание в крови и моче лития характерно для больных с патологией мочевыделительной системы, нефропатиями.

Повышенное относительно ПДК содержание в биологических жидкостях отдельных тяжелых металлов может свидетельствовать о хроническом воздействии токсикантов на организм и перенапряжении работы почек и печени. Это требует мер по очистке организма от избытка тяжелых металлов, например, с помощью препаратов с полианионами (морская капуста) в незапущенных случаях.

Повышенное содержание в крови и моче наиболее токсичных тяжелых металлов (кадмия, ртути, свинца) требует энергичных мер по их выведению, поскольку их избыток разрушает нервную, сердечно-сосудистую и иммунную системы.

Повышенное содержание в крови и моче таллия и селена может пролить свет на причины облысения и плохое самочувствие таких больных.

Повышенное содержание в организме бора должно привлечь внимание к тяжелым металлам, содержание которых не превышает ПДК, т.к. он оказывает синергистское (усиливающее) влияние на их токсические свойства.

Токсичность «металлических ядов» объясняется связыванием их с соответствующими функциональными группами белковых и других жизненно важных соединений в организме. В результате нарушаются нормальные функции соответствующих клеток и тканей в организме, и наступает отравление, которое в ряде случае в заканчивается смертью.