Возникновение эндемических болезней в связи с нехваткой и переизбытком железа

Министерство сельского  хозяйства России Уральская Государственная  Академия Ветеринарной Медицины

 

 

                                                                                  Кафедра биологии и экологии

 

 

                                      

реферат

На тему: «возникновение эндемических болезней в связи с нехваткой и переизбытком железа»

 

 

 

 

                                   Выполнила студентка 205 группы

                                 факультета биотехнологии 

 Горенюк Н.В

Проверила доцент,к.б.н. Маколова И.Н

 

 

 

 

 

 

Троицк, 2012.

Содержание

Введение

1.   Биологическая роль железа

2.   Дефицит железа в организме человека

3.   Роль питания

4.   Обмен железа в организме человека

5.   Этапы обмена железа в организме

6.1 Содержание железа в организме человека

6.2 Клеточное железо

6.3 Внеклеточное железо

7.   Диагностическое  и лечебное применение железа

7.1 Диагностическое  применение железа

7.2 Лечебное применение  железа

Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Введение

Медикам хорошо известны многообразные эндемические (т. е. местные) заболевания растений, животных и  человека, которые теснейшим образом  связаны с природными ландшафтно-экологическими условиями и факторами природной среды отдельных регионов, отличающихся климатом, литогеохимическими типами пород, генетическими типами почв, гидрохимическими особенностям природных вод, растительным и животным миром, разнообразием экологических систем (биогеоценозов). 
В настоящее время возникновению и распространению на планете эндемических заболеваний способствует техногенное загрязнение биосферы, являющееся следствием поступающих в нее в огромных количествах химических и биоцидных соединений, которые часто в избытке попадают в организмы, аккумулируются в них в больших концентрациях и оказывают на них токсическое воздействие. 
Из геохимических факторов в эндемических заболеваниях организмов большую роль играют недостаток или избыток химических элементов в природной среде, ее кислотность или щелочность, геохимический состав питьевых вод, их органолептические свойства и др. Существует, вероятно, несколько десятков (а может быть, и сотен) эндемических заболеваний растений, животных и человека, тесно связанных с природными условиями. Мы знаем о них пока немного и часто очень односторонне.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  Биологическая роль железа

Для нормального роста  и выполнения биологических функций  человеку и животным кроме витаминов  необходим целый ряд неорганических элементов. Эти элементы можно разделить  на две класса. Один из них - макроэлементы, а другой - микроэлементы.

Макроэлементы, к которым  относятся кальций, магний, натрий, калий, фосфор, сера и хлор, требуются  организму в относительно больших  количествах (порядка нескольких граммов  в сутки). Часто они выполняют  более чем одну функцию.

Более непосредственное отношение  к действию ферментов имеют независимые  микроэлементы, суточная потребность  в которых не превышает нескольких миллиграммов, то есть, сопоставима  с потребностью в витаминах.

Известно, что в пище животных обязательно должно содержаться  около 15 микроэлементов, большинство  из которых выполняет, по меньшей  мере, какую-нибудь одну из трёх возможных  функций. Во-первых, незаменимый микроэлемент сам по себе может обладать каталитической активностью по отношению к той  или иной химической реакции, скорость которой значительно возрастает в присутствии ферментного белка. Это особенно характерно для ионов  железа и меди. Во-вторых, ион металла  может образовывать комплекс одновременно с активным центром фермента, в  результате чего происходит их сближение  и переход в активную форму. И, в-третьих, ион металла может играть роль мощного акцептора электронов на определённой стадии.

Железо относится к  тем микроэлементам, биологические  функции которых изучены наиболее полно. Значение железа для организма  человека трудно переоценить. Подтверждением этому может быть не только большая  его распространенность в природе, но и важная роль в сложных процессах, происходящих в живом организме. Биологическая ценность железа определяется многократностью его функций, незаменимостью другими металлами в сложных  биохимических процессах, активным участием в клеточном дыхании, обеспечивающем нормальное функционирование тканей и  организма человека.

 

 

 

3.  Дефицит железа в организме человека

В истории медицины известен такой печальный случай. Один студент-химик  решил подарить своей возлюбленной кольцо, сделанное из железа собственной  крови. Выпуская время от времени  кровь, он получал соединение, из которого химическим путём он выделял железо. Юноша погиб от наступившего малокровия. Он так и не собрал нужного количества железа для изготовления кольца. Бедняга  не знал, что общее содержание железа в крови взрослого человека составляет в среднем 3-4 грамма, чего хватит разве  что на два сапожных гвоздика

При нехватке железа в организме  человека возникает его дефицит. В общем виде дефицит железа развивается  при нарушении баланса между  поступлением и потерями железа из организма. Его выделение ограничено.

При недостатке железа человек  начинает быстро утомляться, возникают  головные боли, появляется плохое настроение. Ещё в старину были известны рецепты  различных «железных» лекарств. В 1783 году «Экономический журнал» писал: «В некоторых случаях и самое  железо составляет весьма хорошее лекарство, и применяются с пользой наимельчайшие оного опилки, либо просто, либо обсахаренные». В той же статье рекомендуются и другие лекарства: «железный снег», «железная вода», «стальное вино» («виноградное кислое вино, как, например, рейнвейн, настоять с железными опилками»).

Общее содержание железа в  пище и его усвоение, зависящее  преимущественно от соотношения  продуктов животного и растительного  происхождения, веществ, уступающих или  тормозящих всасывание, определяет поступление  железа в организм. Потребности в  железе определяются его затратами. Оно выделяется с кровью, отшелушивающимися клетками кожи и при неправильной работе кишечного тракта. Большое количество железа надо употреблять беременным женщинам и детям, в связи с их ростом.

Итак, основными причинами  дефицита железа могут быть:

Различные по объёму кровопотери, недостаточное поступление и  усвоение железа из пищи, его повышенные затраты при занятиях физической культурой, интенсивном росте и  беременности. Определенную роль в  происхождении обеднения организма  железом могут играть нарушения  пищеварения в связи с заболеваниями  желудка и кишечника. Некоторые  инфекционно-воспалительные заболевания  могут привести к перераспределению  железа в организме, но истинного дефицита в этих случаях не наблюдается. То же самое можно сказать и об опухолях различных организмов и систем.

Категория	Возраст (годы)	Вес (кг.)	Рост (см.)	Fe (мг.)
Новорожденные	0.0-0.5 0.5-1.0	6 9	60 71	10 15
Дети	1-3 4-6 7-10	13 20 28	90 112 132	15 10 10
Мужчины	11-18 15-18 19-22 23-50 51+	45 66 70 70 70	157 176 177 178 178	18 18 10 10 10
Женщины	11-14 15-18 19-22 23-50 51+	46 55 55 55 55	157 163 163 163 163	18 18 18 18 10
Беременные	-	-	-	30-60
Кормящие матери	-	-	-	30-60

Общая масса железа у взрослого  мужчины составляет около 4,5 г., а  у женщины около 3-4 г. Основная масса (около 75%) железа, составляющая 2,25-3 г., сосредоточена в гемоглобине. Вне  гемоглобина в эритроцитах содержится ничтожное, не учитываемое количество железа, входящее в состав клеток. Кроме  того, при некоторых состояниях, обнаруживаются гранулы трехвалентного железа (Fe III), дающего при окраске по Перльсу положительную реакцию на берлинскую лазурь.

При нормальном содержании гемоглобина, составляемом 15%, в 100 мл крови  содержится 3 г железа. Остальную  его часть составляет железо мышечного гемоглобина от 300 до 600 мг и железо дыхательных ферментов - всего около 1 г. Железо, находящееся в органах, главным образом в печени, составляет около 0.5 г.

Суточная потребность  взрослого человека в железе определяется масштабами физиологических процессов  кроветворения и кроверазрушения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.  Роль питания

Распространенность дефицита железа свидетельствует о том, что  количество железа, взятого организмом из пищи, часто недостаточно для  покрытия потребности в нем практически  здорового населения. Однако довольно трудно установить истинную роль диет в различных районах земного  шара в происхождении этой патологии.

Железодефицитные состояния  могут развиваться при длительном употреблении питания с недостаточным  общим содержанием железа, несмотря на нормальную калорийность, или с  достаточным или высоким его  содержанием, но преобладанием продуктов  растительного происхождения, содержащие тормозящие усвоение железа вещества. Длительное вынужденное применение однообразного по составу питания  при некоторых внутренних заболеваниях или соблюдение больничных диет в  ряде случаев может способствовать обеднению организма.

Даже при высоком содержании железа в пище его всасывание в  организм может быть незначительным и не удовлетворять его потребности  в железе. Железо может всасываться  только в виде ионов Fe., его всасывание и выведение протекают очень медленно и зависят от многих сложных факторов. Усваивается лишь незначительная часть присутствующих в пищевых продуктах железа. Более того, способность железа усваиваться сильно варьирует для разных пищевых продуктов. Лучше всего железо усваивается из мяса, значительно хуже из зерновых злаков. Молоко содержит очень мало железа.

Продукты, содержащие Fe

Продукт	Количество Fe (в мг на 100 г.)	Продукт	Количество Fe (в мг на 100 г.)
Фасоль	12.4	Яблоки	2.2
Соль поваренная	10.0	Хлеб пшеничный	2.8-0.9
Печень (говяжья)	9.8	Рис	1.8
Горох	9.4	Морковь	1.4-1.2
Крупа гречневая	8.0	Помидоры	1.4-0.5
Язык (говяжий)	5.0	Картофель	0.9
Крупа овсяная	3.9	Лимоны	0.6
Мясо (говядина)	2.8-2.6	Творог	0.4
Шоколад	2.7	Масло сливочное	0.2
Хлеб ржаной	2.6-2.0	Молоко коровье	0.1

Богаты железом и некоторые  минеральные воды. История рассказывает о том, как был открыт первый в  России источник железистых вод. В 1714 году рабочий Кончезёрского медеплавильного завода в Карелии Иван Ребоев, «болевший сердечной болью, едва волочивший ноги», увидел однажды на железистом болоте неподалёку от Ладожского озера источник и стал пить из него воду. «Пил три дня к ряду и исцелился». Об этом стало известно Петру I, и вскоре по его указанию были обнародованы «Объявления о Марциальных водах, на Олонце», названных так в честь Марса - бога войны и железа. Царь вместе с семьёй не раз приезжал в эти края и пил целительную воду.

У жителей Северной Америки  дефицит железа в организме - одно из наиболее распространённых последствий  неправильного питания. Особенно он характерен для детей, девочек-подростков и женщин детородного возраста.

Железо необходимо для  синтеза железопорфириновых белков гемоглобина и других составляющих крови. В крови оно переносится  в форме комплекса с плазменным белком трансферрином, а в тканях оно накапливается в виде белкового комплекса, содержащего гидроксид и фосфат железа. Белки в больших количествах содержатся в печени, селезёнке и костном мозгу. Железо не выводится из организма с мочой. Оно выделяется с желчью и калом, а так же при кровотечениях. Из-за удвоенных или утроенных потерь во время менструаций женщинам необходимы большие количества железа, чем мужчинам. В хлеб и другие злаковые продукты добавляют дополнительное количество железа, однако это далеко не всегда является решением проблемы недостаточности железа, что приводит к железодефицитной анемии, при которой число эритроцитов в крови остаётся нормальным, а содержание гемоглобина в них уменьшается.

 

 

 

5.  Обмен железа в организме человека

Механизмом, регулирующим обмен  железа в организме человека, является всасывание железа в желудочно-кишечном тракте. Выделение его из организма  кишечником, с кожей, потом с мочой, являющееся пассивным процессом, лимитировано. В последние 30 лет большое количество исследований в нашей стране и  за рубежом посвящено изучению различных  этапов всасывания железа. Однако этот механизм и особая роль слизистой  оболочки кишечника в регуляции  запасов железа и его превращений  неизвестно.

При среднем поступлении  с пищей 10-20 мг железа в сутки у  здорового человека не более 1-2 мг всасывается  в желудочно-кишечный тракт. Наиболее интенсивно этот процесс происходит в двенадцатиперстной кишке и  начальных отделах тощей кишки. Желудок играет лишь незначительную роль в усвоении: из него поступает  в организм не более 1-2% от общего количества поступающего в желудочно-кишечный тракт. Соотношение в пище продуктов животного и растительного происхождения, веществ, усиливающих и тормозящих усвоение, состояние эпителия желудочно-кишечного тракта - всё это оказывает влияние на величину усвоения железа.