Підручник з Біології і екології. 10 клас. Соболь - Нова програма

Отрута — хімічний компонент середовища проживання, що надходить в кількості, яка не відповідає властивостям організму.

І. Саноцький

§ 29. ПОРУШЕННЯ ОБМІНУ БІОЕЛЕМЕНТІВ І БІОНЕОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН, ПОВ'ЯЗАНІ З ЇХ НЕСТАЧЕЮ АБО НАДЛИШКОМ

Основні поняття й ключові терміни: Біоелементози. Питна вода.

Пригадайте! Що таке біоелементи, біонеорганічні речовини, біоорганічні речовини?

Поміркуйте!

В одному з найвідоміших романів А. Дюма «Граф Монте-Крісто» автор вкладає у вуста головного героя такі слова: «Перш за все встановимо, що отрут самих по собі не існує: медицина користується найсильнішими отрутами, але, якщо уміло застосовувати, вони перетворюються на рятівні ліки. Проте пам'ятайте: у маленькій дозі — це ліки, у великій дозі — отрута». Чому порушуються процеси обміну речовин і перетворення енергії?

ЗМІСТ

Які хвороби пов'язані з порушенням вмісту хімічних елементів в організмі людини?

Біоелементи надходять у біосистеми з повітря, води, ґрунту, а до живих організмів ще й з їжею. Нестача або надлишок певних елементів у біосистемах може порушити функціонування, тому в процесі еволюції виникли різні механізми регуляції для підтримання постійного й оптимального елементного складу. Але через певні причини (забруднення навколишнього середовища, нестача елементів, «цвітіння» й отруєння води, інфекційні та інвазійні хвороби) стале співвідношення біоелементів у біосистемах змінюється, що спричиняє хвороби із загальною назвою біоелементози (більш вживанішою є назва мікроелементози).

Біоелементози (мікроелементози) — тимчасове або тривале порушення біоелементного складу організму, що пригнічує процеси життєдіяльності. Ці порушення виникають внаслідок надлишку, нестачі чи дисбалансу біоелементів у живому організмі й трапляються в усіх організмів, але найбільш вивченими є біоелементози людини. У сучасній медицині стрімко розвивається біоелементна медицина, що вивчає склад, вміст, зв'язки і взаємодію біоелементів в організмі людини в нормі й за патологічних станів. Згідно з найпоширенішою сучасною класифікацією розрізняють природні ендогенні, природні екзогенні, техногенні та ятрогенні біоелементози.

Природні ендогенні біоелементози можуть бути вродженими (наприклад, залізо- чи цинкодефіцитні стани дитини формуються через нестачу Феруму й Цинку в організмі матері) й спадковими (хвороба Вільсона — Коновалова з порушенням обміну Купруму).

Природні екзогенні біоелементози, або ендемічні хвороби, пов'язані з нестачею чи надлишком певних біоелементів в тій чи іншій географічній місцевості (наприклад, ендемічний зоб, флюороз, селеноз, молібденоз).

Серед техногенних біоелементозів, пов'язаних з виробничою діяльністю людини, розрізняють професійні, сусідські та трансгресивні хвороби. Професійні хвороби виникають у людей, які працюють на шкідливих виробництвах (наприклад, антракоз у шахтарів, силікоз у робітників цементних заводів). У людей, які проживають неподалік від виробництва, можуть виникнути сусідські хвороби (хвороба Мінамату, хвороба ітай-ітай). В останні роки привертають увагу трансгресивні хвороби. Цим терміном позначають біоелементози, що виникають на значній відстані від виробництва в результаті атмосферного чи водного перенесення забрудників, якими є сполуки важких металів, радіонукліди, чужорідні речовини-ксенобіотики тощо. За мірою токсичності елементи можна розмістити в такій послідовності: Hg, Pb, Zn, Cd, Ni, Cu та ін. Прикладами трансгресивних хвороб можуть бути меркуріалізм (за надлишку сполук ртуті), сатурнізм (за надлишку сполук Плюмбуму), сидероз (за надлишку сполук Феруму) та ін.

Ятрогенні біоелементози пов'язані з інтенсивним або тривалим лікуванням різних хвороб препаратами, що містять мікроелементи (наприклад, аргіроз) (іл. 75).

Іл. 75. Людина, в якої розвинувся аргіроз унаслідок тривалого вживання препаратів Аргентуму

Профілактику біоелементозів проводять в різні способи, серед яких: вживання харчових продуктів, що містять той чи інший біоелемент (наприклад, йодовану сіль, селянський сир, що багатий на Кальцій, родзинки винограду, що містять багато Калію), використання спеціальних засобів особистої гігієни (наприклад, флуоровмісні зубні пасти), раціональне збалансоване харчування з використанням рослинних продуктів, вживання біологічно активних добавок до їжі, комплексних препаратів тощо.

Отже, надлишок, нестача або дисбаланс біоелементів можуть стати причиною захворювань, що називають біоелементозами (мікроелементозами).

Які хвороби людини пов'язані з нестачею чи надлишком неорганічних сполук?

На відміну від органічних речовин, що в переважній більшості утворюються в клітинах, неорганічні надходять до організмів із навколишнього середовища. Очевидно, що у цьому випадку має бути баланс між кількістю речовин, що надходять і що видаляються. Порушення цього балансу можуть призводити до захворювань.

Хвороби, пов'язані з надлишком біонеорганічних речовин. Через порушення обміну речовин можуть відбуватися порушення живлення тканин, що спричиняє важкі захворювання — остеохондроз та подагру, за яких спотворюються суглоби кінцівок, втрачається гнучкість хребта, розвиваються напади болю в нирках (іл. 76). У нирках, жовчному міхурі й сечовому міхурі через відкладання солей органічних (сечової та щавлевої) або неорганічних (карбонатної чи ортофосфатної) кислот розвивається жовчокам'яна або сечокам'яна хвороба. Надлишок нітратів у організмі людини перетворюється на нітрити, які взаємодіють з гемоглобіном крові, утворюючи метгемоглобін, що не може транспортувати кисень. В організмі порушується тканинне дихання й розвивається хвороба метгемоглобінемія.

Іл. 76. Подагра

Хвороби, пов'язані з нестачею неорганічних речовин. Прикладом захворювань, пов'язаних з дефіцитом Кальцію, є остеопороз, що призводить до підвищення крихкості кісток і високого ризику їх переломів. Цинк є важливим чинником для здорового функціонування чоловічих репродуктивних органів. Цей елемент ще називають «чоловічим металом». Критичний дефіцит Цинку може стати причиною доброякісної гіперплазії простати (аденоми простати). Нестача Феруму в організмі може спричинити залізодефіцитну анемію, що виявляється зниженням рівня еритроцитів і гемоглобіну в крові. За даними ВООЗ, дефіцит Феруму виявлено в кожного п'ятого жителя Землі.

Отже, як надлишок, так і нестача неорганічних речовин однаково шкідливі для організму людини.

Яке значення якості питної води для підтримання здоров’я людини?

Питна вода — це вода, що призначена для щоденного необмеженого й безпечного вживання людиною. Серед основних показників якості питної води виокремлюють: фізичні (смак, забарвлення, запах, каламутність), хімічні (мінералізація, твердість, рН), біологічні (наявність бактерій, вірусів і паразитів). Питання якісної питної води в Україні належить до найгостріших соціальних проблем. Занедбаний технічний стан водогонів, застарілі технології водоочищення, забрудненість криниць нітратами, відсутність системи водного моніторингу, стічні води, нараціональне водовикористання — це далеко не повний перелік причин такої ситуації.

Невідповідність води санітарним вимогам може стати причиною бактеріальних (черевний тиф, дизентерія, холера), вірусних (гепатит А, поліомієліт), інвазійних (амебна дизентерія), гельмінтозів (аскаридоз, лямбліоз), а також хвороб, пов'язаних з хімічним забрудненням води (метгемоглобінемія, флюорози). У фаховому колі вважається, що підвищена твердість питної води є однією із причин розвитку сечокам'яної хвороби. Підвищений вміст хлоридів у воді може сприяти розвитку хвороб системи кровообігу, новоутворень сечостатевих органів, хлоридів і сульфатів — виникнення новоутворень стравоходу, шлунку. Надлишок Феруму порушує процес кровотворення. Процес хлорування, що й досі є основним методом очищення питної води, веде до появи хлороорганічних токсичних сполук, що мають мутагенний й канцерогенний ефект.

Отже, якісна питна вода має бути чистою за біологічними, фізичними й хімічними показниками.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з таблицею

Застосуйте знання і визначте причини вказаних порушень. Заповніть у робочому зошиті таблицю та обґрунтуйте зв'язок між кількістю елементів чи речовин, що надходять в організм, та порушеннями метаболізму.

Порушення

Група хвороб

Причина

Ендемічний зоб

Флюороз

Хвороба Мінамату

Аргіроз

Остеохондроз

Подагра

Сечокам'яна хвороба

Остеопороз

Залізодефіцитна анемія

Біологія + Екологія. Якість води

Характерними ознаками низької якості води є запах хлору, жовтуватий колір, «металевий» присмак, утворення плівок на поверхні, зміна кольору овочів і фруктів під час відварювання. Якими є способи очищення води в домашніх умовах?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Історія. Падіння Риму й сатурнізм

Упродовж багатьох століть історики вивчають причини занепаду Римської імперії. Зрозуміло, що не має простої й однозначної відповіді на те, що трапилося з могутньою в минулому цивілізацією. Однак є гіпотези, що отруєння сполуками Плюмбуму відіграло далеко не останню роль у занепаді Риму. Що таке сатурнізм? Як відбувалось отруєння сполуками Плюмбуму в стародавніх римлян?

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1—6

1. Що таке біоелементози? 2. Наведіть приклади хвороб, пов'язаних з надлишком або нестачею біоелементів. 3. Що таке біонеорганічні речовини? 4. Наведіть приклади порушень обміну біонеорганічних речовин. 5. Що таке питна вода? 6. Назвіть основні показники якісної питної води.

7—9

7. Які хвороби пов'язані з порушенням вмісту хімічних елементів в організмі людини? 8. Які хвороби людини пов'язані з нестачею або надлишком неорганічних сполук? 9. Яке значення якості питної води для підтримання здоров’я людини?

10—12

10. На конкретних прикладах обґрунтуйте зв'язок між кількістю елементів або речовин і порушеннями метаболізму.