Введение

Вещества, вызывающие алкоголизм, наркоманию и токсикоманию, в совокупности можно назвать наркогенными веществами, поскольку, несмотря на различие в механизме действия, течение заболеваний протекает довольно сходно.

У здорового человека, впервые приобщающегося к наркотическому дурману, эйфории обычно не бывает. Наблюдается бурная реакция отвержения и признаки отравления: головная боль, тошнота, рвота, потеря сознания. Кроме того, возникают и другие реакции, зависящие как от специфических особенностей наркотика, так и от индивидуальной переносимости. Может появиться кашель, усиленное сердцебиение, холодный пот, галлюцинации, чувство тревоги и даже страх смерти, которые нередко переходят в забытье и сон. Однако при последующих приемах наркотика эти явления проходят и наступает первая стадия заболевания.

Глава 1. Методические рекомендации по изучению темы «Предупреждение алкоголизма, наркомании и токсикомании»

1.1 Влияние алкоголя, наркотиков и других наркогенных веществ на нервную систему человека

Мы уже говорили, что в человеческом мозге, как и в мозге млекопитающих животных, имеются центры положительных и отрицательных эмоций. Они дают возможность организму оценить, насколько создавшаяся ситуация благоприятна или неблагоприятна для него, чтобы в нужный момент мобилизовать силы или расслабиться.

Алкоголь, никотин и другие наркогенные вещества по-разному воздействуют на нервную систему. Никотин нарушает работу нервных узлов вегетативной нервной системы, алкоголь поражает головной мозг, ряд наркотиков нарушает нервную проводимость промежуточного мозга и т. д. Но все эти вещества оказываются способными нарушать работу эмоциональных центров. В одних случаях они вызывают состояние отрешенности успокоенности, в других - состояние веселья, эйфории, причем такое состояние в дальнейшем делается потребностью человекам

Вторая особенность алкоголя, наркотиков и веществ, вызывающих токсикоманию, заключается в том, что при многократно потреблении они способны включаться в обмен веществ. Обмен веществ при этом нарушается. Вот почему в далеко зашедших ста днях болезни лишение алкоголя, наркотика или вещества, приведшего к токсикомании, вызывает у больного тяжелые расстройства, причем не только психические, но и телесные невыносимые головные боли, боли в пояснице, позвоночнике, суставах. Для каждого вещества эти ощущения различны, общим являете то, что они возникают при лишении человека привычного зелья.

Алкоголизм вызывается злоупотреблением напитками, содержащими этиловый спирт. Обычно спирт действует в довольной больших дозах, исчисляемых десятками граммов. Алкоголь прежде всего нервный яд, но он действует и на другие системы органов. Он нарушает проницаемость клеточных оболочек, вызывает перестройку ферментных систем, возбуждает или затормаживает целые ансамбли нервных клеток, нарушает работу печени и почек. На уровне целостного организма алкоголь оказывает влияние на функцию сердца и сосудов, на желудочно-кишечный тракт, нарушает регуляцию органов и поведение человека. Под влиянием алкоголя существенно перестраивается и энергетический обмен. У больных алкоголизмом этиловый спирт используется как энергетическое вещество, а глюкоза перерабатывается в жир. Отсюда ожирение сердца и прилежащих к нему сосудов. Сердце алкоголиков может отличаться большими размерами, но слабой работоспособностью.

Дети, перенесшие заболевание алкогольным синдромом плода

Если родители будущего ребенка потребляют спиртные напитки, то может произойти нарушение в развитии зародыша и плода. Особенно опасен алкоголь для беременных женщин. В 1968 г. П. Лемуанн описал новую, ранее неизвестную болезнь АСП (алкогольный синдром плода). Суть ее в том, что алкоголизмом заболевает не только пьющая женщина, но и ее плод, а затем и родившийся ребенок испытывают потребность в этиловом спирте. Лишение алкоголя вызывает у новорожденного ярко выраженную отрицательную реакцию. Пораженными оказываются не только нервная система и другие органы, но даже внешность ребенка. Изменения, происшедшие в ней - короткий разрез глазной щели, низко сидящая переносица, короткий и широкий нос, узкая и плоская верхняя губа, маленькая верхняя челюсть, уплощенная середина лица, - позволяют легко поставить диагноз. В последующем развитии - умственная отсталость. В мире на 1000 родившихся детей приходится от 3 до 9 новорожденных - алкогольным синдромом плода. Влечение к наркотикам; последние вызывают в малых дозах эйфорию, в повышенных - оглушение и сон. Наркомания сопровождается поражением внутренних органов, нервными и психическими расстройствами вплоть до полной деградации личности. Поэтому производство, перевозка, хранение, продажа наркотиков влечет за собой уголовное наказание. Среди лекарств, предметов бытовой химии - стиральных порошков, пятновыводителей, средств для чистки одежды - встречаются вещества, действующие на организм так же сильно, как и наркотики. Они безвредны, если применять их по назначению и соблюдать правила техники безопасности, но могут оказаться вредными, если вдыхать их пары, вводить под кожу, употреблять внутрь. В результате развивается заболевание -*токсикомания. Таким образом, разница между наркотиками и веществами, вызывающими токсикоманию, скорее юридического порядка, чем биологического: наркотики числятся в списках запрещенных веществ, вещества же, вызывающие токсикоманию, в таких списках не содержатся, но от этого они не становятся менее опасными.

1.2 Стадии заболевания алкоголизмом, наркоманией и токсикоманией

Вещества, вызывающие алкоголизм, наркоманию и токсикоманию, в совокупности можно назвать наркогенными веществами, поскольку, несмотря на различие в механизме действия, течение заболеваний протекает довольно сходно.

У здорового человека, впервые приобщающегося к наркотическому дурману, эйфории обычно не бывает. Наблюдается бурная реакция отвержения и признаки отравления: головная боль, тошнота, рвота, потеря сознания. Кроме того, возникают и другие реакции, зависящие как от специфических особенностей наркотика, так и от индивидуальной переносимости. Может появиться кашель, усиленное сердцебиение, холодный пот, галлюцинации, чувство тревоги и даже страх смерти, которые нередко переходят в забытье и сон. Однако при последующих приемах наркотика эти явления проходят и наступает первая стадия заболевания. Появляется эйфория. Прием наркотического вещества вызывает подъем настроения, возбужденность, дурашливость, которая потом сменяется оглушенностью, тоской, отчужденностью. Прежняя доза наркотического вещества при последующих многократных приемах оказывается недостаточной. Чтобы вызвать эйфорию (кайф), приходится увеличивать дозу наркотика. Развивается психическая зависимость от него. Человек стремится получить наркотическое вещество ради удовольствия, но он пока еще может обходиться без него. Отсутствие наркотического вещества никаких неприятных ощущений не вызывает. Особенность этой стадии состоит в том, что организм в какой-то степени приспособился к действию наркотика. На этой стадии человеку относительно легко бросить пить, отказаться от наркотиков и веществ, вызывающих токсикоманию. На последующих стадиях заболевания это сделать много труднее.

Появление высокой переносимости наркотика не делает его менее ядовитым. Правда, в организме происходит известная перестройка, позволяющая нейтрализовать яд, сделать его менее опасным, но она ведет за собой изменения, которые отрицательно влияют на другие процессы.

Вторая стадия заболевания характеризуется появлением физиологической зависимости от наркотика. Обмен веществ в организме наркомана изменяется настолько сильно, что наркотическое вещество становится необходимым звеном в цепи нарушенного обмена. Если теперь человек лишается привычного приема веществ, вызывающих алкоголизм, наркоманию или токсикоманию, то возникает не только непреодолимое желание принять дурман, но и целая гамма психических и физиологических нарушений: дрожат руки, болит голова, может наблюдаться сильнейшая боль в мышцах и суставах, у курильщиков может появиться кашель, нарастают тревога, беспокойство, все мысли концентрируются на том, как овладеть наркотическим веществом. Если это мучительное состояние может быть снято новым приемом наркотического вещества, то сомневаться, что болезнь перешла во вторую стадию, не приходится. На первый взгляд может показаться, что наркотическое вещество приобрело силу лекарства, а на самом деле это говорит о сформировавшейся физиологической зависимости от него и о том, что болезнь зашла очень далеко. Поэтому опохмеление алкоголика, прекращение кашля у курильщика от сигареты после воздержания говорит не о лечебном действии, а о наличии реакции организма на отсутствие наркотического вещества. На второй стадии болезни происходит дальнейшая социальная деградация личности: наркомана ничего не интересует, кроме удовлетворения своей потребности, он становится лживым, начинают разрушаться его профессиональные навыки и умения, появляется моральная распущенность, цинизм, падает работоспособность. Параллельно с этим отчетливее проявляются и телесные (соматические) заболевания.

Третья стадия наркомании характеризуется падением переносимости наркотика. Больной испытывает мучительную потребность в нем, но прием наркотика вызывает резкие обострения телесных заболеваний. Курильщику очень хочется затянуться табачным дымом, но первая же попытка приводит к приступам кашля, к болям в области сердца, желудка. Аналогичные явления происходят и у алкоголиков, и у наркоманов, и у токсикоманов, применяющих другие вещества или лекарственные средства, вызвавшие заболевание. Третья стадия заболевания угрожает жизни больного. Ему предстоит долгое лечение в стационаре, которое может дать эффект лишь при строгом соблюдении всех врачебных предписаний, да и то не всегда.

Борьба с алкоголизмом, наркоманией и токсикоманией. Ни для кого не секрет, что алкоголизм, токсикомания и наркомания губят не только здоровье отдельных людей, но и нарушают нормальный ритм жизни общества. Прогулы, несчастные случаи, многочисленные аварии, преступления, допускаемые людьми, употребляющими наркогенные вещества, затрудняют нормальный рабочий ритм многих производств, транспорта, создают опасно для имущества граждан, разрушают семьи, уродуют детей, наконец, ставят под удар здоровье и жизнь граждан, с которыми сталкиваются эти люди. Это, конечно, не может не тревожить нашу общественность и, в частности, гигиенистов. Каковы же меры борьбы с этим злом?

В распоряжении гигиены есть два средства: санитарное законодательство и санитарная пропаганда. Вполне понятно, что, прежде всего необходимо оградить население от наиболее опасных ядов. К ним относятся наркотики. Как и в большинстве других стран, в нашей стране они запрещены. Но между формальным запрещением и фактическим искоренением существует довольно большое расстояние, которое предстоит пройти.

Известно, что законом запрещено приготовление наркотических и токсикологических средств лицами и организациями, имеющими отношения к медицинской промышленности. Преследуется и самогоноварение. Конечно, любые алкогольные напитки вредны, но в условиях промышленного производства обычно устанавливается строгий контроль за соблюдением технологии не допускающей появления в получаемой продукции сивушных масел и других ядовитых побочных соединений. Самогонщик гонят спиртное без всяких ограничений. Они получают не просто крепкие напитки, а зачастую ядовитые жидкости, опасные для здоровья. Вот почему люди, готовящие самогон, привлекаются к уголовной ответственности.

Глава 2. О вреде наркогенных веществ

Целесообразно вначале рассмотреть действие наркогенных веществ. Материал этого урока должен быть расширен. Учащимся надо дать сведения о вреде любых наркогенных веществ, включая наркотики, токсичные вещества, а также биостимуляторы, допинги и т. п. На примере влияния табакокурения на организм можно показать общие свойства всех наркогенных веществ. Они следующие: в начале применения вызывают реакцию отвержения (головная боль, тошнота, кашель); затем, по мере привыкания, возникает радостное и беспечное настроение - эйфория или чувство отрешенности и равнодушия к проблемам, которые раньше беспокоили. Собственно, благодаря этому действию наркогенные вещества и потребляют.

Включившись в обмен веществ, наркотические вещества изменяют его нормальное течение, в результате начинает страдать нервная регуляция, возникают серьезные нарушения работы внутренних органов. На стадии привыкания отмена или задержка приема наркотиков вызывает абстиненцию (реакцию отмены), которая выражается в острой потребности снова принять наркогенное вещество, а также в «ломке», потере памяти, внимания. Все мысли наркомана направлены на то, чтобы достать препарат и прекратить мучения. Причем с каждым новым приемом возрастают физические и психические недомогания. Человек не в состоянии больше потреблять наркогенные вещества и в то же время не может без них обходиться. Возникает тяжелейшее состояние, которое нередко приводит расстройству и даже самоубийству.

Действие допинга на организм во многом аналогичен. Он помогает мобилизоваться на какое-то время и достичь (высоких результатов, чем обычно, но при этом обмен веще может нарушиться так сильно, что восстановить его было весьма сложно, а то и невозможно.

Если у учащихся дома есть курящие взрослые, можно Я рекомендовать им провести такой опыт: определить скорость кровотока сосудов ногтевого ложа большого пальца руки в состоянии никотинового голода и после курения. Для этого измерить длину ногтя (длину пути крови 5) и время крови пополнения сосудов ногтевого ложа (t). Последнее можно определить следующим образом: указательным пальцем нажать на ноготь (он становится белым, так как кровь вытесняется из артерия а затем освободить этот ноготь и подсчитать время, которое требуется ему для приобретения обычного розового цвета, скорость определяется обычной формулой

V= S/t

Часто получавшийся такой результат: в состоянии, когда человек хочет курия скорость кровотока небольшая, а после курения она становищ больше. Это объясняется двухфазным действием табака на вегетативную нервную систему. Никотин сначала усиливает крон ток, а затем замедляет его. В результате у курящих могут возникнуть спазмы сосудов. Чаще страдают сосуды ног. Возникаете заболевание, называемое перемежающейся хромотой. Человек испытывает резкую боль из-за спазма сосуда, которая проходит, и человек снова может идти. Спазмы приводят к поражению ступней. Оно начинается с большого пальца, которая чернеет. В тяжелых случаях развивается гангрена и ногу приходится ампутировать. Не случайно среди хирургов сложилась невеселая поговорка: «Больной перемежающейся хромотой умирает без ног».

Влияние алкоголя на организм раскрывается в учебниках в разных параграфах. Поэтому содержащийся там материал дообобщить. В начале курса, им сообщалось, что она часто заменяет другие ткани, если те выходят из строя. Это напоминание поможет понять, почему у алкоголиков мышечная ткань заменяется соединительной, почему в ней накапливается жир, почему величина сердца у этих людей резко увеличивается, а сила сокращения его слабеет. Печень также теряет свои рабочие клетки (гепациты), а вместо них разрастается соединительная ткань. Печень увеличена, но функции ее ослаблены. Аналогично изменяется и почечная ткань. Из-за ослабленного кровотока и плохой работы почек лицо отекает, становится красным, меняются его очертания. Но самое страшное в жизни алкоголиков - это изменение их поведения. Они становятся лживыми, безответственными, не могут оценить степень риска и потому часто погибают от несчастных случаев. Настроение их резко меняется: благодушное неожиданно переходит в агрессивное. Известно несколько психических расстройств, вызванных алкоголем: белая горячка, бред о супружеской неверности, патологическое опьянение. Бред о супружеской неверности становится доминантой их поведения. Они устраивают скандалы, часто вовсе необоснованные, становятся подозрительными и нередко опасными для окружающих. При патологическом опьянении даже небольшая порция спиртного может привести к безумным аффектам. По российским законам состояние опьянения не является смягчающим обстоятельством преступления, а лишь усиливает степень ответственности за содеянное.

В школьной практике с токсикоманией приходится встречаться значительно чаще, чем с наркоманией, а по своим последствиям она не менее опасна. Пятновыводители, некоторые виды клея значительно доступнее, чем наркотики. Кроме того, многие таблетки, продающиеся вполне легально, могут быть использованы и токсикоманами, и наркоманами.

Глава 3. Методические разработки по теме «Никотин, алкоголь и наркотики - тератогены»

3.1 Урок-лекция «Никотин, алкоголь и наркотики - тератогены»

Тератология - наука об уродствах, т.е. пороках развития человека, многие из которых закладываются в эмбриональном периоде. Около 20% аномалий развития имеют наследственную природу, вызваны генными и хромосомными нарушениями, 10% - обусловлены внешними факторами, такими как алкоголь, никотин, наркотики, лекарства, биологически активные соединения и т.п. В 70% случаев происхождение аномалий остается невыясненным.

Знание причин возникновения аномалий развития необходимо для того, чтобы их предотвратить. Мы коснемся лишь некоторых факторов, вызывающих различные уродства.

В настоящее время известны сотни тератогенов - агентов, вызывающих уродства. По статистике, из-за различных нарушений гибель зародышей человека достигает 70%, т.е. 7 из каждых 10 зачатий заканчиваются гибелью зародышей. Не последняя роль в этой гибели принадлежит тератогенам.

Принято выделять следующие типы отклонений в развитии.

1. Отсутствие закладки какого-либо органа или его части. Бывает, что образовавшийся орган затем быстро разрушается, например, если не образуется мочеточник, то деградирует и исчезает почка.

2. Недоразвитие органа. Если закладка органа подавляется не полностью, это приводит к недоразвитию органа или ткани. Недоразвитие органа выражается в уменьшении его размеров и массы.

3. Переразвитие. При этом наблюдается увеличение массы и размеров органа или организма в целом. Один из примеров - макроцефалия, увеличение сверх нормы размеров головного мозга, приводящее к слабоумию и уменьшению продолжительности жизни. Увеличение размеров всего тела приводит к гигантизму.

4. Отклонения от нормы количества частей какого-либо органа. Часто встречаются изменения числа пальцев и извилин больших полушарий головного мозга, появление дополнительных внутренних органов - селезенки, надпочечников, мочеточников, матки.

5. Нарушения в строении органов. Например, сужение гортани, трахеи, пищевода, различных отделов кишечника, половых протоков. Бывает, что отсутствует отверстие на выходном протоке - например, слепо замкнутый конец прямой кишки вместо анального отверстия.

6. Иногда слишком долго сохраняются временные зародышевые органы (например, остатки жаберных дуг), что приводит к появлению кист, свищей.

Ранняя детская смертность на 20% обусловлена различными аномалиями в строении организма, причем доля пороков развития у новорожденных стремительно нарастает. Если в 1960-х гг. они составляли около 1%, то к концу 1970-х гг. - уже 2-3% от числа всех новорожденных. Отметим, что многие аномалии при этом не учитываются, т.к. проявляются значительно позже (иногда только к 18 годам).

По данным американских специалистов, с учетом всех форм аномалий (анатомических, физиологических, психических, биохимических, функциональных) общее их число у современных детей раннего школьного возраста обнаруживается в 25% случаев. Другими словами, каждый 4-й ребенок рождается с отклонениями в развитии.

Что вызывает появление аномалий? Врачи давно уже заметили, что у людей, злоупотреблявших алкоголем, дети рождаются с различными аномалиями: маленького роста, с черепно-мозговыми уродствами, с аномалиями конечностей, сердца, половых органов и другими нарушениями. Дети алкоголиков часто страдают эпилепсией, шизофренией, аномалиями зрительного и слухового аппаратов, расстройствами речи, неврозами. Им свойственны агрессивность, плохая успеваемость в школе, антисоциальное поведение.

Было замечено, что алкоголь является причиной большого числа самопроизвольных абортов и мертворождений. Вскоре после зачатия, когда зародыш содержит еще мало клеток, алкоголь вызывает смерть или серьезные хромосомные нарушения у части из них. Это приводит или к спонтанным абортам, или к значительным отклонениям в развитии, т.е. к уродствам.

Опасен также период с 3-й по 10-ю неделю, когда закладываются основные органы. Повреждения зародыша, вызванные алкоголем в этот период, обусловливают развитие типичного алкогольного синдрома плода. Употребление алкоголя после 10 недель беременности сказывается на развитии и функционировании гипоталамуса - отдела промежуточного мозга. У новорожденного в этом случае часто наблюдаются дефицит веса, отставание в росте, умственная отсталость.

Никотин не менее опасен, чем алкоголь. Само зачатие может стать проблемой, т.к. у курящих женщин на треть увеличивается риск бесплодия.

Дети курильщиц часто появляются на свет с меньшим весом и отклонениями в психике, страдают одышкой, среди них более высок процент синдрома внезапной смерти (смерть ребенка в возрасте до 1 года без видимых причин). Часто плод у курильщиц гибнет на разных стадиях развития или ребенок рождается мертвым. Ранние выкидыши у курильщиц происходят в 1,7 раза чаще, чем у некурящих.

Если беременная женщина курит, то на ее ребенка воздействуют около 3 тыс. компонентов табачного дыма. Влияют они по-разному, но всегда плохо. Никотин является нервно-паралитическим ядом, он может вызвать смерть плода или развитие уродств. Но даже если нет явных отклонений, то, как правило, родившийся ребенок будет нервным, с повышенной возбудимостью и пониженной способностью к обучению.

Другой компонент табачного дыма, бензидин, - сильный канцероген. Угарный газ СО, также вредный компонент дыма, связывается с гемоглобином в 200 раз сильнее, чем кислород. Поэтому у курящих женщин плод развивается в условиях гипоксии (недостатка кислорода). Кроме того, из клеток плода угарный газ выводится медленнее, чем из организма матери. Значит, его содержание в организме ребенка в 10-15 раз выше, чем у матери. Постоянная гипоксия часто приводит к недоразвитию нервных клеток и тканей, т.е. к умственной отсталости.

Еще одни компонент дыма - радиоактивный элемент полоний-210. Он повреждает половые клетки плода. Это значит, что курение матери может отразиться не только на ее детях, но и на внуках. Даже при «пассивном» курении будущей матери (например, курит муж) пороки развития у детей выявляются в два раза чаще, чем в некурящих семьях. У детей курящих родителей часто наблюдаются такие аномалии, как «волчья пасть» и «заячья губа».

Если женщина не только курит, но и употребляет алкоголь, совместное воздействие тератогенов суммируется, и вызванные ими поражения усугубляются.

По терминологии Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ): наркотики - средства, вызывающие психическую или физическую (или оба вида) зависимость. Таких веществ много. ВОЗ выделяет следующие девять типов.

1. Алкогольсодержащие продукты: все виды алкогольных напитков.

2. Амфетамины: амфетамин, метилфенидат, фенметразин.

3. Барбитураты: барбитурат, успокаивающие средства, такие, как хлоралгидрат, диазепам, мепробамат, метаквалон.

4. Типа каннабиса - препараты Cannabis sativa L. (конопли), марихуана, ганжа, гашиш.

5. Типа кокаина - кокаин и листья коки.

6. Галлюциногены: ЛСД (лизергид), мескалин, псилоцибин.

7. Типа ката - препараты растения Catha edulis.

8. Опиум, морфин, героин, кодеин и синтетические аналоги морфина, такие как метадон и петидин.

9. Типа эфирных растворителей - толуол, ацетон, бензин, четыреххлористый углерод и ряд анестезирующих веществ, таких как эфир, хлороформ и закись азота.

Основной патологией, развивающейся у наркоманов, потребляющих, например, вещества опийного типа (морфин, героин, метадон и т.д.) является стойкое бесплодие. Даже однократное введение таких наркотиков уменьшает количество вырабатываемых организмом половых гормонов - этот эффект обнаружен как в клинических наблюдениях, так и в экспериментах на животных.

Незаменимый минимум:

- марганец

Содержание марганца в крови имеет большое диагностическое значение. При инфаркте миокарда и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки его уровень всегда повышен, а вот у больных первичным раком и циррозом печени уровень марганца в крови весьма низок.

- железо

В 1835 г. «Журнал мануфактур и торговли», сообщая о товарах, присланных из Вены в Петербург, упоминает металлические намагниченные бруски как средство от зубной и головной боли. Бруски рекомендовалось носить на шее. В древности и в средние века магнит употребляли не только как наружное, но и как внутреннее средство. Гален считал магнит слабительным, Авиценна лечил им ипохондриков. Мы же с вами живем в более «просвещенные» времена и благодаря стараниям науки знаем, что этот металл способен влиять на организм не только магнитными полями, но и непосредственно - химически. Железо играет важнейшую роль в физиологии растений, животных и человека.

При недостатке железа в почве у растений нарушается азотистый, жировой и минеральный обмен, возникает хлороз (обесцвечивание) листьев, вызванный недостатком хлорофилла. А у представителей фауны, нуждающихся в этом микроэлементе, развиваются анемии.

Содержание железа в крови человека весом 70 кг составляет 4-5 г. Большая часть железа находится в крови (60-75% этого металла связано с гемоглобином). Это подвижная и легко обменивающаяся фракция железа. Медленно обменивающееся железо находится в ретикулярных клетках печени, селезенки и костном мозгу, а также в мышцах (белок мышечной ткани - миоглобин - содержит 3-5% железа от общей его доли в организме). К этой же фракции относится и железо металлоферментов клеток.

Железо, как и любой другой микроэлемент, совершает в организме постоянный кругооборот. При физиологическом распаде эритроцитов 9/10 железа остается в организме и идет на построение новых эритроцитов, а теряемая 1/10 часть пополняется за счет пищи. Дефицит железа у человека может возникнуть лишь в результате недостаточного потребления или плохой усваиваемости белка. Замечено, что витамин С способствует всасыванию железа в кишечнике и необходим для переведения железа в биологически более активную форму (Fe3+ восстанавливается до Fe2+). Очень высокий уровень фосфатов, а также повышенные концентрации цинка, кадмия, меди и марганца, ухудшают усвоение железа.

Входя в состав гема в гемоглобине и миоглобине, железо делает нашу кровь и мышцы красными. Гемоглобин обеспечивает транспорт кислорода и углекислоты в крови, а миоглобин в мышцах играет роль кратковременного хранилища кислорода и облегчает поступление кислорода к другим тканям. Железо входит также в состав ферментов (цитохромов) дыхательной цепи митохондрий, обеспечивающей клетку молекулами АТФ, а следовательно, и энергией. Железо является кофактором каталазы - фермента, разрушающего перексид водорода и оберегающего клетки от его повреждающего действия. Это основные функции данного микроэлемента.

- Кобальт

В некоторых районах разных стран, в том числе и нашей, печальной известностью пользовалось заболевание скота, иногда называемое сухоткой. Животные теряли аппетит и худели, их шерсть переставала блестеть, слизистые оболочки становились бледными. Резко падало количество эритроцитов, снижалось содержание гемоглобина. Возбудителя болезни найти не могли, однако ее распространенность создавала полное впечатление эпизоотии.

В Австрии и Швеции неизвестную болезнь называли болотной, кустарниковой, прибрежной. Если в район, пораженный болезнью, завозили здоровых животных, то через год-два они тоже заболевали. В то же время животные, вывезенные из района «эпидемии», были незаразными и вскоре выздоравливали. Так было и в других странах.

Это обстоятельство заставило искать причину болезни в корме. И когда после кропотливых исследований она была наконец установлена, болезнь получила название, точно определяющее эту причину, - акобальтоз, или дефицит кобальта. Так зачем организму кобальт?

Есть такая болезнь - злокачественное малокровие. При его развитии сильно снижаются количество эритроцитов и уровень гемоглобина в крови, нарушается синтез миелина и миелинизация нервов, разрушается эпителий кишечника и в конечном итоге наступает смерть. В поисках средства от этого недуга врачи обнаружили, что сырая печень, употребляемая в пищу, задерживает развитие малокровия. Из печени удалось выделить вещество, способствующее появлению красных кровяных клеток. Восемь лет потребовалось, чтобы выяснить его химическое строение. За эту работу английской исследовательнице Дороти Ходжкин присудили в 1964 г. Нобелевскую премию по химии. Вещество это, получившее название кобаламина, или витамина В12, содержит 4,5% кобальта. Кобаламин содержится только в продуктах животного происхождения, поэтому вегетарианцам рекомендуется принимать его дополнительно в виде витаминного препарата.

Исследования с радиоактивным кобальтом показали, что в наибольших количествах он содержится в печени и почках, меньше - в поджелудочной железе и еще меньше - в других тканях. Содержание кобальта в цельной крови составляет 4-10 мкг%. Кобальт всегда содержится в молоке.

Кобальт влияет на синтез мышечных белков, на миелинизацию нервных волокон. Недостаточное поступление солей кобальта в организм приводит к неполному усвоению кальция и фосфора. Он способствует включению иона железа в молекулу гемоглобина.

В отличие от некоторых других микроэлементов кобальт не может накапливаться в организме, и поэтому он постоянно должен поступать с пищей. Компенсировать недостаток кобальта можно с помощью некоторых пищевых продуктов, например винограда. Во многих южных странах виноградники опрыскивают раствором сернокислого кобальта. С таких участков собирают больше ягод, и они слаще, чем с «бескобальтовых» участков (кобальт принимает участие в углеводном обмене).

- Никель

О биологическом воздействии никеля известно уже немало. Никеля в почвах и в растениях значительно больше, чем в тканях и жидкостях животных организмов: у растений в среднем 5·10-5% (по массе), у морских животных - 1,6·10-5%, у наземных - 1·10-5%, в человеческом организме - до 0,2·10-5%. Богаты никелем листовые овощи - петрушка, салат, шпинат; много его в гречневой и овсяной крупе. Поэтому рацион вегетарианца богаче этим элементом. При использовании никелированной посуды для кислых продуктов пища может обогащаться никелем.

Некоторые растения под влиянием избытка никеля в почве принимают необычные формы. Поиск таких форм - один из методов геоботаники, используемый при разведке никелевых месторождений.

Основным депо никеля в организме человека являются печень и почки, а в крови его совсем мало (8-12 мкг%). Никель может попадать в организм двумя путями: через пищу и через воздух. Никель, поступающий с пищей, считается малотоксичным, т.к. он плохо всасывается. Замечено, что соли никеля в малых количествах (до 5 мг) активируют такие пищеварительные ферменты, как панкреатические липазы (ферменты поджелудочной железы, расщепляющие некоторые липиды) и пепсин. Правда, в больших количествах (10-20 мг) никель ингибирует некоторые ферменты, включая пепсин. Но при попадании вместе с воздухом в легкие этот металл становится опасным (никель рассматривается как канцерогенный фактор табачного дыма, способствующий развитию рака легкого). Очень высокие дозы никеля повреждают роговицу глаза - возникают кератиты и керато-конъюнктивиты.

По своему влиянию на кроветворение никель напоминает кобальт - после острых кровопотерь подкожные инъекции никеля ускоряют восстановление уровня эритроцитов. При различных формах анемии уровень никеля в крови снижается. Установлено, что никель постоянно присутствует в РНК, принимая участие в сохранении конформации молекулы.

- медь

Медь присутствует во многих органах и тканях живых организмов. Она впервые была обнаружена в составе растительных организмов в начале XIX в. Затем в 1830 г. ее нашли и в тканях животных, а спустя 8 лет - в тканях человека. С тех пор началось изучение биологической роли меди.

Выяснилось, что этого элемента много в крови некоторых низших животных. Гемоцианин - пигмент крови моллюсков и ракообразных - содержит ее 0,15-0,26%. Медь нужна и растениям - это один из важнейших микроэлементов, участвующий в процессе фотосинтеза и влияющий на усвоение растениями азота. Недостаточно меди в почве - растения хуже плодоносят или вообще становятся бесплодными.

Медные удобрения (обычно это медный купорос) содействуют синтезу белков, жиров и витаминов. Кроме того, они повышают устойчивость к болезням многих сельскохозяйственных культур. Медный купорос (CuSO₄·H₂O) - соль ядовитая: в дозе, превышающей 0,6 г, она вызывает у человека рвоту, а в дозе 1-2 г - тяжелое отравление с возможным смертельным исходом. Особенно губительно медный купорос действует на низшие организмы: его раствором протравливают семена перед посевом, чтобы уничтожить на них споры плесневых грибов.

Общее содержание меди в теле человека составляет около 80 мг. У взрослого человека содержание меди обычно остается без заметных изменений до глубокой старости. Настоящей «хозяйкой медной горы» в организме человека является печень. Она содержит 650-900 мкг меди на 100 г сырого веса. Это позволяет считать печень физиологическим депо для данного элемента. В крови содержание меди составляет от 80 до 150 мкг на 100 мл. Здесь она находится в основном в таких форменных элементах, как эритроциты, эозинофилы и базофилы (гранулярные лейкоциты).

В клетках животных наибольшее влияние этот микроэлемент оказывает на процесс тканевого дыхания, т.к. входит в состав цитохромоксидазы - фермента, непосредственно переносящего электроны с окисляемых субстратов на кислород. Медьсодержащим ферментом является и тирозиназа, отвечающая за образование миелина. Порфириновые соединения меди служат звеном при синтезе гемоглобина, необходима медь и для всасывания железа в кишечнике. Ионы меди воздействуют на метаболизм таких витаминов, как В₁, С, А.

Исследования многих ученых показали, что медь необходима в таких физиологических процессах, как гемопоэз, пигментация и кератизация кожи и волос, остеогенез, воспроизводительная функция. Дефицит меди является усугубляющим фактором при развитии эндемического зоба (медь нужна для усвоения больших доз йода). Очень важен этот металл для повышения иммунобиологической устойчивости и сопротивляемости организма.

- цинк

Медики издавна применяют многие соединения этого элемента. Со времен Парацельса до наших дней в фармакопее значится 0,25%-ный раствор сульфата цинка в качестве глазных капель. Как присыпка издавна применяется цинковая соль стеариновой кислоты. Фенолсульфат цинка - хороший антисептик. Суспензия, в которую входят инсулин, протамин и хлорид цинка, - эффективное средство против диабета, действующее лучше, чем просто инсулин. И вместе с тем многие соединения цинка, прежде всего его сульфат и хлорид, токсичны.

Биологическая роль цинка выяснена не до конца. Еще в 1869 г. было показано, что цинк является необходимым элементом питания гриба Aspergillus niger. Сейчас цинк обнаружен во всех клетках и органах высших животных и человека. Общее содержание цинка в теле человека весом 70 кг составляет 2-3 г. Наибольшее его количество обнаруживается в сетчатке глаза, предстательной железе и сперме, богаты цинком печень и мышцы. Среднее содержание цинка в крови составляет 600-800 мкг% (0,6-0,8 мг на 100 мл). Находящийся в клетках цинк легко соединяется с аминокислотами, белками, пуриновыми основаниями, нуклеиновыми кислотами.

Цинк входит в состав многих ферментов. Так, цинк - обязательная составная часть фермента карбоангидразы, содержащегося в эритроцитах. Карбоангидраза ускоряет выделение углекислого газа в легких. Кроме того, она помогает превратить часть СО₂ в ион НСО₃-, играющий важную роль в обмене веществ. Цинк необходим для функционирования многих дегидрогеназ, например, глутаматдегидрогеназы и малатдегидрогеназы, а также алкогольдегидрогеназы, содержащейся в печени и катализирующей окисление этанола в уксусный альдегид.

Довольно много цинка содержится в ядах змей, особенно гадюк и кобр. Известно, что эти яды в присутствии солей цинка теряют токсичность и в то же время соли цинка защищают яды от разрушения. Считается, что высокое содержание цинка - это то средство, которым змея защищается от собственного яда.

Недавно было установлено, что при злокачественных новообразованиях содержание ионов цинка в клеточных органеллах, клетках и отдельных органах увеличивается 1,5-2, а иногда и в 3 раза. Хотя причины этого пока не известны, само явление может служить для ранней диагностики рака.

Животные и человек получают цинк с пищей. Интересно, что особенно много цинка содержится в грибах вешенках, которые поэтому могут использоваться для профилактики цинковой недостаточности. Недостаток цинка в рационе имеет различные последствия, в том числе и на уровне высшей нервной деятельности. Так, самки крыс, получавшие пищу, в которой совсем не было цинка, становились отчаянными драчуньями, и эта особенность характера передавалась по наследству, причем самкам в большей степени, чем самцам. Дефицит цинка у разных животных проявляется примерно одинаково, а основными признаками его являются повреждение кожи (паракератоз), нарушения скелета (особенно длинных костей), дефекты репродуктивных органов самцов. Типичным проявлением недостатка цинка у человека является карликовость.

- селен

Это, пожалуй, самый противоречивый по действию на живые системы элемент: все соединения селена ядовиты, но в то же время в тканях большинства организмов находят селен в концентрациях от 0,01 до 1 мг/кг.

Избыток селена в почве - причина известного заболевания скота, так называемого алколоиза (в просторечье - вертячка). У домашних животных, пораженных этим заболеванием, начинает выпадать шерсть, деформируются рога и копыта. Из-за расстройства зрения и нервной системы нарушается координация движений и животные движутся по кругу (отсюда и название болезни).

Биохимики предполагают, что селен (в больших концентрациях) связывается с дисульфидными и сульфгидрильными группами белков-ферментов и кератинов. Это сопровождается тканевой гипоксией и разрушением клеточных и внутриклеточных мембран.

Однако еще в 1967 г. было доказано, что селенит натрия (Na₂SeO₃) может быть очень полезным в ветеринарии и животноводстве. Микродозы этой соли избавляли цыплят от экссудативного диатеза. В опытах с крысами, получавшими корм с добавками, которые со временем должны были привести к развитию у них некроза печени, селенит натрия предотвращал развитие заболевания.

Недостаток селена вызывает у животных более двадцати тяжело протекающих заболеваний, сходных по симптомам с Е-авитаминозом. Оказалось, что селен и витамин Е являются синергистами, т.е. веществами, усиливающими действие друг друга на метаболизм. Антиоксидантные свойства витамина Е давно и хорошо известны, но при чем здесь селен? Дело в том, что 4 атома селена входят в фермент глютатионпероксидазу, который превращает перекиси органических кислот в нетоксичные оксикислоты. Селен содержится и в других белках: глицинредуктазе, ферредоксине, а также в цитохроме С - одном из компонентов дыхательной цепи митохондрий.

Участвует селен и в организации иммунного ответа организма. Он активизирует фагоцитарную активность макрофагов и гранулоцитов, цитолитическую активность Т-киллеров, выработку иммуноглобулинов и т.п. Полагают, что селен влияет на биосинтез иммунных белков и участвует в организации «дыхательного взрыва». При этом в некоторых клетках иммунной системы образуются продукты неполного восстановления кислорода: супероксид-анион (О₂-) и гидроксильный радикал (ОН-). Эти соединения обладают очень высокой реакционной способностью. Они вызывают целый каскад реакций в клетке, в частности цепных реакций окисления, приводящих к гибели клетки. При чем же тут селен? В специальных опытах установлено, что недостаток селена блокирует «дыхательный взрыв». Очень похоже, что селен участвует как в самой организации этого процесса, так и в защите клеток иммунной системы от их же собственного оружия - супероксид-аниона и гидроксильного радикала.

Селен - фоточувствительный полупроводник, и в технике используется в различных устройствах для преобразования света в электричество. Возможно, эти его свойства используются и организмами, поскольку селен был обнаружен в сетчатке глаза. У человека его оказалось немного - около 7 мкг (общее содержание селена в организме взрослого человека составляет 14-15 мг), зато у орла - в 100 с лишним раз больше, 780 мкг. Позже в опытах с кроликами была выявлена прямая зависимость между остротой зрения и содержанием селена в сетчатке.

- бром

Персонажи многих книг, написанных в прошлом веке, чтобы успокоиться, принимают бром. Не сам бром, разумеется, а растворы бромистого натрия или калия. Применять их как средство от бессоницы, неврастений, переутомления начали уже лет через десять после открытия этого элемента в 1825 г. Академик Павлов и его ученики впервые установили, что бром усиливает торможение в ЦНС. И сейчас в свете современных данных брому приписывается важная физиологическая функция - регулирование нервной деятельности. Отмечая это свойство, И.П. Павлов заявил, что человечество должно быть счастливо, располагая таким драгоценным для нервной системы препаратом, как бром.

Бром относится к группе незаменимых микроэлементов. Он обнаружен в морских и наземных растениях, в организмах животных и человека. Больше всего этот неметалл накапливается в грибах, особенно в боровиках, подберезовиках, подосиновиках. У человека в наибольших количествах бром обнаруживается в гипофизе (15-30 мг%), мозговом слое надпочечников (1,4-1,8 мг%), щитовидной железе (0,9-1,4 мг%) и крови (0,6 мг%).

В сутки человеку необходимо примерно 0,8 мг этого элемента. Соли брома влияют на половую функцию организма, регулируя процесс эякуляции у самцов и течение полового цикла у самок. Соединения брома применяют при лечении некоторых сердечно-сосудистых заболеваний, язвенной болезни, эпилепсии. Но, в то же время, под действием брома, длительное время и в больших количествах поступающего в организм, отмечается угнетение функции щитовидной железы, т.к. бром вступает в конкурентные отношения с йодом.

В наше время растворы бромидов натрия и калия в медицине практически не применяются. Их стали вытеснять броморганические препараты, более эффективные и, в отличие от бромидов, не раздражающие слизистые оболочки. Как хорошие успокаивающие средства применяют брометон, бромалин, бромурал. Последний используют и как снотворное, а в больших дозах - для наркоза. Четырехзамещенные бромиды аммония и ксероформ (трибромфенолят висмута) - прекрасные антисептики. Бромом модифицируют даже антибиотики - бромтетрациклин нашел широкое применение в борьбе с инфекциями.

- молибден

В низких концентрациях молибден, как и хром, широко распространен в природе. Впервые его биологическое значение было показано в связи с потребностью в нем азотфиксирующих бактерий. Еще в 1930 г. установили, что данный элемент весьма существен для роста азотфиксирующих бактерий Azotobacter. Особенно много этого металла оказалось в бобах и горохе. Позднее выяснилось, что молибден входит в состав фермента клубеньковых бактерий - нитроредуктазы. Молибден обнаружили не только в корневой системе, но и в зеленой массе растений (около 1 мг на килограмм сухой массы). Нашли его и в организмах животных.

Изучение роли молибдена как необходимого микроэлемента началось после того, как в одном из опытных хозяйств Новой Зеландии заметили, что добавление в почву незначительных количеств молибденовых солей увеличивает урожай люцерны и клевера примерно на 30%. Причем оказалось, что этот элемент необходим высшим растениям независимо от его роли в фиксации азота клубеньковыми бактериями.

Особенно эффективен молибден на кислых почвах. На красноземах и буроземах, содержащих много железа, действие молибдена, напротив, минимально. Тем не менее в некоторых странах увлечение молибденовыми удобрениями приняло массовый характер, и лишь после этого выяснилось, что палка-то о двух концах. Избыток молибдена оказался вреден не только для растений, но и для животных, и для человека. В ряде районов Англии целые стада крупного рогатого скота страдали острой диареей, вызванной повышенным содержанием молибдена в подкормленной им траве. Оказалось, что больных животных можно лечить большими количествами меди. Заодно выяснилось, что эти элементы являются антагонистами: молибден эффективен при лечении скота с хроническим отравлением медью.

При помощи радиоактивных изотопов удалось выяснить, что молибден избирательно накапливается в надпочечниках, печени, почках, костях, глазах, лимфатических узлах. Содержание молибдена в цельной крови составляет 1,4 мкг%.

Молибден играет важную роль в азотистом обмене. Ферменту ксантиноксидазе, превращающему ксантин и другие пуриновые основания в мочевую кислоту, для проявления активности необходимы два атома молибдена. Если молибдена в пище много, то возрастает и активность ксантиноксидазы, а следовательно, и синтез мочевой кислоты, и почки уже не успевают выводить ее из организма. Избыток мочевой кислоты приводит к отложению ее солей в суставах и сухожилиях, и суставы начинают болеть. У врачей этому заболеванию есть специальное название - эндемическая молибденовая подагра. С другой стороны, если молибдена не хватает, то появляются ксантиновые камни в почках.

- йод

Биологические функции йода многообразны. йод обладает антисептическими свойствами. Кстати, йод в хирургии первым использовал французкий врач Буанэ. Как ни странно, самые простые лекарственные формы йода - водные и спиртовые растворы - очень долго не находили применения в хирургии, хотя еще в 1865-1866 гг. великий русский хирург И.И. Пирогов применил йодную настойку для обработки ран.

Биологическая роль йода начала выясняться в середине XIX в. В 1854 г. французский химик-аналитик Шатен обнаружил, что распространенность заболевания зобом находится в прямой зависимости от содержания йода в воде, почве, потребляемой людьми пище. Коллеги опротестовали выводы Шатена, более того, Французкая академия наук признала их вредными. Что же касается происхождения болезни, то тогда считали, что ее могут вызвать 42 причины - недостаток йода в этом перечне не фигурировал.

Прошло почти полстолетия, прежде чем авторитет немецких ученых Баумана и Оствальда заставил французских ученых признать ошибку. Опыты Баумана и Оствальда показали, что щитовидная железа содержит большое количество йода и вырабатывает содержащие йод гормоны. Недостаток йода приводит сначала лишь к небольшому увеличению щитовидной железы, но, прогрессируя, эта болезнь поражает многие системы организма. В результате нарушается обмен веществ, замедляется рост. В отдельных случаях эндемический зоб может привести к глухоте, кретинизму. Эта болезнь распространена преимущественно в горных районах и в местах, сильно удаленных от моря.

О широком распространении болезни свидетельствуют произведения живописи. Один из лучших женских портретов Рубенса «Соломенная шляпка». У красивой женщины, изображенной на портрете, заметна припухлость шеи (врач сразу сказал бы, что увеличена щитовидная железа). Те же симптомы и у Андромеды с картины «Персей и Андромеда». Признаки йодной недостаточности видны также у некоторых людей, изображенных Рембрандтом, Дюрером, Ван-Дейком.

Интересно, что история лечебного применения йода уходит в глубь веков. Целебные свойства веществ, содержащих йод, были известны за 3 тыс. лет до того, как был открыт сам элемент: китайский кодекс 1567 г. до н.э. рекомендует для лечения зоба морские водоросли, богатые йодом.

Общее содержание йода в человеческом организме составляет 20-25 мг, причем половина его находится в щитовидной железе (9,8 мг%). Есть йод и в мышцах, почках, коже и ее производных (волосах, ногтях). Нормальное общее содержание йода в крови достигает 15 мкг%. Концентрация йода в крови называется йодным зеркалом крови. Любопытно, что содержание йода в крови человека зависит от времени года: с сентября по январь концентрация йода снижается, с февраля начинает возрастать и в мае-июне достигает наивысшего уровня. Эти колебания относительно невелики и их причины до сих пор остаются загадкой.

Йод поступает в организм человека в виде его солей. Несколько капель йодной настойки на стакан молока могут оказаться полезными, особенно для профилактики и лечения атеросклероза. Но в больших количествах элементарный йод опасен: доза в 2-3 г смертельна. Йодиды, поглощенные щитовидной железой, находятся главным образом в тиреоглобулине - сложном высокомолекулярном белке. С использованием тиреоглобулина фермент йодиназа йодирует ароматические кольца незаменимой аминокислоты тирозина, образуя главный гормон щитовидной железы - тироксин (в меньших количествах эта железа вырабатывает другой гормон - трийодтиронин).

Функции этих двух гормонов заключаются в ускорении реакций, протекающих во всех клетках организма. При гипофункции щитовидной железы, вызванной недостатком йода, наблюдается снижение основного обмена, температура тела становится ниже нормальной. У детей развивается микседема - в подкожной соединительной ткани скапливается межтканевая жидкость, замедляется рост и снижается умственная деятельность (кретинизм). У взрослых помимо микседемы развивается зоб, т.е. разрастается паренхима щитовидной железы.

Простейшее и надежнейшее средство в борьбе с эндемическим зобом - добавка микродоз йодидов к поваренной соли. Существуют лекарственные препараты и пищевые добавки на основе морских водорослей. Например, небезызвестный «Сплат». Но гиперфункция щитовидной железы также опасна: железа синтезирует слишком много гормона, в результате чего ускоряется основной обмен, учащается пульс, человек худеет и проявляются другие неприятные симптомы базедовой болезни.