X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Среди самых актуальных категорий в системе ценностей общества лидирующую позицию в настоящее время занимает вопрос сохранения и укрепления здоровья человека.

Организм человека – это сложная химическая система, которая не может функционировать самостоятельно, без взаимосвязи с окружающей средой. От того, какая будет окружающая среда, что будет из неё попадать в организм человека с воздухом, водой, пищей, во многом будет зависеть здоровье человека.

Совсем недавно научная мысль была взволнована проблемой нехватки железа не только в окружающей среде, но и в организме человека. Ибо без железа не может обойтись ничто живое, так как без него невозможны дыхание, образование крови, а значит и сама жизнь.

Сегодня человечество, выкачивая железо из земных недр, всё больше окружая себя механизмами, металлическими бытовыми изделиями, создавая огромные индустриальные центры, тем самым, выдвигает новую, не менее важную проблему. Железо уже не недостаток, а явный избыток и к тому же опасный загрязнитель окружающей среды, способный накапливаться в живых организмах и, следовательно, в пищевых продуктах, в концентрациях гораздо превышающих ПДК, вызывая различные заболевания.

Поэтому цель данной работы: изучить влияние железа на организм человека.

Задачи:

1. Изучить историю открытия железа, его источники и применение.

2. Раскрыть двойственную роль железа в организме.

3. Выявить содержание железа в организме с помощью теста М. Хамма, А. Россмайера.

Объект исследования: железо как химический элемент.

Предмет изучения: биологическая роль железа.

Методы исследования:

1) теоретические (анализ научной литературы по теме исследования);

2) эмпирические (тестирование);

3) статистические (количественная и качественная обработка данных).

История открытия, источники железа

В истории открытия химических элементов нет точной даты и места открытия железа. Нигде не найти упоминания имени человека, который первым получил этот металл. Эти сведения теряются в далёком прошлом развития человеческой культуры, когда век железа пришел на смену медно – каменному веку и веку бронзы. Возможно, что человек впервые ознакомился с железом метеоритного происхождения. На использование метеоритного железа древними египтянами указывает название железа «ваапере», что означает «небесное происхождение». Знали метеоритное железо и цивилизации Месопотамии, уже в третьем тысячелетии до нашей эры, и называвшие его «огонь с неба». Многие, наверно видели, как в ясную ночь «падает звёздочка», оставляя яркий след на тёмном фоне неба. Однако это не звёзды, а куски камней железа с примесью других элементов, чаще всего никеля.

Раньше железо называли по имени планеты Марс, которая имеет красноватый цвет и у древних римлян символизировала бога войны Марса.

Происхождение латинского названия железа – Ferrum, которое является международным, различные авторы трактуют по – разному. Вероятно, оно связанно с греколатинским fars – быть твёрдым. Возможно сопоставление и с ferrus, которое означает «нечувствительный, крепкий, непреклонный». Русское название «железо» не вполне ясно, однако предполагают, что оно произошло от южнославянского «зализо» или «лезо», т.е. лезвие.

Веками люди, не умея объяснять многие явления природы, верили в божественное происхождение метеоритов. У североамериканских индейцев существует предание, будто когда-то к их предкам сошёл огненный бог. Происхождение легенды стало ясно в конце прошлого века, когда в штате Аризона (США) был обнаружен большой кратер, а вблизи него найдено 20 т метеоритных обломков. Основной кусок этого железного метеорита углубился в рыхлую землю на несколько сот метров. Учёные обнаружили на поверхности следы деятельности человека. Вероятно, от него отрубали куски металла для различных поделок.

Громадный железный метеорит упал 12 февраля 1947 г. в дальневосточной тайге в горах Сихоте – Алинского хребта. Он распался ещё в воздухе на тысячи мелких осколков.

От всех падающих метеоритов, на долю приходится лишь 5,7 %. Поэтому железо не могло иметь большого практического значения.

Железный век наступил, когда человек научился получать железо из «камней», в которых «прячется» металл. В земной коре содержится 4,65 % (по массе) железа (второе место после алюминия) в виде гематита (Fe₂O₃), магнетита (Fe₃O₄), пирита (FeS₂) и ещё свыше 300 минералов, из которых состоят месторождения железных руд [9] .

Биомасса Земли, содержащая до 10 млрд. т железа, является важным фактором миграции и перераспределения элемента в природе. В результате выветривания и частичного растворения горных пород в природных водах концентрация железа в них колеблется от 0,01 до 26,0 мг/л. В подземных водах преобладают соединения железа (II) Fe(HCO₃₎₂, FeSO₄. Эти соединения устойчивы в присутствии углекислого газа и в отсутствии кислорода. При выходе подземных вод на поверхность ионы Fe²⁺ окисляются до Fe³⁺. Соли железа (III) гидролизуются до труднорастворимого Fe(OH)₃, поэтому концентрация ионов железа в поверхностных водах, как правило, не превышает 1 мг/л.

Многие составные части пищевых цепей интенсивно накапливают железо. Активно аккумулирует его водная флора: сине-зеленые водоросли, тростник, хвощ и др. Бактерии, являющиеся кормом малощетинковых червей, также концентрируют железо. Далее осуществляется передача его по трофическим цепям к более высокоорганизованным существам. Интенсивная деятельность железобактерий приводит к тому, что железо в водоемах не рассеивается, а окисляется и концентрируется в донных отложениях.

Концентрация ионов железа, как в почвах, так и в природных водах значительно повышается за счёт антропогенных источников поступления в окружающую среду (сброс сточных вод химического, металлургического, машиностроительного, металлообрабатывающего, химико-фармацевтического, лакокрасочного, текстильного производств). Локальной техногенной аномалией является зона металлургических комбинатов, в твёрдых выбросах которых содержится от 22 000 до 31 000 мг/кг железа. В почву, прилегающую к комбинату, поступает до 31-42 мг/кг железа. Концентрация железа в травильных водах чёрных металлов достигает 5 000-7 000 мг/л [4].

Применение железа

Сначала железо ценили дороже золота, так как использовали только метеоритное железо, которое встречалось слишком редко. Оно шло главным образом на изготовление украшений. Его дарили победителям военно-спортивных соревнований. Первые способы выделения железа из руд были примитивны и трудоёмки, поэтому железа едва хватало на оружие и орудия труда.

В настоящее время большая часть железа используется для производства легированных и углеродистых сталей, его сплавы имеют широкое применение в народном хозяйстве страны. Этот металл является одним из фундаментов цивилизации. На основе железа изготовляется не менее 90 % всех конструкционных материалов. Железо сегодня – это автомобили, тракторы и крыши зданий, кружева мостов, это гидроэлектростанции, опоры линий электропередач, станки, ножи, гвозди, иголки и детские коляски. В основном железо применяют в виде различных сплавов: ферросплавов, стали, чугуна. Из чугуна изготовляют: станины машин, крышки на водостоке, всевозможные ограды, дверцы и другие детали к печам, посуду. Изобилует мостами с решетками из чугуна – «чугунными кружевами» Санкт – Петербург.

Невозможно перечислить все предметы, на изготовление которых идёт этот металл. Чем объясняется такое широкое использование его? Наверное, тем, что его относительно много на земле и добыча руд, выделение из них железа, а также его обработка в настоящее время не так сложны, как получение и обработка других металлов.

Чистое железо так мягко, что не годится на изготовление каких–либо конструкционных материалов, но оно все же находит некоторое применение. Относительно чистое железо, которое содержит около 0,16 – 0,20 % по массе примесей, называется «армко – железо».

Таблица 1

Примерный химический состав «армко – железа»

Элементы	Количество % по массе
Углерод	0,025
Марганец	0,035
Кремний	0,05
Фосфор	0,015
Сера	0,025
Медь	0,055

В лабораторных условиях чистое железо применяют для различных химических и электрохимических исследований в виде пластинок и электродов. Технически чистое железо – материал для сердечников электромагнитов, пластин аккумуляторов.

Оксиды и гидроксиды железа (II) и (III) применяют в качестве пигментов. Природный дисульфид железа FeS₂ является сырьём в производстве серной кислоты, серы, железа. Нитрат железа (III) используют как протраву при крашении хлопчатобумажных тканей и как утяжелитель шёлка. Сульфат железа (III) применяется в качестве коагулянта при очистке воды, для травления алюминия, меди и других металлов, при гидрометаллургическом извлечении меди. Хлорид железа (II) используют для получения хлорида железа (III), который служит коагулянтом при очистке воды, протравой при крашении тканей, катализатором в органическом синтезе, а также для получения других солей железа и железных пигментов [6].

Биологическая роль железа

В 1714 году молотовый рабочий Кончезерского медеплавильного и чугунолитейного завода (в Карелии) Иван Ребоев, «болевший сердечной болью и едва волочивший ноги», заметил как-то источник на одном из болот, где добывалась железная руда. Попробовал Ребоев воду и так она ему понравилась, что после этого он «пил три дня кряду и исцелился». Так был открыт первый в России источник железистых минеральных вод.

Когда об этом стало известно Петру I, он немедленно послал в Карелию для изучения действия вод лейб-медика Блументроста. Тот испытал воду на больных солдатах и получил благоприятные результаты. Железистую воду назвали «марциальной» в честь Марса – бога войны и железа. Вскоре были обнародованы «Объявления о Марциальных водах на Олонце» и «Правила дохтурския, как при оных водах поступать». Царь вместе с семьёй не раз приезжал в эти края и пил целебную воду. Но после его смерти источник был забыт.

В наши дни Марциальные Воды – известный бальнеологический и грязевый курорт [2].

Железо является существенной и жизненно необходимой частью животной и растительной протоплазмы по преимуществу в виде органического железа. Из тканей организма богаче всего содержанием железа кровь, где оно входит в состав гемоглобина. В биологических системах железо связано с органическими веществами. В миоглобине и гемоглобине встроены ионы Fе²⁺, в каталазах и оксидазах (ферментах) – Fе³⁺. В цитохромах железо поочерёдно переходит из одного валентного состояния в другое:

Fe²⁺ - e^- Fe³⁺ .

Гемоглобин – красный пигмент крови человека, позвоночных и некоторых беспозвоночных животных. Состоит из белка (глобина) и железопорфирина (гема). На одну молекулу глобина приходится 4 гема, а каждый гем содержит 1 атом железа. Гемоглобин переносит кислород от органов дыхания к тканям и углекислый газ от тканей к дыхательным органам. Степень окисления иона железа не изменяется при соединении комплекса с кислородом, при этом образуется оксигемоглобин.

Миоглобин – глобулярный белок, запасающий кислород в мышцах позвоночных животных и человека. На одну молекулу белка приходится один гем, содержащий один атом железа. Наиболее богаты миоглобином мышцы морских животных, способных длительно находиться под водой.

Цитохромы(дыхательные ферменты) – сложные белки, осуществляющие в живых клетках перенос электронов и водорода (в результате обратимого изменения валентности атома железа в геме) от окисляемых органических веществ к молекулярному кислороду. При этом образуется богатое энергией соединение АТФ – аденозинтрифосфат. Процесс окисления с помощью цитохромов даёт побочный продукт, в больших концентрациях губительный для всего живого, - пероксид водорода. Будучи сильным окислителем, пероксид водорода может вызвать распад эритроцитов. Главный защитник от столь опасного агента в организме – известный фермент каталаза. Её молекула состоит из четырех субъединиц (наподобие гемоглобина!), каждая из которых содержит гем, связанный с полипептидной белковой цепью, где работают четыре атома железа.

Ещё один железосодержащий фермент участвует в разложении пероксида водорода - это пероксидаза, которая есть в слюне, соке поджелудочной железы, печени и почках, лейкоцитах, некоторых растительных тканях. В молекуле пероксидазы в отличие от каталазы лишь один атом железа. Пероксидаза участвует в образовании многих пигментов живого организма. Полагают, что она, как и каталаза, играет определённую роль в процессах роста – возможно, и злокачественного. Потому с железосодержащими ферментами связывают надежды на получение эффективных противораковых препаратов.

Общее содержание железа в организме взрослого человека колеблется от 4 до 7г. Большую часть его составляет железо, входящее в состав белков, обеспечивающих перенос кислорода тканям и ряд ферментативных реакций, а меньшую – тканевые резервы внутренних органов. С возрастом содержание железа в тканях увеличивается. Всосавшееся в желудочно-кишечном тракте железо транспортируется кровью к тканям с помощью белка трансферрина. Каждая молекула трансферрина связывает два иона Fe³⁺. В реакции участвует бикарбонат-ион, который упрочняет связь между ионами железа и белком трансферрина. Недостаток трансферрина приводит к нарушению обмена железа. Когда связывающая способность трансферрина исчерпывается, Fe(OH)₃ осаждается в крови.

Ферритин – еще один железосодержащий белок, в котором на одну молекулу белка приходится до 4500 атомов железа. Он находится в печени, селезёнке, костном мозге. Этот белок запасает и мобилизует железо в организме. Освобождение железа из ферритина сопряжено с восстановлением ионов Fe³⁺ до Fe²⁺.

В животных тканях железо находится и в виде соединения с ДНК, и, видимо, участвует в работе наследственного механизма. Установлено, что репликация – удвоение молекулы ДНК – во многом зависит от ионов металлов, и железа в том числе. Экспериментально установлено, что старение организма сопровождается ростом количества железа в ДНК; с другой стороны, чем интенсивнее делятся клетки (обычно это происходит в молодом организме), тем меньше в нем железа.

Киевские геронтологи обнаружили ещё один интересный факт: под действием аскорбиновой кислоты трёхвалентное железо ДНК переходит в двухвалентное и уже не мешает репликации.

Содержание железа в цельной крови у женщин составляет 40-68 мг %, у мужчин на 3-7 мг % выше. В плазме содержание железа колеблется от 60 до 175 мг %, в форменных элементах (эритроциты) – от 39 до 67 мг %. При остром отравлении содержание его в сыворотке крови может достигать 450 мг %.

Период нахождения железа в организме человека превышает 10 лет, так как железо, содержащиеся в гемоглобине, при разрушении эритроцитов практически не выводится из организма, а рециркулируется печенью. В печени железа содержится больше (500-700 мг), чем в костном мозге (до 300 мг) и селезенке (60-100 мг). Концентрация железа в женском молоке 0,1- 1,6 мг/л.

Суточная потребность в железе взрослого человека составляет 5 - 10 мг, она увеличивается при интенсивной мышечной деятельности, беременности, кормлении грудью. Средняя суточная потребность в железе для мужчин - 10 мг, для женщин - 18 мг, а при беременности и кормлении грудью - ещё выше - 20 и 25 мг, так как увеличивается расход на рост плода и питание младенца [7].

Железо расходуется на рост покровных тканей организма – кожи, ногтей, входит в состав пигмента, окрашивающего волосы, но основная масса железа находится в крови – эритроцитах [10].

Входя в состав гемоглобина, железо определяет красную окраску этого вещества и цвет крови. Именно железо помогает захватывать кислород и отдавать его там, где он нужен. Благодаря деятельности эритроцитов мы можем дышать. Чтобы приготовить 0,5 т эритроцитов, требуется примерно 0,5 кг железа. Однако поступление железа в организм с пищей измеряется считанными миллиграммами в сутки, десятками граммов за всю человеческую жизнь.

Основные источники железа: морская капуста, курага, говяжья печень и другие (см. в таблице 2).

Таблица 2

Содержание железа в продуктах питания (мг/100г продукта)

Продукт	Содержание железа	Продукт	Содержание железа	Продукт	Содержание железа
Морская капуста	16	Изюм	2,7	Телятина, свёкла	1,1
Курага	11,8	Миндаль	2,5	Чёрная смородина	0,9
Печень говяжья	8,4	Яблоки	2,2	Гранаты, черника	0,8
Фасоль	6,7	Груши	2,0	Куры, редис, пшено	0,7
Петрушка	5,9	Сливы	1,9	Клюква, мёд	0,6
Крупа овсяная	4,2	Абрикосы	1,8	Рыба, виноград	0,5
Персики	3,7	Черешня	1,7	Баклажан, орехи	0,4
Финики	3,6	Макароны	1,5	Кабачки, лимоны	0,3
Икра осетровых	3,4	Рис	1,3	Капуста квашеная	0,2
Гречневая крупа	3,2	Вишня	1,2	Молоко	0,1

Чтобы железо было усвоено, оно подвергается сложнейшим превращениям. В пищевых продуктах железо находится в трёхвалентной форме. Клетки же слизистой оболочки кишечника пропускают железо в двухвалентной форме.

В желудке трехвалентное железо под действием желудочного сока восстанавливается в двухвалентное. Важнейшую роль в этом процессе играют соляная кислота и другие вещества, входящие в состав желудочного сока.

Из всего железа, которое находится в пище, усваивается 2-20%. Если человек плохо пережевывает пищу или ест редко, но помногу, железо не будет восстанавливаться из одной формы в другую и остается недоступным для усвоения.

Влияет на усвоение железа и состав пищи. Витамин С, витамины группы В и фруктоза создают благоприятные условия для его усвоения.

Однако, у железа кроме «друзей» имеются и «враги» – это чай, кофе. Чашка чая, выпитая во время еды, сократит усвоение железа почти на 2/3. Если кофе выпит после приёма пищи, то организм недосчитается 40% железа, а если – за 1 ч до еды, он оставит железо в неприкосновенности.

Из желудка железо проникает сквозь мембрану в клетку слизистой оболочки кишечника. Далее, в кишечнике часть железа, содержащегося в пище, всасывается сквозь слизистую оболочку и попадает в кровь, при этом дважды меняя свою валентность. По кровяному руслу железо разносится по всему организму и, снова окислившись в трёхвалентное, отлагается в тканях. Если с пищей поступает слишком мало железа или слишком велики его потери, возникает заболевание - железодефицитная анемия, или малокровие [5].

Ещё в прошлом веке врачи обратили внимание на недуг, поражавший девушек в закрытых учебных заведениях. Зеленовато – бледный цвет лица, слабость, головокружение, обмороки, плохой аппетит – таковы были признаки заболевания, приобретавшего характер эпидемии. Цвет лица и возраст пациенток дали основание назвать недуг «ранним хлорозом». Выдающиеся терапевты Г.А.Захарьин и С.П.Боткин оставили классическое название болезни, известное так же как «бледная немочь».

Ранний хлороз – это вариант железодефицитной анемии, не редко возникающей на фоне роста организма при недостаточном поступлении железа с пищей. Развитию болезни способствует малая физическая активность и недостаточное пребывание на воздухе, полуголодные диеты, отказ от мясной пищи, нарушения в работе желудка, курение, а лечат её, во-первых, препаратами железа, во-вторых, диетой [3].

При железодефицитной анемии (малокровии) уменьшается число эритроцитов в крови и падает гемоглобин, в той или иной степени повреждаются все клетки организма. И неудивительно, ведь железо обеспечивает образование гемоглобина, который занимается бесперебойной доставкой кислорода всем органам и системам. В первую очередь поражаются клетки нервной системы, наиболее тонко реагирующие на кислородное голодание. Это проявляется утомляемостью, сонливостью, нарушением сна и ухудшением работоспособности. Запущенные формы анемии сопровождаются развитием стенокардии и повышением артериального давления.

Для работы мозга требуется огромное количество кислорода, а при анемии мозг не получает его в нужном количестве. Чаще анемия развивается в подростковом возрасте, когда происходит период полового созревания. В этот период особенно нужно следить за питанием, чтобы оно было богато железом. При сильной степени анемии назначают лекарственные препараты, содержащие железо. После приёма этих препаратов необходимо тщательно полоскать рот, так как может произойти потемнение эмали зубов. Препараты железа могут вызвать раздражение слизистой оболочки желудочно – кишечного тракта, тошноту, рвоту. Поскольку такие препараты связывают сероводород кишечника (естественный стимулятор перистальтики), они могут вызвать запоры.

Существуют разновидности железодефицитной анемии, которая наблюдается у каждого человека в первый год жизни. В первые 6 месяцев внутриутробного развития плод не получает железа от матери. Накопление железа начинается лишь в последние 3 месяца перед родами. К моменту рождения нормальный ребенок запасает 250 – 300 мг, а недоношенный 100 – 150 мг. Этого запаса хватает в среднем на полгода. Однако бурный рост ребёнка требует огромных затрат железа, запасы которого быстро истощаются. Это обстоятельство служит как бы сигналом растущему организму: уже не достаточно одного лишь материнского молока и нужно переходить на разнообразное питание. С материнским молоком железа поступает в организм очень мало – в 100 г женского молока в среднем 0,7 мг железа, из которых усваивается только 0,02 мг. Потребность же ребёнка в железе – 0,5 мг в сутки. При смешанном и искусственном вскармливании дефицит железа ещё больше, так как из коровьего молока железа усваивается в 2 – 3 раза меньше, чем из женского, и в молоке железа всего-навсего 0,1 мг на 100 г.

Из этого следует, что и в возрасте, далёком от младенческого, вряд ли стоит питаться только молочными продуктами. Железом, как правило, богаты продукты животного происхождения: печень, мясо, в меньшей мере рыба, мясо птиц, яйца. И что ещё важно: из животной пищи организм усваивает примерно в три раза больше железа, чем из растительной, поэтому длительная приверженность к строгому вегетарианству – с исключением из диеты любых животных продуктов, может привести к анемии [10].

Частое применение препаратов кальция может привести к развитию железодефицитного состояния, так как кальций конкурирует с жeлезом в кишечнике за всасывание.

При железодефицитной анемии нужно обратиться к врачу за направлением на анализ крови на гемоглобин. В зависимости от результата он подскажет, какой препарат и в каких дозах подойдёт. Нужно также иметь в виду, что препараты действуют медленно: положительные сдвиги начинают наблюдаться с четвертой-пятой недели. Вам необходимо также наладить рацион питания: в нём должны присутствовать говядина, бобовые, каши.

Для лечения и профилактики анемии лекарство надо применять только по назначению врача и в указанных врачом дозах. Усвоение железа зависит от кислотности желудочного сока. Поэтому при секреторной недостаточности препараты назначаются вместе с соляной кислотой или желудочным соком. Улучшает всасывание железа и аскорбиновая кислота, а также белки пищи.

Препараты применяемые в медицинской практике:

Железо восстановленное – таблетки или капсулы, применяют во время еды или сразу после еды. Железа лактат – в порошках, капсулах, пилюлях. Таблетки «Гемостимулин» - принимают во время еды, запивая с разведённой соляной кислотой (15 – 20 капель на полстакана воды, пить отдельными глотками): препарат содержит медь, которая активирует всасывание железа. Драже «Ферроплекс» - содержит сульфат железа (II) и витамин С, принимают после еды. Сироп алоэ с железом - по ½ - 1 чайной ложке на приём в четверти стакана воды. Гемофер - указанное врачом количество разводят в воде или в молоке и пьют за 15 минут до еды, лучше через соломинку [8].

В то же время железо является токсичным элементом, поэтому введение в организм избыточного количества железа с пищей или с лекарственными препаратами может привести к отравлению. При приёме внутрь дозы железа 200 – 250 мг/кг у человека появляются рвота, боли в животе, ощущение жара, снижение артериального давления, цианоз, резкое снижение свёртываемости крови, поражение печени. В связи с высоким содержанием железа в пищевом рационе отмечают сидероз печени, селезёнки и связанные с ними случаи остеопороза позвонков.

При отравлениях соединениями железа необходимо выпить «яичное молоко» (белок 3-4 сырых яиц взбить в 0,25 л молока) и через несколько минут вызвать рвоту. Промыть желудок водой с добавлением активированного угля, соды, танина, крепкого чая. Далее лечение симптоматическое.

Во избежание хронического отравления железом, содержащимся в пище, установлены значения его ПДК в продуктах.

Таблица 3

ПДК железа в некоторых продуктах питания

Продукты	ПДК, мг/кг
Масло, маргарин, жиры	5,0
Овощи свежие	5,0
Вино, пиво	15,0
Мясо	50,0
Рыба	30,0
Хлеб	50,0
Молоко	3,0
Крупа, зерно	3,0

Концентрация ионов железа в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования – 0,3 мг/л, в воде, используемой для рыбохозяйственных целей – 0,05 мг/л. Допустимая концентрация железа в водах, используемых для орошения земель – 15 – 70 мг/л. При превышении ПДК железа в воде она приобретает специфический вкус и бурый цвет [1].

Железо способно откладываться в тканях орга­низма, вызывая сидероз, который может иметь экзогенное и эндогенное происхождение. Экзо­генный сидероз наблюдается при некоторых профессиях как профес­сиональная вредность, в частности у шахтёров, занятых на разработ­ках красного железняка, и у элект­росварщиков. В этих случаях про­исходит отложение оксида железа (III) (Fе₂0₃) в лёгких, иногда с образо­ванием сидеротических узелков, ди­агностируемых посредством рентге­нографии. У электросварщиков коли­чество железа откладывающегося в лёг­ких, обычно невелико; частички его преимущественно меньше 1 мкм;у шахтёров наблюдаются массивные отложения железа, количество которого в обоих лёгких может достигать 45 г и составлять 39,6 % веса золы, ос­тающейся после сгорания лёгкого. Чистый сидероз легких, например у электросварщиков, не сопровож­дается пневмосклерозом и наруше­нием трудоспособности; у шахтёров, однако, обычно наблюдается сидеросиликоз с развитием пневмосклероза. Экзогенный местный сидероз может наблюдаться вокруг желез­ных осколков, попавших в ткани при бытовой и боевой травме (ос­колки гранат, снарядов и т. п.).

Источником эндогенного сидероза в подавляющем большинстве слу­чаев служит гемоглобин при вне- и внутрисосудистом его разруше­нии. Одним из конечных продуктов распада гемоглобина является же­лезосодержащий пигмент гемосидерин, который откладывается в орга­нах и тканях. Микроскопически гемосидерин имеет вид зёрен от желтоватого до золо­тисто - коричневого цвета, располо­женных большей частью внутри клеток, но иногда и внеклеточно. Гранулы гемосидерина содержат до 35% железа.

В связи с тем, что источником гемосидерина в большинстве слу­чаев является гемоглобин, очаговые отложения последнего могут на­блюдаться в любом месте челове­ческого тела, где имело место крово­излияние.

Помимо отложений гемосидерина, иногда наблюдается импрегнация железа (ожелезнение) эластического кар­каса лёгких, эластических мембран сосудов лёгкого или сосудов мозга в окружности очага кровоизлияния. Наблюдается так­же ожелезнение отдельных мышеч­ных волокон в матке, нервных кле­ток в головном мозге при некоторых психических заболеваниях (идиотии, раннем и старческом слабоумии, атрофии Пика, некоторых гиперкинезах)[8].

Тест «Порядок ли у вас с железом?»

Мы решили исследовать, как обстоит дело с содержанием железа в организме у студентов нашего колледжа с помощью теста М. Хамма, А. Россмайера «Порядок ли у вас с железом?»

Тест «Порядок ли у вас с железом?»

На вопросы отвечайте либо «да», либо «нет».

1.Часто ли вы чувствуете усталость и подавленность?

2.Произошли ли у вас в последнее время изменения кожи, волос и ногтей (например, нетипичная бледность, ломкие волосы, вмятины на ногтях)?

3.Теряли ли вы в последнее время много крови?

4.Занимаетесь ли вы профессиональным спортом?

5. Редко ли вы употребляете или вовсе не едите мясо?

6. Выпиваете ли вы более трёх чашек чёрного чая или кофе в день?

7. Вы едите мало овощей?

8. Обильны ли ваши менструации?

Если на большинство вопросов вы ответили «нет», то ваш организм в достаточной степени обеспечен железом.

Результаты тестирования:

Обследовано 60 студентов 1 курсов.

У 57 % студентов содержание железа в норме.

У 12 % содержание железа ниже нормы.

У 31 % железо на грани дефицита.

Таблица 4

Результаты тестирования

Группы студентов	Общий % студентов	Из них % студентов с дефицитом железа
1.Часто чувствуют усталость и подавленность	67 %	54 %
2.Произошли в последнее время изменения кожи, волос и ногтей (например, нетипичная бледность, ломкие волосы, вмятины на ногтях)	30 %	15 %
3.Теряли в последнее время много крови	1,7 %	0 %
4.Занимаются профессиональным спортом	23 %	36 %
5. Редко употребляют или вовсе не едят мясо	43 %	65 %
6. Выпивают более трёх чашек чёрного чая или кофе в день	47 %	61 %
7. Едят мало овощей	68 %	51 %
8. Обильные менструации	45 %	83 %

1.Часто чувствуют усталость и подавленность 67 % студентов, из них у 54 % - дефицит железа.

2.Произошли в последнее время изменения кожи, волос и ногтей (например, нетипичная бледность, ломкие волосы, вмятины на ногтях) у 30 % студентов, у 15 % из них - содержание железа ниже нормы или на грани дефицита.

3.Теряли в последнее время много крови 1,7 % , но дефицита железа в данном случае не наблюдается.

4.Занимаются профессиональным спортом 23 % студентов, из них у 36 % - дефицит железа.

5. Редко употребляют или вовсе не едят мясо 43 % студентов, у 65 % из них - содержание железа ниже нормы или на грани дефицита.

6. Выпивают более трёх чашек чёрного чая или кофе в день 47 % студентов из них у 61 % - дефицит железа.

7. Едят мало овощей 68 % студентов, из них у 51 % - дефицит железа или на грани дефицита.

8. Обильные менструации бывают у 45 % студенток, из них у 83 % - дефицит железа.

У 27 % студентов совпали положительные ответы на первый и шестой вопросы, у этих студентов содержание железа ниже нормы или на грани дефицита.

Вывод: чай, кофе выводят железо из организма, что способствует развитию малокровия, приводит к повышению утомляемости.

У 28 % студентов совпали положительные ответы на первый и пятый вопросы, у 71% из них - дефицит железа или на грани дефицита.

Вывод: железо лучше усваивается из продуктов животного происхождения. При недостаточном употреблении мяса, может наблюдаться дефицит железа.

У 45% совпали положительные ответы на первый и седьмой вопросы, у 67 % из них - дефицит железа или на грани дефицита.

Вывод: при недостаточном употреблении в пищу овощей может возникнуть дефицит железа.

На основании результатов теста совместно с врачом колледжа Гузеевой Н.М. мы разработали рекомендации, с которыми ознакомили студентов.

Практические советы по сохранению ионов железа в организме человека:

1. Питание должно быть разнообразным.

2. В рацион необходимо включать и растительные, и животные продукты, богатые железом.

3. Питаться надо регулярно, употребляя небольшое количество пищи при тщательном её пережёвывании.

4. Исключить или ограничить потребление черного чая и кофе, а если их употреблять, то только за один час до еды.

5. Орехи обязательно надо употреблять в сочетании с продуктами, богатыми витамином С (лимоны, апельсины и другие), так как фенольные соединения, находящиеся в орехах, извлекают железо из организма.

Заключение

Итак, организму небезразлично количественное содержание элементов металлов, в частности железа, так как в зависимости от концентрации любой элемент может быть и полезным и вредным, может заслуживать и похвального слова и справедливого обвинения, т.е. большинство элементов, в том числе и железо, имеют двойственную роль. Одна из причин дефицита железа – недостаточное его усвоение, частые инфекционные заболевания, особенно желудочно-кишечного тракта, но первопричина все-таки в неправильном питании.

В последнее время получены эффективные кровезаменители, не содержащие железа. Во многих случаях они позволяют обходиться без драгоценной донорской крови.

В технике тоже используют всё больше и больше нежелезных материалов, но железо всё ещё остается жизненно важным.

Однако не следует забывать о том, что железо занимает пятое место по уровню токсичности после ртути, свинца, кадмия и мышьяка. Избыточное содержание железа в воде, почве, а, следовательно, и в продуктах питания не только причиняет вред здоровью человека, но и нарушает его генофонд.

Современному обществу необходимо уметь предвидеть последствия внедрения новых технологий, знать особенности поведения различных химических соединений, в том числе, и соединений железа, оценивать их воздействие на биосферные процессы и здоровье человека. Ибо неоспоримо, что только здоровый человек с хорошим самочувствием, психологической устойчивостью, высокой умственной и физической работоспособностью способен активно жить, успешно преодолевать трудности.

Если бы не было железа…

В 1910 году в Стокгольме проходил Международный геологический конгресс. Одной из важнейших проблем, стоявших перед учёными, была проблема борьбы с железным голодом. Специальная комиссия, которой было поручено подсчитать мировые запасы железа, представила конгрессу баланс железных ресурсов Земли. По заключению этой авторитетной комиссии, полное истощение залежей железа должно было наступить через 60 лет, то есть к 1970 году.

К счастью, учёные мужи оказались плохими оракулами, и сегодня перед человечеством не стоит необходимость ограничивать себя в потреблении железа. Ну, а что было бы, если бы их грустное пророчество сбылось и железные руды иссякли? Что было бы, если бы вообще железо исчезло и на Земле не осталось ни единого грамма этого элемента?

«…На улицах стоял бы ужас разрушения: ни рельсов, ни вагонов, ни паровозов, ни автомобилей… не оказалось бы; даже камни мостовой превратились бы в глинистую труху, а растения начали бы чахнуть и гибнуть без живительного металла.

Разрушение ураганом прошло бы по всей земле, и гибель человечества сделалась бы неминуемой.

Впрочем – человек не дожил бы до этого момента, ибо, лишившись трёх граммов железа в своем теле и в крови, он бы прекратил своё существование раньше, чем развернулись бы нарисованные события. Потерять всё железо – пять тысячных процента своего веса – было бы для него смертью!»

Такую «весёленькую» картину нарисовал замечательный советский минералог академик А.Е. Ферсман, желая показать ту громадную роль, которую играет в нашей жизни железо [2].

Список литературы

1. Ашихмина,Т.Я.Школьный экологический мониторинг [Текст] / Т.Я. Ашихмина – Москва: Агар, 2000. – 370с.

2. Венецкий, С.И. В мире металлов [Текст] /С.И. Венецкий. – Москва: Металлургия, 1983. – 256 с.

3. Гурвич, М.М. Железная диета [Текст] / М.М. Гурвич // Химия и жизнь. – 1985. - № 4 .- С. 22-23.

4. Добровольский, В.В. Вечная круговерть тяжёлых металлов [Текст] /В.В. Добровольский // Химия и жизнь. – 1985. - № 4 .- С. 27-33.

5. Ивченко, Л.А. Валеология на уроках неорганической химии [Текст] / Л.А. Ивченко, А.А. Макареня // Химия. Приложение к газете «Первое сентября». - 2000. – № 26. – С.4,13.

6. Кукушкин, Ю.Н. Химия вокруг нас [Текст] / Ю.Н. Кукушкин.– Москва: Высшая школа, 1992. – 191с.

7. Ларкин, М.Что нужно знать об анемии [Текст] / М. Ларкин. - Москва: Крон-пресс, 1995. – 147с.

8. Пустовалова, Л.М. Основы биохимии для медицинских колледжей [Текст] /Л.М. Пустовалова. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. – 448с.

9. Руттен, М. Я. Три триады и шесть невидимок. Элементы VIII группы периодической системы Д.И. Менделеева [Текст] / М.Я. Руттен. – Москва: Просвещение, 1979.-142с.

10. Терлецкий, Е.Д. С железом в крови [Текст] / Е.Д. Терлецкий //Химия и жизнь.-1985.-№ 4.-С.19-22.

 

 

Код для цитирования: Скопировать