Исторические аспекты изучения микроэлементов на примере селена и йода

Типология микроэлементов степени полезности, их роль в организме. Первые упоминания о биоэлементах. Изучение селена и йода с ХV по ХХ век. Современные концепции учения о биологической роли микроэлементов (селена и йода), научные методы их исследований.

Рубрика Медицина
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 20.03.2013
Размер файла 82,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПЛАН

Введение

1. Сущность понятия «микроэлементы»

1.1 Роль микроэлементов в организме

2. Исторический экскурс в развитии учения о микроэлементах

2.1 Первые упоминания о биоэлементах (йоде и селене)

2.2 Изучение селена и йода с ХV по ХХ век

2.3 Интенсивное развитие учения о микроэлементах с 20-х годов ХХ века

3. Современные концепции учения о биологической роли микроэлементов (селена и йода)

3.1 Методы исследований по определению селена и йода

3.2 Научные центры по исследованию микроэлементов в настоящее время

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Изучение значения микроэлементов в обмене веществ животных и птиц необходимо для выявления новых возможностей управления их продуктивностью, поскольку микроэлементы могут выступать и как специфические и как неспецифические регуляторы обмена веществ[15,3].

Во многих жизненных процессах, происходящих в живых организмах на молекулярном уровне, микроэлементы принимают самое активное участие. Действуя через ферментную систему , микроэлементы могут стимулировать или ингибировать процессы роста, развития и репродуктивную функцию [13].

В этой связи рассматриваемая тема является весьма актуальной. 

Объект исследования - микроэлементы.

Предмет исследования - история изучения микроэлементов на примере селена и йода.

Проблема- наличие огромного количества разрозненных данных, противоречия между теориями.

Цель исследования - за счет выполнения работы я намерена проанализировать исторические аспекты изучения микроэлементов (селена и йода), систематизировать полученные данные.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

- Рассмотреть сущность понятия «микроэлементы»

- Изучить историю развития учения о микроэлементах

- Рассмотреть современное состояние исследований по определению селена и йода

Информационной базой для написания данной работы послужили публикации таких авторов, как: А.В. Скального,

1. СУЩНОСТЬ ПОНЯТИЯ «МИКРОЭЛЕМЕНТЫ»

Микроэлементы - это группа химических элементов, которые содержатся в организме человека и животных в очень малых количествах, в пределах 10-3-10-12% (при этом микроэлементы с содержанием ниже 10-5% иногда называют ультрамикроэлементами). Именно это определяет их названия: «следовые элементы» (traceelements) в немецком и английском языках, «олигоэлементы» - у французских авторов, «рассеянные элементы» - в трудах В.И. Вернадского.

По степени полезности для организма макро-микроэлементы можно разбить на следующие группы:

· Эссенциальные (жизненно-важные) элементы - это все структурные элементы (H, O, N, C; Ca, Cl, F, K, Mg, Na, P, S) + 8 микроэлементов (Cr, Cu, Fe, I, Mn, Mo, Se, Zn) - всего 20 шт.

· Условно-эссенциальные (жизненно-важные, но вредные в определенных дозах) микроэлементы (Ag, Al, Au, B, Br, Co, Ge, Li, Ni, Si, V) - 11 шт.

· Условно-токсичные микроэлементы и ультрамикроэлементы (AsBaBeBi CdCeCsDyErEuGaGdHfHgHoInIrLaLuNbNdOsPbPdPrPtRbReRhRuSbScSmSnSrTaTbTeThTiTlTm U W Y YbZr) - всего 50 шт. Считается, что ртуть (Hg) вредна для человека и животных в любом количестве, поэтому ее можно назвать (безусловно) токсичным элементом.[14,5]

В тканях высших животных и птицы обнаружено около 70 химических элементов, многие из которых присутствуют в весьма малых количествах. Если элемент обычно содержится в тканях или требуется животным и птице в количествах меньших, чем железо, его условно относят к микроэлементам. Физиологические функции и роль большей части известных микроэлементов, находящихся в организме, пока достоверно не установлены. Однако известно, что те микроэлементы, которые хорошо изучены, являются сильными биологически активными веществами.

В организм животных и птицы микроэлементы попадают с вдыхаемым воздухом, с водой и в основном с кормом. С точки зрения организации полнорационного кормления особый интерес представляют две группы микроэлементов: незаменимые и токсичные

Незаменимые микроэлементы (эссенциальные)

Эта группа микроэлементов удовлетворяет следующим критериям: при скармливании животным одного элемента или веществ, содержащих данный элемент, наблюдается значительное увеличение роста и продуктивности животных; при отсутствии элемента или веществ, содержащих этот элемент в полноценных рационах кормления, появляются признаки недостаточности; имеется взаимосвязь между состоянием недостаточности и низким содержанием в крови или тканях элемента, введение которого вызывает увеличение скорости роста и продуктивности животных.

Токсичные микроэлементы

Присутствуя в корме в очень малых количествах, токсичные микроэлементы вызывают отравление или симптомы заболевания у животных. Такие отравления наблюдаются, в частности, при попадании в пищу микроэлементов мышьяка, ртути, свинца.

Мышьяк (AS) постоянно содержится в организме животных и птицы, однако его биологическая роль выяснена недостаточно. Особенно сильным ядом является белый мышьяк, или мышьяковистый ангидрид (AS2O3).

Ртуть (Hg) и ее соединения при хронических отравлениях .вызывают симптомы онемения конечностей, губ, языка и аналогичные проявления, связанные с атрофией нервных клеток мозжечка и других областей головного мозга. Источниками отравления ртутью животных и птицы могут быть инсектициды, которыми обрабатывают посевы злаков.

Свинец (РЬ), попадая в организм, адсорбируется эритроцитами, костной и нервной тканью, почками, что приводит к анемии у животных, а при хроническом отравлении развивается нефрит.

Однако токсичные микроэлементы содержатся во многих весьма важных органах. Так, в эритроцитах сосредоточено около 80% мышьяка нормальной крови, а мышьяковистый ангидрид широко используют как лечебный медицинский препарат. В медицинских целях применяют также соединения ртути и свинца.[11]

1.1 РОЛЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНИЗМЕ

Наиболее характерной особенностью микроэлементов является их способность функционировать в организме в крайне малых количествах. В отношении минимальных потребностей разных животных и содержания в организме среди микроэлементов имеются большие различия. Например, потребность млекопитающих в меди во много раз выше, чем в йоде, а содержание цинка в тканях животных во много раз превышает содержание марганца. Микроэлементы не менее, чем витамины и незаменимые аминокислоты, важны в обмене веществ в организме.

Способность к образованию стойких комплексов (лигандов) увеличивает возможность металлов участвовать в качестве специфических катализаторов важнейших жизненных процессов. Микроэлементы входят в структуру многих гормонов, витаминов, ферментов и других органических веществ, участвующих в регулировании жизненных процессов.[28,29]

2. ИСТОРИЧЕСКИЙ ЭКСКУРС В РАЗВИТИИ УЧЕНИЯ О МИКРОЭЛЕМЕНТАХ

Применение минералов и металлов в лечебных целях известно со времен древнейших цивилизаций Китая, Индии, Месопотамии. Большую популярность приобрело применение солей в качестве лекарств во время Парацельса (XV в.). Вплоть до начала XX в. металлы и их соединения широко использовались в медицине. Огромное влияние на развитие учения о микроэлементах оказало такое событие в мировой науке, как создание Д.И.Менделеевым периодической системы элементов (1869).

История изучения роли химических элементов в питании животных и человека (Pais, Jones, 1997, с дополнениями А.В. Скального, 2003)

Дата

Событие

89 до н.э.

Падение Фив ускорилось из-за падежа крупного рогатого скота (вызванного неизвестными факторами), хотя его пасли на прекрасных пастбищах

40 до н. э. -- 79

Виргилий и Плиний рекомендовали давать животным различные соли, чтобы получать больше молока

40--120

Во времена Плутарха домашних животных кормили солью

1295

Клинические случаи отравления селеном пастбищного скота в Китае были подробно описаны Марко Поло

до 1680

Сиденхэм лечил анемию железными опилками

1747

Менгини обнаружил в крови железо

1748

Ганн сообщил, что в костях присутствует фосфор

1770

Шили обнаружил, что в костях содержится фосфат кальция

1784

Шили нашел в протеинах серу

1791

Фордис показал, что канарейки нуждаются помимо зерен в добавках «известковой земли»

1811 -- 1825

Исследования Куртуа, Койнде и Буссингаля привели к открытию йода и его уникального свойства противодействовать заболеваниям щитовидной железы

1823

Пруст обнаружил хлор в соляной кислоте желудочного сока

1842

Шосса установил, что голубям необходим кальций для роста костей

1847

Либиг обнаружил калий в тканях животных

1850-- 1854

Шатен опубликовал результаты исследований связи дефицита йода в окружающей среде со случаями эндемических заболеваний щитовидной железы у человека и животных

1869

Д.И. Менделеев создал периодическую систему элементов

1869

Ролан открыл важность цинка для микроорганизма Aspergillusniger

1873

Фон Бюнге выдвинул гипотезу об антагонизме между натрием и калием и между натрием и хлором

1880

Форстер показал, что кормление собак только мясом приводит к дефициту микроэлементов, которые необходимы животным

1893 -- 1899

Фон Бюнге и Абдерхальден показали, что молодые животные, получающие только молоко, нуждаются в дополнительном железе

1905

Бэбкок изучил потребности крупного рогатого скота в соли, отмечая ее особенное значение для дойных коров

1919

Кенделл выделил и назвал тироксин щитовидной железы; было обнаружено, что этот гормон содержит 65% йода

1920

Бертран во Франции и МакХаргыо в Соединенных Штатах начали использовать очищенные диеты для изучения роли различных минералов и потребности в них

1922

Бертран и Берзон показали, что цинк необходим для роста тела и волос у крыс

1924

Тейлер и его коллеги изучили дефицит фосфора у пастбищного скота и обнаружили, что добавки корректируют поражения костей, предотвращают потери от ботулизма и увеличивают показатели роста и воспроизводства

1926

Лерой показал, что магний ускоряет рост мышей

1928

Харт с коллегами показал, что, помимо железа, для образования гемоглобина необходима медь

1928-- 1933

Уорберг установил, что дыхательные ферменты животных содержат группу ферропорфирина

1931

Нил, Беккер и Шили установили, что медь является важным элементом для жвачных животных

1931

Кимерер и МакКоллум показали, что марганец необходим для крыс и мышей и что его дефицит вызывает тетанию

1920-- 1932

В.И. Вернадский -- основатель биогеохимии, опубликовал работы, показавшие связь между химическим составом живых организмов и химией земной коры

1933

Сьолемма связал болезнь опорно-двигательного аппарата у скота («лизуха») с дефицитом меди

1935

Фрэнк и Поттер определили, что наличие селена в корме -- фактор, отвечающий за щелочную болезнь домашнего скота

1935

Дункан и Хоффман наблюдали случаи тетании у телят, вызванные низким содержанием магния в молоке

1935

Андервуд и Фильмер и, независимо от них, Марстон и Лине обнаружили, что энзоотический маразм у овец вызван дефицитом кобальта

1936 --1937

Вильгус, Норрис и Хаузер сообщили, что дефицит марганца приводит к перозису у цыплят

1937

Беккер и его коллеги установили, что «соляная болезнь» скота во Флориде вызвана комплексом дефицитов кобальта, меди и железа на пастбищах

1937

Беннетс и Чепмен показали, что энзоотическая атаксия новорожденных ягнят вызвана тем, что овцы получали недостаточно меди во время беременности

1938

Фергюсон, Льюис и Уотсон показали, что токсичность молибдена вызывает сильную диарею у пастбищного скота

1938 --1942

Хевеси и другие ученые начали использовать радиоизотопы для изучения минерального обмена

1940

Лейли и Манн сообщили, что цинк является компонентом фермента карбоангидразы

1946

Маултон установил, что малые концентрации фтора в питьевой воде предотвращают кариес зубов

1946 --1949

А.П. Виноградов сформулировал понятие о биогеохимических провинциях

1948

Рикс и коллеги и, независимо от них, Смит показали, что кобальт является частью витамина В12

1950 --1954

Дик отметил метаболическую взаимосвязь между медью, молибденом и неорганическими сульфатами у жвачных животных

1953

Ричерт и Вестерфилд выделили молибден из металлофермента ксантиновой оксидазы

1954

Ниди и Хорбах обнаружили, что высокие концентрации фтора в питьевой воде приводят к пятнам на зубной эмали

1955

Тукер и Сальмон открыли, что паракератози глубокие поражения кожи вызваны дефицитом цинка в свинине

1957

Шварц и Фольц определили, что селен является фактором, предотвращающим некроз печени у крыс.

Выпуск первой в СССР монографии о биологической роли микроэлементов (А.И. Войнар)

1958 -- 1959

Скотт предотвратил развитие экссудативного диатеза у домашней птицы с помощью селена, в то время как Мут, Олдфилд, Реммерт, МакЛин, Томпсон, Клакстон и другие с помощью этого элемента предотвратили «беломышечную болезнь» у жвачных животных

1959

Шварц и Мерц показали, что хром необходим для метаболизма глюкозы

1960-- 1990

А.И.Венчиков создал учение о биотиках, образованы и активно развивают учение о микроэлементах научные школы В.В. Ковальского (биогеохимия), Г.А. Бабенко (медицина), Б.А. Ягодина (агрохимия), Георгиевского (животноводство)

1970-- 1984

Появились данные об эссенциальности таких микроэлементов, как мышьяк, бор, свинец, литий, никель, кремний, олово и ванадий (Анке, Нильсен и др.)

1983

Создание учения о микроэлементозах (А.П. Авцын, А.А. Жаворонков)

2.1 ПЕРВЫЕ УПОМИНАНИЯ О БИОЭЛЕМЕНТАХ (ЙОДЕ И СЕЛЕНЕ)

микроэлемент организм селен йод

Жители северных приморских стран, Японии, Кореи и Китая с давних времен использовали морскую капусту как лекарственную культуру[1]. Капуста содержит почти все химические элементы морской воды, важнейшим из которых является йод. Кроме того, в ней много ценных органических соединений (белки, жиры, углеводы, органические кислоты, витамины). Поэтому морскую капусту применяли при зобе, цинге, подагре, атеросклерозе.

Древние китайцы для лечения зоба использовали золу морских губок в виде порошков и пилюль разбавленных вином. Использование щитовидной железы оленя, для лечения зоба, описано в книге Шен Ши-Фана (420-501 годы). Выдающийся китайский врач Ли Ши-Чен (династия Мин, 1552-1578 годы) подробно рассказывает о приготовлении вытяжки щитовидной железы свиньи и оленя в книге-травнике Пен-ТсаоКанг-Му. Жители северных приморских стран, Японии, Кореи и Китая с давних времен использовали морскую капусту как лекарственную культуру.

Согласно древней легенде царь шумеров Гильгамеш более 5 тыс. лет назад пытался найти под водой целебную траву бессмертия. В конце своей жизни он ее нашел, но сберечь для потомков не сумел. Впоследствии эта легенда нашла продолжение, в фундаментальном труде «Главные золотые рецепты» китайского врача Сунь Си-мао в VII веке дает совет лечить ламинарией зоб.

Император Канси из Маньчжурской династии был обеспокоен ростом значительного количества больных зобом в Мункендской провинции. Канси. По рекомендациям китайских врачей он повелел каждому жителю провинции потреблять ежегодно 5 фунтов морской капусты. Для выполнения этого приказа была организована ее поставка за государственный счет даже в самые отдаленные районы Китайской империи.

Водоросль ламинарию за ее лечебные свойства даже завозили в некоторые районы Туркестана, где местные врачи («хакими») лечили ею зоб.

За тысячу лет и вплоть до нашей эры китайские ученые считали, что зоб появляется в зонах с плохим качеством воды и у проживающих в горах.

В древнем Египте опухоли шеи лечили исключительно хирургическим методом, об этом упоминается в папирусе Эберса (1500 лет до н.э.).

Понятие «зоб» встречается в древней литературе Хинди, в сборнике песнопений и заклинаний Атарва - Веда (2000-1400 до н.э.)

Римский сатирический поэт Ювенал (Децим ЮнийJuvenalis) живший в первые годы правления Нерона (около 55 - 56 г. по Р. Хр.), в своих 16 сатирах написанных в 5 книгах спрашивает:" Кто удивится, увидев в Альпах зобатого " (QuisturindumgutturmiratusinAlpibus?). Главная рукопись Ювенала - IX в. - хранится в библиотеке медицинской школы в Монпелье. Другой древнеримский писатель и ученый Гай Секунд Плиний Старший (23 - 79 гг.) в своей книге "Естественная история в 37 книгах" соглашается с утверждением о значении воды как причины выступающего горла.

Знаменитый Юлий Цезарь заметил "бугор" на шее у галлов во время своих военных походов.

Великий ученый Древнего Востока Ибн-Сина (Авиценна, 980-1037 гг.) в знаменитом труде «Канон врачебной науки» дает ценные сведения о диагностике и лечении зоба

Самое старое изображение зоба можно обнаружить на буддийских фресках II-III вв. до н. э. в г. Гандахаре в Пакистане.

500 лет назад в Китае и Японии жителям было приказано употреблять в пищу морскую капусту с целью сохранения здоровья. Нельзя не признать очень разумным этот указ, так как капуста содержит почти все химические элементы морской воды, важнейшим из которых является йод. Кроме того, в ней много ценных органических соединений (белки, жиры, углеводы, органические кислоты, витамины). Поэтому морскую капусту могли тогда, как и теперь, с успехом применять при зобе, цинге, подагре, атеросклерозе

Самое раннее изображение зоба и описание кретинизма в Европе было найдено в книге, датированной 1215 г. Эта рукописная книга обнаружена в Аббатстве Цистерцианцев вблизи г. Граца в Штирии (Австрия), где с высокой частотой встречался эндемический зоб. На рисунке изображен человек с зобом и «скипетром дурака». В те времена погремушка в руке была типичным указанием на наличие слабоумия. Первое детальное описание зоба было сделано в эпоху Возрождения. На итальянских картинах этой эпохи Богоматерь часто имеет зоб, что в то время рассматривалось как атрибут красоты. О таком явлении как зоб сообщал в 1275 г., прибывший в Россию итальянский ученый и путешественник Марко Поло, а также впервые были подробно описаны клинические случаи отравления селеном пастбищного скота в Китае .[9]

2.2 ИЗУЧЕНИЕ СЕЛЕНА И ЙОДА С XV по XX век

Наиболее подробное и классическое описание щитовидной железы дал основоположник анатомии Андреас Везалий в 1543 г. в книге «О строении человеческого тела». А название «щитовидная железа» впервые применил английский врач Томас Вартон в 1656 г.

Еще Гиппократ указывал на целебные свойства морских водорослей при зобе, причиной зоба он считал плохую питьевую воду. В "Энциклопедии" Дидро в 1754 году встречается упоминание слова "кретин".

Много споров о первенстве, и доподлинно вряд ли удастся знать, кто первым начал лечить с помощью морских водорослей. Я отдаю приоритет Арнальдо де Вилланове, который первым начал применять как противозобное лекарство в XIV веке жженую губку[6].

Химический элемент йод был открыт также в водорослях и сделал это прагматичный буржуа Бернар Куртуа (1777-1838). Многие говорят, что он не имел никакого отношения к науке. Так просто селитровар. Во многих изданиях приписывают его открытие… кошке: «Рассказывают, что однажды в лаборатории Куртуа его любимая кошка, сидевшая на плече хозяина, внезапно спрыгнула на стол, где стояли колбы с реактивами. Разбились две: с серной кислотой и с золой водорослей в этиловом спирте, и вдруг от стола поднялись клубы ярко-фиолетового «дыма». Это были пары йода»

Йод был открыт в 1811 г. французским химиком-технологом Б. Куртуа.

В России многие ученые задним числом предпринимали попытки найти отечественный приоритет йода.[6]

В русской химической литературе элемент называли йодиний (Двигубский, 1824), йод (Гесс, 1824) йодис (Страхов, 1825), йодий (Иовский, 1827).

В 1827 году появилась книга А.П.Нелюбина «Фармакография или химико-врачебное предписание приготовления и употребления новейших лекарств».

Описание йода занимает почти 71 страницу. Первые разделы посвящены истории возникновения йода. Отмечалось, что следы давнего употребления и содержание йода в растительных, животных и ископаемых телах. Нелюбин пишет, что за 100 лет до открытия йода он замечен был учеными в виде «голубой краски и синей земли». Упоминание об этом принадлежит русскому фармацевту XVIII в. Иакову Биндгейму.

В каталоге публичных лекций Московского университета есть упоминание о том, что в августе 1796 года Иаков Биндгейм, аптекарь... будет показывать простые, от трех царств природы взятые лекарства, их знаки и доброту, потом места, откуда они привозятся, за какую цену здесь покупаются и продаются. В конце лекции будут показаны такие составы сложных лекарств, какие у него делаются и какие в рецептах обыкновенно прописывают медики.

В конце XVIII в., еще не было фармакологии и практические занятия поручали аптекарям.

В дальнейших изданиях монографии А.П.Нелюбина переиздаваемой более 4 раз до 1847 года описываются существующие методы добывания йода, физические и химические свойства, методы открытия в различных телах.

Исследования французского химика А. Шатена в период 1850-1876 годов положили начало исследованию зоба как заболевания, вызываемого дефицитом йода. А. Шатен впервые показал, что в небольшом количестве йод содержится почти во всех природных составляющих нашей планеты (воде, растениях, животных, почве, минералах)

В 1850 году он обнаружил значительные количества йода в кресс-салате, белой водяной кувшинке и других водных растениях, которые еще в средние века эмпирически применяли для лечения зоба. Им сделан вывод о том, что содержание йода в наземных растениях зависит от места произрастания, но не от вида растения

Удивительно точные для того времени данные о составе воздуха и воды на содержание йода позволили А. Шатену установить несомненную связь между распространением зоба и содержанием йода в окружающей среде.

А. Шатен произвел исследования содержания йода в воздухе и водных источниках в Альпах и Пиренеях. Он установил замечательный факт: чем выше в горы, тем меньше йода в воде и воздухе, а в горных селениях -- все больше зоба и кретинизма.

В конце XVII - начале XVIII века в Париже жил ученый химик и врач Никола Лемери. Он не только составлял лекарства в своей небольшой аптеке, но и читал лекции по химии. Это был первый ученый во Франции, который излагал химию как науку, основанную исключительно на опытах.

Однажды утром, гуляя по университетскому саду, Никола Лемери сорвал несколько травинок, отнес их к себе в лабораторию и положил в пробирку. Потом он принялся нагревать пробирку до тех пор, пока травинки не почернели и не обуглились. Растерев их в порошок, он осторожно и тщательно, проделал анализ. Среди других элементов пытливый химик обнаружил в растениях соединения железа. Это казалось удивительным. Еще и еще раз повторял Лемери свой опыт, пока не развеялись все сомнения: в растении действительно есть железо, хотя и в очень небольшом количестве. Так было сделано чуть ли не первое открытие этого химического элемента в живом организме. А спустя четыре года Никола Лемери нашел железо и в теле животных.

В «Курсе химии», выдержавшем в дальнейшем 13 изданий, Н. Лемери разделил все вещества на минеральные, растительные и животные, то есть по трем «царствам природы». Лишь сто с лишним лет спустя в организме животных был найден еще один микроэлемент - марганец.

Селен (англ. Selenium, франц. Selenium, нем. Selren) открыт в 1817 г. Берцелиусом, который так рассказывает об этом открытии: "Я исследовал в содружестве с ГотлибомГаном метод, который применяют для производства серной кислоты в Грипсхольме. Мы обнаружили в серной кислоте осадок, частью красный, частью светло-коричневый… Я нашел, что масса (т.е. осадок) содержит до сих пор неизвестный металл, очень похожий по своим свойствам на теллур. В соответствии с этой аналогией я назвал новое тело селеном (Selenium) от греч. - луна, так как теллур назван по имени Tellus (Теллус) - нашей планеты".[18]

Таким образом, название селен как бы подчеркивает, что этот элемент - спутник Теллура, подобно тому, как Луна спутник Земли. Добавим к этому, что Берцелиусу пришлось провести большое сравнительное исследование реакций селена и теллура. В русской литературе первых десятилетий XIX в. селен называли селением (Соловьев и Двигубский, 1824; Гесс, 1831); Страхов употребляет название селин (1825). После 1835 г. было принято название селен.[19,20]

C конца двадцатых годов XIX в. в науке господствовало учение, согласно которому живой организм состоял только из десяти элементов: кислорода, водорода, азота, углерода, серы, фосфора, натрия, калия, кальция и магния. Их называли биогенными, творящими жизнь. Все же другие элементы, которые находили в организмах, хоть и в очень малых количествах, обычно считали случайными примесями и даже вредными загрязнениями.

2.3 ИНТЕНСИВНОЕ РАЗВИТИЕ УЧЕНИЯ О МИКРОЭЛЕМЕНТАХ С 20-Х ГОДОВ ХХ ВЕКА

Первые широкомасштабные исследования по йодной профилактике были выполнены в штате Огайо в 1916-1920 годах.

Д. Марин предположил, что причиной появления зоба стал дефицит йода в воде и почве, что характерно для областей, удаленных от моря.

Идея тесной зависимости животного мира и человека от элементарного состава среды обитания получила дальнейшее развитие во второй половине ХХ века в трудах А.П. Виноградова, которым было сформулировано понятие -- биогеохимические провинции. Это различные по величине области, характеризующиеся определенной концентрацией в живых организмах того или иного элемента. Концентрация элемента может быть нормальной, повышенной или недостаточной, вызывая соответствующую биологическую реакцию, иногда в виде биогеохимических эндемий. Эндемический зоб и представляет такую биогеохимическую эндемию, вызываемую дефицитом йода.[26,27,2]

Многочисленные новейшие исследования причин эндемического зоба подтверждают это положение.

В течение 100 лет, прошедших с момента появления первых работ Шатена, никому не удалось поставить под сомнение его выводы.

Когда стало ясно, что дефицита йода является серьезной медико-социальной проблемой. В 20-30-е гг. эндокринологи советского союза начали широкомасштабную работу по изучению степени выраженности йодного дефицита. В ходе этой работы было выявлено, что значительная часть территории СССР является очагом йодного дефицита.

В 1956 году была создана сеть противозобных диспансеров и введено обязательное промышленное йодирование соли. Уже через 10 лет значительно уменьшилась напряженность зобной эндемии. В 1960-70-е гг. была продолжена работа по профилактике йодного дефицита. Однако уже в 1970-е гг. была ликвидирована сеть противозобных диспансеров. В дальнейшем внимание к профилактике йодного дефицита еще больше ослабело. В 1990-х гг., в связи распадом СССР внимания к проблеме йодного дефицита снизилось.

Всплеск интереса к изучению биологической роли микроэлементов в СССР наблюдался с конца 1950-х до начала 1980-х гг. после выхода в свет монографии профессора Донецкого медицинского института А.И. Войнара, которого по праву можно считать основателем медицинской элементологии в нашей стране. Ученики В.А. Вернадского, А.П. Виноградова, В.В. Ковальского в институте геохимии и аналитической химии АН СССР, А.И. Войнара в Донецком и Г.А. Бабенко в Ивано-Франковском медицинских институтах, Б.А. Ягодин в Тимирязевской сельскохозяйственной академии и др. создали научные школы, которые активно использовали полученные в научных лабораториях данные для целей практической медицины, биологии и сельского хозяйства. В 1960 -- 1980-х гг. в СССР были проведены десять всесоюзных симпозиумов «Микроэлементы в медицине, биологии и сельском хозяйстве», выпускались ежегодные бюллетени «Микроэлементы в СССР». Однако с распадом СССР активная деятельность по развитию учения о биологической роли микроэлементов была, к сожалению, приостановлена и едва не прервалась нить, связывающая старшее и молодое поколения ученых. И все же несмотря на тяжелейшие условия, в которых пришлось работать в 1990-е гг., ряд ученых сумели выстоять и продолжить научную работу в этом важнейшем направлении науки.

3. Современные концепции учения о биологической роли микроэлементов (селена и йода)

Большой вклад в развитие учения о биологическом значении микроэлементов для человека внесли в отечественную науку А.И. Венчиков, А.И. Войнар, Г.А. Бабенко, Л.Р. Ноздрюхина. Были созданы школы микроэлементологов-врачей при Ивано-Франковском медицинском институте, в Донецком и Карагандинском медицинских институтах. Успешно велись исследования микроэлементозов в Саратовском, Казанском, Воронежском, Оренбургском медицинских институтах, в ряде вузов Средней Азии и Прибалтики. Значительно обогатили науку о МЭ исследования академика А.П. Авцына и профессора А.А. Жаворонкова по экологической и географической патологии, обусловленной дефицитом или избытком МЭ в регионах страны с аномальной геохимической ситуацией.

В 2007 году в свет вышла книга программы института микроэлементов ЮНЕСКО А.В. Кудрина и О.А. Громовой «Микроэлементы в иммунологии и онкологии» с кратким изложением широкомасштабных исследований авторов и результатов исследований ученых со всего мира.

В 2008-м году издана книга «Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных» под авторством Дональда Оберлиса, Барбары Харланда и Анатолия Скального, где максимально полно приведены фундаментальные сведения по общей и частной биоэлементологии, включая современные концепции учения о биологической роли макро- и микроэлементов. Книга не имеет аналогов в СНГ и мире.

3.1 Методы исследований по определению селена и йода

В современной практике диагностики макро- и микроэлементов в организме человека приняты методы его определения в цельной крови, моче, волосах, слюне, зубном дентине и костной ткани. [25] Одни методы, например, определение элементов в крови и моче, уже давно используются многими специалистами для тестирования токсичных тяжелых металлов (например, свинца) при интоксикации их в организме человека; другие, такие как, определение микроэлементов в волосах, костной ткани, только сейчас входят во врачебную практику.

Для определения уровней содержания различных макро- и микроэлементов в организме человека и животных приняты методы количественного анализа этих элементов в биосубстратах .[16] Процедура количественного выделения элементов из всех типов биологических проб (за исключением рентгенофлуоресцентного метода invivo), как правило, выполняется методом "мокрого озоления" (в растворе азотной или азотной+хлорной кислоты) в открытой посуде или под давлением (в автоклавах, тефлоновых бомбах, установках микроволнового разложения). Широко используются методы пламенной и атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ААС), отличающиеся высокой чувствительностью и возможностью определения очень низких концентраций микроэлементов в биосубстратах. Эти методы, как правило, используются при анализе цельной крови и мочи. В последнее время получили широкое распространение и считаются весьма эффективными методы определения элементов в органах и биосредах человека с помощью атомной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмы (АЭС-ИСП) и масс-спектроскопии (ИСП-МС), которые позволяют в одной пробе одновременно определить 20 и более макро- и микроэлементов, что очень важно при оценке взаимодействия и взаимовлияния одних элементов с другими в организме человека [30,17].

Отметим, что кроме выше названных аналитических методов, при определении макро- и микроэлементного состава биосубстратов человека используются нейтронно-активационный, лазерный спектрографический и рентгенофлуоресцентный методы invivo(при определении в живых костных тканях).

В последнее время все больший интерес представляет исследование волос для выявления состояния обмена микроэлементов в организме и токсического воздействия отдельных тяжелых металлов [31]. Имеющиеся данные определенно показывают, что содержание микроэлементов в волосах отражает микроэлементный статус организма в целом и пробы волос являются интегральным показателем минерального обмена [24].

Во многих отношениях волосы являются благоприятным материалом для такого рода исследований и имеют ряд преимуществ:

-- проба может быть получена без травмирования больного,

-- для хранения материала не требуется специального оборудования,

-- волосы не портятся и сохраняются без ограничения во времени.

Очень перспективным является использование проб волос как архивного материала в историческом биомониторинге, что, при постоянном совершенствовании аналитической базы, открывает новые возможности для этого вида контроля уровня элементов в человеческом организме и оценки загрязнения окружающей среды.

Накопленные к настоящему времени научные и медицинские данные о роли минеральных элементов в функционировании отдельных органов, систем и организма человека в целом, данные о последствиях, для здоровья человека и животных, дефицита биогенных, жизненно необходимых элементов и избытка токсичных могут быть обобщены и широко использоваться в диагностической и лечебной практике.[23,24,25]

3.2 Современные центры по исследованию микроэлементов

В настоящее время во всем мире учение о микроэлементах нашло своих активных последователей в лице многих выдающихся ученых, и возглавляемых ими школ :

- В 2003 году был открыт первый в мире Университет биоэлементологии возглавляемый профессором А.В. Скальным, г.Оренбург,

- В США находится Медицинская школа Гарвардского университета, г.Бостон,

- Украинский научно-исследовательский институт медицины транспорта, г. Одесса, Украина,

- Балтийская международная академия, г. Рига, Латвия

Заключение

- Проанализированы исторические аспекты изучения микроэлементов на примере селена и йода, полученные данные обобщены в таблице,

-Рассмотрена сущность понятия «микроэлементы», по степени полезности для организма животного и человека,

-Изучена история развития учения о биоэлементах,

- Рассмотрено современное состояние исследований по определению селена и йода, описаны нынешние методы диагностики микроэлементозов.

Только последние 10-20 лет внимание ученых вновь приковано к изучению микроэлементов ,к этим «лилипутам подземного царства»: слишком разительными оказались достижения во многих опытных хозяйствах, слишком убедительными - тысячи исследований в сотнях лабораторий. И все же многие и многие важнейшие проблемы не решены. Эту молодую науку еще ждет большое будущее.

Между тем именно микроэлементы, если их применить в правильном сочетании и нужном количестве, могут безмерно повысить коэффициент полезного действия (кпд) почвы, растений, животных.

На протяжении длительного времени разные ученые интересовались значением микроэлементов в жизни человека и животных, но сегодня уже ни у кого не вызывает сомнения, что биологическая роль селена и йода в жизни животных, и человека очень велика. Микроэлементы являются незаменимыми, их роль выражается в том что МЭ усиливают восстановительную активность тканей и препятствуют заболеваниям; микроэлементы повышают иммунитет животных.

О биологической важности селена и йода не достаточно судить только по его содержанию в тканях. Недостаточность ряда микроэлементов способна нарушить баланс практически всех обменных процессов в организме.

Эколого-геохимическая ситуация, сложившаяся на современном этапе развития, вследствие комплексного природно-техногенного воздействия, оказывает непосредственное влияние на формирование органов и тканей животных и способствует возникновению экологозависимых патологий. Патологически измененные ткани и структуры биологических систем характеризуются перераспределением элементов, в зависимости от места обитания. Содержание микроэлементов в организме достаточно постоянно, а незначительные отклонения содержания микроэлементов от нормы вызывают тяжёлые заболевания. Анализ на содержание отдельных микроэлементов в органах и тканях - чувствительный диагностический тест, позволяющий обнаруживать и лечить различные заболевания.

Список литературы

1.Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях // Л.: Агропромиздат. 1987. -C.100 .

2.Агрохимиздат. Химический состав пищевых продуктов// 2-е изд., М.:, 1987.-С.12-15.

3.Баженов С.В.Ветеринарная токсикология .-Л.:Колос,1970.-С.320.

4.Балуева, Т.В. К вопросу о центральной норадренергической регуляции мозгового кровообращения / Т.В. Балуева // Физиол. журн. СССР им. Сеченова. - 2006. - №7. - С. 11-16.

5.Беликов В.Г.Фармацевтическая химия. Пятигорск, издательство Пятигорской Государственной Фармацевтической Академии, 2003 г.

6.Большая медицинская энциклопедия (под ред. Б.В.Петровского), т. 8 М.: “Советская энциклопедия”, 1978 г.

7.Государственная Фармакопея IX. М.: “Медгиз”, 1961 г.

8.Демченко, И.Т. Кровоснабжение бодрствующего мозга / И.Т. Демченко. - Л.: Наука, 2007. - С.5-6 .

9.Кузнецов, Г.П. Клиническое значение селенодефецита у больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями самарского региона и его коррекции препаратом «Cелена» / Г.П. Кузнецов, П.Л. Лебедев // Эксперим. и клинич. фармакология. - 2005. - Т.58, №5. - С. 3-7.

10.Министерство сельского хозяйства Российской Федерации //Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации. 2010.-С.5-21.

11.Морачевский Д.Ю., Церковницкая И.А. Основы аналитической химии редких элементов. Ленинград, Издательство ленинградского университета, 1980 г. 27

12.Османян А., Иванов А., Козлобаева Е. Повышение уровня йода в яйцах кур // Птицеводство, 2003 г, №2, -С. 23.

13.Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. СПб.: Наука, 2008. -C.544 .

14.Плетнёва М.Г. Токсикологическая химия. М.: “Гэотар”, 2005 г.

15.Поляков А.Я. Медико -экологические основы прогнозирования здоровья населения// Тр.Юбилейного экологического семинара «Социально-экономические и технические проблемы экологии Сибирского региона».-Новосибирск,2000. -С.15-23.

16.Решетник Л.А., Парфенова Е.О., Скальный А.В.Способы определения и методы коррекции обеспеченности селеном // Экология моря. - 2000. - Вып. 54. - С.69-74.

17.Садек П. Растворители для ВЭЖХ. М.: “Бином. Лаборатория знаний”, 2006 г.

18.Назаренко И.И., Ермаков А.Н. Аналитическая химия селена и теллура. М., 1971.

19.Селен в питании: растения, животные, человек. - Москва: б. г., 2006.

20.Селен в медицине и экологии. - М.: Изд-во КМК, 2002.

21.Скворцова, В.И. Лечение и профилактика ишемического инсульта / Скорцова В.И., Стаховская Л.В. // Диагностика и терапия в клинике внутренних болезней: лекции для практикующих врачей, 10 Рос.нац. конгр. - М., 2004. - С. 2-3.

22.Свойства элементов. Справочник. М.; “Металлургия” 1985 г.

23.Скальный А.В.Перспективы применения микроэлементов в восстановительном лечении лиц опасных профессий // Вестник восстановительной медицины. - 2002. - №2. - С.17-19.

24.Скальный А.В.Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС (АНО Центр биотической медицины) // Микроэлементы в медицине. - 2003. - Т.4. - Вып.1. - С. 55-56.

25.СкальныйА.В.Эколого-физиологическое обоснование эффективности использования макро - и микроэлементов при нарушениях гомеостаза у обследуемых из различных климатогеографических регионов. // Дисс. … докт. мед.наук - М., 2000.

26.Смолянский Б.Л, Лифляндский В.Г. Лечебное питание. Новейший справочник. М.: “Эксмо”, 2002 г.

27.Физиология ЦНС: Учеб.пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - C.7-9.

28.Химико-фармацевтический журнал №1 , М.: “Фолиум”, 2002 г.

29.Химико-фармацевтический журнал. №11. М.: “Фолиум”, 2005 г

30.Шубина Н.А., Колесов Г.М. Инструментальное (без разложения пробы) нейтронно - активационное определение тяжелых металлов// Всерос. конф. «Актуальные проблемы аналитической химии», Москва, 11-15 марта, 2002: Тез.докл. Т. 2. М., 2002. -С. 219 - 220.

31.Элементный статус населения России. Часть 1. Общие вопросы и современные методические подходы к оценке элементного статуса индивидуума и популяции / Е.Ю. Бонитенко [и др.]; под ред. А.В. Скального, М.Ф. Киселева. -- СПб. : Медкнига «ЭЛБИ-СПб», 2010. -- C.55-58.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Описание элемента. Открытие йода. Свойства йода. Физические свойства йода. Электронно-графическая формула йода. Химические свойства йода. Распространение йода. Гормоны щитовидной железы. Применение йода. Йод в промышленности. Йод в медицине. Синий йод.

    дипломная работа [483,7 K], добавлен 08.02.2007

  • Селен - эссенциальный микроэлемент для человека и животных. Биохимические функции селена определяют селенсодержащие белки. Концентрация селена в моче. Фармакологическая характеристика селенсодержащих соединений. Нормализующее влияние селенита натрия.

    реферат [24,9 K], добавлен 25.04.2009

  • Йод как незаменимое вещество в организме, ежедневная потребность в нем. Основные источники йода для организма человека. Перечень морепродуктов, наиболее богатых на содержание йода. Йододефицитные состояния и заболевания, основные причины их возникновения.

    презентация [698,9 K], добавлен 24.04.2012

  • Способы определения индивидуальной дозы радиоактивного йода-131 (радиоактивного нуклида химического элемента йода с массовым числом 131). Определение достоверности состояния элемента в щитовидной железе с использованием дозиметрического оборудования.

    лабораторная работа [20,5 K], добавлен 08.04.2013

  • Исследование строения и основных функций щитовидной железы. Недостаток йода в организме человека. Струма, обусловленная недостатком йода. Характеристика причин эндемического зоба. Изучение методов лечения гиперфункции и гипофункции щитовидной железы.

    презентация [1,0 M], добавлен 18.03.2014

  • Необыкновенные возможности обыкновенного йода в здоровом питании. Применение его в медицине при наличии воспалительных и гнойных процессов. Изучение антисептических свойств химического элемента. Исследование негативных последствий дефицита йода.

    реферат [27,8 K], добавлен 21.12.2016

  • Йододефицитные заболевания и их распространенность в Кировской области. Значение йода для профилактики заболеваний щитовидной железы, стимуляции обмена веществ и обеспечения жизнедеятельности организма. Технические требования к йодированной соли.

    статья [23,0 K], добавлен 02.04.2011

  • Препараты гормонов щитовидной железы и антитиреоидные средства. Причины развития эндемического зоба. Распространение заболеваний, связанных с дефицитом йода, его биологическое значение и нормы потребления. Профилактика и лечение препаратами йода.

    презентация [3,8 M], добавлен 28.04.2012

  • Определение и классификация микроэлементозов. Методы определения уровней содержания различных макро- и микроэлементов в организме человека. Болезни, обусловленные нарушениями поступления различных микроэлементозов, их дефицитом или избытком в организме.

    методичка [46,2 K], добавлен 23.04.2009

  • Важность и актуальность проблемы йододефицита, роль йода в организме человека, причины увеличения щитовидной железы (эндемического зоба). Предотвращение последствий и профилактика йододефицита, обогащение йодом широко употребляемых продуктов питания.

    реферат [21,0 K], добавлен 07.06.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.