Что это за элементы? Как за ними следить? У всех людей одинаково распределяются биогенные элементы? Спойлер – уровень биогенных элементов в теле человека напрямую связан с экологией региона проживания, диетой, вредными привычками, условиями труда, возрастом и полом. Остальное расскажут сотрудники кафедры медицинской элементологии РУДН. Отвечают: Андрей Скальный – к.м.н., доцент, Илья Лапин и Семен Николаев – аспиранты.
Какие элементы называют биогенными?
Химические элементы, которые постоянно входят в состав организмов и необходимы для их жизнедеятельности – другими словами, участвуют в физиологических процессах. Такие элементы – что-то вроде строительных блоков тканей. Ионы переходных металлов (Cr – хром, Fe– железо, Zn – цинк, Cu – медь) выполняют метаболическую функцию растений, а Se – селен, I– йод, и F – фтор необходимы животным.
Элементы и их соединения бывают:
- Макробиогенными– требуются организмам в больших количествах: С – углерод, О – кислород, N – азот, H – водород и S – сера (входят в состав белков), Ca – кальций (в составе костей и панцирей земноводных и млекопитающих), P – фосфор (в составе фосфолипидов).
- Микробиогенными – требуются в малых количествах: для животных – Fe – железо, Mg – магний, Cu – медь, Zn – цинк, Si – кремний, Mo – молибден, Cl – хлор, V – ванадий, Ca – кальций, Se – селен, Cr – хром, F – фтор, I – йод; для растений – Fe, Mg, Cu, Zn, Si, Mo, Cl, V, Ca, B – бор. Несмотря на незначительные количества, все эти элементы необходимы для жизнедеятельности. Например:
- Se – отвечает за антиоксидантные процессы (обезвреживает свободные радикалы и помогает клеткам иммунитета уничтожать чужеродные агенты: микроорганизмы, вирусы, опухолевые клетки, токсины), подавляет вредное влияние токсичных элементов;
- Cr – уменьшает действие глюкозотолерантного фактора (помогает снижать уровень глюкозы в крови, обладает действием, сходным с инсулином), снижает риск развития сахарного диабета;
- F – влияет на созревание и отвердевание зубной эмали;
- I – регулирует работу щитовидной железы.
У всех людей одинаково распределяются биогенные элементы? От чего это зависит?
Основные факторы влияния на элементный статус человека: питание, геохимические особенности района проживания (низкое содержание биогенных микроэлементов в почвах земель сельскохозяйственного назначения, например, йода – это острая проблема в некоторых регионах), образ жизни (курение может приводить к накоплению высокотоксичного Сd – кадмий).
Важную роль играет трудовая деятельность (интоксикация тяжелыми металлами). Так, например, в волосах профессиональных сварщиков нередко обнаруживается Mn (марганец) в повышенных концентрациях, что может при резком отравлении привести к таким угрожающим жизни состояниям, как полиорганная недостаточность или отек легких. Хроническая же интоксикация соединениями марганца может выражаться в паркинсонизме — группе симптомов: тремор, повышенный мышечный тонус, нарушения координации и моторики (сложности с удержанием равновесия, затрудненная ходьба, замедленный темп движений, трудность начальных движений и поворотов).
Причины недостатка биогенных элементов
Основной источник элементов в теле человека – пища и вода. Жители нашего континента в меньшей степени потребляют морепродукты, что приводит к дефициту йода и к меньшей концентрации ртути в организме. В некоторых регионах более низкие фоновые концентрации элементов в почвах, что требует вносить удобрения и добавки (йодированная соль).
Патологические состояния также могут влиять на усвоение и выведение отдельных элементов, что можно использовать как маркер конкретных заболеваний. Молибден увеличивает потерю меди с мочой, что влечет железодефицитную анемию. Высокое соотношение меди к цинку связано с воспалительными процессами. Аспирин, тетрациклин, витамин В9 вымывают цинк из организма, который конкурирует за усвоение с железом и кальцием.
Подытожим причины недостатка элементов:
- Несбалансированное питание (дефицит биогенных микроэлементов в пище, выращенной на почвах с крайне низким содержанием таковых);
- Плохая экология (выбросы предприятий, несоответствие нормам СанПин химических показателей поверхностных водоемов, которые предназначены для снабжения населения питьевой водой);
- Нездоровый образ жизни (злоупотребление алкоголем, курение);
- Патологии различного характера (например, людям, которые страдают артериальной гипертензией и/или хронической сердечной недостаточностью, зачастую также назначаются мочегонные препараты – это приводит к усиленному выведению ряда элементов с мочой).
Что происходит от переизбытка таких элементов?
- нарушается обмен гормонов (быстрорастущие злокачественные опухоли, причина которых – крайне низкий иммунный ответ);
- нарушается обмен нейромедиаторов (тяжелые депрессивные расстройства, снижение работоспособности);
Нейромедиаторы – биологически активные химические вещества, с помощью которых передается электрохимический импульс от нервной клетки. К ним относятся: адреналин, норадреналин, дофамин, серотонин.
- развиваются интоксикации;
- увеличивается нагрузка на выделительную систему и печень из-за повышенного поступления «металлов жизни» в организм.
Например, повышенное содержание углерода может быть связано с патологией: ацидоз (повышение кислотности крови в связи с высокой концентрацией углекислоты), антракоз (длительное вдыхание угольной пыли), отравление угарным газом. Характерный признак отравления серой – расстройство пищеварения и нарушение зрения. Избыток фтора приводит к флюорозу зубов.
Как узнать, каких элементов не хватает организму?
При дефиците цинка снижаются иммунитет и мужская фертильность, появляются белые пятна на ногтях, редко – сахарный диабет.
Дефицит йода вызывает эндемический зоб (увеличивается щитовидная железа и нарушаются ее функции), хроническую усталость и отеки.
Дефицит железа может приводить к анемии (уменьшается количество эритроцитов и гемоглобина крови) или пикацизму (тяга к потреблению несъедобных субстанций).
Дефицит меди характеризуется остеопорозом (снижается плотность и прочность костей), поражением суставов (нарастают болевые ощущения вследствие их постепенного износа), сниженной пигментацией кожи, неврологическими симптомами (усталость, астения) и нарушениями работы сердца (высокое кровяное давление).
Человек состоит на 68% из кислорода, поэтому его дефицит может говорить о дыхательной недостаточности или нарушении водного баланса. Недостаток селена может быть связан с отравлением токсичными тяжелыми металлами. С возрастом меняется состав костной ткани, что напрямую связано с концентрацией кальция. Чаще всего нарушение баланса одного из элементов связано в комплексе с другим. Например, медь в избытке вытесняет цинк.
Лучший способ узнать свой элементный статус – провести элементный анализ волос (хранят информацию об элементном балансе за все время своего роста), сыворотки крови, мочи (в них растворены все элементы организма) в специализированной лаборатории.
После сдачи анализов нужно обратиться к широкопрофильному специалисту – терапевту. Если по мнению врача общей практики жалобы могут быть связаны с элементным статусом организма, пациента направляют к узкому специалисту: гастроэнтерологу, эндокринологу, диетологу или нутрициологу.
