Влияние ионов алюминия на организм человека

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ  НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ     ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

Курсовая работа

Воздействие алюминия на организм человека

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                       Выполнил: студент 

                                                                  группы 120132 Сафина Г.

                                                                    Проверил: Степанова С.В.

 

 

 

 

Казань,2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………..3

1 БИОЛОГИЧЕСКАЯ  РОЛЬ……………………………………………………………..4

2 ПОСЛЕДСТВИЯ  ПЕРЕДОЗИРОВКИ И ДЕФИЦИТА……………………………….5

3 СУТОЧНОСТЬ ПОТРЕБНОСТЬ В АЛЮМИНИИ…………………………………...8

4 ИСТОЧНИКИ ПОПАДАНИЯ АЛЮМИНИЯ В ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА…….......9

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………………13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Химический элемент  алюминий открыли не сразу. Многие догадывались о его существовании, но все же не могли выделить его в чистом виде. А вот в виде соли он был издавна доступен, так как его активно использовали кожевники. Дело в том, что этот элемент входил в состав квасцов, которые применяли при выделке кожи.

Алюминий – это  достаточно активный химический элемент, его стремление к соединению с другими элементами стало причиной повышенного интереса к этому веществу, поэтому многие хотели наконец-то выделить сам металл, а не его соединения. На эти попытки ушло около ста лет. И только в 1754 году немецкий химик сумел получить оксид алюминия, сам же он был получен в 1825 году. Его счастливым обладателем стал датчанин по имени Х.К. Эрстед.

Для современных любительниц  украшений будет удивителен тот  факт, что алюминиевые серьги и  кольца некогда были не только популярны, но и считались по-настоящему драгоценными. А сегодня из этого металла делают посуду, запчасти для электроприборов, его применяют в машиностроении, металлургии и других сферах жизни.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

В целом алюминий относят  к токсичным (иммунотоксичным) элементам. Однако, в организме он играет важную физиологическую роль – участвует в образовании фосфатных и белковых комплексов; процессах регенерации костной, соединительной и эпителиальной ткани; оказывает, в зависимости от концентрации, тормозящее или активирующее действие на пищеварительные ферменты; способен влиять на функцию околощитовидных желез.  
 Алюминий входит в состав множества биомолекул, образуя прочные связи с атомами кислорода или азота. 
 Алюминий является постоянной составной частью клеток, где преимущественно находится в виде Al³⁺. Его присутствие в том или ином виде обнаружено практически во всех органах человека.  
 В небольших количествах алюминий необходим для организма, и особенно для костной ткани, в случае же его избытка этот металл может представлять серьезную опасность для здоровья.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ПОСЛЕДСТВИЯ ПЕРЕДОЗИРОВКИ И ДЕФИЦИТА АЛЮМИНИЯ

Дефицит алюминия в организме – большая редкость, ведь чтобы развился недостаток алюминия, необходимо употреблять менее 1 мг алюминия в день. Кроме того, недостаток этого металла в организме человека не считается негативным, так как абсолютно не сказывается на здоровье. А вот дефицит алюминия у животных приносит негативные последствия – у них нарушается координация, слабеют конечности, процессы роста и размножения клеток и тканей задерживаются или нарушаются.

Свойство нейротоксичности   этого металла начали изучать с середины 60-х годов прошлого столетия, поскольку накоплению алюминия в организме препятствует механизм его выведения. При стандартных условиях с мочой может выводится до пятнадцати мг элемента в сутки. Именно поэтому самое негативное влияние алюминия на человека наблюдается у людей, у которых нарушена выделительная функция почек

Что касается повышенного  содержания алюминия, то оно представляет собой непосредственную угрозу здоровью человека. Порой возникшие в организме изменения уже никак нельзя исправить, резко сокращается продолжительность жизни, но, к счастью, о летальном исходе при повышенной дозе этого металла речь не идет. Попадание 5 г алюминия в организм за одни сутки считается токсичной дозой.

К необратимым изменениям следует в первую очередь отнести  изменения в легких, они чаще всего  касаются тех, кто задействован на вредном  производстве. Таким людям грозят не только бронхит и воспаление легких, но и изменения фиброзного характера в тканях дыхательных путей. Это, конечно, не смертельно, но едва ли найдется человек, которому безразлично, что его соединительные ткани находятся в таком состоянии. Вот почему следует вовремя корректировать избыток алюминия. Ведь поражение может коснуться не только легких, но и костных тканей, ЦНС, почек, молочных желез, яичников и даже матки.

Основные проявления избытка алюминия: энцефалопатии, нарушения функций ЦНС (ухудшение памяти, трудности в обучении, нервозность, наклонность к депрессии, прогрессирующее старческое слабоумие); развитие нейродегенеративных заболеваний (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона); нарушения фосфорно-кальциевого обмена, гиперпаратиреоидизм, предрасположенность к развитию остеопороза, к патологическим переломам, к остеохондрозу, рахиту, остеопатиям и другим заболеваниям опорно-двигательного аппарата; развитие фиброзных уплотнений в мягких тканях; развитие алюминоза («алюминиевые легкие») c характерными патологическими изменениями в легочной ткани, сухим или влажным кашлем, рвущими болями во всем теле, потерей аппетита, исхуданием, иногда расстройством пищеварения, болями в желудке, изменениями состава крови (лимфоцитоз); снижение активности отдельных ферментов; запоры; нарушение функции почек (нефропатии, увеличение риска мочекаменной болезни); снижение абсорбции железа; снижение содержания эритроцитов и гемоглобина в крови; гипохромная микроцитарная анемия; угнетение функций Т– и В–клеток, макрофагов; обострение аутоиммунных заболеваний; нарушение обмена фосфора, магния, цинка, меди; имеются данные о мутагенной активности алюминия.

Другой причиной избытка  алюминия часто становится повышенное содержание данного металла в  питьевой воде, воздухе или продуктах, а также при почечной недостаточности и длительном приеме определенных лекарственных препаратов.

Избыток алюминия несет  в себе множество негативных и  более того, патогенных изменений. В  результате этого явления нарушаются функции ЦНС, человек становится нервозным, может впасть в депрессию, качество памяти значительно снижается. Кроме того, на фоне избытка этого металла в организме могут развиться болезни Альцгеймера и Паркинсона. Установлено, что при введении растворов солей алюминия в мозг кроликов и кошек в их нейронах образуются «узелки», или клубки, нейрофибриллы, подобные тем, которые наблюдаются у человека при тяжелой форме старческого слабоумия – болезни Альцгеймера. Эти данные были подтверждены и значительно дополнены другими исследователями. В частности, такие структуры возникали в цитоплазме нейронов при культивировании клеток мышиной нейробластомы в питательной среде, содержавшей повышенное количество алюминия. Таким образом, в патогенезе болезни Альцгеймера существенная роль принадлежит повышению содержания алюминия в корковых и подкорковых областях головного мозга. С возрастом концентрация алюминия в мозгу увеличиваются. Его концентрации очень высоки в «сплетениях», что и вызывает разрушение мозга при болезни Альцгеймера. Эта болезнь является самой распространённой формой слабоумия у пожилых людей и влечёт за собой окончательную потерю памяти, утрату способности мыслить и двигаться. Изначально болезнь прогрессирует медленно и её можно принять за естественный процесс старения. Эта болезнь неизлечима. Целью лечения является замедление прогрессирования болезни и облегчение симптомов.Алюминий является одной из главных причин появления этой болезни. С возрастом концентрации алюминия в мозгу увеличиваются. Его концентрации очень высоки в «сплетениях», что и вызывает разрушение мозга при болезни Альцгеймера.

Результатами избытка  алюминия также становятся нарушение  обмена фосфора и кальция, развитие остеопороза и многих других заболеваний  опорно-двигательной системы. В некоторых  случаях может возникнуть алюминоз – патологические изменения в легких, которые приводят к постоянному кашлю, болях в теле (особенно в желудке), снижению веса, запорам, ухудшению функции пищеварения и даже к изменениям состава крови. Также нарушается функция почек, что ведет к риску образования камней, начинает хуже всасываться железо, поэтому резко снижается иммунитет, сбивается обмен веществ. По последним данным, алюминий приводит к мутации.

При избытке алюминия назначается восстановительное лечение, но можно и попытаться замедлить его всасывание. Это можно сделать с помощью лекарств, в состав которых входят кальций, магний, железо, цинк, медь, марганец. Также применяют мочегонные и желчегонные препараты, все зависит от степени тяжести заболевания.

3 СУТОЧНОСТЬ ПОТРЕБНОСТЬ В АЛЮМИНИИ

На этот счет мнения исследователей расходятся. Некоторые из них считают, что до тех пор, пока влияние алюминия на человека не изучат досконально, говорить о каких-либо нормах не целесообразно. Другие же дают вполне конкретные цифры: 2,45 – 50 мг в день. Считается, что наша потребность в алюминии полностью удовлетворяется за счет продуктов, ведь в ежедневном рационе обычно содержится до 100 мг этого микроэлемента.

Не весь алюминий, находящийся  в продуктах, усваивается организмом. Только 2 – 4% всасывается в ЖКТ или поступает через дыхательные пути. По мере взросления человека алюминий имеет свойство накапливаться в головном мозге и легких, при этом выводится он традиционными путями: через выдыхаемый воздух, через потовые железы, а также вместе с мочой и фекалиями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ИСТОЧНИКИ ПОПАДАНИЯ АЛЮМИНИЯ В ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

 

Современное питание  не часто включает в себя натуральные  или сырые продукты, а готовые  продукты, которыми нас потчует современная промышленность этого металла становится все больше и больше. Красители и пищевые добавки (это те знакомые буквы Е на этикетках), а также дрожжи – все это включает в себя алюминий. Так что ежедневный бутерброд с колбасой или баночка консервов снабжают нас этим микроэлементом регулярно.

Из чистого любопытства  можно изучить упаковки продуктов, и там обязательно встретятся Е520, Е521, Е522 или Е523 – они же соли алюминия или сульфаты. Наш кишечник их отлично всасывает, а наиболее часто всего их кладут в сладости и консервы. В поваренной соли или сырах есть силикаты и фосфаты алюминия, правда, всасываются они не так активно. А в питьевой воде он остается даже после кипячения, но это касается лишь той воды, которая была очищена с помощью сульфата алюминия.

Алюминий мы получаем со многими продуктами питания. Причем его содержание в растительной пище в десятки раз выше, чем в  продуктах животного происхождения. К примеру, хлеб содержит много алюминия за счет того, что он выпекается в  посуде из алюминия. То же самое касается и других продуктов, приготовленных таким образом.

Если в питьевой воде содержится более 4 мг алюминия на один литр, то она тоже становится его  источником. Первые места по наличию  алюминия занимают овсянка, пшеница, авокадо, рис и картофель, за ними следуют киви, баклажаны, савойская капуста, артишоки и топинамбур. Персики, манка, белокочанная капуста и фасоль находятся на третьем месте.

Однако беспокоиться о том, чтобы обогатить свой стол алюминием нет никакой необходимости. Мы и так получаем его предостаточно.

Ионы алюминия могут попасть в организм человека через посуду. Алюминий хорошо проводит тепло, поэтому пища в таких кастрюлях  готовится очень быстро. Ассортимент  посуды из алюминия весьма разнообразен. Алюминий - это металл нежный, он легко соскребается со стенок посуды. Мы съели уже немало алюминиевой стружки. Когда тщательно вытираешь полотенцем алюминиевую кастрюльку, на нем остаются серые пятна. Можно себе представить, сколько ионов алюминия мы получаем, когда такая кастрюлька сильно нагревается при приготовлении! То есть, очевидно, что алюминий попадет в организм через пищу, приготовленную в такой посуде.  
 Специалисты, занимающиеся испытанием и сертификацией посуды, в том числе и алюминиевой, советуют ее использовать только для кипячения воды — все остальные вещества при высокой температуре провоцируют в алюминиевой посуде активную реакцию.  
Не допускается использование кухонной и столовой посуды деформированной, с отбитыми краями, трещинами, сколами, с поврежденной эмалью; столовые приборы из алюминия; разделочные доски из пластмассы и прессованной фанеры; разделочные доски и мелкий деревянный инвентаря с трещинами и механическими повреждениями.

 Кроме того, в быту в нашей стране широко  используется упаковка на основе  алюминия (пищевая фольга, а также широко разрекламированный «ТетраПак» (бумажные пакеты на основе алюминиевой фольги). В то же время, во всех развитых странах считают, что единственный экологически чистый вид упаковки для молочных продуктов - стеклянная бутылка, которая позволяет сохранить все ценные свойства напитков. По заявлениям учёных, алюминиево-содержащая тара негодна для хранения большинства продуктов, особенно круп, соли и сахара: мягкий металл остаётся на твёрдой поверхности, и переходит в пищу. При хранении или тепловой обработке продуктов, особенно кислых, в алюминиевой таре, содержание этого элемента в продуктах может возрасти почти в два раза.  
Алюминий также может быть выщелочен из алюминиевой фольги или консервной банки в пищу, напитки. Главные «виновники» – содовая вода (с фосфорной кислотой), томатный соус, ананасы, кофе в алюминиевых банках, и еда, завёрнутая в алюминиевую фольгу. Томатный соус часто готовят в огромных алюминиевых котлах, и кислотность томатов может вызвать выщелачивание алюминия в готовый продукт. Кофе, который готовят в алюминиевых котлах, также может быть токсичным. Однако, после того, как учеными были установлены негативные воздействия алюминия на организм человека, во многих странах мира отказались от производства посуды из алюминия. Но в России и странах СНГ есть 26 предприятий, на которых по-прежнему выпускается алюминиевая посуда. И подобная посуда и пищевая упаковка по-прежнему пользуется спросом среди хозяек для использования в быту.