27.09.2023 (обновленно 27.09.2023)

1007 просмотров

Влияние мышьяка на организм человека

Содержание:

1. Общие сведения о мышьяке

2. Мышьяк в организме человека

3. Дефицит мышьяка в организме

4. Избыток мышьяка в организме

1. Общие сведения о мышьяке

Химический элемент мышьяк As расположен в 4 периоде, главной подгруппе V группы периодической таблицы хим. элементов Д.И.Менделеева. Название элемента переводится с греческого arsenikos как “мужчина”, “мужественный”.

В соединениях может имеет степени окисления -3, +3, +5, что объясняется строением внешнего электронного слоя 3d¹⁰4s²34p³. Имеет много изотопов, в природе встречается в стабильной форме ⁷⁵As. Распространен в воздухе, в воде, в почве. Встречается в самородках и в составе соединений: 

• реальгар As4S4; 
• аурипигмент As2S3;
• глаукодот (Co, Fe)AsS;
• арсенопирит FeAsS;
• другие.

Мышьяк ⎼ хрупкое серебристо-серое вещество с металлическим блеском. Обладает высокой теплопроводностью и очень низкой электропроводностью, не горит. Ядовит. Имеет разные аллотропные формы. Спектр применения мышьяка:

• сельское хозяйство ⎼ производство инсектицидов и  пестицидов;
• металлургия ⎼ в производстве легированных сталей и сплавов;
• медицина ⎼ изготовление противораковых препаратов;
• электроника ⎼ производство полупроводников ⎼ мышьяк увеличивает электропроводность других веществ.

2. Мышьяк в организме человека

Мышьяк относится к эссенциальным  микроэлементам, его недостаток в организме приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности. Содержание его в   организме взрослого человека составляет около 15-20 мг. Суточная норма мышьяка составляет 12-15 мкг. В организм мышьяк может попадать разными путями:

• более 80% - через желудочно-кишечный тракт, 
• ±10% через легкие - зависит от загрязненности воздуха в регионе, 
• примерно 1% через кожу.

Депонируется мышьяк главным образом в печени, а также в легких, коже, ногтях, волосах. 

Источниками поступления мышьяка в организм человека являются продукты питания, вода, медицинские препараты. Количество мышьяка, содержащегося в любых продуктах питания достаточно для поддержания суточной нормы. К продуктам с наибольшим содержание мышьяка относятся: морепродукты, морская рыба, рыбий жир. Много его может быть в грибах, продуктах, для производства которых применяют пестициды и гербициды ⎼ например, виноградные вина, соки. Другой источник - табак - растение поглощает мышьяк из почвы.

Растворимые соединения мышьяка в кишечнике быстро всасываются в кровь и разносятся по организму. Лишний мышьяк легко выводится из организма через почки с мочой.

Считается, что мышьяк выполняет в организме следующие функции:

1. Воздействует на нуклеиновый обмен, ускоряет процесс синтеза белков.
2. Усиливает процесс кроветворения, участвуя в синтезе гемоглобина.
3. Аналогично витамину D контролирует фосфорно-кальциевый обмен.
4. Способствует усвоению азота и фосфора из пищи, удерживает фосфор в организме.
5. Участвует в ферментативных реакциях.
6. Влияет на иммунную систему, губительно действует на некоторые болезнетворные бактерии.
7. Способствует укреплению костей.
8. Способствует выработке клетками энергии, регулируя мыслительную и мышечную работу.
9. Замедляет окислительные процессы.
10. Усиливает синтез тиреотропных гормонов.
11. Регулирует аппетит.
12. Влияет на рост волос и чистоту кожи.

В физиологической концентрации мышьяк не встраивается в состав биокомплексов, но влияет на многие биохимические процессы. Механизмы его влияния мало изучены. 

При регулярном длительном воздействии на организм мышьяка он начинает проявлять себя как антиметаболит таких элементов, как йод, селен, фосфор, заменяя их в биосоединениях. Это приводит к нарушению функций тех систем, в которых происходит замещение. Например, ион As⁵⁺ обладая сходством с пятивалентным фосфором вмешивается в процесс гликолиза: вместо 3-фосфоглицерата ⎼ фермента, катализирующего образование АТФ, образуется 1-арсено-3-фосфоглицерат. Нарушается синтез АТФ, основного источника клеточной энергии.

Трехвалентный мышьяк блокирует другие процессы. Например, с тиоловой группой HS-, ион As³⁺ может образовывать прочное соединение. HS-ферменты, участвующие в углеводном и жировом обмене ингибируются. Это приводит к снижению активности процессов окисления в клетках.  

При избытке в организме таких элементов как ртуть, селен или свинец мышьяк снижает их токсичность.

3. Дефицит мышьяка в организме

Вследствие содержания мышьяка во всех продуктах питания, в воде и воздухе его недостаток в организме человека явление не частое. Легкость выведения соединений мышьяка из организма в редких случаях может приводить к его дефициту.

Дефицит мышьяка может проявляться:

• различными аллергиями;
• поседением волос;
• меланозом кожи;
• замедлением роста;
• деминерализацией костей.

4. Избыток брома в организме

Мышьяк существует в виде органических и неорганических соединений.  Высокотоксичными и ядовитыми для человека являются повышенные концентрации неорганических соединений мышьяка:

• токсичная доза 5 - 50 мг
• летальная доза 50 - 340 мг.

Причинами отравления могут быть:

• несоблюдение правил безопасности на производстве;
• повышенные концентрации мышьяка в воде, воздухе, продуктах;
• передозировка лекарственными препаратами или прием просроченных препаратов;
• суициды.

Признаки отравления мышьяком:

• тошнота и рвота;
• диарея и обезвоживание;
• металлический привкус во рту;
• кашель, удушье, отек дыхательных путей;
• анемия;
• слабость, ухудшение памяти, судороги;
• аритмия;
• кожные аллергические реакции.

Последствия отравления мышьяком:

• эксикоз тяжелой степени;
• полиорганная недостаточность (печень, почки, сердце).

Мышьяк увеличивает риск развития рака.