Классификация химических элементовДля систематизации сведений о содержании и физиологической роли химических элементов в организме в последние десятилетия был предложен ряд классификаций. Не рассматривая подробно каждую из них, остановимся лишь на некоторых принципиальных моментах.

Один из принципов классификации — разделение химических элементов на группы, в зависимости от величины их содержания в теле млекопитающих и человека.

Первую группу такой классификации составляют «макроэлементы», концентрация которых в организме превышает 0,01%. К ним относятся О, С, H, N, Ca, Р, К, Na, S, Cl, Mg. В абсолютных значениях (из расчета на среднюю массу тела человека в 70 кг), величины содержания этих элементов колеблются в пределах от сорока с лишним кг (кислород) до нескольких г (магний). Некоторые элементы этой группы называют «органогенами» (О, Н, С, N, Р, S) в связи с их ведущей ролью в формировании структуры гканей и органов. Вторую группу составляют «микроэлементы» (концентрация от 0,00001% до 0,01% ). В эту группу входят: Fe, Zn, F, Sr, Mo, Cu, Br, Si, Cs, J, Mn, Al, Pb, Cd, В, Kb. Эти элементы содержатся в организме в концентрациях от сотен мг до нескольких г. Однако, несмотря на «малое» содержание, микроэлементы неслучайные ингредиенты биосубстратов живого организма, а компоненты сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жизненных функций организма на всех этапах его развития.

В третью группу включены «ультрамикроэлементы», концентрация которых ниже 0,000001%. Это Se, Со, V, Cr, As, Ni, Li, Ba, Ті, Ag, Sn, Be, Ga, Ge, Hg, Sc, Zr, Bi, Sb, U, Th, Rh. Содержание этих элементов в теле человека измеряется в мг и мкг. На данный момент установлено важнейшее значение для организма многих элементов из этой группы, таких как, селен, кобальт, хром и др.

В основе другой классификации лежат представления о физиологической роли химических элементов в организме. Согласно такой классификации макроэлементы, составляющие основную массу клеток и тканей, являются »структурными» элементами. К эссенциальным» (жизненно-необходимым) микроэлементам относят Fe, J, Си, Zn, Co, Cr, Mo, Se, Mn, к «условно-эссенциальным» — As, В, Br, F, Li, Ni, Si, V. Жизненная необходимость или эссенциальность (от англ. essential — »необходимый»), является важнейшим для жизнедеятельности живых организмов свойством химических элементов. Химический элемент считается эссенциальным, если при его отсутствии или недостаточном поступлении в организм нарушается нормальная жизнедеятельность, прекращается развитие, становится невозможной репродукция. Восполнение недостающего количества такого элемента устраняет клинические проявления его дефицита и возвращает организму жизнеспособность. Хронология установления эссенциальности химических элементов приведена в табл. 2.

К «токсичным» элементам отнесены AI, Cd, Pb, Hg, Be, Ba, Bi, ТІ, к «потенциально-токсичным» — Ag, Au, In, Ge, Rb, Ті, Te, U, W, Sn, Zr и др. Результатом воздействия этих элементов на организм является развитие синдромов интоксикаций (ток-сикопатий).

В основе следующей классификации лежит «тропность» элементов к определенным органам и тканям. Согласно такой схеме, элементы предложено делить на три группы: локализующиеся в костной ткани, локализующиеся в ретикулоэндотелиальной системе и на элементы, не обладающие тканевой специфичностью.

В соответствии с еще одной схемой классификации, элементы следует разделять также на три группы, но уже на основании их биологической роли в организме: жизненно необходимые, вероятно необходимые и элементы с малоизученной ролью.

Согласно классификации, предложенной в последние годы В. JI. Сусликовым, химические элементы (так называемые «ато-мовиты») делятся:

а) по количественному содержанию в теле человека (стабильные, постоянные, временные),

б) «анатомо-физиологическнм» свойствам (структурные, принимающие непосредственное участие в обмене веществ — биока-талитические, эндокринные, гематоатомовиты),

в) «витальному значению» для организма человека (незаменимые, взаимозаменяемые, недостаточно изученные),

г) интенсивности всасывания в желудочно-кишечном тракте.

Обилие предложенных классификаций уже само по себе свидетельствует об их несовершенстве. Действительно, «структурные» элементы одновременно являются «эссенциальными», в свою очередь, «эссенциальные» при определенных условиях становятся «токсическими», а «токсические» элементы в малых концентрациях могут быть полезными и даже необходимыми для организма. Поэтому некоторые из токсических элементов, такие как Cd, Pb, Al, Rb, называют «серьезными кандидатами на эссенциальность». Таким образом, огромная и разнообразная роль химических элементов в процессах жизнедеятельности и недостаточная изученность этой проблемы делают невозможным при современном уровне знаний создание единой совершенной классификации.

Для обозначения химических элементов, обеспечивающих жизнедеятельность организма, предлагались различные названия, которые подчеркивали связь этих элементов с жизнью: биотический элемент, биогенный элемент, атомовит и др. По нашему мнению, использование для этой цели термина «биоэлемент» от греч. bios (жизнь), в качестве первой составной части термина (ср. — биотикн, биосфера и др.), представляется наиболее правильным. Основные признаки биоэлементов:

• низкая токсичность;

• высокая усваиваемость; • соответвующая форма нахождения в организме (соединения, аналогичные природным: глицннаты, аспартаты, фосфаты, цитраты, гистидинаты, оротаты и др.).

Например, селен в виде селенита натрия не является биоэлементом в отличие от селеноцистеина или селенометиошша, так же как цинк в виде сульфата по сравнению с аспарагинатом, глу-таматом, пиколинатом и глицинатом цинка. Возможно, что свободный нон (катион, аннон) — это переходная форма между химическим элементом и биоэлементом. Например, биоэлемент — металл в составе мета л о-ЛИ ганд ного комплекса: металл — аминокислота (цинк — аспартат, гистндннат, глицинат); металл органическая кислота (калия цитрат, кальция лактат и др.). Биоэлементами являются водород и кислород, входящие в состав молекул воды; азот, входящий в состав аммиака и др.

Разумеется, роль многих химических элементов в организме в настоящее время еще до конца не выяснена. Однако с достаточной уверенностью можно предположить, что список необходимых для жизни «эссенциальных» элементов будет расширяться, пополняясь за счет «токсичных » элементов и тех элементов, чья биологическая роль пока еще недостаточно ясна.

Что же касается рассмотренных выше классификаций, то, по-видимому, наиболее обоснованным в настоящее время является деление биоэлементов на органогены, макро-, микро- и ультра-микроэлементы. Хотя это деление является чисто условным, в его основу положен достоверный факт, свидетельствующий о том, что отдельные бноэлементы в организме содержатся в различных количествах. Кроме того, исторически сложилось так, что с макроэлементами в большей мере связываются представления о «структурных» функциях, с микроэлементами биохимическая и физиологическая активность, несоразмеримая с их малым содержанием в человеческом теле, а с ультрамикроэлементами — токсичность и недостаточная изученность их роли в организме.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+