Минералы

Здоровье и психология

Титан в организме человека

Титан в организме человека: роль, источники, нехватка и избыток

Титан (Ti) - химический элемент, занимающий в периодической системе Д.И. Менделеева 22 место. В элементарном виде представляет собой легкий металл серебристо-белого цвета, отличающийся высокой прочностью.

С соединениями титана человечество познакомилось сравнительно недавно, только в конце XVIII века. Точнее, в 1791 году дважды состоялись два независимых друг от друга обнаружения оксида неизвестного металла, который в 1795 году все же получил свое название - "титан". Однако об этом открытии узнало так мало химиков, что через 10 лет, в 1801 году, открытие титана состоялось еще раз.

Металлический титан был получен только в 1825 году шведским химиком Й.Я. Берцелиусом. Столь много времени для разложения оксида титана понадобилось в связи с тем, что это соединение очень химически устойчиво, да и очистить его от примесей, чтобы получить хоть крупицу чистого титана, оказалось занятием не из простых. Именно поэтому первый химически чистый образец титана был получен вовсе не из его оксида, а из йодида (TiI4).

Титан - очень распространенный химический элемент на нашей планете, точнее, он занимает 10 место. Его содержание в земной коре составляет 0,57%, концентрация в морской воде - 1 мкг/л. Такая низкая концентрация титана в воде (по сравнению с горными породами) объясняется тем обстоятельством, что почти весь титан планеты существует в форме оксида, который нерастворим в воде. В некоторых породах глины содержится до 30% оксида титана. Геологи насчитывают не менее 100 минералов, содержащих этот химический элемент. Самыми распространенными из них являются рутил, ильменит, титаномагнетит, перовскит, титанит. Однако месторождений таких полезных ископаемых на Земле не так уж и много. Поэтому, несмотря на весьма высокую распространенность титана в земной коре, по оценкам экспертов, легкодоступных запасов этого химического элемента хватит всего на 150 лет, если, конечно же, не будут изобретены другие способы его добычи. 

Россия занимает второе место в мире по запасам титана (после Китая) и имеет при этом несколько десятков его месторождений (однако, на сегодняшний день освоено только девять). Добываемое минеральное сырье Россия экспортирует в другие страны. Основными производителями металлического титана являются США, Япония, Великобритания, Украина, Казахстан, Китай. В некоторых странах построены комбинаты по производству пигментного диоксида титана (США, Германия, Великобритания, Япония, Франция), потребность в котором промышленности очень высока.

Благодаря своим химическим, физическим свойствам (устойчивости к коррозии, особенно в кислой среде, способности сплавляться со многими металлами, легкости и т.д.) и, что совсем немаловажно, дешевизне (1 кг титана на мировом рынке стоит $15-25), титан нашел очень широкое применение в промышленности и технике. Но больше всего титан востребован в космической и медицинской промышленности. Титан в 2-4 раза прочнее сплавов железа, и в 6-12 раз - сплавов алюминия. Нужно очень сильно постараться (потратить немало времени), чтобы перегнуть и сломать титановую проволоку.

Титан служит материалом для изготовления самых разнообразных медицинских инструментов, особенно хирургических (зажимы, скальпели, пинцеты). Но больше всего он ценится как материал для изготовления различных протезов, ведь титан не только прочен, легок и устойчив к коррозии, он еще и биологически инертен. Изготовленные из него искусственные части организма не вызывают аллергической реакции. К тому же металлический титан очень легко очистить от примесей, чего не скажешь о кобальтовых сплавах и стали. Титан широко применяется в ортопедии, в том числе зубной (коронки, брекеты), в челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии и т.д.

Применение в современной медицине находит не только металлический титан, но и его соединения. Оксид титана входит в состав многих кремов и мазей, поскольку обладает противовоспалительным, бактерицидным, фунгицидным и подсушивающим кожу действием. Эти его свойства используются в лечении герпеса, угревой сыпи, воспалений полости рта и губ.

У оксида титана есть еще одно замечательное свойство: он не пропускает ультрафиолетовое излучение, особенно коротковолнового диапазона (самого опасного для человека). Как вы уже наверное догадались, именно поэтому основным компонентом всевозможных кремов и спреев от загара является оксид титана. Именно он придает всем этим косметическим средствам белоснежный цвет.

Роль титана в организме человека

Не так давно было установлено, что титан необходим организму не только человека, но и многих других живых существ. Несмотря на высокую распространенность титана, в организме человека он присутствует в микроскопических количествах.

Все аспекты биологической роли титана не раскрыты, но на сегодняшний день все же известно много. Так, ученые установили, что титан совершенно необходим для образования эритроцитов в костном мозге, он принимает участие в процессах синтеза гемоглобина, оказывает влияние на функционирование иммунной системы, регулирует уровень холестерина и карбамида (мочевины) в крови. Титан принимает участие во многих метаболических реакциях.

В организме человека титан распространен неравномерно. Наибольшая его концентрация наблюдается в головном мозгу, в особенности в зрительном и слуховом центрах, а также в легких. Установлено также, что довольно много титана содержится в женском молоке. С возрастом содержание титана в человеческом организме возрастает, особенно если человек проживал в городе, в промышленно грязных районах, в местах добычи минералов титана. В таких случаях основная часть титана оказывается сконцентрированной в легких человека. У курящих людей в легких в несколько раз (до 10 раз) больше титана, чем у некурящих.

Источники титана в организме человека

Подсчитано, что в среднем в сутки в организм человека попадает 0,85 мг титана, в основном с водопроводной водой и продуктами питания. Некоторая часть попадает через легкие с вдыхаемым воздухом. Однако соединения титана настолько химически прочные, что организм усваивает только 1-3% попадающего в него титана. В среднем в организме взрослого человека содержится около 20 мг титана. Выводится титан из организма преимущественно с калом и мочой.

Соединения титана присутствуют в морской воде, следовательно, попадают в организмы водных растений и животных. Наземные представители флоры получают титан из почвы. Растительноядные животные получают титан из поедаемых растений, хищные и падальщики - из тел поедаемых животных.

Рекордсменами по содержанию титана являются следующие продукты питания:

  • кладофора (кустистая ярко-зеленая водоросль, которая часто встречается как в морях, так и в пресных водоемах);
  • яйца;
  • молоко и сливочное масло;
  • мясо животных;
  • надземные части травянистых растений.
  • семечки подсолнуха

Однако, современные реалии таковы, что в человеческий организм попадает в основном не тот титан, который включен в обменные процессы живых организмов. Дело в том, что в настоящее время соединения этого химического элемента широко используются в производстве различных пищевых красителей, соусов, приправ, упаковочного материала, а также при обработке мяса птицы. Оксид титана имеет маркировку Е171, и используется в качестве осветлителя в производстве конфет, кондитерских изделий (например, зефира), жевательной резинки (подушечки Orbit и Dirol), лапши, крабовых палочек, глазури, "белых" колбас и паштетов и т.п. Если вы покупаете любой пищевой продукт белого цвета, вероятность нахождения в нем окиси титана составляет 90%. В фармакологии он используется для окрашивания некоторых препаратов, в косметологии им окрашивают кремы, гели, шампуни, мыла.

Дефицит титана в организме человека

На сегодняшний день недостаток титана у животных и человека не изучен. По всей видимости, его просто не бывает. Животные и человек получают достаточное количество этого микроэлемента из воды и пищи. Однако, замечено, что при некоторых хронических заболеваниях концентрация титана в крови несколько уменьшается, а введение содержащих его препаратов несколько улучшает состояние больных.

Пока что имеется предположение, что титан выполняет в организме роль антиоксиданта, который защищает клетки и мелкие капилляры от повреждений свободными радикалами. Остается ждать подтверждения или опровержения этой медицинской гипотезы.

Избыток титана в организме человека

Титан является нетоксичным металлом, поэтому сведения о летальной дозе его приема отсутствуют. Известно лишь, что регулярное вдыхание воздуха, загрязненного взвесью оксида титана, способно привести к его накоплению в легких, что служит причиной развития уже вполне конкретных заболеваний - трахеита, альвеолита и т.д.

При накоплении титана вместе с другими, токсичными, металлами может развиться такое опасное для жизни заболевание, как гранулематоз.

Некоторые соединения титана довольно токсичны, например, тетрахлорид титана. 

Комментарии для сайта Cackle
 

Яндекс.Метрика

 

Все права защищены © 2012-2016 "Здоровье и психология"

Изложенная на сайте информация носит рекомендательный характер. Не занимайтесь самолечением, посоветуйтесь с лечащим врачом