Минералы

Здоровье и психология

Кадмий в организме человека

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

Кадмий (Cd) - химический элемент с атомным номером 48. В простом виде представляет собой серебристо-белый металл, очень мягкий и ковкий. Во влажном воздухе покрывается оксидной пленкой, в сухом довольно устойчив к окислению.

Кадмий открыт в 1817 году немецким ученым Ф. Штромейером, который выделил из окиси цинка коричнево-бурое вещество, восстановил его водородом и получил ранее не известный металл. Он же дал ему соответствующее название в честь особой руды, из которой в Германии добывали цинк.

Содержание кадмия в земной коре составляет 1,3·10-4%, концентрация в водах Мирового океана в среднем 110 мг/л, в почве 60 мкг/кг, глине 300 мкг/кг. Таким образом, кадмий является довольно редким элементом, основная часть которого в природе существует в рассеянном виде. Кадмий почти всегда встречается в минералах цинка. Своих минералов у кадмия совсем немного: гринокит и хоулиит (сульфиды кадмия), отавит (карбонат кадмия), монтепонит (оксид кадмия), кадмоселит (селенид кадмия) и ксантохроит (гидрат сульфида кадмия).Соединения кадмия часто сопутствуют сульфидам цинка, свинца, марганца, железа, меди и ртути. Самая высокая концентрация кадмия (до 5%) отмечается в сфалерите и некоторых других минералах цинка.

Почти весь кадмий добывают из минералов гринокита (кадмиевая обманка) и сфалерита (минерал цинка).

Кадмий широко применяется как компонент припоев для снижения температуры их плавления, а также в ювелирном деле, для создания легкоплавких сплавов.

Кадмий очень устойчив к коррозии, поэтому из него изготавливают антикоррозионные покрытия, которые защищают металл даже в морской воде.

Около 20% добываемого кадмия используется в изготовлении батарей и аккумуляторов, там он используется в качестве электродов. Примерно такой же процент этого металла уходит на изготовление красок и пигментов из них. Соединения кадмия могут иметь очень яркий красный, оранжевый или желтый цвет.

Роль кадмия в организме человека

Кадмий является токсичным ультрамикроэлементом, который поражает многие системы организма. Считается одним из самых опасных загрязняющих окружающую среду веществ. Несмотря на это, он нужен человеческому организму и выполняет в нем важную роль, которая до конца еще не изучена.

Предполагается, что кадмий оказывает существенное влияние на углеводный обмен, необходим организму для синтеза в печени гиппуровой кислоты, активирует некоторые ферменты, участвует в обмене других минеральных элементов - кальция, железа, цинка и меди. Тем не менее ферментов, которые могут активироваться исключительно кадмием, в организме человека пока не обнаружено.

Кадмий обнаружен в составе белков группы металлотионеина, для которых характерно наличие большого числа сульфгидрильных групп и ионов тяжелых металлов. Эти белки связывают и утилизируют из организма тяжелые элементы.

Кадмий довольно плохо усваивается в кишечнике, поскольку многие его соединения нерастворимы в воде. В кровь попадает не более 5% принятого с пищей кадмия. На его всасывание существенно влияет наличие в пище других минеральных элементов и органических соединений, таких как кальций, цинк, медь, клетчатка, белки и др. Однако усвояемость кадмия, попадающего в организм через легкие, составляет уже 10-50%.

Наибольшая концентрация кадмия обнаружена в почках, печени и двенадцатиперстной кишке. Поскольку кадмий накапливается в организме, с возрастом его концентрация увеличивается, особенно у мужчин. Так, концентрация этого химического элемента в почках у мужчин составляет 44 мкг/г, а у женщин - 29 мкг/г, в печени 4,2 и 3,4 мкг/г соответственно.

Из организма кадмий выводится преимущественно с калом. Происходит это очень медленно: в сутки выводится не более 0,01% от общего количества содержащегося в организме кадмия. Женские половые гормоны ускоряют выведение кадмия, чем объясняется его пониженное содержание у представительниц прекрасного пола. Средний период полувыведения кадмия составляет 25 лет (!).

Источники кадмия в организме человека

Кадмий относится к группе "новых" ультрамикроэлементов и микроэлементов наряду с фтором, ванадием и оловом, поскольку их роль в организме человека была открыта совсем недавно.

Кадмий содержится в некоторых широко распространенных продуктах питания:

  • рыба (до 200 мкг/кг);
  • креветки (1200 мкг/кг);
  • какао-порошок (до 500 мкг/кг);
  • почки животных (около 1000 мкг/кг);
  • свинина и говядина (16 мкг/кг);
  • рис (60 мкг/кг);
  • шампиньоны (от 6 до 170 мг/кг);
  • белый хлеб (30 мкг/кг);
  • маргарин (42 мкг/кг);
  • куриные яйца (24 мкг/кг);

Нехватка кадмия в организме человека

Дефицит кадмия в организме человека изучен недостаточно. Опыты на высших животных показали, что при отсутствии в их рационе кадмия они отстают в росте.

В сутки человек должен получать от 1 до 5 мкг кадмия. Дефицит развивается при поступлении менее 0,5 мкг в сутки.

Подавляющая часть людей дефицитом кадмия не страдает, поскольку, как показывают исследования, в среднем в рационе человека содержится 10-20 мкг кадмия.

Замедляют усвоение кадмия сера, кальций, цинк, медь, селен и пищевые волокна. Цинк и медь способствуют выведению кадмия из организма.

Избыток кадмия в организме человека

Кадмий - чрезвычайно токсичный химический элемент. Причем ядовит не только металлический кадмий, но и многие его соединения. Коварность кадмия состоит в том, что он накапливается в организме.

Предельно допустимая концентрация кадмия в источниках питьевого водоснабжения 1 мкг/л.

Вредное воздействие на организм начинается уже при поступлении 3 мг кадмия в сутки, а при попадании в организм нескольких граммов его соединений высока вероятность летального исхода.

Самым опасным соединением кадмия считается его оксид, вдыхание паров которого в течение всего лишь 1 минуты при концентрации 2,5 г/м3 воздуха (30 сек при концентрации в два раза выше) приводит к неминуемой смерти. При более низких концентрациях кадмий убивает медленно, являясь сильнейшим канцерогеном.

Причинами избытка кадмия являются:

  • контакт на вредном производстве;
  • курение;
  • дефицит цинка, меди, кальция, железа и селена.

Токсический эффект кадмия состоит в том, что он связывает все серосодержащие аминокислоты и ферменты, по сути обрекая организм на голодную смерть. Также происходит поражение центральной нервной системы, печени и почек, нарушается фосфорно-кальциевый обмен, из-за чего разрушаются кости, развивается анемия, поражаются цитоплазма и ядра клеток.

При остром отравлении кадмием симптомами являются судороги и рвота. В таком случае первая помощь человеку - вывести его на свежий воздух, предоставив полный покой и предотвратив переохлаждение. Если раздражены дыхательные пути, пострадавшему следует дать теплое молоко с содой, 2%-ным раствором соды проделать ингаляции. При сильном кашле дать кодеин, дионин, на грудную клетку поставить горчичники. Без медицинской помощи не обойтись. Терапия заключается в том, чтобы дать человеку сывороточный белок альбумин с карбонатом натрия, которые связывают кадмий в нерастворимые химические соединения.

Симптомы хронического отравления кадмием:

  • поражение мочевыводящей и половой систем;
  • протеинурия (белок в моче);
  • глюкозурия (глюкоза в моче);
  • аминоацидоурия (повышенное содержание в моче аминокислот и продуктов их обмена);
  • ß2- микроглобулинурия;
  • простатопатия;
  • увеличение риска рака и некроза яичек;
  • фиброзное поражение бронхо-легочной системы;
  • повышение риска развития эмфиземы;
  • анемия (малокровие);
  • гипертония;
  • остеопороз.
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