Микроэлементы

Значение слова Микроэлементы по Ефремовой:
Микроэлементы - Химические элементы, содержащиеся в животных и растительных организмах в очень малых количествах.

Микроэлементы в Энциклопедическом словаре:
Микроэлементы - в биологии - химические элементы (Al, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo,Co, I и др.), содержащиеся в организмах в низких концентрациях (обычнотысячные доли процента и ниже) и необходимые для их нормальнойжизнедеятельности. В организм растений поступают из почвы, в организмживотных и человека - с пищей. Входят в состав ряда ферментов, витаминов,гормонов, дыхательных пигментов. Влияют на рост (Mn, Zn, I - у животных),размножение (Mn, Zn - у животных, B, Mn, Cu, Mo - у растений),кроветворение (Fe, Cu, Co) и т. д. Недостаток или избыток микроэлементовприводит к нарушению обмена веществ. Микроэлементы используют дляповышения урожайности сельскохозяйственных культур (микроудобрения) ипродуктивности сельскохозяйственных животных (добавки микроэлементов ккормам).

Значение слова Микроэлементы по словарю медицинских терминов:
микроэлементы - химические элементы, содержащиеся в тканях организма в концентрации 1:100000 и ниже.

Определение слова «Микроэлементы» по БСЭ:
Микроэлементы - химические элементы, присутствующие в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже). Термин «М.» применяется и для обозначения некоторых химических элементов, содержащихся в почвах, горных породах, минералах, водах. Точные количественные критерии для различения М. от макроэлементов не установлены. Некоторые макроэлементы почв и горных пород (Al, Fe и др.) являются М. для большинства животных, растений, человека.
В живых организмах отдельные М. были обнаружены ещё в начале 19 в., но их физиологическое значение оставалось неизвестным. В. И. Вернадский установил, что М. не случайные компоненты живых организмов и что их распределение в биосфере определяется рядом закономерностей. По современным данным, более 30 М. считаются необходимыми для жизнедеятельности растений и животных. Большинство М. - металлы (Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Со и др.), некоторые - неметаллы (I, Se, Br, F, As).
В организме М. входят в состав разнообразных биологически активных соединений: ферментов (например, Zn - в карбоангидразу, Cu - в полифенолоксидазу, Mn - в аргиназу, Mo - в ксантиноксидазу; всего известно около 200 металлоферментов), витаминов (Со - в состав витамина B12), гормонов (I - в тироксин, Zn и Со - в инсулин), дыхательных пигментов (Fe - в гемоглобин и другие железосодержащие пигменты, Cu - в гемоцианин). Действие М., входящих в состав указанных соединений или влияющих на их функции, проявляется главным образом в изменении активности процессов обмена веществ в организмах. Некоторые М. влияют на рост (Mn, Zn, I - у животных; В, Mn, Zn, Cu - у растений), размножение (Mn, Zn - у животных; Mn, Cu, Mo - у растений), кроветворение (Fe, Cu, Со), на процессы тканевого дыхания (Cu, Zn), внутриклеточного обмена и т. д. Для ряда обнаруженных в организмах М. (Sc, Zr, Nb, Au, La и др.) неизвестно их количественное распределение в тканях и органах и не выяснена биологическая роль.
М. в почвах входят в состав разных соединений, большая часть которых представлена нерастворимыми или труднорастворимыми формами и лишь небольшая - подвижными формами, усваиваемыми растениями. На подвижность М. и их доступность растениям большое влияние оказывают кислотность почвы, влажность, содержание органического вещества и другие условия. Содержание М. в почвах различных типов неодинаково. Например, подвижными формами В и Cu богаты чернозёмы (0,4-1,5 и 4-30 мг в 1 кг почвы) и бедны дерново-подзолистые (0,02-0,6 и 0,1-6,7 мг в 1 кг), недостаток Mo ощущается в лёгких, Со - в кислых дерново-подзолистых почвах, Mn - в чернозёмах, Zn - в бурых и каштановых. Недостаток или избыток М. в почве приводит к дефициту или избытку их в растительном и животном организме. При этом происходят изменения характера накопления (депонирования), ослабление или усиление синтеза биологически активных веществ, перестройка процессов межуточного обмена, выработка новых адаптаций или развиваются расстройства, ведущие к т. н. эндемическим заболеваниям человека и животных.
Так, эндемическая атаксия у животных вызывается недостатком Cu, некоторым избытком Mo и сульфатов, возможно, также Pb; эндемический зоб у человека и животных - недостатком I; акобальтозы - нехваткой Со в почве; борные энтериты, осложнённые пневмониями (у овец), - избытком В. В различных биогеохимических провинциях эндемическими заболеваниями поражаются обычно 5-20 % поголовья с.-х. животных или популяции того или иного вида. Для растений также вреден недостаток или избыток М. Например, при недостатке Mo подавляется образование цветков у цветной капусты и у некоторых бобовых; при недостатке Cu нарушается плодообразование у злаков, цитрусовых и других растений; при недостатке В - недоразвито цветоложе, отсутствует цветение (арахис), отмирают бутоны (яблоня, груша), засыхают соцветия (виноград) и плоды (арахис, капуста); при избытке В растения поражаются гнилью корневой шейки, заболевают хлорозом, массовое распространение получает образование галлов.
В провинциях, где концентрация отдельных М. не достигает нижних пороговых границ, эндемические болезни удаётся предупреждать и излечивать добавлением в корм животных соответствующих М.; для растений применяют Микроудобрения.
В кормлении с.-х. животных М. используют также для повышения продуктивности с.-х. животных. Соли М. или водные растворы добавляют к силосу, концентрированным и грубым кормам. М. - компоненты многих комбикормов, выпускаемых комбикормовой промышленностью. См. также Биогенные элементы и статьи по отдельным элементам, например Бор в организме, Иод в организме, Молибден в организме и др.
Лит.: Виноградов А. П., Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах, 2 изд., М., 1957; Шоу Д. М., Геохимия микроэлементов кристаллических пород, пер. с франц., Л., 1969; Школьник М. Я., Значение микроэлементов в жизни растений и в земледелии, М. - Л., 1950; Каталымов М. В., Микроэлементы и микроудобрения, М. - Л., 1965; Евдокимов П. Д., Артемьев В. И., Витамины, микроэлементы, биостимуляторы и антибиотики в животноводстве, Л., 1967; Берзинь Я. М., Самохин В. Т., Микроэлементы в животноводстве, М., 1968; Ковальский В. В., Андрианова Г., А., Микроэлементы в почвах СССР, М., 1970; Ковальский В. В., Раецкая Ю. И., Грачева Т. И., Микроэлементы в растениях и кормах, М., 1971; Жизневская Г. Я., Медь, молибден и железо в азотном обмене бобовых растений, М., 1972.
А. Р. Вальдман, Г. Я. Жизневская.
Основной источник поступления М. в организм человека - пищевые продукты растительного и животного происхождения. Питьевая вода покрывает лишь 1-10 % суточной потребности в таких М., как I, Cu, Zn, Mn, Со, Mo, и лишь для отдельных М. (F, Sr) служит главным источником. Содержание разных М. в пищевом рационе зависит от геохимических условий местности, в которой были получены продукты, а также от набора продуктов, входящих в рацион. В современной практике для населения развитых стран характерно включение в рацион разнообразных продуктов питания, значительная часть которых производится далеко от места потребления, ввиду чего ликвидируются условия, способствующие воздействию на человека геохимических особенностей местности. Лишь два М. могут быть достоверно названы в качестве этиологического фактора эндемических заболеваний человека - I, недостаток которого способствует распространению зоба эндемического, и F, при избытке которого возникает Флюороз, а при недостатке - Кариес.
Для F определяющим источником поступления в организм является вода, для I - молоко и овощи, т. е. продукты, которые, как правило, производятся в районе проживания пораженного населения. Основным «поставщиком» в рацион большинства других важнейших М. являются хлебопродукты.
М. распределяются в организме неравномерно. Повышенное их накопление в том или ином органе в значительной мере связано с физиологической ролью элемента и специфической деятельностью органа (например, преимущественное накопление Zn в половых железах и его влияние на воспроизводительную функцию); в других случаях М. воздействует на органы и функции, не связанные с местом его накопления в организме.
С возрастом содержание многих М. (Al, Ti, Cl, Pb, F, Sr, Ni) увеличивается, причём в период роста и развития это нарастание идёт сравнительно быстро, а к 15-20 годам замедляется или прекращается. Есть данные, что содержание Со, Cu, Ni в крови и Sr в скелете в возрасте 50-60 лет становится несколько ниже, чем в 20-25 лет. Абсолютные уровни содержания М. в органах и тканях могут существенно колебаться в зависимости от места жительства, постоянных пищевых рационов и других причин, определяющих уровень поступления и накопления данного М., а также в зависимости от индивидуальных особенностей организма. Установлено, что концентрация в крови некоторых элементов постоянно поддерживается на сравнительно стабильном уровне (Со 4-8 мкг %, Cu 80-140 мкг %, Fe 45-60 мкг %), другие же М. (Sr, Pb, F) не подвергаются подобной регуляции, и их содержание в крови может заметно колебаться в зависимости от уровня поступления элемента в организм. В крови большинство М. находится в связанном с белками состоянии - Cu в виде купропротеидов и церулоплазмина, Zn - в виде угольной ангидразы, Со - как компонент витамина В12 и в форме, связанной с белком, Fe - в виде сидерофиллина. Некоторые элементы находятся в крови в ионном состоянии, например Li; около 50 % Sr и F входят в минеральные структуры кости, эмали и дентина.
По значению для жизнедеятельности организма М. разделяют на необходимые (Со, Fe, Cu, Zn, Mn, I, F, Br) и вероятно необходимые (Al, Sr, Mo, Se, Ni); роль Bi, Ag и другие М., закономерно обнаруживающихся в тканях, остаётся невыясненной.
Функции М. в организме весьма ответственны и многообразны. Физиолого-гигиеническую характеристику важнейших М. см. в табл., где представлены эффекты т. н. биотических количеств М. (т. е. количеств, встречающихся в природе); внутри этих пределов действие одного и того же элемента может существенно меняться. Например, малые количества Мn стимулируют кроветворение и иммунореактивность, большие - угнетают. При увеличении концентрации F в питьевой воде до 1-1,5 мг/л заболеваемость кариесом снижается, а при превышении 2-3 мг/л развивается флюороз и т. д. В организме взаимодействие отмечается и между самими М. (Со эффективно действует на кроветворение лишь при наличии в организме достаточных количеств Fe и Cu; Mn повышает усвоение Cu, Cu по некоторым эффектам является антагонистом Mo; F влияет на метаболизм Sr и т. п.).
Использование М. в клинической медицине пока носит ограниченный характер. Эффективно применяются в борьбе с некоторыми видами анемий препараты Со, Fe, Cu, Mn. В качестве фармакологических средств в клинике используют также Br и I. В области применения М. значительны успехи гигиены: иодирование соли или хлеба для профилактики эндемического зоба, фторирование воды для снижения заболеваемости кариесом. В случаях, когда F в природных водах много, эксплуатируются дефторирующие установки.

Основные физиолого-гигиенические характеристики важнейших незаменимых микроэлементов












Микро-
эле-
мент
Содержание в водо-
источниках (обычное), мг/л
Осн. источники поступления в организмСодержание в суточном пищевом рационе,мгСуточная потребность, мгТкани и органы, в к-рых преим. накапливается элементФизиологическая роль и биологические эффекты
Al0-0,1Хлебо-
продукты
20-1002-50Печень, головной мозг, костиСпособствует развитию и регенерации эпителиальной, соединит, и костной ткани; воздействует на активность пищеварит. желез и ферментов
Br0-0,25Хлебо-
продукты, молоко
0,4-1,00,5-2,0Головной мозг, щитовидная железаУчаствует в регуляции деятельности нервной системы,
воздействует на функции половых желез и щитовидной железы
Fe0,01-1,0Хлебо-
продукты, мясо, фрукты
15-4010-30Эритроциты, селезёнка, печеньУчаствует в кроветворении, дыхании, в иммуно-
биологических
и окислительно-
восстановит. реакциях; при недостатке возникает анемия
J0-0,3Молоко, овощи0,04-0,21,1-1,3Щитовидная железаНеобходим для функционирования щитовидной железы; недостаточное поступление способствует распространению эндемич. зоба
Co0,01-0,1Молоко, хлебо-
продукты, овощи
0,01-0,010,02-0,2Кровь, селезёнка, кости, яичники, гипофиз, печеньСтимулирует кроветворение, участвует в синтезе белков, в
регуляции углеводного обмена
Mn0-0,5Хлебо-
продукты
4-362-10Кости, печень, гипофизВлияет на развитие скелета, участвует в реакциях иммунитета, в кроветворении и тканевом дыхании: при недостатке у животных -
истощение, задержка роста и развития скелета
Cu0-0,1Хлебо-
продукты, картофель, фрукты
1-101-4Печень, костиСпособствует росту и развитию, участвует в кроветворении, иммунных реакциях, тканевом дыхании
Mo0-0,1Хлебо-
продукты
0,1-0,60,1-0,5Печень, почки, пигментная оболочка, глазаВходит в состав ферментов, ускоряет рост птиц и животных;
избыток вызывает заболевание скота молибденозом
F0-2,0Вода, овощи, молоко0,4-1,82-3Кости, зубыПовышает устойчивость зубов к кариесу, стимулирует кроветворение и иммунитет, участвует в развитии скелета; избыток вызывает флюороз
Zn0-0,1Хлебо-
продукты, мясо, овощи
6-305-20Печень, простата сетчаткаУчаствует в процессах кроветворения, в деятельности желез
внутр. секреции; при недостатке у животных - отставание роста, снижение плодовитости

Лит.: Войнар А. О., Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека, 2 изд., М., 1960; Микроэлементы, [сб. ст.], пер. с англ., М., 1962; Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине, К., 1963; Бабенко Г. А., Микроэлементы в экспериментальной и клинической медицине, К., 1965; Шустов В. Я., Микроэлементы в гематологии, М., 1967; Азизов М. А., О комплексных соединениях некоторых микроэлементов с биоактивными веществами, 2 изд., Таш., 1969; Коломийцева М. Г., Габович Р. Д., Микроэлементы в медицине, М., 1970 (лит.).
В. А. Книжников.

Микроэлектроника    Микроэлементы    Микроэмульсии