Химические элементы в среде и в составе тела человека

Минеральные элементы идут на построение костной системы, принимают участие в регулировании осмотического давления тканевых жидкостей, регулируют деятельность сосудисто-сердечной и кровеносной систем, образуют среду, в которой протекают внутриклеточные биохимические процессы и т.п.
Как популяционная характеристика содержание минеральных элементов в тканях и системах человеческого организма стало изучаться в значительной мере в связи с развитием учения о биогеохимических провинциях - регионах, характеризующихся определенным сочетанием макро- и микроэлементов, специфически воздействующих на формообразовательные процессы в живой природе. Биологическая роль минеральных веществ в жизнедеятельности организма огромна.
Исследуется, прежде всего, уровень минерализации скелета, в значительной степени связанный с рационом питания. Кстати, на этом явлении основана методика реконструкции диеты человека по составу неорганических компонентов кости (Козловская М.В., 1996; Бужилова А.П. и др., 1998).
Например, установлено, что распространение в Забайкалье т.н. уровской болезни (синдром Кашина-Бека) вызывается избытком стронция и бария, при недостатке кальция в почве и воде. Болезнь вызывает задержку роста, укорочение пальцев и деформацию межфаланговых суставов. Другим примером геохимической эндемии является так называемый стронциевый рахит, обнаруженный в ряде биогеохимических провинций Таджикистана и в близлежащих территориях (прежде всего горных). В данном случае ведущим фактором оказывается избыток стронция в среде (и, соответственно, в рационе), что является препятствием нормального хода минерализации скелета. Результат этого - деминерализация скелета и остеомаляция, т.е. рассасывание кости в области эпифизов, приводящее, в конце концов, к обездвиживанию человека и глубоким нарушениям обменных процессов.
Снижение уровня минерализации отмечается в районах, где для питья употребляется опресненная вода. Как Вы догадались, современная наука знает немало и других подобных примеров (кстати, многие из них были уже рассмотрены в предыдущих темах). Но общая логика везде одинакова: состав минеральных компонентов среды —> особенности рациона питания —> состав организма. Далеко не во всех случаях человеку удается выработать способы приспособления к таким жестким лимитирующим факторам (даже небиологические). Что ж - адаптация вовсе не абсолютна, особенно в тех случаях, когда воздействию подвергаются важные структурные свойства нашего организма, установленные в ходе длительного эволюционного развития.
Но и такие примеры чрезвычайно интересны для антропологии. Многие особенности, характерные для нормального состояния организма, также напрямую связываются с воздействием макро- и микроэлементного состава среды. Например, одним из объяснений широко известного явления брахикефалии, может быть недостаток костеобразующих элементов в природной среде. В ряде работ установлена тенденция, по которой наибольшее число брахикефальных форм концентрируется в зонах выхода гранитов на поверхность земли - минерализация брахикефальных черепов снижена по сравнению с долихокефальными. Установлена зависимость между размерами и формой скелета и содержанием ряда костеобразующих минералов в экзогенной среде - наиболее грацильные и удлиненные кости скелета характеризуются повышенной минерализацией.
Нарушение геохимического баланса в природной среде особенно отчетливо проявляется в характере ростовых процессов. Например, исследование здоровых и больных рахитом детей в зоне нарушения стронциево-кальциевого отношения показало, что больные дети сильно отстают от нормы по срокам окостенения, срокам прорезывания зубов и по физическому развитию. Особенно велика разница между здоровыми и больными детьми по уровню минерализации скелета.
На настоящий момент картина географической изменчивости уровня минерализации скелета в общих чертах построена только для территории бывшего Советского Союза. Ясно, что эти исследования, помимо теоретического и исторического интереса, имеют огромное практическое значение - медицинское и экологическое (минеральный состав тканей организма может рассматриваться еще и как показатель загрязнения среды - оценивается прямая угроза загрязнения именно для организма человека).