Диссертация (1154284), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Сегодня известнооколо 66 минералов, содержащих цинк: сфалерит, виллемит, смитсонит, цинкит,франклинит, каламин. Большое значение в промышленности имеет сфалерит(цинковая обманка ZnS или(ZnFeS)). Существует несколько разновидностейсфалерита: марматит, клейофан, вюрцит. Месторождения цинка имеются наСеверном Кавказе, Дальнем Востоке, Урале, в Сибири, Казахстане, Иране,Боливии и Австралии. Основные изверженные породы содержат 1,3·10-2 % цинка,кислые 6·10-3%, а в земной коре (кларк)его 8,3.10-3%по массе(Добровольский В.В., 2003).В живой природе небольшое количество цинка необходимо растениям длянормального развития и роста.Этот микроэлемент содержится, например, вфиалке (0,05 %), в подорожнике(0,02 %).
Цинк обнаружен у некоторыхбеспозвоночных животных; до 10 % цинка содержит зола многих ракушек.По данным А. Н. Аристархова (2000), 95,5 % от площади 44 млн. гаплодородных почв России содержат недостаточное количество подвижных формцинка. Почвы Пакистана, Ирана, Индии, Китая, Турции и других стран такжехарактеризуютсядефицитомцинка.Основнойпричинойвозникновениянедостатка цинка является его низкая подвижность в почвах (Haslett B.S. et al.,2001).
По данным Демидова В.А. с соавт. (2012) в России низкое содержаниецинка отмечается в черноземах. Дефицит цинка и таких микроэлементов, какстронций, бериллий, хром, ванадий и подвижные формы молибдена имеютчерноземы Центрального Черноземья (Протасова Н.А., 1998). Растениямнедоступна большая часть микроэлементов, содержащихся в почве, так как онипоглощают элементы из почвы неравномерно (Орлов Д.С., 1998).Недостаток цинка в почве приводит к снижению урожайности зерновых(Побилат А.Е. и др., 2016; Bouis H. et al., 2012). Наиболее характернымипризнаками дефицита цинка является замедление роста и уменьшение размеровлистьев, а также заболевание хлорозом (Фролова О.А. и др., 2017). Тяжелыйдефицит цинка может привести к гибели растений и это наблюдалось в лесныхнасаждениях в Южной Австралии (Boardman R.
et al., 1990).24Большинство жизненно важных микроэлементов, источником которыхявляется почва, обнаружено в продуктах растительного происхождения и вхлебопродуктах. В таблице 1.1 приведены средние значения содержаниянекоторых микроэлементов в биосфере и накопления в растениях (Хабаров А.А. идр., 2012).Таблица 1.1 – Среднее содержание некоторых элементов (в мг/кг) вбиосфере (по А.П. Виноградову и Д.П.
Малюге) (Орлов Д.С., 1998; Хабаров А.А.и др., 2012; Kabata-Pendias A. еt al., 1999; Mukherjee A.B., 2001)РастенияНакопление(в золе)элемента2020010/1855090020/1660200101/20ЭлементЛитосфераПочваCu47ZnFНасколько важен микроэлемент цинк, стало понятно довольно поздно, таккак его концентрация в ферментахобычно очень мала. Французский ученыйJ. Raulin (1869) обнаружил, что этот микроэлемент необходим для роста грибовAspergillus niger.Это положение в дальнейшем было подтверждено для животных ирастений.
Еще в 1872 г. К. А. Тимирязев установил, что внесение цинкаспособствуетустранениюхлорозау растений. В 1926 г.А. Зоммери иС. Липман доказали необходимость цинка для высших растений.Содержание цинка в растениях зависит от его количества в почве, сорта итипа растения (Спицына С.Ф. и др., 2013). Хорошим биоиндикатором уровняцинкаявляютсямхи,содержание данного элемента в которых составляет0,860 мг/г (Kabata – Рendias A. et el., 1999; Hassan Z. et al., 2011). Животное и25человек получают цинк из кормов, продуктов питания, лекарственных препаратови пищевых добавок (Протасова Н.А., 1998).К сожалению, в почвах разных стран мира обнаруживаются как резкийизбыток, так и дефицит цинка.
Исследования в США почв, бедных цинком,показали, что внесение цинка оказывает положительное влияние на развитиерастений. Например, в штате Флорида, было выявлено заболевание растенийкукурузы (побеление верхушек), которое приобрело массовый характер на почвахс низким содержанием цинка. Введение цинка в почву способствовалоустранению симптомов заболевания, что в итоге привело к повышению урожая на35 – 74 % (Harsharn, Dieter H.H., 2001).
В конце 30–х гг. начаты первыеисследованияповлияниюцинковыхудобренийнаразвитиесельскохозяйственных культур. В дикой природе животные, поедая растения,обычно получают достаточное количество цинка.Установлено, что в некоторых растениях, особенно пищевых, таких как,например, злаковые, яблоки, салат и др. наиболее часто встречающихся в нашемрационе, произрастающих в разных экологических условиях, сильно содержанияцинка не разнятся (Хабаров А.А.
и др., 2012; Березина Т.В., 2013). Поэтомуможно говорить о некоторой стабильности накопления данного элементарастениями (Белоусова Ю.С., 2013).По имеющимся данным (Минкина Т.М.,2008; Haslett B.S. et al., 2001; Brown K.H. et al., 2010) содержание цинка взерновых культурах колеблется в интервале 20 – 50 мг/кг и зависит от составапочв, условий произрастания и биологических особенностей культур.Цинк – биологически активный эссенциальный для всех форм жизнимикроэлемент.
Впервые эссенциальность цинка продемонстрировали W.R. Todd ссоавторами (1934) в опытах на крысах. Животные, которые участвовали вэксперименте, содержались на диете с дефицитом цинка. Для того чтобыпредотвратить последствия этого дефицита требовалось так мало цинка, что напротяжении многих лет полностью отвергалась возможность возникновения егодефицита в естественных условиях.26Впервые эссенциальность цинка для человека выявлена в 1963 году(Prasad A.S., 2014), тогда же был описан дефицит цинка. Недостаток поступленияцинка с пищей отмечен для 2 млрд.
человек в развивающихся странах(PrasadA.S., 2012). Позже эссенциальность цинка была неоднократноподтверждена (Оберлис Д. с соавт., 2008; 2015). В настоящее время соединенияцинка (аспарагинат, пиколинат, глюконат и др.) широкоприменяются вэндокринологии, дерматологии и при лечении иммунодефицитных состояний.Сульфат цинка используется в медицине в качестве компонента фармпрепаратовдля лечения дефицита цинка, заживления ран, болезней ногтей, волос, кожи,цирроза печени, для определениясвертываемостикрови и др.
(Радыш И.В. идр., 2015; Prasad A.S., 2012).O‟Dell и Savage (1960) показали, что основным компонентом растительногопроисхождения, который влияет на гомеостаз цинка, является фитат (Оберлис Д. ссоавт., 2008). Фитат (если он находится в форме соли) или фитиновая (миоинозитгексафосфорная) кислота – это химическое соединение шестиатомногоспирта инозитола, по концам которого прикреплено 6 остатков молекулфосфорной кислоты.
Она обладает способностью связывать значительноеколичество минералов (железо и цинк), а также макроэлементы (магний икальций). При наличии фитатов, кальция и фосфатов всасывание цинказатрудняется (Оберлис Д. с соавт., 2008; 2015). Это в значительной степенисвязано с тем, что фитат в зерновых и бобовых не удаляется во времяприготовления пищи. Фитат, мощный неперевариваемый лиганд для цинка,предотвращает его абсорбцию (Sandstead H.H. et al., 2014).
Авторами (Ho M. etal., 2016) исследовано влияния низкоэнергетических диет на полных подростках склинической резистентностью к инсулину. Установлено, что потребление цинкане различается между двумя группами диеты (ρ = 0,612). У высокоуглеводнойгруппы было более высокое потребление фитата (894 против 671 мг, ρ = 0,018) имолярное соотношение фитат: цинк (9,4 против 7,4, ρ = 0,009), чем в группе сповышеннымсодержаниембелка.Концентрацияплазменногоцинканеотличалась от исходного уровня в любой из групп диеты, но коррелировала27положительно с потреблением цинка (r = 0,235, ρ = 0,042). Следовательно,низкоэнергетические диеты для страдающих ожирением подростков с рискомразвития диабета нуждаются в увеличенном содержании белка для оптимизациибиодоступности цинка.Молярное отношение фитат : цинк, равное 10 : 1 и менее обеспечиваетнормальный гомеостаз цинка при большинстве диет с низким и среднимсодержанием кальция (Оберлис Д. с соавт., 2015).Влияние цинка на живые биосистемы широко обсуждается в научнойлитературе (Алексеенко В.А.
и др., 2013, 2016; Мирошников С.В., 2014; DeSilva J. J. R. F. et al., 2001; Outten C.E. et al., 2001; Eide D.J., 2006; Prasad A.S., 2012,2014; Haase H. et al., 2014). К настоящему времени накоплен огромный материалоб эффектах влияния ионов цинка на биосистемы различных уровней. Однакобиохимические механизмы действия цинка на клеточном уровне в организмечеловека не до конца изучены.В организме взрослого человека в среднем содержится около 2 г.
цинка,которыйраспределяетсяследующимобразом(мкг/г):сперма–125,предстательная железа – 87, мышцы – 48, печень – 38, кости – 66, почки – 37,сердце – 27, ЖКТ – 21, лимфоузлы – 14, мозг – 13, яичник – 12, надпочечники,кожа – 6 (Мухина Ю.Г. и др., 2003). В волосах человека цинка содержитсявсреднем около 124– 320 мг/кг (Оберлис Д. с соавт., 2008).Обмен цинка в организме человека представлен на рисунке 1.1.Важную роль играет цинк в созревании костной системы, он входит всостав костной щелочной фосфатазы и связан с формированием гидроксиапатита,кальцификацией скелета. Цинк участвует в процессах роста, деления идифференцировки клеток. Высокая активность цинка отмечается в процессерегенерации тканей после ожогов и ранений.
Уникальна роль цинка в развитии идеятельности центральной нервной системы (Журавлева З.Н. и соавт., 2014;Гармаза, Ю.М. и соавт., 2014).Первые данные о механизмах, которые лежат в основе биологическойактивности цинка, получены учеными D. Keilin и T. Mann (1940). Они28обнаружили цинк в составе карбоангидразы эритроцитов. Позже B.L.
Vallee иH.Neurath (1955) показали, что цинк входит в состав карбоксипептидазы Аподжелудочной железы крупного рогатого скота.Через 15 лет B.L. Vallee иW.E.C. Wacker (1970) открыли целый ряд цинксодержащих ферментов.Поступление с пищей_Zn-содержащиеферментыфитатыпищевые волокнаFe3+, Ca2+, Cu2+всасывание20-30 %Pb2+, Cd2+пулцинка+цинк плазмывыделение споджелудочнойжелезойтионеинбелоквыведениес калом(70-80 %)Рисунок20-30 %выделение с мочойи пероспирациейZn – металлотионеин(депо в печени)выделение со спермойу мужчин (до 1-3 мг)1.1 – Обмен цинка в организме человека (Скальный А.В. ссоавт., 2004)В настоящее время выявлено около 2800 белков, имеющих Zn-связывающиеучастки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
