Бериллий постоянно находится в растениях, а также в организмах животных, т.е. он является примесным ультрамикроэлементом. Биологическая роль бериллия изучена недостаточно. Известно, что соединения бериллия токсичны и вызывают ряд заболеваний (бериллиевый рахит, бериллиоз и т.д.). Особенно токсичны летучие соединения бериллия. Как уже было рассмотрено выше, отрицательное влияние иона Ве 2+ на физиологические процессы можно объяснить его химическими свойствами (способностью образовывать прочные связи с биолигандами и хорошей растворимостью фосфатов бериллия).

Магний формально относится к макроэлементам. Общее содержание его в организме 0,027 % (около 20 г). Топография магния в организме человека такова: в наибольшей степени магний концентрируется в дентине и эмали зубов, костной ткани. Накапливается он также в поджелудочной железе, скелетных мышцах, почках, мозге, печени и сердце. У взрослого человека суточная потребность в магнии составляет около 0,7 г. Ион магния, так же как и ион калия, является внутриклеточным катионом.

В биологических жидкостях и тканях организма магний находится как в виде акваиона, так и в связанном с белками состоянии в количестве <: 10~2 %, т. е. по сущности это микроэлемент.

Рис. Топография s-элемёнтов IIА-группы в организме человека

Концентрация ионов магния внутри клеток примерно в 2,5-3 раза выше, чем во внеклеточных жидкостях. Ионы магния играют важную биологическую роль в организме человека. Вследствие меньшего радиуса иона и большей энергии ионизации ион Мg 2+ образует более прочные связи, чем ион кальция, и поэтому является более активным катализатором ферментативных процессов. Входя в состав различных ферментативных систем, ион магния является их незаменимым компо­нентом и активатором (такие ферменты, как карбоксипептидаза, холинэстераза и некоторые другие, являются специфическими для иона магния).

Гидролиз АТФ, сопряженный с рядом ферментативных реакций, в результате которых образуется гидрофосфат-ион НРО 4 2- и выделяется большое количество энергии, проходит при обязательном избытке ионов Мg 2+ .

Кальций

Кальций относится к макроэлементам. Общее содержание его в организме 1,4 %/ Кальций содержится в каждой клетке человеческого организма. Основная масса кальция находится в костной и зубной тканях. В среднем взрослый человек в сутки должен потреблять 1 г кальция, хотя потребность в кальции составляет только 0,5 г. Это связано с тем, что кальций, вводимый с пищей, только на 50 % всасывается в кишечнике. Сравнительно плохое всасывание является следствием образования в желудочно-кишечном тракте труднорастворимых кальция фосфата Са 3 (РO 4) 2 и кальциевых солей жирных кислот.

В организме концентрация ионов кальция регулируется гормонами.

В костях и зубах взрослого человека около 1 кг кальция находится в виде нерастворимого кристаллического минерала - гидроксилапатита Са 10 (РO 4) б (ОН) 2 , образование которого происходит при взаимодействии ионов кальция с фосфат-ионами.

В крови и лимфе кальций находится как в ионизированном, так и в неионизированном состоянии-в соединениях с белками, углеводами и др. Механизм свертывания крови состоит из ряда этапов, многие из которых зависят от наличия ионизированного Са 2+ . Ионы кальция принимают активное участие в передаче нервных импульсов, сокращении мышц, регулировании работы сердечной мышцы.

Концентрации ионов кальция внутри и вне клетки соответственно составляют 10 -6 и (2,25-2,8) 10 -3 моль/л. Поскольку кальций практически не используется внутри клетки, он выступает в качестве строительного материала в организме, в костях, зубах. Скелет - основное хранилище кальция в организме.

Используют кальций хлорид при отравлении солями магния, а также оксалат- и фторид-ионами. Применение препарата в первом случае основано на взаимозамещаемости ионов кальция и магния в организме, а во втором случае-на,образовании нетоксичных малорастворимых соединений кальция оксалата и фторида.

Антацидным и адсорбирующим действием обладает кальций карбонат СаСОз. Его назначают внутрь при повышенной кис­лотности желудка, так как он нейтрализует соляную кислоту:

СаСОз (т) +2НС1 (жел.сок) = СаСl 2 (р) + Н 2 O (ж) + СO 2 (г)

Кальций сульфат (жженый гипс) применяют для приготовления гипсовых повязок при переломах, а также в качестве слепочного материала при протезировании зубов.

Находит применение в медицине и радиоактивный изотоп Са. С помощью этого изотопа были изучены процессы всасывания и распределения кальция в организме, отложения его в костях и выведение при нормальной жизнедеятельности организма и различных патологиях.

Бериллий – элемент таблицы Менделеева, открытый в 1798. По характеристикам этот металл превосходит ряд аналогов и активно используется в производстве электроники, ракетостроении, авиации и смежных отраслях. За редкие качества назван «металлом будущего», а за высокую токсичность «чёртовым металлом». Пары или пыль , образующиеся при промышленной обработке, крайне опасны и способны вызвать острое или хроническое отравление бериллием. Это заболевание носит профессиональный характер и называется бериллиоз.

Риск

Чаще бериллиоз развивается у работников предприятий:

• добывающих и перерабатывающих бериллий (металлургия, горнообогатительная отрасль);
• производящих или утилизирующих электронику;
• атомной отрасли;
• космической отрасли;
• самолетостроения;
• автомобилестроения.

Возможно и не профессиональное отравление бериллием. Иногда симптомы бериллиоза появляются у людей, живущих в районе, где располагается промышленное производство или ведется добыча металла . Заболевание носит аутоиммунный характер, риск развития имеют приблизительно 2% населения. Насыщенность воздуха парами или частицами пыли в этом случае не играют значения, важна длительность контакта. Возникновение болезни может быть отсрочено: иногда последствия отравления бериллием появляются через 10 – 20 лет (чаще 1,5 – 2 года) после непосредственного контакта.

Встречаемость заболевания у лиц, контактировавших с бериллием – до 7%. Заболевание протекает остро или в хронической форме, характерно развитие генерализованной интоксикации с вовлечением всех органов и систем.

Острое отравление бериллием

При острой интоксикации вовлекается респираторная система – верхние, нижние дыхательные пути или сами легкие. Степень поражения зависит от агрегатного состояния, формы соединения бериллия, аутоиммунной готовности и состояния организма.

Острая интоксикация может проявляется в форме:

• катарального ринита (слизистое отделяемое из носа, заложенность, затруднение носового дыхания);
• фарингита (сухость, саднение в горле, боль при глотании, возможна иррадиация боли в область среднего уха);
• ларинготрахеита (першение в горле, осиплость голоса, сухой лающий кашель, шумное, сиплое дыхание при отсутствии болей в горле);
• трахеобронхита (сухой кашель, усиливающийся в положении лежа, при глубоком дыхании; острая саднящая боль в груди во время кашля, одышка);
• токсическая пневмония (лихорадка, общая слабость, затруднение дыхания, боль в груди, надсадный приступообразный кашель со слизистой мокротой, которая по мере прогрессирования заболевания становится гнойной).

Симптомы отравления при поражении носоглотки, трахеи и бронхов в данном случае кратковременны, не требуют специфической терапии и самостоятельно купируются через 1-2 суток после прекращения контакта с бериллием.

Стадии острого отравления бериллием:

• скрытая фаза, от 3 до 6 часов;
• период активных клинических проявлений, 6-8 часов. Сопровождается лихорадкой, головной болью, потрясающим ознобом.
• разрешение заболевания.

Редко наблюдается волнообразное течение с рецидивирующими лихорадками, приступообразным кашлем, в этом случае заболевание приобретает затяжной характер.

При вовлечении нижележащих отделов дыхательной системы развиваются острая пневмония. Начало заболевания стремительное, состояние средней тяжести или тяжелое. Больной цианотичен, ослаблен, выражены симптомы общей интоксикации, аускультативно в легких множество разнокалиберных влажных хрипов, в тяжелых случаях – крепитация. Рентгенологически определяются участки затемнения легочной ткани, повышение воздушности, снижение экскурсии легких.

Возможно осложнение в виде острого поражения сердечной мышцы, миокардита: присоединяются жалобы на учащение сердцебиения, аритмию, боли в области сердца, мышечные боли, усиление одышки. В этом случае показано ЭКГ-исследование, УЗИ сердца.

Острая интоксикация бериллием в виде пневмонии длится до 2-3 месяцев, затем состояние пациента нормализуется. Возможны такие исходы как хронизация процесса и смерть пациента от интоксикации.

Летальность от токсической пневмонии достаточно высокая, чаще к 3 неделе, но иногда и в 1-2 сутки заболевания, от развивающегося паралича дыхательного центра.

Хронический бериллиоз

Протекает в интерстициальной или гранулематозной формах. Активные признаки бериллиоза появляются через несколько месяцев или лет контакта с бериллием и соединениями. Возможность вызвать отсроченные, до нескольких десятков лет, реакции – отличительная черта бериллия.

Характерные жалобы:

• потеря веса до 10 кг;
• периодически возникающая лихорадка;
• многократная рвота;
• изменение лимфоузлов;
• респираторные проявления (сухой кашель, нарастающая одышка, затруднение дыхания);
• немотивированная усталость;
• изменение цвета кожных покровов (разлитой цианоз с чугунным оттенком).

По степени поражения лёгких выделяют 3 стадии бериллиоза:

I – стадия интерстициальных изменений (малочисленные гранулемы, видимые при увеличении снимка);

II – множественные гранулемы;

III стадия – большое количество гранулем разных форм и размеров, деформация

Перкуторно определяется эмфизематозный звук, при аускультации – множественные сухие хрипы или влажные мелкокалиберные. Рентгенологически выявляются многочисленные рассеянные образования различной формы.

В тяжелых случаях отравления бериллием прогноз неблагоприятный, т.к. бериллиоз часто осложняется развитием легочной гипертензии, сердечной недостаточности, присоединением суставного синдрома, поражением печени.

Диагностика

Диагностика бериллиоза базируется на данных анамнеза, общего осмотра, результатах объективного обследования, лабораторных и инструментальных методов.

При сборе анамнеза обращают внимание на возможный контакт больного с бериллием, его длительность;

• Общий осмотр: недостаток массы тела, состояние кожных покровов, лимфатических узлов, специфические проявления дыхательной недостаточности (одышка, деформация пальцев по типу барабанных палочек, ногтей в виде часовых стекол);
• Биохимический анализ крови: повышение уровня γ-глобулинов;
• Кожная проба Кертиса: гиперсенсибилизация к бериллию;
• Рентгенография легких: изменения, соответствующие стадии заболевания;
• Спирометрия: угнетение показателей вентиляции, не соответствующее выраженности одышки и интенсивности цианоза, снижается коэффициент поглощения кислорода тканями.

В случае затруднений при постановке точного диагноза – проведение биопсии легкого на наличие бериллия в тканях гранулемы.

Лечение

Терапия острой интоксикации бериллием, как правило, симптоматическая и включает сосудосуживающие, антигистаминные, противокашлевые препараты, щелочные ингаляции. При острой сердечной или дыхательной недостаточностях пациент получает специфическую терапию в кардиологическом или пульмонологическом отделениях.

В случае хронизации процесса, лечение бериллиоза основывается на применении глюкокортикостероидных гормонов, чаще преднизолона. Гормонотерапия носит длительный характер, так как ее прекращение ведет к рецидиву заболевания, доза рассчитывается индивидуально. Симптоматически пациенты получают противовоспалительные, десенсибилизирующие средства, бронхолитики, отхаркивающие и т.д.

Профилактика

Чтобы предупредить бериллиоз, необходимо соблюдать меры безопасности при работе, использовать индивидуальные средства защиты, не допускать загрязнения одежды бериллием и соединениями, тщательно убирать рабочее место. Профилактика отравления бериллием также включает проведение регулярных профосмотров с привлечением рентгенолога и терапевта – не реже 1 раза в 6 месяцев.

Бериллий является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Бериллий используется в промышленности, в частности он выступает в роли источника нейтронов в атомном реакторе. Но этот элемент содержится и в человеческом организме. В этой статье мы поговорим про влияние этого элемента на здоровье человека, а также про недостаток, дефицит бериллия в организме.

Воздействие бериллия на организм

Если концентрация в воздухе достигнет 0, 01 мг на куб. м, могут проявиться явные признаки отравления бериллием. Выделяют три стадии отравления:

1. Лихорадка литейщиков, сопровождается значительным повышением температуры, и проходит через сутки - двое.
2. Воспаление легких, вызванное токсическим воздействием бериллия, может проявиться спустя несколько лет.
3. Хроническое отравление - промышленный саркоидоз, или бериллиоз.

Согласно статистике, 100 отравлений в 10-ти случаях заканчивается смертельным исходом.

Бериллий относится к классу нерадиоактивных химических элементов. Его использование в последние годы увеличилось на 500%, при том что применение хрома возросло всего лишь на 50%, бора на 78%, марганца на 45%, меди на 30%, цинка на 44%, никеля на 70%.

Бериллий является достаточно редким элементом на нашей планете. Он характеризуется рядом ценных свойств: при достижении определенных условий он служит источником нейтронов, к тому же он очень легкий, примерно в 4 раза легче железа. Энрико Ферми в своих первых экспериментах использовал именно препараты бериллия и радия, благодаря которым и появился первый реактор. От всех остальных металлов бериллий отличается тем, что он не ржавеет.

Несколько десятков лет бериллий в комплексе с цинком использовался в качестве наполнения цветных уличных фонарей, свет которых, как, оказалось, впоследствии являлся токсичным.

Порошок бериллия используется в топливных смесях, использующихся в ракетах, при сгорании он выделяет огромное количество энергии. Однако все его многочисленные преимущества перевешивает всего лишь один единственный недостаток: бериллий является ядовитым, даже в минимальных количествах он может вызвать отравление. Он оказывает губительное влияние на половые функции.

Повсеместное использование бериллия в промышленных целях серьезно беспокоит диетологов, врачей и все население планеты.

Бериллий является токсичным химическим элементом. В организм бериллий может попасть через легкие и с пищей. Ежесуточно в организм человека попадает порядка 10-20 мкг бериллия. В пищеварительной системе в растворимом виде бериллий способен взаимодействовать с фосфатами, в результате чего получается плохо растворимая соль. Кроме того, бериллий связывается с белками эпителия и образуются прочные протеинаты. По этой причине всасываемость бериллия в пищеварительном тракте достаточно невелика и колеблется в пределах 4-10% от поступившего в организм элемента. Данный показатель напрямую зависит от уровня кислотности желудочного сока. В организме общее количество данного элемента достигает 0, 4-40 мкг. Металл присутствует в мышечной, костной ткани и в крови. Бериллий может накапливаться в печени, легких, костях, лимфатических узлах и миокарде. Выводится он с мочой (около 90%).

Бериллий принимает участие в поддержании иммунитета, в регуляции фосфорного обмена. Активность бериллия проявляется в ряде биохимических реакций, которые связанны с участием некоторых неорганических фосфатов.

Недостаток бериллия и его избыток

В организме человека содержание бериллия должно составлять не больше 0, 036 мкг. Активность ряда ферментов (аденозинтрифосфазы, щелочной фосфазы) может тормозиться, если имеет место быть дефицит бериллия в крови.

Повышенное содержание данного элемента в пище приводит к образованию фосфатов бериллия. Бериллий способен забирать фосфаты из важнейших частей костей, он замещает кальций, тем самым ослабляя костную ткань и способствуя ее разрушению. Экспериментально доказано, что введение данного элемента в организм животных может вызвать «бериллиевый» рахит. Даже при малых количествах бериллия в составе кости может привести к ее размягчению (бериллиоз). В области парентерального введения солей бериллия наблюдается разрушение близлежащих тканей, впоследствии бериллий вывести из организма практически невозможно, он начинает скапливаться в печени и скелете.

Согласно современным представления о бериллии, можно сказать, что данный элемент является токсичным, канцерогенным и мутагенным. Патогенное воздействие бериллия можно наблюдать в результате ингаляций в концентрациях, превышающих норму примерно в 2 раза. Соли бериллия оказывают угнетающее действие на активность некоторых ферментов. Хорошо изучены токсические свойства данного элемента. В патологии выделяют хронические и острые отравления бериллием. Вывод соединений бериллия, например, из лимфоидной ткани, происходит очень медленно, так бериллий может выводиться на протяжении 10 лет. Достаточно высокий уровень бериллия можно наблюдать в семьях, контактирующих с данным элементом на производстве.

К основным признакам повышенного содержания в организме бериллия относят:

• Всевозможные поражения кожи - эритемы, дерматоз;
• Поражение легких - саркоидоз, фиброз;
• Бериллиоз;
• Эрозии слизистых пищеварительного тракта;
• Литейная лихорадка;
• Развитие опухолей, аутоиммунных процессов;
• Нарушение функций печени, миокарда.

Для того, чтобы предупредить развитие патологий, вызываемых контактом с различными соединениями бериллия на производстве, необходимо придерживаться правил по технике безопасности (использование сменной одежды, респиратора), устранение воздействия на организм человека всевозможных раздражителей (холодный воздух, никотин, спреи). На определенных стадиях развития патологий может потребоваться смена работы.

Загрязнение окружающей среды бериллием также связано с развитием промышленности. Бериллий служит источником нейтронов в атомных реакторах. Там, где концентрация этого элемента достигает 0,01 мг на 1 м3 воздуха, могут появиться признаки отравления, различают три стадии:

* лихорадка литейщиков, которая проходит через 24—48 часов;

* токсическое воспаление легких, которое может проявиться по прошествии даже нескольких лет после отравления бериллием;

* хроническое отравление бериллием - бериллиоз, или промышленный саркоидоз легких.

Статистика свидетельствует о том, что на 100 таких отравлений бывает, как правило, 10 смертельных случаев.

Бериллий принадлежит к нерадиоактивным элементам. Но его использование за последнее время увеличилось примерно на 500% (в то время как применение бора возросло на 78%, хрома - на 50%, меди - на 30%, марганца - на 45%, никеля - на 70%, цинка - на 44%).

Бериллий - редкий элемент на нашей планете. Он имеет много ценных свойств: очень легок (в 4,5 раза легче железа) и при определенных условиях становится богатым источником нейтронов. Так, Энрико Ферми использовал препараты радия и бериллия в экспериментах, давших миру первый реактор. Бериллий не ржавеет!

Долгие годы бериллием вместе с цинком заполняли цветные уличные фонари, свет которых оказался, как выяснилось впоследствии, вредным.

И еще одно свойство бериллия: порошок его, постоянно используемый в топливных смесях для ракет, при сгорании выделяет большое количество энергии. Но все его преимущества перевешивает один недостаток: бериллий ядовит даже в самых минимальных количествах. Он действует губительно на половые функции.

Интенсивное использование бериллия в промышленности, в том числе оборонной, серьезно беспокоит врачей, диетологов, население страны.

Бериллий - токсичный химический элемент. В организм человека бериллий способен поступать как с пищей, так и через легкие. Среднесуточное поступление бериллия составляет 10-20 мкг. При поступлении в растворимой форме в желудочно-кишечный тракт, бериллий взаимодействует с фосфатами и образует плохо растворимое соединение Be3(PO4)2 или связывается белками эпителиальных клеток в прочные протеинаты. Поэтому всасываемость бериллия в желудочно-кишечном тракте невелика и колеблется от 4 до 10% от поступившего количества. Этот показатель также зависит от кислотности желудочного сока. Общее количество бериллия в теле взрослого человека лежит в диапазоне от 0,4 до 40 мкг. Бериллий постоянно присутствует в крови, костной и мышечной ткани (0,001-0,003 мкг/г) и других органах. Установлено, что бериллий может депонироваться в легких, печени, лимфатических узлах, костях, миокарде. Выводится бериллий из организма преимущественно с мочой (более 90%).

Бериллий может принимать участие в регуляции фосфорно-кальциевого обмена, поддержании иммунного статуса организма. Установлено, что активность соединений бериллия отчетливо проявляется в различных биохимических превращениях, связанных с участием неорганических фосфатов.

Повышенное содержание бериллия в пище способствует образованию фосфата бериллия. Систематически "забирая" фосфаты у важнейшей части костей, - фосфата кальция, бериллий, тем самым, ослабляет костную ткань и способствует ее разрушению. Экспериментально известно, что введение этого элемента животным вызывает "бериллиевый" рахит. Доказано, что даже небольшое количество бериллия в составе костей приводит к их размягчению (бериллиоз). В местах парентерального введения бериллия происходит разрушение окружающих тканей, отсюда бериллий выводится очень медленно. В конечном счете, бериллий депонируется в скелете и печени.

По современным представлениям бериллий это токсичный, канцерогенный и мутагенный элемент. Патогенное действие бериллия наблюдается при его ингаляции в концентрациях, которые превышают ПДК в 2 и более раз. Соли бериллия в концентрации 1 мкмоль/л специфически ингибируют активность щелочной фосфатазы, угнетающе действуют на другие ферменты. Достаточно хорошо изучены иммунотоксические свойства бериллия. В патологии различают острые и хронические отравления бериллием. Известно, например, что элиминация соединений бериллия из организма (особенно из органов лимфоидной системы, где они аккумулируются), происходит чрезвычайно медленно, в течение более 10 лет. Повышенный уровень бериллия встречается в семьях рабочих, контактирующих с этим элементом на производстве.

Признаки избытка бериллия в организме

* поражение легочной ткани (фиброз, саркоидоз);

* поражения кожи - экземы, эритемы, дерматоз (при контактах соединений бериллия с кожей);

* бериллиоз;

* литейная лихорадка (раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей);

* эрозии слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта;

* нарушения функций миокарда, печени;

* развитие аутоиммунных процессов, опухолей.

Для предупреждения развития патологии, вызываемой контактом с соединениями бериллия в производственных условиях, необходимо строго придерживаться правил техники безопасности (использование респиратора, сменной одежды и т.д.), устранять действие на организм возможных раздражителей (никотин, холодный сухой воздух, спреи). На определенной стадии развития патологии может оказаться необходимой смена места работы.