Зрение » Урок биологии в 7 классе органы пищеварения, обмен веществ и энергии

 

ГДЗ к рабочей тетради по Биологии

27.01.2015, 12:47

Урок биологии в 8-м классе по теме


Введение

 

  Минеральные вещества являются необходимыми элементами, обеспечивающими нормальную жизнедеятельность организма. Они обязательны в  поддержании постоянства внутренней средыорганизма, кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена. Практическивсе химические элементы периодической таблицы Д.И.Менделеева участвуют вфизиологических, а также патологических процессах человека, однако лишь 12, вчисле которых магний, составляют 99% элементного состава организма.

 

Магний является необходимой составной частью всех клеток и тканей,участвуя вместе с другими элементами в сохранении ионного равновесия жидкихсред организма, входит в состав многих ферментов, активирует фосфатазу плазмы,костей, участвует в проведении нервно-мышечной возбудимости, синтезе белка,обмене нуклеиновых кислот и липидов.

 

Содержание ионов магния в организме человека изменяется в зависимости отусловий жизни, пищевых привычек, развития многих физиологических (беременность,лактация) и патологических состояний.    

 

 

Баланс магния в организме

 

Магний не синтезируется в организме человека, а в виде иона Mg2+ поступает с пищей, водой и солью. Вприроде он занимает 8-е место по распространенности, магнием насыщена морскаявода, он является составной частью более 200 минералов, входит в составхлорофилла (рис.1). Ежедневная потребность в магнии на 40% удовлетворяется засчет продуктов, на 60% - за счет ионизированного магния воды. Биологическаядоступность магния из питьевой воды значительно выше, чем из твердой пищи.  

 

img 

Рисунок 1 -  Распространенность магния в природе

 

Высокое содержание магния отмечают в растительной пище- необработанных зерновых, фигах, миндале, орехах, темно-зеленых овощах, бананах.Значительное количество магния содержится в урюке, кураге, сливах, финиках,порошке какао, рыбе (особенно лососевых), сое, крупах (овсяная, пшенная,гречневая), бобовых (фасоль, горох), морской капусте, зелени (шпинат, петрушка,салат, укроп), халве (подсолнечная и тахинная).

 

Поскольку во многих географических регионах в питьевой воде и почвеопределяют низкое содержание магния, концентрация элемента в растительныхпродуктах зависит от места произрастания растений. В индустриально развитыхстранах технология сельского хозяйства и производства продуктов питания,изменение образа жизни способствуют потерям магния и увеличению населения смагниевым дефицитом. Сельскохозяйственные культуры выращивают на почве,устойчиво обедняющейся магнием, к тому же повсеместно применяют органическиеудобрения, снижающие проникновение магния из почвы в культуры. Известно, что водный недостатокионизированного магния не компенсируется употреблением продуктов с первоначальнодостаточным содержанием магния, поскольку в процессе приготовления пищи, пройдямеханическую, термическую и химическую обработку, готовое кулинарное блюдо теряетмногие необходимые химические элементы, в том числе ионы магния. Кроме того,для усвоения ионов магния состав пищи должен быть сбалансированным посодержанию макро- и микроэлементов.

 

Сбалансированная диета содержит 300-700 мг магния в сутки. В случае потребленияобедненной магнием пищи в организме человека всасывается до 70% поступающего спищей иона, при обогащенной магнием диете - 25%.

 

Поступающий с водой и продуктами ионизированный магний попадает вжелудок, где происходит отщепление части ионов магнияот магнезиальных солей пищи и всасывание в кровь. Основная часть трудно растворимыхсолей магния переходит в кишечник, и после соединения с жирными и щелочнымикислотами всасывается в кровь. Эти комплексные соединения магнияпоступают в печень, где используются для синтеза биологически активных соединений.В щелочной среде тонкой кишки всасывается 30% магния, при этом преимущественнопассивно, небольшая часть ионов - активно с использованием транспортной функциибелка.  

 

 

Соединения магния, поступившие в кровь, распределяются ворганизме не равномерно: около 60% поступает в кости, мышцы, сердце, почки; 39%- составляет внутриклеточная фракция и только 1% - внеклеточная фракция.  

 

  В клетках ионы магния занимают второе место по содержаниюпосле калия, при этом 80-90% ионов магния соединяются в комплексы с АТФ (рис.2).Магний присутствует в ядре, митохондриях, цитоплазматическом ретикулуме,цитоплазме. Концентрация ионизированного магния в клетке поддерживается напостоянном уровне, несмотря на резкие колебания его внеклеточного содержания.Это происходит вследствие относительно ограниченной проницаемости  плазматической мембраны для катиона и наличиясистемы транспорта магния в клетку для поддержания высокого трансмембранногоградиента.

 

В тканях с интенсивным обменом веществ (миокард, нервнаяткань) отмечают наибольшее содержание магния.

img2 


Рисунок 2- Внутриклеточное распределение ионов магния

  

Общее содержание магния в организме составляет 21-28 г, большая часть (около2/3) содержится в костях скелета, нервной ткани, мышцах, почках, печени,меньшая часть (1/3) -  представленавнутриклеточной фракцией (рис. 3). Во внеклеточном пространстве содержится 1%магния,  при этом внеклеточный магнийнепрерывно пополняется запасами из костной и мышечной ткани.

 

 

Здоровье женщины и магний

 

У женщин потребность в магнии на 20-30%превышает таковую у мужчин. Снижение концентрации и избыточное выведение магнияиз организма определяют при синдроме предменструального напряжения, длякоторого характерны увеличение массы тела, нагрубание молочных желез, появлениеотеков, раздражительности, беспокойства, головной боли, усталости.

 

Причиной предменструального синдрома считаютснижение концентрации серотонина, трансформированного из триптофана. Посколькуустановлено, что синтез большинства нейропептидов в головном мозге осуществляетсяпри участии магния, его недостаток приводит к снижению содержания дофамина,участвующего в развитии синдрома предменструального напряжения.

 

У женщин, получающих оральные контрацептивы втечение нескольких месяцев, наблюдают дефицит витамина B6 игипомагниемию. Установлено, что витамин  B6 улучшает всасывание иона магния в кишечнике и способствует  накоплению его в клетке, а такжеучаствует в превращении триптофана в серотонин.  

 

Особое значение магния отмечают вакушерско-гинекологической практике. Дефицит магния при беременностиразвивается вследствие повышенной потребности в ионе для роста плода, к тому жепроисходит избыточное выделение магния почками. К вероятным причинамгипомагниемии при беременности относят стрессовые ситуации, рвоту в ранниесроки беременности, заболевания желудочно-кишечного тракта.

 

Низкую концентрацию магния у женщин определяютв третьем триместре беременности при поздних гестозах, при эклампсии. Отмечают,что при невынашивании беременности определяется низкая концентрация магния ворганизме. При гипомагниемии происходит патологическая активация кальцийзависимых контратильных реакций в миометрии,повышается возбудимость центральной нервной системы, провоцирующая спастическиереакции матки в результате создается угроза прерывания беременности.

 

Дефицит магния встречается при лактации, врезультате недостаточного потребления иона с молоком матери, у детейразвиваются симптомы гипомагниемии.

 

 

Здоровь едетей и магний

 

Симптомы дефицита магния развиваются в любом возрасте: уноворожденных, маленьких детей и подростков.

 

Признаки гипомагниемии можно определить у ребенка по следующимпроявлениям:

 

- синдром гиперактивного, «трудного» ребенка;

- повышенная утомляемость, состояние хронической усталости, депрессивныесостояния, апатия, снижение памяти, способности сконцентрироваться и удерживатьвнимание;

- мышечные спазмы, нарушение засыпания либо тревожный сон, зябкость(при отсутствии явных признаков других заболеваний);

- склонность к поносам, потеря веса;

- кардиалгии, аритмии.

 

К факторам риска развития гипомагниемии у детей относят недостаточноразнообразную диету, содержащую мало нерафинированных злаковых, и особеннозеленых, желтых, красных овощей и фруктов; диету с низким содержанием белков;частое употребление кофе (более 2-3 чашек в день), алкоголя, в том численапитков типа пива, «джин-тоника» (также формирующих алкогольную зависимость,особенно у детей и подростков); применение наркотиков; курение; приеммочегонных средств.

 

Установлено, что при значительных учебных нагрузках и высокойответственности ребенка, посещающего несколько школ, кружков, частом пребываниина шумных дискотеках со световыми и звуковыми эффектами, повышается расходмагния в организме и в случае недостаточного поступления иона с пищейразвивается его дефицит.

 

 

Занятия спортом и магний. 

 

Спортсмены относятся к группе рискаразвития дефицита магния. Условия жизни спортсменов, включающие значительныефизические и эмоциональные нагрузки, коррегирование массы тела в сторонуувеличения либо снижения за короткие промежутки времени с использованиемлекарственных препаратов (диуретики), значительная потеря иона магния спотоотделением, постоянная потребность в высокоэнергетическом питании, обусловливаетповышенную потребность в магнии.

 

Недостаточное поступление ионамагния в организм спортсмена проявляется клиническими симптомами гипомагниемиив виде эмоциональной неустойчивости, снижением способности к адаптации кчрезмерным нагрузкам, появлением признаков перенапряжения, замедлением темповвосстановления после нагрузок, болезни, травматических повреждений.

 

К основным причинам развитиядефицита магния у спортсменов относятся следующие:  

- колебания массы тела,

- высокоинтенсивныефизические и эмоциональные нагрузки,

- перенапряжение,

- потребность в адаптации(срочной и долгосрочной),

- травматизм,

- потребность в быстромвосстановлении.

 

Сердечно-сосудистые заболевания и магний

 

 

Недостаток магния в организме человека выявляют при многихсердечно-сосудистых заболеваниях. С дефицитом магния связывают дисфункцию эндотелияи дефицит эндотелиального оксида азота, определяемых при заболеваниях ифакторах риска, способствующих развитию ишемической болезни сердца (ИБС), АГ:атеросклероз, гиперхолестеринемия, сахарный диабет, сердечная недостаточность,стресс, курение.

 

Магний оказывает влияние на функциональное состояние эндотелия, участвующегов регуляции сосудистого тонуса, гемостаза, иммунного ответа, миграции клетоккрови в сосудистую стенку, синтеза факторов воспаления и их ингибиторов, атакже осуществляющего барьерную функцию.

 

В рандомизированном двойном слепом исследовании после примененияпрепарата магния выявлена линейная корреляция между степенью эндотелий-зависимойвазодилатации и концентрацией внутриклеточного магния.

 

Влияние магния на сосудистый тонус исследовано у населениябиогеохимических регионов со сниженным содержанием химического элемента вприродных источниках. Было показано, что распространенность АГ выше в этихрегионах по сравнению с населением стран с нормальным содержанием магния вприродных источниках. У лиц с АГ из регионов с недостатком магния отмеченазначительная задержка иона (20-33%) при выполнении нагрузочной пробы,свидетельствующая о гипомагниемии. Применение препаратов магния в течение 4недель у больных с гипомагниемией и АГ сопровождалось снижением систолическогои диастолического артериального давления, а также секреции альдостерона.

 

Неблагоприятные эффекты дефицита магния отмечают в виде повышениятонуса коронарных сосудов, а также повышения чувствительности к вазоконстрикторнымагентам: серотонину, ангиотензину, норадреналину, ацетилхолину.

 

Ионы магния регулируют баланс фракций липопротеидов высокой и низкойплотности, а также триглицеридов. Длительный дефицит магния в организме снижаетантиоксидантную защиту и в условиях атерогенной диеты участвует в механизмахраннего развития атеросклероза. Исследователи считают, что недостаток магниявлияет на жирнокислотный состав липидов, снижает активность ферментов системыэлонгации и десатурации жирных кислот, блокирует синтез арахидоновой кислоты. Вслучае дефицита магния отмечают повышенное содержание триглицеридов, хиломикронов,липопротеидов очень низкой и низкой плотности, вместе с тем уровень липопротеидоввысокой плотности снижается.

 

Прогрессированию атеросклероза способствует частое развитиебактериальной и вирусной инфекции у лиц с дефицитом магния. Отмечают повышеннуючувствительность организма к токсическому влиянию, оказываемомумикроорганизмами. При выраженном дефиците магния выявлено неблагоприятноетечение инфекционно-токсического шока, часто осложняющего развитие многихинфекционных заболеваний, а также снижение эффективности антибактериальнойтерапии. Однако при добавлении к лечению пациентам с инфекционными процессами ворганизме препаратов магния, отмечено повышение антимикробной активностиантибиотиков пенициллинового ряда.

 

Поскольку магний является антагонистом кальция, в случаепотери ионов магния повышается концентрация кальция. Нарушениекальциево-магниевого баланса в организме человека в сторону повышениясодержания кальция и снижения концентрации ионов магния способствует кальцификациисосудов.

 

Дефицит ионов магния увеличивает активность тромбоксана А2и вызывает повреждение сосудистой стенки. Применение препаратов магния задерживаетобразование артериальных тромбов путем ингибирования активности тромбоцитов.Торможение тромбообразования является дозозависимым, ингибирующее действиенаблюдают в случае применения препаратов магния в эффективных клиническихдозах. Известно, что магний потенцирует дезагрегационные свойства ацетилсалициловойкислоты, трентала.

 

Низкий уровень магния в сыворотке крови отмечают присосудистых событиях - мозговом инсульте, инфаркте миокарда. На фоне дефицита магнияклинические проявления инфаркта миокарда имеют особенности: часто развиваютсябезболевые формы, своевременная диагностика которых и раннее оказание помощивызывают трудности. Аритмии сердца возникают в первые часы и сутки от началаразвития инфаркта миокарда, поскольку содержание внутриклеточного магниякатастрофически снижается. Низкая концентрация внутриклеточного магния приводитк спазму сосудов и повышению чувствительности к прессорным агентам.

 

В числе факторов, способствующих ишемии миокарда, называют дефицитмагния в кардиомиоцитах. При внутриклеточном недостатке магния снижаетсяскорость расслабления мышечных волокон и кровотока в миокардиальных артериях,развиваются диастолическая дисфункция левого желудочка, ишемия миокарда ипризнаки кардиосклероза. 

 

Дефицит магния и повышение содержания кальция вкардиомиоцитах обнаруживают при постишемическом синдроме реперфузии. Шилов А.М.и соавт. отметили, характерные для синдрома реперфузии при остром инфарктемиокарда и спонтанном тромболизисе либо тромболитической терапии, фатальныеаритмии, распространение зоны инфаркта миокарда в виде постишемическогоконтрактурного некроза, развитие острой сердечной недостаточности с летальнымисходом у лиц с внутриклеточным снижением содержания ионов магния ипостишемическим вхождением ионов кальция в кардиомиоциты. Применение препаратовмагния вместе с тромболитической терапией в ранние сроки развития инфарктамиокарда (первые 6 часов) реже сопровождалось осложнениями (аритмии, сердечнаянедостаточность) и приводило к суммарному снижению госпитальной летальности.

 

Ионы магния стабилизируют сердечный ритм, участвуют в регуляции нервно-мышечной активностисердца, необходимы для метаболизма кальция. Результаты холтеровскогомониторирования после электрической кардиоверсии свидетельствовуют, что упациентов после применения препаратов магния снижается частотасуправентрикулярных и желудочковых экстрасистол, эпизодов фибрилляциипредсердий. Применение комбинации магния и пиридоксина повышает безопасностьантиаритмической терапии препаратами 3 класса.

 

Недостаток внутриклеточного магния может привести к развитиюаритмического синдрома и без развития инфаркта миокарда либо ишемии. Наиболеетипичными проявлениями дефицита магния называют синусовую тахикардию,пароксизмальную наджелудочковую тахикардию, мономорфную желудочковуютахикардию, а также желудочковую тахикардию типа «пируэт». Исследователиотмечали при нормализации баланса магния исчезновение аритмий сердца.

 

Нарушения ритма сердечной деятельности часто возникают при синдромеудлиненного  интервала QT(врожденного и приобретенного). Синдром QT сопровождаетсяпароксизмами желудочковой тахикардии типа «пируэт», синкопальными состояниями ивнезапной сердечной смертью. Длительность интервала QT отображает процессыреполяризации и деполяризации в кардиомиоцитах, возникающие вследствие движенияэлектролитов из внеклеточного пространства в клетку и обратно, контролируемое К+-,Na+- и Са2+- каналами сарколеммы, энергетическоеобеспечение которых осуществляется Mg++ - зависимой АТФазой. Помнению исследователей, применение препаратов магния в лечении лиц судлиненным  интервалом QTявляется патогенетической терапией, влияющей на продолжительность интервала QT иобусловливающей профилактику возникновения аритмий.

 

Препараты магния (сульфатные соли) относятся к средствамвыбора для купирования желудочковой тахикардии типа «пируэт». Считают, чтоприменение препаратов магния у больных с желудочковой тахикардией оправдано вслучаях неопределенной продолжительности интервала QT, посколькуантиаритмическая активность магния направлена на стабилизацию клеточноймембраны.

 

При застойной сердечной недостаточности гипомагнезиемия возникает врезультате активации ренин - ангиотензин - адьдостероновой и симпато-адреналовойсистем, недостаточного поступления вследствие нарушения абсорбции иона вжелудочно-кишечном тракте. Дефицит магния усугубляется на фоне примененияпрепаратов для коррекции клинических проявлений (дигоксина и тиазидных ипетлевых диуретиков), влияющих на реабсорбцию иона.

 

Дефицит магния возникает в случае применения многих лекарственныхпрепаратов. Основными группами препаратов, вызывающих нарушения электролитногобаланса являются диуретики. Тиазидные и петлевые диуретики, влияя напроксимальные отделы нефрона, повышают экскрецию ионов калия и магния с мочой.Быстро нарастающую потерю магния отмечают на фоне приема циклоспорина А,аминогликозидов, гентамицина, спирамицина - антибиотиков, применение которыхсопровождается избыточным выведением ионов магния.  К одной из основных причин ототоксичностиантибиотиков группы аминогликозидов относят недостаток ионов магния в реснитчатыхклетках эпителия улитки уха. Абсорбция магния снижается в результате образованиятруднорастворимых соединений, не всасывающихся в кишечнике, при сочетанииприема магнийсодержащих продуктов или препаратов с фторхинолонами итетрациклинами. Ятрогенная гипомагнезиемия возникает при применении сердечныхгликозидов.

 

Эстрогенсодержащие препараты, используемые для контрацепции изаместительной терапии, способствуют депонированию магния в костях, сухожилиях,связках, дериватах кожи, в результате развивается относительный дефицит магнияв сыворотке крови.

 

Кофеинсодержащие препараты, никотин, кокаин, морфин, героин,амфетамин способствуют выходу магния из клеток во внеклеточную среду, усиливаютэкскрецию ионов магния почками и вызывают недостаток магния в организме.

 

 

Болезни нервно-психические и магний

 

Дефицит магния часто сопровождает физические и психические стрессовыесостояния. Повышение в крови содержания катехоламинов и стероидов при остромстрессе вызывает истощение внеклеточного и внутриклеточного пула магния, атакже увеличивает его выделение с мочой, поскольку в стрессовой ситуациинаблюдается повышение уровня адреналина и норадреналина. Стресс и гипомагниемияотносятся к взаимно обусловленным процессам, усугубляющим проявления другдруга: ионы магния способны блокировать нейросинаптическую передачу,препятствуя высвобождению ацетилхолина, в также нарушать продукциюкатехоламинов клетками мозгового слоя надпочечников, моделируя их реакцию настрессовое воздействие.

 

В случае недостатка магния повышается чувствительность организма квнешним раздражителям. Катехоламины воздействуют на лизосомы, образующиеся придеградации свободных жирных, и способствуют связыванию магния, вызывая темсамым дефицит свободного биологически активного ионизированного магния.

 

 При дефиците магния повышается активность глубокихсухожильных рефлексов, появляется атаксия, тремор, дезориентация, судорожныесостояния, нистагм, парестезии. Доказано, что нормальный уровень магния в организмеобеспечивает активность нейромедиаторной аминокислоты глицина, участвующей втаких важных неврологических функциях, как тонкая моторика, точность движений,поддержание позы и ходьбы. В случае недостатка магния глицин проявляет недостаточные нейропротекторные эффекты, поскольку не активируется магнием.

 

Магний принимает участие в синтезе в головном мозге всехнейропептидов, влияющих на эмоциональное состояние. Он относится к  физиологическим регуляторам нейрональноговозбуждения и контролирует деятельность центральной и периферической нервнойсистемы в эмоциональной сфере. В случае нарушения обеспечения адекватногопотребности энергетического обмена и трансмембранного транспорта в нервнойткани развиваются патологические процессы, обусловленные многими факторами, втом числе, дефицитом магния.

 

Магний, участвуя в производстве серотонина, оказывает влияниена серотонинергическую регуляцию сосудистого тонуса, нарушение которой приводитк появлению мигрени. Применение препаратов магния сопровождается снижениемчастоты и интенсивности приступов мигрени.

 

К важным эффектам магния относится влияние на процессыторможения и возбуждения в головном мозге и проявления в виде наркотического,снотворного, седативного и анальгетического действия. В случае дефицита магнияснижается способность к концентрации внимания, страдают функции памяти, нарушаетсяравновесие процессов возбуждения и торможения, повышается порог болевойчувствительности, появляется эпилептиформная готовность в коре головного мозга.

 

Применение препаратов магния предупреждает развитиепохмельного синдрома. Поскольку алкоголь увеличивает потери магния  мочевыделительной системой, при значительномупотреблении развивается повышенная возбудимость, мышечная слабость, истощениенервной системой, возрастает внутричерепное давление, появляются аритмии.

 

Препараты магния эффективны при проявлениях соматофорнойвегетативной дисфункции в виде нарушений вегетативной регуляции внутренних органов,желез внутренней секреции, сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечноготракта, респираторной системы, с многообразными клиническими симптомами иэмоциональными расстройствами 

 

Фармакологические эффекты магния при соматофорной вегетативной дисфункции многообразны: седативный,нормализующий электрическую активность клеток центральной нервной системы ипередачу импульсов в нейро-мышечных синапсах; угнетающий вазомоторный центр ипередачу нервного импульса в вегетативных ганглиях и адренергических синапсах;метаболический, нормализующий обменные процессы в ишемизированных тканях, атакже нормализующий электролитный баланс в кардиомиоцитах. 

 

 

Источник: http://www.bezstressa.by/ads2/


Теги к новости - Урок биологии в 7 классе органы пищеварения, обмен веществ и энергии

Папка: Мануальная терапия - Урок биологии в 7 классе органы пищеварения, обмен веществ и энергии