Реферат: Вивчення біогеохімічного циклу магнію
Примітки:
Рівень магнію знижений при алкоголізмі. Часто корисний при алкогольному сп'янінні, послаблюючи або навіть запобігаючи синдрому похмілля.
Ознаки дефіциту магнію
Втрата апетиту. Хворобливі і холодні руки і ступні. Нерегулярний серцевий ритм. Занепокоєння, сум'яття, дратівливість. Погана координація. М'язові спазми і приступи. Високий кров'яний тиск. Розшатування або чутливість зубів. Нудота або запаморочення. Підвищена чутливість до шуму. Безсоння; гіперактивність. Сильний запах від тіла. Зниження концентрації Са і відкладення Са у тканинах, тремор, м'язова слабість, серцеві спазми, знервованість, трофічні виразки, камені в нирках. Якщо в організмі порушена рівновага "магній-кальцій", то майже весь магній включається до складу кісткових тканин, витісняючи кальцій. Це веде до захворювання рахітом.
Магній відіграє важливу роль у регуляції нервово-м'язової активності серця, зміцнює нормальний серцевий ритм, необхідний для метаболізму кальцію і вітаміну С, приймає участь у перетворенні вуглеводів в енергію. Відтворюючи відносний дефіцит допаміну, полегшує такі симптоми нервової напруги, як занепокоєння і дратівливість.
Магній нормалізує діяльність нервової системи, бере участь як кофактор в багатьох ферментативних реакціях, є антистресовим макроелементом, знижує збудливість нейронів і передачу нервового імпульсу; необхідний для нормального формування кісток, функціонування м'язової тканини; сприяє передачі нервового імпульсу; бере участь у багатьох метаболічних процесах як складова частина більш ніж 300 ферментів; регулює реакції фосфорних, вуглеводних, білкового обмінів, стимулює розпад нуклеїнових кислот.
Усього в організмі міститься біля 20 г Mg, в основному в кістках.
Магній нормалізує артеріальний і внутрішньочерепний тиск, перистальтику кишечнику і скорочення жовчного міхура, жовчовиділення, запобігає судорожному скороченню м'язів, заспокоює і нормалізує активність передачі нервових імпульсів. Знімає спазми судин, хронічну втому. Допомагає підтримувати кислотно-лужний баланс. Знижує холестерин крові. Має судинорозширювальну і спазмолітичну дію. Позитивно впливає на нервову систему, "антистресовий елемент", на серцево-судинну систему. Дає бадьорість і заряд енергії для активної діяльності.
У нервовій системі також міститься велика кількість магнію, особливо в спинному мозку. Велике значення магнію для діяльності нервової системи підтверджується тим, що при ін'єкції магнію в кров людина або тварина впадає в стан, близький до наркотичного. Ця властивість магнію використовується в медицині.
У організмах деяких тварин вміст магнію порівняно великий. Так, наприклад, в організмі вапняної губки міститься 4% магнію, у водоростях - більше 3%.
Магній сприяє здоров'ю різними способами. Разом із кальцієм і фосфором він є головним складовим елементом кісток. Правильний баланс кальцію і магнію - умова здоров'я кісток і зубів, зниження ризику розвитку остеопорозу. Кальцій і магній допомагають також регулювати м'язову активність: у той час як кальцій стимулює скорочення м'язів, магній забезпечує їх релаксацію. Магній необхідний для метаболізму - перетворення їжі в енергію - і для побудови білків. Достатні рівні вмісту магнію в крові захищають організм від серцево-судинних захворювань, серцевої аритмії і, можливо, інсульту, який викликаний тромбозом судин мозку. Звичайно магній у достатній кількості надходить із їжею, його нестачу простіше поповнити, споживаючи мінеральну воду. У організмі засвоюється менше 40% магнію, тому що його сполуки погано всмоктуються кишечником. Антациди, проносні й анальгетики, що знаходяться в широкому продажі також містять магній, але не варто їх використовувати в якості джерела магнію. Полівітамінні добавки - відносно безпечний спосіб збільшити споживання магнію. Проте приймати їх варто тільки з дозволу лікаря. З усіх добавок найбільше засвоюваним є магнію цитратомалат, у той час як магнію гліцинат у високих дозах може викликати діарею.
Потреба організму в магнії підвищується під час стресу або хвороби. Як добавки магній може застосовуватися для лікування безсоння, м'язових судом, передменструального синдрому і серцево-судинних захворювань, включаючи гіпертонію, ангіну, викликану спазмом коронарної артерії, і болем в ногах, а також судом, які зумовлені недостатнім кровопостачанням. Дослідження показали, що введення магнію при серцевому приступі значно підвищує шанси пацієнта на виживання.
Організм ефективно використовує магній. Нирки накопичують його, якщо необхідно, і виводять будь-які надлишки, тому і нестача, і надлишок магнію в організмі - явище достатньо рідкісне. Проте, коли таке трапляється, виникають дуже небезпечні захворювання. Дефіцит магнію може викликати нудоту, млявість, м'язову слабість, тремор, втрату орієнтації і прискорене серцебиття. Отруєння ж магнієм може стати причиною діареї, утоми, м'язової слабості і, у крайньому випадку, серйозного пригнічення серцевої діяльності і зниження кров'яного тиску, поверхневого дихання, утрати рефлексів, коми і, можливо, смерті. Люди, що зловживають проносними засобами або переживають відмову нирок, найбільше схильні до отруєння магнієм.
Магній бере участь у формуванні кісток, регуляції роботи нервової тканини, обміні вуглеводів і енергетичному обміні. За даними Інституту харчування РАМН, потреба в магнії для дорослих - 400 мг у день. Майже половина цієї норми задовольняється хлібом і круп'яними виробами. У хлібі міститься 85 мг магнію, вівсяній крупі - 116, ячної - 96, квасолі - 103 мг. З інших джерел харчування слід зазначити горіхи - 170-230 мг і більшість овочів -10-40 мг магнію. У молоці і сирі міститься відносно мало магнію - 14 і 23 мг відповідно. Проте на відміну від рослинних продуктів магній знаходиться в них у легко засвоюваній формі - у виді цитрату магнію (магнієвої солі лимонної кислоти). У зв'язку з цим молочні продукти є істотним джерелом магнію для організму людини. [7]
Звідси видно, що значення магнію для живих організмів дуже велике. У рослинах магній бере участь в утворенні хлорофілу, жирів, у перетворенні фосфорних сполук.
Так у людському організмі вміст магнію дуже малий, проте він відіграє важливу роль у процесах життєдіяльності. Нирки накопичують його, якщо необхідно, і виводять будь-які надлишки, тому і нестача, і надлишок магнію в організмі - явище достатньо рідкісне, але коли таке трапляється, виникають дуже небезпечні захворювання.
III. Схема біогеохімічного циклу магнію.
Кругообіг макроелементів.
Калій, кальцій, натрій і магній не зв'язані з органічними сполуками хімічно, хоча вони містяться у великих кількостях у клітинних і позаклітинних рідинах у вигляді заряджених іонів, які називають катіонами. Кругообіг катіонів у біогеоценозах мало пов'язаний із асиміляцією і вивільненням енергії, але відіграє важливу роль у функціонуванні організмів.
Розглянемо кругообіг катіонів в лісовому біогеоценозі, який є відкритою системою (рис.1) з її можливостями вільно обмінюватися мінеральними речовинами з іншими частинами середовища. Мінеральні речовини надходять у систему із атмосферними опадами, приносяться вітром у вигляді пилу і органічних решток, а також вносяться в неї внаслідок вивітрювання материнської породи.[1]
Кругообіг магнію.
Як ми вже з'ясували магній є одним з найпоширеніших елементів. У землі магній присутній головним чином у мінералах, таких, як олівін, авгіт, біотин, серпентин, тальк, доломіт, магнезит та ін. Певна кількість магнію міститься в живих організмах та органічних рештках рослин і тварин. Вміст цього елементав органічній матерії невеликий і здебільшого не перевищує 1% загальної кількості ґрунтового магнію.
Рослини одержують магній у формі іона М2+. Кількість взятого магнію залежить від віку і частини рослини. Питома вага магнію в рослинах найчастіше коливається у межах 0,1-1,0% MgO у сухій масі, деколи ж буває нижчою або вищою.
Рис. 1. Загальна схема кругообігу катіонів у наземній екосистемі.
Якщо система перебуває в стаціонарному стані, то втрати катіонів внаслідок поверхневого стоку і просочування в ґрунтові води врівноважується надходженням їх з атмосферними опадами внаслідок вивітрювання материнської породи.
В процесі кореневого живлення магній надходить в рослину і переміщується до її надземної частини. У випадку нормального забезпечення рослин магнієм його переміщення від старого до молодого листя невелике. Коли ж у ґрунті не вистачає магнію, відбувається його помітний перехід із старих листків до молодих. Тому магнієвий дефіцит найчастіше трапляється в старому листі. Рухомість магнію значно вища, ніж кальцію. В період формування насіння частина магнію переміщується з вегетативних до генеративних органів і там нагромаджується. Про це свідчить приклад насіння зернових, в яких магнію у 2-3 рази більше, ніж у стеблі (табл.1).
Магній у рослинних організмах присутній у вигляді іонів, які утворюють солі (наприклад, солі щавелевої, яблучної, лимонної, пектинової, хітинової кислот). Він пов'язаний з хлорофілом, який містить 4,5% MgO.[l]
Магній бере активну участь у життєдіяльності тваринних організмів. Він міститься в червоних кров'яних тільцях (еритроцитах) тварин. Після смерті рослинних і тваринних організмів присутній в них магній переходить в ґрунт і за допомогою мікроорганізмів переводиться з детриту в доступну рослинам іонну форму.
Таким чином магній може мігрувати шляхом вивітрювання і вільно обмінюватися мінеральними речовинами з іншими частинами середовища. Велике значення має також Світовий океан, де магній присутній у великих кількостях.