ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«КАЛЬЦИЙ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА»

Оглавление

Введение …………………………………………………………………………….. 3

Глава 1. Теоретическая часть ………………………………………………………

1. 1. Что такое кальций ……………………………………………………………

   2. Какую роль играет кальций в организме ……………………………………

   3. Содержание кальция в организме ………………………………………….

   4. Кости скелета и кальций ……………………………………………………

   5. Зубы и кальций ………………………………………………………………

   6. Продукты, содержащие кальций …………………………………………..

   7. Суточная потребность организма в кальции ………………………………

   8. Недостаток кальция в организме. Причины и последствия………………

   9. Избыток кальция в организме. Причины и последствия…………………

Глава 2. Практическая часть ………………………………………………………

2.1. Опыт 1. ………………………………………………………………………

2.2. Опыт 2. ………………………………………………………………………

Заключение …………………………………………………………………………

Приложение ………………………………………………………………………

Введение.

Название кальций произошло от латинского calcis - известь ( "мягкий камень"). Оно было предложено английским ученым Гемфри Дэви в 1808 году. Кальций (Ca) - самый широко распространенный в организме минерал. Например, его содержание в организме взрослого человека (в расчете на массу 65 кг) составляет 1,3 кг. Около 99% этого вещества содержится в костях и зубах.

По мнению Ч.Р.Клеемен (1981), это связано с тем обстоятельством, что жизнь зародилась в среде первичного океана, богатой кальцием.

Актуальность исследования:

По мнению врачей-педиатров, заболевания костно-мышечной системы у детей во всех регионах России в последние годы неуклонно растут. Они занимают четвёртое место в структуре детской инвалидности. Остеопороз — это заболевание скелета, для которого характерно снижение массы и плотности кости, что приводит к повышенной ломкости кости и повышению риска перелома. Остеопороз называют «безмолвной эпидемией», так как потеря массы кости определяется уже после переломов. Это одно из основных заболеваний, обусловленных образом жизни.

Цель исследования:

Изучить химический элемент кальций и узнать, какое влияние он оказывает на организм человека.

Задачи исследования:

1. Ознакомиться и дать определение, что такое кальций.

2. Узнать, каким образом кальций влияет на организм человека.

3. Узнать, каким путем кальций попадает в организм человека.

4. Провести опыты, наглядно отображающие влияние кальция на живые организмы.

Объект исследования: Кальций (Са).

Предмет исследования:

Взаимодействие кальция с организмом человека. Влияние избытка и недостатка кальция на организм.

Методы исследования:

1. Изучение научной литературы.

2. Изучение интернет - ресурсов.

3. Проведение опытов.

4. Анализ полученных данных.

Глава 1. Теоретическая часть

1. 1. Что такое кальций?

Кальций (Calcium), Ca, химический элемент периодической системы Менделеева. Подробнее мы будем изучать его на уроках химии в старших классах.

1. 2. Какую роль играет кальций в организме.

Кальций является жизненно необходимым элементом, без него мы не могли бы жить.

Почти каждой клетке, включая клетки сердца, нервов и мышц, необходим кальций для обеспечения нормальной жизнедеятельности.

В человеческом организме кальций находится в трех основных местах:

1) В костях скелета (около 99% наших костей являются для нас "резервуаром" кальция);

2) В клетках;

3) В крови. Именно кровью кальций доставляется в органы и ткани организма и именно в те места, где он необходим.

В связи с тем, что кальций нам так необходим, в человеческом организме имеется система поддержания постоянной концентрации кальция, для того чтобы обеспечить его поступление по мере необходимости.

Организм делает это тремя способами:

1) Кальций всасывается напрямую из потребляемой пищи. Это наиболее предпочтительный способ получения кальция;

2) Кальций поступает из костей в том случае, если его не хватает в потребляемой пище. В этих случаях кости могут становиться более тонкими и хрупкими;

3) Уменьшается количество кальция, поступающего повторно в кровь после "обработки" её почками.

Основной задачей является достаточное поступление кальция с пищей для нормального обеспечения им всех органов и тканей.

Другими словами, нам необходимо столько потреблять кальция, чтобы в случаях, когда мы теряем кальций (а такие ситуации могут встречаться и в норме), его потери не превышали его потребления.

Этот баланс имеет важное значение, так как его нарушение может привести к прогрессирующему вымыванию из костей недостающего количества кальция.

Кальций является жизненно необходимым для человека элементом, без него мы просто не могли бы жить.

Биологическая роль кальция в организме человека огромна:

- Кальций в организме способствует нормальной работе нервной системы,

- Регулирует процессы роста и деятельности клеток всех видов тканей;

- Является "строительным материалом" для образования костей и зубов;

- Кальций в организме обеспечивает нормальный обмен веществ;

- Обеспечивает нормальную функцию клеточных мембран, следовательно, участвует в получении питания и выведении продуктов жизнедеятельности;

- Поддерживает нормальный сердечный ритм, способствует здоровью сердечно - сосудистой системы, нормализует артериальное давление;

- Кальций в организме обеспечивает нормальную свертываемость крови;

- Участвует в обмене железа в организме, регулирует ферментную активность;

- Необходим для метаболизма более трехсот биологически активных веществ;

- Участвует в сокращении и расслаблении мышц;

- Улучшается внешний вид волос, ногтей и кожи, человек выглядит моложе своего возраста;

- Кальций в организме оказывает противовоспалительное действие;

- Необходим для передвижения питательных веществ по человеческому организму;

- Нормализует работу желудочно-кишечного тракта.

1. 3. Содержание кальция в организме

В организме взрослого человека содержится в среднем около 1-2 кг. кальция, из которых более 98 % приходится на кости скелета, в то время как остальное циркулирует в крови и прочих жидкостях организма. Именно кровь доставляет кальций в органы и ткани организма в те места, где он необходим.

1. 4. Кости скелета и кальций

Скелет - динамическое депо кальция, где образуются новые кальциевые кристаллы, а старые разрушаются. Скорость этого разрушения и построения, названная скоростью оборота, значительно варьирует в зависимости от возраста. У детей первого года жизни она более 100%, после года - более 10% в год, у взрослых от 2 до 20% в год.

Хотя пик костной массы может быть не достигнут в 25 лет, считается, что до 25 лет кальций накапливается в организме, это фаза роста костной массы, который начинается с внутриутробного развития.

В 25-35 лет кальций находится в равновесии, то есть примерно 0,4 г ежедневно поступает в организм и столько же его покидает.

Пик плотности и общей массы костной ткани соответствует примерно 30 годам.

После 35 лет расход кальция превышает его поступление извне с пищей. С 40 лет - фаза преобладания резорбции (рассасывания) костной ткани над обновлением. В этот период масса и прочность костей снижаются примерно на 3% в год. С 45 лет вследствие изменения гормонального фона (чаще у женщин, но у мужчин тоже существует возрастной остеопороз) кальций интенсивно вымывается из костей и развивается остеопороз. При этом общая масса костей значительно уменьшается, нарушается их структура, уменьшается механическая прочность и возникают переломы. У женщин чаще, чем у мужчин, у белых чаще, чем у черных, чаще у людей маленького роста, чем у высоких. Таким образом, риск остеопороза максимален у маленьких белых женщин. Склонность к остеопорозу передается и по наследству

1. 5. Зубы и кальций

Кальций является основной составляющей зубов, поэтому его крайне необходимо употреблять в достаточном количестве вместе с пищей. Больше всего кальция содержится в следующих продуктах: в твороге, молоке, сметане, отрубях, рыбе, моркови, свекле, редисе, салате, фасоли, сельдерее, шпинате, бобах, миндале, меде, винограде, клубнике, апельсинах, кожице всех овощей и фруктов.  Помимо продуктов питания, для укрепления зубов существуют и лекарственные средства, которые содержат кальций, например, глюконат кальция.Появление препаратов, содержащих целый комплекс кальция с витамином D, объясняется тем, что усвоение кальция в достаточной степени невозможно при недостаточном поступлении витамина D. Много витамина D содержится в печени, рыбе и рыбьем жире. Также человеческий организм сам способен вырабатывать витамин D в кожных покровах под влиянием ультрафиолетовых лучей. Поэтому при правильном образе жизни, достаточных прогулках и сбалансированном питании потребность в дополнительных препаратах сама собой отпадает.

1.6. Продукты, содержащие кальций

Количество продукта

Содержание кальция в данном количестве

продукт а, мг

Молоко и молотые продукты

Сыр - Швейцарский, Граерский

50 г

493

Сыр - в твердом виде, Чеддер, Колби, Эдак, Гауда

50 г

353

Молоко - цельное, 2%, 1 % жирности

1 стакан/250 мл

315

Сливки

1 стакан/ 250 мл

301

Сыр-Моцарелла, Адыгейский, Брынза

50

269

Йогурт - обыкновенный

1 чашка/175мл

292

Мороженое

1/2 чашки

93

Сыр - деревенский, сливочный 2%, 1% жирности (творог)

1/2 чашки

87

Мясо, рыба, домашняя птица и другие продукты

Сардины, с костями

8 маленьких

153

Лосось, с костями, консервированный

1/2 банки (масса нетто 13 г)

153

Миндаль

1/2 чашки

200

Кунжут

1/2 чашки

100

Бобы - приготовленные (фасоль, синие бобы, пятнистые бобы)

1/2 чашки

90

Соевые бобы - приготовленные

1 чашка

175

Курица - жареная

90 г

13

Говядина - жареная

90г

7

Хлеб и зерновые

Круглая булочка с отрубями

1/35 г

50

Хлеб - белый и пшеничный

1 кусок/30 г

25

Фрукты, и овощи

Брокколи - в сыром виде

1/2 чашки

38

Апельсины

1 среднего размера/180 г

52

Бананы

1 среднего размера/175г

10

Салат

2 больших листа

8

Сушеный инжир

10

270

Комбинированные блюда

Супе молоком, суп в виде крема из курицы, грибов, помидоров и брокколи

1 чашка/250мл

189

Вареная консервированная фасоль

1. чашка/250 мл

Таблица 1

1. 7. Суточная потребность организма в кальции

Потребление кальция, мг

7 – 9 лет

700

10-12 лет (мальчики) 10-12 лет (девочки)¹ 13- 16лет

900 1200-1400 1200-1400

17-18лет

1200

19-49 лет

1000

50 +

1000-1500²

Таблица 2

1. 7. Недостаток кальция в организме. Причины и последствия

Обмен кальция характеризуется тем, что при его недостаточном поступлении с пищей он все равно продолжает выделяться из организма.

Результат недостатка кальция в рационе взрослых: разрушение зубов, слабоумие. У пожилых женщин возможно развитие остеопороза - кости становятся настолько тонкими, что ломаются под тяжестью веса тела. Нарушение нормального сердечного ритма, мышечные спазмы, нечувствительность, одеревенение, покалывание в кистях и ступнях. Но сегодня все чаще из-за неправильного питания остеопорозом страдают молодые люди и даже грудные младенцы.

Причинами дефицита кальция в организме являются:

1. Недостаток кальция в продуктах питания;

2. Несбалансированное питание;

3. При варке и жарении продуктов органический кальций в них

переходит в неорганический, который хуже усваивается;

4. Низкое (менее 8 мг/л) содержание его в природной воде. Хлорирование воды вызывает дополнительный дефицит кальция;

5. Потребление большого количества сахара (при растворении в желудке мешает всасыванию кальция, нарушает фосфорно-кальциевый обмен);

6. Потребление большого количества белков. Увеличение суточного количества животных белков на 50% вызывает выведение кальция из организма также на 50%;

7. Прием лекарственных средств (гормональные, слабительные, антациды), которые образуют с кальцием соединения не всасывающиеся в кишечнике;

8. Потребление большого количества соли (она способствует выведению кальция из организма);

9. Продукты с кислой реакцией (животные жиры, изделия из муки высшего сорта, щавелевая кислота, шпинат, ревень) приводят к нарушению кальциевого обмена;

10. Раннее искусственное вскармливание детей до года, так как кальций в искусственных смесях усваивается на 30%, а из грудного молока на 70%;

11. Малоподвижный образ жизни;

12. Стрессы.

1. 7. Избыток кальция в организме. Причины и последствия

Если кальция в продуктах питания содержится чрезмерное количество, вреда организму это, как правило, не приносит. Здоровый организм имеет совершенные механизмы контроля над его усвояемостью, избыток попросту не усваивается и выводится.

А вот неконтролируемый прием медицинских препаратов кальция может привести к его избытку. Особенно это касается таких лекарств как глюконат кальция и хлорид кальция. Они не предназначены для употребления в качестве пищевой добавки и без медицинских показаний принимать их нельзя.

Максимально безопасной суточной дозой для взрослого человека является 1800 миллиграмм. Избыточно принимаемые дозы кальция могут вызвать гиперкальциемию со следующими симптомами: потеря аппетита, жажда, тошнота, рвота, слабость, судороги.

При длительной гиперкальциемии начинаются проблемы с мочевыделительной системой, появляются камни в почках и мочевом пузыре, ослабляется иммунитет, увеличивается свертываемость крови, нарушается функционирование нервных и мышечных тканей, снижается усвояемость клетками костной ткани цинка.

Если у вас избыток кальция:

- Пейте клюквенный и сливовый соки, поскольку соли кальция лучше растворяются в кислой среде, чем в щелочной.

- Старайтесь больше ходить.

- Чтобы предотвратить приступ гиперкальциемии, соблюдайте диету с низким содержанием кальция, больше пейте.

Глава 2. Практическая часть

2.1. Опыт 1.

"Резиновое" яйцо, или как кислота взаимодействует с кальцием скорлупы яиц.

Мы выясним, что происходит с эмалью зубов, если из нее удалить кальций. Зубы сверху покрыты защитной оболочкой - эмалью, так же как у яйца есть скорлупа, состоящая из соединений кальция.

Возьмем 2 яйца. Одно помещаем в банку с обычной водой, другое в банку с уксусом.

[pic]

Рисунок 1

Через несколько часов наблюдаем такую картину:

- с яйцом, находящимся в воде, ничего не произошло.

- яйцо в банке с уксусом изменилось (его скорлупа пузырится).

Это уксус растворяет кальций, из которого состоит скорлупа. Еще через несколько часов скорлупа станет мягкой, а затем растворится совсем.

Через 4 дня наблюдаем:
- яйцо, находящееся в воде, не изменилось.

- яйцо в банке с уксусом стало резиновым на ощупь (как мячик).

Яичная скорлупа растворилась совсем.

Вывод: Эмаль зубов (как и яичная скорлупа) без кальция размягчается.

[pic] [pic]

Рисунок 2

[link]