Мир, созданный химиками. От философского камня до графена - Петр Образцов

Теперь о микроэлементах — металлах. Первый по алфавиту элемент ванадий (названный так в честь скандинавской богини красоты Ванадис) входит в состав некоторых биологически важных соединений, играющих стимулирующую роль в организме человека, а содержится ванадия в нас всего примерно 0,1 миллиграмма!

Ванадий не слишком дорогой металл, но все же раз в 50 дороже меди и ее сплавов. Когда в конце 70-х годов прошлого века заканчивалось строительство универсального спорткомплекса «Крылья Советов» на западе Москвы и архитектор комплекса (отец автора этой книги Алексей Образцов) захотел во всем здании установить красивые дверные ручки из медного сплава, вышло Указание о запрещении использования в строительстве дорогостоящих металлов, к которым отнесли и медь. Как говорили тогда, «в целях экономии». Расстроенный Алексей Сергеевич обратился к заказчикам, а «Крылья Советов» — это спортивный клуб могущественного ракетного Министерства среднего машиностроения, в просторечье Средьмаша (тогда шутили, что ракета — это средняя машина). Заказчик поинтересовался, какие именно металлы использовать нельзя, и убедился, что в Указании ничего не сказано о ванадии, да и кому бы в голову пришло упоминать этот металл в данном контексте? А в Средьмаше ванадия было навалом, и до сих пор в спорткомплексе болельщики, открывая двери, дергают за ручки из красивого темно-серого ванадия. (В перестроечные годы дворец превратился в ярмарку промтоваров с тысячами продавцов и покупателей, так что к ручкам могли и, так сказать, приделать ноги.)

Ванадий — важный элемент, но гораздо большее значение имеет следующее за ним железо — его в каждом человеческом теле около 4 граммов.

Несмотря на банальность рифмы, которую тем не менее использовал даже Пушкин, между понятиями «любовь» и «кровь» существует тесная связь, иногда весьма неожиданная. Железо находится в организме человека в основном в крови, в виде красного пигмента крови гемоглобина. В норме объем крови у мужчин составляет 5,2 литра, у женщин — 3,9 литра, концентрация железа в крови — около 0,5 грамма в литре. Таким образом, в крови взрослого мужчины содержится 2,6 грамма железа. Это железо можно выделить прямо в виде металла, если регулярно делать кровопускание. Существует легенда про некоего молодого влюбленного химика, который хотел из железа собственной крови изготовить колечко для возлюбленной. Приблизительные прикидки показывают, что для изготовления небольшого кольца потребуется сдавать и перерабатывать кровь на протяжении примерно двух лет (если без риска для здоровья). То есть теоретически такое украшение для любимой девушки изготовить можно, хотя станет ли она носить эту ржавеющую железяку? Не помешают ли ей воспоминания о том, как на протяжении двух лет ее друг колол себя шприцем, затем в лаборатории выпаривал собственную кровь, прокаливал остаток, чем-то там восстанавливал железо, плавил его в муфельной печи и так далее — вместо того чтобы нормально бегать с ней на дискотеку?

Итак, железосодержащий гемоглобин является одним из важнейших веществ нашего организма, прежде всего будучи переносчиком кислорода от легких к тканям (после вдоха) и углекислого газа от тканей к легким, из которых мы углекислый газ и выдыхаем. Интересно, что процесс дыхания кислородом с помощью гемоглобина на уровне организма рефлекторный, а в основе почти чисто химический. Поэтому белок гемоглобин легко обмануть, что и делает наш страшный враг угарный газ. Гемоглобин принимает молекулу угарного газа за кислород (они действительно геометрически похожи) и начисто забывает о своей основной функции. В результате человек сначала засыпает рядом с печкой, а потом уже не просыпается.

Дефицит именно этого микроэлемента является главным у женщин, которые теряют в месяц примерно в два раза больше железа, чем мужчины (догадайтесь почему). По данным Института питания РАМН, в нашей стране еще недавно железодефицитной анемией (гипосидерозом) страдало значительное количество молодых женщин Севера, Сибири и Дальнего Востока и даже центральных областей России. Основными симптомами гипосидероза в начальной стадии является легкая утомляемость, повышенная или пониженная возбудимость, затем начинается сердцебиение и головокружение, доходящие до обморока. И если первые стадии анемии распознать довольно трудно, — у кого это сейчас, в наше время повседневных стрессов, нет легкой утомляемости или ненормальной возбудимости? — то последующие стадии уже вполне заметны. Для устранения этого заболевания не требуется особо специального лечения, за исключением правильной диеты и, в запущенных случаях, введения в рацион препаратов железа.

Больше всего железа содержится в печенке и почках съедобных животных, кальмарах и мидиях и, разумеется, в препарате из бычьей крови гематогене. Много железа в железистых минеральных водах и грунтовых водах стран с месторождениями железной руды. Требуется железа от 10 до 18 миллиграммов в сутки, для беременных и кормящих женщин 18 миллиграммов являются уже не максимумом, а минимумом. Такое количество железа содержится в поллитровой бутылке минеральной воды «Полюстровская»[2], но, во-первых, далеко не все железо усваивается и правильная диета все равно необходима. А во-вторых, кто, кроме патриотичных петербуржцев, в состоянии выпить пол-литра гадкой «Полюстровской»?

Надо сказать, избыток микроэлементов тоже ни к чему хорошему не приводит. Однако в случае железа летальная доза составляет аж 35 граммов — несколько крупных гвоздей, и съесть за раз столько железа надо умудриться.

Очень удачно, что согласно русскому алфавиту за железом следует кобальт, также нужный для образования красных кровяных клеток и предотвращающий развитие анемии. Открытый еще в XVIII веке, кобальт (от немецкого kobald — гном) лишь недавно, вскоре после Второй мировой войны, был признан необходимым для человека элементом. Оказалось, что кобальт входит в состав важнейшего витамина В12, и недостаточность кобальта — это именно недостаточность этого витамина. Причем обычно такой дефицит встречается редко, кобальта требуется всего-то 8 тысячных миллиграмма (8 микрограммов). Эти микрограммы содержаться практически в тех же пищевых продуктах, из которых мы получаем железо, хотя имеется кобальт и в зернах какао и в чае. Следующий элемент — марганец, его требуется человеку до 7 миллиграммов в сутки. Марганец, как правило, включается в поливитаминминеральные препараты. В обычной пище марганца содержится вполне достаточно, и, как правило, дефицита этого элемента не наблюдается. Но если вы страдаете повторяющимися головокружениями, рассеянны или имеете проблемы с памятью, то обязательно проверьте, получаете ли вы достаточное количество данного микроэлемента. Любопытно, что слишком много марганца может быть в водопроводной воде, текущей по старым трубам из стали, легированной марганцем.