XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке. Летняя площадка 2022

Проблема йод дефицита в организме учащихся и в продуктах питания, потребляемых ими

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Соколова В.С. 1

---

1МБОУ "Лицей №17" город Славгород

Коропатова С.А. 1

---

1МБОУ "Лицей №17"

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Роль эндокринной системы в организме очень велика. Почти 100лет

эндокринологи борются с заболеваниями щитовидной железы, но тем не менее, за последние годы (по данным здравоохранения) число больных увеличилось почти на 30%. И так как Славгород находится в зоне йододифицита, эта проблема заинтересовала меня.

Актуальность.

В Славгороде наблюдается рост числа заболеваний, связанных с щитовидной железой. В связи с тем, что наш город находится в зоне йододефицита, славгородцам важно употреблять достаточное количество йода, чтобы организм мог нормально функционировать. Это является одним из важнейших показателей, которые влияют на будущее поколение нашего города.

Цель: изучение проблемы йододефицита у учащихся на примере одной из школ в г. Славгороде.

Задачи:

Исследовать некоторые овощи на наличие в них йода.

Провести исследование среди учащихся с целью выяснения, достаточно ли йода у них в организме.

Провести анкетирование учащихся с целью выяснения, потребляют ли они продукты, содержащие йод.

Проанализировать все результаты, сделать выводы и дать рекомендации.

Объектом исследования стали учащиеся школы №17 города Славгорода.

Предмет исследования – проблема йододефицита в нашем городе.

Гипотеза: Заболевания щитовидной железы вызваны йододефицитом в организме населения города Славгорода.

В наше время количество негативных факторов все время возрастает, поэтому человеку необходимо быстро адаптироваться к новым условиям. За приспособляемость организма отвечают сложные физиологические механизмы, в том числе и эндокринная система. В этом случае человеку помогают гормоны. Но они не способны вырабатываться без достаточного количества микроэлементов, в частности – йода.

Поэтому нормальное функционирование эндокринной системы очень важно для организма, особенно в нашей местности, где для жителей важны не только адаптация, рост, основной обмен, но важно также не допускать нарушений в деятельности железы.

^{1.1. Роль йода в развитии организма человека.}

^{Йод – необходимый для животных и человека микроэлемент. В первую очередь он необходим для нормального функционирования щитовидной железы. Она играет важную роль в обмене веществ. На это нам могут указывать различные нарушения в работе щитовидной железы, приводящие к нарушению основного обмена. В состав щитовидной железы входит вязкий секрет – коллоид, в состав которого входит особый гликопротеид – йодтиреоглобулин. Он представляет собой запасную форму тироксина – основного гормона щитовидной железы. [12]}

^{Последовательность синтеза гормонов щитовидной железы впервые была изучена при помощи радиоактивного йода. Биологическое действие гормонов щитовидной железы распространяется на множество физиологических функций организма. Например, они регулируют скорость основного обмена, рост и дифференцировку тканей, обмен белков, углеводов и липидов, водно-электролитный обмен, деятельность центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы и другое. Естественно, что поэтому нарушение и недостаточная функция щитовидной железы или повышенная секреция гормонов вызывает глубокие изменения и расстройства физиологического статуса организма. [7,11]. Но в некоторых областях существует недостаток йода в питьевой воде, в продуктах питания. Так, в почвах и растениях таежно-степной зоны, нечерноземных и сухостепных, пустынных и горных районах наблюдается низкий уровень йода. Он или содержится в недостаточном количестве, или не сбалансирован с другими микроэлементами [7].}

^{По этим причинам возникает йододефицит в организме, который приводит к различным заболеваниям. При этом повышенный или пониженный уровень основного обмена является основным показателем для диагностики патологии в деятельности щитовидной железы.}

^{При гиперфункции щитовидной железы развивается базедова болезнь (по имени врача, описавшего это явление) или гипертиреоз. Резкое повышение обмена веществ сопровождается усиленным распадом тканевых белков, что приводит к развитию отрицательного азотистого баланса. Наиболее характерными проявлениями базедовой болезни являются тахикардия, пучеглазие(экзофтальм) и зоб, то есть увеличенная в размерах щитовидная железа. У больных развивается общее истощение организма, а также психические расстройства, повышена утомляемость, дрожание рук, резкая потливость и другое.}

^{Гипофункция железы (или полная ее атрофия) в раннем детстве приводит к развитию болезни под названиемкретинизм. Помимо остановки роста, специфических изменений со стороны кожи, волос, мышц, резкого снижения скорости процессов обмена, при кретинизме отмечаются глубокие нарушения психики, недоразвиты вторичные половые признаки. Тело имеет непропорциональные размеры: голова слишком большая, а конечности короткие. Недостаточная функция железы в зрелом возрасте сопровождается развитиеммикседемы(от греческого myxa – слизь и oedemo – отек). Это заболевание чаще всего встречается у женщин и характеризуется нарушением водно-солевого, основного и жирового обмена. У больных отмечаются слизистый отек, патологическое ожирение, резкое снижение основного обмена, выпадение волос и зубов, общие мозговые нарушения и психические расстройства. Кожа становится сухой, температура тела падает. В крови повышается содержание сахара.}

^{Кроме того, заслуживает внимания еще одно поражение щитовидной железы. Это эндемический зоб. Болезнь обычно развивается у людей, проживающих в горных местностях, где содержится недостаточно йода в воде и растениях.}

^{1.2. Йод в организме}

^{Йод может поступать в организм различными способами: с пищей, водой, воздухом. Например, он легко всасывается через кожу, слизистые, в парообразном состоянии – через легкие. Но основной источник йода – растительные продукты. Поступая в организм, йод проходит всю пищеварительную систему. Всасывание йода проходит в передних отделах тонкого кишечника. Но скорость всасывания зависит от качества пищи. Кроме того, йод может накапливаться в разных частях организма. Например, в мышцах примерно 10 – 25 мг, а в щитовидной железе около 6 – 15мг (норма). В сумме же эта цифра в пределах нормы может доходить до 20 – 50 мг. Еще он может накапливаться в митохондриях эпителия и в тироксине – гормоне щитовидной железы.}

^{Выделение йода из организма идет преимущественно через почки (до 70 – 80 %), через молочные, слюнные и потовые железы; частично с желчью. При этом с мочой выделяется около 50 мкг йода. Поэтому йод может накапливаться в тех органах, через которые выделяется.}

^{Суточная потребность в йоде для человека может колебаться в зависимости от места проживания, веса, возраста. Но в среднем это составляет около 3 мкг на 1 кг массы. При недостатке йода возникают различные заболевания, а при введении в организм йода повышается основной обмен, усиливаются окислительные процессы, поднимается тонус мышц, стимуляция половой функции. [7. 12]}

Основная часть.

Исследовательская часть

2.1. Изучение динамики роста числа заболеваний в городе Славгороде

МУЗ «Славгородская Центральная районная больница» были предоставлены сведения о количестве заболевших за период с 2016 по 2020 год. Это количество составило

в 2016 – 612 человек;

в 2017 – 698 человек;

в 2018 – 785 человек.

2019 – 872 человека

2020 – 948 человек

2021 – 954 человека

Рис.1. Динамики роста числа заболеваний в городе Славгороде

То есть за этот период рост числа заболеваний составил 26,6%. Это довольно много для нашего города, хотя в процентном соотношении с населением города — это значение равно примерно 1,5%. Но динамика, причем устойчивая.

2.2. Проба на йод у учащихся «Лицея №17» методом йодной сетки.

Можно ли самостоятельно определить, хватает йода собственному телу, или нет? Можно!

Способ, предложенный Старожук Б.А.

Естествоиспытатель Старожук Б.А. работал 15 лет над изучением методики лечения щитовидной железы методом синего йода. В результате своей деятельности предлагает методику определения уровня содержания йода в организме. Для этого с вечера наносится йодная сетка на внутреннюю часть бедра или нижнюю часть живота. Для этого накрутите на тонкую палочку ватку (проще всего воспользоваться специальными гигиеническими палочками), смочите ее 3-5%-ным спиртовым раствором йода и начертите на коже вертикальные и горизонтальные пересекающиеся полосы так, чтобы получилась табличка с квадратиками 1см на 1 см. Почему именно такие квадратики? Было просчитано, что это идеальная геометрическая фигура для равномерного распространения нанесенной жидкости: и всасывается достаточно быстро, и действует эффективно. Но главное – дать просохнуть сетке.

Итак, если йодная сетка исчезнет через три часа - организму йод просто необходим, 6-8 часов - нехватка йода не так заметна, через сутки - йод в организме в норме либо даже в избытке [3]. Но даже в этом случае йодная сетка не помешает как противовоспалительное средство. При нанесении на кожу она оказывает местное раздражающее действие, расширяет кожные капилляры, способствует оттоку части крови и уменьшению ее застоя в воспаленных тканях. Поэтому йодную сетку можно использовать как отвлекающее противовоспалительное средство при лечении заболеваний органов дыхания, а также при болях, вызванных остеохондрозом, невралгией, неврастенией.

Учащимся было предложено:

взять 3-5% раствор йода и смочить им ватную палочку;

нанести раствор йода на внутреннюю поверхность бедра в виде сетки;

клеточки должны быть размером примерно 1х1 см;

после нанесения сетки пронаблюдать, через какое время она исчезнет.

Если сетка исчезает через:

3-4 часа, то йод организму просто необходим;

≈ 6-8 часов – нехватка йода не так заметна;

сутки – йод в организме в норме

При проведении этого исследования соблюдается одно немаловажное условие. Так как область с нанесенной йодной сеткой находится в зоне контакта кожи с одеждой, нужно следить за тем, чтобы сетка попросту не стёрлась, иначе проба покажет неверный результат.

^{Результаты пробы на йод у учащихся «Лицея №17» методом йодной сетки.}

В нашем исследовании приняли участие 200 человек. По 50 человек с каждой параллели, начиная с 7 класса. При этом в разных возрастных группах было разное количество учащихся с признаками йододефицита:

Статистические данные ЦРБ г. Славгорода 2021года

7 класс - лишь у одного человека из 50 есть признаки йододефицита;

8 класс – 2 человека;

9 класс – также 2 учащихся;

10 класс – пик йододефицита – 4 человека;

11 класс – 3 человека.

Наблюдается рост числа случаев возникновения йододефицита у учащихся «Лицей №17». Всего учащихся с возможным йододефицитом – 12 человек. Это около 1,5% от количества учащихся лицея. Процент не слишком велик, но настораживает, так как наблюдается рост йододефицита не только в школе, но и во всем городе

Рис.2 Динамика роста йододефицита у учащихся

Рис.3. Распределение учащихся с заболеваниями щитовидной железы по годам и по параллелям 7-11 классов

В среднем у учащихся наблюдается средний уровень йода в организме, что указывает на необходимость профилактики йододефицита. Иначе он может развиться в более тяжелые формы.

Рис.4. Распределение заболевших учащихся щитовидной железой по половому признаку

Можно сделать вывод, что ближе к периоду полового созревания количество йода в организме уменьшается, как видно из диаграммы, девочки болеют больше, чем мальчики. к тому же, это сопровождается возрастанием умственной нагрузки в школе. Как следствие, ребенку нужно большее количество микроэлементов для нормальной работы организма. А так как наиболее употребляемая пища не богата йодом, возникает его дефицит. Хотя процент таких детей не велик. В общем, у детей наблюдается средний уровень йода в организме. А поддерживать его можно с помощью биологических добавок к пище. Но перед этим лучше проконсультироваться с врачом.

2.3. Анкетирование учащихся с целью выявления потребления продуктов, содержащих йод

Исследуемой группе учащихся предложено ответить на один вопрос анкеты: «Какие продукты вы употребляете чаще всего?». Был дан список продуктов с различным содержанием йода, в котором они должны были проставить количество баллов.

Продукт, наиболее часто употребляемый, получал максимальное число баллов – 14, а наименее популярный – 1 Учащиеся должны были сами определить количество баллов для каждого продукта.

Картофель, мясо, сахар, яйца, молоко, морковь, масло, капуста, гречка, свекла, фасоль, минтай, печень трески.

Рис.5. Результаты анкетирования учащихся с целью выявления потребления продуктов, содержащих йод.

Подведя итоги анкетирования, выяснилось, что продукты, богатые йодом учащиеся употребляют меньше всего. Возможно, такая тенденция возникает потому, что не всем они по карману или просто не доступны в нашей местности из-за удаленности от моря и теплых регионов.

Зато картофель, набрав в среднем 14 баллов, стал наиболее популярным продуктом, что и не удивительно. Это самый распространенный продукт в нашей местности и без него, в принципе, невозможно представить себе свой рацион. Остальные лидирующие позиции заняли продукты, так же не богатые йодом

Продукты, насыщенные йодом, например, печень трески, набрали в среднем от 7 до 1 балла, что свидетельствует об их «непопулярности» в рационе испытуемых. То есть наш рацион довольно скуден на йод. Впрочем, как и вода, которую мы пьем. Поэтому в такой ситуации вопрос йододефицита стоит очень остро.

^{2.4. Исследования продуктов, выращенных на территории города Славгорода, на наличие йода.}

В экспериментальной части моей работы я провела опыты, которые смогли мне показать, в каких продуктах содержится йод. Эти продукты выращены на нашей земле, поэтому этот опыт поможет мне понять, в каких продуктах содержится йод, и какие из них можно употреблять для профилактики йододефицита.

Цель работы: определение йода в овощах.

Для моей работы мне понадобилось несколько продуктов: картофель-1, огурцы-2, морковь-3, свекла-4, яблоко-5. Кроме того, мне понадобится хлорная вода для подтверждения нахождения йода в продукте.

2NaI + Cl₂= I₂ + 2NaCl (уравнение выделения йода из солей продукта)

Выделяющийся йод можно обнаружить с помощью крахмала (синее окрашивание) или взбалтывая раствор с органическими растворителями, приобретающими в присутствии йода красно-фиолетовую окраску.

Ход работы.

Измельчить на терке исследуемые продукты.30 грамм продукта дополнительно растолочь в ступке и залить 30 мл дистиллированной воды.

Перелить смесь в колбу соответствующего объёма. В течение 5 минут колбу взбалтывать, проводя выделение солей в раствор.

Дать отстояться раствору в течение 10 минут.

2 мл каждого раствора помещается в пробирку, добавляется 3 капли хлорной воды (водный раствор хлора) и 1 мл раствора крахмала.

В пробирках наблюдается бурое окрашивание.

Рис.6 Водные растворы овощей, выращенных на территории г. Славгорода до реакции на определение содержания йода.

^{Рис7 Результаты практического исследования продуктов, выращенных на территории города Славгорода, на наличие йода.}

После реакции

В пробирках наблюдается бурое окрашивание различной интенсивности:

^{В пробирках под номерами 1,3,4 появилось бурое окрашивание;}

^{В пробирках №5 – слабое окрашивание (по сравнению с предыдущими);}

^{В пробирках №2 окрашивания не наблюдалось.}

На основе этого можно сделать еще один вывод: в городе Славгороде почвы недостаточно богаты йодом, вследствие чего в растительной пище его также содержится мало. Поэтому при употреблении таких продуктов может возникнуть недостаток йода в организме.

Новизна исследования:

^{в этой области состоит в том, что в нашем городе подобная работа не проводились.}

^{Практическая значимость:}

^{работа может быть полезна учителям химии и биологии, в работе методических объединений, при работе врачей с потенциальными больными в местной системе здравоохранения.}

Заключение.

^{Проведя исследования, я достигла поставленной мною цели. Я выяснила, какое воздействие оказывает щитовидная железа на развитие организма. Кроме того, изучила различные заболевания, связанные с патологиями щитовидной железы и с йододефицитом.}

^{Проследила динамику роста числа заболеваний, вызванных йододефицитом, в нашем городе. Сделав выводы, я поняла, что эта проблема стоит довольно остро и с каждым годом все возрастает. Поэтому нам следует больше внимания уделять этой проблеме, ведь с ней может столкнуться каждый.}

Подведя итоги анкетирования, выяснилось, что продукты, богатые йодом учащиеся употребляют меньше всего. Возможно, такая тенденция возникает потому, что не всем они по карману или просто не доступны в нашей местности из-за удаленности от моря и теплых регионов.

Провела исследование йодной сеткой среди учащихся с целью выяснения, достаточно ли йода у них в организме. Наблюдался рост числа случаев возникновения йододефицита у учащихся «Лицей №17». Всего учащихся с возможным йододефицитом – 12 человек. Это около 1,5% от количества учащихся лицея. Процент не слишком велик, но настораживает, так как наблюдается рост йододефицита не только в школе, но и во всем городе

^{Проведя практическую работу, я выяснила, в каких продуктах, выращенных на нашей почве, содержится больше всего йода в моркови и свёкле, меньше всего в огурцах. Данная работа помогла мне понять важность и необходимость изучения проблемы йододефицита. Я достигла поставленной цели и поэтому считаю, что работа выполнена вполне удачно, так как я открыла для себя много новой и полезной информации.}

^{Список литературы:}

Большая энциклопедия Кольера; CD-диск.

Гиляров М.С. Биологический энциклопедический словарь. Москва: Советская энциклопедия, 1986.

Гончаренко Г.И. //Приложение к журналу «Вестник надежды»//Бийск: Катунь, 2005.

Кнунянц И.Л. Химия. Большой энциклопедический словарь. Москва: Большая Российская энциклопедия, 1998.

Кнунянц И.Л. Химическая энциклопедия в 5 томах; том 2. Москва: Советская энциклопедия, 1990.

Петровский Б.В. Краткая медицинская энциклопедия. Москва: Советская энциклопедия, 1989.

Петровский Б.В. Популярная медицинская энциклопедия. Москва: Советская энциклопедия, 1979.

Петровский Б.В. Энциклопедический словарь медицинских терминов в 3 томах; том 1. Москва: Советская энциклопедия, 1982.

Покровский В.И. Малая медицинская энциклопедия, том 2. Москва: Советская энциклопедия, 1991.

Прохоров А.М. Советский энциклопедический словарь. Москва: Советская энциклопедия, 1988.

Северин Е.С. Биологическая химия. Учебник для ВУЗов. Москва: издательский дом Гэотар-мед, 2003.

Электронная программа 1С. Репетитор. Биология. (1.0а).

Энциклопедия Кирилла и Мефодия; CD-диск.

Приложение

Таблица №8 Основные источники йода

___________________________________________________________________________

Петровский Б.В. Краткая медицинская энциклопедия в 3 томах. Москва: Советская энциклопедия,1989.

Таблица №9 Содержание йода в продуктах (мкг на 100г сырого продукта).

__________________________________________________________________________

Петровский Б.В. Краткая медицинская энциклопедия в 3 томах. Москва: Советская энциклопедия,1989.

Рис. 10 Внешний вид щитовидной железы.

1 – щитовидный хрящ;

2 – щитовидная железа;

3 – трахея.

^{Рис. 11Заболевания щитовидной железы и их проявления.}

^{Группа людей, больных кретинизмом}

Рис.12 ^{Микседема (по Н.А. Шершевскому).}

^{Рис. 13 Больная с резко выраженной формой базедовой болезни (слева). Справа - та же больная через год после операции (по Н.А. Шерешевскому).}

^{Рис.14 Лицо ребенка с йододермой:}

^{видны слившиеся пустулы, изъязвленные в центральной части и покрытые корками.}