XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Значение железа в организме человека

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Макаров Д.А. 1

---

1МКОУ "СОШ № 4 МО "Ахтубинский район

Конькова М.Н. 1

---

1МКОУ "СОШ № 4 МО "Ахтубинский район 10 класс

Работа в формате PDF

2.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

В организме человека насчитывается 15 наиболее значимых биоэлементов, которые необходимы для нормальной работы организма. Каждый из них выполняют свои функции. В своей работе я хотел бы остановиться на одном из них, это железо. Железо отвечает за следующие процессы в организме человека — доставка кислорода к органам, регулировка дыхания, метаболизм, влияет на уровень жизненной энергии, концентрацию внимания, желудочно-кишечные процессы, иммунную систему и регуляцию температуры тела. Следить за уровнем железа в крови необходимо при беременности и кормлении, почечной недостаточности, язве или желудочно-кишечных расстройствах, которые препятствуют нормальному усвоению минерала. Интенсивные тренировки могут разрушать эритроциты, поэтому за уровнем содержания железа в крови должны внимательно следить спортсмены. Вегетарианцы, также должны наблюдать за этим параметром, поскольку железо, получаемое из растительной пищи, усваивается недостаточно.

В своём исследовании, я хотел узнать больше о влиянии железа на организм человека, изучить продукты питания на содержания железа, узнать о нормах потребления железа для людей. Сколько железа содержится в продуктах питания? Данные вопросы возникли у меня, когда я выбирал данную тему. В ходе работы я попытался ответить на эти вопросы, используя знания, полученные на уроках химии. Актуальность моей работы обусловлена тем, что железо – это один из самых важных микроэлементов. Половина населения планеты в современном мире страдают железодефицитной анемией, а это плохо влияет на здоровье и внешность человека.

Цель исследования: теоретическое обоснование значения железа для организма человека и практическое обоснование необходимости сбалансированного питания.

Задачи:

1. Изучить литературу по данному вопросу.

2. Систематизировать и обобщить изученный материал.

3. Провести исследование крови на содержание железа в ней.

4. Провести исследование продуктов на содержание железа в них.

5. Обобщить полученные результаты и сделать вывод.

Гипотеза: у членов нашей семьи отсутствуют заболевания, связанные с избытком или дефицитом железа, благодаря тому, что мы правильно и разнообразно питаемся.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 История знакомства человека с железом.

Железо знакомо человечеству с древних времён. Использование железа началось намного раньше, чем его производство. Иногда люди находили куски серовато-чёрного металла, попавшие на Землю с метеоритами —метеоритное железо. Его использовали для изготовления оружия: перековывали в кинжалы или наконечники копий. Племена, проживающие на территории будущей Руси— киммерийцы, а позже скифы и сарматы использовали железо ещё до н. э. В современном мире железо играет значительную роль. Его используют для изготовления почти всех конструкции в машиностроении и тяжёлой промышленности. При этом, железо - является одним из самых важных биоэлементов. Оно содержится в живых организмах и без него не осуществимы жизненно важные процессы.

1.1.1 Биологическое значение железа.

Железо играет одно из главных значений в жизни человека, а именно за выработку гемоглобина в крови, который поддерживает питание органов, тканей и систем. Про роль железа в организме человека можно сказать следующее - это один из основных химических элементов, который отвечает за нормальную работу всего организма. У взрослого человека в организме содержится около 3,5 грамма железа (около 0,02%). Железо необходимо для нормального функционирования иммунной системы, формирования костей и нервной системы, для работы желудочно-кишечного тракта, эндокринных желез. В итоге можно сказать, что железо: (см рис.1)

1.Обеспечивает транспорт кислорода.

2.Обеспечивает транспорт электронов в окислительно-восстановительных реакциях организма.

3. Участвует в синтезе ДНК, делении клеток.

4.Участвует в метаболизме гормонов мозгового вещества надпочечников.

5.Участвует в лекарственной детоксикации.

Человеку нужно следить за уровнем железа в крови. Ведь при не правильном питании человек может столкнуться с дефицитом или с избытком железа в организме.

1.1.2 Дефицит железа в организме человека.

Наиболее распространенными признаками дефицита считаются:

а) Повышенная утомляемость, чувство сильной усталости. Это вызвано нехваткой железа для производства гемоглобина, который распространяет кислород по телу, многие ткани и органы недополучают энергию.

б)Бледность. Это может проявляться как по всему телу, так и только на лице, деснах или других частях тела. Чаще всего бледность появляется в случаях средней и тяжелой анемии.

в)Одышка. При низком уровне гемоглобина, падает уровень кислорода в крови, поэтому увеличивается частота дыхания — так тело пытается восполнить этот дефицит.

г)Изменения вкуса и обоняния. Данными признаками является: поражение слизистой полости рта, языка и губ. Опухший язык, неприятные ощущения в полости рта (сухость, жжение), язвы на слизистой, трещины в уголках губ.

Также при дефиците железа встречаются следующие симптомы:

1.Головные боли, головокружение;

2.Учащенное сердцебиение;

3.Сухие, поврежденные волосы, кожа, ногти;

4.Тяга к употреблению несъедобных продуктов (лед, глина, грязь, мел, бумага);

5.Постоянно холодные руки и ноги;

6.Чувство подавленности, депрессия;

7.Частые инфекционные заболевания.

Ещё при дефиците железа может возникнуть такая болезнь, как анемия. (см рис.2)

1.1.3 Избыток железа

В больших количествах железо может быть токсично для организма. За процесс регуляции и поддержания его запасов в равновесии отвечает такой гормон, как гепсидин. Некоторые нарушения, которые уничтожают выработку гепсидина, имеют все шансы привести к отравлению минералом.В обычном состоянии в крови циркулирует довольноне достаточно свободного железа, потому что оно густо связано с белками. При накоплении в клеточках, оно катализирует вредные процессы. Ускоряется окисление жиров, образуются свободные радикалы. Они представляют собой атомы воздуха, имеющие высшую окислительную дееспособность, повреждающую органеллы (постоянные составляющие клеток, нужные для ее существования) клеток и их стены. Излишкивеществасталкиваютсязначительнореже, чем недостаток. Передозировка может наступить в один моментили же проявляться медлительно в направлениедлительного времени.

Такое состояние может быть вызвано:

а) Отравлением железом. Это наступает при передозировке добавками железа, бесконтрольном приеме без учёта рекомендаций врача и результатов анализов крови. Разовые дозы до 10-20 мг/кг могут вызывать побочные симптомы, а выше 40 мг/кг требуют медицинской помощи.

б) Наследственным гемохроматозом. Это генетическое заболевание, при котором происходит нарушение обмена железа и накопление его в клетках различных органов.

в) Так называемой африканской перегрузкой железом. Данный синдром вызван высоким уровнем железа в пище или напитках. Впервые где он был замечен, это оказалась Африка, где варили домашнее пиво в железных горшках.

Ранние симптомы отравления железом могут включать боль в животе, тошноту и рвоту. Со временем избыток железа накапливается во внутренних органах, что вызывает серьезные повреждения мозга и печени.

1.2.Содержание железа в продуктах питания.

Железо присутствует в различной пищи, поэтому оно бывает гемовым и негемовым. Разница между ними касается и степени усвояемости. При потребление животных продуктов, железо усваивается на 15-35%, а при растительных — на 2-20%. От сюда можно сказать что, гемовый микроэлемент должен преобладать в рационе и присутствовать в достаточном количестве.

Вегетарианцам приходится намного сложней, по сравнению с тем, кто ежедневно потребляет мясную продукцию. Исправить данную ситуацию позволяет употребление пищи, которая улучшает степень усвоения железа. К таким продуктам относятся все те, которые богаты витамином С.

Наибольшее количество железа содержится в (см рис.3):

Мясе и субпродуктах. Например: индейка, курятина, говядина, нежирная мякоть свинины, баранина и печень.

Морепродуктах и рыбе. Это в креветке, тунце, сардине, устрице, моллюсках, мидиях, а также в красной и чёрной икре.

Яйцах. Это относится к куриным, страусиным, перепелиным.

Хлебе и злаковых. Наиболее полезными являются такие крупы, как овсяная, гречневая и ячневая. Больше всего железа содержат пшеничные отруби и рожь.

Бобовых, овощах, зелени. Наибольшее количество железа входит в состав гороха, фасоли, чечевицы, цветной капусты и брокколи, свеклы, спаржи, кукурузы.

Ягодах и фруктах. В данной категории продуктов, лидерами по содержанию железа являются кизил, хурма, кизил, слива, яблоки и гранты.

Семечках и орехах. Любые разновидности орехов и семечек имеют в своем составе много железа, ответственного за уровень гемоглобина.

Сухофруктах. Большое количество железо находится в таких сухофруктах как инжир, чернослив, изюм, курага.

На заметку!Не все сухофрукты полезны. Слишком красивый и чистый внешний вид плодов обычно говорит о том, что они былиподвергнуты обработке, которая позволяет наплевательским производителям увеличить срок хранения товара.

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1.Проведение социологического опроса.

Перед практической частью я провел опрос на тему «Железо в жизни человека» среди знакомых, друзей, одноклассников. Количество участников 48.

На первый вопрос «Знаете ли вы, для чего организму нужно железо?» 79% ответили «Да», а 21% «Нет». Следовательно, что большинство людей знают, зачем нашему организму нужно железо. (см рис.4)

На второй вопрос «Где в организме содержится железо?» 89 % ответили в «Крови (гемоглобин)», 2% «Печени», 6% «Мышцах» и 3% в «Костном мозге». Большая часть опрошенных считают что это кровь.(см рис.5)

На третий вопрос «В каких продуктах содержится железо?» 57% ответили в «Печени», 34% в «Яблоках», 2% в «Свекле», 7% в «Фасоли». Многие считают или знают, что в печени содержится железо. (см рис.6)

На четвёртый вопрос «Знаете ли вы, чем опасно недостаточное количество железа в организме?» 80% ответили «Да», а 20% «Нет». Большинство людей знают, чем опасно недостаток железа. (см рис.7)

Вывод: отвечая на 4 вопроса, люди знали для чего нужно железо, где оно находится в организме, в продуктах и то, что недостаточное количество железа отрицательно влияет на здоровье.

2.2. Проверка содержания железа в организме среди членов нашей семьи.

Во второй части работы я решил узнать, есть ли в нашей семье проблемы с содержанием железа в крови. Для ответа на этот вопрос, мы обратились в лабораторию. Где у всех членов нашей семьи взяли кровь на анализ.

Первым, кто сдал анализ крови на содержания железа, был я. Показатель железа в моей крови составил 15,0 мкмоль/л, это означает, что железо в моей крови в норме. Так как нормальная величина железа у мужского пола составляет от 10,6 до 28,3 мкмоль/л. (см рис.8 , рис.9)

Вторым, кто сдал анализ крови на содержания железа, была моя мама. Показатель железа в её крови составил 14,6 мкмоль/л, это означает, что железо в крови моей мамы находится в норме. Так как нормальная величина железа у женского пола составляет от 6,6 до 26,0 мкмоль/л. (см рис.8, рис 10)

Третьим, кто сдал анализ крови на содержания железа, был мой папа. Показатель железа в его крови составил 25,2 мкмоль/л, это означает, что железо в крови моего папы находится в норме. Так как нормальная величина железа у мужского пола составляет от 10,6 до 28,3 мкмоль/л. (см рис.11, рис.12)

2.3. Проверка содержания железа в продуктах питания.

Так как у членов нашей семьи не оказалось проблем с железом в крови, я решил проверить, сколько железа содержится в продуктах питания, которые мы часто употребляем.

Ход эксперимента:

В ступке измельчил образцы анализируемых продуктов одинаковой массы.

Добавил 10мл азотной кислоты(HNO₃), 1-2 мл пероксида водорода.

Полученную смесь перетёр и перенёс в стакан.

Дал отстояться.

Отобрал по 2 мл экстракта, добавили 1 каплю 20% раствора роданида калия (KCNS).

Сравнил окраску полученных растворов с колориметрической шкалой.

Сравнил содержания железа в разных продуктах питания.

Первым, что я решил проверить, были: свиная печень, говяжья печень и куриная печень. В свиной печени железо составило 1.5 мг/л, в говяжьей печени железо составило 1 мг/л, а в куриной печени железо составило 0,70 мг/л. Отсюда можно сделать вывод то, что большего всего железа находится в свиной печени. (см рис.13, рис.14, рис.15, рис.16)

Вторыми продуктами питания были овощи, такие как: огурец, помидор и помидор черри. В огурце железо составило 0.3 мг/л, в помидоре железо составило 0.4 мг/л, а в помидоре черри железо составило 0.5 мг/л. Отсюда можно сделать вывод то, что наибольший показатель железа оказался у помидоров черри. (см рис.17, рис.18, рис.19, рис.20)

Третьим, что я решил проверить на железо, были крупы, такие как: гречка, рис и нут. В гречке железо составило 1.5 мг/л, в рисе железо составило 0.3 мг/л, а в нуте железо составило 0.7 мг/л. Отсюда можно сделать вывод то, что наибольший показатель железа оказался у гречки.(cм рис.21, рис.22, рис.23, рис.24)

Четвёртым что я решил проверить, это оказались зелёное и красное яблоко. В зелёном и красном яблоке железо составило 1 мг/л. Отсюда можно сделать вывод то, что в зелёном и красном яблоке железо одинаковое. (см рис.17, рис.25, рис.26)

Пятым что я решил проверить, это оказались грецкий орех и мёд. В грецком орехе железо составило 1.3 мг/л, в мёде железо составило 0.3мг/л. Отсюда можно сделать вывод то, что в грецком орехе железа больше.(см рис.17, рис.27, рис.28)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения работы, я изучил значение железа для жизни человека. Без его участия не будут протекать такие процессы, как: нормальная работа иммунной системы, процессы кроветворения, обмен веществ, синтез ДНК, рост человека и самое главное обеспечения организма кислородом.

В ходе моего исследования была подтверждена гипотеза, о том, что у членов нашей семьи нет проблем с железом, благодаря нашей маме, которая подбирает правильный и полезный рацион питания на каждый день.

Глоссарий

Детоксикация — естественное и искусственное удаление токсинов из организма.

Гепсидин – пептид, регулирующий метаболизм железа в организме, перспективный маркер для дополнительной оценки статуса железа при железодефицитной анемии и патологических состояниях, связанных с перегрузкой железом.

Гемохроматоз – заболевание, связанное с накоплением в организме высоких, патологических уровней железа.

Лучше всего всасывается железо из мяса, печени или рыбы, так как продукты животного происхождения содержат растворимую 2-х валентную форму железа, его еще называют «гемовым».

А вот продукты растительного происхождения - злаки, зелень, фрукты, овощи, содержат нерастворимую форму железа (3-х валентную), его называют «негемовым».

Метаболизм, или обмен веществ,— это химические реакции, поддерживающие жизнь в живом организме.

Анемия – это уменьшение содержания гемоглобина и/или снижение количества эритроцитов в единице объема крови, приводящее к снижению снабжения тканей кислородом.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Описание электронных ресурсов:

1.Роль железа в организме человека [электронный ресурс]. – режим доступа к журналу: https://builderbody.ru/produkty-soderzhashhie-zhelezo/

2.Болезни связанные с железом [электронный ресурс]. – режим доступа к журналу: https://gb4miass74.ru/bolezni/produkty-bogatye-zhelezom.html

3.Продукты богатые железом [электронный ресурс]. – режим доступа к журналу:https://usp-crb.ru/prochee/produkty-bogatye-zhelezom-tablitsa-ego-soderzhaniya-v-myasnoj-i-molochnoj-pishhe-ovoshhah-i-fruktah.html

4.Самые вредные и полезные продукты питания [электронный ресурс]. – режим доступа к журналу: https://blotos.ru/samye-vrednye-i-samye-poleznye-produkty-pitania-cink-zelezo-i-drugie-mikroelementy-sostav-i-sovmestimost-produktov

5.Продукты содержащие железо [электронный ресурс]. – режим доступа к журналу: https://builderbody.ru/produkty-soderzhashhie-zhelezo/

6.Список продуктов с высоким содержанием железа [электронный ресурс]. – режим доступа к журналу: https://car-radio.ru/lechenie/grechka-podnimaet-gemoglobin.html

7.Роль железа в организме: дефицит, избыток, источник [электронный ресурс]. – режим доступа к журналу: https://style.rbc.ru/health/6088e77f9a7947394cbfd3cd

8.Снижение гемоглобина [электронный ресурс]. – режим доступа к журналу: https://institut-clinic.ru/snizhenie-gemoglobina-u-muzhchin-prichiny-simptomy-i-osobennosti-lecheniya/

9.Железо в жизни человека[электронный ресурс]. – режим доступа к журналу:https://theslide.ru/biologiya/proekt-zhelezo-v-zhizni-cheloveka

Приложение А

Рисунок 1.- Роль железа в организме

Рисунок 2.- Симптомы анемии

Рисунок 3.-Содержание железа в продуктах питания.

Приложение Б

Рисунок 4. – Диаграмма 1

Рисунок 5. – Диаграмма 2

Рисунок 6. –Диаграмма 3

Рисунок 7. –Диаграмма 4

Рисунок 8. Рисунок 11.

Рисунок 9.

Рисунок 10.

Рисунок 12.

Рисунок 13.

Рисунок 14. (Говяжья печень) Рисунок 15. (Куриная печень)

Рисунок 16.(Свиная печень)

Рисунок 17.

Рисунок 18. (Огурец) Рисунок 19. (Помидор)

Рисунок 20. (Помидор чери)

Рисунок 21.

Рисунок 22. (Нут) Рисунок 23. (Рис) Рисунок 24. (Гречка)

Рисунок 25. (Красное яблоко) Рисунок 26. (Зелёное яблоко)

Рисунок 27. (Мёд) Рисунок 28. (Грецкий орех)

ПАСПОРТ ПРОЕКТНОЙ РАБОТЫ

Тема проекта: «Значение железа в организме человека».
Учебный год: 2022-2023 гг.

Школа, класс: МКОУ «СОШ № 4 МО «Ахтубинский район», 10Б класс.

Автор проекта: Макаров Данила Андреевич.

Руководитель проекта: Конькова Марина Николаевна, учитель химии.

Аннотация:

В современном мире железо играет огромную роль. Без железа невозможна жизнь животных, растений и человека. Оно содержится в живых организмах, и без него не осуществимы жизненно важные процессы, без протекания которых все живое обречено на гибель.

Какую роль играет в жизни человека? Как железо влияет на организм человека? В виде какого соединения железо попадает и усваивается живым организмом? Данные вопросы у меня появились, когда я выбирала эту тему.

В заключении приведены основные выводы, полученные в результате проведённого исследования.