Титан в организме человека

Содержание

Титан – описание элемента с фото, характеристика его влияния на организм человека, а также потребность в этом химическом элементе

Титан в организме человека

Титан – один из загадочных, малоизученных макроэлементов в науке и жизни человека. Хотя его не зря называют «космическим» элементом, т.к. он активно применяется в передовых отраслях науки, техники, медицины и во многом другом – это элемент будущего.

Этот металл серебристо-серого цвета (см. фото), не растворим в воде. Он у него небольшая химическая плотность, поэтому ему характерна легкость. В то же время он очень прочен и легко поддается обработке из-за своей плавкости и пластичности. Элемент химически инертен благодаря наличию на поверхности защитной пленки. Титан не горюч, но его пыль взрывоопасна.

Открытие этого химического элемента принадлежит большому любителю минералов англичанину Уильяму Мак-Грегору. Но своим названием титан обязан все же химику – Мартину Генриху Клапроту, который обнаружил его независимо от Мак-Грегора.

Предположения о причинах, по которым этот металл назвали «титаном» романтичны. По одной версии, название связано с древнегреческими богами Титанами, родителями которых являлись бог Уран и богиня Гея, а вот согласно второй, оно происходит от имени королевы фей – Титании.

Как бы там ни было, этот макроэлемент девятый по нахождению в природе. Он входит в состав тканей представителей флоры и фауны. Много его в морской воде (до 7%), а вот в почве его содержится всего 0,57%. Наиболее богат запасами титана Китай, за ним идет Россия.

Действие титана

Действие макроэлемента на организм обусловлено его физико-химическими свойствами. Его частицы очень малы, они могут проникать в клеточную структуру и влиять на ее работу. Считается, что из-за своей инертности макроэлемент не взаимодействует химически с раздражителями, и поэтому не токсичен.

Однако он вступает в связь с клетками тканей, органов, крови, лимфы посредством физического действия, что приводит к их механическому повреждению.

Так, элемент может своим действием привести к повреждению одно- и двухцепочной ДНК, повредить хромосомы, что может привести к риску развития рака и сбоя в генетическом коде.

Выяснилось, что частицы макроэлемента не способны пройти через кожу. Поэтому попадают они внутрь человека только с едой, водой и воздухом. 

Титан лучше усваивается через желудочно-кишечный тракт (1-3%), а вот через дыхательные пути всасывается только около 1%, однако содержание его в организме сконцентрировано как в легких (30%). С чем это связано? Проанализировав все вышеуказанные цифры, можно прийти к нескольким выводам.

Во-первых, титан вообще плохо усваивается организмом. Во-вторых, через ЖКТ идет выведение титана через кал (0,52 мг) и мочу (0,33 мг), а вот в легких такой механизм слабый или вовсе отсутствует, так как с возрастом у человека концентрация титана в этом органе возрастает практически в 100 раз.

Чем же обусловлена такая большая концентрация при таком слабом всасывании? Скорее всего, это связано с постоянной атакой на наш организм пыли, в которой всегда присутствует титановая составляющая.

Кроме того в данном лучае нужно учитывать нашу экологию и наличие промышленных мощностей вблизи населенных пунктов.

По сравнению с легкими, в остальных органах, таких как  селезенка, надпочечники, щитовидная железа, содержание макроэлемента на протяжении всей жизни остается неизменным. Также присутствие элемента наблюдается в лимфе, плаценте, головном мозге, женском грудном молоке, костях, ногтях, волосах, хрусталике глаза, тканях эпителия.

Находясь в костях, титан участвует в их срастании после переломов.

Также положительное действие наблюдается в восстановительных  процессах, происходящих в поврежденных подвижных соединениях костей при артритах и артрозах. Этот металл является сильным антиоксидантом.

Ослабляя действие свободных радикалов на клетки кожи и крови, он защищает весь организм от преждевременного старения и изнашивания.

Концентрируясь в отделах мозга, отвечающих за зрение и слух, положительно влияет на их функционирование.

Нахождение металла в надпочечниках и щитовидной железе подразумевает его участие в вырабатывании гормонов, участвующих в обмене веществ.

Он также задействован в выработке гемоглобина, выработке эритроцитов. Снижая в крови содержание холестерина и мочевины, следит за ее нормальным составом.

Негативное действие титана на организм связано с тем, что он является тяжелым металлом. Попадая в организм, он не расщепляется и не разлагается, а оседает в органах и тканях человека, отравляя его и вмешиваясь в процессы жизнедеятельности. Он не подвержен коррозии и устойчив к действию щелочей и кислот, поэтому желудочный сок не способен на него воздействовать.

Соединения титана имеют способность не пропускать коротковолновое ультрафиолетовое излучение и не всасываются через кожу, поэтому их можно использовать для защиты кожи от ультрафиолета.

Доказано, что курение увеличивает поступление металла в легкие из воздуха во много раз. Это ли не повод бросить эту вредную привычку!

Суточная норма – какова потребность в химическом элементе?

Суточная норма макроэлемента обусловлена тем, что в теле человека содержится примерно 20 мг титана, из них 2,4 мг – в легких. Каждый день с пищей организм приобретает 0,85 мг вещества, с водой – 0,002 мг, а с воздухом – 0,0007 мг.

Суточная норма для титана очень условна, так как последствия его влияния на органы до конца не изучено. Приблизительно она равняется около 300-600 мкг в сутки.

Нет никаких клинических данных о последствиях превышения этой нормы – все на стадии опытных исследований.

Состояния, при которых бы наблюдался недостаток металла, не выявлены, поэтому ученые пришли к выводу, что их в природе не существует. Но его дефицит наблюдается при большинстве тяжелых заболеваний, что может ухудшить состояние больного. Этот недостаток можно убрать титаносодержащими препаратами.

Влияние избытка титана на организм

Избыток макроэлемента единоразового поступления титана в организм не выявлен. Если, предположим, человек проглотил титановый  штифт, то, по всей видимости, об отравлении говорить не приходится. Скорее всего, из-за своей инертности элемент не вступит в контакт, а выведется естественным путем.

Большую опасность вызывает систематическое увеличение концентрации макроэлемента в органах дыхания. Это приводит к повреждению дыхательной и лимфатической систем. Также есть непосредственная связь между степенью протекания силикоза и содержанием элемента в органах дыхания. Чем больше его содержание, тем тяжелее протекает болезнь.

Избыток тяжелого металла наблюдается у людей, работающих на химических и металлургических предприятиях. Наиболее опасен хлорид титана – за 3 рабочих года начинается проявление тяжелых хронических заболеваний.

Такие заболевания лечат специальными препаратами и витаминами.

Каковы источники?

Элемент попадает в организм человека в основном с пищей и водой.  Больше всего его в бобовых (горох, фасоль, чечевица, бобы) и в злаковых (рожь, ячмень, гречка, овес). Выявлено его присутствие в молочных и мясных блюдах, а также в яйцах. В растениях сконцентрировано больше этого элемента, чем в животных. Особенно высоко его содержание в водоросли – кустистой кладофоре.

Во всех продуктах питания, где присутствует пищевой краситель Е171, содержится диоксид этого металла. Его применяют в изготовлении соусов и приправ. Вред этой добавки находится под вопросом, так как оксид титана практически не растворим в воде и желудочном соке.

Показания к применению

Показания к применению элемента, несмотря на то, что этот космический элемент еще мало изучен, есть, он активно применяется во всех сферах медицины.

Из-за своей прочности, коррозионной стойкости и биологической инертности, он широко применяется в сферах протезирования для изготовления имплантантов. Его применяют в стоматологии, нейрохирургии, ортопедии.

Благодаря долговечности из него изготавливают хирургические инструменты.

Диоксид этого вещества используют в лечении болезней кожи, таких как хейлит, герпес, угревая сыпь, воспаление слизистой рта. Им удаляют гемангиому лица.

Никелид металла задействован в устранении местно-распространенного рака гортани. Его используют для эндопротезирования гортани и трахеи. Также он применяется для лечения инфицированных ран в сочетании с растворами антибиотиков.

Аквакомплекс глицеросольвата макроэлемента  способствует заживлению язвенных ран.

Для ученых по всему миру открыто много возможностей для изучения элемента будущего, так как его физико-химические свойства высоки и могут принести безграничную пользу для человечества.

Титан в организме человека

Титан в организме человека

Титан (Ti) – химический элемент, занимающий в периодической системе Д.И. Менделеева 22 место. В элементарном виде представляет собой легкий металл серебристо-белого цвета, отличающийся высокой прочностью.

С соединениями титана человечество познакомилось сравнительно недавно, только в конце XVIII века. Точнее, в 1791 году дважды состоялись два независимых друг от друга обнаружения оксида неизвестного металла, который в 1795 году все же получил свое название – “титан”. Однако об этом открытии узнало так мало химиков, что через 10 лет, в 1801 году, открытие титана состоялось еще раз.

Металлический титан был получен только в 1825 году шведским химиком Й.Я. Берцелиусом.

Столь много времени для разложения оксида титана понадобилось в связи с тем, что это соединение очень химически устойчиво, да и очистить его от примесей, чтобы получить хоть крупицу чистого титана, оказалось занятием не из простых. Именно поэтому первый химически чистый образец титана был получен вовсе не из его оксида, а из йодида (TiI4).

Титан – очень распространенный химический элемент на нашей планете, точнее, он занимает 10 место. Его содержание в земной коре составляет 0,57%, концентрация в морской воде – 1 мкг/л.

Такая низкая концентрация титана в воде (по сравнению с горными породами) объясняется тем обстоятельством, что почти весь титан планеты существует в форме оксида, который нерастворим в воде. В некоторых породах глины содержится до 30% оксида титана.

Геологи насчитывают не менее 100 минералов, содержащих этот химический элемент. Самыми распространенными из них являются рутил, ильменит, титаномагнетит, перовскит, титанит. Однако месторождений таких полезных ископаемых на Земле не так уж и много.

Поэтому, несмотря на весьма высокую распространенность титана в земной коре, по оценкам экспертов, легкодоступных запасов этого химического элемента хватит всего на 150 лет, если, конечно же, не будут изобретены другие способы его добычи. 

Россия занимает второе место в мире по запасам титана (после Китая) и имеет при этом несколько десятков его месторождений (однако, на сегодняшний день освоено только девять). Добываемое минеральное сырье Россия экспортирует в другие страны.

Основными производителями металлического титана являются США, Япония, Великобритания, Украина, Казахстан, Китай.

В некоторых странах построены комбинаты по производству пигментного диоксида титана (США, Германия, Великобритания, Япония, Франция), потребность в котором промышленности очень высока.

Благодаря своим химическим, физическим свойствам (устойчивости к коррозии, особенно в кислой среде, способности сплавляться со многими металлами, легкости и т.д.

) и, что совсем немаловажно, дешевизне (1 кг титана на мировом рынке стоит $15-25), титан нашел очень широкое применение в промышленности и технике. Но больше всего титан востребован в космической и медицинской промышленности.

Титан в 2-4 раза прочнее сплавов железа, и в 6-12 раз – сплавов алюминия. Нужно очень сильно постараться (потратить немало времени), чтобы перегнуть и сломать титановую проволоку.

Титан служит материалом для изготовления самых разнообразных медицинских инструментов, особенно хирургических (зажимы, скальпели, пинцеты). Но больше всего он ценится как материал для изготовления различных протезов, ведь титан не только прочен, легок и устойчив к коррозии, он еще и биологически инертен.

Изготовленные из него искусственные части организма не вызывают аллергической реакции. К тому же металлический титан очень легко очистить от примесей, чего не скажешь о кобальтовых сплавах и стали.

Титан широко применяется в ортопедии, в том числе зубной (коронки, брекеты), в челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии и т.д.

Применение в современной медицине находит не только металлический титан, но и его соединения. Оксид титана входит в состав многих кремов и мазей, поскольку обладает противовоспалительным, бактерицидным, фунгицидным и подсушивающим кожу действием. Эти его свойства используются в лечении герпеса, угревой сыпи, воспалений полости рта и губ.

У оксида титана есть еще одно замечательное свойство: он не пропускает ультрафиолетовое излучение, особенно коротковолнового диапазона (самого опасного для человека). Как вы уже наверное догадались, именно поэтому основным компонентом всевозможных кремов и спреев от загара является оксид титана. Именно он придает всем этим косметическим средствам белоснежный цвет.

Роль титана в организме человека

Не так давно было установлено, что титан необходим организму не только человека, но и многих других живых существ. Несмотря на высокую распространенность титана, в организме человека он присутствует в микроскопических количествах.

Все аспекты биологической роли титана не раскрыты, но на сегодняшний день все же известно много.

Так, ученые установили, что титан совершенно необходим для образования эритроцитов в костном мозге, он принимает участие в процессах синтеза гемоглобина, оказывает влияние на функционирование иммунной системы, регулирует уровень холестерина и карбамида (мочевины) в крови. Титан принимает участие во многих метаболических реакциях.

В организме человека титан распространен неравномерно. Наибольшая его концентрация наблюдается в головном мозгу, в особенности в зрительном и слуховом центрах, а также в легких. Установлено также, что довольно много титана содержится в женском молоке.

С возрастом содержание титана в человеческом организме возрастает, особенно если человек проживал в городе, в промышленно грязных районах, в местах добычи минералов титана. В таких случаях основная часть титана оказывается сконцентрированной в легких человека.

У курящих людей в легких в несколько раз (до 10 раз) больше титана, чем у некурящих.

Источники титана в организме человека

Подсчитано, что в среднем в сутки в организм человека попадает 0,85 мг титана, в основном с водопроводной водой и продуктами питания. Некоторая часть попадает через легкие с вдыхаемым воздухом.

Однако соединения титана настолько химически прочные, что организм усваивает только 1-3% попадающего в него титана. В среднем в организме взрослого человека содержится около 20 мг титана.

Выводится титан из организма преимущественно с калом и мочой.

Соединения титана присутствуют в морской воде, следовательно, попадают в организмы водных растений и животных. Наземные представители флоры получают титан из почвы. Растительноядные животные получают титан из поедаемых растений, хищные и падальщики – из тел поедаемых животных.

Рекордсменами по содержанию титана являются следующие продукты питания:

  • кладофора (кустистая ярко-зеленая водоросль, которая часто встречается как в морях, так и в пресных водоемах);
  • яйца;
  • молоко и сливочное масло;
  • мясо животных;
  • надземные части травянистых растений.
  • семечки подсолнуха

Однако, современные реалии таковы, что в человеческий организм попадает в основном не тот титан, который включен в обменные процессы живых организмов.

Дело в том, что в настоящее время соединения этого химического элемента широко используются в производстве различных пищевых красителей, соусов, приправ, упаковочного материала, а также при обработке мяса птицы.

Оксид титана имеет маркировку Е171, и используется в качестве осветлителя в производстве конфет, кондитерских изделий (например, зефира), жевательной резинки (подушечки Orbit и Dirol), лапши, крабовых палочек, глазури, “белых” колбас и паштетов и т.п.

Если вы покупаете любой пищевой продукт белого цвета, вероятность нахождения в нем окиси титана составляет 90%. В фармакологии он используется для окрашивания некоторых препаратов, в косметологии им окрашивают кремы, гели, шампуни, мыла.

Дефицит титана в организме человека

На сегодняшний день недостаток титана у животных и человека не изучен. По всей видимости, его просто не бывает. Животные и человек получают достаточное количество этого микроэлемента из воды и пищи. Однако, замечено, что при некоторых хронических заболеваниях концентрация титана в крови несколько уменьшается, а введение содержащих его препаратов несколько улучшает состояние больных.

Пока что имеется предположение, что титан выполняет в организме роль антиоксиданта, который защищает клетки и мелкие капилляры от повреждений свободными радикалами. Остается ждать подтверждения или опровержения этой медицинской гипотезы.

Избыток титана в организме человека

Титан является нетоксичным металлом, поэтому сведения о летальной дозе его приема отсутствуют. Известно лишь, что регулярное вдыхание воздуха, загрязненного взвесью оксида титана, способно привести к его накоплению в легких, что служит причиной развития уже вполне конкретных заболеваний – трахеита, альвеолита и т.д.

При накоплении титана вместе с другими, токсичными, металлами может развиться такое опасное для жизни заболевание, как гранулематоз.

Некоторые соединения титана довольно токсичны, например, тетрахлорид титана.

Диоксид титана — влияние на организм человека

Титан в организме человека

Научный прогресс улучшает качество жизни, делает её более яркой, разнообразной, комфортной. Однако радикальные изменения привычного мира вокруг нас, вызывают у общества тревогу.

Одна из потенциальных опасностей, которая беспокоит учёных и медицинских специалистов — широкое применение пищевых добавок.

Так, недавние публикации о вреде диоксида титана для организма человека, породили множество вопросов.

Что это за вещество? Насколько хорошо изучен диоксид титана? Где он содержится и применяется? Почему учёное сообщество заговорило о нём именно сейчас? Есть ли риск навредить здоровью, используя продукты с его содержанием? Давайте разбираться.

Что такое диоксид титана

Другие названия этого вещества — оксид титана (IV), двуокись титана, титановые белила, титановый ангидрид, а также пищевой краситель E171. Это химическое соединение в виде мелкодисперсного кристаллического порошка белого цвета, не имеющего запаха. При нагревании диоксид титана меняет цвет на жёлтый. В воде, кислотах, щелочах не растворяется.

Формула диоксида титана — TiO2. В природе он находится в составе минералов — рутил, анатаз и брукит. На территории Российской Федерации самое крупное месторождение находится в Тамбовской области.

Физические свойства диоксида титана:

  • высокая способность отбеливания материалов различного происхождения;
  • влагостойкость, устойчивость к влиянию факторов внешней среды (ультрафиолету);
  • химическая стабильность соединения;
  • оптимальное взаимодействие с плёнкообразователями;
  • светорассеивающие свойства;
  • пожаровзрывобезопасный — не горит и не поддерживает огонь.

До недавнего времени специалисты оценивали токсичность диоксида титана как низкую. Инертность этого химического соединения препятствует выделению ядовитых веществ в окружающую среду, не оказывает вредного воздействия на человека при непосредственном контакте.

По степени влияния на организм диоксид титана относится к 4 классу опасности, то есть является малоопасным.

На основании приведённых данных, титановый ангидрид во всём мире используется в продукции, произведённой для людей, как безопасное соединение.

Влияние на организм человека

Российские эксперты оценивают вопрос об опасности диоксида титана, как требующий более систематических научных изысканий. Они сходятся во мнении, что пока не существует многоцентровых рандомизированных исследований, доказывающих опасность диоксида титана как канцерогена, способного вызывать развитие рака.

Благодаря своей химической инертности вещество не вступает во взаимодействие с желудочным соком. То есть диоксид титана не подвергается процессу пищеварения и в неизмененном виде выводится из организма. Его способность к биоаккумуляции (накапливанию в тканях) оценивается как слабая.

Согласно ДСТУ ГОСТ 30333:2009, в данных паспорта безопасности диоксида титана, отмечается отсутствие у него патологического действия:

  • сенсибилизирующего — вызывающего аллергическую реакцию;
  • эмбриотоксического — оказывающего влияние на плод при беременности;
  • гонадотоксического — способствующего половой дисфункции;
  • тератогенного — нарушающего развитие эмбриона.

Канцерогенное действие считается недоказанным по причине недостаточного количества данных.

По мнению экспертов, вредное влияние диоксида титана на здоровье, может быть только у сотрудников, которые заняты на производстве с использованием его сырья. Например, при вдыхании пыли, содержащей TiO2, раздражается слизистая дыхательных путей, что проявляется кашлем. Медицинские специалисты расценивают этот факт не как токсическое действие, а в качестве защитной реакции организма.

На промышленных объектах предусмотрены меры профилактики отравлений диоксидом титана. Для предохранения органов дыхания применяют противопылевые респираторы, маски. При производстве продукта в обязательном порядке используют защитные костюмы, рукавицы, каски, обувь, очки. Проводится регулярный контроль опасного воздействия.

Применение

О популярности диоксида титана говорит тот факт, что ежегодно в мире его производится более пяти миллионов тонн.

В пищевой промышленности

Международная классификации пищевых добавок определяет диоксид титана индексом E171. В России использование этих компонентов в производственном масштабе регламентируют Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.1293–03 (с изменениями, внесёнными в 2010 году).

Для чего используется диоксид титана? В каких продуктах он содержится? Можно выделить несколько направлений.

Его применяют в качестве отбеливателя при изготовлении следующих блюд и компонентов:

  • продукты на основе молока — йогурт, кефир, сметана, майонез, сухое и сгущённое молоко, брынза, сыворотка, мороженое, молочные коктейли, смеси для детского питания;
  • сахар-рафинад;
  • джемы;
  • мука.

Из списка понятно, что диоксид титана активно используют в кулинарии. В кондитерской промышленности примером может служить сахарная глазурь, пудра, зефир, белый шоколад. Продолжают список:

  • жевательная резинка;
  • быстрые завтраки;
  • мясные продукты — курица, свиные и говяжьи языки, молочные поросята;
  • рыба и её полуфабрикаты — филе, фарш, тушки кальмаров, мясо криля, крабовые палочки, паштеты (сурими).

Е171 применяют как пищевой краситель. Для придания аппетитного цвета и вида его добавляют в мясной фарш. Жирорастворимый диоксид титана используют в качестве красителя для придания нужного оттенка шоколаду, глазури.

Кроме того, двуокись титана входит в состав упаковочной плёнки, которая защищает продукты от действия ультрафиолета. Это его качество называется укрывистость.

Е171 не привносит в состав продуктов полезные свойства. Назначение пищевой добавки — улучшить их внешний вид, сделать его более привлекательным, а значит востребованным.

В производстве косметики

В индустрии красоты применяют высокоочищенный диоксид титана мелкодисперсной структуры. Раздроблённый до мельчайших частиц порошок используют для изготовления защитных кремов, тональных основ, пудры. Свойство светонепроницаемости позволяет защитить кожу от агрессивного действия солнечных лучей.

Важна и визуальная функция вещества. В качестве пигмента диоксид титана входит в состав помады, придавая ей густоту, вязкость, а также пудры, обеспечивая осветляющий эффект и игру оттенков.

Диоксид титана химически инертен и не влияет на здоровье кожи. Кремы для лица и тональные основы с его содержанием — гипоаллергенные. Но, преимущество двуокиси титана в виде мелкодисперсности, может стать причиной поражения кожи. При низком качестве косметического продукта мелкие частицы способны сыграть роль фотокатализатора. Вместо защиты, они усиливают действие ультрафиолета на кожу.

Интересный факт — после нанесения солнцезащитного средства, неприятный эффект липкости объясняется присутствием в составе диоксида титана. В более качественных косметических средствах этот эффект нейтрализуется его применением в размельчённом состоянии до наночастиц.

Важно знать, что у людей с жирной и проблемной кожей, средства с диоксидом титана могут вызывать высыпание прыщей.

В производстве мыла E171 применяют для достижения эффекта белоснежности. Мелкодисперсные частицы не проникают внутрь кожных покровов и не задерживаются на её поверхности.

В зубной пасте

Диоксид титана в составе зубной пасты выполняет несколько функций:

  • обеспечивает эффект белоснежных зубов, не проникая внутрь эмали;
  • оказывает отбеливающее действие за счёт удаления пигментов с поверхностных слоёв эмали, мягкого зубного налёта (например, в зубной пасте Lacalut White немецкого производства или отечественной Splat White Plus).

Какая зубная паста не содержит диоксид титана? Например, Rembrandt «Антитабак и кофе», специально созданная для курильщиков и людей, которые часто употребляют крепкий чай и кофе.

В медицине

Диоксид титана использует в производстве витаминов, микроэлементных комплексов, таблетированных средств, добавляют мелкодисперсный порошок в состав кремов, суппозиториев, паст. Ничтожно малое количество вещества не влияет на структуру препарата, при этом придаёт ему белизну и продлевает срок действия.

Если есть показания во время беременности медицинские специалисты назначают витаминные комплексы, в составе которых также есть диоксид титана.

В других отраслях промышленности

Двуокись титана называют чудо-материалом. Его применяют в различных отраслях производства многих стран. Мировой рынок титанового ангидрида в последние годы оценивался приблизительно в 5 млн тонн.

Основные области применения, следующие.

  1. Около 60% производимого диоксида титана используется для изготовления краски, эмали, лака и покрытий на их основе. К этой категории товаров относятся фасадные покрытия, цветные водно-дисперсионные краски, ремонтные автоэмали, средства для аэрокосмической промышленности.
  2. В производстве пластика используют свойство диоксида титана придавать изделиям белизну, укрывистость, защищать от ультрафиолетового облучения и появления желтизны. Это важно для изготовления пластиковых окон, садовой мебели, предметов быта, деталей для автомобилей.
  3. Полиграфическая промышленность использует TiO2 для производства печатной краски, бумаги, картона.
  4. Изготовление синтетических волокон и тканей.
  5. Производство стекла и керамики.
  6. Успешно применяют при окрашивании бетона и тротуарной плитки.
  7. Диоксид титана марки ОСЧ используют как эталон чистоты в производстве оптически прозрачных стёкол, в волоконной оптике, радиоэлектронике, медицинского оборудования.
  8. Новое слово в применении — титаноксидные наносистемы. Актуальны в альтернативной энергетике (солнечные батареи), производстве огнеупорных, высокотехнологичных керамических и оптических материалов.

В последнее время на рынке появился новый продукт — цветные титановые пигменты. Они не содержат диоксида титана, при этом сохраняют конкурентоспособность.

Последние исследования свойств диоксида титана

Стоит отметить, что исследования в области токсичности пищевых добавок, а именно в отношении E171, проводятся в США уже с 1969 года. Одно из последних опубликовано в выпуске EFSA Journal 28 июня 2016 г. Результат изучения подтвердил безопасность диоксида титана при текущем уровне потребления.

Однако есть и тревожные данные. Так, а 2015 году американские учёные опубликовали результаты экспериментов на лабораторных мышах — их поили специально приготовленной мелкодисперсной суспензией диоксида титана.

Итоги опытов таковы — поражение митохондрий в клетках головного мозга. Основная функция митохондрий — выработка энергии для поддержания клеточных процессов.

В результате — нарушения функций центральной нервной системы.

А также общественное мнение тревожно отреагировало на недавно опубликованные результаты опытов учёных INRA (Французский национальный институт сельскохозяйственных исследований).

Изыскания проводились на трёх группах крыс и морских свинок, которые получали пищевой краситель в воде. Доза соответствовала суточному потреблению E171 человеком. Длился эксперимент 100 дней.

Результаты исследования можно обобщить следующими фактами:

  • у крыс, имеющих предраковые заболевания кишечника, площадь поражения выросла на 20%;
  • у здоровых животных выявлены признаки озлокачествления в 40%;
  • в третьей группе, где животные не получали диоксида титана изменений не последовало.

Учёные на основании результатов сделали следующие выводы:

  • наночастицы E171 всасываются в кишечнике;
  • развивается поражение лимфатической системы с последующими нарушениями иммунной реакции;
  • образуются участки воспаления слизистой стенки кишечника с возможным озлокачествлением.

Ещё одно исследование — группа американских учёных из Калифорнийского университета в подобных опытах на крысах получили данные о деформации цепочек ДНК.

Токсикологи считают, что диоксид титана может оказывать канцерогенное действие, проникая через дыхательные пути. Особое беспокойство научного сообщества вызывает природа наночастиц. Учёные говорят о новом механизме проявления токсичности в виде физико-химической реакции. Это позволяет TiO2 накапливаться в различных тканях и вызывать окислительный стресс.

С другой стороны, статистические данные подтверждают быстрое увеличение темпов промышленности, основанной на применении наноразмерных систем. Предполагаемый рост расширения внутреннего рынка диоксида титана в ряде стран, в том числе и в России составляет от 4 до 9% ежегодно.

Какой можно сделать вывод? Диоксид титана — это химическое соединение, которое имеет уникальные свойства. Практически нет такой области, где бы вещество ни использовалось.

Медицинские специалисты различных стран уже более 50 лет проводят исследования на предмет выявления канцерогенного действия на организм человека. И не только тех людей, кто занят на производстве с использованием диоксида титана.

Ведь TiO2 входит в состав зубной пасты, косметических средств, лекарственных препаратов, используется как пищевая добавка E171. Однако пока нет однозначного вывода учёных о вреде этого химического соединения. Ведь результаты, полученные на крысах, нельзя однозначно экстраполировать на человека.

Они лишь указывают направление для дальнейших многоцентровых рандомизированных исследований. Точные ответы на тревожные вопросы можно получить, лишь объединив усилия мирового сообщества.

Титан: значение, избыток и недостаток, титан в продуктах

Титан в организме человека

Титан – химический элемент, довольно широко распространённый в природе. Это металл, серебристо-серый и твёрдый; он входит в состав многих минералов, и добывать его можно почти везде – Россия занимает второе место в мире по добыче титана.

Много титана в титанистом железняке – ильмените, относящемся к сложным оксидам, и золотисто-красном рутиле, являющемся полиморфной (многообразной и способной существовать в разных кристаллических структурах) модификацией двуокиси титана – химикам известно три таких природных соединения.

Титан часто встречается в горных породах, но в почвах, особенно песчаных, его ещё больше.

Среди титаносодержащих горных пород можно назвать перовскит – он считается довольно распространённым; титанит – силикат титана и кальция, которому приписываются лечебные и даже магические свойства; анатаз – также полиморфное соединение – простой оксид; и брукит – красивый кристалл, часто встречающийся в Альпах, а у нас, в России – на Урале, Алтае и в Сибири.

Заслуга открытия титана принадлежит сразу двоим учёным – немцу и англичанину. Английский учёный Уильям Мак-Грегор не был химиком, но минералами очень интересовался, и однажды, в конце XVIII века, выделил из чёрного песка Корнуэлла неизвестный металл, и вскоре написал о нём статью.

Эту статью читал и известный немецкий учёный, химик М.Г.

Клапрот, и он через 4 года после Мак-Грегора обнаружил оксид титана (так он назвал этот металл, а англичане называли его менаккином – по названию места, где он был найден) в красном песке, распространённом в Венгрии.

Когда учёный сравнил соединения, найденные в чёрном и красном песке, они оказались оксидами титана – так что этот металл был открыт обоими учёными независимо.

Кстати, название металла не имеет никакого отношения к древнегреческим Богам Титанам (хотя есть и такая версия), а назвали его в честь Титании – царицы фей, о которой писал Шекспир. Это название связывается с лёгкостью титана – его необычно низкой плотностью.

После этих открытий многие учёные не раз пытались выделить чистый титан из его соединений, но в XIX веке это удавалось плохо – даже великий Менделеев считал этот металл редким, и потому интересным только для «чистой» науки, а не для применения в практических целях.

Но учёные XX века поняли, что титана в природе много – около 70 минералов содержат его в своём составе, и сегодня известно множество таких месторождений. Если говорить о металлах, широко используемых человеком в технике, то можно найти только три, которых в природе больше, чем титана – это магний, железо и алюминий.

Химики ещё говорят, что, если количественно объединить все запасы меди, серебра, золота, платины, свинца, цинка, хрома и ещё некоторых металлов, которыми богата Земля, то титана получится больше, чем их всех.

Выделять из соединений чистый титан химики научились только в 1940 году – это сделали американские учёные.

Многие свойства титана уже изучены, и он применяется в разных сферах науки и промышленности, но мы здесь не будем подробно рассматривать эту сторону его применения – нам интересно биологическое значение титана.

Использование титана в медицине и пищевой промышленности тоже нас интересует – в этих случаях титан поступает непосредственно в организм человека, или контактирует с ним. Одно из свойств этого металла очень радует: учёные, в том числе и медики, считают титан безопасным для человека, хотя при его избыточном поступлении в организм могут возникать хронические лёгочные заболевания.

Титан в продуктах

Титан есть в морской воде, тканях растений и животных, а значит, и в продуктах растительного и животного происхождения.

Растения получают титан из почвы, на которой растут, а животные получают его, поедая эти растения, однако вначале – уже в XIX веке – химики открыли титан в организме животных, а уже потом в растениях.

Эти открытия снова были сделаны англичанином и немцем – Г. Ризом и А. Адергольдом.

В организме человека титана около 20 мг, и поступает он обычно с продуктами питания и водой.

Титан есть в яйцах и молоке, в мясе животных и растениях – их листьях, стеблях, плодах и семенах, но вообще в продуктах питания его немного.

Растения, особенно водоросли, содержат больше титана, чем ткани животных; много его в кладофоре – кустистой ярко-зелёной водоросли, часто встречающейся в пресных водоёмах и морях.

Значение титана для организма человека

Зачем титан нужен организму человека? Учёные говорят, что его биологическая роль не выяснена, но он участвует в процессе образования эритроцитов в костном мозге, в синтезе гемоглобина и в процессе формирования иммунитета.

Титан есть в головном мозге человека, в слуховом и зрительном центрах; в женском молоке он есть всегда, причём в определённых количествах. Концентрации титана в организме активизируют обменные процессы, и улучшают общий состав крови, снижая в ней содержание холестерина и мочевины.

В сутки человек получает около 0,85 мг титана, с водой и продуктами питания, а также с воздухом, но в желудочно-кишечном тракте он всасывается слабо – от 1 до 3%.

Для человека титан нетоксичен или малотоксичен, и о летальной дозе у медиков тоже нет данных, но при регулярном вдыхании двуокиси титана он накапливается в лёгких, и тогда развиваются хронические заболевания, сопровождающиеся одышкой и кашлем с мокротой – трахеит, альвеолит и др. Накопление титана вместе с другими, более токсичными элементами, вызывает воспаления и даже гранулематоз – тяжёлое заболевание сосудов, опасное для жизни.

Избыток и недостаток титана

Чем может объясняться избыточное поступление титана в организм? Поскольку, как уже сказано, титан применяется во многих областях науки и промышленности, избыток титана и даже отравление им часто грозит рабочим разных производств: машиностроительных, металлургических, лакокрасочных и т.д. Наиболее токсичен хлорид титана: достаточно отработать на таком производстве около 3-х лет, не особенно соблюдая технику безопасности, и хронические заболевания не замедлят проявиться.

Лечат такие заболевания обычно антибиотиками, пеногасителями, кортикостероидами, витаминами; больные должны находиться в покое и получать обильное питьё.

Дефицит титана – как у человека, так и у животных, не выявлен и не описан, и в этом случае можно предположить, что его действительно не бывает.

В медицине титан необыкновенно популярен: из него делают превосходные инструменты, и при этом доступные и недорогие – титан стоит от 15 до 25 долларов за килограмм. Любят титан ортопеды, стоматологи и даже нейрохирурги – и неудивительно.

Оказывается, у титана есть ценное для медиков качество – биологическая инертность: это означает, что конструкции из него прекрасно себя ведут в организме человека, и абсолютно безопасны для мышечных и костных тканей, которыми они обрастают со временем.

Структура тканей при этом не меняется: титан не подвержен коррозии, а его механические свойства очень высоки.

Достаточно сказать, что в морской воде, которая по составу очень близка к лимфе человека, титан может разрушаться со скоростью 0,02 мм за 1000 лет, а в растворах щелочей и кислот он по устойчивости похож на платину.

Среди всех используемых в медицине сплавов титановые отличаются чистотой, и примесей в них почти нет, чего нельзя сказать о кобальтовых сплавах или нержавеющей стали.

Внутренние и наружные протезы, изготовленные из титановых сплавов, не разрушаются и не деформируются, хотя всё время выдерживают рабочие нагрузки: механическая прочность титана в 2-4 раза выше, чем у чистого железа, и в 6-12 раз выше, чем у алюминия.

Пластичность титана позволяет делать с ним всё, что угодно – резать, сверлить, шлифовать, ковать при низких температурах, прокатывать – из него получается даже тонкая фольга.

Температура его плавления, однако, довольно высока – около 1670°C.

Электропроводность у титана очень низкая, и он относится к немагнитным металлам, поэтому пациентам с титановыми конструкциями в организме можно назначать физиотерапевтические процедуры – это безопасно.

В пищевой промышленности используется диоксид титана – в качестве красителя, обозначающегося как Е171. Им окрашивают конфеты и жвачку, кондитерские изделия и порошковые продукты, лапшу, крабовые палочки, изделия из фарша; им же осветляют глазури и муку.

В фармакологии диоксидом титана окрашивают лекарства, а в косметологии – кремы, гели, шампуни и другие средства.

Гатаулина Галина
для женского журнала InFlora.ru

При использовании и перепечатке материала активная ссылка на женский онлайн журнал InFlora.ru обязательна

Основные функции титана (Ti) в организме ребенка

Титан в организме человека

Титан — один из самых прочных металлов на земле. Он используется различных сферах человеческой деятельности, начиная с промышленной, заканчивая медицинской. Также он является основой, определяющей структурную целостность костных тканей человеческого организма. Давайте разберемся, какую роль играет титан в нашем теле, и что может произойти при его дефиците?

Функции титана в организме человека

Титан — неотъемлемый микроэлемент, находящийся в человеческом организме. Наибольшее его количество находится в головном мозге, особенно в долях, отвечающих за слуховую систему и зрительном аппарате. Микроэлемент отличается высокими показателями сопротивляемости к биологическому и химическому воздействию, поэтому большая его часть выводится организмом в неизменном виде.

Влияние титана на организм человека изучается и поныне, но исследователи определили, микроэлемент:

  • отвечает за эритроциты, которые образовываются в костном мозге;
  • помогает организму синтезировать гемоглобин;
  • выполняет регулирующую функцию, участвуя в процессах метаболизма, что позволяет регулировать холестерин.

По ходу жизни человека количество титана в его организме увеличивается, особенно это касается курящих людей и жителей больших городов, проживающих вблизи производства. металла в легких курильщиков в некоторых случаях превышает норму в 10 раз, и это может стать причиной самых разных негативных последствий.

Недостаток титана и его последствия

Хотя содержание титана в организме человека постепенно увеличивается, в этом микроэлементе остро нуждается растущий организм.

Также дефицит встречается в ряде случаев, связанных с генетическими отклонениями и нарушениями в процессах метаболизма.

Помимо этого недостаток может возникать на фоне хронических заболеваний, поэтому в медицинской практике используются специальные медикаменты, содержащие титан.

Дефицит титана может стать причиной:

  • развития инфекционных заболеваний, так как микроэлемент обладает свойствами антиоксиданта;
  • нарушений в процессе синтеза эритроцитов в костном мозге;
  • снижению количества гемоглобина;
  • заболеваний, связанных с органами ЖКТ.

Исходя из результатов последних исследований, титан выполняет защитную функцию, создавая защитный барьер, предотвращающий повреждения клеток и капилляров от свободных радикалов.

Как восполнить запасы микроэлемента?

Пополнить количество титана в организме достаточно просто, так как микроэлемент содержится практически во всех продуктах питания, косметике и даже медикаментозных препаратах. К самой насыщенной пище относятся:

  • куриные и перепелиные яйца;
  • травянистые растения;
  • морские и речные водоросли;
  • молочные изделия;
  • сливочное масло;
  • мясо домашнего скота и птицы;
  • семечки подсолнуха.

Диоксид титана активно используется в производстве самых разных продуктов, а скрывается он под маркировкой E171. Он выполняет роль осветлителя в кондитерских, мясных и других видов пищи.

То же самое касается изделия для личной гигиены.

Окись титана содержится в 90% кремов, шампуней гелей и других средствах по уходу за собой, откуда он легко поглощается организмом вместе с другими микроэлементами.

Комплекс витаминов для детей Доромарин

Детский организм постоянно нуждается в целом комплексе витаминов, которые помогут ему расти физически и развиваться умственно. Ребенку нужно постоянно помогать, а сделать это можно легко при помощи лечебно-профилактического продукта Доромарин. Он изготовлен по запатентованной формуле, а в составе находятся исключительно натуральные ингредиенты, среди которых можно найти:

Помимо этих компонентов в составе также находится фруктовый сок, а значит, Доромарин не только приносит пользу, но и доставляет удовольствие во время приема.

Если ваш ребенок не успевает усваивать материал, который преподают ему в школе, или же нуждается в дополнительной энергии, тогда не стоит медлить — спешите заказать Doromarine.

Покупая Доромарин, вы получите не только натуральный продукт, но и бесплатную доставку в Алматы и по территории всей республики Казахстан. Вы заметите положительные изменения у ребенка всего через несколько дней после оформления заявки.

Doromarine не только избавит вас и ваших детей от текущих проблем, но и создаст надежную защиту для организма в будущем, предотвращая развитие самых разных заболеваний и патологий.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.