Ảnh hưởng dư thừa thiếu thụt một số nguyên tố đa lượng tới sinh vật

Ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của sinh vật Dư thừa hay thiếu hụt vượt ngưỡng mức cho phép sẽ dẫn tới chết chóc Dư thừa hay thiếu hụt các nguyên tố Thành phần, dạng tồn tại, đặc tính sinh địa hóa trong môi trường, thức ăn và nước uống Khả năng hấp thụ và đồng hóa thức ắn Tình trạng sức khỏe, bệnh lý của con người Oxi là chất khí không màu, không mùi Tồn tại trong khí quyển dưới dạng oxi phân tử Trong môi trường thạch quyển tồn tại trong các khoáng vật Trong môi trường thủy quyển dưới dạng ion hòa tan, dưới dạng hợp chất của H2O K tồn tại chủ yếu trong các bào và dưới dạng ion Trong cơ thể con người Kali chiếm 0,4% trọng lượng.   Nồng độ kali dịch ngoại bào và huyết tương là 3,5 5,5 mmoll Nồng độ kali trong tế bào là 150mmoll Hàm lượng K cao nhất trong các mô tuyến, thần kinh, mô xương Cơ là kho dự trữ K, khi thiếu K, K dự trữ được lấy ra để sử dụng. Trong thực vật Hầu hết kali trong tế bào thực vật (80%) tồn tại trong dịch tế bào, chỉ khoảng 20% là tồn tại ở dạng hấp phụ trao đổi với thể keo trong huyết tương và không bào.

Ảnh hưởng sự dư thừa và thiếu hụt các nguyên tố đa lượng tới sức khỏe

con người và sinh vật

Khái quát về nguyên tố đa lượng

Là nguyên tố mà sinh cảnh cần với khối lượng lớn cho sự sống (C, O, N, H, N, P, K, Ca, Mg.)

Là nguyên tố mà sinh cảnh cần với khối lượng lớn cho sự sống (C, O, N, H, N, P, K, Ca, Mg.)

Vai trò

Nhóm các nguyên tố dinh dưỡng (N, P, K, Ca, Mg)

Nhóm các nguyên tố dinh dưỡng (N, P, K, Ca, Mg)

Hàm lượng trung bình các nguyên tố hóa học trong thực vật

và con người (phần trăm trọng lượng khô)

Nguồn: Bogdanovsky, 1994

Khái quát về nguyên tố đa lượng

Đối với mỗi sinh vật, với mỗi nguyên tố có “ cửa sổ nồng độ” nhất định

Nồng độ cần thiết Nồng độ thiếu Nồng độ gây độc

Khi hàm lượng các nguyên tố trong cơ thể tăng lên hoặc giảm đi

so với giá trị trung bình bảng 1 thì con người sẽ rơi vào

tình trạng bệnh lý

Khi hàm lượng các nguyên tố trong cơ thể tăng lên hoặc giảm đi

so với giá trị trung bình bảng 1 thì con người sẽ rơi vào

tình trạng bệnh lý

Khái quát về nguyên tố đa lượng

Dư thừa hay

thiếu hụt các

nguyên tố

Thành phần, dạng tồn tại, đặc tính sinh địa hóa trong môi trường, thức ăn và nước uống

Thành phần, dạng tồn tại, đặc tính sinh địa hóa trong môi trường, thức ăn và nước uống

của con người

Khái quát về nguyên tố đa lượng

 Ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của sinh vật

 Dư thừa hay thiếu hụt vượt ngưỡng mức cho phép sẽ dẫn tới chết chóc

Ảnh hưởng sự dư thừa và thiếu hụt

các nguyên tố đa lượng tới sức khỏe

Ảnh hưởng sự dư thừa và thiếu hụt các nguyên tố đa lượng tới sức khỏe

 Oxi là chất khí không màu, không mùi

 Tồn tại trong khí quyển dưới dạng oxi phân tử

 Trong môi trường thạch quyển tồn tại trong các khoáng vật

 Trong môi trường thủy quyển dưới dạng ion hòa tan, dưới dạng hợp chất của H2O

Chu trình sinh địa hóa của oxi

Vai trò của Oxi với cá

Nồng độ oxi hòa tan trong nước của cá > 5pm

Nguồn : Swingle, 1969

Nồng độ oxi hòa tan trong nước của cá > 5pm

Nguồn : Swingle, 1969

Nồng độ oxi hòa tan lớn hơn lượng bão hòa => cá

bị bọt khí trong máu => tắc nghẽn mạch máu => ảnh

hưởng tới tim, não => chết

Nguồn: Trương Quốc Phú, 2006

Nồng độ oxi hòa tan lớn hơn lượng bão hòa => cá

bị bọt khí trong máu => tắc nghẽn mạch máu => ảnh

hưởng tới tim, não => chết

Nguồn: Trương Quốc Phú, 2006

Oxi

Ảnh hưởng sự dư thừa và thiếu hụt các nguyên tố đa lượng tới sức khỏe

Nguồn: Phạm Minh Thanh, 2011

Ảnh hưởng sự dư thừa và thiếu hụt

các nguyên tố đa lượng tới sức khỏe

Oxi

Cá chết do thiếu oxi, tại Hồ Tây – Hà Nội

Oxi

Ảnh hưởng sự dư thừa và thiếu hụt các nguyên tố đa lượng tới sức khỏe

Thiếu Oxi

Hình ảnh bệnh nhân bị thiếu oxi trong máu

Oxi là nguyên tố quan trọng nhất quyết định tới sự sinh trưởng và phát triển và duy trì sự sống của cơ thể sinh vật

Sự thiếu hụt oxi trong môi trường sống ảnh hưởng nghiêm

trọng tới sức khỏe của con người

Sự dư thừa oxi trong môi trường sống đối với những sinh vật kị khí

Oxi

K tồn tại chủ yếu trong các bào và dưới dạng ion

 Trong cơ thể con người

 Kali chiếm 0,4% trọng lượng

 Nồng độ kali dịch ngoại bào và huyết tương là 3,5 - 5,5 mmol/l

 Nồng độ kali trong tế bào là 150mmol/l

 Hàm lượng K cao nhất trong các mô tuyến, thần kinh, mô xương

 Cơ là kho dự trữ K, khi thiếu K, K dự trữ được lấy ra để sử dụng

 Trong thực vật

 Hầu hết kali trong tế bào thực vật (80%) tồn tại trong dịch tế bào, chỉ khoảng 20% là tồn tại ở dạng hấp phụ trao đổi với thể keo trong huyết tương và không bào

KALI

Vai trò của Kali

 Đối với con người

 Điều hòa cân bằng nước, điện giải và duy trì hoạt động

 Giúp chuyển dưỡng chất đến tế bào và hỗ trợ hệ tiêu hóa loại bỏ chất thải

 Giảm mệt mỏi, ổn định huyết áp, kích hoạt các enzym, kiểm soát

sự sản xuất hoocmon insullin

 Kiểm soát năng lượng, tổng hợp protein, biến đổi glucose thành glucogen

Vai trò của Kali

 Làm tăng độ lớn của hạt và cải thiện chất lượng Quả và rau

 Tăng khả năng chống chịu của cây đối với điều kiên ngoại cảnh bất lợi (hạn hán, rét, sương…)

Thiếu hụt Kali

Đối với con người

 Khi K+ máu < 3,5 mmol/L

 Nguyên nhân: đi ngoài, nôn nhiều lần, ở các bệnh nhân tiểu

đường, rối loạn chức năng thận, sử dụng aspirin, cortisone,

thuốc lợi tiểu, hoặc ra mồ hôi quá nhiều dẫn đến mất nước

 Triệu chứng: rối loạn nhịp tim, các cơ bị yếu, mắc hội chứng

Tetany, mệt mỏi, căng thẳng, giảm trí nhớ, đầy hơi chướng

bụng, khô da, tiểu tiện nhiều và khát nước

Cơn tetany điển hình làm thành dáng “bàn tay đỡ đẻ”

Ảnh: Nature

Nguồn: BMJ Student

• Nguyên nhân: Trồng cây ở trên đất có đá vôi, đất xấu, lượng

kali dễ tiêu thấp, do đất quá ẩm hay bị gí chặt Thường xảy ra vào thời kì cây mang quả

Đối với thực vật

Ngưỡng thiếu hụt Kali ở cây tiêu

Chuẩn đoán dinh dưỡng qua lá tiêu

Nguồn: Jan G DeGeus,1973

Thiếu hụt Kali

Tác động:

 Các lá già chuyển màu nâu, chóp và rìa lá khô dần, sau lan dần đến các lá non

 Cây phát triển chậm, mềm yếu, dễ đổ ngã

 Gây thiếu canxi, cản trở hấp thụ B, Zn, Mn, và NH4

Nguồn: ipmimages

Thiếu hụt Kali

Đối với động vật

• K+ có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của tôm Tôm thẻ chân trắng có biểu hiện biếng ăn, hoạt động kém, tăng trưởng chậm, thậm chí chết khi thiếu K+

Thiếu hụt Kali

Hình Ảnh: Hội chứng co cơ ở tôm

• Truyền tĩnh mạch hoặc uống kali

• Ăn nhiều rau quả xanh đặc biệt cácloại đậu quả và đậu hạt, táo, bầu, bí, chuối và đu đủ… trong nhiều loại cá, sò biển, sữa chua, hạt

Bỏ phân Kali

Bón bằng tro bếp để thay thế phân kali,

vì tro bếp hàm lượng kali khá cao

(Theo Viện Thổ nhưỡng – Nông hóa)

Bổ sung Kali cho cây trồng

Dư thừa Kali

 Ở con người

 Khi K+ máu > 5 mmol/L Khi tỷ lệ này lớn hơn 7mmol/l sẽ nguy hiểm đến tính mạng

 Nguyên nhân: Uống hoặc truyền quá thừa kali Tổn thương nặng

mô (tế bào vỡ, kali được giải phóng) Hoặc do suy thận

 Tác động: Kali tăng nhiều trong máu dẫn tới tắc thực quản hoặc

ruột, gây ra những tác động không tốt tới dạ dày, gây buồn nôn, đi ngoài, đầy hơi, dẫn đến hiện tượng tim đập nhanh Đặc biệt đối với người suy giảm chức năng thận

Nguồn: BMJ Student

 Ở thực vật

 Mức thấp, gây đối kháng ion, làm cây không hút được đầy đủ các

chất dinh dưỡng khác như magie, natri v.v ,

 Mức cao, ngăn cản sự hút nước và dinh dưỡng nói chung, ảnh

hưởng xấu đến năng suất mùa màng

Trái cam (C & D) được trồng trong tình trạng nhiều kali hơn, quả to hơn nhưng vỏ sần sùi và rất chua

Các đốm mất màu khi sự thiếu hụt Mg

Nguồn: Trần Lâm Sinh , 2012

Dư thừa Kali

• Tồn tại ở dạng phân tử N2

• Chất khí không màu, không mùi, không vị và khá trơ (còn gọi

là đạm khí)

• Nitơ chiếm khoảng 78% khí quyển Trái Đất

• Là thành phần của mọi cơ thể sống( chủ yếu ở dạng

các amino axit (và protein) và cũng có trong các axit

nucleic (DNA và RNA).

Nitơ

2 Ảnh hưởng của sự dư thừa, thiếu hụt nitơ đối với con người

a Dư thừa protein

• Gây mất nước, thận

• Canxi thấp và loãng xương

• Tăng cân

• Bệnh tim

• Giảm chức năng gan và não

• Thiếu hụt dinh dưỡng

• Bệnh gút

2 Ảnh hưởng của sự dư

thừa, thiếu hụt nitơ đối với

trúc xương cũng bị thay đổi

Những biểu hiện của bệnh thiếu protein Nguồn: http://www.ennonline.net

 Loạn dinh dưỡng và marasmus là những bệnh suy dinh dưỡng nói chung trong

sự thiếu đạm, năng lượng đóng vai trò chính kèm theo thiếu tất cả các chất dinh dưỡng khác Tình trạng này thường dẫn đến suy mòn mà không gây phù.

 Kwashiorkor là bệnh thiếu protein đơn thuần thường gặp ở các tầng lớp có đời sống thấp của các nước, nhất là các nước thuộc địa trước đây Bệnh hay gặp ở trẻ em dưới 5 tuổi ăn chế độ ăn chủ yếu là glucid và protein từ nguồn gốc động vật quá thấp Các triệu chứng của bệnh thường gặp là:

 Chậm lớn và chậm phát triển

 Biến đổi màu da

 Biến đổi tình trạng các niêm mạc

 Giảm hoạt động mọi chức phận, đặc biệt là hệ thống tiêu hoá dẫn đến rối loạn chức phận dạ dày, ruột, khó tiêu và tiêu chảy kéo dài Ở các trường hợp bệnh nặng có thể gây phù và giảm sút khả năng hoạt động trí tuệ

3 Ảnh hưởng của sự dư thừa thiếu hụt nitơ đối với sinh

vật

a Đạm đối với thực vật

tạp, thành phần chính của màng tế bào thực vật(thành phần của axit Nucleic tức ADN và ARN

không thể quang hợp.

 Thiếu đạm

– Cây có biểu hiện sinh trưởng còi cọc, lá toàn thân biến vàng.

– Khả năng sinh trưởng bị đình trệ, hàng loạt các quá trình sinh lý sinh hóa

trong cây cũng bị ngưng trệ – Diệp lục ít được hình thành nên làm lá chuyển vàng

– Cây không chuyển hóa hết được sang dạng hữu cơ,

– Làm tích lũy nhiều dạng đạm vô cơ gây độc cho cây

– Các hợp chất cacbon phải huy động nhiều cho việc giải độc đạm nên

không hình thành được các chất “xơ” nên làm cây yếu, các quá trình hình thành hoa quả bị đình trệ làm giảm hoặc không cho thu hoạch v.v

b Nitrat trong rau quả

• Để có thể tạo được các aminoacide, cần có nitơ ở dạng NO3 và NO2 Khi cây

có đủ lượng glucide thì phần lớn NO3 sẽ được chuyển hóa thành NH3 ở bộ rễ

• Lượng đạm bón càng cao thì năng suất cây trồng cũng tăng cao nhưng lại tích

lũy một lượng thừa nitrat trong nông phẩm.

Tác hại:

• Nitrit ngăn cản việc hình thành và trao đổi oxy của hemoglobine trong máu, dẫn

đến tình trạng thiếu oxy của tế bào (ngộ độc nitrat)

• Ntrit trong cơ thể con là nguồn tạo ra các nitroza gây ung thư

Nguồn: Quyết định số 867/ 1998/ QĐ-BYT

• Khả năng tích lũy nitrat trong

NO3

Hàm lượng Loại rau quả

Cao 5.000 mg/

kg

Xà lách,

củ cải, cải bắp, hành

ăn lá,… Trung

bình 600-3000mg/

kg

Sú lơ, cà rốt, bí,

80-100mg/kg Đậu, khoai tây,

cà chua, hành tây, dưa, trái cây,…