История – краткая справка

Первые упоминания в использовании серы датированы задолго до Рождения Иисуса Христа. Так, еще древнегреческий поэт Гомер, живший в 9-8 ст. до н.э. описывал применение серы в военном деле – в качестве зажигательных смесей. Для изготовления пороха и других пиротехнических горючих смесей сульфур использовали и китайцы, причем уже в 8 веке по Рождеству.

Сульфур также применялся древними жрецами для различных религиозных ритуалов.

Во втором тысячелетии S нашел широкое применение в алхимии, его также считали одной из обязательных основ любого металла.

Естественную природу серы и ее свойства с помощью различных опытов и сжиганию уже установил французский химик-естествоиспытатель Антуан Лоран Лавуазье (1743—1794 гг.)

Основные сведения

Сера – это химический элемент, неметалл, чаще всего встречающийся в виде желтого порошка. Ее распространенность в природе очень велика, она входит во множество химических соединений. Самые известные из них – сероводород, сернистый газ и серная кислота.

Играет немаловажную биологическую роль, так как входит в состав двух незаменимых аминокислот – метионина и цистеина. Серу относят к макроэлементам, так как она содержится в организме в больших количествах. В организме взрослого человека может находиться 140–175 г серы, причем большая часть присутствует в костной ткани, волосах и ногтях.

При дефиците этого элемента наблюдается ломкость ногтей, выпадание и тусклость волос, нарушения в работе печени.

Интересно, что ушная «сера» не содержит серы совсем. Эта секреция, которую вырабатывают серные и сальные железы ушей, служит для защиты барабанной перепонки и состоит из холестерина, белков, жирных солей и других веществ, вырабатываемых организмом.

Серу содержат многие продукты (в основном белковые):

  • Нежирное мясо, печень животных, рыба.
  • Яйца (белок яиц имеет в составе 1,6%)
  • Молоко и сыры.
  • Бобовые, злаки, ростки пшеницы.
  • Лук и чеснок.
  • Белокочанная и брюссельская капуста.
  • Фрукты – яблоки, виноград, дыня и апельсин.

Сера: польза и вред для организма человека

Суточная доза потребления серы составляет 0,5–1 г в зависимости от веса человека. В случае заболеваний или сильных физических нагрузок потребность в этом элементе возрастает до 3–4 граммов.

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — III период, III ряд, VI группа, в новой версии таблицы – 16 группа, 3 период.

  • Атомный номер – 16
  • Атомная масса – 32,059 а. е. м.
  • Электронная конфигурация – [Ne] 3s2 3p4
  • Температура плавления (°С) – 112,85 (386 K)
  • Температура кипения (°С) – 444,67 (717,824 К).
  • CAS: 7704-34-9.

Физико-химические свойства. Чистая сера – желтые прозрачные и полупрозрачные кристаллы, которые без особого труда легко измельчить в состояние порошка. При наличии примесей может иметь оранжевый, желто-коричневый, бурый и даже черный цвета. Обычно в ней присутствуют добавки глины, сульфатов, карбонатов, битумов и прочих веществ. Блеск маслянистый, жирный.

В природе представлена 2мя формами – α-сера и β-сера. Альфа характеризуется ромбическим видом кристаллов и стойкую структуру при температуре до 96 °С. При воздействии более высоких температур альфа-сера перерождается в бета-серу, которая уже имеет моноклинные кристаллы и становится устойчивой к более высоким температурам. Плотность минерала — 2,05 -2,08 г/см3.

В воде сульфур за счет гидрофобных свойств не тонет, хотя этот минерал и тяжелее H2O. Однако при добавлении немного спирта или ацетона опускается на дно. Кстати, из-за того, что сульфур находится в составе многих солей и кислот, они также плохо растворяются водой. Сера хорошо растворима в керосине, скипидаре, сероуглероде и канадском бальзаме.

При нагревании S постепенно плавится, преобразовываясь в желтую подвижную жидкость, и при дальнейшем увеличении температуры нагревания до 160 °С желтый цвет сменяется оранжевым, после темно-красным, далее, при 190 °С немного загустевает и через время, при 300 °С снова становится подвижным.

Польза серы

  • Сера участвует в образовании гемоглобина, а через него в процессах переноса кислорода в крови.
  • Требуется для синтеза ряда важных витаминов и гормонов, в том числе инсулина.
  • В большом количестве входит в состав кератинов – белков, из которых формируются волосы, ногти, поверхностный слой кожи.
  • Служит для регенерации клеток и тканей, в том числе эпителия кожи. С этим связано применение серы при дерматологических заболеваниях.
  • Участвует в образовании желчи в желчном пузыре.

Биологическая роль и функции серы в организме

Для чего нужна сера организму? S играет важную роль в формировании, развитии и поддержании жизнедеятельности многих органов и систем живых организмов, а также представителей растительного мира.

Особенно важна сера для синтеза коллагена – фибриллярного белка, являющегося одной из основ соединительной ткани организма, и соответственно, сухожилий, хрящей, костей, дермы, кровеносных сосудов, мягких тканей, глаз и даже нервных волокон, а также прочих составляющих тело человека и животных. Таким образом обеспечивается эластичность и прочность этих компонентов. Количество коллагена в организме составляет от 25 до 45% всех белков.

Предлагаем ознакомиться  Мезотерапия лица — одна из лучших салонных процедур для омоложения кожи после 35 лет

Участвует в синтезе кератина – еще одно семейство фибриллярных белков, которые за счет достаточно высокой механической прочности входя в состав эпителиальных клеток, кожного покрова, ногтей, волос, а у животных клювы, рога, копыта, перья, панцири, паутина и т.д. передают им свою крепость. Кератин в симбиозе с коллагеном и эластином придают коже упругость.

Участвует в синтезе меланина – группа высокомолекулярных пигментов, придающих цвет коже, глаз, волос. Помимо функции окраса, меланины обладают свойство поглощать ультрафиолетовые лучи, тем самым защищая организм от солнечного лучевого облучения. Замечен и антиоксидантный эффект меланинов.

Количество серы в организме взрослого среднестатистического человека колеблется в пределах 1,6-2,5 г на 1 кг массы тела (0,16-0,25%). Основная масса макроэлемента присутствует в крови, кожном покрове, суставах, волосах и ногтях.

  • Участие в синтезе инсулина – гормона, вырабатываемого поджелудочной железой и участвующих во многих обменных процессах, прежде всего, утилизации глюкозы, синтезе белков и жиров;
  • Участие в синтезе гемоглобина, который помимо окрашивания крови в красный цвет обладает транспортной функцией в газообмене и переносе кровью питательных веществ ко всем органам и системам;
  • Входит в состав различных аминокислот – метионина, цистеина;
  • Входит в состав некоторых витаминов – витамина В1 (тиамина), витамина В7 (биотина), липоевой кислоты (синоним витамина N);
  • Обладает мощным антиоксидантным действием – тормозит преждевременное окисление полезных веществ в организме, тем самым предотвращает их разложение до того, как произойдет превращение и оказание полезного действия этих веществ на организм;
  • Участвует в функционировании и поддержании нормальной работы головного мозга и других элементов нервной системы;
  • Обладает антигистаминным, т.е. противоаллергическим действием;
  • Очень важен для формирования и роста костей, суставов, ногтей, волос, собственно, как мы уже и говорили;
  • Очищает лимфатическую и кровеносную системы от токсинов и других вредных веществ;
  • Подавляет выработку в организме медиаторов воспаления, за счет чего помогает ему лучше справляться с воспалительными заболеваниями различных органов;
  • Участвует в репродуктивной функции;
  • Тормозит старение организма.
  • В медицинской практике – для лечения заболеваний кожи и опорно-двигательного аппарата, в качестве слабительного;
  • В промышленности – для изготовления серной кислоты, вулканизации каучука, изготовления серных ламп;
  • В быту – применяется для изготовления спичек, бумаги, а также обеззараживания помещений (фунгицид) и растений от вредителей;
  • В строительстве – для изготовления серобетона;
  • Военное дело – для изготовления взрывчатых веществ;
  • Для изготовления минеральных удобрений.

Сера в чистом виде – пожароопасное вещество, которое приводило не одно десятилетие к большим пожарам по всему миру, особенно на производственных предприятиях и складах по ее хранению.

Сера является обязательным компонентом протеиногенных аминокислот: цистеина и метионина. Из них построены основные белковые структуры организма. Участвует в образовании опорного аппарата, укреплении мышц и связок организма. Структурная функция этим не ограничивается. Сера участвует в формировании пространственной трехмерной структуры белковых молекул. Элемент является важным компонентом коллагена – специфического белка, придающего структурность и опору тканям организма.

Здоровый цвет лица, блестящие волосы, крепкие ногти – заслуга серы. Она принимает участие в синтезе пигмента метионина, придающего коже красивый оттенок загара. Кератин, из которого состоят ногти и волосы, имеет в основе своего строения серу. При недостатке нутриента отмечается сухость, ломкость, тусклый цвет волос.

Сера обладает сильным детоксикационным действием. Защищает человека от патогенных микроорганизмов и грибков. Предохраняет ткани и органы от ионизирующего излучения, токсинов. Сера нейтрализует такие ядовитые вещества в организме, как индол, фенол и другие, образующиеся в результате метаболизма. В условиях неблагоприятной экологической обстановки в мегаполисах дефицит элемента – причина снижения иммунитета, защитных сил организма, аллергизации населения.

Такие гормоны, как инсулин и кальцитонин, в своем строении имеют серу. Она участвует в нормализации уровня сахара в крови, метаболизме глюкозы.

Содержится сера и в гемоглобине. Она способствует лучшей адсорбции кислорода и углекислого газа на эритроцитах, участвует в процессах транспортировки веществ.

Сера принимает активное участие в выработке желчных кислот, способствует усвоению организмом поступивших жиров пищи. Дефицит серы приводит к нарушению функции пищеварения, перегрузке поджелудочной железы и нарушению нормального оттока желчи.

Сера: польза и вред для организма человека

Синтез молекул ДНК и РНК невозможен без присутствия серы. Она входит также в состав витамина В1 – тиамина и биотина.

Являясь сильным антиоксидантом, сера активно борется со свободными радикалами, защищает генетический аппарат клеток от негативного воздействия агрессивной внешней среды.

Медицинские препараты из серы

В чистом виде сера продается в аптеках в виде серного порошка, но его рекомендуют редко, при тяжелых кожных заболеваниях.

Чаще при дерматологических проблемах используют серную мазь. В ее состав помимо основного вещества входят вода и вазелин, которые образуют эмульсию. Мазь обладает противомикробным действием и восстанавливает поврежденный эпидермис кожи. Кроме того, ее рекомендуют для борьбы с угревой сыпью и прыщами. Обладает она и противогрибковым действием.

Для лечебных и косметических целей используется серное мыло. Мыло с содержанием серы от 10% и выше обладает лечебным действием на кожу. А мыло, содержащее около 3% вещества, используется для профилактики, очищения кожи, борьбы с прыщами и т.п.

Сера входит в состав лечебных пластырей от мозолей.

Применяется в составе слабительных средств для лечения запоров. Природная минеральная вода часто включает растворенный сероводород.

Предлагаем ознакомиться  Вирусы, бактерии, грибки и их влияние на человека

Сероводородная вода используется при различных диетах, оздоровительных процедурах, для кожи полезны сероводородные ванны. Их же рекомендуют при болезнях суставов – артритах, ревматизме и др. Сероводородная вода оказывает оздоравливающее действие на опорно-двигательный аппарат, снижает артериальное давление.

Как выглядит сера

Наконец, сера входит во многие биологически активные добавки, наряду с другими макро- и микроэлементами.

Сера — суточная потребность

Суточная потребность в S до конца не изучена, поэтому диетологи рекомендуют усредненную дозировку, безопасную для различных группы населения. Такой дозой является от 500 до 1300 мг, что зависит главным образом от веса человека – 500 мг при 15-30 кг массы тела и 1300—1500 мг при 120 кг.

В методических рекомендациях Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека №2.3.1.1915-04 от 02.07.2004 г суточная норма серы также не указана.

Суточная доза серы повышается при высоких физических нагрузках на организм – при занятии спортом, поднятии тяжестей и других высоко энергозатратных действиях.

Терапевтическими дозами серы являются от 3,5 до 3 мг в сутки. Замечена эффективность дополнительного приема макроэлемента при артритах, артрозах, амилоидозе, сенной лихорадке.

Вред серы

Серная мазь в больших количествах может вызвать раздражение на коже в виде покраснения, чувство жжения или зуда. Не рекомендуется аллергикам и людям с чувствительной кожей. Ее нельзя использовать, если имеются ранки, порезы, ссадины.

Многие соединения серы являются ядовитыми, в том числе сернистый газ, сероводород, серная кислота. Сернистый газ нередко присутствует в промышленных выбросах, образуется при сжигании угля, нефти, мазута и т.п. Он может попадать в городской воздух из труб котельных, теплоэлектростанций, металлургических предприятий. Этот газ вызывает раздражение верхних дыхательных путей, бронхоспазм, увеличивает содержание серы в организме.

Добыча серы

Сероводород – токсичный газ с резким неприятным запахом тухлых яиц. При его вдыхании могут наблюдаться сильные головные боли, тошнота, головокружение, при больших концентрациях остановка дыхания, потеря сознания и даже летальный исход. Несмотря на выраженные ядовитые свойства сероводорода, его водный раствор в небольших концентрациях полезен и используется для лечения и профилактики многих заболеваний.

Избыток в рационе

Количество серы, потребляемое с нормальными продуктами, безопасно для человека. Но этот элемент может поступать в организм с сульфитами (пищевые добавки Е221-Е228), которые используют в качестве консервантов. Кроме того, он может попадать в организм в виде сернистого газа из выбросов промышленных предприятий. У людей, контактирующих с серой и ее соединениями на производстве, возникают хронические заболевания.

Избыток серы в рационе приводит:

  • К нарушениям пищеварения.
  • Болезням верхних дыхательных путей.
  • Болезням глаз, слезоточивости, опухания слизистой, ощущения песка в глазах и т.п..
  • Кожный зуд и сыпь.

Нехватка серы — симптомы

Дефицит S может вызывать следующие нарушения в работе организма:

  • Побледнение кожи, появление на кожном покрове пигментных пятен (развитие витилиго) и склонность к заболеваниям кожи – дерматитам, дерматозам, экземе и псориазу;
  • Потускнение, сечение и выпадение волос;
  • Склонность к расслоению и ломкости ногтей;
  • Расстройство со стулом в виде периодических запоров;
  • Со стороны сердечно-сосудистой системы могут наблюдаться тахикардия и повышенное артериальное давление;
  • Склонность к аллергическим реакциям;
  • Дискомфортные ощущения, хруст и боль в суставах (артралгия) и мышцах (миалгия), особенно при физическим нагрузках;
  • Предрасположенность к травмам опорно-двигательного аппарата и развитие патологий в позвоночнике в виде патологических лордоза и кифоза, а также остеохондроза, сколиоза;
  • Повышение уровня сахара в крови (гипергликемия) и появление риска на сахарный диабет;
  • Снижение функции печени, вплоть до развития жировой дистрофии;
  • Нарушения со стороны функционирования нервной системы – повышенная раздражительность, ухудшение умственной деятельности, предрасположенность к стрессам и неврозам, апатии, развитие вегето-сосудистой дистонии.
  • Осложнением при длительном дефиците серы может свидетельствовать атрофия печени, ломкость кровеносных сосудов, множественные внутренние кровотечения, нарушения обмена белков и углеводов.

Причины нехватки S

  • Недостаточное питание, жесткие диеты, голодовки, употребление некачественных продуктов питания, особенно на фоне тяжелого физического труда;
  • Прием повышенных доз селена (Se), молибдена (Mo) и бария (Ba).

Применение серы в медицине

Применение S целесообразно в следующих случаях:

  • При запорах — в качестве слабительного средства;
  • Для лечения заболеваний кожи – экземы, дерматитов, чесотки;
  • Для борьбы с некоторыми видами паразитов, например — гельминтов;
  • Лечение подагры – в составе гарлемского бальзама;
  • Профилактика заболеваний опорно-двигательного аппарата.

Усвоению серы способствуют железо и фтор, поэтому при ее недостатке в рационе стоит увеличивать потребление этих микроэлементов.

При множестве кожных заболеваний – чесотке, псориазе, различных видах лишая, грибка – рекомендуют серную мазь. Обладает она и противогрибковым действием. Серную мазь применяют на чистую кожу, перед ее использованием нужно принять ванну или душ. Мазь наносится на несколько часов.

Препараты из серы во время беременности и кормления грудью можно использовать только по совету врача. Не рекомендуется применять их для лечения детей младше 3 лет.

Предлагаем ознакомиться  Маска из серой глины для кожи лица в домашних условиях

Сера в природе

Минеральную сероводородную воду рекомендуют пить для очистки печени, детоксикации организма, улучшения работы желудочно-кишечного тракта.

Противопоказания к ее употреблению: заболевания почек, онкологические заболевания, болезни органов дыхания.

Вывод

Сера отвечает за многие жизненно важные процессы в нашем организме. В обычных условиях ее поступает достаточно с продуктами. Но если есть признаки дефицита этого элемента в организме, можно принимать его дополнительно в виде пищевых добавок или минеральной воды. Заболевания кожи лечат серными мазями и мылом, но для этого лучше получить консультацию специалиста.

Сероводородную минеральную воду можно рекомендовать при хронических заболеваниях печени, а сероводородные ванны показаны для лечения и профилактики множества болезней – кожных, опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистых и других.

Избыток и недостаток серы

Передозировка серой в случае употребления продуктов питания маловероятна и медицинскими специалистами практически нигде не описана. Иногда встречаются факты избыточного скопления внутри серы в следствие злоупотребления сульфитами, т.е. серосодержащие вещества, которых большое количество в пиве и других алкогольных напитках, копченостях, уксусе, некоторых свежих овощах (картофель и др.).

Особенно тяжело протекают отравления летучими серосодержащими веществами — сероводородом, серным ангидридом, сернистым газом и прочими.

Отравление серой сопровождается следующими симптомами:

  • Со стороны кожного покрова – кожный зуд, появление крапивницы и других видов сыпи, развитие фурункулеза;
  • Со стороны нервной системы – головные боли, головокружения, судороги, ухудшение мыслительной функции, психозы, в плоть до потери сознания (при остром отравлении);
  • Со стороны органов зрения – покраснение глаз, светобоязнь, боль в глазах, развитие конъюнктивита, чувство инородных предметов в глазах, повышенное слезотечение, повреждение роговицы;
  • Со стороны ЖКТ – тошнота, диарея, снижение аппетита;
  • Общие – снижение массы тела, слабость, ухудшение слуховой функции, анемия.

В случае вдыхания сероводорода в течение нескольких минут у человека появляются признаки удушья и потеря сознания, судороги и паралич, вплоть до остановки дыхания.

При тяжелых поражениях серой человек может умереть.

  • Злоупотребление препаратами, в которых содержится это вещество;
  • Нарушение метаболизма серы;
  • Пренебрежение правилами безопасности при работе с летучими серными веществами – отсутствие приспособлений индивидуальной защиты (респираторов, масок и прочих).

Недостаток серы приводит к следующим нарушениям в организме:

  • слабые и тусклые волосы;
  • нездоровый цвет лица, пигментация;
  • истощение;
  • хронические запоры;
  • мышечная дистрофия;
  • нарушение функции печени;
  • аллергические реакции.

Повышенное поступление серы в организм происходит при отравлении серосодержащими веществами в промышленности, на производстве, при употреблении большого количества консервированной продукции. Высокой токсичностью для организма обладают сероуглерод, сероводород, оксиды серы. Серные соединения, попав в пищеварительную систему, под воздействием кишечной микрофлоры превращаются в токсичный сульфид водорода.

В последнее время консерванты на основе серы добавляются в вина, пиво, колбасы и копчености, газированные напитки и т.д. Вызвать острое отравление сера, содержащаяся в продуктах в виде консервантов, не способна, но чрезмерное потребление консервированной продукции может быть причиной повышенного поступления серы в организм.

Признаки острого отравления серой:

  • дрожание (тремор) конечностей, судороги;
  • нарушения нервной системы, параличи;
  • бессознательное состояние;
  • остановка дыхания, летальный исход.

Признаки хронического отравления серой:

  • заболевания органов дыхания;
  • кожный зуд, высыпания;
  • анемия;
  • нарушение пищеварения;
  • ослабление зрения;
  • нарушения со стороны центральной нервной системы.

Биологическая роль и функции серы в организме

При употреблении здоровой пищи, богатой белками, человек не испытывает дефицита в сере. Усиленные физические нагрузки, как правило, подразумевают богатый белками рацион, и дополнительных источников серы не требуется.

Источники серы

В каких продуктах S содержится больше всего?

Растительные и животные источники (мг на 100 г): мак (640, молоко сухое нежирное (339), индейка (250), соя (244), говядина (230), лосось (225), творог (222), брынза (221), щука (210), морской окунь (210), кета (205), треска (203), сардина (200), нут (198), горбуша (190), горошек зеленый (190), фундук (190), курятина (185), миндаль (178), яйцо куриное (175), чечевица (163), фасоль (160), грецкий орех (100), толокно (95), мука пшечничная высшего сорта (70), лук репчатый (65), грибы белые свежие (47), капуста (37), картофель (35), изюм (30), лук зеленый (24), тыква (18), крыжовник (18), малина (16), салат (16), баклажаны (15), клубника (12).

Химические источники (S): «Сера активная» (таблетки), MSM комплекс в составе БАДов.

Синтез в организме: не синтезируется.

В организм человека микроэлемент поступает в форме органических соединений (чаще – кислот). Особенностью нутриента является способность проникать через кожу, трансформироваться там в сульфиды и сульфаты, и в таком виде попадать в кровяное русло. Специальные лечебные серосодержащие природные источники как нельзя лучше подходят для интенсивного насыщения организма элементом.

Благоприятствуют усвоению серы фтор и железо. Такие элементы, как мышьяк и молибден, затрудняют всасывание элемента организмом. Селен также замедляет усвоение серы.

В сутки человеку необходимо от 4 до 12 граммов серы. Повышенную потребность испытывают спортсмены. Дети в период интенсивного роста также нуждаются в повышенных дозах нутриента. Потребность в сере увеличивается с возрастом.

Рациональное питание позволяет предупредить дефицит серы в организме. В рацион следует включать продукты, богатые серой. К ним относятся: сыры, яйца, рыба, молоко, фасоль, лук, яблоки, капуста, злаки.