Некоторые химические элементы обязаны своим названием не ученым минерологам, а горнякам, выбиравшим для неизвестных им руд забавные имена. Так маленький, озорной горный дух Никель, который якобы подбрасывал саксонским горнякам непонятную руду вместо меди, вошел в химическую науку как подаривший название пластичному серебристому металлу и даже сделанным из него мелким монеткам.

Свойства у этого металла двойственные и вполне соответствуют озорнику-горному духу: например, с одной стороны – может вызывать раздражение кожи при контакте с застежкой или украшением, с другой – влиять на структуру ДНК и возбуждаемость нервной системы, хотя его функции в организме продолжают во многом оставаться загадкой.

Общая характеристика никеля: история открытия и свойства

Никелированная посуда много лет оставалась королевской привилегией (фото: kurort-samara.ru)
Никелированная посуда много лет оставалась королевской привилегией (фото: kurort-samara.ru)

Странная руда, которая была очень похожа на медную, но при этом не позволяла добыть из нее медь, получила у саксонских горняков название купферникель (от немецкого языка Kupfernickel). Оно имело примерное значение «медный дух», а слово «никель» использовали для двуличных, обманчивых особ, в том числе и для озорного горного духа, который подсовывал горнякам обманчивую породу вместо искомой меди. При плавлении этой породы выделялись мышьяковые газы, создающие дурную славу месторождению. В середине 18 века шведский минеролог заинтересовался подробным составом этой обманчивой руды и обнаружил в ней новый металл, похожий на железо. Название металла так и сохранилось – никель. В периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева он обозначается символом Ni (латинское наименование элемента – Niccolum). Ученый мир долго не признавал этого открытия, полагая никель не самостоятельным элементом, а сплавом разных металлов с серой и мышьяком, и только в 19 веке удалось получить абсолютно чистый никель и описать основные его свойства – высокую сопротивляемость коррозии, пластичность и жаропрочность.

Исследование вновь открытого вещества показало широкую его распространенность в природе. Никеля много в земной коре, причем существует гипотеза о том, что ядро Земли состоит из сплава железа и никеля, и из него никелевые атомы проникли в земную кору, образовав при соединении с серой и медью месторождения сернистых минералов.

Природный никель можно найти только в связанном состоянии (красный, белый, магнитный колчедан, мышьяково-никелевый блеск и др.). Первое знакомство с никелем люди получили, находя остатки упавших на землю железных метеоритов: в них никель – самородный. Из «упавшего с небес» металла делали амулеты, а потом заметили, что изготовленные из него инструменты и оружие не ржавеют.

Сегодня никель входит в состав большинства известных суперсплавов – жаропрочных и легких нержавеющих материалов, которые применяют в аэрокосмической промышленности и ядерных реакторах, в судо- и машиностроении. Никель – незаменимый металл для химической аппаратуры. Его не разъедают щелочи, расплавленные соли, концентрированные рассолы и другие агрессивные вещества.

Никелем пользуются как антикоррозийным покрытием, его любят конструкторы электровакуумных и магнитных приборов, сплавы с никелем незаменимы как основа для электронагревательных приборов, для запоминающих устройств в вычислительных машинах и магнитных сердечников в телефонах.

Никель нашел применение в чеканке монет (например, «никель» — американская пятицентовая монетка), в изготовлении посуды и украшений – всем известны такие его сплавы как мельхиор (с медью) и белое золото (с золотом и серебром). С использованием никеля делают разноцветное стекло, в том числе и такое, что пропускает лучи определенного спектра – например, только ультрафиолетовые. Никель – основной элемент для обмотки струн музыкальных инструментов, изготовления спиралей в электронных сигаретах, его применяют в медицинском протезировании и в стоматологии – для того чтобы делать брекет-системы, в изделиях для швейной промышленности – это иглы, кнопки, застежки. Никель можно найти в любой водостойкой туши для ресниц, диметилглиоксимат никеля входит в состав губной помады как основа для глубокой красивой окраски.

Никель содержится в морской воде, в растениях (некоторые бобовые способны накапливать очень много этого металла – например, горох), в организмах животных (особенно высокое его содержание в животных-альбиносах) и человека. Установлено, что содержание никеля в человеческом организме меняется с возрастом, однако физиологическая роль этого элемента для организма пока еще находится в стадии изучения.

Взаимодействия никеля в организме

Значительную часть суточной нормы никеля мы получаем с водопроводной водой (фото: images.vfl.ru)
Значительную часть суточной нормы никеля мы получаем с водопроводной водой (фото: images.vfl.ru)

Главный источник поступления никеля в человеческий организм – это еда и вода. Из пищи усваивается до 10% никеля, из воды он всасывается быстрее и полнее — абсорбция вещества увеличивается до 25%. Соляная кислота уже в желудке начинает воздействовать на никель, способствуя его всасыванию в кровь, остатки вещества усваиваются в тонком кишечнике. Далее никель вступает в соединения с сывороточными белками плазмы крови (альфа1-гликопотеином, никелоплазмином и др.) и разносится кровью к органам. Практически весь остаточный никель выводится через кишечник с фекалиями, только 5% остатков никеля удаляются с мочой и с желчью.

Несмотря на малую химическую активность никеля, у него есть довольно активные реакции взаимодействия в организме, которые полезно учитывать для контроля усвоения этого вещества. В присутствии витамина В12 никель стимулирует сократимость и рост мышечных волокон (а если этого витамина в организме мало, никель, наоборот, снижает мышечный тонус. Наличие витамина С ухудшает усвоение никеля. За счет влияния на выведение избыточных стероидных гормонов никель предположительно предупреждает задержку натрия и воды, избавляя от отеков, а также сохраняет кальций в костной ткани, не позволяя развиться остеопорозу. Если организм испытывает дефицит железа, место этого элемента замещают молекулы никеля. Всасывание никеля усиливается во время беременности и грудного вскармливания, что объясняется необходимостью этого химического элемента для синтеза гормонов, отвечающих за вынашивание и лактацию.

Ухудшают усвоение никеля цинк, селен, сера в продуктах и биоактивных добавках. Вместе с медью и кобальтом никель принимает участие в синтезе эритроцитов и других элементов крови.

Основные функции в организме

Никель, содержащийся в продуктах, участвует в обменных процессах и помогает регулировать вес (фото: diaryhijaber.com)
Никель, содержащийся в продуктах, участвует в обменных процессах и помогает регулировать вес (фото: diaryhijaber.com)

В человеческом организме никель концентрируется в основном в гипофизе, поджелудочной железе и надпочечниках – важнейших железах эндокринной системы, которые вырабатывают эндорфин, гормон роста, а также другие гормоны, выполняющие следующие функции:

  • отвечают за вынашивание и вскармливание ребенка;
  • стимулируют выработку меланина – пигмента кожи, защищающего ее от УФ-облучения;
  • активизируют работу щитовидной железы;
  • улучшают сократительные способности мышц;
  • помогают в выработке инсулина.

Роль никеля в гормонообразующей деятельности эндокринной системы пока изучается, однако есть данные о том, что никель успокаивает нервную систему, снижая активность адреналина. Благодаря никелю усиливается выработка почками гормона эритропоэтина, отвечающего за выработку красных кровяных телец эритроцитов, за снабжение кислородом всех тканей. Подтверждена роль никеля в регулировании накопления и выведения мочи, выработанных надпочечниками избыточных стероидных гормонов. Благодаря этому снижается артериальное давление, регулируется уровень глюкозы в крови, ускоряется регенерация тканей в организме.

Еще один орган депонирования никеля – печень, и здесь элемент принимает участие в синтезе важнейших для организма аминокислот, которые входят в структуру клеточных ДНК и РНК, укрепляют иммунитет, улучшают работу сердца и сосудов, борются с воспалениями и ускоряют восстановление тканей после них, контролируют массу тела, предотвращают неконтролируемое деление клеток.

Никель участвует в реакциях окисления и восстановления разных органических соединений, важных для работы организма, необходим для выработки некоторых ферментов, без которых не усваиваются витамины, жиры и углеводы.

Польза никеля для организма

Польза никеля для организма плохо изучена, но поскольку он активно влияет на ряд важнейших процессов в органах и системах, можно указать на следующие его полезные свойства:

  • уменьшает проявление артериальной гипертензии;
  • регулирует обмен жиров и углеводов, влияет на уменьшение массы тела;
  • снимает нервное возбуждение;
  • повышает гемоглобин крови;
  • улучшает усвоение инсулина;
  • повышает иммунитет;
  • укрепляет сердечно-сосудистую систему.

Препараты с содержанием никеля активно применяются в трихологии – этот элемент усиливает кровоток в области волосяных фолликулов и улучшает снабжение их кислородом, что помогает уменьшить выпадение волос.

Роль в возникновении и течении различных заболеваний

Доказано влияние никеля на активацию инсулина. Если при сахарном диабете вводить это вещество сразу после инсулина, то значительно усиливается гипогликемическая активность препарата, и его можно принимать реже. У пожилых людей никель начинает накапливаться в легких, и, учитывая вероятную связь этого вещества с гормональной активностью организма, ученые предполагают влияние никеля на возрастную активность легочных гормонов, способных усилить проявления бронхиальной астмы.

Избыточное накопление никеля в организме провоцирует депигментацию кожи – витилиго. Влияние никеля на выработку гистамина в организме сделало этот металл одним из наиболее известных аллергенов: около 15% людей в мире страдают аллергией на никелевые соединения, из которых делают украшения, часы, застежки и заклепки для одежды – это проявляется раздражением и зудящей сыпью на коже.

В каких продуктах содержится никель

Какао и шоколад – самые богатые никелем продукты (фото: rerecept.ru)
Какао и шоколад – самые богатые никелем продукты (фото: rerecept.ru)

Четвертая часть никеля, попадающего в наш организм ежедневно, приходится на водопроводную воду. Особенно много этого химического элемента содержит вода по утрам, когда она долго простояла в трубопроводе. Чемпионами по содержанию никеля считается порошок какао (980 мкг/100 г веса продукта), горький шоколад (260 мкг) и молочный шоколад (120 мкг). Причинами такого высокого содержания никеля в этих продуктах считают использование аппаратуры и емкостей с никелевым покрытием для хранения и переработки шоколадного сырья.

Никель в некоторых продуктах (мкг на 100 г)

Крупы Бобовые, орехи Мясо, рыба Овощи, фрукты
Кукурузная крупа 80 Кешью 510 Говяжья печень 63 Шпинат 390
Овсяные хлопья 50 Соя 304 Ставрида копченая 28 Абрикосы 32
Рис 50 Зеленый горошек 250 Шпроты в масле 14 Груша 18
Пшеница 40 Фасоль 170 Свинина 12 Виноград 16
Рожь 30 Чечевица 160 Треска 9 Капуста белокочанная 15
Перловка 20 Фисташки 40 Говядина 8 Помидоры 13

Совет врача. Тем, кто придерживается диеты на растительных белках, нужно рационально распределять в своем меню богатые белком бобовые и крупяные продукты, чтобы не получить передозировку никеля

Страдающим аллергией на никель нужно постараться иметь в рационе как можно меньше продуктов с высоким содержанием никеля.

Как сохранить никель в пище

Продукты с высоким содержанием никеля (крупы, бобовые) не следует хранить в открытом виде под прямыми солнечными лучами, потому что металл может сформировать различные оксиды, способные накапливаться в организме. С другой стороны, нельзя хранить продукты в посуде с никелированным покрытием больше двух дней – возрастает риск перехода никеля в еду и избыточного накопления минерала в органах и тканях.

Усвояемость минерала

Аллергикам надо помнить и о том, что в напитках с кофеином и в пиве содержится никель, который плохо усваивается и может спровоцировать обострение кожных раздражений.

Всасывание никеля значительно ухудшается, если вместе с содержащими его продуктами пить чай, кофе, молоко, апельсиновый сок, дополнять еду фруктово-ягодными десертами из цитрусовых, киви, черной смородины и других продуктов, в которых много аскорбиновой кислоты.

Сочетание с другими питательными веществами

Никель легко вступает в связь с белками и органическими кислотами (лимонной, яблочной, уксусной и др.), помогая их усвоению. Важно сочетание никеля с продуктами, которые богаты жирами и углеводами. Без никеля не происходит расщепление поступивших с питательными веществами жиров на удобные для всасывания жирные кислоты и глицерин, не высвобождается нужная организму энергия из углеводов.

Суточные нормы никеля

При нервном и физическом истощении нужно расширить меню за счет продуктов, богатых никелем (фото: uzi-trehgorka.ru)
При нервном и физическом истощении нужно расширить меню за счет продуктов, богатых никелем (фото: uzi-trehgorka.ru)

Биологическая роль никеля в организме человека пока не определена точно, поэтому нет научно обоснованных норм потребления этого металла, а потребности в нем обосновываются большей частью на основании наблюдений. Суточная норма никеля для человека определена в диапазоне от 100 до 300 мкг. С продуктами и водой мы получаем каждый день около 600 мкг никеля, но усваиваем не более четверти из поступившего количества, поэтому при сбалансированном рационе недостаток или избыток этого вещества – редкое явление.

Причины и последствия дефицита никеля

Если организм получает в день менее 50 мкг никеля, может развиться дефицитное состояние. Причиной недостатка никеля, помимо неполноценного питания (например, диеты на основе только фруктов или соков, гречки или кофе) могут стать некоторые заболевания желудка и кишечника, нарушающие всасывание никеля, сильная анемия, сердечные болезни.

Совет врача. При синдроме хронической усталости, при физических и умственных перенапряжениях, после перенесенных инфекционных болезней организм нуждается в повышенном поступлении никеля с продуктами питания

Дополнить рацион никелем нужно, посоветовавшись с врачом, при артериальной гипертензии, сахарном диабете, некоторых дерматологических заболеваниях. Особенно осмотрительно следует относиться к никелю беременным и кормящим женщинам. С одной стороны – никель способствует вынашиванию малыша и влияет на лактацию, с другой – это токсичный элемент, поэтому любые биодобавки, витаминные комплексы и даже изменения меню в пользу продуктов, богатых никелем, должны обязательно обсуждаться с врачом.

Признаками недостатка никеля становится мышечная слабость и общая вялость, отсутствие желания двигаться. Снижается сопротивляемость организма вирусам и бактериям, инфекционные заболевания развиваются часто, протекают долго и тяжело. Если долго не принимать меры, сильно снизится уровень гемоглобина, повысится сахар в крови, нарушится сердечная деятельность, разовьются патологии печени, проявятся дерматозы.

Избыток никеля в организме

Избыточное накопление никеля в организме случается гораздо чаще дефицитных состояний, причем происходит из-за воздействия совокупности причин:

  • постоянного пользования никелированной посудой и хранения в ней еды;
  • употребления большого количества продуктов, богатых никелем;
  • повышенное содержание никеля в овощах и фруктах из-за их выращивания на загрязненных этим элементом почвах и водах;
  • высокое содержание никеля в водопроводной воде;
  • злоупотребление консервами (в них много никеля от баночного металла);
  • ношение украшений, часов из никелевых сплавов;
  • некачественные зубные протезы или брекет-системы с выделяющимся из них никелем;
  • вдыхание табачного дыма, выхлопных газов;
  • злоупотребление электронными сигаретами.

Передозировку никеля можно получить, вдыхая пары или пыль с соединениями этого элемента в условиях промышленного производства, при работе с медицинскими препаратами, поскольку никель способен накапливаться в организме. Наиболее опасны сульфат и хлорид никеля – эти соединения растворяются в воде и быстро всасываются.

Оксалаты, силикаты и фосфаты никеля в воде не растворимы и потому менее токсичны.

Острое отравление из-за избытка никеля можно получить при попадании в организм разовой дозы вещества более 50 мг. В этом случае появляются боли в правом подреберье, одышка, тошнота и головные боли.

Важно! Высокий уровень никеля в крови при лабораторном анализе может быть первым признаком развивающегося инфаркта миокарда

Хроническая интоксикация никелем проявляется:

  • кожными воспалениями – кератитом, контактным дерматитом;
  • язвочками на роговице глаз;
  • часто возникающими носовыми кровотечениями;
  • ринитами, болезнями дыхательных путей;
  • нервными расстройствами, раздражительностью и возбудимостью;
  • сбоями сердечного ритма;
  • проблемами с пищеварением.

В запущенных формах избыток никеля грозит отеками мозга и легких, жировой дистрофией печени, почечной недостаточностью, развитием рака легких, желудка.

Первой помощью при остром отравлении никелем может стать введение унитиола (дитиолпропансульфоната натрия), который прочно связывает и выводит никель. По показаниям применяют симптоматическую терапию и исключают из рациона продукты с никелем.

Препараты, содержащие минерал

При невозможности восполнить недостаток никеля из рациона врач может порекомендовать биодобавки или витаминные комплексы с содержанием никеля (например, Витальгин, Витрум). Обычно таблетки или капсулы препарата принимают раз в день во время еды, но продолжительность приема и дозировка обязательно выбираются врачом, поскольку никель – токсичный металл с неприятными побочными эффектами.

Рекомендации врача-аллерголога по поводу лечения аллергии на никель и причин, по которым содержание никеля может оказаться избыточным в организме, смотрите в видео ниже.