Магний применяют в виде металлических пластин при защите от коррозии морских судов и трубопроводов. Защитное действие магниевого «протектора» связано с тем, что из стальной конструкции и магниевого протектора (магний стоит в электрохимическом ряду напряжений левее, чем железо) создаётся электрическая цепь. Происходит разрушение магниевого протектора; основная же стальная часть конструкции при этом сохраняется. В металлургии магний используют как «раскислитель» - вещество, связывающее вредные примеси в расплаве железа. Добавка 0,5% магния в чугун сильно повышает ковкость чугуна и его сопротивление на разрыв. Используют магний и при изготовлении некоторых гальванических элементов.
Сплавы магния играют в технике очень важную роль. Существует целое семейство магниевых сплавов с общим названием «электрон». Основу их составляет магний в сочетании с алюминием (10%), цинком (до 5%), марганцем (1-2%). Малые добавки других металлов придают «электрону» различные ценные свойства. Но главным свойством всех видов «электронов» является их лёгкость (1,8 г/см 3) и прекрасные механические свойства. Их используют в тех отраслях техники, где особенно высоко ценится лёгкость: в самолёто- и ракетостроении. В последние годы созданы новые устойчивые на воздухе магниево-литиевые сплавы с совсем малой плотностью (1,35 г/см 3). Их использование в технике очень перспективно. Магниевые сплавы цены не только из-за своей лёгкости. Их теплоёмкость в 2-2,5 раза выше, чем у стали. Аппаратура из магниевых сплавов нагревается меньше стальной. Используют и сплав алюминия с большим содержанием магния (5-30%). Этот сплав «магналит» твёрже и прочнее алюминия, легче обрабатывается и полируется. Число металлов, с которыми магний образует сплавы, велико. Из диаграммы, иллюстрирующей правило Юм-Розери, ясна удивительная особенность магния не смешиваться в расплаве со своим близким по положению в таблице Менделеева соседом - бериллием. Из-за сильного различия межатомных расстояний не образует магний сплавов и с железом.
Среди кислородных соединений Mg нужно отметить оксид магния MgO, называемый также жжёной магнезией. Он применяется в изготовлении огнеупорных кирпичей, т.к. температура его плавления 2800 о С. Жжёная магнезия используется и в медицинской практике.
Интересны силикаты магния - тальк 3MgO*4SiO 2 *H 2 O и асбест CaO*MgO*4SiO 2 , обладающие высокой огнестойкостью. Асбест имеет волокнистое строение, поэтому его можно прясть и изготавливать из него спецодежду для работы при высоких температурах. Карбонаты и силикаты магния в воде нерастворимы.
Интерес к магнию и сплавам на его основе обусловлен, с одной стороны, сочетанием важных для практического использования свойств, а с другой стороны, большими сырьевыми ресурсами магния. Велика сфера использования магния и магниевых сплавов со специальными химическими свойствами, например в источниках тока и для протекторов при защите стальных сооружений от коррозии.
В СНГ, как и за рубежом, имеются большие запасы минерального сырья магния, удобные для его извлечения. Это месторождения твёрдых солей, содержащих магний, а также рассолы ряда соляных озёр. Кроме того, магний может извлекаться из морской воды. Таким образом для магния не стоит проблема истощения сырьевых ресурсов, которая приобретает всё большее значение для многих других, промышленно важных металлов. Хотя магний является одним из основных промышленных металлов, но объём его производства продолжает заметно уступать объёму производства алюминия и стали.
Определённую ориентировку в потребностях промышленности в магнии даёт рассмотрение его производства и потребления в развитых капиталистических и развивающихся странах. После второй мировой войны и вплоть до начала 70-х годов XX столетия в них наблюдался непрерывный рост производства и потребления магния, затем произошла его стабилизация. Крупнейшим производителем магния в капиталистических странах являются США, доля которых в общем производстве несколько больше 50%.
Конструкционные магниевые сплавы - это лишь одна, причём не самая большая по объёму область применения магния. Магний широко используется как химический реагент во многих металлургических процессах. В частности, он применяется в чёрной металлургии для обработки чугуна с целью десульфурации. В общем в последние годы имеется тенденция к расширению применения магния в качестве химического реагента. Значительное количество магния используется для получения титана, и надо искать пути повышения эффективности применения его в этих целях. Проявляется также значительный интерес к магнию и сплавам на его основе как аккумуляторам водорода.
Имеется определённая предубеждённость против магниевых сплавов со стороны потребителей в отношении их пожароопасности, низкой коррозионной стойкости, повышенной чувствительности к концентраторам напряжений. Эту предубеждённость следует преодолевать. В то же время следует продолжить работы, направленные на улучшение служебных характеристик магниевых сплавов, в частности на повышение их коррозийной стойкости.
Основные тенденции в развитии потребления магния в мире.
В последние годы за рубежом положение магния как одного из масштабных промышленных металлов упрочнилось: в 1980 году впервые в мирное время был превзойдён максимальный уровень производства магния военного 1943 года. Несмотря на отдельные спады, обусловленные общей неблагоприятной коньюктурой, потребление магния оставалось стабильным, хотя цены на него и выросли в 1,9 раза.
Самым крупным производителем и потребителем первичного магния за рубежом остаются США, но их доля в мировом потреблении за 1975-85гг сократилось с 51,7% до 41,5%. Норвегия и США - крупнейшие экспортёры магния: по 36-45 тыс. тонн в год. США являются также крупнейшим производителем магния из вторичного сырья.
Второе место по объёма потребления магния занимает Западная Европа (30%). Потребление магния в Японии оценивается на уровне 20-25 тыс. тонн в год, из которых 69% расходуется в производстве алюминиевых сплавов и высокопрочного чугуна, на отливки из магниевых сплавов - 4,9%.
Магний за рубежом используется во многих отраслях промышленности. Всё разнообразие направлений использования можно условно разделить на 3 группы:
Применение магния в производстве алюминиевых сплавов, в которых добавляют от 0,5% до 10% магния. Алюминиевые сплавы, содержащие магний, отличаются высокой удельной прочностью, коррозийной стойкостью и хорошо обрабатываются резанием.
Приготовление сплавов конструкционного назначения на основе магния. Содержание магния в таких сплавах 90-98%. Деформируемые магниевые сплавы и литые заготовки из них находят применение в ряде отраслей промышленности, прежде всего в аэрокосмической промышленности, далее идут военная и автомобильная.
Использование магния в качестве химического реагента в чёрной и цветной металлургии для восстановления Be, Ti, U, Zr, Hf и др.металлов, в химии (в основном в реакции Гриньяра), также в качестве расходуемых анодов для катодной защиты от коррозии стальных конструкций, подземных трубопроводов и резервуаров. Магний в этих процессах полностью расходуется. Лом и отходы не образуются, в отличии от первых двух групп, где он может повторно использоваться в виде вторичных сплавов.
В условиях дефицита магния также актуальной является задача более рационального использования имеющихся ресурсов металла, сокращение потерь его на всех этапах переработки и использования. Например, более эффективно может быть использован вторичный магниевый сплав типа МА9С6 для легирования алюминиевых сплавов взамен первичного металла. Предпочтительнее выглядит и прямое использование отходов из магниевых сплавов в виде брикетов стружки взамен чушкового металла, например, для десульфурации или модифицирования чугуна, производстве модификаторов типа железо-кремний-магний.
Использование магния в аппаратах космической и авиационной техники, автомобилестроении, различных агрегатах и ответственных приборах предъявляя особые требования к технологии производства литья из магниевых сплавов. Потребность народного хозяйства в магнии и магниевых сплавах значительно превышает возможность их производства. Это ставит перед металлургами, технологами и разработчиками новые проблемы повышения качества литья, использования лома и стружки, создание безотходных и малоотходных технологий производства. Обостряются вопросы экологии.
В среднем человеческий организм содержит около 25 г магния главным образом в костях и скелетной мускулатуре. Выведение магния из организма усиливается при стрессе, некоторых расстройствах здоровья и типах медикаментозного лечения, а также при высоких физических нагрузках. Меню, богатое рафинированными продуктами, не всегда дает человеку нужного количества магния. Дефицит нетрудно компенсировать биодобавками. Магний выпускается в виде соединений - оксида, сульфата, аспартата, карбоната, цитрата, глюконата.
Полезные свойства магния для организма
Необходим для сжигания в клетках органических веществ с выделением энергии, для нервного проведения, расслабления мышц, формирования костей и зубов. В сочетании с кальцием и калием он управляет сердечным ритмом и участвует в образовании инсулина.
Профилактика
Недавние исследования наводят на мысль о гипотензивном (снижающем артериальное давление) и антикоагулянтном (от тромбоза) действии магния, которое в сочетании со способностью этого элемента предупреждать спазмы артерий и опасные сердечные аритмии особенно полезно выздоравливающим после инфаркта миокарда.
Его адекватное поступление в организм важно для профилактики инсулинонезависимого диабета. Американские исследователи в течение 6 лет следили за уровнем магния более чем у 12 тыс. предрасположенных к диабету людей. Как выяснилось, когда этого элемента у них недостаточно, собственно болезнь развивается на 94% чаще, чем когда его много.
Основная польза магния
24.01.2017
Авиация
Магний широко используют в двигателях, корпусах и шасси самолетов. Основными факторами, определяющими использование магния, являются высокая удельная прочность в случае отливок и высокая удельная жесткость в случае деформированных изделий в сочетании с такими факторами, как высокие свойства при повышенных температурах, высокие усталостные и ударные свойства, а также хорошая обрабатываемость резанием. Стоимость здесь не является решающим фактором ввиду того, что каждые 45 кг сэкономленной массы дают дополнительный доход на авиалинии несколько тысяч фунтов стерлингов в год. Самолетостроение является очень важным рынком сбыта для магния и стимулирует разработку литейных сплавов с высоким сопротивлением ползучести, а также сплавов, содержащих цирконий.
Корпуса самолетов и корпуса редукторов. Чтобы проиллюстрировать степень применения отливок из магниевых сплавов в английском самолетостроении, можно воспользоваться примерами конструкций самолетов «Комета», «Британия» и «Трайдент», каждый из которых содержит несколько сот отливок из магниевых сплавов.
Большинство литых деталей, используемых в конструкциях самолетов, получают литьем в землю. Литье в металлические изложницы используется реже.
Деформируемые магниевые сплавы находят в Англии следующее применение. Бомбардировщик «V» содержит около 1 т листов, главным образом из сплава ZW3. Вертолет S55 имеет обшивку из того же сплава (120 кг) (рис. 293). Другие английские вертолеты содержат большое число поковок из сплава ZW3 (рис. 294). Рычаг рулевого управления из сплава AZM, полученный путем ковки, показан на рис. 294, г. Сварные конструкции из листа и труб, изготовленных из сплава ZW1 (рис. 295), были использованы в турбовинтовом самолете «Британия», а также для сидения штурмана-наблюдателя в самолете «Биверли». Самолет «Гнат» имеет панели и обширные воздухопроводы (рис. 296) также из сплава ZW1. Используются также сварные трубчатые сидения в самолетах, например в «Виска-унте».
В США деформируемые магниевые сплавы нашли значительно большее применение. Экспериментальный самолет F80C с монококовой конструкцией крыла в основном сделан из магния (рис. 297). На рис. 298 показано упрощение конструкции фюзеляжа самолета в результате применения магния. Наиболее хорошо иллюстрируется применение магния в конструкциях самолетов США, по-видимому, на примере бомбардировщика В36, На рис. 299 показаны места, в которых применяется магний в самолетах этого типа. На рис. 300 показано использование магния в некоторых других военных самолетах. Бомбардировщик В36 содержит около 3400 кг магниевых листов и около 1100 кг магниевых отливок, прессованных изделий и поковок, не считая двигателей, колес, тормозов и другого вспомогательного оборудования Общее количество магниевых сплавов, примененных в этом самолете, составляет около 8600 кг. Замена магния алюминием увеличила бы общую массу приблизительно на 4,5 т. Другой бомбардировщик В52 содержит 635 кг листов, 90 кг прессованных изделий и свыше 200 кг отливок из магниевых сплавов.
Удачным примером монококовой конструкции из магния является обшивка фюзеляжа экспериментального скоростного самолета «Скайроккет» (рис. 301).
Пол, сделанный из прессованных изделий сплава ZK60, используется в «Глобемастерс» и грузовом «Сьюпер констеллыйшнз».
Следует упомянуть также беспилотный реактивный самолет мишень «Файерби». Около 1/3 его конструкции состоит из листов сплава AZ31-H24 и прессованных изделий из сплава AZ31. Один из этих самолетов сбивали в море, извлекали, промывали, восстанавливали и вновь использовали 21 раз.
В США производятся крупные прессовки, например, для самолета В47 и реактивного двигателя J33.
Двигатели . Типичными деталями из магниевых сплавов в двигателях являются воздухозаборники - отливки из сплавов AS, RZ5 и ZRE1, корпус диффузора и компрессора отливки из сплавов ZRE1, ZT1 и НК31, поковки из сплава ZTY; основные поддерживающие плиты - отливки из сплава ZT1.
Турбовинтовой двигатель «Дарт», используемый в пассажирских самолетах «Вискаунт» и «Газель», содержит около 80 магниевых отливок, что составляет около Vs массы двигателя.
Магниевые сплавы используют также в поршневых двигателях, например для картера двигателя в «Джипси Куин» и для задней крышки двигателя «Сентаурус». В обоих примерах использовался сплав AZ91.
По мере повышения рабочих температур реактивных двигателей создается тенденция к ограничению применения отливок из магниевых сплавов в воздухозаборниках и в деталях компрессора. Однако для изготовления картера компрессора продолжают использовать поковки из сплава ZTY.
Почти все отливки для авиационных двигателей получают литьем в землю. Отливкой в кокиль получают крышки камер сгорания из сплава ZREI и детали турбовинтовых и реактивных двигателей из сплава RZ5.
Колеса . Колеса шасси из литейных магниевых сплавов применяют в самолетах в течение многих лет Сначала использовали обработанный на твердый раствор сплав А8, затем колеса стали отливать из сплава Z5Z или в небольшом объеме изготавливали из поковок сплава ZW3 (рис. 302). Высокое качество поверхности обода колеса и однородность усталостных свойств в отливке в сочетании с хорошей устойчивостью против ударных нагрузок и малой чувствительностью к надрезу как при ударных, так и при усталостных нагрузках являются важными факторами применения магниевых сплавов для изготовления колес.
Некоторые носовые колеса и колесные фланцы отливают в кокиль из сплава А8.
Бортовое оборудование и груз. Небольшие магниевые детали часто используют в системах навигации, связи, вентиляции и герметизации, внутренней арматуры и распределения и т. д. Из магниевых сплавов изготавливают и такие детали, как телевизионные камеры (рис. 303).
Военно-воздушные силы США используют изготовленные из магниевых сплавов геодезические конструкции очень больших размеров (рис. 304). Одна из них представляет собой полусферу диаметром 15 м, массой всего лишь 550 кг без покрытия из пластика. Другая размером 24x15x10 м весит 680 кг без покрытия и может быть установлена без крана.
Управляемые снаряды и исследование космоса. Некоторые свойства магния, имеющие значение для управляемых снарядов и использования в космосе . В дополнение к высокой прочности и жесткости при минимальной массе в сочетании с хорошей технологичностью к материалам, предназначенным для использования в конструкциях управляемых снарядов и космических аппаратов, предъявляются и другие требования. Условия полета в космосе являются очень жесткими. Они включают в себя аэродинамический нагрев до высоких температур, внезапное попадание в тень, близость некоторых компонентов к ожижженному топливу, наличие озона в верхней атмосфере, бомбардировку жесткой электромагнитной радиацией, частицами высоких энергий и микрометеоритами, вакуум до 10в-11 мм рт. ст. и т. д.
Магний обладает довольно высокими теплопоглотительными свойствами (табл. 83). Так, по температуропроводности магний не уступает ни одному из конкурирующих с ним металлов, вследствие чего температуры, возникающие при передаче на поверхность магния данного количества тепловой энергии, относительно низки. Это иллюстрируется гипотетической кривой нагрева (рис. 305). Кроме того, в связи с тем, что произведение упругого модуля на коэффициент расширения (модуль термического напряжения) является низким, неоднородный нагрев компонентов будет вызывать относительно низкие термические напряжения.
Так как давление паров магния составляет порядка 10в-7 мм при 200° С, то можно ожидать медленной сублимации магниевых сплавов при весьма умеренных температурах на Луне и в межпланетном пространстве. Без сомнения, этот эффект может быть подавлен использованием подходящих нелетучих покрытий, в частности анодирующей обработки НАЕ.
Эмиссионная способность поверхности является важным свойством при космических полетах. Она может контролироваться применением соответствующих покрытий. Так, магниевая сфера спутника «Вангуард» была покрыта наряду с прочими материалами пленкой двуокиси кремния толщиной 6000А для облегчения излучения поглощенной солнечной энергии в диапазоне 10 мкм при 20° С. Контролируемая эмиссионная способность в пределах 0,15-0,96 может быть получена с помощью окрашивающих пленок при соответствующем выборе пигмента. Краски с низкой эмиссионной способностью могут быть использованы для уменьшения радиационной передачи тепла радиолокатору, вычислительному устройству и электронному оборудованию от поверхностей, подверженных аэродинамическому нагреву.
Для некоторых целей, например для изготовления корпусов электронного оборудования, применяют литейные магниевые сплавы с высокой демпфирующей способностью. Так, отливки из сплава ZA (K1A) использовали в контрольном оборудовании на управляемом снаряде «Найк-Геркулес».
Другие ценные качества магния как материала для космоса - хорошие свойства на растяжение в условиях быстрого нагрева и нагружения и отсутствие какого-либо перехода из пластичного в хрупкое состояние при низких температурах.
Исследовательские ракеты и управляемые снаряды. Детали, отлитые в землю, из сплава ZRE1 используют в исследовательских ракетах «Скайларк», впервые запущенных во время Международного геофизического года.
Об английских управляемых снарядах имеется ограниченная информация, тем не менее известно, что отливки из сплавов Z5Z и RZ5 широко используют в качестве элементов конструкций. У одного из снарядов рули и труба корпуса изготовлены из прессованного сплава ZW6. Отливки из сплава MSR и поковки из сплава ZTY, вероятно, найдут широкое применение в будущем.
В США широко распространено применение магния в управляемых снарядах. Некоторые наиболее важные случаи перечислены в табл. 84. На рис. 306 показано, в каких местах используются магниевые сплавы в управляемых снарядах «Титан», «Юпитер», «Тор» и «Поларис». Общее содержание магния в «Титане» составляет около 900 кг, причем около 40% оболочки составляют листы из сплавов НМ21 и НК31. Имеются также прессованные изделия из сплава НМ31. Листы из сплава HM21 могут подвергаться кратковременному нагреву до 375-425° С. Особый интерес среди небольших снарядов представляет «Фалькон» (рис. 307), в котором 90% конструкции состоит из магниевых сплавов. «Мэйс» содержит 435 кг магниевых сплавов. «Бомарк» содержит 90 кг листов магниевоториевых сплавов, образующих ведущие и хвостовые кромки поверхностей крыльев и рулей, и, кроме того, прямоточный реактивный двигатель содержит листы из магниевоториевого сплава и свыше 145 кг отливок из сплавов HK31 и ZRE1. «Снарк» содержит 680 кг листов AZ31 и 140 кг отливок. В «Тэлосе» передний обтекатель изготовлен из листов магниевого сплава НМ21 (рис. 308), а внутренний корпус - из листов и отливок сплава НК31. В этом случае способность магниевых конструкций противостоять без коробления резкому снижению давления делает магниевые сплавы более предпочтительными, чем сплавы на основе титана, алюминия или стали. «Найк-Геркулес» (рис. 309), содержащий 18 кг магниевых листов и 135 кг отливок, представляет особый интерес в связи с используемым в нем подвижным контрольным электронным оборудованием. Данное оборудование включает свыше 1350 кг отливок из магниевых сплавов, в том числе и отливку массой 680 кг.
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США широко использует магниевые сплавы для изготовления рулей и переходных поверхностей запускаемых с воздуха исследовательских сверхзвуковых ракет, достигающих скоростей вплоть до 15 Маха. Хвостовые рули этих ракет состоят из листов сплава AZ31 с ведущими кромками из полосок сплава Инконель с подкладкой из меди (рис. 310). Магниевые сплавы используют ввиду их малой плотности, высокой теплопоглотительной способности, демпфирующей способности, легкости и экономичности изготовления изделий. Широко использует магниевые сплавы для исследовательских ракет Национальный консультативный комитет по авиации (рис. 311). Третья ступень запускающей спутники ракеты «Скаут» Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства имеет оболочку из магниевых сплавов.
В ходе выполнения программы США по управляемым снарядам было разработано много методов обработки магниевых сплавов.
Ракеты для запуска искусственных спутников. Выше упоминалось об изготовлении из магниевых сплавов оболочки в ракете «Скаут» Н.А.С.А. В запускающей ракете «Вэнгуард» (рис. 312) магниевые сплавы используют для оболочки второй ступени, для промежуточной секции и для хвостовой камеры сгорания. Об использовании магниевых сплавов в качестве конструкционного материала в ракете «Редстоун» сведений не имеется, однако предполагается, что их используют в наводящей системе. Точно также магниевые сплавы не используют в конструкции «Атласа», но применяют для вычислительного устройства и контрольного отсека и для платформы начального наведения
Вспомогательное оборудование . Магний широко используют в электронном оборудовании, связанном с управляемыми снарядами. Относящиеся к этому случаю отливки для «Найк-Геркулес» уже упоминались. В других случаях применение магниевых сплавов обусловлено требованиями легкости и быстрой сборки оборудования. Отливки из магниевых сплавов используют для изготовления изоляции от вибраций каркасов внутренних конструкций, корпусов редукторов, держателей катодов ламп и т. д. Магниевые сплавы используют также для изготовления трейлеров, контейнеров, катушек лент для самописцев, дисков памяти счетнорешающих приборов, волноводов, параболических антенн. Высокие требования предъявляются к точности изготовления волноводов. Один из волноводов изготавливают точным литьем, другие - из прессованных полуфабрикатов.
Спутники и межпланетные станции . Американские спутники в значительной степени состоят из магния. «Вэнгуард» имеет диаметр 50 см и весит 9,75 кг. Он сделан из двух полусферических листовых оболочек толщиной 0,7 мм, изготовленных из сплава AZ31. Полусферы получают вытяжкой при температуре около 350° С за один удар. Каждую оболочку обкатывают до требуемой формы при 315° С и затем обрабатывают резанием до конечной толщины на точном чугунном шаблоне. После полировки и покрытия обе половинки собирают с помощью крошечных ювелирных винтов. Другая деталь из магниевого сплава на спутнике «Вэнгуард» - это барокамера, получаемая путем обкатки из плоской плиты и свариваемая на месте, а также трубчатый каркас Чтобы получить желаемое сочетание высокой отражательной способности (для легкости слежения) и достаточной эмиссионной способности, на магниевые оболочки после полировки наносят пять слоев Au, Cr, SiO, Al и SiO в указанной последовательности.
Спутник «Дискаверер» имеет длину 5,8 м и диаметр 1,5 м. Он содержит свыше 270 кг магниевоториевых сплавов, что составляет более чем 1/3 общей массы спутника (680 кг). Помимо 90 кг листов сплавов НМ21 и НК31, в спутнике имеется 180 кг отливок и прессованных изделий (20 типов). Оболочка и обтекатели изготовлены из листов сплава НМ21-Т8 толщиной 1,8-3,6 мм с допуском ±0,05 мм с тем, чтобы обеспечить контроль массы. Использование магниевых сплавов в «Дискаверере» дает возможность уменьшить массу по сравнению с использованием титановых сплавов на 25% и даже более в случае использования сталей.
Первый спутник «Эхо», состоящий из пластмассового шара диаметром 30,5 м, содержал магниевую сферу диаметром 5,7 м, весящую 11 кг и изготовленную из магниевых листов, плит и прессованных полуфабрикатов. Запускающая ракета «Тор» содержит значительное количество магния, главным образом в виде отливок.
Спутник связи «Гелстар» содержит около 13,5 кг магния в виде труб из сплава ZK21 (Mg-2% Zn-0,6% Zr), а также листов и прессованных изделий из сплава AZ31 (рис. 313).
У «Эксплорера III» корпуса приборов отлиты из магния. «Пайэнир V» имеет детали из листов и плит магниевых сплавов. Межпланетная станция «Сервэйер», предназначенная для исследования поверхности Луны, будет состоять в основном из магния.
Капсула «Меркурий» сделана из титана и бериллия в связи с тем, что должна возвращаться в плотные слои атмосферы, однако в ней использован магний для вспомогательного оборудования - камеры, ленточных самописцев и катушек.
Научно установлено, что магний — самый важный минерал для сердца. Более трехсот различных ферментов в организме зависят от магния . Куда ни посмотри, нас со всех сторон подстерегает угроза лишиться магния .
Вы страдаете судорогами в ногах и жалуетесь на учащенное сердцебиение или нарушение сердечного ритма? У вас слабая концентрация? У вас нервно подергиваются мышцы и вы раздражительны? Эти симптомы часто являются следствием нехватки магния в организме.
Этого минерала почти совсем нет в той напичканной сaxapoм мусорной пище, которая теперь составляет более 35% рациона среднего человека. Сельскохозяйственные культуры выращивают на почве, устойчиво обедняющейся магнием . Организм расходует большую часть своих скудных запасов на то, чтобы очиститься от смога, пестицидов и множества других ядовитых веществ.
Все, что после этого остается, из нас вытягивают потоотделение и , а также диуретики и другие лекарства. Для большинства из нас недостаток магния представляется неизбежной перспективой. Возраст превращает эту перспективу в реальность. По мере как мы стареем, мы усваиваем из пищи все меньше многих питательных веществ, в том числе и магния . Из-за проблем с зубами мы можем избегать орехов, семян и других хороших пищевых источников этого минерала. А кроме того, с возрастом, вероятно, мы также принимаем больше фармацевтических препаратов, истощающих его запасы.
При болезнях сердца
Знаменитый американский кардиолог, доктор Аткинс считает, что 98% людей с жалобами на сердце нуждаются в магнии и что магний будет полезен им всем. Для любого человека с больным сердцем при регулярном приёме пищевых добавок, содержащих магний, становится возможным следующее:
- Беспорядочные сердечные ритмы становятся более устойчивыми.
- Улучшаются показатели кровяного давления.
- В организме поддерживается лучший баланс калия — еще одного минерала, важного для сердечно-сосудистой системы.
- Сердце перекачивает больший объем крови без дополнительной потребности в кислороде.
- Сжавшиеся кровеносные сосуды расслабляются, обеспечивая более свободный кровоток.
- Приступы стенокардии (боли в груди) случаются менее часто.
- Из-за предотвращения слипания тромбоцитов снижается вероятность образования сгустков крови (тромбов), закупоривающих артерии.
- Повышается уровень ЛВП-холестерина и снижается концентрация ЛНП-холестерина.
При сахарном диабете
То, насколько хорошо организм метаболизирует сахар, тесно взаимосвязано с содержанием магния в крови. Именно этот факт делает этот минерал жизненно необходимым для людей с диагнозом . Колебания уровня сахара в крови сами по себе увеличивают риск магниевой недостаточности , которая, в свою очередь, в еще большей степени расстраивает сахарный обмен.
Добавки магния позволяют больным диабетом типа II легче регулировать содержание сахара в крови. В результате их потребность в пероральных антидиабетических препаратах обычно снижается и даже может полностью исчезать. Люди, подверженные приступам гипогликемии, также могут выравнивать резкие взлеты и падения концентрации сахара в крови. Хотя этот минерал не оказывает столь же драматического воздействия на диабет типа I, он тем не менее приносит заметную пользу, которой не следует пренебрегать.
При гипертонии
Лица, страдающие гипертонией при применении пищевых добавок, содержащих магний, могут снизить или полностью устранить свою потребность в диуретиках и других препаратах для снижения кровяного давления.
У , как правило, более низкие уровни магния по сравнению с теми, у кого показатели кровяного давления ближе к здоровой норме. Добавки действуют как природный аналог блокатора кальциевых каналов — еще одного стандартного противогипертонического препарата, — однако без его вредных эффектов.
Магний одновременно действует на все первопричины гипертонии — избыток инсулина в крови, низкий уровень калия и суженные кровеносные сосуды.
Добавки магния зачастую способны помогать и их детям справляться с несколькими возможными серьезными расстройствами кровяного давления.
Как уже более чем пятьдесят лет известно медицине, магний является избранным средством для лечения преэклампсии — относительно распространенного осложнения, возникающего на поздних стадиях беременности. Это осложнение характеризуется наряду с другими проблемами повышением кровяного давления и удержанием воды в организме.
В крайних случаях преэклампсии женщина может страдать от судорог или впасть в кому. И снова этот минерал является весьма эффективным средством лечения.
По оценкам исследователей, около 60% подобного рода гипертонических осложнений можно было бы избежать, если бы беременные женщины принимали пищевые добавки, содержащие магний.
Используя магний вместо лекарств, врачи также могли бы спасать некоторых младенцев, жизни которых угрожает высокое кровяное давление. Как описано в одной статье в медицинском журнале, врачи давали магний семи младенцам, после того как все другие медикаменты оказались неспособны им помочь. Ожидалось, что дети умрут, однако инъекции сульфата магния снизили у них кровяное давление и тем самым спасли им жизнь.
Тем, кто регулярно страдает от мигрени, нет нужды беспокоиться о необходимости в будущем ежедневно посещать врача для достижения устойчивого улучшения. Отличной профилактической мерой может служить пероральный прием пищевых добавок, содержащих магний.
При болях в мышцах и суставах
Для каждого, кто вынужден справляться с мышечными и суставными болями, характеризующими такое ревматическое заболевание, как фибромиалгия, магний является ценной составной частью эффективного лечения. Кроме того, этот элемент используется в дозах порядка 300-600 мг при лечении сходного недуга — синдрома хронической усталости.
Не исключено, что для предотвращения и, возможно, даже обращения вспять остеопороза магний более важен, нежели . Хотя магний составляет лишь часть костной ткани, он играет непропорционально важную роль, уравновешивая поступление кальция в организм и препятствуя его выведению.
Некоторые ученые даже утверждают, что наше потребление магния служит более надежным фактором, предсказывающим плотность костей, чем потребление кальция. При нехватке магния и других микроэлементов потребляемый нами дополнительный кальций будет откладываться не в костях, а где-нибудь еще — быть может, в стенках наших артерий.
Рост мышц и физическая сила, в особенности в результате силовых тренировок, явно зависят от этого минерала. Добавки магния привлекли большой интерес участников Олимпийских игр 1988 года, особенно гребцов, тяжелоатлетов и представителей других силовых видов спорта.
Уменьшая хрипы и способствуя расслаблению мышц бронхов, магний усиливает свою программу улучшения дыхания npи бронхите, эмфиземе и других хронических легочных заболеваниях. При внутривенном введении он полностью останавливает приступ астмы.
Спектр других лечебных действий магния весьма широк — он помогает при::
- при химической гиперчувствительности;
- бактериальных и вирусных инфекциях;
- судорогах ног;
- почечнокаменной болезни;
- перемежающейся хромоте — нарушении кровоснабжения ног, которое вызывает боль при напряжении мышц.
Последствия дефицита
Пролапс митрального клапана — состояние, характеризующееся слабостью клапана в сердце, повышает выброс магния из организма. Восстановление снабжения минералом помогает:
- корректировать низкий уровень сахара в крови — одну из главных проблем, связанных с пролапсом митрального клапана;
- противодействовать утомлению, которое, вероятно, представляет собой его наиболее часто встречающийся симптом.
У людей с рассеянным склерозом, паркинсонизмом, болезнью Альцгеймера или другими видами слабоумия содержание магния в крови заметно понижено по сравнению со средней нормой. У многих из них в мозгу обнаруживается необычно большое количество алюминия, а этот металл, как известно, мешает обмену магния . У пациентов психиатрических клиник также пониженные уровни этого элемента в крови.
Некоторые исследования предполагают, что явный дефицит магния может отягощать психиатрические симптомы и вызывать преждевременное старение мозга.
Ученые еще не проводили непосредственных исследований на людях для выяснения возможных взаимоотношений между магнием и раком, однако другие данные указывают на наличие тесной взаимосвязи. Например, у животных при диете с низким содержанием магния могут развиваться опухоли. С другой стороны, более высокая частотность случаев рака у людей, судя по всему, наблюдается в регионах, где почва и вода содержат наиболее низкие концентрации этого минерала. Кроме того, лучевая терапия и противораковые препараты истощают запасы этого минерала в организме.
Магний должен быть составной частью любой диетологической программы для улучшения сна. Он не только способствует более полноценному отдыху, но и противодействует бруксизму — непроизвольному скрежету зубами во сне.
Является жизненно-важным элементом, который находится во всех тканях организма и необходим для нормального функционирования клеток. Магний (наравне с кальцием, натрием и калием) является макроэлементом, и, в отличие от микроэлементов, необходим организму в больших количествах. В теле взрослого человека содержится около 25 г магния. Более 60% всего магния в организме находится в скелете, около 27% - в мышцах, 6- 7% содержат другие клетки, и менее 1% находится вне клеток.
Магний участвует в большинстве реакций обмена веществ, в регуляции передачи нервных импульсов и в сокращении мышц, оказывает спазмолитическое и антиагрегантное действие.
Функции магния в организме
В организме человека магний участвует в более чем в трехстах важных метаболических реакциях.
Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Его присутствие очень важно для метаболизма углеводов и жиров при производстве энергии, магний необходим на всех этапах синтеза белков, ферментов и антиоксидантов (например, глутатиона), для создания нуклеиновой кислоты (ДНК и РНК), регулирования производства . Магний также помогает регулировать , сохраняет устойчивый ритм сердца, способствует нормальному кровяному давлению, поддерживает здоровую систему.
Магний необходим для превращения креатина фосфата в АТФ - нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Аденозинтрифосфат (АТФ) существует главным образом в виде комплекса с магнием (Mg-АТФ).
Магний поддерживает минеральную плотность костной ткани.
Магний необходим для активного транспорта ионов калия и кальция через клеточные мембраны. Благодаря своей роли в ионной транспортной системе, магний влияет на проводимость нервных импульсов, отвечает за сокращения мышц, и нормальный сердечный ритм.
Существует повышенный интерес к роли магния в профилактике и лечению заболеваний, таких как , сердечно-сосудистые заболевания, диабет, остеопороз.
Потребность магния в организме
Магний - часть солевого баланса живых организмов: недостаток магния ухудшает усвоение других микроэлементов, избыток способствует их вымыванию (замещению).
Суточная норма магния
:
Дети от 0 до 6 лет - 30 мг/сутки
Подростки 7 до 12 лет - 75 мг/сутки
Мужчины - 400-420 мг/сутки
Женщины -310-360 мг/сутки
Женщины во время беременности -350-400 мг/сутки
Дефицит магния
Дефицит магния наблюдается редко, обычно в рационе содержится достаточное его количество.
Состояние здоровья пищеварительной системы и почек оказывает существенное влияние на содержание магния в организме. Магний всасывается в кишечнике, а затем транспортируется через кровь к клеткам и тканям. Усвояемость диетического магния от 30% до 50% (Ladefoged К, Hessov I, S. Jarnum
). Некоторые желудочно-кишечные расстройства (например, болезнь Крона), ухудшают всасывание и ограничивают способность организма усваивать магний. Эти нарушения могут привести к истощению запасов магния в организме и в крайних случаях приводят к дефициту магния в организме. Хроническая или чрезмерная рвота и могут также привести к истощению магния (Rude RK.
).
Здоровые почки могут ограничить экскрецию (выделение) магния с мочой, чтобы компенсировать его низкое потребление. Однако, чрезмерная потеря магния с мочой может быть побочным эффектом некоторых лекарств или возникнуть при плохо контролируемом диабете и .
При потливости, частом употреблении слабительных и , алкоголя, больших психических и физических нагрузках (в первую очередь при и у спортсменов) потребность в магнии увеличивается.
В группу риска возникновения дефицита магния входят пожилые люди. Опросы (1999-2000 и 1988-94) показывают, что в рационе пожилых людей содержится меньше магния, чем у молодых и взрослых людей (Ford ES and Mokdad AH
). Кроме того у пожилых людей, поглощение магния уменьшается и почечная экскреция магния увеличивается (Institute of Medicine, National Academy Press). Также пожилые люди чаще принимают препараты, взаимодействующие с магнием.
Дефицит магния
может проявляться по-разному: бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, фибромиалгия, мышечные судороги и спазмы, сердечная аритмия, предменструальный синдром (ПМС).
Ранние признаки дефицита магния: потеря аппетита, тошнота, рвота, усталость и слабость.
Характерные признаки которые могут возникнуть при недостаточности магния: онемения, покалывания, мышечные сокращения и судороги, припадки, приступы эпилепсии, нарушения сердечного ритма, спазм коронарных сосудов.
Дефицит магния в тяжелых случаях может привести к снижению уровня кальция в крови (гипокальциемия
). Дефицит магния также связан с низким уровнем калия в крови (гипокалиемия
).
Источники магния
Зеленые овощи (например, ) являются хорошим источником магния, это связано с тем, что центр молекулы хлорофилла (пигмента, который окрашивает овощи в зеленый цвет) содержит магний. Некоторые бобовые (фасоль, горох), орехи и семена, и целые, неочищенные зерна также являются хорошим источником магния.
Рис. Молекула хлорофилла
Жареный миндаль (100 г) содержит 280 мг магния
Жареные орехи кешью (100 г) содержат 260 мг магния
Шпинат (100 г) содержит 79 мг магния
Бобы соевые, вареные (100 г) содержат 60 мг магния
Одна средняя картофелина, запеченная с кожицей, содержит 48 мг магния
Один средний банан содержит 32 мг магния
Стакан обезжиренного молока содержит 27 мг магния
Один ломтик хлеба из цельного зерна и отрубей содержит 23 мг магния
Магния совсем мало в белом хлебе, молочных, мясных и других повседневных продуктах питания современного человека.
Водопроводная вода может быть источником магния, его количество варьируется в зависимости от химического состава воды. Вода, содержащая большое количество минеральных веществ, называется «жёсткой» и содержит больше магния, чем «мягкая» (кипяченая или дистиллированная) вода.
По результатам последних исследований обнаружено, что цитрат магния (Magnesium citrate
) является наиболее усваиваемым препаратом, содержащим магний.
Одним из наиболее биологически целесообразных источников магния при транскутанном (чрезкожном) всасывании является минерал бишофит, широко использующийся в целях медицинской реабилитации, физиотерапии и санаторно-курортного лечения. Преимуществом транскутанного применения является высокая биодоступность ионов магния, насыщающего локальные проблемные зоны минуя выделительную систему.
Взаимодействие магния с лекарственными препаратами
Тиазидные диуретики (например, лазикс, Bumex, Edecrin, гидрохлортиазид) , противоопухолевые препараты (например, цисплатин) , антибиотики (например, гентамицин и амфотерицин). Эти препараты могут привести к увеличению потерь магния с мочой. Таким образом, длительный прием этих лекарств может способствовать истощению запасов магния в организме.
Антибиотики тетрациклинового ряда. Магний связывает тетрациклин в кишечнике и снижает поглощение тетрациклина.
Магний-содержащие антациды и слабительные. Многие антациды и слабительные средства содержат магний. Прием больших доз этих препаратов может привести к гипермагниемии (повышенному уровню магния в крови).
Применение магния в медицине
Оксид и соли магния традиционно применяется в медицине в кардиологии, неврологии и гастроэнтерологии (аспаркам, сульфат магния, цитрат магния. Наиболее интересным природным ресурсом магния является минерал бишофит). Оказалось, что магниевые эффекты бишофита в первую очередь проявляются при транскутанном (через кожном) применении в лечении патологии опорно-двигательного аппарата. Бишофитотерапия использует биологические эффекты природного магния в лечении и реабилитации широкого круга заболеваний, в первую очередь - позвоночника и суставов, последствий травм, нервной и сердечно-сосудистой систем.
Загрузка...