Это основной строительный материал, из которого состоят белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты

l II— элементы электролитного фона.

l Они обеспечивают электрохимические процессы, ==регулируют осмотическое давление и ряд других жизненных процессов, ионный и кислотно-основной состав биожидкостей. Это К, Na, Cl, Mg, Са и другие элементы.

l III— микроэлементы.

l Входя в состав ферментов, гормонов, витаминов, биологически активных веществ в качестве комплексообразователей или активаторов, ==микроэлементы участвуют в обмене веществ, тканевом дыхании, размножении, обезвреживании токсических веществ, процессах кроветворения и т.д. Это Fe, I, Cu, As, F, Br, Sr, Ba, Co, Mn, Mo, Zn, V и другие.

l Достаточно распространена следующая классификация:

l 1. Макроэлементы [содержание в организме свыше 10 –2 %].

l 2. Микроэлементы [содержание в организме от 10 –3 до 10 –5 %].

l 3. Ультрамикроэлементы [ниже 10 –5 %].

l Органы человека по-разному концентрируют в себе различные химические элементы.

l Zn — в поджелудочной железе,

l I — в щитовидной железе;

l F — в эмали зубов;

l Al, As, V — в волосах и ногтях;

l Cd, Hg, Mo — в почках;

l Sn — в тканях кишечника;

l Sr — в предстательной железе, костной ткани;

l Ba — в пигментной сетчатке глаза;

l Br, Mn, Cr — в гипофизе;

l Ca — в костной ткани, зубной ткани.

l В организме массой 70 кг содержится 10 «металлов жизни»:

l Са — 1700 г

l К — 160 г

l Na — 60 г

l Mg — 42 г

l Fe — 5 г

l Zn — 3 г

l Cu — 0,2 г

l Mn, Mo, Co — менее 0,1 г

l меняется с возрастом:

l ===Содержание Cd в почках и Мо в печени к старости повышается.

l ===Zn больше всего в периоде полового созревания, а к старости его содержание снижается до минимума. ==С возрастом уменьшается содержание ванадия и хрома

Геохимические провинции — области с аномальным содержанием элементов в почве, воде и воздухе.

Это районы с повышенным содержанием стронция [река Уров, Восточная Сибирь], меди [Башкортостан],

молибдена [Армения].

йода [на западе Украины],

кобальта [Ярославская область].

• Местность, отличающаяся не только геохимическим фоном, но и биологической реакцией, называется биогеохимической провинцией.

• эндемические заболевания:

• Дефицит фтора вызывает кариес зубов,

• дефицит йода — эндемический зоб,

• избыток молибдена — эндемическую подагру.

l Биологическая роль элементов в зависимости от их положения в ПС

l ===С увеличением заряда ядра атомов увеличивается токсичность и содержание элемента в организме уменьшается, т.к. его соединения плохо усваиваются живыми организмами [сложность электронных конфигураций, малая растворимость соединений].

l ==В организме в значительных количествах содержатся лёгкие элементы s- и р-блоков.

l ==d-элементы пятого и шестого периодов, за исключением молибдена, не проявляют положительной физиологической активности.

l == f-элементы высокотоксичны.

l Сходство и различие биологического действия связано с электронным строением атомов и ионов

l СХОДСТВО обусловливает эффекты замещения элементов в биологических системах (синергизм и антагонизм)

l Например, сходные Li и Na, как правило, синергисты.

l Рубидий и цезий могут заместить калий.

l Бериллий и магний схожи и они антагонисты.

l Ионы Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ стимулируют кроветворение, у них большое сходство.

l Ni, Mn, Fe взаимозамещают друг друга.

l Большую роль играют связи данного элемента с другими.

l === р-элементы IIIA группы входят в состав биомолекул, т.к. связываются с атомом кислорода,

l == таллий связывается с серой [блокирует SH-группы] и токсичен.

l == мышьяк, сурьма и висмут из-за связи с серой - синергисты.

l фтор не замещает бром, йод и хлор,

l бром, йод и хлор -как синергисты или как антагонисты.

l s-элементы

l Водород и его соединения.

l в организме человека —10% [7 кг] по сравнению с его содержанием в земной коре [1%]

l Соединения водорода:

l вода.

l Н 2 О 2 — водородпероксид — побочный продукт метаболизма, образуется при неполном восстановлении кислорода.

l IA группа. Щелочные металлы.

l Na и Li накапливаются во внеклеточной жидкости,

l калий, рубидий и цезий — во внутриклеточной.

l Na и Li имеют близкое биологическое действие и чаще являются синергистами.

l Na и К, как правило, антагонисты, но могут и замещать друг друга; доказательство: при увеличении содержания Na в организме усиливается выведение почками калия.

l Na и К — макроэлементы.

l Натрия [при массе 70 кг] содержится около 60 г. Депонируется в костной ткани.

¡ Калия в организме » 160 г

l Перенос К + и Na+ через мембрану осуществляется при гидролизе АТФ. При гидролизе 1 молекулы АТФ 3Na + выводятся из клетки, а 2К + поступают внутрь клетки.

l Роль ионов калия и натрия:

l участвуют

l в поддержании тонуса скелетных мышц и миокарда,

l возникновении мембранного потенциала,

l проведении нервных импульсов,

l в осмотических явлениях,

l являются активаторами ферментов.

l 0,9% раствор NaCl — изотонический [подкожно, в/в и в клизмах];

l 3–10% раствор NaCl — гипертонический [примочки для гнойных ран].

l NaHCO 3 — при коррекции ацидоза.

l Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O — натрия тетраборат — антисептик.

l KCl применяется при гипокалиемии, при нарушениях сердечного ритма.

l СН 3 СООК — мочегонное средство.

l С 6 Н 6 О 2 N 2 СООК — оротат калия используется при заболеваниях печени, при дистрофии миокарда.

l s-элементы IIA группы. Щелочноземельные металлы.

l Во IIА группу ПСЭ входят Ве, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.

l Mg и Ве — антагонисты.

l роль Mg:

l ион Mg 2+ является комплексообразователем в хлорофилле.

l Внутри клеток активной формой АТФ является комплекс MgАТФ 2–,

l от концентрации Mg зависит устойчивость рибосом.

l Чаще Са и Mg — антагонисты, реже синергисты.

l Ион Mg 2+ активирует внутриклеточные ферменты,

l ион Са 2+ — внеклеточные.

l Са 2+, Ва 2+ и Sr 2+ — синергисты.

l Уровская болезнь — вытеснение ионов Са ионами стронция — размягчение костей.

l Ва 2+ конкурирует с К +, имея одинаковый радиус; вызывает гипокалиемию, инактивирует ферменты.

l Са 2+.

l Кристаллы кости относятся к гидроксилапатитам, имеют форму пластин или палочек и следующий химический состав: Са 10 [РО 4 ] 6 [ОН] 2.

l Другая часть минеральной фазы костной ткани представлена аморфным фосфатом кальция Са 3 [РО 4 ] 2. Аморфный фосфат Са преобладает в раннем возрасте, в зрелом возрасте в кости преобладает гидроксилапатит — очень твёрдое, труднорастворимое соединение.

l ==кристаллизации и минерализации костной ткани способствует цитрат, он образует комплексные соединения с солями Са и Р и обеспечивает повышение концентрации их в ткани.

l ===При оссификации в пространстве между коллагеновыми волокнами откладывается гидроксилапатит.

l MgSО 4 ·7Н 2 О — седативное и слабительное.

l 2MgSiO 3 ·Mg[HSiO 3 ] 2 — тальк — адсорбирующее средство, компонент паст и таблеток.

l Кальция гидроксид — пломбировочный материал.

l СаCl 2 ·6Н 2 О используется при отравлении солями магния, фторидами, щавелевой кислотой, как кровоостанавливающее средство, при аллергических заболеваниях.

l Глюконат кальция, лактат кальция применяют внутрь в тех же случаях, что и хлорид кальция.

l СаСО 3 — антацидное средство, а также входит в состав зубных порошков.

l СаSO 4. ½ Н 2 О — гипсовые повязки при переломах костей.

l ВаSО 4 — контрастное вещество.

l Биологическая роль щелочноземельных металлов:

l Ве — токсичный примесный ультрамикроэлемент [прочные связи с биолигандами], сильный ингибитор ряда ферментов.

l Mg [в организме 20 г [0,027%]] — дентин, эмаль зубов, кости, а также другие органы.

l Са [в организме 1700 г] —

l строительный материал костей и зубов, свёртывание крови, передача нервных импульсов, сокращение мышц, работа сердца.

l Sr [10 –3 %] может концентрироваться в костях, замещая Са, особенно в областях интенсивного остеогенеза. Избыток ведёт к размягчению костей [уровская болезнь], вызывает патологические изменения не только в скелете, но и в костном мозге, нарушая кроветворение.

l Ва и Ra — примесные микроэлементы.

Дата добавления: 2014-01-13