S-елементи ІА групи

Біологічна роль s-елементів та застосування їх сполук в медицині

Чому у атомів елементів ІІА групи відбувається заповнення s-підрівня зовнішнього енергетичного рівня, а не передостаннього d-підрівня?

Поясніть відмінність властивостей Магнію та Берилію.

Магній та Берилій є антагоністами, тобто додавання одного елемента призводить до витіснення іншого. Саме завдяки даним властивостям елементів при отруєнні солями Берилію, до організму людини вводять надлишок солей Магнію. Йон Са²⁺ в біохімічних процесах зазвичай буває антагоністом Mg^2+.. Антагонізм вказаних йонів проявляється в тому, що на відмінність від Магнію, йони Кальцію є внутрішньоклітинними йонами. При довготривалому потраплянні в організм надлишку солей Магнію спостерігається посилене виділення Кальцію з кісткової тканини.

Важкорозчинні солі, які беруть участь у процесах формування кісткової тканини, утворюються, переважно, s- елементами ІІА групи.

Характерною ознакою елементів головних підгруп І-ІІ групи є їх висока хімічна активність, особливо в реакціях відновлення.

ЛІТІЙ (Li). Вміст даного біогенного елементу в організмі людини складає приблизно 10^-4 %. Сполуки Літію в організмі людини концентруються переважно в печінці, нирках, селезінці, легенях, крові та молоці. Максимальну кількість Літію визначають у м’язах. Літій є антагоністом Натрію. При потраплянні в організм Літій витискує Натрій та Калій, при цьому збільшується кількість Натрію, що виводиться із сечею, а концентрація Літію в тканинах організму збільшується. Йони Літію впливають на транспорт йонів Натрію у нейронах та м’язових клітинах. Доведено, що солі Літію вирівнюють порушений обмін речовин в організмі, зокрема, водно-електролітний обмін в головному мозку. Солі Літію позитивно впливають на хворих з маніакальною депресією, володіють антидепресивною дією: вони активно пригнічують патологічну емоційну лабільність та збудження, а також зменшують емоційні стреси та агресивність. Тому, в медичній практиці сполуки Літію використовуються в якості фармакологічних препаратів («Глюталіт», «Літію карбонат») як в профілактичних цілях, так і з лікувальною метою при психічних розладах та депресивних психозах.

Джерелами надходження Літію до організму людини можуть бути деякі мінеральні води, а також морська і кам'яна сіль. Значна кількість Літію міститься в помідорах та картоплі.

НАТРІЙ (Na). Вміст Натрію в організмі людини складаєприблизно 60 г. Із цієї кількості 44% Натрію міститься в позаклітинній рідині та 9% - у внутрішньоклітинній. Близько 40% Натрію накопичується у кістковій тканині, крові, мозку, легенях, спинномозковій та очній рідинах. Натрій відіграє в організмі людини важливу біологічну роль. Йони Na⁺ приймають участь в забезпеченні осмотичного тиску в клітинах (осмотичний тиск на 60% обумовлений саме солями Натрію), підтримує кислотно-основну рівновагу (рН) організму. Йони Натрію та Калію приймають участь у передачі нервових імпульсів через мембрани нервових клітин та підтримують нормальну збудливість м’язових клітин. При зміні концентрації йонів Натрію (а також Хлору) в організмі відбуваються порушення функцій нервової, серцево-судинної систем, гладких та скелетних м’язів. Натрій впливає на роботу ферментів та приймає участь в регуляції водного обміну. Крім того, він має здатність підсилювати набрякання білків (зв’язування води білками). При зменшенні вмісту Натрію в позаклітинній рідині кількість міцно зв’язаної білками води знижується і збільшується кількість вільної води, що виводиться організмом. На здатності йонів Натрію підсилювати набрякання білків ґрунтується метод боротьби з набряками, який полягає в обмеженні надходження солей Натрію до організму людини. До організму людини Натрій надходить, переважно, у вигляді натрій хлориду NaCl (кухонної солі), який є вихідною речовиною для синтезу хлоридної кислоти в шлунку. Добова потреба організму в Натрії складає ≈1 г. Неперервне надлишкове вживання кухонної солі спричиняє гіпертонічну хворобу. В організмі здорової людини підтримується рівновага між кількістю Натрію, що надходить до організму та виділяється з нього. Близько 90% споживаного Натрію виводиться з організму із сечею та потом. Сполуки Натрію мають широке застосування в медицині. Так, натрій хлорид NaCl у вигляді ізотонічного розчину (0,9%) призначають внутрішньо м’язово. При інтоксикаціях організму призначають 2-5% розчин натрій хлориду. Для зовнішнього використання (при промиванні ран, слизових оболонок очей та носу) застосовують гіпертонічний розчин натрій хлориду (3%, 5%,10%) Також, натрій хлорид використовують для розчинення лікарських препаратів. Натрій сульфат (глауберова сіль складу Na₂SO₄·10Н₂О) призначається при отруєннях ліками, харчовими продуктами. Послаблююча дія даної солі пояснюється тим, що натрій сульфат, змінюючи осмотичний тиск в кишковику, зменшує швидкість всмоктування води з нього. Це призводить до збільшення кількості вмісту води в кишковику, рефлекторному посиленню перистальтики та випорожненню. Натрій сульфатNa₂SO₄ сприяє жовчогінній та сечогінній дії, характеризується легкою послаблюючою дією. Натрій гідрокарбонатNaHCO₃ призначається внутрішньо при гастритах, виразкових захворюваннях шлунку та дванадцятипалої кишки, в якості антацидного засобу. Для зовнішнього використання призначається для промивання слизових оболонок очей та ротової порожнини, а також для інгаляцій, нейтралізації кислот, які потрапили на слизові оболонки та шкіру. Натрій гідрооксидNaОН у вигляді 10% розчину використовують в ортопедичній практиці при виготовленні протезів. Натрій тетраборат Na₂B₄O₇ ·7H₂O використовується зовнішньо як антисептичний засіб. Розчин натрій хлориду 0,9% NaCl є фізіологічним (ізотонічним), і використовується як найпростіший кровозамінник.

Джерелом надходження Натрію в організм людини, в основ­ному, є натрій хлорид (кухонна сіль).

КАЛІЙ (К). Вміст Калію в організмі людини складає близько 160 г. Даний елемент є основним внутрішньоклітинним катіоном. Із загальної кількості Калію в організмі людини 98% знаходиться у внутрішньому середовищі клітини і лише 2% у позаклітинній рідині. Так, концентрація йонів К⁺ всередині клітини в 35 разів вища, ніж у позаклітинній рідині, а йонів Na⁺, навпаки, в 14 разів більша в позаклітинному середовищі, ніж в середині клітини. Такий нерівномірний розподіл йонів Калію та Натрію по обидва боки клітинної мембрани є причиною виникнення біопотенціалів у клітинах. У стані спокою різниця потенціалів (60-90 мВ) виникає внаслідок того, що йони Na⁺ переходять у клітину, а йони Калію дифундують із клітини за рахунок перепаду концентрації. Внутрішня поверхня мембрани в цьому стані заряджується від’ємно, а зовнішня – позитивно. При збудженні змінюється проникність клітинної мембрани. Таким чином, йони Na⁺ швидше переходять всередину клітини, ніж йони К⁺ на її поверхню. Це призводить до виникнення позитивного заряду всередині клітини і від’ємного назовні. За рахунок даного механізму відбувається виникнення імпульсів у нервових клітинах та регулювання роботи серцевого м`язу.

Йони Калію приймають участь в синтезі білка, входять до складу деяких ферментів та впливають на їх активність. Добова потреба в Калії для дорослої людини складає 2-3 г. При нестачі Калію призначають калій хлорид КСl. Також даний препарат призначається при м’язовій дистрофії, порушенні серцевого ритму, для відновлення рівня Калію в організмі, при отруєннях, важких інтоксикаціях, а також після операційного втручання. Калій бромідKBr та калій йодид KI призначають в якості фармакологічних препаратів для регуляції діяльності нервової системи та м’язових клітин.

Надходження йонів Калію до організму людини відбувається через вживання таких продуктів харчування як соя, квасоля, горох, картопля, морська капуста, сухофрукти (урюк, родзинки, груші, яблука). Деякий вміст Калію встановлено в хлібобулочних виробах, м'ясі, рибі, крупах, молоці і молочних продуктах.

РУБІДІЙ (Ru), ЦЕЗІЙ (Cs). Відносяться до мікроелементів. Вони постійно містяться в організмі людини, однак біологічна роль цих елементів до кінця ще не з’ясована. Відомо, що вони накопичуються в серцевому м’язі та еритроцитах. Рубідій також міститься у внутрішньоклітинній рідині, може заміщувати еквівалентну кількість Калію. Радіоактивні ізотопи Рубідію ⁸⁷Ru та Стронцію ¹³⁷Cs застосовують в медицині при лікуванні пухлинних захворювань.

ФРАНЦІЙ (Fr). Це радіоактивний хімічний елемент, який отримують штучно. Францій вибірково здатний накопичуватися в пухлинах на самих ранніх стадіях їх розвитку. Тому він може позитивно використовуватися для ранньої діагностики саркоми.

Таким чином, із елементів ІА групи фізіологічно активними є Li, Ru, Cs. Життєво необхідними є Na та К. Схожість фізико-хімічних властивостей Li та Na обумовлена електронною будовою їх атомів, що проявляється в біологічній дії катіонів (накопичення в позаклітинній рідині, взаємозамінність). Аналогічний характер біологічної дії притаманний катіонам K⁺, Ru⁺, Cs⁺ (накопичення в позаклітинній рідині, взаємозамінність), що обумовлено схожістю їх електронної будови та фізико-хімічних властивостей.

Дата добавления: 2014-11-25