Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Биологическая роль элементов, входящих в состав анионов




 

Бор. Биологическая роль соединений бора в животных организмах не выяснена.

В медицине применяются:

1. Борная кислота Н3ВО3 - антисептик. Входит в со­став различных мазей. В виде растворов (1 - 3 %) исполь­зуется для полоскания ротовой полости и в офтальмоло­гической практике.

2. Тетраборат натрия, бура (Na2B4O7 • 10H2O) - анти­септик. Показания к применению те же.

Углерод. Важнейшей особенностью атомов углерода является его способность к образованию кратных связей. Здесь уместно отметить, что способность образовывать кратные связи присуща почти исключительно углероду, азоту и кислороду. В некоторых, очень редких, случаях кратные связи могут образовывать сера и фосфор.

В настоящее время широко обсуждаются вопросы за­грязнения биосферы диоксидом углерода, поступающим из продуктов сжигания топлива. Еще в конце XX в. выра­жалось беспокойство, что увеличение содержания СО2 в воздухе на 20 % может вызвать глобальное повышение температуры на Земле (на 4-5 °С). Дело в том, что СО2 об­ладает сильными полосами поглощения в инфракрасной области спектра. По этой причине СО2 в атмосфере, пропу­ская солнечную радиацию, задерживает тепловое инфракрасное излучение.

Особенно вредное действие на организм человека ока­зывает оксид углерода (II), угарный газ. При вдыхании он попадает в кровь и образует прочное соединение с гемо­глобином — карбоксигемоглобин. При этом гемоглобин те­ряет способность связывать кислород, что и является при­чиной смерти при тяжелых отравлениях угарным газом.

В медицине применяются:

1. Активированный уголь (карболен)адсорбент при отравлениях алкалоидами, солями тяжелых металлов и т.д.; находит широкое применение в гемо- и лимфосорбции.

2. Гидрокарбонат натрия NaHCO3- понижает кислот­ность желудочного сока; водные растворы используются для полосканий и примочек.

Кремний.Микроэлемент. Он жизненно важен для рос­та и развития высших животных. Повышенным содержа­нием кремния отличаются ткани, в которых слабо разви­ты или отсутствуют нервные волокна. Максимальное его количество содержится в коже, хрящах, сухожилиях, в местах активного обызвествления костей, в некоторых тканях глаза (радужная и роговая оболочки).

При высоком содержании во вдыхаемом воздухе нерас­творимых соединений кремния (кремнезем, силикаты) развивается профессиональное заболевание — пневмокониоз (силикоз, асбестоз, талькоз) у рабочих горнорудной, угольной, цементной, фаянсовой и других отраслей промышленности.

В медицине применяется тальк (3MgO • 4SiO2Н2О)-присыпки.

Азот. Это один из важнейших для жизненных процес­сов элемент. Содержание азота в живых организмах в расчете на сухое вещество составляет примерно 3 %. Азотвходит в состав аминокислот, белков, нуклеотидов, нук­леиновых кислот, биогенных аминов и т.д.

Мы живем в азотной атмосфере (объемная доля азота в воздухе составляет 78 %), умеренно обогащенной кислоро­дом и в очень малых количествах другими химическими эле­ментами. Без азота трудно представить себе жизнь на Земле. Азот и жизнь - понятия неотделимые. Жизнь во многом обя­зана именно азоту, а азот своим происхождением и существо­ванием в биосфере обязан жизненным процессам.

Молекулярный азот участия в обмене веществ не прини­мает. Человек использует азот органических соединений.

Азот не только носитель жизни. Некоторые азотсодер­жащие соединения, особенно нитраты, вредны для орга­низма и могут быть причиной отравлений.

В медицине применяется оксид азота (I), или «веселя­щий газ» N2O. В смеси с кислородом используется в каче­стве наркотического средства. Применение в медицине других соединений азота описано в § 8.2.

Фосфор.Фосфор является пятым из важнейших для биологии элементов вслед за углеродом, водородом, кис­лородом и азотом.

Фосфаты играют две ключевые роли в биологии. Во-первых, они служат структурными элементами ряда био­логических компонентов: например, сахарофосфатный остов нуклеиновых кислот или отложение фосфата каль­ция костей и зубов (Са5(РО4)3ОН - гидроксиапатит, Ca5(PO4)3F - фторапатит). Кстати, у человека в костях со­держится 5 %, а в зубной эмали -17% фосфора. Во-вто­рых, более интересная роль производных ортофосфата связана с переносом энергии.

Что же определяет специфическую роль фосфора в орга­низме, т.е. роль агента переноса энергии? Во-первых, фос­фор образует более слабые связи, чем кислород и азот. Во-вторых, благодаря наличию 3d-орбиталей атомы фосфора могут образовывать больше четырех ковалентных связей. В-третьих, среди элементов третьего периода только фосфор и сера сохраняют способность образовывать кратные связи.

В медицине применяется аденозинтрифосфорная кис­лота(АТФ): назначается при хронической коронарной не­достаточности, мышечной дистрофии и атрофии, спазмах периферических сосудов.

Кислород.Академик В.И. Вернадский писал, что сво­бодный кислород является самым могущественным деяте­лем из всех известных химических тел. Кислород входит практически во все жизненно важные молекулы. Содер­жание его в живых организмах в расчете на сухое вещест­во составляет примерно 70 %.

Объемная доля кислорода в воздухе - 21 %. С содержа­нием кислорода в воздухе связаны многие жизненные про­цессы. Например, «горная болезнь» вызывается недо­статком кислорода в высокогорных условиях. Уменьше­ние парциального давления кислорода в воздухе на 1/3 вы­зывает кислородное голодание, на 2/3 - летальный исход.

Большая часть введенного в организм кислорода выделяется в виде СО2, главным образом через легкие.

Заслуживает внимания проблема озонового экрана, об­разуемого трехатомным кислородом в тропосфере (при­близительно на высоте 20 км). Озоновый экран представ­ляет собой очень важный щит, защищающий все живое на Земле от ультрафиолетовых лучей Солнца. Проблема изу­чения озонового экрана включена в программу ООН по охране окружающей среды в качестве одной из важнейших.

В медицине кислород применяют для вдыхания при за­болеваниях, сопровождающихся кислородной недостаточ­ностью, при отравлениях оксидом углерода (II), синиль­ной кислотой и т.д. Часто используют смесь 95 %-ного кислорода и 5 % -ного углекислого газа (карбоген). В анестезиологической практике кислород широко применяют в смеси с ингаляционными наркотиками. Для лечебных це­лей можно вводить кислород под кожу, а также в виде кислородного коктейля в желудок. В последние годы воз­никла новая область медицины, называемая гипербариче­ской медициной, которая основана на лечении различных заболеваний кислородом при повышенном давлении.

Сера.Сера является одним из шести органогенов (С, Н, N, О, Р и S), атомы которых составляют основную массу органи­ческих молекул. В организме сера, как и фосфор, выполняет функцию агента переноса групп и энергии. В биологических системах практически все реакции переноса групп и энергии осуществляются не только органическими фосфатами, но и органическими серосодержащими соединениями.

В организме животных и человека сера встречается также в составе серосодержащих аминокислот— цистеина и метионина.

 

Наличие спаренных остатков цистеина обусловлива­ет образование дисульфидных (S-S) связей в белках. Сульфгидрильные (тиольные) группы (S-H) цистеина являются составной частью активных центров многих ферментов.

В медицине применяются:

1. Сера очищенная- используют наружно в мазях и присыпках для лечения псориаза, себореи, чесотки и т.д.

2. Сульфаты натрия, магния, бария и кальция(см. §8.2,10.2,12.2).

Фтор.Биологическая роль фтора до сих пор изучена мало. Фтор участвует в минеральном обмене веществ при образовании твердых составных частей зубов и ткани ске­лета. Поэтому в человеческом организме фтор концентри­руется больше всего в эмали зубов и костях. В этих тканях фтор находится в форме фторапатита Ca5(PO4)3F.

Основным источником фтора, получаемого человеком, является питьевая вода, которая должна содержать около 1 мг фтора в 1 л. Если в питьевой воде содержание фтора недостаточно (менее 0,5 мг/л), то это приводит к возник­новению кариеса зубов (разрушение эмали). Важнейшим средством профилактики кариеса зубов является фтори­рование воды. Фторирование питьевой воды с целью дове­дения содержания в ней фтора до нормы осуществляется добавлением к ней определенного количества фторида на­трия. При избыточном содержании фтора в питьевой воде развивается эндемическое заболевание — флюороз, сопро­вождающееся хрупкостью зубов.

В свободном состоянии газообразный фтор является очень сильным ядом. Его вдыхание вызывает мгновенное поражение органов дыхания.

В медицине применяется фторид натрия NaF- он вхо­дит в состав зубных паст и используется для профилакти­ки кариеса.

Хлор.Хлор принадлежит к весьма важным биогенным элементам. Анионы хлора Сl- активно участвуют в биохи­мических превращениях: активируют некоторые фермен­ты, влияют на электропроводимость клеточных мембран и т.д. Ионы Сl-, наряду с ионами Na+, являются основным осмотическим веществом биологических жидкостей (плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости). Газо­образный хлор ядовит.

В медицине применяются:

1. Соляная кислота разведенная (НСl — 8%) - приме­няют внутрь в каплях имикстурах (часто вместе с пепси­ном) при недостаточной кислотности желудочного сока.

2. Хлориды натрия, калия, кальция (см. § 8.2, 10.2).

3. Хлорная известь (СаОСl2)применяется в санитар­ном деле в качестве дезинфицирующего средства.

Бром. Принадлежит к числу биогенных элементов. В медицине применяются бромиды аммония (NH4Br), ка­лия (КВr) и натрия (NaBr).

Йод. Для животных и людей йод является необходимым микроэлементом. Из общего количества йода в организме (25 мг) больше половины сосредоточено в щитовидной же­лезе, где он входит в состав гормона — тироксина. Этот гор­мон определяет общую интенсивность процессов обмена ве­ществ в организме. При недостатке йода в организме обра­зование тироксина в щитовидной железе задерживается, что приводит к развитию заболевания - эндемического зо­ба. В ряде областей содержание йода в воде и почве ничтож­но, что обусловливает и крайне низкое его содержание в пи­щевых продуктах. В этих случаях питьевая вода и обычная пища не покрывают потребностей организма в йоде, застав­ляя прибегать к йодированию пищи (обычно путем добав­ления 15-20 мг KI или NaI на 1 кг поваренной соли).

Пары йода ядовиты. Они вызывают сильное воспале­ние слизистой оболочки носа и глаз.

В медицине применяются:

1. Радиоактивный йод (изотопы I131, I132, I125) - ввиду короткого периода полураспада этих изотопов они исполь­зуются для лечения и диагностики заболеваний щитовид­ной железы.

2. Спиртовой раствор йода (5 или 10 %) — применяют наружно как антисептическое средство. Внутрь назна­чают для профилактики атеросклероза (по 1-10капель 5 % -ного раствора).

3. Раствор Люголя (раствор йода в водном растворе KI) — используют для смазывания слизистой оболочки глотки и гортани.

4. Йодид калия (KI), йодид натрия (NaI) - применяют при эндемическом зобе. Таблетки, содержащие KI, под на­званием «Антиструмин» используют для предупрежде­ния эндемического зоба.

 







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 1353. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.004 сек.) русская версия | украинская версия