Биогенные элементы. Органогенные элементы и их роль в живой клетке. Металлы жизни
Биогенные элементы - элементы необходимые для построения и жизнедеятельности клеток и организмов. Al, O, N, S, P, С, Са, Mg, К, Na, Сl, I, Mn, Со, Те, Мо, V, Fe, Sb, Br, F, Li Среди них наблюдают «10 металлов жизни»: Са, Mg, К, Na – I остов десятки сотни г, Fe, Со, Mn, Сu, Zn, Мо – II остов десятки доли г Zn – поджелудочная железа, половые органы, гипофиз I – щитовидная железа F – эмаль зубов Аs, Аl, V – волосы, ногти Са, Нg, Мb – почки Мn, Сr, Вr – гипофиз Макроэлементы – галогены – составляющие белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов. Органогены: О, С, Н, Р, S, N Р – твердые ткани зубов в виде гидроксиолатитов В организме человека поддерживается баланс оптимальной концентрации биогенных элементов – гомеостаз. Нарушение этого баланса приводит к различным заболеваниям. 53. Классификация химических элементов в организме по Вернадскому. Роль макро – и микро- элементов в живом организме. Концентрирование химических элементов в органах, тканях и биожидкостях человека. Эндемические элементы.
В зависимости от среды содержания элементов в живых организмах Вернадский разделил их на 3 группы: 1. Макроэлементы: 10-2% в организме, к ним относят О, С, Н, N, P, S – органогены, Са, Мg,Na, K, Li 2. Микроэлементы: 10-3 – 10-5% в пределах Zn, Cr, Su, Se, l, Cu, As, F, Br, Co, Fe, Mo Входят в состав ферментов, гормонов, витаминов, биологически активных веществ в качестве комплексообразователя; участвуют в обмене веществ, процессах размножения, тканевом дыхании; участвуют в ОВР. Влияют на процесс кроветворения, проницаемость сосудов и тканей. 3. Ультрамикроэлементы – не превысят 10-5% Hg, Au, То, Ra, Аl, U, Ni, В, V, Ва Макроэлементы – галогены – составляющие белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов. Органогены: О, С, Н, Р, S, N Р – твердые ткани зубов в виде гидроксиолатитов. Са – в костной и зубной ткани NaCl – во внеклеточных областях К, Мg – во внутриклеточных областях Мg – твердые ткани зубов в виде Мg3(PO4)2 К, Na – в виде фторидов, в состав костной ткани В организме человека поддерживается баланс оптимальной концентрации биогенных элементов – гомеостаз. Нарушение этого баланса приводит к различным заболеваниям. F – кариес I – эндемические заболевания Эндемические заболевания: с аномалиями содержания некоторых элементов в почве, водоемах, той или иной биологической зоны.
Общая характеристика s-элементов. Валентные электроны. Изменение активности s-элементов в группе. Степень окисления. Щелочные металлы, их химические свойства. Особенности свойств лития. Оксиды, пероксиды, надпероксиды щелочных металлов. Биологическая роль натрия и калия. Натрий-калиевый насос. Соединения щелочных металлов, применяемых в медицине.
Находятся в Iа и IIа групп главной подгруппы, а также Не. Валентными являются s-электроны. ns1 – I группа Н, Li, Na, Rb, Cs, Fe ns2 – II группа Be и щелочноземельные металлы: Mg, Са, Sr, Ва, Ra Свойства щелочных металлов: сверху вниз Радиус атомов в Iа подгруппе увеличивается Энергия ионизации уменьшается Сверху вниз растет активность. Исходя из строения атомы Iа группы проявляется степень окисления = +1, все металлы – восстановители, а их ионы в степени окисления +1 будут окислителями. Li – проявляет стабильную степень окисления = +1 тем не менее из-за наличия 2р оболочки. Химия Li отличается от химии его соседей по группе Li+1 – лучший комплексообразователь Все щелочные металлы энергично соединяются с кислородом, только Li образует оксид лития, а остальные металлы дают пероксиды и надпероксиды. Химические свойства: 1. Взаимодействие с кислородом: 4Li + O2 2Na + O2 К + O2 Пероксиды и надпероксиды являются солями сильных оснований и слабых кислот => подвергаются гидролизу Na2O2 +Н2О КО2 + Н2О Пероксиды и надпероксиды сильные окислители используются для получения кислорода на космических кораблях и подводных лодках. 2. Взаимодействие с водой: 2Li + 2Н2О 3. Взаимодействие с кислотами 4. Взаимодействие с водородом 5. Взаимодействие с галогенами Все соли щелочных металлов растворимы в воде, только литий образует плохорастворимые соли: Li3PO4, Li2CO3, LiF Концентрация ионов натрия внутри клетки в 15раз меньше, чем во внеклеточной жидкости, а концентрация ионов калия в 35 раз больше внутри клетки, чем вне её. Натрий-калиевый раствор обеспечивает перенос ионов, через плазматическую мембрану, против градиента концентрации за счет гидролиза 1 молекулы АТФ, 3 иона натрия выводят из клетки, а 2 иона калия поставляет внутрь клетки. Этот дисбаланс электрических зарядов служит при чиной возникновения разности потенциалов на плазматической мембране. Внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к внешней поверхности мембраны. Na+ - необходим для сокращения мышц К+ - способствует расслаблению Избыток Na+ - гипертония, отеки Na+ - участвует в поддержании соматического давления(гомеостаза), обеспечивает кислотно-основное равновесие, регулирует водный обмен. Регулирует рН внутренней среды организма, участвует в передаче нервных импульсов через мембраны нервных клеток. К+ - распространен в печени, почках, сердце, крови, море: участвует в функционировании сердца, проведении нервных импульсов, участвует в обменных реакциях. Недостаток К – мышечная слабость, раздражительность, спазмы мышц Избыток К – возбуждение ЦНС, маниакальное состояние причина остановки сердца NaCl – используют дл промывания желудка, очистки гнойных ран, при отравлении Ag+ Li – в печени, почках, селезенке, легких, молоке, мышцах. Оказывает положительное влияние на больных с маниакальной депрессией, снижает эмоциональное напряжение (Li2CO3) NaHCO3 – при ацидозе, сахарном диабете, повышает кислотность желудочного сока, при воспалительных заболеваниях глаз, горла, за счет выделяющейся щелочи КСl – уменьшает возбудимость сердечной мышцы Na2SO4*10 Н2О – глауберова соль – расслабляющее средство
S-элементов llа группы. Степени окисления. Тип гибридизации атомных орбиталей. Щелочноземельные элементы. Особенности свойств бериллия. Биологическая роль ионов магния и кальция. Антагонизм ионов магния и кальция. Соединения магния и кальция, применяемы в медицине. Степень окисления +2 Ве, Mg, Са, Sr, Ва, Ra sp-гибридизация Ca, Sr, Ве – проявляют большие сходства между собой и называются щелочноземельными Ве – «стоит особняком» из-за наличия гелиевого экрана Амфотерность Ве: ВеО + 2НСl ВеО + 2NaOH + Н2О При сплавлении ВеО + 2КOH Са+2 – регулятор внутриклеточных процессов: сокращение мышц, регуляции сердечного ритма, передача нервного импульса, участвует в свертывании крови, влияет на кислотно-основный баланс, оказывает влияние на активность эндокринной системы. Противовоспалительное действие. Избыток Са+2 – опасность остановки сердца, увеличивается свертываемость крови Mg+2 – биологические антагонисты ионов Са+2: поддерживает осмотическое давление внутри клеток; образует комплекс с АТФ, белками; входит в состав ферментов; с их участием формируются рибосомы, активируется процесс синтеза белка; способствует понижению артериального давления крови; усиливает перестатику кишечника; усиливает секрецию желчи. Са(С6Н11О6)2 – глюконат кальция – восполнение недостатка кальция СаСl2*6Н2О – кровеостанавливающее, противовоспалительное действие, антидот при отравлениях солями магния СаСО3 – антоцидное средство, при повышении кислотности желудочного сока МgO – «жженая магнезия» - антоцидное средство при повышенной кислотности желудочного сока МgO с МgO2 – «магний перекись» 85% и 15% антоцидное и бактериальное средство MgSO4*Н2О – «горькая соль» - успокаивающее, снотворное, слабительное средство Mg(ОН)2*MgCO3*H2О – «белая магнезия» - антоцидное, легкое слабительное средство
|
2Li2O
