Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар
|
|
Скачать 1.54 Mb.
|
|
2.5 Четвертая группа периодической системы. Главная подгруппа 2.5.1 Углерод |
|
^
Углерод - важнейший биогенный элемент, составляющий основу жизни на Земле, структурная единица огромного числа органических соединений, участвующих в построении организмов и обеспечении их жизнедеятельности (биополимеры, а также многочисленные низкомолекулярные биологически активные вещества - витамины, гормоны, медиаторы и др.). Возникновение и развитие жизни на Земле рассматривается в современной науке как сложный процесс эволюции углеродистых соединений. Уникальная роль углерода в живой природе обусловлена его свойствами, которыми в совокупности не обладает ни один другой элемент периодической системы. Между атомами углерода, а также между углеродом и другими элементами образуются прочные химические связи, которые, однако, могут быть разорваны в сравнительно мягких физиологических условиях (эти связи могут быть одинарными, двойными и тройными). Способность углерода образовывать 4 равнозначные валентные связи с другими атомами углерода создаёт возможность для построения углеродных скелетов различных типов - линейных, разветвленных, циклических (подробнее о химических свойствах углерода смотрите во второй части пособия) . Показательно, что всего три элемента - С, О и Н - составляют 98% общей массы живых организмов. Этим достигается определённая экономичность в живой природе: при практически безграничном структурном разнообразии углеродистых соединений небольшое число типов химических связей позволяет намного сократить количество ферментов, необходимых для расщепления и синтеза органических веществ. Особенности строения атома углерода лежат в основе различных видов изомерии органических соединений (способность к оптической изомерии оказалась решающей в биохимической эволюции аминокислот, углеводов и некоторых алкалоидов). Содержание углерода в живых организмах в расчёте на сухое вещество составляет: 34,5-40 % у водных растений и животных, 45,4-46,5 % у наземных растений и животных и 54 % у бактерий. В процессе жизнедеятельности организмов, в основном за счёт тканевого дыхания, происходит окислительный распад органических соединений с выделением во внешнюю среду CO2. Углерод выделяется также в составе более сложных конечных продуктов обмена веществ. Такие соединения углерода, как HCN, CO, CCl4, преобладавшие в первичной атмосфере Земли в добиологический период, в дальнейшем, в процессе биологической эволюции, превратились в сильные антиметаболиты обмена веществ. Помимо стабильных изотопов углерода, в природе распространён радиоактивный 14C (в организме человека его содержится около 0,1 мккюри). С использованием изотопов углерода в биологических и медицинских исследованиях связаны многие крупные достижения в изучении обмена веществ и круговорота углерода в природе. 2.5.2 КремнийВ организме усваивается 4% от общего количества поступающего кремния. Максимальное количество кремния обнаружено в стенках аорты, трахеи, ткани сухожилий, лимфатических узлах. Кремний необходим для выработки коллагена – основного компонента соединительной ткани, обеспечивающей гибкость и эластичность суставов, хрящей, сосудов, кожи. Избыточное поступление кремния может повлечь за собой особое заболевание легких – силикоза. Недостаток кремния указывает на слабость соединительной ткани, склонность к заболеваниям волос, ломкости ногтей. При дефиците кремния замечается плохое заживление ран и снижается способность к срастанию сломанных конечностей. Так же уменьшается неспецифическая сопротивляемость организма к новообразованиям, инфекционным и воспалительным заболеваниям. Нетоксичен для человека. Причины дисбаланса и пути попадания в организм: - старение, быстрый рост; - физические перегрузки; - растения, питьевая вода с пониженным/высоким содержанием Si; - запыленность жилого помещения. Дисбаланс кремния отражается на: - иммунной системе (снижение сопротивляемости к заболеваниям, риск новообразований); - костной ткани (остеопороз, пародонтоз, артрозы, склонность к травмам); - сосудах (ранний атеросклероз, повышенный уровень холестерина); - легких (болезни легких, верхних дыхательных путей); - кожи (сухость); - волосах (выпадение, ломкость); - ногтях (дистрофия, плохой рост); - желудочно-кишечном тракте (воспалительные процессы). Общее содержание кремнезема в теле человека - около 0,001%, среднее содержание SiO2 в крови человека составляет от 5,9 до 10,6 мг в 1 мл. В организме человека кремний обнаружен во всех органах и тканях: в легких, в волосах, гладких мышцах желудка, в надпочечниках, в фибрине, в цельной крови. Кремнезем необходим для прочности и эластичности эпителиальных и соединительно-тканных образований. В наибольших количествах кремний обнаружен в плотной соединительной ткани, почках, поджелудочной железе. В суточном рационе человека содержится его до 1 г. Эластичность кожи, сухожилий, стенок сосудов обусловлена в значительной степени содержащимся в них кремнием. Кремнезем играет роль в сохранении кожей нормального тургора, что связано со способностью коллоидов, содержащих кремнезем, к набуханию. Кремнезем токсически действует на организм человека, только будучи превращен в тончайшую пыль, попадающую в легкие при вдыхании. При высоком содержании в воздухе пыли двуокиси кремния она попадает в лёгкие человека и вызывает заболевание - силикоз. Недостаток кремния встречается достаточно редко. При его недостатке могут наблюдаться: слабая деятельность лейкоцитов при инфекционном процессе, плохое заживление ран, снижение аппетита, кожный зуд, снижение эластичности тканей, снижение тургора кожи, повышение проницаемости сосудов и, как следствие, - геморрагические проявления. 2.5.3 ГерманийГерманий используется в полупроводниковых материалах для электронных приборов (транзисторы, диоды), для линз в инфракрасных приборах, детекторов ионизирующего излучения. В настоящее время препараты германия используются в лечении онкологических больных. Отходы угледобывающей и коксовой промышленности служат источником загрязнения окружающей среды германием. Основным индикаторы элементного статуса германия является моча, а также в другие биосубстраты. Неорганические соли германия более токсичны, чем органические. Впервые о пользе германия для здоровья заговорили в Японии. В 1967 году доктор К.Асаи обнаружил, что германий обладает широким спектром биологического действия: обеспечивает перенос кислорода в тканях организма, уменьшает проявления болевого синдрома, повышает иммунный статус организма, проявляет антиопухолевую активность. Основное действие германия: - перенос кислорода в тканях организма - германий в крови ведет себя аналогично гемоглобину. Он участвует в процессе переноса кислорода к тканям организма, что гарантирует нормальное функционирование всех систем организма и предупреждает развитие кислородной недостаточности в органах, наиболее чувствительных к гипоксии: центральной нервной системе, мышце сердца, ткани почек и печени; - стимулирует иммунитет - германий в виде органических соединений способствует продукции гамма-интерферонов, которые подавляют процессы размножения быстро делящихся микробных клеток, активируют макрофаги и специфические клетки иммунитета (Т-киллеры); - противоопухолевое - германий задерживает развитие злокачественных новообразований и препятствует появлению метастазов, а также обладает защитными свойствами против радиоактивного облучения. Механизм действия связывают с взаимодействием атома германия с отрицательно заряженными частицами опухолевых образований, когда германий лишает опухолевую клетку "лишних" электронов и повышает её электрический заряд, что приводит к гибели опухоли; - биоцидное (противогрибковое, противовирусное, антибактериальное) - органические соединения германия стимулируют продукцию интерферона - защитного белка, вырабатываемого организмом в ответ на внедрение чужеродных микроорганизмов; - снимает боль - болевые ощущения передаются от нездорового органа в центральную нервную систему по своеобразной электронной цепи. Органические соединения германия прекращают движение электронов в нервных клетках, тем самым, останавливая боль. Германий содержится в чесноке, бобах, хлорелле, женьшене, грибах, алоэ, перловой крупе. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2019
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям