Ух. 1. Биологическая роль бора
 Скачать 20.38 Kb.
|
|
р-Элементы—органогены участвуют в построении всех биологических структур и содержатся в организме в макроколичествах. Они играют, в основном, роль пластического материала в построении тканей, а виде анионов поддерживают осмотическое давление, влияют на рН среды, ионное равновесие, состояние коллоидов и т. д. Ионы р-элементов склонны к образованию внутрикомплексных соединений. Комплексообразующая способность р-элементов связана с наличием у ионов р-металлов свободных квантовых ячеек на р- и s-орбиталях и неподеленных электронных пар у ионов р-неметаллов. 1.Биологическая роль бора Бор (Borum, араб. — от названия буры — buraq). В — элемент III группы 2-го периода периодической системы Д. И. Менделеева, порядковый номер 5, атомная масса 10,811. Бор впервые получен жозефом Гей- Люссаком и Луи Тенаром в 1808 г.. В природе встречается в виде борной кислоты и различных боратов. Чистый кристаллический Бор имеет серовато-черный цвет. Бор относится к примесным микроэлементам. В организме взрослого содержится в количестве 20 мг, преимущественно в селезенке, печени, головном мозге, почках, костной ткани и зубной эмали.Суточная потребность для взрослых не установлена, но считается, что человек получает его с едой в количестве 2-7 мг в сутки. Бор участвует в минеральном и энергетическом обмене веществ. Особенно заметна его роль в формирование костной и мышечной ткани. Элемент принимает активное участие в развитии опорно-двигательного аппарата в детском и юношеском возрасте.Увзрослых ипожилых людей бор отвечает за нормальное функционирование суставов. Предохраняет организм от развития остеохондрозов, артрозов, артритов. Особенно важен этот микроэлемент для женщин в период менопаузы. Достаточное его содержание снижает риск возникновения остеопороза. Бор принимает участие в регуляции правильного соотношения кальция и фосфора в костной ткани. Кроме непосредственного воздействия на формирование скелета, элемент влияет на опорно-двигательный аппарат через витамин Д. Он способствует переходу неактивной формы этого витамина в активную, который происходит, как известно, под воздействием солнечных лучей. Бор важен для нормального функционирования гормональной системы организма. Под его влиянием повышается выработка женских половых гормонов (эстрогенов) и мужского тестостерона. Особенно важен микроэлемент для женщин в период развития климакса, он облегчает неприятные симптомы этого периода. Участвуя в энергетическом обмене, бор способствует сжиганию жиров. Входит в состав ферментов, принимает участие в синтезе нуклеиновых кислот, белков. Данный биогенный элемент снижает количество оксалатов и тем самым оказывает профилактическое действие в отношении мочекаменной болезни, подагры. Взаимодействие бора с другими минеральными веществами связано с его биологической ролью в организме. Наиболее тесно он взаимодействует с магнием, кальцием, фтором. Оказывает влияние на концентрацию витамина Д. Угнетает действие витамина С, снижает всасывание биофлавоноидов. Резкий дефицит микроэлемента встречается редко. Признаки недостатка бора в организме схожи с явлениями авитаминозов и остеопороза: -незначительные боли в суставах при нагрузке; -дисбаланс половых гормонов; -артриты, артрозы, остеохондрозы, остеопороз; -снижение иммунитета. К основным причинам нехватки бора в организме относят: отсутствие в рационе растительной пищи, (в частности, листовые овощи, бобовые, орехи) а также проживание в регионах со скудным содержанием этого микроэлемента в почве. Кроме этого, нарушение регуляции обмена микроэлемента и процесса всасывания в кишечнике тоже могут стать причиной дефицита Недостаточное поступление бора в организм или проблемы с его всасыванием приводят чаще к хронической нехватке элемента, без проявления четких симптомов. Как правило, недостаток микроэлемента усиливает протекание других патологических процессов. Усугубляется течение дистрофических процессов в соединительной и костной ткани при артрозах, артритах, остеохондрозах. Усиливаются клинические проявления остеопороза, из-за чего заболевание развивается раньше. Дефицит бора также провоцирует развитие сахарного диабета,мочекаменной болезни, наступление раннего климакса. Особенно негативно сказывается недостаточное поступление бора с пищей на женский организм. Это приводит к нарушению гормонального статуса, развитию мастопатий, онкологических новообразований в репродуктивной сфере. Ухудшения могут наблюдаться и в психологическом состоянии. Прежде всего это нарушение памяти, снижение концентрации внимания, замедленная реакция на внешние раздражители, слабость. Диагностика дефицитного состояния проводится по анализу венозной крови и симптомам, на которые жалуется пациент. Однако необходимо помнить, что бор является токсичным элементом, и повышенное его содержание чревато негативными последствиями для здоровья. Безопасная суточная доза для взрослого человека не должна превышать 13-15 мг. Признаки передозировки: тошнота, рвота; обезвоживание организма; поражение печени, почек; поражение нервной системы, спутанность сознания Последствия переизбытка бора в человеческом организме проявляются в виде интоксикации острого или хронического характера. Причиной избытка этого элемента не может стать пища, которую человек ежедневно потребляет. Чаще всего это происходит на фоне продолжительного приема препаратов и БАДов с повышенным содержанием этого микроэлемента. При обнаружении симптомов нехватки/избытка бора необходимо прекратить прием лекарственных препаратов и обратиться к врачу за симптоматическим лечением. Богаты бором прежде всего бобовые: фасоль, горох, чечевица, бобы. Высокое содержание этого важного микроэлемента в гречке. Из овощей больше всего нутриента в брокколи, свекле, томатах. Абрикосы, груши,яблоки, виноград, киви, вишня, авокадо — содержат достаточное количество бора. Орехи, мед — отличные его источники. Применение соединений бора в медицине Ортоборная кислота (Н3ВО3) применяется в качестве антисептического средства. Высокая растворимость борной кислоты в липидах обеспечивает быстрое проникновение еѐ в клетки микроорганизмов через мембраны. В ре зультате происходит свертывание белков (денатурация) цитоплазмы микроор ганизмов и их гибель. Бура – натрия тетработат (Na2В4О710H2О) применяется как антисептик. Действие обусловлено тем, что при гидролизе тетрабората натрия образуется борная кислота и щелочь: Na2В4О7 + 7H2О 4H3BO3 + 2NaOH Наряду с борной кислотой антисептическим действием обладает гидроксид натрия. При воздействии щелочей на микробные клетки происходит оса ждение клеточных белков, и вследствие этого гибель микроорганизмов. Ис пользуется борная кислота и бура только наружно, поскольку при внутреннем применении они оказывают токсическое действие. Применение неорганических соединений бора и алюминия в медицине и фармации 1. Acidum boricum (кислота борная) Н3ВО3. Применяют наружно как ан тисептическое средство в виде водных растворов (2-4%) для полоскания поло сти рта, зева и для промывания глаз, назначают также в виде мази (5-10%) и в присыпках при заболеваниях кожи. 2. Natrii tetrаboras (Borax) – натрия тетраборат (бура) Na2B4O710Н2О. Применяют наружно как антисептическое средство для спринцеваний, полос каний, смазываний в виде водных растворов (1-2%), а также в виде мазей и присыпок. 2.Биологическое значение алюминия в организма Алюминий (Aluminium, от лат. alumen — квасцы) Al — элемент III группы 3-го периода периодической системы Д. И. Менделеева, п. н. 13, атомная масса 26,9815, имеет один стабильный изотоп 27Al (100%). Металлический Алюминий был получен в 1827 г. Ф. Вёлером и в менее чистом виде в 1825 г. Х. К. Эрстедом. По содержанию в земной коре (8,8%) Алюминий занимает 3-е место после О и Si, с которыми Алюминий (в виде различных алюмосиликатов) составляет более 82% массы земной коры. В свободном виде не встречается. Основное сырье для производства Алюминия — бокситы. Алюминий — серебристо-белый металл, легкий, прочный, пластичный, ковкий, обладает высокой электро- и теплопроводностью, высокой химической активностью. В соединениях Алюминий трехвалентен (Al3+). В организме животных и человека алюминий содержится в виде микроэлемента, но его роль учёные до конца не выяснили. В частности, выяснено, что он стимулирует рост и развитие тканей – костной, соединительной и эпителиальной; способствует процессам восстановления и регенерации; влияет на активность ферментов, пищеварительных и околощитовидных желез. В тканях организма алюминий содержится в разных количествах – это зависит от того, где мы живём: как правило, в печени, костях и головном мозге его накапливается больше всего. Суточная потребность организма в алюминии не выяснена. В некоторых источниках можно найти цифры от 2,45 до 50 мг; в целом считается, что потребность в алюминии удовлетворяется полностью, за счёт продуктов питания; в нашем рационе в сутки может содержаться до 100 мг этого элемента. Из всего алюминия, поступающего в организм с продуктами питания, в ЖКТ всасывается всего 2-4%, но он может поступать и через лёгкие. С возрастом в лёгких и головном мозге его становится больше, а выводится он несколькими путями: с потом, выдыхаемым воздухом, мочой и калом. Дефицит алюминия может развиться в том случае, если в организм его попадает меньше 1 мкг в сутки, но о негативном влиянии такого состояния на человека ничего не известно – скорее всего, дефицит алюминия у людей бывает крайне редко. На животных дефицит алюминия влияет: у них слабеют конечности, нарушается координация движений, задерживаются и нарушаются процессы размножения и роста. При повышенном содержании алюминия в организме человека могут возникать серьёзные и даже необратимые изменения, опасные для здоровья и резко сокращающие продолжительность жизни, хотя данных о летальной дозе у учёных сегодня нет. Токсической дозой считается 5 г в сутки, но порог токсичности ещё ниже. Необратимые изменения в организме – например, в лёгких, появляются у рабочих на вредных производствах: у них может быть не только воспаление лёгких и бронхов, но и фиброзные изменения в их тканях. Поражаться могут не только лёгкие, но и кости, костный мозг, центральная нервная система, почки, молочные железы, матка и яичники. Причиной избытка алюминия может стать не только работа на вредных производствах: он возникает при повышенном содержании этого элемента в питьевой воде, продуктах питания и воздухе, при длительном лечении определёнными лекарствами и при хронической почечной недостаточности. Негативных и патогенных проявлений избытка алюминия много. Прежде всего, могут нарушаться функции ЦНС: ухудшается память, появляется нервозность и депрессия; могут развиться болезни Паркинсона и Альцгеймера, энцефалопатия и т.д. Нарушается фосфорно-кальциевый обмен, развивается остеопороз и другие заболевания опорно-двигательного аппарата; возможно также возникновение алюминоза, когда в тканях лёгких происходят патологические изменения, вызывающие постоянный кашель, боли в желудке и во всём теле, снижение веса и аппетита, расстройства пищеварения, запоры, изменения в составе крови. Функция почек тоже нарушается, увеличивается риск образования камней; ухудшается всасывание железа, развивается анемия; иммунитет нарушается, и возникают аутоиммунные заболевания; происходят сбои в обмене веществ. В последнее время появились данные о том, что алюминий может вызывать мутации. Лечение при избытке алюминия может быть восстановительным, но можно также замедлять его всасывание с помощью лекарств и БАД, в составе которых есть медь, железо, марганец, цинк, фосфор, магний, кальций. Применение в медицине В основе антацидного действия гидроксида алюминия лежит взаимодей ствие его с ионами оксония, что приводит к снижению кислотности желудочно го сока: Al(OH)3 + 3H3O + = Al3+ + 6H2O Образующиеся ионы Аl3+ осаждаются фосфат-ионами (РО4 3- ) и выводятся с фекалиями из организма: Al3+ + PO4 3- AlPO4 Антацидный эффект гидроксида алюминия более благоприятен, чем гид рокарбоната натрия (NаНСО3) – питьевой соды. Поэтому, при длительном ле- 15 чении язвенной болезни, рекомендуется препарат "Альмагель", состоящий из геля алюминия гидроксида и магния оксида. Гель обуславливает обволакиваю щий и адсорбирующий эффект препарата, который проявляет лечебное анта цидное действие, не нарушая кислотно-щелочное равновесие и электролитный баланс в организме. Алюмокалиевые квасцы (КАl(SО4)212H2О) применяются наружно в каче стве антисептика в виде примочек, полосканий, промываний. Фармаколо гическое действие обусловлено тем, что ионы Аl3+ образуют с белками (проте инами Р) комплексные соединения, выпадающие в виде гелей: Al3+ + P 3- AlP Это приводит к гибели микробных клеток и снижает воспалительную ре акцию. Кроме того, препарат применяется как вяжущее и кровоостанавливаю щее средство. Вяжущее действие связано с осаждением белков и образованием кислотных альбуминатов. При нанесении препарата на слизистые оболочки или на раневую поверхность происходит частичное свертывание белков слизи или раневого экссудата, что приводит к образованию пленки, защищающей от раз дражения чувствительные нервные окончания подлежащих тканей. При этом уменьшаются болевые ощущения, происходит местное сужение сосудов, огра ничение секреции, а также непосредственное уплотнение клеточных мембран, что приводит к уменьшению воспалительной реакции. Кровоостанавливающий эффект связан со свертыванием белков на раневой поверхности кровеносных сосудов. На этом основано применение алюмокалиевых квасцов в виде каран дашей как кровоостанавливающего средства при порезах, а также для прижига ния коньюктивы глаза при трахоме. Жженые квасцы (КАl(SО4)2) используются в виде присыпок, как вяжущее и подсушивающее средство. Подсушивающий эффект связан с медленным про цессом поглощения влаги: КАl(SО4)2 + nH2О КАl(SО4)2 nH2О Применение неорганических соединений бора и алюминия в медицине и фармации 1.Almagel (альмагель) (состав: Аl(ОН)3, МgО с добавлением D-сорбита). Применяют при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, ост рых и хронических гиперацидных гастритах, эзофагите и других желудочно кишечных заболеваниях. 2. GefaI (гефал) – лекарственный препарат, содержащий алюминия фос фат в виде суспензии белого цвета. Применяют как антацидное средство при язвенной болезни, гастритах, диспепсии и др. 3.Aluminii et Kalii sulfas – калия-алюминия сульфат (квасцы алюмо калиевые) КАl(SО4)212 Н2О. Применяют наружно в качестве вяжущего сред ства в виде водных растворов (0,5-1%) для полосканий, промываний, примочек и спринцеваний, при воспалительных заболеваниях слизистых оболочек и ко жи. Применяют также в виде карандашей для прижиганий, при трахоме и как 17 кровоостанавливающее средство при порезах. Квасцы жженые (прокаленные) (КАl(SО4)2) применяют в составе присыпок как вяжущее и подсушивающее средство. 4. Bolus alba (белая глина) Аl2(SiО3)3 обладает лечебными свойствами, оказывая обволакивающее действие. Назначают наружно в форме присыпок, паст, мазей при кожных заболеваниях, язвах, опрелостях, ожогах. Внутрь при желудочно-кишечных заболеваниях (колиты, энтериты) и интоксикациях. Сплавы алюминия (диозаль и др.) используются для изготовления метал лических изделий, применяемых в медицинской практике и фармации, в том числе инфундирных аппаратов, предназначенных для приготовления инфузов (настоев) и отваров. Белая глина (Al2(SiO3)3 с примесью CaSiO3 и MgSiO3 ис пользуется в качестве основы (constituens) для приготовления пилюль и табле ток. 3.Биологичекая роль таллия. Общие сведения. Таллий - элемент III группы периодической системы; атомный номер 81, атомная масса 204. Открыт У. Круксом (Англия) в 1861 г, название получил от греч. thallos (зеленый). Таллий - мягкий металл серебристо-белого цвета с сероватым оттенком, образует сплавы с большим количеством других металлов. Соединения таллия с мышьяком и фосфором используются в качестве полупроводников. Физиологическая роль таллия Таллий обладает выраженной токсичностью, которая обусловлена нарушением ионного баланса главных катионов организма – Na+ и K+ . Ион Tl+ склонен образовывать прочные соединения с серосодержащими лигандами и таким образом подавлять активность ферментов, содержащих тиогруппы. Поскольку ионные радиусы K+ и Tl+ близки, они обладают сходными свойствами и способны замещать друг друга в ферментах. Катион Tl+ обладает большей по сравнению с К + способностью проникать через клеточную мембрану внутрь клетки. При этом скорость проникновения Tl+ в 100 раз выше, чем у щелочных металлов. Это вызывает резкое смещение равновесия Na/K , что приводит к функциональным нарушениям нервной системы. Кроме того, таллий нарушает функционирование различных ферментных систем, ингибирует их, препятствуя тем самым синтезу белков. Именно тот факт, что таллий является изоморфным «микроаналогом» К + , свидетельствует о том, что токсичность его соединений для человека существенно выше, чем у свинца и ртути. В норме, суточное поступление таллия с питанием незначительное, всего около 2 мкг, однако таллий очень хорошо резорбируется в кишечнике. Так же, как и калий, таллий в организме аккумулируется внутри клеток. Как в норме, так и при интоксикации таллием, это элемент в основном сконцентрирован в почках, печени, мышцах, органах эндокринной системы, щитовидной железе и в яичках. В основном таллий выводится с фекалиями, путем секреции из внутренней среды организма в кишечник. Сопровождается этот процесс конкуренцией K+ /Tl+ . Выделение таллия через почки в целом незначительно, даже на фоне отравления. Токсическая доза для человека: данные отсутствуют. Летальная доза для человека: 600 мг. Индикаторы элементного статуса таллия Информативными биосубстратами для оценки экспозиции таллия в организме человека являются волосы, кал и моча, а также морфологическое (под микроскопом) исследование волосяных фолликулов (на 4-5 день после отравления таллием в них можно обнаружить темные пигментные отложения). Повышенное содержание таллия Источниками отравления таллием могут служить бытовые средства: химикаты, предназначенные для борьбы с грызунами, - родентициды (сульфаты таллия). Риск отравления таллием присутствует у рабочих, занятых на производстве, таких как обжиг пирита, плавление руд (сульфидные руды, богатые калием минералы), сжигание угля, получение полупроводников, цемента, специального стекла с добавками таллия. Поступать в организм таллий может также через загрязненные пищевые продукты или с пылью. В криминалистике описаны случаи использования солей таллия с целью убийства или самоубийства. При остром отравлении таллием в первую очередь поражается периферическая нервная система, ЦНС, сердце, гладкая мускулатура, печень, почки, кожа и волосы. Причины избытка таллия: • избыточное поступление. Основные проявления избытка таллия: При остром отравлении: • сильные боли по типу невралгий, гиперстезии в конечностях (приблизительно с 4- го дня после перорального поступления таллия), позднее возможно наступление паралича; • бессонница; • истерия; • расстройства зрения; • спутанность сознания; • тахикардия (резистентная к терапии обычными средствами); • поражение потовых и сальных желез кожи; • выпадение волос из-за нарушения синтеза кератина (на 10-13 день после отравления или несколько позже). Синергисты и антагонисты таллия Антагонистами таллия являются содержащие серу вещества. Таллий угнетает усвоение железа и способен вытеснять калий из организма. Коррекция избытка таллия в организме Антидотами при отравлении таллием являются серосодержащие вещества и препараты: цистин, метионин и ряд других, которые связывают Tl+ и способствуют его выведению из организма. Показаны также препараты K, Mg, Se, Zn, витамины (биотин) и другие симптоматические средства. |