I. Общая характеристика биоэлементов Классификация и топография элементов

• Название: I. Общая характеристика биоэлементов Классификация и топография элементов
• Анкор: lekcija_16.doc
• Дата: 07.05.2018
• Размер: 0.59 Mb.
• Имя файла: lekcija_16.doc
• Тип: Документы; #18965
• страница: 3 из 6

Тема III. р-Элементы V группы: азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут
1. Биологическая роль азота, фосфора, мышьяка, сурьмы, висмута
Азот и фосфор относятся к макроэлементам, массовая доля азота в организме человека 3,1%, фосфора – 0,95%. Мышьяк, сурьма и висмут относятся к примесным элементам, массовая доля их в организме человека составляет 10^-6%.

Азот – органоген номер четыре. Значимость его для живого орга­низма очень высока, именно он, наряду с углеродом, водородом и кис­лородом, входит в состав жизненно важных аминокислот:

R–CН–(NH₂)–СООН,

которые образуют ДНК, РНК и белки – основу жизни. Во многих био­неорганических комплексах (гормоны, ферменты и др.) атом азота по донорно­акцепторному механизму связывает органическую и неорганическую части молекулы, например, гемоглобин.

Фосфор – органоген номер пять, играет исключительно важную роль в обмене веществ. Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1,3 г. Фосфор настолько распространен в пищевых продуктах, что случаи его явной недостаточности практически неизвестны. Однако не весь фосфор, содержащийся в продуктах, может всасываться, поскольку его всасыва­ние зависит от многих факторов: рН, соотношения между содержанием кальция и фосфора в пище, наличия в пище жирных кислот.

В организме фосфор присутствует в виде фосфат-иона, который входит в состав неорганических и органических веществ. Фосфор обнаружен во всех клетках организма. Больше всего фосфора содержится в костях и скелетной мускулатуре. Основным минеральным компонентом костной и зубной тканей является Ca₅(PO₄)₃OH.

Мембраны клеток в значительной степени состоят из фосфолипидов. Фосфор входит в состав белков, нуклеиновых кислот, нуклеотидов и других биологически активных соединений.

Универсальным источником энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах, является АТФ – аденозинтрифосфа́т, в молекуле которого содержатся три остатка фосфорной кислоты:



В организме происходит реакция гидролиза АТФ, в результате которой разрывается связь РО и выделяется значительное количество энергии. Поэтому указанную связь называют макроэргической. При рН = 7,0 АТФ существует в виде аниона АТФ^4-, так как все фосфатные группы при этом значении рН ионизированы. Гидролиз АТФ можно записать в виде уравнения:

АТФ^4- + Н₂О → АДФ^3- + Н₂РО₄^-

Гидролиз макроэргических связей молекулы АТФ, сопровождаемый отщеплением 1 или 2 остатков фосфорной кислоты, приводит к выделению энергии, по различным данным, от 40 до 60 кДж/моль.

Живые организмы не могут обходиться без фосфора. Сахара и жирные кислоты не могут быть использованы клетками в ка­честве источников энергии без предварительного фосфорилирования.

Совокупность гидро- и дигидрофосфатов в крови образует фосфатную буферную систему, которая вместе с другими буферными системами обеспечивает постоянство рН крови.

Мышьяк, сурьма и висмут постоянно находятся в живых организмах, но их физиологическая роль практически не выяснена. Ионы Аs ³⁺ и Sb³⁺ и в меньшей степени Bi³⁺ являются синергистами. Мышьяк и сурьма накапливаются в щитовидной железе, угнетают её функцию, вызывая эндемический зоб.
2. Лечебное действие неорганических соединений азота, фосфора,

мышьяка и висмута
Раствор аммиака (10%) применяется при обморочных состояниях, т.к. при вдыхании оказывает возбуждающее влияние на дыхатель­ный центр, действуя через рецепторы верхних дыхательных путей. В больших концентрациях может вызвать рефлекторную остановку дыхания. Поэтому его нельзя применять пожилым людям с заболеваниями сердца.

Соединения нитритов, а также нитратов расширяют коронарные сосуды и спо­собны купировать приступ стенокардии.

Хлорид аммония оказывает диуретическое действие, а также является эффективным средством для коррекции алка­лоза (защелачивания крови), создания кислого рН мочи. Легко всасы­ваясь из желудочно-кишечного тракта, препарат превращается в печени в мочевину, обладающую диуретической активностью, и соляную кислоту, которая уменьшает щелочность тканей:

2NH₄Cl + H₂CO₃ ® CO(NH₂)₂ + 2HCl + 2H₂O

Диуретический эффект аммония хлорида связан с тем, что в процессе компенсации ацидоза мобилизуется и выделяется почками натрий, одно­временно выводится из организма соответствующее количество воды. Диуретическое действие хлорида аммония при повторном применении постепенно умень­шается.

Основной нитрат висмута проявляет вяжущее, подсушивающее и антисептическое действия. Его применение основано на том, что при попадании в пищеварительный тракт он подвергается гидролизу с образованием малорастворимых продуктов, которые не всасываются через стенки желудочно-кишечного тракта:

Bi(NO₃)₃ + H₂O ® BiONO₃¯ + 2HNO₃
3. Применение неорганических соединений азота, фосфора, мышьяка,

висмута в медицине и фармации
Solutio Ammonii caustici 10% (раствор аммиака 10%) - нашатырный спирт. Применяют наружно для возбуждения дыхания и выведения больных из обморочного состояния. Иногда применяют внутрь в качестве рвот­ного средства, принимают только в разведенном виде. Наружно приме­няют в виде примочек при укусах насекомых. В хирургической практике используют для мытья рук по методу С.И.Спасокукоцкого и И.Г.Кочер­гина.

Nitrogenium oxydulatum (азота закись) N₂О − веселящий газ. Закись азота в смеси с кислородом используют для кратковременного общего наркоза в хирургической практике, оперативной гинекологии, хирургической стоматологии.

Ammonii chloridum (аммония хлорид) NН₄С1. Применяют как диуретическое средство при отеках сердечного происхождения. Как отхаркивающее средство применяется при бронхите, пневмонии.

Natrii nitris (натрия нитрит) NаNО₂. Применяют как сосудорасширяющее средство при стенокардии, иногда при спазмах сосудов мозга.

Natrii phosphas (натрия фосфат) Na₂НРО₄∙12Н₂О. Применяют как антацидное средство. Входит в состав препарата «Уродан», который приме­няют при подагре, мочекаменной болезни, хронических полиартритах.

Solutio Natrii phosphatis pro injectionibus - 32 (раствор фосфата натрия с меченым изотопом фосфора 32). Приме­няется для диагностики злокачественных опухолей.

Acidum arsenicosum anhydricum (ангидрид мышьяковистый) Аs₂О₃. Применяют наружно как некротизирующее средство при кожных бо­лезнях. В стоматологической практике используют для омертвления (некротизации) мягких тканей зуба (пульпы). В микродозах (0,001 г на прием) препарат назначают при малокровии, истощении, нервозности.

В медицинской практике используют раствор калия арсенита К₃АsО₃ (Фаулеров раствор мышьяка - Liquor arsenicalis Fowleri). Иногда назначают препарат при малокровии, истощении, неврастении, миастении.

Solutio «Duplex» pro injectionibus (раствор «Дуплекс» для инъекций). Представляет собой водный раствор стрихнина нитрата (0,1%) и натрия арсената (1%). Применяют в качестве общеукрепляющего и тонизирующего средства.

Bismuthi subnitras (висмута нитрат основной) смесь BiONO₃, Bi(OH)₂NO₃, BiOOH. Применяют в качестве вяжущего и антисепти­ческого средства при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, колитах, энтеритах. Наружно применяют в виде мази и при­сыпки (5-10%) при воспалительных заболеваниях кожи и слизистых оболочек (язвы, экземы, дерматиты, эрозии).
4. Токсическое действие соединений азота, фосфора, мышьяка,

сурьмы и висмута на живой организм
При производстве азотной кислоты и некоторых других веществ образуются нитрозные газы, представляющие собой смесь оксидов: NО, NО₂, N₂О₃, N₂О₄. При контакте этих газов с влажной поверх­ностью в легких образуются азотная и азотистая кислоты, поражающие легкие, что приводит к отеку и сложным расстройствам. При отравлении газами в крови образуются также нитраты и нитриты, которые очень токсичны, так как они являются дезаминирующими агентами, способствуют окислению аминогрупп нуклеиновых кислот и повреждают ДНК. Для человека предельно допустимое содержание NO₂ в воздухе составляет 10^-4%. Неуправляемые переносы оксидов азота ветрами заканчиваются выпадением кислотных дождей, содержащих азотную кислоту. Непосредственное попадание нитратов и нитритов в пищевые продукты происходит из-за завышенного внесения азотных удобрений в почву.

Нитрат-ионы восстанавливаются в организме человека до нитрит-ионов, которые вызывают метгемоглобиновую гипоксию. Под действием нитритов гемоглобин превращается в метгемогло­бин, который не способен связывать и переносить кислород:

HbFe²⁺ + NO₂^- ® HbFe³⁺ + NO

<sup>связывает не связывает

кислород кислород</sup>

Попадая в кровь, нитриты вызывают кислородную недостаточность. В связи с этим в настоящее время NаNО₂ почти не используют в медицинской практике.

В кишечном тракте нитриты превращаются в нитрозамины R₂N-N=О - сильные канцерогены.

Фосфаты для организма не токсичны, более токсичны фосфиты и особенно фосфорорганические соединения (ФОС), являющиеся силь­ными нервно-паралитическими ядами и входящие в состав боевых отравляю­щих веществ.

Для всех ФОС характерно угнетение холинэстеразы, что используется при диагностике отравления ими. Схема взаимодействия холинэстеразы с ФОС:



Для хронических форм отравлений ФОС характерны нарушение кальциевого обмена, поражение сердечно-сосудистой и нервной систем. Выводятся ФОС из организма, главным образом, почками.

Соединения мышьяка(V) и в особенности мышьяка(III) очень токсичны. Механизм токсического действия объясняется способностью мышьяка блокировать сульфгидрильные группы –SН ферментов и других биологически активных соединений. Например, в организме человека мышьяк взаимодействует с глутатионом. При этом блокируется сульфгидрильная группа, и глутатион теряет одну из важных биологических функций – восстановление токсичных пероксидов:

R–S–H + As(OH)₃ ® R–S–As(OH)₂ + H₂O,

где R – радикал глутамат-иона.

Кроме того, мышьяк может замещать йод, селен и фосфор. Нарушая биохимические процессы метаболизма в организме, As является антиметаболитом этих элементов.

Смертельная доза для человека составляет приблизительно 0,05-0,1 мг мышьяка. Вредное действие мышьяка на организм связано не только с его токсичностью, но и канцерогенным действием.

Европейские нормы качества питьевой воды устанавливают предельно допустимую концентрацию мышьяка 0,2 мг/л. Эта же норма в питьевой воде принята в Англии. В нашей стране принята норма мышьяка в питьевой воде 0,05 мг/л (ГОСТ 2874-54).

Сурьма раздражает слизистую оболочку желудочно-кишеч­ного тракта и кожу, вредно влияет на нервную систему и мышцу серд­ца. Соединения трехвалентной сурьмы токсичнее соединений пяти­валентной сурьмы. Летальная доза сурьмы для взрослого 97,2 мг и для детей 48,6 мг. Предельно допустимые концентрации сурьмы в питьевой воде не нормируются ни в нашей стране, ни за рубежом.

Ядовитыми свойствами обладают легко растворимые соединения висмута, применяемые в терапевтической практике в качестве противо­сифилитических или рвотных средств. Однако и труднорастворимые соли висмута под влиянием соляной, молочной и других органических кислот образуют легко растворимые комплексные соединения висмута, всасывающиеся в кишечнике и угнетающие ферменты амино- и карбоксиполипептидазы. При введении в кровь комплексных солей висмута наблюдались отравления.

Для качественного обнаружения соединений мышьяка, сурьмы и висмута используются различные химические реакции.

1. 
   Реакции обнаружения соединений мышьяка.
   

а) Реакции обнаружения мышьяка основаны на восстановлении мышьяка до арсина с дальнейшим обнаружением его методами Марша, Гутцайта и Зангер­-Блека:

As₂O₃ + 6Zn + 6H₂SO₄ ® 2AsH₃↑ + 6ZnSO₄ + 3H₂O

Метод Марша:

2AsH₃ 2As¯ + 3H₂↑

Образуется серо-черный налет с металлическим блеском – «мышьяковое зеркало».

Метод Гутцайта:

AsH₃ + 6AgNO₃ ® Ag₃As∙3AgNO₃¯ + 3HNO₃

^{желтое пятно на фильтровальной бумаге}

Ag₃As∙3AgNO₃ + 3H₂O ® 6Ag¯ + H₃AsO₃ + 3HNO₃

^{черное пятно на фильтровальной бумаге}

Метод Зангер-Блека:

2AsH₃ + 3HgCl₂ ® Hg₃As₂¯ + 6HCl

^{желтое пятно на фильтровальной бумаге}

б) Реакция с сульфидами (фармакопейная реакция):

2AsCl₃ + 3H₂S ® As₂S₃¯ + 6HCl

^желтый

2AsCl₅ + 5H₂S ® As₂S₅¯ + 10HCl

^желтый

в) Сульфиды в сильнокислой среде образуют с солями мышьяка осадки As₂S₃ и As₂S₅ желтого цвета, которые не растворяются в концентрированной НС1, но растворимы в растворах Na₂S, (NH₄)₂S, (NH₄)₂CO₃ и аммиака:

As₂S₃ + 3Na₂S ® 2Na₃AsS₃

^{тиоарсенит натрия}

As₂S₅ + 3Na₂S ® 2Na₃AsS₄

^{тиоарсенат натрия}

г) Реакция с магнезиальной смесью (MgSO₄ + NH₃ + NH₄Cl):

Арсенат-ионы в растворах образуют белый кристаллический осадок арсената аммония магния, растворимый в хлороводородной кислоте:

HAsO₄^2- + Mg²⁺ + NH₃ ® NH₄MgAsO₄¯

MgNH₄AsO₄ + 3HCl ® MgCl₂ + NH₄Cl + H₃AsO₄

2. 
   Реакции обнаружения соединений сурьмы.
   

а) Соли сурьмы(III) в слабокислых растворах легко гидролизуются, при этом выпадают осадки белого цвета:

SbCl₃ + H₂O ® SbOCl¯ + 2HCl

б) Тиосульфат натрия Na₂S₂O₃ образует в кислых растворах с солями сурьмы (III) оранжево-красный осадок Sb₂OS₂:

2SbCl₃ + 2Na₂S₂O₃ + 3H₂O ® Sb₂OS₂¯ + 2Na₂SO₄ + 6HCl

в) Сероводород образует с солями сурьмы в кислой среде ярко-оранжевые осадки Sb₂S₃ и Sb₂S₅, растворимые в избытке Na₂S с образованием тиосолей:

2SbCl₃ + 3H₂S ® Sb₂S₃¯ + 6HCl

Sb₂S₃ + 3Na₂S ® 2Na₃SbS₃

^{тиоантимонит натрия}

2H[SbCl₆] + 5H₂S ® Sb₂S₅¯ + 12HCl

Sb₂S₅ + 3Na₂S ® 2Na₃SbS₄

^{тиоантимонат натрия}

3. 
   Реакции обнаружения соединений висмута.
   

Для качественного обнаружения соединений висмута используются осадочные реакции:

а) с йодидом калия образуется черный осадок BiI₃, растворимый в избытке реактива с образованием комплексной соли – тетрайодо­висмутата (III) калия:

Bi³⁺ + 3I^- ® BiI₃¯

BiI₃ + KI ® K[BiI₄]

б) с сульфидами (фармакопейная реакция) соли висмута (III) обра­зуют коричнево-черный осадок Bi₂S₃, нерастворимый в раз­бавленных кислотах, кроме азотной кислоты:

2Bi³⁺ + 3S^2-® Bi₂S₃¯

Bi₂S₃ + 8HNO₃ ® 2Bi(NO₃)₃ + 2NO­ + 3S + 4H₂O
Тема IV. p-Элементы VI группы: кислород. Озон, вода, пероксид водорода
1. Биологическая роль кислорода, озона, воды
Кислород. Кислород входит в состав всех жизненно важных органических веществ – белков, жиров, углеводов. При участии кислорода осуществляется один из важнейших жизненных процессов – дыхание, благодаря которому идет непрерывное поступление кислорода к тканям. Человек вдыхает и выдыхает в сутки 20-30 м³ воздуха. Потребность человека в кислороде в покое составляет 25 л/ч. Если концентрация кислорода в воздухе снижается до 9% – это представляет угрозу для жизни. У человека и высших животных кислород, проникая в кровь, соединяется с гемоглобином, образуя оксигемоглобин:

HbFe²⁺ + O₂ « HbFe²⁺∙O₂

Через стенки капилляров кислород поступает в клетки, где расхо­дуется на окисление различных веществ (жиров, углеводов, белков и др.), в результате этих процессов образуется СО₂ и Н₂О, выделяется энергия, обеспечивающая жизнедеятельность живых организмов.

HbO₂ ® Hb + O₂

В митохондриях атомы водорода, отщепленные в виде Н⁺ от субстрата под действием фермента дегидрогеназы, связываются с кислородом:

4H⁺ + O₂ + 4e^- ® 2H₂O

В природе у зеленых растений на свету идет процесс фотосинтеза, при котором поглощается СО₂ и выделяется молекулярный кислород О₂:

_{хлорофилл}

6nCО₂ + 5nН₂О (С₆Н₁₀О₅)_n + 6nО₂

^свет

Озон. Аллотропное видоизменение кислорода – озон – на высоте 25 км над уров­нем земли образует озоновый слой, который поглощает жесткое ультра­фиолетовое излучение (l≤ 260 нм). Разрушение озонового слоя может привести к гибели живых организмов на Земле.

Вода. В организме взрослого человека массовая доля воды составляет 65%. Благодаря своему строению вода, является универсальным растворителем, практически все химические реакции в организме человека осуществляются в воде, жизнь без воды невозможна. Вода является одновремен­но средой и участником реакций гидролиза жиров, АДФ и АТФ:



При гидролизе в первую очередь разрывается связь 1, затем 2. При этом выделяется энергия, используемая организмом. Большая часть воды (около 70%) находится внутри клеток в протоплазме. Остальная часть воды (около 30%) – это внеклеточная вода, которая образует плазму крови и межтканевую воду.
2. Применение кислорода, озона, воды, пероксида водорода

в медицине и фармации
Oxygenium (кислород). Применяется при гипоксии, при гипоксемии; вдыхание газовой смеси, содержащей 40-50% кислорода, улучшает состояние больных. Оксигенотерапия показана также при отравлении угарным газом СО.

Carbogenum (карбоген) 95-97% О₂; 5-3% СО₂. Применяют при отравлении угарным газом для улучшения легочной вентиляции, используют также при шоковых состояниях, для возбуждения дыхательного центра во время наркоза.

Aqua purificata (вода очищенная). Используется для приготовления жидких лекар­ственных форм, растворов для иньекций, отваров, настоев; для приготовления реактивов, используемых в фарманализе.

Препараты водорода пероксида применяют наружно для обработки ран, полосканий полости рта и горла в качестве антисептических и дезодорирующих средств, а также кровоостанавливающих средств в стоматологии, отоларингологии, дерматологии.

Solutio Hydrogenii peroxydi diluta (раствор водорода перекиси 3%).

Perhydrolum (пергидрол) 28-30%.

Magnesii peroxуdum (магния перекись) (MgO₂ + MgO).

Hydroperitum (гидроперит) – таблетки, содержащие комплекс мочевины с водорода пероксидом:

H₂N − C − NH₂ ´ H₂O₂



O

3. 
   Токсическое действие озона, пероксида водорода
   

Озон.При большой концентрации озона в загрязненном выхлопными газами городов воздухе в организме человека возможна реакция озона с органическими веществами:

RH + O₃ = RO₂ + HO·

Эти радикалы инициируют радикально-цепные реакции с биооргани­ческими молекулами - липидами, белками, ДНК, что приводит к гибели клеток. На этой реакции основано применение озона для обеззаражива­ния воды, озонирования воздуха.

Пероксид водорода. В организме человека пероксид водорода образует­ся в результате реакции:

2H⁺ + O₂ + 2e^- = H₂O₂

Из Н₂О₂ возможно образование радикалов

Н₂О₂ = 2НО·

Радикал НО· реагирует с биоорганическими веществами - липидами кле­точных мембран, ДНК, нарушая её репаративную функцию, что приводит к неконтролируемому делению клеток и возникновению опухолей. В здоровом организме срабатывают защитные механизмы – под действием фермента каталазы Н₂О₂ разлагается:

2Н₂O₂ ® 2Н₂О + О₂

В старческом возрасте эти механизмы не срабатывают, в организ­ме образуются радикалы, приводящие к массовой гибели клеток, ста­рению организма и смерти.
Тема V. р-Элементы VI группы: сера, селен
1. Биологическая роль серы и селена
Сера. По содержанию в организме человека сера относится к макро­элементам (массовая доля 0,16%). Как и кислород, она жизненно необходима. Суточная потребность взрослого человека в сере около 4-5 г. Сера поступает в организм в виде неорганических и органических соединений, входящих в состав пищевых продуктов. Неорганические соединения серы (соли серной и сернистой кислот) не всасываются и выводятся из организма через кишечник. Органические соединения в организме расщепляются и всасываются в кишечнике. К элементам, способствующим усвоению серы, относятся F и Fe, а антагонистами серы являются As, Ba, Pb, Mo, Se.

Сера входит в состав многих биомолекул – белков, аминокислот (цистина, цистеина, метионина и др.), гормонов (например, инсулина), витаминов (например, вита­мина В₁). Сера является компонентом структурного белка коллагена. Хондроитин-сульфат присутствует в коже, хрящах, ногтях, тканях миокарда. Серосодержащими метаболитами являются гемоглобин, эстрогены, фибриногены и др. Много серы содержится в структурных веществах волос, кос­тях, нервной ткани.

Аминокислоты, содержащие серу, характеризуются наличием сульфгидрильных –SН-групп (например, цистеин) или нали­чием дисульфидных связей –S–S– (например, цистин). При окисле­нии сульфгидрильных групп образуются дисульфидные связи и, наоборот, при восстановлении связей –S–S– образуются SН-группы, т.е. эти переходы обратимы:

R₁–SH+R₂–SH « R₁–S–S–R₂

В некоторой степени этот обратимый переход защищает организм от радиационных поражений. Под влиянием ионизирующего облучения в ре­зультате радиолиза воды в организме образуются свободные радикалы, в том числе Н· и ·ОН, активизирующие процессы окисления. Сульфгидрильные группы вступают в реакции со свободными радикала­ми:

RSH + ·ОН ® RS· + H₂О.

Образующиеся радикалы RS· мало­активны. Тем самым предотвращается воздействие активных радикалов (·ОН) на нуклеиновые кислоты.

В живых организмах сера, входящая в состав аминокислот, окис­ляется. Конечными продуктами этого процесса преимущественно явля­ются сульфаты. Также образуются тиосульфаты, элементарная сера и политионовые кислоты:



Образующаяся в организме эндогенная серная кислота участвует в обезвреживании ядовитых соединений – фенола, крезола, индола, вырабатываемых в кишечнике из аминокислот микробами. Кроме того, серная кислота связывает многие чужеродные для организма соедине­ния (ксенобиотики) – лекарственные препараты и их метаболиты. Со всеми этими соединениями серная кислота образует относительно безвредные вещества – конъюгаты, в виде которых они и выводятся из организма. Например, с мочой человека выделяется конъюгат – калие­вая соль сернокислого эфира фенола:



Практические данные о нарушениях, связанных с дефицитом серы в организме человека, немногочисленны. Экспериментально установлено, что недостаток метионина в пище тормозит рост молодых животных и снижает продуктивность взрослых животных. Поскольку метионин участвует в синтезе некоторых важных серосодержащих соединений (цистеина, глутатиона, биотина, тиамина, липоевой кислоты и др.), то проявления недостатка в организме этих веществ можно в определенной степени относить к симптомам дефицита серы.

Селен. По содержанию в организме селен относится к микроэлементам (массовая доля 10^-5-10^-7 %). Некоторые исследователи считают его жизненно необходимым элементом. Суточная потребность человека в селене составляет 20-100 мкг. Селен поступает в организм с пищей. Всасывание селена происходит в тонком кишечнике, где из растворимых соединений селена образуются соединения селена с метионином и цистеином. Усвоению селена способствует витамин Е. Накапливается селен в основном в печени и почках, а также в ногтях и волосах, костном мозге, сердечной мышце, поджелудочной железе, легких, коже. Концентрация селена в крови составляет 0,001-0,004 ммоль/л.

В живых организмах селен, как и сера, входит в состав биосубстратов в степени окисления -2. Вследствие близости химических свойств этих элементов, они могут замещать друг друга в соединениях. При этом селен может выступать как синергистом, так и антагонистом серы. При поступлении в организм в больших дозах селен в первую очередь накапливается в ногтях и волосах, основу которых составляют серосодержащие аминокислоты цистеин и метионин. Очевидно, что при этом селен, как аналог серы, замещает её в этих аминокислотах, превращая их в селеноцистеин и селенометионин. Установлено, что эти необычные аминокислоты входят в состав активных центров нескольких ферментов: формиатдегидрогеназы, глутатионредуктазы и глутатионпероксидазы, обеспечивая их высокую ферментативную активность. В то же время замещение группы –SH на группу –SeH в ряде ферментов приводит к снижению их дегидрогеназной активности и ингибированию клеточного дыхания.

Селен является элементом, выполняющим многочисленные защитные функции в организме, усиливает иммунную защиту организма, способствует увеличению продолжительности жизни. Установлена зависимость между высоким содержанием селена в пище и низкой смертностью от рака.

Хорошо известна способность селена предохранять организм от отравления соединениями ртути и кадмия. Причем селен способствует связыванию катионов этих металлов не селенсодержащими группами метаболитов, а другими активными центрами, на которые их токсическое действие не оказывает влияния. При дефиците селена в организме происходит усиленное накопление ртути, кадмия и мышьяка.

Недостаток селена в организме приводит к нарушению целостности клеточных мембран, значительному снижению активности сгруппированных на них ферментов, накоплению кальция внутри клеток, нарушению метаболизма аминокислот, снижению энергопродуцирующих процессов.
2. Лечебное действие неорганических соединений серы
В медицинской практике широко применяют как саму серу, так и многие её соединения.

Порошок «серы осажденной» применяют наружно в виде мазей и присыпок при лечении кожных заболеваний. В организме образуются продукты окисления серы – политионовые кислоты с общей формулой H₂S_XO₆ (х = 3-6). Эти продукты обладают противомикробной и противопаразитарной ак­тивностью. На этом же основано применение «серы очищенной».

Тиосульфат натрия (Na₂S₂O₃∙5H₂O) применяют как детоксицирующее и противовоспалительное средство. Как детоксицирующее средство его используют при отравлениях соединениями ртути, свинца, синильной кислотой (HCN) и её солями, солями йода и брома. Механизм действия препарата, очевидно, связан с окислением тиосульфат-иона до сульфит-иона и элементарной серы:

S₂O₃^2- ® SO₃^2- +S⁰.

Ионы свинца и ртути, попадающие в организм с пищей или воздухом, образуют плохорастворимые нетоксичные сульфиты:

Pb²⁺ + SO₃^2- ® PbSO₃¯.

Цианид-ионы взаимодействуют с элемен­тарной серой, образуя менее ядовитые тиоцианаты:

CN^- + S⁰ ® SCN^-.

Применяют тиосульфат натрия и для лечения чесотки. После втирания в кожу 60% раствора Na₂S₂O₃ делают повторные втирания 6%-ного раст­вора НС1. В результате реакции с НС1 тиосульфат натрия распадается на серу и оксид серы (IV):

Na₂S₂O₃ + 2HCl ® 2NaCl + SO₂↑ + S + H₂O,

которые и оказывают губительное действие на чесоточных клещей.

Слабительный эффект Na₂SO₄∙10H₂O и MgSO₄∙7H₂O, так же как и других солевых слабительных, связан преимущественно с медленным всасыванием из кишечника и увеличением в полости кишечника осмотического давления: под влиянием препарата происходит накопление воды в кишечнике, содержимое его разжижается, перистальтика усиливается и каловые массы быстрее выводятся.

3. 
   Применение неорганических соединений серы и селена
   

в медицине и фармации
Sulfur praecipitatum (сера осажденная) S. Применяют наружно в виде мазей (5-10-20%) и присыпок при лечении кожных заболеваний (себореи, сикоза, псориаза, чесотки и др.).

Sulfur depuratum (сера очищенная) S. Применяют внутрь в качестве противоглистного и легкого слабительного средства, а наружно в 5-10-20% мазях и присыпках при лечении кожных заболеваний (себореи, сикоза, псориаза, чесотки и др.). Вхо­дит в состав сложного порошка солодкового корня, применяемого в качестве легкого слабительного.

Natrii sulfas (натрия сульфат) Na₂SO₄∙10H₂O. Назначают внутрь в качестве слабительного средства, показан при пище­вых отравлениях, так как не только очищает кишечник, но и задерживает всасывание яда и поступление его в кровь.

Natrii thiosulfas (натрия тиосульфат) Na₂S₂O₃∙5H₂O. Применяют внутривенно в виде водного 30% раствора и внутрь в виде 10% раствора как противотоксическое, противовоспалительное средство, при аллергических заболеваниях, артритах, невралгиях. Наружно приме­няют для лечения больных чесоткой.

Magnesii sulfas (магния сульфат) MgSO₄∙7H₂O. Применяют в качестве успокаивающего, противосудорожного, спазмолитичес­кого, слабительного, желчегонного средства, при лечении гипертоничес­кой болезни, а также при отравлениях ртутью, мышьяком, тетраэтилсвин­цом, солями бария. Назначают внутрь в виде водных растворов, внутримышечно и внутривенно (20% или 25% растворы).

В аналитической практике широко применяется метод йодиметрического титрования. Из неорганических веществ этим методом анализируют I₂, KMnO₄, Na₃AsO₄, HgCl₂, CuSO₄ и многие органические лекар­ственные препараты - формалин, акрихин, антипирин, анальгин, аскор­биновую кислоту и др. Применяют несколько вариантов метода. Основ­ным веществом, используемым в качестве восстановителя в йодиметрии, является тиосульфат натрия, который реагирует с йодом по уравнению:

2Na₂S₂O₃ + I₂ ® Na₂S₄O₆ + 2NaI

Тиосульфат применяют для титрования избытка йода, добавляемого в процессе титрования некоторых восстановителей, или йода, образующегося при взаимодействии йодидов с окислителями, например:

Cl₂ + 2I^- ® 2Cl^- + I₂

Реакции осаждения и растворения сульфидов и сульфатов катионов используются для обнаружения многих катионов. Сульфиды могут быть получены воздействием на соли металлов серо­водорода или сульфидов щелочных металлов и аммония. Большинство сульфидов окрашено, например: РbS – черный; CdS – желтый; Ag₂S – черный; MnS – телесный; Bi₂S₃ – черный; Sb₂S₃ – оранжевый. Катионы Ba²⁺, Сa²⁺, Sr²⁺ осаждаются серной кислотой в виде сульфатов, нерастворимых в кислотах и щелочах.

В медицине селен в виде селенита и селената натрия, селенцистеина, селенсодержащих дрожжей применяют для профилактики и лечения различных заболеваний. Селен оказывает лечебный эффект при кардиопатиях различной этиологии, при гепатитах, панкреатитах, заболеваниях кожи, уха, горла и носа. Общеизвестна роль селена в профилактике и лечении злокачественных новообразований. Радиоактивные изотопы селена используются для диагностики болезней поджелудочной железы и др.