Витамины. реферат. Минестерсво здравоохранения российской федерации государственное буджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
 Скачать 319.7 Kb.
|
|
МИНЕСТЕРСВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БУДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ <<АМУРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕНАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ>> Кафедра химии РЕФЕРАТ <<Медико – биологическое значение элементов 4Б группы>> Выполнил: Журавлёва Кристина Юрьевна, 115 группа Проверил: Кокина Тамара Владимировна Благовещенск 2020 г. СОДЕРЖАНИЕ: ВВЕДЕНИЕ Глава 1. Медико – биологическое значение элементов 4Б группы, краткая характеристика …………………………………………………………………………..4 Элементы группы 4Б в природе, значение для растений и животных….6 Физиологическая роль в организме человека и симптомы при недостатке, и избытке элементов ………………………………………………………9 Глава 2. Соединения элементов как лекарственные средства, применяемые в медицинской практике…………………………………………………………………12 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Список использованной литературы ……………………………………..….15 Приложение 1………………………………………………………………......16 Приложение 2………………………………………………………………......17 Введение Открытие элементов данной группы без сомнения следует отнести к величайшим достижениям химической науки, к важнейшему этапу в создании современных лекарственных препаратов и эффективных технологий по лечению различных заболеваний – цивилизации 21 века. В главную подгруппу 4Б элементов входят: титан, цирконий, гафний, резерфордий. Данные элементы очень важны не только для жизнедеятельности человеческого организма, но и природы в целом. Нехватка или переизбыток каких-либо элементов может вывести из строя любой живой организм. Об этом мы поговорим чуть позже. Человеческий организм, обладающий уникальным набором ферментативных реакций, заключает в себе множество подобного рода примеров, заслуживающих самого пристального внимания со стороны химиков –теоретиков и химиков – технологов. Химия совершенно необходима для раскрытия механизма многих биологических процессов, но от смелого вторжения в биологию и медицину она и сама существенно обогащается. Тем самым перед тем как дальше раскрывать тему мы можем понять, что химические элементы очень важны в наше время и тема остаётся актуальной и посей день. Цель: медико – биологическое значение элементов 4Б группы Задачи: Для достижения данной цели исследования необходимо изучить: Теоретические аспекты элементов 4Б группы Значение в медицине, природе и животных этих элементов Глава 1. Медико – биологическое значение элементов 4Б группы 4Б элементы - Группа IVB (4-я) Периодической системы состоит из четырех элементов с четными номерами: титан 22Ti, цирконий 40Zr, гафний 72Ш и резер- фордий 104Rf с электронной конфигурацией (п - 1 )d2ns2 . Титан- - элемент I V группы периодической системы с атомным номером 22. Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии. Открытие TiO2 сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные окислы титана. Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркель и И. де Бур в 1925 термическим разложением паров иодида титана TiI4. Титан это легкий, плавкий и прочный металл. Химически стоек, благодаря наличию защитной пленки. По распространенности в земной коре занимает среди металлов 9 место. Основными минералами, содержащими титан, являются рутил и анатаз. Участвует в образовании эритроцитов в красном костном мозге, синтезе гемоглобина и выработке иммунной системы. Цирконий - химический элемент IV группы периодической системы с атомным номером 40. Порошкообразный цирконий впервые был получен в 1824 г. И. Берцелиусом, а пластичный - нидерландскими учёными А. ван Аркелом и И. де Буром в 1925 г. Цирконий это серебристо-белый металл с характерным блеском. Максимальная концентрация циркония в природе в щелочных породах составляет 5×10-2% от массы породы. Цирконий слабо участвует в водной и биогенной миграции. В морской воде содержится 0,00005 мг/л циркония. Известно всего 27 минералов, которые содержат этот элемент. Цирконий не играет биологической роли в организме. Металлический цирконий и его нерастворимые соединения (оксид, силикат) обладают высокой биологической инертностью (свойством никак не взаимодействовать с тканями и жидкостями организма благодаря химической стойкости). Гафний - химический элемент таблицы Менделеева. Находится в четвертой группе, шестом периоде, атомный номер равен семидесяти двум. Относится к простому типу веществ, имеет высокую плотность и тугоплавкость, цвет метала серебристо-белый. Открытие элемента произошло в 1923, совершили его Дьердь де Хешеви и Костер Дирк. Изготовления режущих предметов, используемых врачами, также их используют при изготовлении рентгеновского зеркала. Резерфордий - 104-й элемент в периодической системе. Резерфордий — высокорадиоактивный искусственно синтезированный элемент, период полураспада наиболее стабильного из известных изотопов. Не играет никакой биологической роли вследствие малого периода полураспада. Элементы группы 4Б в природе, значение для растений и животных Титан входит в первую десятку самых распространенных элементов нашей планеты. В пятнадцатикилометровой толще земной коры его более половины процента: почти все кристаллические горные породы, пески, глины и прочие составляющие поверхности нашей планеты содержат титан. Содержание титана в почвах (а речь может идти только о его соединениях, так как в свободном виде титана в природе нет) в различных районах земного шара колеблется от половины до полутора процентов. Меньше всего титана в пахотных землях и в пустынях. Высокий процент титана обнаружили в глинистых грунтах Средиземноморских Альп, в окрестностях Дели, в почвах Бразилии. Титан находят в вулканической пыли, в газах, выделяющихся из кратеров вулканов, в каменных материалах. В 1866 году с помощью метода спектрального анализа наличие титана обнаружено в атмосфере Солнца. Элемент этот находится на ближайшей к нам звезде в ионизированной форме. Линии, соответствующие титану, открыты в спектрах большинства звезд. В различных лабораториях мира подвергают исследованиям сотни видов зерен, плодов, стеблей, деревьев, кустарников, определяя содержание в них микроэлементов. Во многих растениях есть титан, правда, его меньше, чем в почвах, на которых они растут. Титан в растениях исчисляется сотыми и тысячными долями процента. Впервые он был там обнаружен немецким химиком Адергольдом в 1852 году. Довольно высокое содержание этого элемента характерно для листьев табака, для водорослей, сахарного тростника, лука. Из других культур наиболее богаты им бобовые и гречиха. А вот плоды какао совсем не имеют титана. Бедны титаном морковь, люцерна, картофель, земляной и лесной орехи. Наличие титана отмечено в семенах хлопка, подсолнечника, в красном клевере, каштане, тыкве, кукурузе, а также в различных деревьях. Титан в живых организмах впервые обнаружил английский химик Риз в 1835 году. Растения, как правило, концентрируют титан в больших количествах, чем животные, но многие организмы тоже содержат немало этого элемента. К ним в первую очередь необходимо отнести крабов, устриц, ракушек, целый ряд рыб и других обитателей морей. Титан найден в тканях лошадей, овец, собак, кроликов, телят, причем больше всего титана содержится в легких, печени, волосяном покрове и в почках животных. До сих пор неизвестно, какую роль выполняет титан в человеческом организме, но степень его концентрации позволила советскому академику В.И. Вернадскому высказать предположение о том, что титан нужен для организма и выполняет какие-то определенные жизненно важные функции. Во всяком случае на сегодняшний день точно установлено, что титан безвреден для людей и животных. Цирконий – содержится в земной коре, песчаных почвах, граните и глине. Основные типы месторождений циркония: щелочные породы с малаконом и цитролитом; магнетит-форстерит-апатитовые породы и карбонатиты с бадделеитом; прибрежно-морские и элювиально-делювиальные россыпи. В растительном организме цирконий проявляет большое сродство к фосфатным группам и активным центрам в молекулах АДФ и АТФ и обладает способностью разрушать некоторые протеины и энзимы. Однако, эти процессы еще не до конца понятны. Было исследовано поглощение циркония растениями в определенных условиях. При этом в моркови, выращенной в почве, содержавший радиоактивный цирконий, наблюдалась высокая концентрация радиоизотопа в корнях и низкая – в побегах. Присутствие циркония в корнях особенно интересно, если учесть, что он незначительно поглощается глиной и грунтом, но то количество, которое все же поглощается, удерживается очень прочно и плохо выщелачивается различными солями. Наибольшая концентрация циркония в корнях и очень незначительное перемещение его в другие части подтверждены также для других растений. Есть данные, что цирконий стимулирует образование корней побегами и, таким образом, стимулирует укоренение побегов. При избытке циркония в почве у растений происходит омертвение тканей листьев. Значение циркония у животных не выявлено. Гафний - не имеет собственных минералов и в природе обычно сопутствует цирконию. Биологическая роль для животных и растений не выявлена. Резерфордий - самый "молодой" элемент 4 группы. высокорадиоактивный искусственно синтезированный элемент. Не играет никакой биологической роли вследствие малого периода полураспада. Физиологическая роль в организме человека и симптомы при недостатке, и избытке элементов Цирконий в организме человека играет немаловажную роль- он выступает в качестве минерала. Так как цирконий напрямую регулирует функции поджелудочной железы, при его дефиците возникают проблемы в первую очередь, именно с этим органом. Хоть его биологическая роль достаточно небольшая, но при его нехватке может быть: расстройство кишечника; дегидратация (обезвоживание различных степеней); ухудшается отток желчи — это приводит к нарушению дыхания, побледнению кожи и кислородной недостаточности, замедляется регенерация тканей; тахикардия; тошнота и рвота. Дефицит микроэлемента возникает очень редко, и встречается он в основном у людей, которые имеют те или иные сбои в работе организма. Постоянный недостаток циркония может привести к развитию таких заболеваний как хронический панкреатит и сахарный диабет. Последнее представляет собой особую опасность и может привести вплоть к летальному исходу. Сахарный диабет в детском возрасте становится причиной серьезных нарушений в развитии, как физическом, так и умственном. Данный недуг сказывается на режиме питания и до конца жизни придется соблюдать особый режим питания. При избытке также нарушается работа организма. В первую очередь можно наблюдать аллергические реакции, а в тяжёлых случаях пневмония или фиброз лёгких. Причина избытка кроется в следующих причинах: работа на вредном производстве в литейно, машиностроительной и атомной промышленности; использование циркониевых браслетов; использование дезодорантов с цирконием (в нашей стране выпуск прекращен) и работа на производстве по их изготовлению. Титан в организме проникает в клеточную структуру так как его частицы очень малы. Считается, что из-за своей инертности макроэлемент не взаимодействует химически с раздражителями, и поэтому не токсичен. Однако он вступает в связь с клетками тканей, органов, крови, лимфы посредством физического действия, что приводит к их механическому повреждению. Так, элемент может своим действием привести к повреждению одно- и двухцепочной ДНК, повредить хромосомы, что может привести к риску развития рака и сбоя в генетическом коде. Он являтеся тяжёлым металлом который почти не выводится из организма Но у титана имеются и положительные свойства что немало важно для медицины и здоровья пациентов. Находясь в костях, титан участвует в их срастании после переломов. Также положительное действие наблюдается в восстановительных процессах, происходящих в поврежденных подвижных соединениях костей при артритах и артрозах. Этот металл является сильным антиоксидантом. Ослабляя действие свободных радикалов на клетки кожи и крови, он защищает весь организм от преждевременного старения и изнашивания. Концентрируясь в отделах мозга, отвечающих за зрение и слух, положительно влияет на их функционирование. Нахождение металла в надпочечниках и щитовидной железе подразумевает его участие в вырабатывании гормонов, участвующих в обмене веществ. Он также задействован в выработке гемоглобина, выработке эритроцитов. Снижая в крови содержание холестерина и мочевины, следит за ее нормальным составом. Суточная норма макроэлемента обусловлена тем, что в теле человека содержится примерно 20 мг титана, из них 2,4 мг – в легких. Каждый день с пищей организм приобретает 0,85 мг вещества, с водой – 0,002 мг, а с воздухом – 0,0007 мг. Суточная норма для титана очень условна, так как последствия его влияния на органы до конца не изучено. Приблизительно она равняется около 300-600 мкг в сутки. Частицы не попадают через кожу, а только с водой или пищевыми продуктами. Титан попадает в организм не только работая на тяжёлом производстве, но и содержится в продуктах питания: бобовых (горох, фасоль, чечевица, бобы) и в злаковых (рожь, ячмень, гречка, овес). Выявлено его присутствие в молочных и мясных блюдах, а также в яйцах. В растениях сконцентрировано больше этого элемента, чем в животных. Особенно высоко его содержание в водоросли – кустистой кладофоре. Состояние больного при нехватке титана не выявлено, но его дефицит часто наблюдаются с сопутствующими патологиями, что ухудшает состояние больного. Для этого разработаны титаносодержащие препараты. Избыток титана также не выявлен учёными. Резерфордий и графий не имеют биологического значения. После попадания в организм половина поступившего гафния накапливается в минеральной части кости, остальное равномерно распределяется в других органах и тканях. Из организма он выводится главным образом с мочой. В ходе исследований (опыты на животных) были выявлены возможные эффекты гафния при попадании в организм: в желудке - некротические изменения, при ингаляционном введении - изменения на слизистой бронхов, также отек легких. Глава 2. Соединения элементов как лекарственные средства, применяемые в медицинской практике Диоксид титана можно встретить в формуле различных лекарственных средств. Назначение этого вещества – придать препарату белизну, сделать его более презентабельным с точки зрения потребителя. Наиболее часто диоксид титана применяют при производстве таблетированных средств, в том числе микроэлементных и витаминных комплексов. Добавляют также диоксид титана в различные кремы, порошки, суппозитории, пасты и прочие фармакологические средства белого цвета. В фармакологическом производстве используют мелкодисперсный порошкообразный диоксид титана. Как правило, это вещество вводят в ничтожно малых количествах, не влияющих на структуру и консистенцию препаратов. Официальной наукой установлено, что TiO2 биоинертен, то есть данный компонент нейтрален по отношению к организму человека при пероральном употреблении и при нанесении на кожные покровы. Исключение составляет лишь ингаляционное введение: при вдыхании большого количества частиц диоксид титана может спровоцировать раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и вызвать кашель. Натрия циркония циклосилика неорганическое, не полимерное, нерастворимое соединение, способное захватывать ионы калия в ЖКТ и таким образом снижать его уровни в сыворотке и повышать экскрецию с калом. Не влияет на уровни кальция, магния и натрия в сыворотке крови. Препарат также повышает уровень бикарбоната в крови, путем связывания аммония. Назначается для лечения гаперкалиемии. Так же цирконий содержится в лекарственных препаратах: лиственница Сукачева (древесина, кора); береза бородавчатая (почки, листья) вейник тростниковый (трава); виды боярышника (плоды, содержание в золе – 5–7 мг%); виды шиповника (плоды, содержание в золе – 1–2 мг%). Заключение Из выше всего сказанного мы можем подвести итог. Эти элементы занимают особое место в практической деятельности человека. Они лежит в основе существования растительного и животного мира. Данные элементы важны для сохранения здоровья пациентов. Химия одна из важнейших наук нашего времени. Она двигает науку вперёд, развивая различные отрасли не только медицины и биологических наук, но и ядерной физики, математики. Развивается фармакология, которая важна в медицинской практике. Поставленная нами цель достигнута, мы в полной мере изучили биологическое значение элементов 4Б группы, выполнили поставленные нами задачи. Список использованной литературы Лекция 10. Радиофармацевтические препараты. Органические лекарственные препараты: https://farmf.ru/lekcii/lekciya-10-radiofarmacevticheskie-preparaty-organicheskie-lekarstvennye-preparaty Гафний - редко встречающийся в природе металл: https://www.molodostivivat.ru/planet-earth/gafnij-redko-vstrechayushhijsya-v-prirode-metall.html Влияние титана организм человека http://ekobalans.ru/harmful-substances/vliyanie-titana-na-organizm Натрия церкония циклосиликат – инструкция по применению, дозы: https://www.lsgeotar.ru/natriya-tsirkoniya-tsiklosilikat.html#farmakodinamika Цирконий (металл) лечебные свойства и применение https://fb.ru/article/162998/tsirkoniy-metall-lechebnyie-svoystva-i-primenenie Гафний – химия: https://himya.ru/gafnij.html Приложение 1.  Диоксид циркония
Приложение 2 Некоторые физические и химические свойства металлов 4 группы |