сера. Сера. Биологическая роль и применение соединений серы в медицине

Название	Сера. Биологическая роль и применение соединений серы в медицине
Дата	19.04.2022
Размер	36.26 Kb.
Формат файла
Имя файла	сера.docx
Тип	Реферат #485226

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Тюменский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра химии
Реферат на тему:

«Сера. Биологическая роль и применение соединений серы в медицине»

Выполнила:

Студенка: 1 курса 126 группы

Белова Валерия Валериевна,

Руководитель:

Дарюхина Елена Николаевна, к.х.н., доцент
Тюмень, 2022

Введение 2

Общие сведения о сере 3

Биологическая роль серы в организме человека 4

Токсическое действие серы 7

Применение серы в медицине 8

Заключение 9

Список литературы 11

Введение

Сера относится к макроэлементам, органогенам. Содержание серы в организме человека составляет 0,16 %. В организме она участвует в процессах передачи энергии, фиксации и транспорте метильных групп, является также частью различных коэнзимов, включая коэнзим А, белков, аминокислот (цистеин, цистин, метионин), гормонов (инсулин), ферментов (кофермент А), витаминов (В1), кератина. И это лишь часть ее роли для человеческого организма. Помимо того, что сера является неотъемлемой частью нормальной жизнедеятельности, она также может образовывать токсичные соединения и наносить определенный урон здоровью.

Соединения серы активно используются в современной медицине для лечения различных видов заболеваний, от кожных до патологий нервной системы.

Целью данной работы является выяснение значения серы и её соединений для организма человека и медицины.

Общие сведения о сере

Сера расположена в главной подгруппе VI группы (или в 15 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Атом серы содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и две неподеленные электронные пары в основном энергетическом состоянии. Следовательно, атом серы может образовывать 2 связи по обменному механизму, как и кислород. Однако, в отличие от кислорода, за счет вакантной 3d орбитали атом серы может переходить в возбужденные энергетические состояния. Таким образом, максимальная валентность серы в соединениях равна VI (в отличие от кислорода). Также для серы характерна валентность — IV.

Сера образует различные простые вещества (аллотропные модификации), это ромбическая сера S8, моноклинная сера, пластическая сера.

Кларк серы равен 0,03 %, что соответствует 14-й позиции среди всех элементов в земной коре. Сера образует сульфидные и сульфатные минералы. Наиболее распространенными в природе сульфидами являются пирит FeS2 и халькопирит CuFeS2; на их долю приходится ≈ 80 % всех сульфидов; достаточно широко встречаются также сульфиды свинца (галенит) и цинка (вюртцит). Все они чрезвычайно мало растворимы в воде. К сульфатным минералам относятся преимущественно также мало растворимые соли: CaS04 2H20 (гипс), CaS04 (ангидрит), BaS04 (барит) и др. Растворимыми сульфатными минералами являются кизерит MgS04H20 и мирабилит Na2S04• 10Н2О. Сера встречается в природе и в самородном состоянии.

Биологическая роль серы в организме человека

Суточная потребность взрослого человека в сере составляет 4-5 г. Сера содержится в таких продуктах как: лук, капуста, крупы, злаки, горчица, бобовые, хрен, чеснок, спаржа, хлебобулочные изделия, крыжовник яблоки и виноград. В продуктах животного происхождения содержится в куриных яйцах, постной говядине, рыбе и молочных продуктах, в основном, сыр.

Сера входит в состав серосодержащих аминокислот - цистеина, цистина, незаменимой аминокислоты метионина, биологически активных веществ (гистамина, биотина, липоевой кислоты и др.). В активные центры молекул ряда ферментов входят SH-группы, участвующие во многих ферментативных реакциях, в том числе в создании и стабилизации нативной трехмерной структуры белков, а в некоторых случаях – непосредственно, как каталитические центры ферментов.

Сера обеспечивает в клетке такой тонкий и сложный процесс, как передача энергии: переносит электроны, принимая на свободную орбиталь один из неспаренных электронов кислорода. Сера участвует в фиксации и транспорте метильных групп. Большая часть серы поступает в организм в составе аминокислот, а выводится в основном с мочой в виде иона SO42-.

В виде сульгидрильных —SH - групп или дисульфидных связей — S — S— сера входит в составтбелков, аминокислот (цистеин, цистин, метионин), гормонов (инсулин), ферментов (кофермент А), витаминов (В1), керотина (волосы, кости, нервная ткань). Третичная структура белка содержит дисульфидные мостики между цистииновыми остатками аминокислот. Обратимый переход тиоловых групп в дисульфидные связи защищает организм от радиационных поражений и действия сильных окислителей: R1— S— S—R2 ↔ R1— SH + R2— SH

Серосодержащие ферменты Е—SH необратимо отравляются ионами тяжелых металлов (ртуть, свинец, кадмий), при этом образуются прочные хелатные соединения металлов и блокируются сульфгидрильные группы. В результате фермент теряет активность и нарушается протекание биохимических реакций.

В процессе метаболизма соединений серы образуется эндогенная серная кислота, которая участвует в обезвреживании ядовитых соединений (фенола, индола), вырабатываемых в кишечнике микроорганизмами. Серная кислота связывает многие ксенобиотики в относительно безвредные вещества (коньюгаты), выводимые с мочой.

Симптомы недостатка или избытка серы

Большинство людей получают серу из пищи, и дефицит серы, хотя и случается редко, может привести к болям в животе, угревой сыпи, артритам, хрупкости ногтей, сухости волос, шершавости кожи, диарее, экземе, утомляемости, желудочно-кишечным заболеваниям, головным болям, аритмии, геморрою, боли в суставах, мышечным болям, увеличению срока заживления ран и рвоте.

Если говорить о Переизбытке серы, особенно в случае вдыхания паров сероводорода, то может привести к возникновению судорог, потере сознания и даже остановке дыхания. Исход может быть летальным, либо человек на всю жизнь останется инвалидом - у него возникнут параличи, нарушения работы желудочно-кишечного тракта, легких и психики, а также сильные и продолжительные головные боли.

По мнению специалистов, в последнее время переизбыток серы может быть вызван употреблением продуктов, содержащих значительное количество сульфитов, которые добавляют с целью продления срока их хранения. Чаще всего сульфату присутствуют в копченых колбасах, а также в готовых салатах, которые сейчас продаются во всех супермаркетах.

Излишнее употребление серы вызывает проблемы с кожей - сыпь, зуд и фурункулы. Кроме того, могут возникнуть проблемы с глазами - конъюнктивит, дефекты роговицы, а также ощущения песка в глазах. К другим серьезным симптомам относится малокровие, головокружение и ощущение общей слабости, тошнота и головные боли, болезни верхних дыхательных путей, потеря веса, а также временное ухудшение интеллектуальных способностей.

Токсическое действие серы

Токсичными соединениями серы являются H2S сероводород, SО2

сернистый газ.

Сероводород является очень ядовитым газом, сопоставимым по токсичности с циановодородом. Сероводород в первую очередь блокирует иитохромоксидазу - медьсодержащий фермент терминального участка дыхательной цепи.

В чистом виде сероводород вызывает смерть человека и большинства животных практически мгновенно. Острое отравление наступает при объемной доле сероводорода около 0,05 %. При таком содержании H2S в воздухе человек утрачивает обоняние и перестает ощущать запах сероводорода, несмотря на его отвратительный характер. Сероводород оказывает избирательное нейротоксическое действие. Легкие отравления сероводородом сопровождаются насморком, кашлем, резью в глазах. В более тяжелых случаях наблюдаются головная боль, тошнота, рвота и обморочное состояние. Симптомы отравления сероводородом могут возникнуть через несколько часов после вдыхания воздуха, содержащего этот газ. Сероводород - кумулятивный яд, поэтому серьезное отравление может возникнуть в результате кратковременных, но многократных экспозиций в течение непродолжительного периода времени. Смерть обычно наступает от токсического отека легких. В России предельно допустимая концентрация H2S в атмосферном воздухе принята равной 0,008 мг/м3.

SО2 - сернистый газ, имеет удушливый запах. Ядовит. Действует как

раздражитель слизистой оболочки дыхательных путей. Примерно одна треть оксида серы (IV) поступает в атмосферу за счёт микробиологического

окисления органических веществ, его источником являются действующие

вулканы. Около 70% SO2 образуется в результате сжигания нефтепродуктов

и сернистых руд.

Применение серы в медицине

В медицинской практике применение серы основано на ее способности при взаимодействии с органических веществами организма образовывать сульфиды и пентатионовую кислоту, от присутствия которых зависят кератолитические, противомикробные и противопаразитарные эффекты.

Токсичный сероводород в очень небольших дозах оказывает целебное действие. Сероводородные ванны применяют для лечения ревматизма, артрита, подагры, кожных заболеваний. С лечебными целями применяют также внутрь минеральную воду, содержащую сероводород (минимальная суммарная концентрация H2S+HS- составляет 0,01 г/л, максимальная - 0.25 г/л).

Тиосульфат натрия Na2S2O3 применяют в медицинской практике как противотоксическое, противовоспалительное средство при отравлениях соединениями ртути, свинца, солями синильной кислоты.

Сера входит в состав мази Вилькинсона и других препаратов, применяемых для лечения чесотки.

Очищенную и осажденную серу употребляют в мазях и присыпках для лечения некоторых кожных заболеваний (себорея, псориаз, сикоз), Серная мазь — это безрецептурное средство, она обладает кератолитическими свойствами, то есть размягчает и удаляет омертвевшие клетки с поверхности кожи.; в порошке - при глистных инвазиях (энтеробиоз); в растворах - для пиротерапии прогрессивного паралича и др.

Примеры лекарственных веществ, содержащих соединения серы:

Сульфатиазол (Sulfathiazolum)

Противомикробное средство, показанное при пневмонии и менингите, при стафилококковых инфекциях, при дизентерии.

Сульфацетамид (Sulfacetamidum)

Антибактериальное средство для местного применения в офтальмологии, производное сульфаниламида. Обладает широким спектром противомикробного действия. Оказывает бактериостатическое действие.

Заключение

Сера — это важный макроэлемент человеческого организма, который необходим для его нормального функционирования и осуществления многих метаболических, защитных и других функций. Незаменимый компонент клеток, тканей органов, ферментов, гормонов, и серосодержащих аминокислот; обеспечивает пространственную организацию молекул белков, необходимую для их функционирования, защищает клетки, ткани и пути биохимического синтеза от окисления, а весь организм - от токсического действия чужеродных веществ. Довольно много ее в нервной, соединительной, костной тканях. Суточную норму человек способен получать ежедневно из доступных продуктов питания, таких как злаковые, бобовые, хлебобулочные изделия и др.

Соединения серы широко применяются в медицине для лечения широкого спектра заболеваний, обладают противомикробными, противотоксическими, противовоспалительными действиями.

Список литературы

Попков, В. А. Общая химия / Попков В. А. , Пузаков С. А. - Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 976 с. - ISBN 978-5-9704-1570-2. - Текст : электронный // ЭБС "Консультант студента" : [сайт]. - URL : https://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970415702.html
Государственная фармакопея Российской Федерации. Том 1 [Электронный ресурс]. – ХΙV изд. – М. : Научный центр экспертизы средств медицинского применения, 2018. – Режим доступа: Федеральная электронная медицинская библиотека: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php.
Елоева Д.В., Неёлова О.В. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ СЕРЫ И ПРИМЕНЕНИЕ ЕЁ СОЕДИНЕНИЙ В МЕДИЦИНЕ // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 8. – С. 166-166
Бунин А.А. ОПАСНОСТИ, СВЯЗАННЫЕ С НЕДОСТАТКОМ ИЛИ ПЕРЕИЗБЫТКОМ СЕРЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА // Материалы XI Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум»