Био. 528. Общая характеристика d элементов
 Скачать 54.48 Kb.
|
|
528. Общая характеристика d – элементов. 1. Заполнение d-орбитали: от 1 до 10 электронов. 2. Для образования химической связи используют электроны не только внешнего, но и предпоследнего энергетического уровня, а также свободные d-орбитали. 3. В организме d-элементы представлены как микроэлементы; существуют в виде ионов и комплексных соединений 4. К «металлам жизни» относятся: Zn, Cu, Fe, Mn, Co, Mo 5. Все d-элементы – микроэлементы. 6. Жизненно необходимые элементы: Mg, Mn, Cu, Co, Fe, Zn, Ni 7. Примесные элементы: Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb 529. Степень окисления d – элементов в организме, назовите d – элементы – Ме жизни. Низшая – обусловливает основные и восстановительные свойства (катионная форма d-элементов). Промежуточная степень окисления – амфотерные свойства, окислительно-восстановительная двойственность Высшая степень окисления – кислотные и окислительные свойства. В организме только в низшей и промежуточной с.о. К «металлам жизни» относятся: Zn, Cu, Fe, Mn, Co, Mo 530. Комплексообразующая способность d – элементов. Понятие о биокластерах, их схематическое строение, их разновидности. 1. Лиганд – донор e-, металл – акцептор е- K3[Cr(OH)6]3- 2. Лиганд – акцептор е- (имеет свободные d-орбитали), а металл – донор e- K2[CdCl4]2- «Двойственные» возможности d-элементов обусловливают высокие комплексообразующие способности, более высокие, чем у s- и p-элементов. Биокластеры– бионеорганические комплексы d-элементов с белковыми молекулами. Внутри биокластера находится полость. В нее входит металл, который взаимодействует с донорными атомами связывающих групп: –ОН,–SH,–СОО-,-NH2 белков, аминокислот.  Группы биокластеров: 1. Транспортные – доставляют организму кислород и биометаллы (биокомплексы миоглобин и ферритин, содержащие Fe). 2. Аккумуляторы (накопители). 3. Биокатализаторы инертных процессов (Карбоангидраза, каталаза, пероксидаза, оксиредуктаза, ксантиноксидаза, пируваткарбоксила) 531. Железо. Содержание и распределение в организме, суточная потребность, физиологическая роль. Какие химические элементы, кроме железа участвуют в кроветворении? Микроэлемент: 70% - в составе гемоглобина 5-10% - в составе миоглобина 20-25% - резервное Fe (в связанной форме с белками, которые его переносят) 0,1% - в плазме крови Суточная потребность в ионах Fe: 10-30 мг При недостатке Fe – железодефицитная анемия. Роль: Входит в состав дыхательных ферментов (цитохромы). Участвует в процессах связывания и переноса О2 к тканям. Стимулирует функцию кроветворных органов. Применяется в качестве лекарственного средства при анемиях и других патологических состояниях. В процессе кроветворения синергистами являются Mn, Co, Zn, Ni, Fe, Cu. Дефицит меди в организме приводит к разрушению эритроцитов. Медь влияет на обмен железа между плазмой и эритроцитами. У моллюсков и членистоногих входит в состав гемоцианина (при взаимодействии с кислородом – синий цвет. 532. Обмен железа. Важнейшие продукты, содержащие железо, из каких продуктов оно лучше усваивается? Поступление с пищей. У взрослых людей всасывание Fe колеблется от 3% до 5-10% в зависимости от рациона. Выводится с калом, мочой, с клетками эпидермиса, волосами, ногтями и потом. Основной источник – продукты животного происхождения (объясняется процентом усвоения)
533. Строение гемма, гемсодержащие белки. Назовите соединения гемоглобина с кислородом, угарным газом, углекислым газом. Гемоглобин – сложный по составу белок, содержащий небелковую (простетическую) группу – гем. Простетическая группа – бионеорганический комплекс Fe (II) с полициклическим органическим веществом – порфирином. Гем имеет плоскостное строение. В его составе двухвалентное железо даёт 4 связи на азоты порфириннового кольца, 5 связь железо образует с азотом гистидина, а 6 связь используется для связывания с водой (гемоглобин; оксигемоглобин – с кислородом) Гемсодержащие белки: гемоглобин (HHb) и оксигемоглобин (HHbO2). Соединения: 1.Оксигемоглобин – с O2 [HbFe2+] + O2 = [HbFe2+· O2] 2. Карбонилгемоглобин – с CO [HbFe2+] + CO = [HbFe2+· CO] 3. Карбоксигемоглобин – с СO2 [HbFe2+] + СO2 = [HbFe2+· CO2] 4. Метгемоглобин – при отравлении оксидами азота и др. его соединениями 534. Кобальт. Содержание в организме, обмен и биологическая роль. Микроэлемент. Накапливается в печени, почках, лимфатических узлах. Суточное поступление: с пищей, жидкостями, воздухом Выделяется с мочой, калом, потом и значительные количества теряются с волосами. Роль: Стимулирует процессы кроветворения. Способствует усвоению Fe. Активатор некоторых ферментативных реакций (рибонуклеотидредуктаза). Входит в состав цианкобаламина (витамина В12, являющегося переносчиком метильных групп, участвует в реакциях переноса ионов водорода и сам при этом восстанавливается). Влияет на углеводный, минеральный, белковый, жировой обмен. 535. Никель. Содержание в организме, обмен и биологическая роль. Микроэлемент. Концентрируется в органах и тканях, богатых митохондриями: в печени, надпочечниках, поджелудочной, щитовидной железах. Поступает с пищей и водой Всасывается в верхних отделах тонкого кишечника. Выводится главным образом с калом, а также с мочой. Роль: Влияет на углеводный обмен. Является составной частью некоторых ферментов (например, аргиназы). Присутствует в РНК. Препараты никеля проявляют гемопоэтический эффект, влияя на морфологический состав крови. Ni2+ проявляют курареподобную активность (релаксация скелетных мышц) 536. Марганец. Содержание в организме, суточная потребность, источники поступления, биологическая роль. Микроэлемент Особенно много – в клетках, богатых митохондриями и меланином. Поступает с пищей и жидкостями. Содержится в основном в растительных пищевых продуктах: свёкла, помидоры, соя, горох, картофель. В продуктах животного происхождения содержится меньше (кроме печени и почек) Поступает с воздухом, часто содержится в питьевой воде. Всасывается из пищи незначительно. Выделяется с калом, мочой, потом, волосами, ногтями. Роль: Необходим для эритропоэза и образования гемоглобина, стимулирует синтез холестерина и жирных кислот. Синтез витаминов: С и В. Оказывает влияние на процессы размножения и клеточного деления. Влияет на антителогенез, ускоряя образование антител. Необходим для синтеза инсулина 537. Примеры ферментов, содержащих марганец, его участие в энергетическом обмене. Аргиназа– катализирует превращение аргенина в цикле мочевинообразования Холинэстераза – участвует в процессе свертывания крови. Фосфоглюкомутаза– участвует в углеводном обмене на стадии распада гликогена. Марганец может замещать магний в его соединениях с АТФ, существенно влияя на перенос энергии в организме. Комплексы MnАТФ и MnАДФ более активны. 538. На каких свойствах перманганата калия основано его применение в медицинской практике? Использование раствора KMnO4 в биохимическом анализе в санитарно – гигиенической практике. KMnO4 применяется наружно как антисептическое средство в виде водных растворов различной концентрации, а также для промывания желудка при отравлениях. KMnO4 применяется в биохимическом анализе: - определение каталазы - определение мочевой кислоты в моче и крови - определение ионов кальция и калия KMnO4 применяется в санитарно-гигиенической практике с целью определения окисляемости воды 539. Медь. Содержание в организме, суточная потребность, обмен, биологическая роль. Микроэлемент: Мышцы и кости: 50% Печень: 10% Большое количество содержат мозг, сердце и почки У здоровых людей концентрация меди в крови постоянна и увеличивается только при беременности и стрессе. Поступление: с пищей, жидкостями, воздухом В кровь из ЖКТ всасывается не более 30% поступившей меди Выводится с калом, мочой, потом, волосами, ногтями, менструациями Роль: Незаменимый микроэлемент. Важная составная часть маталлопротеидов, регулирующих окислительно-восстановительные процессы клеточного дыхания. Входя в состав гормонов, влияет на рост, развитие, воспроизведение, обмен, процессы гемоглобинобразования, фагоцитарную активность лейкоцитов. Является компонентом аскорбинооксидазы, катализирующей окисление аскорбиновой кислоты. Выявлена взаимная корреляция между Cu и витаминами А и С, никотиновой кислотой, витаминами Е и Р В местностях с недостатком Cu – анемия, «лизуха» (нарушение обмена веществ у животных экзотическая атаксия ягнят (нарушение координации движений) Избыток меди приводит к болезни Коновалова-Вильсона, которая связана с нарушением синтеза церулоплазмина Сu – содержание ферменты: Оксигеназы и гидроксилазы – катализируют взаимодействие кислорода с субстратом Цитохромоксидаза (ЦХО) – катализирует завершающий этап тканевого дыхания Церулоплазмин (ЦП) – участвует в окислении железа, катализирует восстановление кислорода до воды, транспортирует медь в органы Супероксиддисмутаза – ускоряет разложение супер-оксида иона (O2-) Гемоцианин участвует в кроветворении 540. Цинк. Содержание и распределение в организме, обмен и физиологическая роль. Микроэлемент. Больше всего – в сетчатой оболочке глаза, предстательной железе, сперме, молочных железах, печени и мышцах. Суточная потребность: увеличивается в период роста, полового созревания организма и во время беременности. Поступление: с пищей, жидкостями, воздухом Выделяется с фекалиями, мочой, потом, волосами и ногтями, менструациями. Роль: Входит в состав ряда важнейших ферментов: Карбоангидраза – влияет на процессы дыхания, катализирует реакции гидролиза, в которых участвует карбоксильная группа, Карбоксипептидаза – участвует в реакциях гидролиза пептидных связей Участвует в обмене нуклеиновых кислот и синтезе белков Участвует в кроветворении, размножении, входит в состав инсулина. Недостаток – карликовость и гипогонадизм (задержка роста и полового созревания), анемия. 541. Молибден. Содержание и распределение в организме, обмен и физиологическая роль. Микроэлемент. Обнаруживается во всех органах млекопитающих, особенно печень и почки. В целом характерно равномерное распределение в организме и отсутствие способности к специфическому накоплению в органах. Поступление: с пищей и жидкостями Выводится в основном с мочой, а также с калом, с потом и незначительно с волосами. Роль: Биомикроэлемент, входит в состав ферментов, принимающих участие в обмене азота, а также ферментов флавиновой группы. Оказывает влияние на обмен меди. Избыток в пище приводит к подагре (избыток мочевой кислоты) и молибденозу. Длительное потребление избыточных количеств приводит к нарущению P-Ca обмена, деформации костей, слабости конечностей. Mo – cсодержащие ферменты: Ксантиноксидаза (КОКС) –катализирует окисление ксантина кислородом в мочевую кислоту. Альдегидоксидаза, Ксантиндегидрогеназа – катализируют реакции, связанные с переносом кислорода. Обусловлено способностью Молибдена образовывать прочные оксокомплексы. 542. Механизм токсического действия цинка, кадмия и ртути. Растворимые соединения Zn, Cd и Hg оказывают раздражающее действие на кожу. Вызывают нарушение фосфорно-кальциевого обмена (патологические изменения в костной ткани). Вызывают нарушение белкового обмена (выведение белков плазмы крови через почки – протеинурия). При взаимодействии с SH-группами образуются нерастворимые соединения, что приводит к подавлению активности ферментов и свертыванию белков. Наиболее токсичны растворимые в липидах формы (легко проникают через мембрану в клетку) |