Біогенні s-, р-, d-елементи. Біологічна роль та значення їх у медицині

Київський медичний університет  Української асоціації народної медицини

Стоматологічний факультет

 

 

 

 

 

Реферат

з курсу «Біохімія»

«На тему: Біогенні s-, р-, d-елементи. Біологічна роль та значення їх у медицині»

                                             

 

 

 

 

                                                      Виконала:

студентка I курсу

стоматологічного факультету

102 групи

денної форми навчання

Митяй Оксана Сергіївна

 

 

 

 

Київ 2013

Зміст

 

1. Біогенні елементи. Класифікація біоелементів за Вернадським.

2. Властивості та біологічна  роль деяких s-елементів. 

3. Властивості та біологічна  роль деяких р-елементів. 

4. Властивості та біологічна  роль деяких  d-елементів.

5. Біологічна роль води  в організмі. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Біогенні елементи. Класифікація біоелементів за Вернадським

В тілі людини і вищих  тварин виявлено біля 70 хімічних елементів, що надходять в організм разом  з водою і їжею, з них 47 елементи є постійно, тому вини називаються біогенними.

Залежно від кількісного вмісту всі біоелементи В. І. Вернадський розділив на макро-, мікро- і ультрамікроелементами. До макроелементів відносять елементи, вміст яких в організмі становить 0,01 % і більше маси тіла. Це натрій, калій, кальцій, фосфор, хлор, сульфур, магній. До мікроелементів – 10^-3–10^-5 %. Це йод, бром, фтор,  залізо, купрум, алюміній, манган, кобальт, цинк, стронцій, літій, селен, молібден. Ультрамікроелементи – ртуть, золото, хром, силіцій, нікель.

 

 

 

 

Рис.1. Вміст хімічних елементів у клітині

 

2. Властивості  та біологічна роль деяких s-елементів

Натрій. Солі натрію в організмі знаходяться переважно в розчинному стані в плазмі крові, в лімфі, в лікворі, в травних соках. В клітинах натрію значно менше, тому він зосереджується в позаклітинних зонах. Натрій відіграє важливу роль у затриманні води в організмі. Підраховано, що 1 г натрію може затримати до 25 г води.

У зв'язку з тим, що іони натрію в рідинах і міжклітинних зонах  найбільше, йому належить важлива роль у перерозподілі води між клітинами i рідинами організму, а також в  регуляції обміну води в цілому. Натрій хлорид є основним матеріалом, з якого утворюється соляна кислота. В цьому процесі беруть також  участь хлориди калію, кальцію та магнію. Ці солі відіграють найбільшу  роль в осмотичних процесах. Іони натрію також необхідні для нормальної збудливості м'язів.

Калій. Солі калію, як і натрію, добре розчинні у воді, вони є у всіх тканинах організму. На відміну від натрію, калій в більших кількостях міститься в клітинах, тому натрій звичайно звуть екстрацелюлярним, а калій iнтpaцелюлярним елементом. Так, наприклад, з 8 — 9 г калію, що є в крові, 95 — 96% знаходиться в еритроцитах i лише 3 — 5% у плазмі. Багато калію в травних соках. Іони калію посилюють функції парасимпатичної нервової системи i зменшують збуджуючий вплив натрію на м'язи. Калій посилює дію ацетилхоліну на нервові закінчення в м'язах.

Кальцій. Основна маса кальцію міститься в кістках у вигляді солей фосфорної кислоти - оксіапатитів [Са₁₀(РО₄і₆(ОНі₂].

Мінеральна частина кісток складається з мікрокристалів оксіапатиту, на аморфній основі яких сорбуються карбонат (6%), цитрат (1%), натрій (0,7%), магній (0,7%), а також у невеликих кількостях фтор. У великій кількості е кальцій в тканинах зубів, особливо в емалі. Невеликі кількості кальцію (10 — 11 мкмоль є в крові у вигляді розчинних солей (СаСl₂). Кальцій необхідний для коагуляції крові та функції м'язів. Кальцій заспокоює нервову систему i зменшує проникніст і спазм судин. Кальцієві солі входять до складу фосфоропротеїду — казеїногену молока.

Обмін кальцію в організмі  в значній мірі пов’язаний з вітамінами групи D, з функцією паращитовидних залоз та обміном вуглеводів

Більше 50% магнію в організмі людини міститься в кістковій і хрящовій тканині, таким чином, він грає скелетоформуючу роль. Близько 50% магнію - в серці та м'язах, і лише менше 1% - у плазмі крові.

Виявляється, магній має  найширшу біологічну роль в нашому організмі:

• Є активатором більше 300 ферментів.
• Бере участь у синтезі білка.
• Активує синтез АТФ, забезпечуючи енергією кожну клітину організму.
• Бере участь у регуляції імунної відповіді.
• Регулює нейронну передачу і нервово-м'язову провідність.
• Регулює тонус гладкої, скелетної мускулатури і серця.
• Бере участь у кальцієвому обміні і формуванні кісткової тканини

 

3. Властивості  та біологічна роль деяких  р-елементів

Кисень - основний біогенний елемент, що входить до складу молекул усіх найважливіших речовин, що забезпечують структуру і функції кліток - білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, ліпідів, а також безлічі низькомолекулярних сполук. У кожній рослині чи тварині кисню набагато більше, ніж будь-якого іншого елемента (у середньому близько 70%). М'язова тканина людини містить 16% кисню, кісткова тканина - 28.5%; усього в організмі середньої людини (маса тіла 70 кг) міститься 43 кг кисню.

Хлор. Хлор міститься у вигляді аніону солей натрію, калію, кальцію, магнію та марганцю у всіх рідинах організму людини та тварин. Аніони хлору разом з іонами натрію та калію відіграють основну роль у підтриманні сталості осмотичного тиску плазми крові, лімфи та інших рідин. Більша  частина (65 — 70%) всього осмотичного тиску плазми крові забезпечується хлоридами, Вони відіграють важливу роль у підтриманні іонної рівноваги, а отже, i регуляції концентрації водневих іонів. Іонам хлору та хлоридам взагалі належить також важлива роль в утворенні соляної кислоти шлункового соку.

  Бром. Найбільший вміст брому відзначають:

• в мозковій речовині нирок, щитовидної
• залозі, тканині головного мозку, гіпофізі.

    Бром входить  до складу шлункового соку, впливаючи  (поряд з хлором) на його кислотність.  Добова потреба в бромі становить  0,5-2 мг. Основними джерелами брому  в харчуванні людини є хліб  і хлібопродукти, молоко та  молочні продукти, бобові. У нормі  в плазмі крові міститься близько  17 ммоль / л брому (близько 150 мг / 100 мл плазми крові). Бром при надмірному накопиченні пригнічує функцію щитовидної залози, перешкоджаючи вступу в неї йоду. Солі брому надають гальмівну дію на ЦНС, активують статеву функцію, збільшуючи обсяг еякулята і кількість сперматозоїдів в ньому.

Йод. В організмі людини міститься близько 25 мг йоду, з яких 15 мг — у щитовидні й залозі. Йод входить до складу гормону щитовидної залози — тироксину. Крім того, в невеликій кількості він завжди е в крові, що необхідно для нормальної функції щитовидної залози. Добова потреба в йоді дорівнює приблизно 100 мікрограмам, або найменше 1 мікрограму на і кг ваги тіла.

При недостатності йоду у  воді i їжі послаблюється функція  щитовидної залози i замість залозистої тканини розростається сполучна тканина, утворюючи досить значні нарости  на передній поверхні шиї. В зв'язку з цим i захворювання має назву  зобної хвороби.

 

 

 

Фтор. Відноситься до біомікроелементів і відіграє значну роль в розвитку і мінералізації кісток зубів. крові людини місткість фтору коливається в межах 0,03-0,07%.

Значно більше його є  в кістках (10-30 %) і особливо багато є в зубах (в емалі 120- 150 мг %, в дентині близько 50 мг %).

В медицині деякі фторомісткі сполуки зустрічаються, як лікарські засоби, вони використовуються для наркозу, в кількості кровозамінників. В кістках і зубах фтор знаходиться в нерозчиненому вигляді фтор кальцієвої солі, фосфорної кислоти фтор апарата.

Найвища концентрація селену реєструється у міокарді, печінці, нирках, гіпофізі і скелетних м`язах. Вміст  селену в крові відображує його рівень в організмі і коливається  в середньому від 100 до 130 мкг/л.

Селен справляє на організм антигістамінну, антиалергенну, антитератогенну, антиканцерогенну, радіопротекторну, детоксикаційну й інші дії. Мікроелемент гальмує старіння організму, підтримує еластичність тканин, бере участь у детоксикації солей важких металів (кадмію, ртуті, арсену, свинцю, нікелю), хлорорганічних сполук, елементного фосфору та інсуліну. Сполуки мікроелемента підвищують світлочутливість сітківки ока, стимулюють активність неспецифічних чинників імунітету.

З дефіцитом  селену в організмі пов`язують патогенез атеросклерозу, панкреатиту, артриту, гематозу, інших захворювань.

Фосфор у позаклітинних рідинах становить лише 1% від загального фосфору організму. Велика частина (70%) загального фосфору в плазмі виявлена, як складова частина органічних фосфоліпідів.

- Фосфор присутній в  живих клітинах у вигляді орто-і пірофосфорної кислот, входить до складу нуклеотидів, нуклеїнових кислот, фосфопротеидов, фосфоліпідів, коферментів, ферментів.

- Неорганічний фосфат  входить до складу буферної  системи крові та регулює її  кислотно-основну рівновагу.  При нестачі фосфору в організмі розвиваються різні захворювання кісток. Надмірне надходження фосфору призводить до розвитку підвищеного вмісту фосфору в крові, що провокує розвиток сечокам'яної хвороби. 

 

4. Властивості  та біологічна роль деяких  d-елементів

Залізо. Біологічна роль заліза обумовлена головним чином тим, що воно входить до складу гемоглобіну,  міоглобіну та великої групи ферментів тканинного дихання.

В організмі людини міститься 3-5 г заліза, з яких близько

- 73 % знаходиться в гемоглобіні,

- 3-5 % - у міоглобіні,

- 15-16% зв'язано у вигляді залізо-6ілкових комплексів – феритину, що є запасною   формою заліза;

-  0,1% міститься в плазми  у вигляді залізовмісного   білка сидерофіліну та

- 0,1% входить до складу  ферментів.

Купрум. Мідь (купрум) необхідна для процесу утворення крові при нестачі в організмі людини або тварини міді послаблюється утворення гемоглобіну i розвивається анемія. мідь підсилює дію інсуліну i гормонів гіпофіза, які стимулюють розвиток i функцію статевих залоз.

Мідь виявлено в еритроцитах  та печінці — у вигляді білка  гемокупреїну. Крім того, вона утворює комплекси з білками плазми. Мідь входить до складу ферментів: альдолази, каталази. Малі дози міді гальмують розпад глікогену i тим самим сприяють збереженню його в організмі. Солі міді застосовуються в очній, дерматологічній, уролопчній та гінеколопчній клініці.

 Цинк. Біологічна роль цинку:

• імуностимулююча
• регуляція рівня чоловічих статевих гормонів
• хороше протікання вагітності
• поліпшення якості зору
• регуляція функцій нервової системи.
• нормалізація процесів травлення
• антиоксидантна
• нормалізація рівня цукру в крові

Міститься у:

• устрицях, креветках, оселедці, макрелі
• м'ясі, яловичій печінці, м'ясі птиці, молоці, сирі, яйцях
• насінні гарбуза, соняшнику, бобових, грибах, вівсяній і гречаній крупах, волоських горіхах, часнику, цвітній та білокачанній капусті, спаржі, картоплі, буряку, моркві
• яблуках, груші, сливі, вишні.

Добова  потреба цинку складає 10 - 20 мг.

Кобальт:

• бере участь у процесі кровотворення, утворенні еритроцитів, бере участь у засвоєнні заліза;
• нормалізує обмін речовин, сприяє відновленню клітин;
• стимулює ріст кісткової тканини;
• має антиатеросклеротичну та імуностимулюючу дію;
• запобігає загостренню нервових захворювань.
• Вітамін В₁₂ (цианокобаламін)

Біологічна роль марганцю:

• допомагає усунути безсилля, покращує м'язові рефлекси;
• покращує пам'ять, зменшує нервову дратівливість;
• зміцнює опорно-руховий апарат, усуває хрускіт у суглобах, відчуття скутості в руках і ногах, підтримує повноцінну структуру кісткової тканини, знижуючи ризик деформації суглобів;
• запобігає розвитку атеросклерозу;
• нормалізує статеву функцію;
• нормалізує роботу щитовидної залози;
• нормалізує вуглеводний обмін.