ლითონები და არამეტალები ადამიანის ცხოვრებაში. ბიოგენური ელემენტები ადამიანის სხეულში ლითონებისა და არამეტალების ბიოლოგიური როლი

24.11.202227.05.2017

არალითონები, როგორც მიკროელემენტები.

დიდი ყურადღება მივაქციეთ ლითონების როლს. თუმცა, გასათვალისწინებელია, რომ ზოგიერთი არალითონიც აბსოლუტურად აუცილებელია ორგანიზმის ფუნქციონირებისთვის.

სილიკონი

სილიციუმი ასევე აუცილებელი კვალი ელემენტია. ეს დადასტურდა ვირთხების კვების საგულდაგულო შესწავლით სხვადასხვა დიეტის გამოყენებით. ვირთხებმა შესამჩნევად მოიმატა წონაში ნატრიუმის მეტასილიკატის დამატებისას. (Na2(SiO)3. 9H2O)მათ დიეტაში (50 მგ 100 გ-ზე). ქათმებსა და ვირთხებს სჭირდებათ სილიციუმი ჩონჩხის ზრდისა და განვითარებისთვის. სილიციუმის ნაკლებობა იწვევს ძვლებისა და შემაერთებელი ქსოვილის სტრუქტურის დარღვევას. როგორც გაირკვა, სილიციუმი იმყოფება ძვლის იმ ადგილებში, სადაც ხდება აქტიური კალციფიკაცია, მაგალითად, ძვლის წარმომქმნელ უჯრედებში, ოსტეობლასტებში. ასაკთან ერთად, უჯრედებში სილიციუმის კონცენტრაცია მცირდება.

ცოტა რამ არის ცნობილი იმ პროცესების შესახებ, რომლებშიც სილიციუმი მონაწილეობს ცოცხალ სისტემებში. იქ ის არის სილიციუმის მჟავის სახით და, სავარაუდოდ, მონაწილეობს ნახშირბადის ჯვარედინი კავშირში. ადამიანებში ჭიპლარის ჰიალურონის მჟავა აღმოჩნდა სილიკონის ყველაზე მდიდარი წყარო. Შეიცავს 1.53 მგუფასო და 0.36 მგშეკრული სილიციუმი გრამზე.

სელენი

სელენის ნაკლებობა იწვევს კუნთების უჯრედების სიკვდილს და იწვევს კუნთების უკმარისობას, განსაკუთრებით გულის უკმარისობას. ამ პირობების ბიოქიმიურმა შესწავლამ გამოიწვია ფერმენტ გლუტათიონ პეროქსიდაზას აღმოჩენა, რომელიც ანადგურებს პეროქსიდებს, სელენის ნაკლებობა იწვევს ამ ფერმენტის კონცენტრაციის შემცირებას, რაც თავის მხრივ იწვევს ლიპიდების დაჟანგვას. ცნობილია სელენის უნარი, დაიცვას ვერცხლისწყლით მოწამვლა. გაცილებით ნაკლებად ცნობილია ის ფაქტი, რომ არსებობს კორელაცია მაღალი დიეტური სელენისა და კიბოს დაბალ სიკვდილიანობას შორის. სელენი ოდენობით შედის ადამიანის დიეტაში 55 110 მგწელიწადში, ხოლო სელენის კონცენტრაცია სისხლში არის 0.09 0.29 მკგ/სმ. პერორალურად მიღებისას სელენი კონცენტრირდება ღვიძლში და თირკმელებში. მსუბუქი ლითონებით ინტოქსიკაციის წინააღმდეგ სელენის დამცავი ეფექტის კიდევ ერთი მაგალითია კადმიუმის ნაერთებით მოწამვლისგან დაცვა. გაირკვა, რომ, როგორც ვერცხლისწყლის შემთხვევაში, სელენი აიძულებს ამ ტოქსიკურ იონებს მიბმას იონურ აქტიურ ცენტრებთან, რომლებზეც არ მოქმედებს მათი ტოქსიკური ეფექტი.

დარიშხანი

დარიშხანისა და მისი ნაერთების ცნობილი ტოქსიკური ზემოქმედების მიუხედავად, არსებობს სანდო მტკიცებულება, რომ დარიშხანის ნაკლებობა იწვევს ნაყოფიერების დაქვეითებას და ზრდის ინჰიბირებას, ხოლო ნატრიუმის არსენიტის დამატება საკვებში იწვევს ზრდის ტემპის ზრდას. ადამიანები.

ქლორი და ბრომი

ჰალოგენური ანიონები განსხვავდება ყველა სხვაგან იმით, რომ ისინი მარტივია და არა ოქსო ანიონები. ქლორი უკიდურესად გავრცელებულია, მას შეუძლია მემბრანაში გავლა და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ოსმოსური ბალანსის შენარჩუნებაში. ქლორი არის მარილმჟავას სახით კუჭის წვენში. მარილმჟავას კონცენტრაცია ადამიანის კუჭის წვენში არის 0,4-0,5%. არსებობს გარკვეული ეჭვი ბრომის, როგორც მიკროელემენტის როლზე, თუმცა მისი სედატიური ეფექტი საიმედოდ არის ცნობილი.

ფტორი

ფტორი აბსოლუტურად აუცილებელია ნორმალური ზრდისთვის და მისი დეფიციტი ანემიას იწვევს. კარიესის პრობლემასთან დაკავშირებით დიდი ყურადღება დაეთმო ფტორის მეტაბოლიზმს, ვინაიდან ფტორი იცავს კბილებს კარიესისგან.სტომატოლოგიური კარიესი საკმარისად დეტალურად არის შესწავლილი. ის იწყება კბილის ზედაპირზე ლაქის წარმოქმნით. ბაქტერიების მიერ წარმოქმნილი მჟავები ხსნის კბილის მინანქარს ლაქის ქვეშ, მაგრამ, უცნაურად საკმარისია, არა მისი ზედაპირიდან. ხშირად ზედა ზედაპირი ხელუხლებელი რჩება, სანამ მის ქვემოთ მდებარე ტერიტორიები მთლიანად არ განადგურდება. ვარაუდობენ, რომ ამ ეტაპზე ფტორის იონს შეუძლია ხელი შეუწყოს მადის წარმოქმნას. ამრიგად, შესრულებულია დაწყებული ზიანის რემინელიზაცია.

ფტორს იყენებენ კბილის მინანქრის დაზიანების თავიდან ასაცილებლად. ფტორი შეიძლება დაემატოს კბილის პასტას ან წაისვათ პირდაპირ კბილებზე. სასმელ წყალში კარიესის თავიდან ასაცილებლად საჭირო ფტორის კონცენტრაცია დაახლოებით არის 1მგ/ლ, მაგრამ მოხმარების დონე დამოკიდებულია არა მხოლოდ ამაზე. ფტორის მაღალი კონცენტრაციის გამოყენება (8 მგ/ლ-ზე მეტი)შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს ძვლოვანი ქსოვილის ფორმირების დელიკატურ წონასწორობის პროცესებზე. ფტორის გადაჭარბებული შეწოვა იწვევს ფლუოროზს. ფლუოროზი იწვევს ფარისებრი ჯირკვლის ფუნქციონირების დარღვევას, ზრდის შეფერხებას და თირკმელების დაზიანებას. სხეულზე ფტორის ხანგრძლივი ზემოქმედება იწვევს ორგანიზმის მინერალიზაციას. შედეგად, ძვლები დეფორმირებულია, რაც შეიძლება ერთად გაიზარდოს და ლიგატები კალციფიცირებულია.

იოდი

იოდის ძირითადი ფიზიოლოგიური როლი არის მონაწილეობა ფარისებრი ჯირკვლის და მისი თანდაყოლილი ჰორმონების მეტაბოლიზმში. ფარისებრი ჯირკვლის იოდის დაგროვების უნარი ასევე თანდაყოლილია სანერწყვე და სარძევე ჯირკვლებში. ისევე როგორც ზოგიერთი სხვა ორგანო. თუმცა, ამჟამად ითვლება, რომ იოდი წამყვან როლს თამაშობს მხოლოდ ფარისებრი ჯირკვლის ცხოვრებაში.

იოდის ნაკლებობა იწვევს დამახასიათებელ სიმპტომებს: სისუსტე, კანის გაყვითლება, სიცივის და სიმშრალის შეგრძნება. ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონებით ან იოდით მკურნალობა გამორიცხავს ამ სიმპტომებს. ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების ნაკლებობამ შეიძლება გამოიწვიოს ფარისებრი ჯირკვლის გაფართოება. იშვიათ შემთხვევებში (სხვადასხვა ნაერთების ორგანიზმში დატვირთვა, რომლებიც აფერხებენ იოდის შეწოვას, როგორიცაა თიოციანატი ან ანტითირეოიდული აგენტი გოიტრინი, რომელიც გვხვდება სხვადასხვა სახის კომბოსტოში), წარმოიქმნება ჩიყვი. იოდის ნაკლებობა განსაკუთრებით ძლიერ გავლენას ახდენს ბავშვების ჯანმრთელობაზე, ისინი ჩამორჩებიან ფიზიკურ და გონებრივ განვითარებაში. ორსულობის დროს იოდდეფიციტური დიეტა იწვევს ჰიპოთირეოიდული ბავშვების (კრეტინების) დაბადებას.

ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონის ჭარბი რაოდენობა იწვევს დაღლილობას, ნერვიულობას, კანკალს, წონის კლებას და ჭარბ ოფლიანობას. ეს დაკავშირებულია პეროქსიდაზას აქტივობის მატებასთან და, შესაბამისად, თირეოგლობულინის იოდირების მატებასთან. ჰორმონების ჭარბი რაოდენობა შეიძლება იყოს ფარისებრი ჯირკვლის სიმსივნის შედეგი. მკურნალობისას გამოიყენება იოდის რადიოაქტიური იზოტოპები, რომლებიც ადვილად შეიწოვება ფარისებრი ჯირკვლის უჯრედების მიერ.

არალითონები- ქიმიური ელემენტები, რომლებიც ქმნიან მარტივ სხეულებს, რომლებსაც არ გააჩნიათ ლითონებისთვის დამახასიათებელი თვისებები. არამეტალების თვისებრივი მახასიათებელია ელექტრონეგატიურობა.

ელექტრონეგატიურობა- ეს არის ქიმიური ბმის პოლარიზაციის, საერთო ელექტრონული წყვილების თავისკენ მიზიდვის უნარი.

22 ელემენტი კლასიფიცირდება როგორც არალითონები.

1 პერიოდი

მე-3 პერიოდი

მე-4 პერიოდი

მე-5 პერიოდი

მე-6 პერიოდი

როგორც ცხრილიდან ჩანს, არამეტალური ელემენტები ძირითადად განლაგებულია პერიოდული ცხრილის ზედა მარჯვენა ნაწილში.

არამეტალების ატომების სტრუქტურა

არამეტალების დამახასიათებელი თვისებაა მეტი (ლითონებთან შედარებით) ელექტრონები მათი ატომების გარე ენერგეტიკულ დონეზე. ეს განსაზღვრავს მათ უფრო მეტ უნარს დაამატონ დამატებითი ელექტრონები და გამოავლინონ უფრო მაღალი ჟანგვითი აქტივობა, ვიდრე ლითონები. განსაკუთრებით ძლიერ ჟანგვის თვისებებს, ანუ ელექტრონების მიმაგრების უნარს ავლენენ არამეტალები, რომლებიც VI-VII ჯგუფების მე-2 და მე-3 პერიოდებში არიან. თუ შევადარებთ ელექტრონების განლაგებას ორბიტალებში ფტორის, ქლორის და სხვა ჰალოგენების ატომებში, მაშინ შეგვიძლია ვიმსჯელოთ მათ განმასხვავებელ თვისებებზე. ფტორის ატომს არ აქვს თავისუფალი ორბიტალები. ამიტომ, ფტორის ატომებს შეუძლიათ აჩვენონ მხოლოდ I და დაჟანგვის მდგომარეობა არის 1. ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტია ფტორს. სხვა ჰალოგენების ატომებში, მაგალითად, ქლორის ატომში, არის თავისუფალი d-ორბიტალები იმავე ენერგეტიკულ დონეზე. ამის გამო, ელექტრონების გაფუჭება შეიძლება მოხდეს სამი განსხვავებული გზით. პირველ შემთხვევაში, ქლორს შეუძლია აჩვენოს დაჟანგვის მდგომარეობა +3 და შექმნას მარილმჟავა HClO2, რომელიც შეესაბამება მარილებს - მაგალითად, კალიუმის ქლორიტს KClO2. მეორე შემთხვევაში, ქლორს შეუძლია შექმნას ნაერთები, რომლებშიც ქლორი არის +5. ამ ნაერთებში შედის HClO3 და მისი - მაგალითად, კალიუმის ქლორატი KClO3 (ბერტოლეტოვა). მესამე შემთხვევაში, ქლორი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +7, მაგალითად, პერქლორინის მჟავაში HClO4 და მის მარილებში, პექლორატებში (კალიუმის პერქლორატში KClO4).

არამეტალის მოლეკულების სტრუქტურები. არალითონების ფიზიკური თვისებები

ოთახის ტემპერატურაზე აირისებრ მდგომარეობაშია:

წყალბადი - H2;

აზოტი - N2;

ჟანგბადი - O2;

ფტორი - F2;

რადონი - Rn).

სითხეში - ბრომი - Br.

მყარად:

ბორი - B;

ნახშირბადი - C;

სილიციუმი - Si;

ფოსფორი - P;

სელენი - Se;

ტელურიუმი - ტე;

ბევრად მდიდარია არალითონებით და ფერებით: წითელი - ფოსფორით, ყავისფერი - ბრომით, ყვითელი - გოგირდით, ყვითელ-მწვანე - ქლორში, მეწამული - იოდის ორთქლით და ა.შ.

ყველაზე ტიპურ არამეტალებს აქვთ მოლეკულური სტრუქტურა, ხოლო ნაკლებად ტიპურებს აქვთ არამოლეკულური სტრუქტურა. ეს ხსნის განსხვავებას მათ თვისებებში.

მარტივი ნივთიერებების - არალითონების შემადგენლობა და თვისებები

არამეტალები ქმნიან როგორც ერთატომურ, ასევე დიატომურ მოლეკულებს. TO მონატომიურიარალითონებს მიეკუთვნება ინერტული აირები, რომლებიც პრაქტიკულად არ რეაგირებენ ყველაზე აქტიურ ნივთიერებებთანაც კი. განლაგებულია პერიოდული სისტემის VIII ჯგუფში, ხოლო შესაბამისი მარტივი ნივთიერებების ქიმიური ფორმულები ასეთია: He, Ne, Ar, Kr, Xe და Rn.

წარმოიქმნება ზოგიერთი არამეტალი დიატომიურიმოლეკულები. ესენია H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (პერიოდული სისტემის VII ჯგუფის ელემენტები), ასევე ჟანგბადი O2 და აზოტი N2. დან ტრიატომიურიმოლეკულები შედგება ოზონის (O3) აირისგან. არალითონური ნივთიერებებისთვის, რომლებიც მყარ მდგომარეობაშია, საკმაოდ რთულია ქიმიური ფორმულის დამზადება. გრაფიტის ნახშირბადის ატომები ერთმანეთთან დაკავშირებულია სხვადასხვა გზით. ძნელია ცალკეული მოლეკულის იზოლირება მოცემულ სტრუქტურებში. ასეთი ნივთიერებების ქიმიური ფორმულების დაწერისას, როგორც ლითონების შემთხვევაში, დაშვებულია ვარაუდი, რომ ასეთი ნივთიერებები შედგება მხოლოდ ატომებისგან. , ამავდროულად, იწერება ინდექსების გარეშე: C, Si, S და ა.შ. ისეთი მარტივი ნივთიერებები, როგორიცაა ჟანგბადი, აქვთ იგივე თვისებრივი შედგენილობა (ორივე შედგება ერთი და იგივე ელემენტისგან - ჟანგბადი), მაგრამ განსხვავდება ატომების რაოდენობით. მოლეკულას აქვს განსხვავებული თვისებები. ასე რომ, ჟანგბადს არ აქვს სუნი, ხოლო ოზონს აქვს მკვეთრი სუნი, რომელსაც ვგრძნობთ ჭექა-ქუხილის დროს. მყარი არალითონების, გრაფიტისა და ალმასის თვისებები, რომლებსაც ასევე აქვთ იგივე თვისობრივი შემადგენლობა, მაგრამ განსხვავებული აგებულება, მკვეთრად განსხვავდება (გრაფიტი არის მყიფე, მყარი). ამრიგად, ნივთიერების თვისებები განისაზღვრება არა მხოლოდ მისი თვისებრივი შემადგენლობით, არამედ იმითაც, თუ რამდენ ატომს შეიცავს ნივთიერების მოლეკულა და როგორ არის ისინი ერთმანეთთან დაკავშირებული. მარტივი სხეულების სახით არიან მყარ აირად მდგომარეობაში (ბრომის გამოკლებით - თხევადი). მათ არ გააჩნიათ ლითონების ფიზიკური თვისებები. მყარ არამეტალებს არ აქვთ ლითონებისთვის დამახასიათებელი ბზინვარება, ისინი ჩვეულებრივ მყიფეა და ცუდად ატარებენ სითბოს (გრაფიტის გარდა). კრისტალურ ბორ B-ს (კრისტალური სილიკონის მსგავსად) აქვს ძალიან მაღალი დნობის წერტილი (2075°C) და მაღალი სიმტკიცე. ბორის ელექტრული გამტარობა მნიშვნელოვნად იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, რაც შესაძლებელს ხდის მისი ფართოდ გამოყენებას ნახევარგამტარულ ტექნოლოგიაში. ბორის დამატება ფოლადსა და ალუმინის, სპილენძის, ნიკელის და სხვა შენადნობებში აუმჯობესებს მათ მექანიკურ თვისებებს. ბორიდები (ნაერთები ზოგიერთ ლითონთან, მაგალითად, ტიტანთან: TiB, TiB2) აუცილებელია რეაქტიული ძრავის ნაწილების, გაზის ტურბინის პირების წარმოებაში. როგორც სქემ 1-დან ჩანს, ნახშირბადს - C, სილიციუმს - Si, - B-ს აქვთ მსგავსი სტრუქტურა და აქვთ საერთო თვისებები. როგორც მარტივი ნივთიერებები, ისინი გვხვდება ორ მოდიფიკაციაში - კრისტალური და ამორფული. ამ ელემენტების კრისტალური ცვლილებები ძალიან რთულია, მაღალი დნობის წერტილებით. კრისტალს აქვს ნახევარგამტარული თვისებები. ყველა ეს ელემენტი ქმნის ნაერთებს მეტალებთან - , და (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2). ზოგიერთ მათგანს აქვს უფრო მაღალი სიმტკიცე, როგორიცაა Fe3C, TiB. გამოიყენება აცეტილენის წარმოებისთვის.

არალითონების ქიმიური თვისებები

ფარდობითი ელექტრონეგატიურობის რიცხვითი მნიშვნელობების შესაბამისად, ჟანგვის არამეტალები იზრდება შემდეგი თანმიმდევრობით: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.

არამეტალები, როგორც ოქსიდიზატორები

არალითონების ჟანგვის თვისებები ვლინდება მათი ურთიერთქმედებისას:

ლითონებით: 2Na + Cl2 = 2NaCl;

წყალბადით: H2 + F2 = 2HF;

არალითონებით, რომლებსაც აქვთ უფრო დაბალი ელექტროუარყოფითობა: 2P + 5S = P2S5;

ზოგიერთი რთული ნივთიერებით: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O,

2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3.

არამეტალები, როგორც შემცირების აგენტები

1. ყველა არალითონი (გარდა ფტორისა) ავლენს შემცირების თვისებებს ჟანგბადთან ურთიერთობისას:

S + O2 = SO2, 2H2 + O2 = 2H2O.

ჟანგბადს ფტორთან ერთად ასევე შეუძლია აჩვენოს დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა, ანუ იყოს შემცირების აგენტი. ყველა სხვა არალითონი ავლენს შემცირების თვისებებს. მაგალითად, ქლორი პირდაპირ არ ერწყმის ჟანგბადს, მაგრამ მისი ოქსიდები (Cl2O, ClO2, Cl2O2) შეიძლება მიღებულ იქნას არაპირდაპირი გზით, რომლებშიც ქლორი ავლენს დადებით ჟანგვის მდგომარეობას. მაღალ ტემპერატურაზე აზოტი პირდაპირ ერწყმის ჟანგბადს და ავლენს შემცირების თვისებებს. გოგირდი კიდევ უფრო ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან.

2. ბევრი არალითონი ავლენს შემცირების თვისებებს რთულ ნივთიერებებთან ურთიერთობისას:

ZnO + C \u003d Zn + CO, S + 6HNO3 conc \u003d H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.

3. ასევე არის ისეთი რეაქციები, რომლებშიც ერთი და იგივე არალითონი არის როგორც ჟანგვის, ასევე შემცირების აგენტი:

Cl2 + H2O = HCl + HClO.

4. ფტორი ყველაზე ტიპიური არალითონია, რომელსაც არ გააჩნია აღმდგენი თვისებები, ანუ ქიმიურ რეაქციებში ელექტრონების შეწირვის უნარი.

არალითონების ნაერთები

არამეტალებს შეუძლიათ შექმნან ნაერთები სხვადასხვა ინტრამოლეკულური ბმებით.

არალითონური ნაერთების სახეები

წყალბადის ნაერთების ზოგადი ფორმულები ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის ჯგუფების მიხედვით მოცემულია ცხრილში:



	აქროლადი წყალბადის ნაერთები

მთლიანი ქალკოგენები.

ელემენტების პერიოდული ცხრილის მეექვსე ჯგუფის მთავარ ქვეჯგუფში. ი.მენდელეევი არის ელემენტები: ჟანგბადი (O), გოგირდი (S), სელენი (Se), (Te) და (Po). ამ ელემენტებს ერთობლივად უწოდებენ ქალკოგენებს, რაც ნიშნავს "მადნების წარმოქმნას".

ქალკოგენების ქვეჯგუფში, ზემოდან ქვემოდან, ატომის მუხტის მატებასთან ერთად ბუნებრივად იცვლება ელემენტების თვისებები: მცირდება მათი არამეტალური თვისებები და იზრდება მეტალის თვისებები. ასეა ტიპიური არალითონი და პოლონიუმი არის ლითონი (რადიოაქტიური).

ნაცრისფერი სელენი

ფოტოცელებისა და ელექტრული დენის გასწორების წარმოება

ნახევარგამტარულ ტექნოლოგიაში

ქალკოგენების ბიოლოგიური როლი

გოგირდი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მცენარეების, ცხოველებისა და ადამიანების ცხოვრებაში. ცხოველურ ორგანიზმებში გოგირდი თითქმის ყველა ცილის ნაწილია, გოგირდის შემცველებში - და ასევე ვიტამინი B1 და ჰორმონის ინსულინის შემადგენლობაში. ცხვარში გოგირდის ნაკლებობით, მატყლის ზრდა შენელდება და ფრინველებში ცუდი ბუმბული შეინიშნება.

მცენარეებიდან ყველაზე მეტ გოგირდს მოიხმარს კომბოსტო, სალათის ფოთოლი და ისპანახი. გოგირდით ასევე მდიდარია ბარდა და ლობიო, ბოლოკი, ტურფა, ხახვი, ხახვი, გოგრა, კიტრი; გოგირდითა და ჭარხლით ღარიბი.

ქიმიური თვისებების მიხედვით, სელენი და თელურიუმი ძალიან ჰგავს გოგირდს, მაგრამ ფიზიოლოგიური თვისებებით ისინი მისი ანტაგონისტები არიან. ორგანიზმის ნორმალური ფუნქციონირებისთვის საჭიროა ძალიან მცირე რაოდენობით სელენი. სელენი დადებითად მოქმედებს გულ-სისხლძარღვთა სისტემაზე, წითელ სისხლზე, ზრდის ორგანიზმის იმუნურ თვისებებს. სელენის გაზრდილი რაოდენობა იწვევს ცხოველებში დაავადებას, რომელიც ვლინდება დაღლილობასა და ძილიანობაში. ორგანიზმში სელენის ნაკლებობა იწვევს გულის, სასუნთქი ორგანოების მოშლას, ორგანიზმის ამაღლებას და შესაძლოა მოხდეს კიდეც. სელენი მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ცხოველებზე. მაგალითად, ირმებში, რომლებიც გამოირჩევიან მხედველობის მაღალი სიმახვილით, ბადურა შეიცავს 100-ჯერ მეტ სელენს, ვიდრე სხეულის სხვა ნაწილებში. მცენარეთა სამეფოში ყველა მცენარე შეიცავს უამრავ სელენს. მცენარე განსაკუთრებით დიდ რაოდენობას აგროვებს.

თელურიუმის ფიზიოლოგიური როლი მცენარეებში, ცხოველებსა და ადამიანებში ნაკლებად არის შესწავლილი, ვიდრე სელენის. ცნობილია, რომ თელურიუმი სელენზე ნაკლებად ტოქსიკურია და ორგანიზმში ტელურუმის ნაერთები სწრაფად იშლება ელემენტარულ ტელურამდე, რომელიც თავის მხრივ ერწყმის ორგანულ ნივთიერებებს.

აზოტის ქვეჯგუფის ელემენტების ზოგადი მახასიათებლები

მეხუთე ჯგუფის ძირითად ქვეჯგუფში შედის აზოტი (N), ფოსფორი (P), დარიშხანი (As), ანტიმონი (Sb) და (Bi).

ზემოდან ქვემოდან ქვეჯგუფში აზოტიდან ბისმუთამდე მცირდება არალითონური თვისებები, ხოლო მეტალის თვისებები და ატომური რადიუსი იზრდება. აზოტი, ფოსფორი, დარიშხანი არამეტალებია, მაგრამ ეკუთვნის ლითონებს.

აზოტის ქვეჯგუფი

შედარებითი მახასიათებლები	7 N აზოტი	15 P ფოსფორი	33 როგორც დარიშხანი	51 სბ ანტიმონი	83 ბი ბისმუტი
ელექტრონული სტრუქტურა					…4f145d106S26p3
ჟანგვის მდგომარეობა	1, -2, -3, +1, +2, +3, +4, +5	3, +1, +3, +4,+5
ელექტრო- ნეგატიურობა
ბუნებაში ყოფნა	თავისუფალ მდგომარეობაში - ატმოსფეროში (N2 - ), შეკრულ მდგომარეობაში - NaNO3-ის შემადგენლობაში - ; KNO3 - ინდური მარილი	Ca3(PO4)2 არის ფოსფორიტი, Ca5(PO4)3(OH) არის ჰიდროქსილაპატიტი, Ca5(PO4)3F არის ფტორპატიტი
ალოტროპული ფორმები ნორმალურ პირობებში	აზოტი (ერთი ფორმა)	NH3 + H2O ↔ NH4OH ↔ NH4+ + OH - (ამონიუმის ჰიდროქსიდი); PH3 + H2O ↔ PH4OH ↔ PH4+ + OH- (ფოსფონიუმის ჰიდროქსიდი). აზოტისა და ფოსფორის ბიოლოგიური როლი აზოტი უაღრესად მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მცენარის ცხოვრებაში, რადგან ის არის ამინომჟავების, ცილების და ქლოროფილის, B ვიტამინების და გამააქტიურებელი ფერმენტების ნაწილი. ამიტომ ნიადაგში აზოტის ნაკლებობა უარყოფითად მოქმედებს მცენარეებზე და პირველ რიგში ფოთლებში ქლოროფილის შემცველობაზე, რის გამოც ფერმკრთალი ხდება. მოიხმარენ 50-დან 250 კგ-მდე აზოტს 1 ჰექტარ ნიადაგზე. აზოტის უმეტესობა გვხვდება ყვავილებში, ახალგაზრდა ფოთლებში და ნაყოფებში. აზოტი მცენარეებისთვის აზოტის ყველაზე მნიშვნელოვანი წყაროა – ეს არის ძირითადად ამონიუმის ნიტრატი და ამონიუმის სულფატი. ასევე უნდა აღინიშნოს აზოტის განსაკუთრებული როლი, როგორც ჰაერის განუყოფელი ნაწილი - ცოცხალი ბუნების უმნიშვნელოვანესი კომპონენტი. არც ერთი ქიმიური ელემენტი არ იღებს ისეთ აქტიურ და მრავალფეროვან მონაწილეობას მცენარეთა და ცხოველთა ორგანიზმების სასიცოცხლო პროცესებში, როგორც ფოსფორი. ის ნუკლეინის მჟავების განუყოფელი ნაწილია, ზოგიერთი ფერმენტისა და ვიტამინის ნაწილია. ცხოველებსა და ადამიანებში ფოსფორის 90%-მდე კონცენტრირებულია ძვლებში, 10%-მდე კუნთებში და დაახლოებით 1%-მდე ნერვულ სისტემაში (არაორგანული და ორგანული ნაერთების სახით). ის გვხვდება კუნთებში, ღვიძლში, ტვინში და სხვა ორგანოებში ფოსფატიდების და ფოსფორის ეთერების სახით. ფოსფორი მონაწილეობს კუნთების შეკუმშვაში და კუნთებისა და ძვლოვანი ქსოვილის მშენებლობაში. გონებრივი შრომით დაკავებულმა ადამიანებმა უნდა მოიხმარონ ფოსფორის გაზრდილი რაოდენობა, რათა თავიდან აიცილონ ნერვული უჯრედების ამოწურვა, რომლებიც გონებრივი მუშაობის დროს გაზრდილი დატვირთვით ფუნქციონირებენ. ფოსფორის ნაკლებობით, ეფექტურობა მცირდება, ვითარდება ნევროზი, ორვალენტიანი გერმანიუმი, კალა და ტყვია GeO, SnO, PbO არღვევს ამფოტერულ ოქსიდებს. ნახშირბადის და სილიციუმის უმაღლესი ოქსიდები CO2 და SiO2 არის მჟავე ოქსიდები, რომლებიც შეესაბამება სუსტად მჟავე თვისებების მქონე ჰიდროქსიდებს - H2CO3 და სილიციუმის მჟავას H2SiO3. ამფოტერული ოქსიდები - GeO2, SnO2, PbO2 - შეესაბამება ამფოტერულ ჰიდროქსიდებს, ხოლო გერმანიუმის ჰიდროქსიდიდან Ge(OH)4-დან ტყვიის ჰიდროქსიდზე Pb(OH)4-ზე გადასვლისას მჟავე თვისებები სუსტდება და ძირეული თვისებები ძლიერდება. ნახშირბადის და სილიციუმის ბიოლოგიური როლი ნახშირბადის ნაერთები არის მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმების საფუძველი (ნახშირბადის 45% გვხვდება მცენარეებში და 26% ცხოველურ ორგანიზმებში). დამახასიათებელ ბიოლოგიურ თვისებებს ავლენს ნახშირბადის მონოქსიდი (II) და ნახშირბადის მონოქსიდი (IV). ნახშირბადის მონოქსიდი (II) არის ძალიან ტოქსიკური გაზი, რადგან ის ძლიერად უკავშირდება სისხლის ჰემოგლობინს და ართმევს ჰემოგლობინს ფილტვებიდან კაპილარებში ჟანგბადის გადატანის უნარს. შესუნთქვისას CO-მ შეიძლება გამოიწვიოს მოწამვლა, შესაძლოა ფატალურიც კი. ნახშირბადის მონოქსიდი (IV) განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მცენარეებისთვის. მცენარეთა უჯრედებში (განსაკუთრებით ფოთლებში), ქლოროფილის არსებობისას და მზის ენერგიის მოქმედებით, გლუკოზა წარმოიქმნება ნახშირორჟანგიდან და წყლისგან ჟანგბადის გამოყოფით. ფოტოსინთეზის შედეგად მცენარეები ყოველწლიურად აკავშირებენ 150 მილიარდ ტონა ნახშირბადს და 25 მილიარდ ტონა წყალბადს და გამოყოფენ 400 მილიარდ ტონამდე ჟანგბადს ატმოსფეროში. მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ მცენარეები იღებენ CO2-ის დაახლოებით 25%-ს ფესვთა სისტემის მეშვეობით ნიადაგში გახსნილი კარბონატებისგან. მცენარეები იყენებენ სილიციუმს შიდა ქსოვილების ასაშენებლად. მცენარეებში შემავალი სილიციუმი, რომელიც გაჟღენთავს უჯრედის კედლებს, ხდის მათ უფრო მყარ და მდგრადს მწერების დაზიანების მიმართ, იცავს მათ სოკოვანი ინფექციის შეღწევისგან. სილიციუმი გვხვდება ცხოველებისა და ადამიანების თითქმის ყველა ქსოვილში, განსაკუთრებით ღვიძლში, ხრტილში. ტუბერკულოზით დაავადებულებს ძვლებში, კბილებში და ხრტილში გაცილებით ნაკლები სილიციუმი აქვთ, ვიდრე ჯანმრთელ ადამიანებს. ისეთ დაავადებებში, როგორიცაა ბოტკინი, მცირდება სისხლში სილიციუმის შემცველობა, ხოლო მსხვილი ნაწლავის დაზიანებით, პირიქით, სისხლში მისი შემცველობის მატება.

"ბიოგენური ელემენტები ადამიანის ორგანიზმში"

შესავალი

1.1 ბიოგენური ელემენტები - არამეტალები, რომლებიც ადამიანის სხეულის ნაწილია

2 ბიოგენური ელემენტები - ლითონები, რომლებიც ადამიანის სხეულის ნაწილია

ჟანგბადის როლი ადამიანის სხეულში

ნახშირბადის როლი ადამიანის სხეულში

წყალბადის როლი ადამიანის სხეულში

კალიუმის როლი ადამიანის სხეულში

გოგირდის როლი ადამიანის სხეულში

კალციუმის როლი ადამიანის სხეულში

დასკვნა

ბიბლიოგრაფია

შესავალი

მოსაზრება, რომ D.I.-ს პერიოდული სისტემის თითქმის ყველა ელემენტი. მენდელეევი იცნობს. თუმცა, მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ცოცხალ ორგანიზმში არა მხოლოდ ყველა ქიმიური ელემენტია, არამედ თითოეული მათგანი ასრულებს გარკვეულ ბიოლოგიურ ფუნქციას. შესაძლებელია, რომ ეს ჰიპოთეზა არ დადასტურდეს. ამ მიმართულებით კვლევების განვითარებასთან ერთად ვლინდება ქიმიური ელემენტების მზარდი რაოდენობის ბიოლოგიური როლი.

ჯანმრთელობის შესანარჩუნებლად ადამიანმა უნდა უზრუნველყოს ორგანიზმს საკვები ნივთიერებების დაბალანსებული მიღება საკვებიდან, წყლისა და ჩასუნთქული ჰაერიდან. ხშირად რეკლამირებულია კალციუმის, იოდის და სხვა ქიმიური ელემენტების მაღალი შემცველობის საკვები პროდუქტები, მაგრამ ეს კარგია ჩვენი ორგანიზმისთვის? რა დაავადებები შეიძლება გამოწვეული იყოს ამა თუ იმ ქიმიური ელემენტის სიჭარბით ან დეფიციტით ბავშვებში და მოზრდილებში?

ჩვენს დროში, როცა ბავშვობიდან სულ უფრო და უფრო ნაკლებია ჯანმრთელი ადამიანი, ეს პრობლემა ნამდვილად აქტუალურია.

ადამიანის ორგანიზმში განუწყვეტლივ წარმოიქმნება სხვადასხვა ქიმიური ნაერთების წარმოუდგენელი რაოდენობა. ზოგიერთი სინთეზირებული ნაერთი გამოიყენება როგორც სამშენებლო მასალა ან ენერგიის წყარო და უზრუნველყოფს ორგანიზმს ზრდას, განვითარებას და სასიცოცხლო აქტივობას; მეორე ნაწილი, რომელიც შეიძლება ჩაითვალოს წიდად ან ნარჩენად, გამოიყოფა ორგანიზმიდან.

მეტაბოლიზმში მონაწილეობენ როგორც არაორგანული, ასევე ორგანული ნივთიერებები. ქიმიურ ელემენტებს, რომლებიც ქმნიან ამ ნივთიერებებს, ეწოდება ბიოგენური ელემენტები. დაახლოებით 30 ელემენტი ითვლება საიმედოდ ბიოგენურად.

სურათი 1 გვიჩვენებს ძირითად ქიმიურ ელემენტებს, რომლებიც ქმნიან ადამიანის სხეულს.

სურათი 1 - დიაგრამა. ადამიანის სხეულის ელემენტარული შემადგენლობა.

1.1 ბიოგენური ელემენტები - არამეტალები, რომლებიც ადამიანის სხეულის ნაწილია

ბიოგენურ ელემენტებს შორის განსაკუთრებული ადგილი უკავია ორგანულ ელემენტებს, რომლებიც ქმნიან ორგანიზმის უმნიშვნელოვანეს ნივთიერებებს - წყალს, ცილებს, ნახშირწყლებს, ცხიმებს, ვიტამინებს, ჰორმონებს და სხვა. ორგანოგენები მოიცავს 6 ქიმიურ ელემენტს: ნახშირბადს, ჟანგბადს, წყალბადს, აზოტს, ფოსფორს, გოგირდს. მათი საერთო მასური წილი ადამიანის სხეულში არის დაახლოებით 97,3% (იხ. ცხრილი 1).

ყველა ორგანული ელემენტი არალითონია. არალითონებს შორის ბიოგენურია აგრეთვე ქლორი (მასური წილი 0,15%), ფტორი, იოდი და ბრომი. ეს ელემენტები არ შედის ორგანულ ელემენტებს შორის, ვინაიდან, ამ უკანასკნელისგან განსხვავებით, ისინი არ ასრულებენ ასეთ უნივერსალურ როლს სხეულის ორგანული სტრუქტურების აგებაში. არსებობს მონაცემები სილიციუმის, ბორის, დარიშხანისა და სელენის ბიოგენურობის შესახებ.

ცხრილი 1. ორგანიზმოგენური ელემენტების შემცველობა ადამიანის ორგანიზმში.

ელემენტები - ორგანოგენები	მასური წილი (%)	წონა (გ / 70 კგ)
ნახშირბადი (C)
ჟანგბადი (O)
წყალბადი (H)

ფოსფორი (P)

		68117 ≈ 68 კგ

1.2 ბიოგენური ელემენტები - ლითონები, რომლებიც ადამიანის სხეულის ნაწილია

მკვებავი ელემენტები მოიცავს მთელ რიგ ლითონებს, რომელთა შორის 10 ე.წ. „სიცოცხლის ლითონი“ ასრულებს განსაკუთრებით მნიშვნელოვან ბიოლოგიურ ფუნქციებს. ეს ლითონებია კალციუმი, კალიუმი, ნატრიუმი, მაგნიუმი, რკინა, თუთია, სპილენძი, მანგანუმი, მოლიბდენი, კობალტი (იხ. ცხრილი 2).

გარდა 10 "სიცოცხლის ლითონისა", ბიოგენურ ელემენტებს შორის შედის კიდევ რამდენიმე ლითონი, მაგალითად, კალა, ლითიუმი, ქრომი და სხვა.

ცხრილი 2. „სიცოცხლის ლითონების“ შემცველობა ადამიანის ორგანიზმში

	მასური წილი (%)	წონა (გ / 70 კგ)
კალციუმი (Ca)

ნატრიუმი (Na)
მაგნიუმი (მგ)
რკინა (Fe)


მანგანუმი (Mn)
მოლიბდენი (Mo)
კობალტი (Co)

სხეულში არსებული მასის წილადიდან გამომდინარე, ყველა ბიოგენური ელემენტი იყოფა:

ა) მაკროელემენტები (სხეულის მასური წილი 10 -2%-ზე მეტია, ანუ 7 გ-ზე მეტი);

ბ) მიკროელემენტები (სხეულის მასური წილი 10 -2%-ზე ნაკლებია, ან 7 გ-ზე ნაკლები).

მაკროელემენტებში შედის ყველა ორგანოგენი, ქლორი და 4 „სიცოცხლის ლითონი“: მაგნიუმი, კალიუმი, კალციუმი, ნატრიუმი. ისინი შეადგენენ 99,5%-ს, 96%-ზე მეტს შეადგენს 4 ელემენტი (ნახშირბადი, ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი). ისინი ყველა ორგანული ნაერთების ძირითადი კომპონენტებია.

მიკროელემენტები უჯრედებში ძალიან მცირე რაოდენობით გვხვდება. მათ შორისაა თუთია, მანგანუმი, სპილენძი, იოდი, ფტორი და სხვა. მაგრამ ის ელემენტებიც კი, რომლებიც უმნიშვნელო რაოდენობით შეიცავს, აუცილებელია სიცოცხლისთვის და მათი შეცვლა შეუძლებელია. ბიოლოგიური როლი და ფუნქციები, რომლებსაც ეს ელემენტები ასრულებენ ადამიანის ორგანიზმში, ძალზე მრავალფეროვანია და მათმა დეფიციტმა ან სიჭარბემ შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული დაავადებები (იხ. დანართები B და D). საკმარისია ითქვას, რომ დაახლოებით 200 ფერმენტი აქტიურდება ლითონებით. საერთო ჯამში, ადამიანის ორგანიზმში გამოვლენილია დაახლოებით 70 მინერალი, რომელთაგან 14 კვალი ელემენტი ითვლება აუცილებელად - ეს არის რკინა, კობალტი, სპილენძი, ქრომი, ნიკელი, მანგანუმი, მოლიბდენი, თუთია, იოდი, კალა, ფტორი, სილიციუმი, ვანადიუმი. , სელენი. ბევრი მიკროელემენტი ორგანიზმში თითქმის ექსკლუზიურად ხილისა და ბოსტნეულის კვებით ხვდება. ველური საკვები მცენარეები ასევე მდიდარია მიკროელემენტებით, რომლებიც ღრმა ფენებიდან ამოღებისას გროვდება ფოთლებში, ყვავილებსა და ნაყოფებში.

2. ჟანგბადის როლი ადამიანის სხეულში

ორგანიზმში მოლეკულური ჟანგბადის ძირითადი ფუნქციაა სხვადასხვა ნაერთების დაჟანგვა. წყალბადთან ერთად ჟანგბადი აყალიბებს წყალს, რომლის შემცველობა ზრდასრული ადამიანის ორგანიზმში საშუალოდ დაახლოებით 55-65%-ია.

ჟანგბადი არის ცილების, ნუკლეინის მჟავების და სხეულის სხვა სასიცოცხლო კომპონენტების ნაწილი. ჟანგბადი აუცილებელია სუნთქვის, ცხიმების, ცილების, ნახშირწყლების, ამინომჟავების დაჟანგვისთვის და მრავალი სხვა ბიოქიმიური პროცესისთვის.

ორგანიზმში ჟანგბადის შეღწევის ჩვეულებრივი გზა ფილტვებშია, სადაც ეს ბიოელემენტი აღწევს სისხლში, შეიწოვება ჰემოგლობინის მიერ და ქმნის ადვილად დისოციაციურ ნაერთს - ოქსიჰემოგლობინს, შემდეგ კი სისხლიდან შედის ყველა ორგანოსა და ქსოვილში. ჟანგბადი სხეულში შედის ასევე შეკრულ მდგომარეობაში, წყლის სახით. ქსოვილებში ჟანგბადი ძირითადად მეტაბოლიზმის პროცესში სხვადასხვა ნივთიერების დაჟანგვისთვის მოიხმარება. მომავალში, თითქმის მთელი ჟანგბადი მეტაბოლიზდება ნახშირორჟანგამდე და წყალში და გამოიყოფა ორგანიზმიდან ფილტვებისა და თირკმელების მეშვეობით.

ორგანიზმში ჟანგბადის შემცველობის შემცირება.

სხეულის ქსოვილების ჟანგბადით არასაკმარისი მიწოდებით ან მისი უტილიზაციის დარღვევით, ვითარდება ჰიპოქსია (ჟანგბადის შიმშილი).

ჟანგბადის დეფიციტის ძირითადი მიზეზები:

ფილტვებში ჟანგბადის მიწოდების შეწყვეტა ან შემცირება, ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევის დაქვეითება ჩასუნთქულ ჰაერში;

სისხლის წითელი უჯრედების რაოდენობის მნიშვნელოვანი შემცირება ან მათში ჰემოგლობინის შემცველობის მკვეთრი შემცირება;

ჰემოგლობინის შებოჭვის, ქსოვილებისთვის ჟანგბადის მიწოდების უნარის დარღვევა;

ქსოვილების ჟანგბადის გამოყენების უნარის დარღვევა;

ქსოვილებში რედოქს პროცესების დათრგუნვა;

სისხლძარღვთა საწოლში სტაგნაცია გულის აქტივობის, სისხლის მიმოქცევისა და სუნთქვის დარღვევის გამო;

ენდოკრინოპათიები, ბერიბერი;

ჟანგბადის დეფიციტის ძირითადი გამოვლინებები:

მწვავე შემთხვევებში (ჟანგბადის მიწოდების სრული შეწყვეტისას, მწვავე მოწამვლა): ცნობიერების დაკარგვა, ცენტრალური ნერვული სისტემის უმაღლესი ნაწილების ფუნქციის დარღვევა;

ქრონიკულ შემთხვევებში: მომატებული დაღლილობა, ცენტრალური ნერვული სისტემის ფუნქციური დარღვევები, პალპიტაცია და ქოშინი მცირე ფიზიკური დატვირთვით, იმუნური სისტემის რეაქტიულობის დაქვეითება.

ტოქსიკური დოზა ადამიანებისთვის: ტოქსიკური O 3 სახით.

გაზრდილი ჟანგბადის შემცველობა ორგანიზმში.

სხეულის ქსოვილებში ჟანგბადის შემცველობის ხანგრძლივ მატებას (ჰიპეროქსია) შესაძლოა ახლდეს ჟანგბადის მოწამვლა; ჰიპეროქსიას ჩვეულებრივ თან ახლავს სისხლში ჟანგბადის შემცველობის მატება (ჰიპეროქსემია).

ოზონის და ჭარბი ჟანგბადის ტოქსიკური ეფექტი დაკავშირებულია ქსოვილებში დიდი რაოდენობით რადიკალების წარმოქმნასთან, რაც გამოწვეულია ქიმიური ბმების გაწყვეტით. მცირე რაოდენობით, რადიკალები ასევე წარმოიქმნება ნორმალურად, როგორც უჯრედული მეტაბოლიზმის შუალედური პროდუქტი. რადიკალების სიჭარბით იწყება ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვის პროცესი, მათ შორის ლიპიდური პეროქსიდაცია, მათი შემდგომი დაშლით და ჟანგბადის შემცველი პროდუქტების (კეტონები, ალკოჰოლები, მჟავები) წარმოქმნით.

ჟანგბადი მრავალი ნივთიერების მოლეკულების ნაწილია - უმარტივესი პოლიმერებიდან რთულ პოლიმერებამდე; სხეულში ყოფნა და ამ ნივთიერებების ურთიერთქმედება უზრუნველყოფს სიცოცხლის არსებობას. როგორც წყლის მოლეკულის განუყოფელი ნაწილი, ჟანგბადი მონაწილეობს ორგანიზმში მიმდინარე თითქმის ყველა ბიოქიმიურ პროცესში.

ჟანგბადი შეუცვლელია, მისი ნაკლებობით, მხოლოდ ორგანიზმისთვის ჟანგბადის ნორმალური მიწოდების აღდგენა შეიძლება იყოს ეფექტური საშუალება. ორგანიზმისთვის ჟანგბადის მიწოდების ხანმოკლე (რამდენიმე წუთი) შეწყვეტამაც კი შეიძლება გამოიწვიოს მისი ფუნქციების მძიმე დარღვევა და შემდგომ სიკვდილი.

3. ნახშირბადის როლი ადამიანის სხეულში

ნახშირბადი არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიოგენური ელემენტი, რომელიც ქმნის სიცოცხლის საფუძველს დედამიწაზე, დიდი რაოდენობით ორგანული ნაერთების სტრუქტურულ ერთეულს, რომლებიც მონაწილეობენ ორგანიზმების მშენებლობაში და უზრუნველყოფს მათ სასიცოცხლო აქტივობას (ბიოპოლიმერები, აგრეთვე მრავალი დაბალი მოლეკულური წონის ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერება - ვიტამინები. , ჰორმონები, შუამავლები და ა.შ.). ორგანიზმებისთვის საჭირო ენერგიის მნიშვნელოვანი ნაწილი უჯრედებში წარმოიქმნება ნახშირბადის დაჟანგვის გამო. დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენა თანამედროვე მეცნიერებაში განიხილება, როგორც ნახშირბადოვანი ნაერთების ევოლუციის რთული პროცესი.

ნახშირბადი ადამიანის ორგანიზმში ხვდება საკვებთან ერთად (ჩვეულებრივ, დაახლოებით 300 გ დღეში). ნახშირბადის მთლიანი შემცველობა აღწევს დაახლოებით 21%-ს (15 კგ სხეულის მთლიან წონაზე 70 კგ-ზე). ნახშირბადი შეადგენს კუნთების მასის 2/3-ს და ძვლის მასის 1/3-ს. ორგანიზმიდან გამოიყოფა ძირითადად ამოსუნთქული ჰაერით (ნახშირორჟანგი) და შარდით (შარდოვანა).

ნახშირბადის მთავარი ფუნქციაა სხვადასხვა ორგანული ნაერთების წარმოქმნა, რითაც უზრუნველყოფს ბიოლოგიურ მრავალფეროვნებას, მონაწილეობას ცოცხალი არსების ყველა ფუნქციასა და გამოვლინებაში. ბიომოლეკულებში ნახშირბადი აყალიბებს პოლიმერულ ჯაჭვებს და მყარად არის დაკავშირებული წყალბადთან, ჟანგბადთან, აზოტთან და სხვა ელემენტებთან. ნახშირბადის ასეთი მნიშვნელოვანი ფიზიოლოგიური როლი განისაზღვრება იმით, რომ ეს ელემენტი არის ყველა ორგანული ნაერთის ნაწილი და მონაწილეობს სხეულის თითქმის ყველა ბიოქიმიურ პროცესში. ნახშირბადის ნაერთების დაჟანგვა ჟანგბადის მოქმედებით იწვევს წყლისა და ნახშირორჟანგის წარმოქმნას; ეს პროცესი ემსახურება როგორც ენერგიის წყაროს ორგანიზმისთვის. ნახშირორჟანგი CO 2 (ნახშირორჟანგი) წარმოიქმნება ნივთიერებათა ცვლის პროცესში, არის რესპირატორული ცენტრის სტიმულატორი, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სუნთქვისა და სისხლის მიმოქცევის რეგულირებაში.

თავისუფალ ფორმაში ნახშირბადი არ არის ტოქსიკური, მაგრამ მისი მრავალი ნაერთი ძალიან ტოქსიკურია. ასეთ ნაერთებს მიეკუთვნება ნახშირბადის მონოქსიდი CO (ნახშირბადის მონოქსიდი), ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი CCl 4, ნახშირბადის დისულფიდი CS 2, ციანიდის მარილები HCN, ბენზოლი C 6 H 6 და სხვა. ნახშირორჟანგი 10%-ზე მეტი კონცენტრაციით იწვევს აციდოზს (სისხლის pH-ის დაქვეითებას), ქოშინს და სასუნთქი ცენტრის დამბლას.

ნახშირის მტვრის ხანგრძლივმა ინჰალაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ანთრაკოზი, დაავადება, რომელსაც თან ახლავს ნახშირის მტვრის დეპონირება ფილტვის ქსოვილში და ლიმფურ კვანძებში, ფილტვის ქსოვილში სკლეროზული ცვლილებები. ნახშირწყალბადების და სხვა ნავთობის ნაერთების ტოქსიკური ეფექტი ნავთობის მრეწველობის მუშაკებში შეიძლება გამოვლინდეს კანის გაუხეშებით, ბზარების და წყლულების გაჩენით და ქრონიკული დერმატიტის განვითარებით.

ადამიანებისთვის ნახშირბადი შეიძლება იყოს ტოქსიკური ნახშირბადის მონოქსიდის (CO) ან ციანიდების (CN-) სახით.

4. წყალბადის როლი ადამიანის სხეულში

წყალი ყველაზე მნიშვნელოვანი წყალბადის ნაერთია ცოცხალ ორგანიზმში. წყლის ძირითადი ფუნქციები შემდეგია:

წყალი, რომელსაც აქვს მაღალი სპეციფიკური სითბოს ტევადობა, ინარჩუნებს სხეულის მუდმივ ტემპერატურას. როდესაც სხეული გადახურდება, წყალი აორთქლდება მისი ზედაპირიდან. აორთქლების მაღალი სიცხის გამო ამ პროცესს თან ახლავს ენერგიის დიდი ხარჯვა, რაც იწვევს სხეულის ტემპერატურის დაქვეითებას. ასე ინახება სხეულის სითბოს ბალანსი.

წყალი ინარჩუნებს ორგანიზმის მჟავა-ტუტოვან ბალანსს. ქსოვილებისა და ორგანოების უმეტესობა ძირითადად წყლისგან შედგება. ორგანიზმში საერთო მჟავა-ტუტოვანი ბალანსის დაცვა არ გამორიცხავს pH მნიშვნელობებში დიდ განსხვავებებს სხვადასხვა ორგანოებისა და ქსოვილებისთვის. წყალბადის მნიშვნელოვანი ნაერთია წყალბადის ზეჟანგი H2O2 (ტრადიციულად უწოდებენ წყალბადის ზეჟანგს). H2O2 აჟანგებს უჯრედის მემბრანების ლიპიდურ ფენას, ანადგურებს მას.

5. კალიუმის როლი ადამიანის სხეულში

კალიუმი მრავალი მეტაბოლური პროცესის სავალდებულო მონაწილეა. კალიუმი მნიშვნელოვანია გულის კუნთის - მიოკარდიუმის შეკუმშვის ავტომატიზმის შესანარჩუნებლად; უზრუნველყოფს უჯრედებიდან ნატრიუმის იონების მოცილებას და მათ ჩანაცვლებას კალიუმის იონებით, რასაც თავის მხრივ თან ახლავს ორგანიზმიდან ჭარბი სითხის ამოღება.

სხვა კალიუმის პროდუქტებთან შედარებით, გარგრის ჩირი, ლეღვი, ფორთოხალი, მანდარინი, კარტოფილი (500 გრ კარტოფილი უზრუნველყოფს დღიურ მოთხოვნილებას), ხმელი ატამი, ტურპები, ვარდის თეძოები, შავი და წითელი მოცხარი, მარწყვი, საზამთრო, ნესვი, სოიო, ალუბლის ქლიავი, ახალი კიტრი, ბრიუსელის კომბოსტო, ნიგოზი და თხილი, ოხრახუში, ქიშმიში, ქლიავი, ჭვავის პური, შვრიის ფაფა.

კალიუმზე დღიური მოთხოვნილება ზრდასრული ადამიანისთვის შეადგენს 2-3 გ დღეში, ხოლო ბავშვისთვის - 16-30 მგ კგ წონაზე. კალიუმის საჭირო მინიმალური რაოდენობა ადამიანისთვის დღეში არის დაახლოებით 1 გ.ნორმალური დიეტით კალიუმზე დღიური მოთხოვნილება სრულად დაკმაყოფილებულია, მაგრამ ასევე აღინიშნება კალიუმის მიღების სეზონური რყევები. ასე რომ, გაზაფხულზე მისი მოხმარება დაბალია - დაახლოებით 3 გ დღეში, ხოლო შემოდგომაზე მაქსიმალური მოხმარება 5-6 გ დღეში.

თუ გავითვალისწინებთ თანამედროვე ადამიანების ტენდენციებს, მოიხმარონ დიდი რაოდენობით მარილი საკვებთან ერთად, იზრდება კალიუმის მოთხოვნილებაც, რომელსაც შეუძლია ორგანიზმზე ჭარბი ნატრიუმის მავნე ზემოქმედების განეიტრალება.

საკვებიდან კალიუმის ნაკლებობამ შეიძლება გამოიწვიოს დისტროფია დიეტაში ცილის ნორმალური შემცველობითაც კი. კალიუმის ცვლის დარღვევა ვლინდება თირკმელებისა და გულ-სისხლძარღვთა სისტემის ქრონიკულ დაავადებებში, კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის დაავადებებში (განსაკუთრებით დიარეასთან და ღებინებასთან ერთად), ენდოკრინული ჯირკვლების და სხვა პათოლოგიების დროს.

ორგანიზმში კალიუმის ნაკლებობა, უპირველეს ყოვლისა, ვლინდება ნეირომუსკულური და გულ-სისხლძარღვთა სისტემების დარღვევით (ძილიანობა, მოძრაობის დარღვევა, კიდურების კანკალი, ნელი გულისცემა). კალიუმის პრეპარატები გამოიყენება სამკურნალო მიზნებისთვის.

კალიუმის ჭარბი რაოდენობა გაცილებით იშვიათად შეინიშნება, მაგრამ უკიდურესად სახიფათო მდგომარეობაა: კიდურების მბზინავი დამბლა, გულ-სისხლძარღვთა სისტემის ცვლილებები. ეს მდგომარეობა შეიძლება გამოვლინდეს მძიმე დეჰიდრატაციით, ჰიპერკორტიზოლიზმით თირკმლის ფუნქციის დარღვევით და პაციენტში დიდი რაოდენობით კალიუმის შეყვანით.

გოგირდი ადამიანის ორგანიზმში არის უჯრედების, ორგანოს ქსოვილების, ფერმენტების, ჰორმონების, კერძოდ, ინსულინის, პანკრეასის ყველაზე მნიშვნელოვანი ფერმენტის და გოგირდის შემცველი ამინომჟავების შეუცვლელი კომპონენტი; უზრუნველყოფს ცილის მოლეკულების სივრცულ ორგანიზაციას, რომელიც აუცილებელია მათი ფუნქციონირებისთვის, იცავს უჯრედებს, ქსოვილებს და ბიოქიმიური სინთეზის გზებს დაჟანგვისგან და მთელ სხეულს უცხო ნივთიერებების ტოქსიკური ზემოქმედებისგან. საკმაოდ ბევრია ნერვულ, შემაერთებელ, ძვლოვან ქსოვილებში. გოგირდი არის კოლაგენის სტრუქტურული ცილის კომპონენტი. ორგანიზმის გოგირდით შევსებას უზრუნველყოფს სწორად ორგანიზებული კვებით, რომელიც მოიცავს ხორცს, ქათმის კვერცხს, შვრიის ფაფას და წიწიბურას, ფქვილის პროდუქტებს, რძეს, ყველს, პარკოსნებსა და კომბოსტოს.

მიუხედავად მრავალი კვლევებისა, გოგირდის როლი ორგანიზმის სასიცოცხლო აქტივობის უზრუნველსაყოფად ბოლომდე არ არის ახსნილი. ამრიგად, მაშინ როდესაც არ არსებობს რაიმე სპეციფიკური დარღვევების მკაფიო კლინიკური აღწერა, რომელიც დაკავშირებულია ორგანიზმში გოგირდის არასაკმარის მიღებასთან. ამავდროულად ცნობილია აციდოამინოპათიები - დარღვევები, რომლებიც დაკავშირებულია გოგირდის შემცველი ამინომჟავების მეტაბოლიზმის დარღვევასთან (ჰომოცისტინურია, ცისტაციონურია). ასევე არსებობს ვრცელი ლიტერატურა, რომელიც ეხება გოგირდის ნაერთებით მწვავე და ქრონიკული ინტოქსიკაციის კლინიკას.

გოგირდის დეფიციტის ძირითადი გამოვლინებები:

ღვიძლის დაავადების სიმპტომები

· სახსრების დაავადებების სიმპტომები;

კანის დაავადებების სიმპტომები;

ორგანიზმში დეფიციტის სხვადასხვა და მრავალრიცხოვანი გამოვლინებები და ბიოლოგიურად აქტიური გოგირდის შემცველი ნაერთების მეტაბოლური დარღვევები.

ორგანიზმში გოგირდის შემცველობის გაზრდა.

ჩასუნთქულ ჰაერში წყალბადის სულფიდის მაღალი კონცენტრაციის დროს ინტოქსიკაციის კლინიკური სურათი ძალიან სწრაფად ვითარდება, კრუნჩხვები, გონების დაკარგვა და სუნთქვის გაჩერება ხდება რამდენიმე წუთში. მომავალში მოწამვლის შედეგები შეიძლება გამოვლინდეს მუდმივი თავის ტკივილით, ფსიქიკური აშლილობით, დამბლათ, სასუნთქი სისტემის და კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის ფუნქციების დარღვევით.

დადგენილია, რომ წვრილად დაფქული გოგირდის პარენტერალურად შეყვანა ზეთის ხსნარში 1-2 მლ ოდენობით თან ახლავს ჰიპერთერმიას ჰიპერლეიკოციტოზით და ჰიპოგლიკემიით. ითვლება, რომ პარენტერალურად მიღებისას გოგირდის იონების ტოქსიკურობა 200-ჯერ მეტია, ვიდრე ქლორიდის იონების.

გოგირდის ნაერთების ტოქსიკურობა, რომლებიც შევიდნენ კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში, დაკავშირებულია მათ გარდაქმნას ნაწლავის მიკროფლორის მიერ წყალბადის სულფიდად, უაღრესად ტოქსიკურ ნაერთად.

გაკვეთის დროს გოგირდით მოწამვლის შემდეგ გარდაცვალების შემთხვევაში აღინიშნება ემფიზემის ნიშნები, თავის ტვინის ანთება, მწვავე კატარალური ენტერიტი, ღვიძლის ნეკროზი, სისხლდენა (პეტექია) მიოკარდიუმში.

ქრონიკული ინტოქსიკაციით (ნახშირბადის დისულფიდი, გოგირდის დიოქსიდი), ფსიქიკური დარღვევები, ნერვული სისტემის ორგანული და ფუნქციური ცვლილებები, კუნთების სისუსტე, მხედველობის დაქვეითება და სხეულის სხვა სისტემების აქტივობის სხვადასხვა დარღვევები.

ბოლო ათწლეულების განმავლობაში გოგირდის შემცველი ნაერთები (სულფიტები), რომლებსაც უმატებენ ბევრ საკვებს, ალკოჰოლურ და უალკოჰოლო სასმელებს კონსერვანტების სახით, გახდა ადამიანის ორგანიზმში ჭარბი გოგირდის ერთ-ერთი წყარო. განსაკუთრებით ბევრი სულფიტებია შებოლილ ხორცში, კარტოფილში, ახალ ბოსტნეულში, ლუდში, სიდრი, მზა სალათებში, ძმარში, ღვინის საღებავებში. არ არის გამორიცხული, რომ სულფიტების მოხმარება ნაწილობრივ ბრონქული ასთმის სიხშირის გაზრდის ბრალია. მაგალითად, ცნობილია, რომ ბრონქული ასთმის მქონე პაციენტების 10%-ს აღენიშნება ჰიპერმგრძნობელობა სულფიტების მიმართ (ანუ ისინი მგრძნობიარენი არიან სულფიტის მიმართ). ორგანიზმზე სულფიტების უარყოფითი ზემოქმედების შესამცირებლად რეკომენდებულია რაციონში ყველის, კვერცხის, ცხიმოვანი ხორცისა და ფრინველის შემცველობის გაზრდა.

ჭარბი გოგირდის ძირითადი გამოვლინებები:

კანის ქავილი, გამონაყარი, ფურუნკულოზი;

კონიუნქტივის სიწითლე და შეშუპება;

რქოვანაზე მცირე წერტილოვანი დეფექტების გამოჩენა;

წარბების და წარბების ტკივილი, თვალებში ქვიშის შეგრძნება;

ფოტოფობია, ლაკრიმაცია;

ზოგადი სისუსტე, თავის ტკივილი, თავბრუსხვევა, გულისრევა;

ზედა სასუნთქი გზების კატარი, ბრონქიტი;

სმენის დაქვეითება

საჭმლის მომნელებელი დარღვევები, დიარეა, წონის დაკლება;

ანემია

კრუნჩხვები და გონების დაკარგვა (მწვავე ინტოქსიკაციით);

ფსიქიკური დარღვევები, ინტელექტის დაქვეითება.

უაღრესად მნიშვნელოვანია გოგირდის როლი ადამიანის ორგანიზმში და გოგირდის ცვლის დარღვევას თან ახლავს მრავალი პათოლოგია. იმავდროულად, ამ დარღვევების კლინიკა არასაკმარისად არის განვითარებული. უფრო ზუსტად, ადამიანის ჯანმრთელობის დარღვევის სხვადასხვა „არასპეციფიკური“ გამოვლინებები კლინიცისტებს ჯერ არ უკავშირდება გოგირდის მეტაბოლიზმის დარღვევებთან.

7. კალციუმის როლი ადამიანის სხეულში

კალციუმი უშუალოდ მონაწილეობს ყველაზე რთულ პროცესებში, როგორიცაა სისხლის შედედება; უჯრედშიდა პროცესების რეგულირება; უჯრედის მემბრანის გამტარიანობის რეგულირება; ნერვული გამტარობის და კუნთების შეკუმშვის პროცესების რეგულირება; სტაბილური გულის აქტივობის შენარჩუნება; ძვლის ფორმირება, კბილების მინერალიზაცია.

კალციუმი სხეულის მნიშვნელოვანი ნაწილია; მისი მთლიანი შემცველობა არის დაახლოებით 1,4% (1000 გრ 70 კგ სხეულის მასაზე). ორგანიზმში კალციუმი არათანაბრად ნაწილდება: მისი ოდენობის დაახლოებით 99% ძვლოვან ქსოვილშია და მხოლოდ 1% გვხვდება სხვა ორგანოებსა და ქსოვილებში. კალციუმი ორგანიზმიდან გამოიყოფა ნაწლავებითა და თირკმელებით.

გარდა ამისა, საკვებში კალციუმის ხანგრძლივი ნაკლებობა არასასურველ გავლენას ახდენს გულის კუნთის აგზნებადობაზე და მისი შეკუმშვის რიტმზე.

იმისდა მიუხედავად, რომ ადამიანების უმრავლესობის დიეტაში საკმარისია კალციუმის შემცველი საკვები, ბევრი ადამიანი განიცდის კალციუმის დეფიციტს. მიზეზი ის არის, რომ კალციუმი ძნელად ასათვისებელია.

უპირველეს ყოვლისა, უნდა აღინიშნოს, რომ თერმული დამუშავებისას კალციუმი იკარგება (მაგალითად, ბოსტნეულის მომზადებისას - 25%). კალციუმის დაკარგვა უმნიშვნელო იქნება, თუ მოხმარდება წყალი, რომელშიც ბოსტნეული იხარშება.

ისიც უნდა გვახსოვდეს, რომ ნაწლავებში კალციუმის შეწოვას აფერხებს ფიტინის მჟავა, რომელიც ყველაზე მეტად გვხვდება ჭვავის პურში და ოქსილის მჟავა, რომელიც უხვად არის მჟაუნაში, კაკაოში. კალციუმის გამოყენება ცხიმებით მდიდარი საკვებით რთულია. კალციუმის „მტრები“ არიან ლერწმის შაქარი, შოკოლადი და კაკაო.

კალციუმის დეფიციტის ძირითადი გამოვლინებები.

კალციუმის დეფიციტის შედეგები შეიძლება გამოვლინდეს როგორც მთელი ორგანიზმის, ასევე მისი ინდივიდუალური სისტემების დონეზე:

ზოგადი სისუსტე, მომატებული დაღლილობა;

ტკივილი, კუნთების კრუნჩხვები

ძვლის ტკივილი, სიარულის დარღვევა;

ზრდის პროცესების დარღვევა;

ჰიპოკალციემია, ჰიპოკალცინოზი;

ჩონჩხის დეკალციფიკაცია, დეფორმირებადი ოსტეოართრიტი, ოსტეოპოროზი, ხერხემლის დეფორმაცია, ძვლის მოტეხილობები;

· უროლიტიზის დაავადება;

კაშინ-ბეკის დაავადება;

იმუნიტეტის დარღვევები;

შემცირდა სისხლის შედედება, სისხლდენა.

გაზრდილი კალციუმის შემცველობა ორგანიზმში.

კალციუმის ტოქსიკური მოქმედება ვლინდება მხოლოდ ხანგრძლივი გამოყენებისას და, როგორც წესი, ამ ბიოელემენტის მეტაბოლიზმის დარღვევის მქონე პირებში (მაგ. ჰიპერპარათირეოზის დროს). მოწამვლა შეიძლება მოხდეს დღეში 2,5 გ-ზე მეტი კალციუმის რეგულარული მოხმარებით.

ჭარბი კალციუმის ძირითადი გამოვლინებები:

ჩონჩხის კუნთების და ნერვული ბოჭკოების აგზნებადობის დათრგუნვა;

გლუვი კუნთების ტონის დაქვეითება;

ჰიპერკალციემია, კალციუმის მომატება სისხლის პლაზმაში;

კუჭის წვენის მომატებული მჟავიანობა, ჰიპერაციდული გასტრიტი, კუჭის წყლული;

კალცინოზი, კალციუმის დეპონირება ორგანოებსა და ქსოვილებში (კანში და კანქვეშა ქსოვილში; შემაერთებელი ქსოვილი ფასციების გასწვრივ, მყესები, აპონევროზები; კუნთები; სისხლძარღვების კედლები; ნერვები);

ბრადიკარდია, სტენოკარდია;

პოდაგრა, ტუბერკულოზური კერების კალციფიკაცია და სხვ.;

შარდში კალციუმის მარილების შემცველობის გაზრდა;

ნეფროკალცინოზი, თირკმლის კენჭოვანი დაავადება;

სისხლის შედედების გაზრდა;

ფარისებრი ჯირკვლისა და პარათირეოიდული ჯირკვლების დისფუნქციის განვითარების რისკი, აუტოიმუნური თირეოიდიტი;

ფოსფორის, მაგნიუმის, თუთიის, რკინის გამოდევნა ორგანიზმიდან.

ყველაზე ადვილად ასათვისებელია რძისა და რძის პროდუქტების კალციუმი (კარაქის გარდა) ბოსტნეულთან და ხილთან ერთად. დღიური მოთხოვნილების დასაკმაყოფილებლად საკმარისია 0,5ლ რძე ან 100გრ ყველი. სხვათა შორის, რძე არა მხოლოდ კალციუმის შესანიშნავი წყაროა, არამედ ხელს უწყობს სხვა პროდუქტებში შემავალი კალციუმის შეწოვას.

კალციუმის შეწოვისთვის ძალიან მნიშვნელოვანია D ვიტამინის არსებობა რაციონში, რომელიც ანეიტრალებს სხვადასხვა კალციფიკაციის საწინააღმდეგო ნივთიერებების მოქმედებას და წარმოადგენს ფოსფორ-კალციუმის ცვლის მარეგულირებელს.

ქიმიური ბიოლოგიური ორგანოგენური ჟანგბადი

დასკვნა

ყველა ცოცხალ ორგანიზმს მჭიდრო კონტაქტი აქვს გარემოსთან. სიცოცხლე ორგანიზმში მუდმივ მეტაბოლიზმს მოითხოვს. ორგანიზმში ქიმიური ელემენტების მიღებას ხელს უწყობს საკვები და მოხმარებული წყალი. სხეული შედგება 60% წყლის, 34% ორგანული და 6% არაორგანული ნივთიერებებისგან. ორგანული ნივთიერებების ძირითადი კომპონენტებია C, H, O. მათ შორისაა N, P, S. არაორგანული ნივთიერებების შემადგენლობა აუცილებლად შეიცავს 22 ქიმიურ ელემენტს (იხ. ცხრილი No1). მაგალითად, თუ ადამიანი იწონის 70 კგ-ს, მაშინ ის შეიცავს (გრამებში): Ca - 1700, K - 250, Na -70, Mg - 42, Fe - 5, Zn - 3. ლითონები შეადგენს 2,1 კგ. IIIA-VIA ჯგუფების ელემენტების სხეულში შემცველობა, რომელიც კოვალენტურად არის დაკავშირებული მოლეკულების ორგანულ ნაწილთან, მცირდება D.I. მენდელეევის პერიოდული სისტემის ამ ჯგუფის ატომების ბირთვის მუხტის მატებასთან ერთად.

ელემენტების ბიოლოგიური როლის შესახებ ცოდნის ამჟამინდელი მდგომარეობა შეიძლება დავახასიათოთ, როგორც ამ პრობლემის ზედაპირული შეხება. დაგროვდა უამრავი ფაქტობრივი მონაცემი ბიოსფეროს სხვადასხვა კომპონენტში ელემენტების შემცველობაზე, ორგანიზმის პასუხებზე მათ დეფიციტსა და სიჭარბეზე. შედგენილია ბიოგეოქიმიური ზონირებისა და ბიოგეოქიმიური პროვინციების რუკები. მაგრამ არ არსებობს ზოგადი თეორია ბიოსფეროში მიკროელემენტების ფუნქციის, მოქმედების მექანიზმისა და როლის გათვალისწინებით.

ჩვეულებრივი მიკროელემენტები, როდესაც მათი კონცენტრაცია ორგანიზმში აღემატება ბიოტურ კონცენტრაციას, ავლენენ ტოქსიკურ ეფექტს სხეულზე. ტოქსიკური ელემენტები ძალიან დაბალი კონცენტრაციით არ ახდენენ მავნე ზემოქმედებას მცენარეებსა და ცხოველებზე. მაგალითად, დარიშხანს მიკროკონცენტრაციებში აქვს ბიოსტიმულატორული ეფექტი. აქედან გამომდინარე, არ არსებობს ტოქსიკური ელემენტები, მაგრამ არის ტოქსიკური დოზები. ამრიგად, ელემენტის მცირე დოზები წამალია, დიდი დოზები - შხამი. "ყველაფერი შხამია და არაფერია შხამის გარეშე, მხოლოდ ერთი დოზა ხდის შხამს უხილავს" - პარაცელსუსი. მიზანშეწონილია გავიხსენოთ ტაჯიკი პოეტის რუდაკის სიტყვები: „რაც დღეს ნარკოტიკად ითვლება, ხვალ საწამლავად იქცევა“.

ბიბლიოგრაფია

1. Avtsyn A.P., Zhavoronkov A.A. და ადამიანის სხვა კვალი ელემენტები. -მ.: მედიცინა, 1991. -496გვ.

ერშოვი Yu.A., Popkov V.A., Berlyand A.S., Knizhnik A.Z., Mikhailichenko N.I. ზოგადი ქიმია. ბიოფიზიკური ქიმია. ბიოგენური ელემენტების ქიმია. -მ.: უმაღლესი სკოლა, 1993. -560გვ.

ერშოვი იუ.ა., პლეტნევა ტ.ვ. არაორგანული ნაერთების ტოქსიკური მოქმედების მექანიზმები. -მ.: მედიცინა, 1989. -272გვ.

ჟოლნინი A.V. რთული ნაერთები. ჩელიაბინსკი: ChGMA, 2000. -28 გვ.

Bingham FG, Costa M., Eichenberg E. et al. ზოგიერთი შეკითხვა ლითონის იონების ტოქსიკურობის შესახებ. -მ.: მედიცინა, 1993. -368გვ.

Fremantle M. Chemistry in action. -მ.: მირი, 1991. ვ.2, 620 გვ.

Hughes M. ბიოლოგიური პროცესების არაორგანული ქიმია. -მ.: მირი, 1983. - 416გვ.

ჟოლნინი A.V., Arbuzina R.F., Konstanz E.V., Rylnikova G.I. მეთოდური სახელმძღვანელო ლაბორატორიული კვლევებისთვის ზოგად ქიმიაში. ნაწილი II. -ჩელიაბინსკი: ChGMA, 1993 -176 გვ.

ენტეროსორბცია. / ქვეშ. რედ. პროფ. ᲖᲔ. ბელიაკოვა. სორბციის ტექნოლოგიის ცენტრი. - ლ., 1991. - 336გვ.

სილიკონი

სილიციუმი ასევე აუცილებელი კვალი ელემენტია. ეს დადასტურდა ვირთხების კვების საგულდაგულო შესწავლით სხვადასხვა დიეტის გამოყენებით. ვირთხებმა შესამჩნევად მოიმატეს წონა, როდესაც მათ დიეტას დაემატა ნატრიუმის მეტასილიკატი (Na2(SiO)3. 9H2O) (50მგ 100გრ-ზე). ქათმებსა და ვირთხებს სჭირდებათ სილიციუმი ჩონჩხის ზრდისა და განვითარებისთვის. სილიციუმის ნაკლებობა იწვევს ძვლებისა და შემაერთებელი ქსოვილის სტრუქტურის დარღვევას. როგორც გაირკვა, სილიციუმი იმყოფება ძვლის იმ ადგილებში, სადაც ხდება აქტიური კალციფიკაცია, მაგალითად, ძვლის წარმომქმნელ უჯრედებში, ოსტეობლასტებში. ასაკთან ერთად, უჯრედებში სილიციუმის კონცენტრაცია მცირდება.

ცოტა რამ არის ცნობილი იმ პროცესების შესახებ, რომლებშიც სილიციუმი მონაწილეობს ცოცხალ სისტემებში. იქ ის არის სილიციუმის მჟავის სახით და, სავარაუდოდ, მონაწილეობს ნახშირბადის ჯვარედინი კავშირში. ადამიანებში ჭიპლარის ჰიალურონის მჟავა აღმოჩნდა სილიკონის ყველაზე მდიდარი წყარო. იგი შეიცავს 1,53 მგ თავისუფალ და 0,36 მგ შეკრულ სილიკონს გრამზე.

სელენი

სელენის ნაკლებობა იწვევს კუნთების უჯრედების სიკვდილს და იწვევს კუნთების უკმარისობას, განსაკუთრებით გულის უკმარისობას. ამ პირობების ბიოქიმიურმა შესწავლამ გამოიწვია ფერმენტ გლუტათიონ პეროქსიდაზას აღმოჩენა, რომელიც ანადგურებს პეროქსიდებს, სელენის ნაკლებობა იწვევს ამ ფერმენტის კონცენტრაციის შემცირებას, რაც თავის მხრივ იწვევს ლიპიდების დაჟანგვას. ცნობილია სელენის უნარი, დაიცვას ვერცხლისწყლით მოწამვლა. გაცილებით ნაკლებად ცნობილია ის ფაქტი, რომ არსებობს კორელაცია მაღალი დიეტური სელენისა და კიბოს დაბალ სიკვდილიანობას შორის. სელენი შედის ადამიანის დიეტაში წელიწადში 55 110 მგ ოდენობით, ხოლო სისხლში სელენის კონცენტრაცია არის 0.09 0.29 მკგ/სმ. პერორალურად მიღებისას სელენი კონცენტრირდება ღვიძლში და თირკმელებში. მსუბუქი ლითონებით ინტოქსიკაციის წინააღმდეგ სელენის დამცავი ეფექტის კიდევ ერთი მაგალითია კადმიუმის ნაერთებით მოწამვლისგან დაცვა. გაირკვა, რომ, როგორც ვერცხლისწყლის შემთხვევაში, სელენი აიძულებს ამ ტოქსიკურ იონებს მიბმას იონურ აქტიურ ცენტრებთან, რომლებზეც არ მოქმედებს მათი ტოქსიკური ეფექტი.

დარიშხანი

ქლორი და ბრომი

არსებობს გარკვეული ეჭვი ბრომის, როგორც მიკროელემენტის როლზე, თუმცა მისი სედატიური ეფექტი საიმედოდ არის ცნობილი.

ფტორი

ფტორი აბსოლუტურად აუცილებელია ნორმალური ზრდისთვის და მისი დეფიციტი ანემიას იწვევს. დიდი ყურადღება დაეთმო ფტორის მეტაბოლიზმს კბილის კარიესის პრობლემასთან დაკავშირებით, რადგან ფტორი იცავს კბილებს კარიესისგან.

კბილის კარიესი საკმარისად დეტალურად არის შესწავლილი. ის იწყება კბილის ზედაპირზე ლაქის წარმოქმნით. ბაქტერიების მიერ წარმოქმნილი მჟავები ხსნის კბილის მინანქარს ლაქის ქვეშ, მაგრამ, უცნაურად საკმარისია, არა მისი ზედაპირიდან. ხშირად ზედა ზედაპირი ხელუხლებელი რჩება, სანამ მის ქვემოთ მდებარე ტერიტორიები მთლიანად არ განადგურდება. ვარაუდობენ, რომ ამ ეტაპზე ფტორის იონს შეუძლია ხელი შეუწყოს მადის წარმოქმნას. ამრიგად, შესრულებულია დაწყებული ზიანის რემინელიზაცია.

ფტორს იყენებენ კბილის მინანქრის დაზიანების თავიდან ასაცილებლად. ფტორი შეიძლება დაემატოს კბილის პასტას ან წაისვათ პირდაპირ კბილებზე. სასმელ წყალში კარიესის თავიდან ასაცილებლად საჭირო ფტორის კონცენტრაცია დაახლოებით 1 მგ/ლ-ია, მაგრამ მოხმარების დონე მხოლოდ ამაზე არ არის დამოკიდებული. ფტორის მაღალი კონცენტრაციის გამოყენებამ (8 მგ/ლ-ზე მეტი) შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს ძვლოვანი ქსოვილის ფორმირების დელიკატურ წონასწორობის პროცესებზე. ფტორის გადაჭარბებული შეწოვა იწვევს ფლუოროზს. ფლუოროზი იწვევს ფარისებრი ჯირკვლის ფუნქციონირების დარღვევას, ზრდის შეფერხებას და თირკმელების დაზიანებას. სხეულზე ფტორის ხანგრძლივი ზემოქმედება იწვევს ორგანიზმის მინერალიზაციას. შედეგად, ძვლები დეფორმირებულია, რაც შეიძლება ერთად გაიზარდოს და ლიგატები კალციფიცირებულია.

იოდი

არალითონ-ორგანოგენები (O, C, H, N, P, S), ისევე როგორც ჰალოგენები, ქმნიან ბუნების მთავარ ბიოგეოქიმიურ ციკლებს. ამ არამეტალების მარტივი არაორგანული ნაერთები (H2 O, CO, CO2, NH3, NO2, SO2, H2 SO4, H3 PO4 და ა.შ.) არის ადამიანებისა და ცხოველების ნარჩენები. ამ ციკლების ფრაგმენტები არის ორგანოგენების ზოგიერთი ნაერთის სხვაში გადაქცევა სხვადასხვა ტიპის ბაქტერიების მონაწილეობით, მაგალითად, ნიადაგში, გადასვლები H2 → H2 O, CO → CO2, N2 → NH3, NH3 → NO2, NO3. - → NO2, NO3 - → NH3, S → S2 O3 2- → SO2 → SO4 2- . ორგანული ელემენტების დალაგებით მათი შემცველობის კლებადობით (წონაში%) მივიღებთ: O > C > H > N > P > S. ამ სერიის მიხედვით და არა პერიოდული სისტემის ჯგუფებისადმი ტრადიციული მიმართვის მიხედვით, ჩვენ ვიღებთ: განიხილავს არალითონ-ორგანოგენების თვისებებს.

4.1. ჟანგბადი

ჟანგბადი არის ელემენტი, რომელიც უზრუნველყოფს სიცოცხლეს დედამიწაზე. ატმოსფერო შეიცავს დაახლოებით 20,8% ჟანგბადს. ჰაერის ფოლადის კომპონენტებია ჭარბობს აზოტი N2 (78.08%), ასევე Ar (0.93%), CO2 (0.02 - 0.04%), Ne (1.92 10-3%), He (5.24 10-4%), Kr (1,14 10-4%), H2 (5,0 10-5%), Xe (8,7 10-6%). უნდა აღინიშნოს, რომ შინაარსი

ატმოსფეროში ჟანგბადი საოცრად მუდმივი რჩება, მიუხედავად სუნთქვისა და წვის ყველა ჟანგვითი პროცესისა, რომელიც ხდება დედამიწაზე. დედამიწის ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობის მუდმივობის შენარჩუნების მთავარი ფაქტორი არის ფოტოსინთეზი და მთავარი წვლილი მიუძღვის არა ხმელეთის მწვანე მცენარეებს, არამედ მსოფლიო ოკეანეების პლანქტონს და წყალმცენარეებს, რომლებიც გამოშვებული ჟანგბადის დაახლოებით 80%-ს შეადგენს. ზოგადად, დედამიწაზე სიცოცხლე შესაძლებელია მხოლოდ ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობის საკმაოდ ვიწრო დიაპაზონში: 13-დან 30%-მდე. 13%-ზე ნაკლები ჟანგბადის შემცველობისას აერობული არსებები (ანუ ჟანგბადის გამოყენებისას) იღუპებიან, ხოლო 30%-ზე მაღალი ჟანგბადის და წვის პროცესები იმდენად ინტენსიურია, რომ სველ ქსოვილსაც კი შეუძლია ცეცხლი წაიღოს. პირველი ელვისებური დარტყმა მიწაზე ყველაფერს ფერფლად აქცევს.

მრავალი ცოცხალი ორგანიზმისთვის მეტაბოლიზმის (მეტაბოლიზმის) მნიშვნელოვანი ნაწილია სუნთქვის ციკლი, რაც იწვევს მრავალი ნივთიერების სწრაფ წარმოქმნას. ასე რომ, ამოსუნთქულ ჰაერში, გარდა CO2-ისა, მცირე რაოდენობით შეიცავს ნახშირწყალბადებს, სპირტებს, ამიაკს, ჭიანჭველა მჟავას HCOOH, ძმარმჟავას CH3 COOH, ფორმალდეჰიდს HCHO, ზოგჯერ აცეტონს (CH3) 2 CO. როდესაც ადამიანი იშვიათ ჰაერში სუნთქავს 10 კმ სიმაღლეზე, მასში ჟანგბადის ნაკლებობის გამო, აირების ამოსუნთქულ ნარევში მკვეთრად იზრდება ამიაკის, ამინების, ფენოლის, აცეტონის შემცველობა და ჩნდება წყალბადის სულფიდიც კი.

ჟანგბადის გარეშე, მრავალი და უაღრესად მნიშვნელოვანი სასიცოცხლო პროცესი, განსაკუთრებით სუნთქვა, შეუძლებელია. მხოლოდ რამდენიმე მცენარეს და უმარტივეს ცხოველს შეუძლია ჟანგბადის გარეშე და ამიტომ მათ ანაერობულს უწოდებენ. ცოცხალ ორგანიზმებში ჟანგბადი იხარჯება სხვადასხვა ნივთიერების დაჟანგვაზე, ხოლო ძირითადი პროცესია ჟანგბადის რეაქცია წყალბადის ატომებთან წყლის წარმოქმნით, რის შედეგადაც გამოიყოფა ენერგიის მნიშვნელოვანი რაოდენობა. აერობული ორგანიზმები ასევე იღებენ ენერგიას უჯრედებსა და ქსოვილებში საკვები ნივთიერებების დაჟანგვით CO2, H2O,

(NH2)2CO.

ნორმალური სუნთქვის დროს, ფილტვებში შემავალი მოლეკულური ჟანგბადი მცირდება წყალში: O2 + 4H+ + 4e 2H2 O და H+ იონები ელექტრონებთან ერთად გამოიყოფა, როდესაც სხეულის ორგანული სუბსტრატი კარგავს H ატომებს: [სუბსტრატი (4H)] → 4H + სუბსტრატი → 4H + + 4e + სუბსტრატი. პათოლოგიის დროს ხდება არასრული აღდგენა: O2 + 2H + + 2e H2 O2 ან O2 + e O2 -. ამ რადიკალს ე.წ

არის სუპეროქსიდის რადიკალი (SOP). ის შეიძლება სასარგებლო იყოს, როდესაც ის ანადგურებს უჯრედებს, რომლებიც უკონტროლოდ იზრდებიან, მაგრამ ასევე შეიძლება იყოს ძალიან ტოქსიკური, როდესაც ანადგურებს ჯანმრთელი უჯრედების უჯრედულ მემბრანებს, რომლებიც ორგანიზმს სჭირდება. გარდა ამისა, COP-ის მავნე მოქმედება არის ის, რომ ის ააქტიურებს ფერმენტებს, ახდენს პოლისაქარიდების დეპოლიმერიზაციას და იწვევს დნმ-ის სტრუქტურის ერთჯერადი რღვევებს. ორგანიზმის ნებისმიერ ნივთიერებას, რომელსაც აქვს შესაბამისი პოტენციალი, შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს O2-ის შუალედურ ნელ ერთელექტრონულ შემცირებაში COP-მდე. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება H2 O2, რომელიც ერთელექტრონული შემცირების შემდეგ ეტაპზე იძლევა მაღალრეაქტიულ ჰიდროქსიდის რადიკალს OH, რომელიც სწრაფად აჟანგებს უჯრედის ნებისმიერ ნივთიერებას. ჰიდროფობიური O2 მოლეკულა ადვილად გადადის უჯრედში ჰიდროფობიური ლიპიდური მემბრანების მეშვეობით და იწყებს ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვას O2 - და OH რადიკალებად. ეს პოლარული რადიკალები "ჩაკეტილია" უჯრედში, რადგან მათ არ შეუძლიათ უკან დაბრუნება უჯრედის მემბრანების მეშვეობით. მათი "აგრესიულობის" დასაბრუნებლად არის სპეციალური ფერმენტები სუპეროქსიდის დისმუტაზა, კატალაზა და პეროქსიდაზა. გარდა ამისა, არსებობს დაბალმოლეკულური ნივთიერებები - ანტიოქსიდანტები (მაგალითად, ვიტამინები A და E), რომლებიც არაფერმენტულად ანეიტრალებენ ამ საშიშ ნაწილაკებს. მაგალითად, COP ასევე აქტიურად არის დაკავშირებული Fe(3+) იონებით. ზოგჯერ COP-ის იზოლაცია სასარგებლოა, მაგალითად, ანტისიმსივნური ანტიბიოტიკები (ბლეომიცინი) ქმნიან კომპლექსს Mn + ლითონის იონებთან, რომლებიც კატალიზებენ O2-ის სწრაფ შემცირებას COP-მდე, რაც ანადგურებს სიმსივნეში დნმ-ს.

ჟანგბადის ალოტროპული მოდიფიკაცია - ოზონი O3. ატმოსფეროში ოზონი წარმოიქმნება ფოტოქიმიური რეაქციით O2 + O → hν → O3, ასევე ატომური აქტიური ჟანგბადი წარმოიქმნება NO + O2 → NO2 + O რეაქციის გამო. ატმოსფეროში ოზონის სასარგებლო ეფექტი მდგომარეობს იმაში, რომ ოზონი არა მხოლოდ შთანთქავს მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების ბიოლოგიურად აქტიურ და ამით საშიშ ნაწილს, არამედ მონაწილეობს ჩვენი პლანეტის ზედაპირის თერმული რეჟიმის ფორმირებაში. ის იჭერს დედამიწას გამომავალ სითბოს იმ სპექტრალურ ინტერვალებში („გამჭვირვალობის ფანჯრები“), სადაც CO2 და H2O ცუდად შთანთქავენ ამ სითბოს. ოზონი ძალიან ტოქსიკურია ადამიანისთვის. მისი მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაცია (MAC) ჰაერში არის 0,5 მგ/მ3. ოზონი ცვლის ფილტვების სტრუქტურას, თრგუნავს მათ ფუნქციებს, რითაც ამცირებს რეზისტენტობას რესპირატორული დაავადებების მიმართ. როგორც უძლიერესი ჟანგვის აგენტი (ფტორის შემდეგ მე-2 ადგილზეა), ოზონი ინტენსიურად ჟანგავს ამინომჟავებს და გოგირდის შემცველ ფერმენტებს.

(ცისტეინი HSCH2 CH(NH2)COOH, მეთიონინი CH3 SCH2 CH2 CH(NH2)COOH, ასევე ტრიპტოფანი C8 H6 NCH2 CH(NH2)COOH, ჰისტიდინი C3 H3 N2 CH(NH2)COOH, ტიროზინი CH2H6 HN4 COOH .

ამრიგად, მოლეკულური ჟანგბადი O2 არ არის ტოქსიკური ცოცხალი ორგანიზმებისთვის, განსხვავებით სხვა ფორმებისგან: ოზონი O3, აღგზნებული O2 მოლეკულა, OH რადიკალი, ატომური O, HO2 რადიკალი, COP O2 - .

4.2. Ნახშირბადის

ნახშირბადი ორგანიზმში შემცველობით (21%) და ცოცხალი ორგანიზმებისთვის მნიშვნელობით ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ორგანოგენია. ვინაიდან ეს სახელმძღვანელო სპეციალურად ეძღვნება ბიოორგანულ ქიმიას, ჩვენ არ შევეხებით ველური ბუნების ორგანულ ნაერთებს, რომლებიც ბიოორგანული ქიმიის შესწავლის საგანია. უმარტივესი ნახშირბადის ნაერთები, მაგალითად, თავისუფალი ნახშირბადი ჭვარტლის სახით და მისი ოქსიდი CO, ტოქსიკურია ადამიანისთვის. ჭვარტლთან ან ქვანახშირის მტვერთან ხანგრძლივი კონტაქტი იწვევს კანის კიბოს („საკვამური დაავადება“, როგორც ამას ადრე ეძახდნენ). ნახშირის უმცირესი მტვერი იწვევს ფილტვების სტრუქტურის ცვლილებას და, შესაბამისად, არღვევს მათ ფუნქციებს. უკიდურესად ტოქსიკურია CO ოქსიდი, რომლის ტოქსიკურ ეფექტს იწვევს ის ფაქტი, რომ CO სისხლის ჰემოგლობინს ~ 10 3-ჯერ უფრო ადვილად უერთდება, ვიდრე ჟანგბადი და, შესაბამისად, იწვევს დახრჩობას.

ნახშირორჟანგი CO2 იმყოფება ბიოსფეროში, როგორც სუნთქვისა და დაჟანგვის პროდუქტების პროდუქტი. CO და CO2-ის წლიური ემისია ატმოსფეროში არის 2108 და 9109 ტონა.

შესაბამისად (შედარებისთვის ნახშირწყალბადების გამოყოფა შეადგენს 8107 ტონას წელიწადში). CO2 წყალში ოდნავ ხსნადია, ამიტომ მისი არსებობა ბიოფლუიდებში უმნიშვნელოა. თუმცა მნიშვნელოვანი ფერმენტული რეაქცია CO2 + Cl- + H2 O → HCO3 - + H + + Cl- ხდება კუჭში, რის შედეგადაც ცილები იშლება მჟავე გარემოში. გაითვალისწინეთ, რომ ფერმენტების გარეშე, ეს რეაქცია საპირისპირო მიმართულებით მიმდინარეობს.

4.3. წყალბადი

წყალბადი ბუნებაში არის წყლისა და მრავალი ორგანული ნაერთის სახით (ცხრილი 1). წყალი ორგანიზმის მთავარი საცხოვრებელი გარემოა. ის ხსნის მეტაბოლურ პროცესებში ჩართულ ნივთიერებებს. სხეულის ორგანოებსა და ქსოვილებში წყლის შემცველობა საკმაოდ მაღალია:

ცხრილი 3

ქსოვილი, ორგანო, ბიო
თხევადი
Ტვინი
Ზურგის ტვინი







კუჭის წვენი

სისხლის პლაზმა


ცრემლსადენი სითხე

ადამიანის ფიზიოლოგიური გარემო არის 0,9% NaCl ხსნარი. წყალს აქვს მაღალი სპეციფიკური სითბო და, გარემოსთან ნელი სითბოს გაცვლის გამო, ინარჩუნებს სხეულის მუდმივ ტემპერატურას. როდესაც გადახურდება, წყალი ორთქლდება სხეულის ზედაპირიდან. წყლის აორთქლების მაღალი სიცხის გამო, ამ პროცესს თან ახლავს ენერგიის ხარჯები და სხეულის ტემპერატურა ეცემა. წყლის გარემოში ბუფერული სისტემების (კარბონატული, ფოსფატი და ჰემოგლობინი) გამო ორგანიზმის მჟავა-ტუტოვანი ბალანსი შენარჩუნებულია.

როგორც მე-3 ცხრილიდან ჩანს, სხეულის საშუალო pH შეესაბამება მარილის pH-ს და მერყეობს 6,8-დან 7,4-მდე. თუმცა, ცალკეულ ორგანოებსა და ქსოვილებს შეიძლება ჰქონდეს pH მნიშვნელობები, რომლებიც ძალიან განსხვავდება ფიზიოლოგიურისაგან. ასე რომ, კუჭში მჟავიანობა მაღალია, ხოლო pH არის 0,9 - 1,1. ეს აუცილებელია იმისთვის, რომ პეპსინის ფერმენტის მოქმედებით, რომელიც აქტიურია მჟავე გარემოში, საკვების ცილოვანი კომპონენტის პეპტიდები გაიყოს. ნაღველს აქვს ოდნავ ტუტე რეაქცია (pH 7,5 - 8,5), რაც აუცილებელია ცხიმების ტუტე ჰიდროლიზისთვის.

4.4. აზოტი

ცოცხალ ორგანიზმებში აზოტი იმყოფება სხვადასხვა ორგანული ნაერთების სახით: ამინომჟავები, პეპტიდები, პურინული ფუძეები და ა.შ., აგრეთვე თავისუფალი N2-ის სახით, რომელიც მოდის ჩასუნთქული ჰაერიდან. ბუნებაში აზოტის ციკლი მჭიდრო კავშირშია

უწოდებს გეოსფეროს და ბიოსფეროს, ადასტურებს მათ ერთიანობას. არსებობს მრავალი ბაქტერია, რომელსაც შეუძლია ადვილად გარდაქმნას ერთი აზოტის ნაერთი მეორეში და აზოტის ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებით. მაგალითად, თუ ტექნოლოგიაში ამიაკის სინთეზი ხორციელდება მძიმე პირობებში, მაშინ ბიოსფეროში ატმოსფერული N 2-ის შეერთება და მისი გადაქცევა NH3-ად უფრო ადვილი ფერმენტული გზით მიმდინარეობს ნიტროგენაზას მონაწილეობით:

N2 + 16ATP + 8e + 8H+ 2NH3 +16ADP +16[Р არაორგანულ ფოსფატებში] +Н2, სადაც ATP და ADP არის ადენოზინტრიფოსფატი და ადენოზინდიფოსფატი, შესაბამისად, და ითვლება, რომ ორიგინალური ATP არის კომპლექსის სახით. მგ. ამ რეაქციაში მონაწილე მიკროორგანიზმები გვხვდება ზოგიერთი მცენარის ფესვის კვანძებში, ასევე

ვ ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები. ფერმენტი nitrogenase, რომელიც შეიცავს ცილებს, ისევე როგორც Mo და Fe, აქტიურია მხოლოდ ანაერობულ პირობებში. კვლევებმა აჩვენა, რომ აღდგენისას

როდესაც N2 მცირდება NH3-მდე, NH=NH და NH2 -NH2 არ წარმოიქმნება. ეს ვარაუდობს, რომ ფერმენტზე სავარაუდოდ 2 აქტიური ცენტრია: ერთზე აზოტის მოლეკულა იყოფა, მეორეზე კი H ატომი კოორდინირებულია. ბუნებაში სხვა ურთიერთ გარდაქმნებიც ხდება.

აზოტის ნაერთები: NH3-ის ნიტრიფიკაცია ან დაჟანგვა NO2-მდე, აგრეთვე სასუქებიდან ნიტრატის იონების შემცირება მცენარეული ფერმენტების ან ანაერობული ბაქტერიების მოქმედებით.

რი NO2-მდე ან თუნდაც NH3-მდე. არაორგანული აზოტის ნაერთები ჩვეულებრივ ტოქსიკურია

ny, მარტივი ნივთიერების N2 და მცირე რაოდენობით N2 O-ის გარდა. ყოველწლიურად ატმოსფეროში გამოიყოფა ~ 5 107 ტონა სხვადასხვა აზოტის ოქსიდები NOx და ~ 107 ტონა აზოტის სხვა ნაერთები. NO მოლეკულა, თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, მიუხედავად ერთი შეხედვით

მარტივი ნივთიერებებისგან მისი წარმოქმნის სირთულე ატმოსფეროში დიდი რაოდენობითაა წარმოდგენილი. ითვლება, რომ წელიწადში 7107 ტონამდე ატმოსფერული N2 რეაგირებს O2-თან მაღალი ტემპერატურის პროცესების შედეგად, როგორიცაა სამრეწველო წვა და ტრანსპორტი. ნაჩვენებია, რომ აზოტის ოქსიდებს, ისევე როგორც ოზონს, შეუძლიათ ურთიერთქმედება საწვავის არასრული წვის პროდუქტებთან მაღალი დენის წარმოქმნით.

სინუს პეროქსონიტრატები RCOOONO2. ზედა ატმოსფეროში მზის გამოსხივების ზემოქმედებით, ხდება ფოტოქიმიური რეაქციები NOx-ის მონაწილეობით, რომლებიც კატალიზებულია იქ შემავალი მყარი მტვრის ნაწილაკებით. არა ადამიანის ორგანიზმში

იქმნება დღეში ~ 100 მგ ოდენობით არგინინიდან რეაქციის მიხედვით: NH \u003d C (NH2) - NH (CH2) 3 CH (NH2) COOH + 3 / 2O2 → NO-სინთეზის ფერმენტი → H2 NCONH (CH2) ) 3 CH (NH2) COOH + 2NO + H2 O. ცნობილია, რომ NO მოლეკულებს შეუძლიათ შეაღწიონ სისხლძარღვების კედლების უჯრედებში და დაარეგულირონ სისხლის მიმოქცევა; გარდა ამისა, NO აკონტროლებს ინსულინის სეკრეციას, თირკმლის ფილტრაციას, რეპარაციულ პროცესებს

ვ ქსოვილები და ა.შ. ამრიგად, NO არის ორსახიანი მოლეკულა, რომელიც ავლენს როგორც ტოქსიკურ, ასევე უდავოდ სასარგებლო ეფექტებს. მაგალითად, ისეთი საერთო კარდიოლოგიური პრეპარატის მიღებისას, როგორიცაა ნიტროგლიცერინი, იგი ჰიდროლიზდება წარმოქმნითნიტრატის იონი, რომელიც ჰემოგლობინის რკინით მცირდება NO-მდე და შემდეგ ეს NO იწვევს სისხლძარღვთა გლუვი კუნთების მოდუნებას. სხვა აზოტის ოქსიდები

NO2, N2 O3 ძალიან ტოქსიკურია და შეიძლება გამოიწვიოს დახრჩობა და ფილტვის შეშუპება. ნიტრიტის იონი NO2 - განსაკუთრებით ტოქსიკურია, რადგან ჟანგავს მეტემოგლობინს და არღვევს ორგანიზმში O2-ის გადაცემის პროცესს. გარდა ამისა, ნიტრიტის იონი აყალიბებს კანცეროგენულ ნიტროზამინს კუჭში. თუმცა, NaNO2 ადრე გამოიყენებოდა, როგორც ვაზოდილატორი სტენოკარდიისა და ცერებრალური ვაზოსპაზმისთვის. ცოტა ხნის წინ, მისი უდავო ტოქსიკურობის გამო, NaNO2 მიტოვებული იქნა და შეცვალა იგი ნიტროგლიცერინით ან ნიტროზორბატით.

რომლებსაც არ აქვთ ეს გვერდითი მოვლენები. ამიაკის NH3 ორთქლის დიდი რაოდენობით ინჰალაცია საზიანოა, რადგან ამიაკი ქმნის ძლიერ ტუტე გარემოს ხორხისა და ფილტვების ლორწოვანი გარსების ზედაპირზე, რაც იწვევს გაღიზიანებას და შეშუპებას.

გარდა ამისა, მცირე NH3 მოლეკულები ადვილად აღწევს უჯრედის მემბრანებში და კონკურენციას უწევს ბევრ ლიგანდს მეტალის იონებთან კოორდინაციაში.

მთლიანი ქალკოგენები.

აზოტის ქვეჯგუფის ელემენტების ზოგადი მახასიათებლები

4.1. ჟანგბადი

4.2. Ნახშირბადის

4.3. წყალბადი

4.4. აზოტი

ჰარტი, ფრენსის ბრეტი (ბრეტ ჰარტი)

იგორ პროკოპენკო - აპოკალიფსის საიდუმლოებები იგორ სტანისლავოვიჩ პროკოპენკო აპოკალიფსის საიდუმლოებები

განახლების შესახებ კანონი დაამტკიცა რუსეთის ფედერაციის ფედერაციის საბჭოს პრეზიდენტმა ვ