Metalet dhe jometalet në jetën e njeriut. Elementet biogjene ne organizmin e njeriut Roli biologjik i metaleve dhe jometaleve

Jometalet si elementë gjurmë.

Ne i kushtuam shumë rëndësi rolit të metaleve. Megjithatë, duhet pasur parasysh se disa jometale janë gjithashtu absolutisht të nevojshme për funksionimin e trupit.

SILIKONI

Siliconi është gjithashtu një element gjurmë thelbësor. Kjo është konfirmuar nga studime të kujdesshme të ushqyerjes së minjve duke përdorur dieta të ndryshme. Minjtë fituan peshë të dukshme kur u plotësuan me metasilikat natriumi (Na2(SiO)3 . 9H2O) në dietën e tyre (50 mg për 100 g). Pulat dhe minjtë kanë nevojë për silikon për rritjen dhe zhvillimin e skeletit. Mungesa e silikonit çon në përçarje të strukturës së eshtrave dhe indit lidhës. Siç doli, silikoni është i pranishëm në ato zona të kockave ku ndodh kalcifikimi aktiv, për shembull, në qelizat që formojnë kocka, osteoblastet. Me moshën, përqendrimi i silikonit në qeliza zvogëlohet.

Dihet pak për proceset në të cilat silikoni përfshihet në sistemet e gjalla. Atje është në formën e acidit silicik dhe ndoshta merr pjesë në reaksionet e ndërlidhjes së karbonit. Tek njerëzit, burimi më i pasur i silikonit doli të ishte acidi hialuronik nga kordoni i kërthizës. Ai përmban 1.53 mg falas dhe 0.36 mg silic i lidhur për gram.

SELENIUM

Mungesa e selenit shkakton vdekjen e qelizave muskulore dhe çon në dështimin e muskujve, në veçanti dështimin e zemrës. Studimi biokimik i këtyre kushteve çoi në zbulimin e enzimës glutathione peroxidase, e cila shkatërron peroksidet.Mungesa e selenit çon në një ulje të përqendrimit të kësaj enzime, e cila nga ana tjetër shkakton oksidimin e lipideve. Aftësia e selenit për të mbrojtur kundër helmimit me merkur është e njohur mirë. Shumë më pak i njohur është fakti se ekziston një korrelacion midis selenit të lartë në dietë dhe vdekshmërisë së ulët nga kanceri. Seleni është përfshirë në dietën e njeriut në sasi 55 110 mg në vit, dhe përqendrimi i selenit në gjak është 0,09 0,29 µg/cm. Kur merret nga goja, seleni përqendrohet në mëlçi dhe veshka. Një shembull tjetër i efektit mbrojtës të selenit kundër dehjes me metale të lehta është aftësia e tij për të mbrojtur kundër helmimit nga komponimet e kadmiumit. Doli se, si në rastin e merkurit, seleni i detyron këto jone toksike të lidhen me qendrat aktive jonike, ato që nuk preken nga efekti i tyre toksik.

ARSENIKU

Pavarësisht nga efektet toksike të njohura të arsenikut dhe përbërësve të tij, ka prova të besueshme që mungesa e arsenikut çon në një ulje të fertilitetit dhe frenimit të rritjes, dhe shtimi i arsenitit të natriumit në ushqim çoi në një rritje të shkallës së rritjes njerëzore.

KLORI dhe BROMI

Anionet halogjene janë të ndryshme nga të tjerët në atë që janë anione të thjeshta dhe jo anione okso. Klori është jashtëzakonisht i përhapur, është në gjendje të kalojë nëpër membranë dhe luan një rol të rëndësishëm në ruajtjen e ekuilibrit osmotik. Klori është i pranishëm në formën e acidit klorhidrik në lëngun e stomakut. Përqendrimi i acidit klorhidrik në lëngun e stomakut të njeriut është 0,4-0,5%. Ka disa dyshime për rolin e bromit si një element gjurmë, megjithëse efekti i tij qetësues është i njohur me siguri.

FLUORIN

Fluori është absolutisht i nevojshëm për rritjen normale, dhe mungesa e tij çon në anemi. Shumë vëmendje i është kushtuar metabolizmit të fluorit në lidhje me problemin e kariesit dentar, pasi fluori mbron dhëmbët nga kariesi.Kariesi dentar është studiuar në detaje të mjaftueshme. Fillon me formimin e një njolle në sipërfaqen e dhëmbit. Acidet e prodhuara nga bakteret shpërndajnë smaltin e dhëmbëve nën njollë, por, çuditërisht, jo nga sipërfaqja e tij. Shpesh sipërfaqja e sipërme mbetet e paprekur derisa zonat poshtë të shkatërrohen plotësisht. Supozohet se në këtë fazë joni i fluorit mund të lehtësojë formimin e apatitit. Në këtë mënyrë, dëmi që ka filluar riminelizohet.

Fluori përdoret për të parandaluar shkatërrimin e smaltit të dhëmbëve. Ju mund të shtoni fluor në pastën e dhëmbëve ose të trajtoni drejtpërdrejt dhëmbët me të. Përqendrimi i fluorit që kërkohet për të parandaluar kariesin në ujin e pijshëm është rreth 1 mg/l, por niveli i konsumit nuk varet vetëm nga kjo. Aplikimi i përqendrimeve të larta të fluorit (më shumë se 8 mg/l) mund të ndikojë negativisht në proceset delikate të ekuilibrit të formimit të kockave. Thithja e tepërt e fluorit çon në fluorozë. Fluori çon në mosfunksionim të tiroides, frenim të rritjes dhe dëmtim të veshkave. Ekspozimi afatgjatë ndaj fluorit në trup çon në mineralizimin e trupit. Si rezultat, kockat deformohen, të cilat madje mund të rriten së bashku, dhe ndodh kalcifikimi i ligamenteve.

JODIN

Roli kryesor fiziologjik i jodit është pjesëmarrja e tij në metabolizmin e gjëndrës tiroide dhe hormonet e saj të qenësishme. Aftësia e gjëndrës tiroide për të grumbulluar jod është gjithashtu e natyrshme në gjëndrat e pështymës dhe të qumështit. Dhe gjithashtu në disa organe të tjera. Aktualisht, megjithatë, besohet se jodi luan një rol kryesor vetëm në jetën e gjëndrës tiroide.

Mungesa e jodit çon në simptoma karakteristike: dobësi, zverdhje të lëkurës, ndjenjë të ftohtë dhe të thatë. Trajtimi me hormone tiroide ose jod i eliminon këto simptoma. Mungesa e hormoneve tiroide mund të çojë në një gjëndër tiroide të zgjeruar. Në raste të rralla (një ngarkesë në trupin e përbërësve të ndryshëm që ndërhyjnë në përthithjen e jodit, për shembull tiocianati ose agjenti antitiroid goitrin, që gjendet në lloje të ndryshme të lakrës), formohet gusha. Mungesa e jodit ndikon veçanërisht në shëndetin e fëmijëve, ata mbeten prapa në zhvillimin fizik dhe mendor. Një dietë me mungesë jodi gjatë shtatzënisë çon në lindjen e fëmijëve hipotiroidë (kretin).

Hormonet e tepërta të tiroides çojnë në rraskapitje, nervozizëm, dridhje, humbje peshe dhe djersitje të tepërt. Kjo është për shkak të një rritje të aktivitetit të peroksidazës dhe, rrjedhimisht, një rritje në jodimin e tiroglobulinave. Hormonet e tepërta mund të jenë pasojë e një tumori të tiroides. Gjatë mjekimit përdoren izotopet radioaktive të jodit, të cilët përthithen lehtësisht nga qelizat e tiroides.

jometalet- elemente kimike që formojnë trupa të thjeshtë që nuk kanë veti karakteristike për metalet. Një karakteristikë cilësore e jometaleve është elektronegativiteti.

Elektronegativiteti- kjo është aftësia për të polarizuar një lidhje kimike, për të tërhequr çifte elektronike të zakonshme.

Janë 22 elementë të klasifikuar si jometale.

Periudha e 1

periudha e 3-të

Periudha e 4-të

Periudha e 5-të

periudha e 6-të

Siç shihet nga tabela, elementet jometalike ndodhen kryesisht në pjesën e sipërme të djathtë të tabelës periodike.

Struktura e atomeve jometale

Një tipar karakteristik i jometaleve është numri më i madh i elektroneve (në krahasim me metalet) në nivelin e jashtëm energjetik të atomeve të tyre. Kjo përcakton aftësinë e tyre më të madhe për të lidhur elektrone shtesë dhe për të shfaqur aktivitet oksidativ më të lartë se metalet. Veçanërisht të forta oksiduese, d.m.th aftësia për të shtuar elektrone, shfaqin jometalet e vendosura në periudhat e 2-të dhe të 3-të të grupeve VI-VII. Nëse krahasojmë renditjen e elektroneve në orbitale në atomet e fluorit, klorit dhe halogjeneve të tjera, mund të gjykojmë vetitë e tyre dalluese. Atomi i fluorit nuk ka orbitale të lira. Prandaj, atomet e fluorit mund të shfaqin vetëm I dhe gjendja e oksidimit është 1. Agjenti oksidues më i fortë është fluorin. Në atomet e halogjenëve të tjerë, për shembull në atomin e klorit, ka d-orbitale të lira në të njëjtin nivel energjie. Falë kësaj, çiftimi i elektroneve mund të ndodhë në tre mënyra të ndryshme. Në rastin e parë, klori mund të shfaqë një gjendje oksidimi prej +3 dhe të formojë acid klorik HClO2, i cili korrespondon me kripërat - për shembull, klorit kaliumi KClO2. Në rastin e dytë, klori mund të formojë komponime në të cilat klori është +5. Komponime të tilla përfshijnë HClO3 dhe ee, për shembull klorat kaliumi KClO3 (Bertoletova). Në rastin e tretë, klori shfaq një gjendje oksidimi +7, për shembull në acidin perklorik HClO4 dhe kripërat e tij, perkloratet (në perkloratin e kaliumit KClO4).

Strukturat e molekulave jometale. Vetitë fizike të jometaleve

Në gjendje të gaztë në temperaturën e dhomës janë:

· hidrogjen - H2;

· nitrogjen - N2;

· oksigjen - O2;

fluor - F2;

· radoni - Rn).

Në lëng - brom - Br.

Në gjendje të ngurtë:

bor - B;

· karboni - C;

· silikon - Si;

· fosfor - P;

· selen - Se;

teluri - Te;

Është shumë më i pasur për jometalet dhe ngjyrat: e kuqja për fosforin, kafeja për bromin, e verdha për squfurin, e verdha-jeshile për klorin, vjollca për avujt e jodit etj.

Jometalet më tipike kanë strukturë molekulare, ndërsa ato më pak tipiket kanë strukturë jomolekulare. Kjo shpjegon ndryshimin në vetitë e tyre.

Përbërja dhe vetitë e substancave të thjeshta - jometaleve

Jometalet formojnë molekula monoatomike dhe diatomike. TE monatomike Jometalet përfshijnë gazra inerte që praktikisht nuk reagojnë as me substancat më aktive. ndodhen në grupin VIII të tabelës periodike dhe formulat kimike të substancave të thjeshta përkatëse janë si më poshtë: He, Ne, Ar, Kr, Xe dhe Rn.

Formohen disa jometale diatomike molekulat. Këto janë H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (elementë të grupit VII të sistemit periodik), si dhe oksigjen O2 dhe azoti N2. Nga triatomike molekulat përbëhen nga gazi i ozonit (O3). Për substancat jometalike që janë në gjendje të ngurtë, është mjaft e vështirë të krijohet një formulë kimike. Atomet e karbonit në grafit janë të lidhur me njëri-tjetrin në mënyra të ndryshme. Është e vështirë të izolosh një molekulë të vetme në strukturat e dhëna. Kur shkruhet formula kimike për substanca të tilla, si në rastin e metaleve, parashtrohet supozimi se substanca të tilla përbëhen vetëm nga atome. , në këtë rast, shkruhen pa indekse: C, Si, S etj. Substanca të tilla të thjeshta si oksigjeni, që kanë të njëjtën përbërje cilësore (të dyja përbëhen nga i njëjti element - oksigjen), por që ndryshojnë në numrin e atomeve në molekulë. , kanë veti të ndryshme. Kështu, oksigjeni nuk ka erë, ndërsa ozoni ka një erë të mprehtë që e nuhasim gjatë një stuhie. Vetitë e jometaleve të forta, grafitit dhe diamantit, të cilët gjithashtu kanë të njëjtën përbërje cilësore, por struktura të ndryshme, ndryshojnë ndjeshëm (grafiti është i brishtë, i fortë). Kështu, vetitë e një lënde përcaktohen jo vetëm nga përbërja e saj cilësore, por edhe nga sa atome përmbahen në molekulën e substancës dhe si janë të lidhura me njëri-tjetrin. në trajtën e trupave të thjeshtë janë në gjendje të ngurtë të gaztë (përveç bromit - të lëngët). Ata nuk kanë vetitë fizike të natyrshme në metale. Jometalet e forta nuk kanë shkëlqimin tipik të metaleve, zakonisht janë të brishtë dhe e përcjellin nxehtësinë dobët (me përjashtim të grafitit). Bori kristalor B (si silikoni kristalor) ka një pikë shkrirjeje shumë të lartë (2075°C) dhe fortësi të lartë. Përçueshmëria elektrike e borit rritet shumë me rritjen e temperaturës, gjë që bën të mundur përdorimin e gjerë të tij në teknologjinë gjysmëpërçuese. Shtimi i borit në çelik dhe lidhjet e aluminit, bakrit, nikelit etj. përmirëson vetitë e tyre mekanike. Boridet (përbërjet me metale të caktuara, për shembull titani: TiB, TiB2) janë të nevojshme në prodhimin e pjesëve të motorit reaktiv dhe teheve të turbinave me gaz. Siç mund të shihet nga Skema 1, karboni - C, silic - Si, - B kanë një strukturë të ngjashme dhe kanë disa veti të përbashkëta. Si substanca të thjeshta, ato gjenden në dy forma - kristalore dhe amorfe. Format kristalore të këtyre elementeve janë shumë të forta, me pika të larta shkrirjeje. Kristali ka veti gjysmëpërçuese. Të gjithë këta elementë formojnë komponime me metalet - , dhe (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2). Disa prej tyre kanë fortësi më të madhe, për shembull Fe3C, TiB. Përdoret për prodhimin e acetilenit.

Vetitë kimike të jometaleve

Në përputhje me vlerat numerike të elektronegativiteteve relative, jometalet oksiduese rriten në rendin e mëposhtëm: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.

Jometalet si agjentë oksidues

Vetitë oksiduese të jometaleve shfaqen gjatë ndërveprimit të tyre:

· me metale: 2Na + Cl2 = 2NaCl;

· me hidrogjen: H2 + F2 = 2HF;

· me jometale që kanë elektronegativitet më të ulët: 2P + 5S = P2S5;

· me disa substanca komplekse: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O,

2FeCl2 + Cl2 = 2 FeCl3.

Jometalet si agjentë reduktues

1. Të gjithë jometalet (përveç fluorit) shfaqin veti reduktuese kur ndërveprojnë me oksigjenin:

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

Oksigjeni në kombinim me fluorin gjithashtu mund të shfaqë një gjendje pozitive oksidimi, d.m.th., të jetë një agjent reduktues. Të gjithë jometalet e tjerë shfaqin veti reduktuese. Për shembull, klori nuk kombinohet drejtpërdrejt me oksigjenin, por në mënyrë indirekte është e mundur të merren oksidet e tij (Cl2O, ClO2, Cl2O2), në të cilat klori shfaq një gjendje pozitive oksidimi. Në temperatura të larta, azoti kombinohet drejtpërdrejt me oksigjenin dhe shfaq veti reduktuese. Squfuri reagon edhe më lehtë me oksigjenin.

2. Shumë jometale shfaqin veti reduktuese kur ndërveprojnë me substanca komplekse:

ZnO + C = Zn + CO, S + 6HNO3 konc = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.

3. Ekzistojnë gjithashtu reaksione në të cilat një jometal është edhe një agjent oksidues dhe një agjent reduktues:

Cl2 + H2O = HCl + HClO.

4. Fluori është jometali më tipik, i cili nuk ka veti reduktuese, pra aftësi për të dhuruar elektrone në reaksionet kimike.

Komponimet jo metalike

Jometalet mund të formojnë komponime me lidhje të ndryshme intramolekulare.

Llojet e përbërjeve jometale

Formulat e përgjithshme të përbërjeve të hidrogjenit sipas grupeve të tabelës periodike të elementeve kimike janë dhënë në tabelë:

Komponimet e avullueshme të hidrogjenit

Kalkogjenet totale.

Në nëngrupin kryesor të grupit të gjashtë të tabelës periodike të elementeve. I. Mendelejevi përmban elementet: oksigjen (O), squfur (S), selen (Se), (Te) dhe (Po). Këta elementë quhen kolektivisht kalkogjenë, që do të thotë "formim mineral".

Në nëngrupin e kalkogjenëve, nga lart poshtë, me rritjen e ngarkesës atomike, vetitë e elementeve ndryshojnë natyrshëm: vetitë e tyre jometalike zvogëlohen dhe vetitë e tyre metalike rriten. Pra - një tipik jo-metal, dhe polonium - një metal (radioaktiv).

Seleni gri

Prodhimi i fotocelave dhe ndreqësve të rrymës elektrike

Në teknologjinë gjysmëpërçuese

Roli biologjik i kalkogjeneve

Squfuri luan një rol të rëndësishëm në jetën e bimëve, kafshëve dhe njerëzve. Në organizmat shtazorë, squfuri është pjesë e pothuajse të gjitha proteinave, proteinave dhe proteinave që përmbajnë squfur, si dhe vitaminës B1 dhe hormonit insulinë. Me mungesë squfuri, rritja e leshit ngadalësohet te delet, dhe pendët e dobëta vërehen te zogjtë.

Bimët që konsumojnë më shumë squfur janë lakra, marule dhe spinaqi. Bishtaja e bizeleve dhe fasuleve, rrepkat, rrepat, qepa, rrika, kungulli dhe kastravecat janë gjithashtu të pasura me squfur; Panxhari është gjithashtu i varfër me squfur.

Për sa i përket vetive kimike, seleni dhe teluri janë shumë të ngjashëm me squfurin, por për sa i përket vetive fiziologjike janë antagonistë të tij. Sasi shumë të vogla të selenit nevojiten për funksionimin normal të trupit. Seleni ka një efekt pozitiv në sistemin kardiovaskular, qelizat e kuqe të gjakut dhe përmirëson vetitë imune të trupit. Një sasi e shtuar e selenit shkakton sëmundje tek kafshët, të manifestuara në dobësi dhe përgjumje. Mungesa e selenit në trup çon në ndërprerje të zemrës, organeve të frymëmarrjes, ënjtje të trupit dhe madje mund të ndodhë. Seleni ka një efekt të rëndësishëm tek kafshët. Për shembull, dreri, që ka mprehtësi të lartë vizuale, përmban 100 herë më shumë selen në retinë sesa në pjesët e tjera të trupit. Në botën bimore, të gjitha bimët përmbajnë shumë selen. Bima grumbullon sasi veçanërisht të mëdha të saj.

Roli fiziologjik i teluriumit për bimët, kafshët dhe njerëzit është studiuar më pak se ai i selenit. Dihet që teluri është më pak toksik në krahasim me selenin dhe komponimet e teluriumit në trup reduktohen shpejt në telurium elementar, i cili nga ana tjetër kombinohet me substanca organike.

Karakteristikat e përgjithshme të elementeve të nëngrupit të azotit

Nëngrupi kryesor i grupit të pestë përfshin nitrogjenin (N), fosforin (P), arsenikun (As), antimonin (Sb) dhe (Bi).

Nga lart poshtë në nëngrupin nga azoti në bismut, vetitë jometalike zvogëlohen, ndërsa vetitë metalike dhe rrezja e atomeve rriten. Azoti, fosfori, arseniku janë jometale, por i përkasin metaleve.

Nëngrupi i azotit

Karakteristikat krahasuese

7 N azot

15 P fosfor

33 Si arsenik

51 Sb antimoni

83 Bismut

Struktura elektronike

…4f145d106S26p3

Gjendja e oksidimit

1, -2, -3, +1, +2, +3, +4, +5

3, +1, +3, +4,+5

Elektro- negativitet

Të qenit në natyrë

Në gjendje të lirë - në atmosferë (N2 -), në gjendje të lidhur - në përbërje të NaNO3 -; KNO3 - kripë indiane

Ca3(PO4)2 - fosforit, Ca5(PO4)3(OH) - hidroksiapatit, Ca5(PO4)3F - fluorapatit

Format alotropike në kushte normale

Azot (një formë)

NH3 + H2O ↔ NH4OH ↔ NH4+ + OH – (hidroksid amoniumi);

PH3 + H2O ↔ PH4OH ↔ PH4+ + OH- (hidroksid fosfoniumi).

Roli biologjik i azotit dhe fosforit

Azoti luan një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm në jetën e bimëve, pasi është pjesë e aminoacideve, proteinave dhe klorofilit, vitaminave B dhe enzimave që aktivizojnë. Prandaj, mungesa e azotit në tokë ndikon negativisht në bimë, dhe kryesisht në përmbajtjen e klorofilit në gjethe, gjë që i bën ato të zbehen. konsumoni nga 50 deri në 250 kg azot për 1 hektar sipërfaqe toke. Shumica e azotit gjendet në lule, gjethe të reja dhe fruta. Burimi më i rëndësishëm i azotit për bimët është azoti - këto janë kryesisht nitrati i amonit dhe sulfati i amonit. Duhet të theksohet gjithashtu roli i veçantë i azotit si përbërës i ajrit - komponenti më i rëndësishëm i natyrës së gjallë.

Asnjë element i vetëm kimik nuk merr një pjesë kaq aktive dhe të larmishme në proceset jetësore të organizmave bimorë dhe shtazorë si fosfori. Është një përbërës i acideve nukleike dhe është pjesë e disa enzimave dhe vitaminave.

Tek kafshët dhe njerëzit, deri në 90% e fosforit përqendrohet në kocka, deri në 10% në muskuj dhe rreth 1% në sistemin nervor (në formën e përbërjeve inorganike dhe organike). Në muskuj, mëlçi, tru dhe organe të tjera gjendet në formën e fosfatideve dhe estereve të fosforit. Fosfori merr pjesë në kontraktimet e muskujve dhe në ndërtimin e indeve të muskujve dhe kockave.

Njerëzit e angazhuar në punë mendore duhet të konsumojnë një sasi të shtuar fosfori për të parandaluar varfërimin e qelizave nervore, të cilat funksionojnë nën ngarkesë të shtuar pikërisht gjatë punës mendore. Me mungesë fosfori, performanca zvogëlohet, zhvillohet neuroza, dhe germaniumi dyvalent, kallaji dhe plumbi GeO, SnO, PbO shqetësohen nga oksidet amfoterike.

Oksidet më të larta të karbonit dhe silikonit CO2 dhe SiO2 janë okside acidike, të cilat korrespondojnë me hidroksidet që shfaqin veti të dobëta acidike - H2CO3 dhe acidi silicik H2SiO3.

Oksidet amfoterike - GeO2, SnO2, PbO2 - korrespondojnë me hidroksidet amfoterike, dhe kur lëvizin nga hidroksidi i germaniumit Ge(OH)4 në hidroksidin e plumbit Pb(OH)4, vetitë acidike dobësohen dhe ato bazike rriten.

Roli biologjik i karbonit dhe silikonit

Përbërjet e karbonit janë baza e organizmave bimorë dhe shtazorë (45% e karbonit gjendet në bimë dhe 26% në organizmat shtazorë).

Monoksidi i karbonit (II) dhe monoksidi i karbonit (IV) shfaqin veti karakteristike biologjike. Monoksidi i karbonit (II) është një gaz shumë toksik, sepse lidhet fort me hemoglobinën në gjak dhe privon hemoglobinën nga aftësia për të transportuar oksigjen nga mushkëritë në kapilarët. Kur thithet, CO mund të shkaktojë helmim, ndoshta edhe vdekje. Monoksidi i karbonit (IV) është veçanërisht i rëndësishëm për bimët. Në qelizat bimore (veçanërisht në gjethe), në prani të klorofilit dhe veprimit të energjisë diellore, glukoza prodhohet nga dioksidi i karbonit dhe uji me çlirimin e oksigjenit.

Si rezultat i fotosintezës, bimët lidhin çdo vit 150 miliardë tonë karbon dhe 25 miliardë ton hidrogjen dhe lëshojnë deri në 400 miliardë ton oksigjen në atmosferë. Shkencëtarët kanë zbuluar se bimët marrin rreth 25% të CO2 përmes sistemit rrënjor nga karbonatet e tretura në tokë.

Bimët përdorin silikon për të ndërtuar inde integrale. Siliconi që përmban bimët, duke depërtuar në muret qelizore, i bën ato më të vështira dhe më rezistente ndaj dëmtimeve nga insektet, i mbron ato nga infeksionet mykotike. Siliconi gjendet pothuajse në të gjitha indet e kafshëve dhe njerëzve, mëlçia dhe kërci janë veçanërisht të pasura me të. Në pacientët me tuberkuloz, ka dukshëm më pak silic në kocka, dhëmbë dhe kërc sesa te njerëzit e shëndetshëm. Në sëmundje të tilla si Botkin, ka një ulje të përmbajtjes së silikonit në gjak dhe në rastet e dëmtimit të zorrës së trashë, përkundrazi, një rritje e përmbajtjes së tij në gjak.

"Elementet biogjene në trupin e njeriut"

PREZANTIMI

1.1 Elementet biogjene - jometale që përbëjnë trupin e njeriut

2 Elemente biogjene - metale që përbëjnë trupin e njeriut

ROLI I OXYGJENIT NË TRUPIN E NJERIUT

ROLI I KARBONIT NË TRUPIN E NJERIUT

ROLI I HIDROGJENIT NË TRUPIN E NJERIUT

ROLI I POTASIUMIT NË TRUPIN E NJERIUT

ROLI I SQUFURIT NË TRUPIN E NJERIUT

ROLI I KALCIUMIT NË TRUPIN E NJERIUT

PËRFUNDIM

BIBLIOGRAFI

PREZANTIMI

Mendimi se pothuajse të gjithë elementët e tabelës periodike mund të gjenden në trupin e njeriut nga D.I. Mendeleev, bëhet i zakontë. Megjithatë, shkencëtarët sugjerojnë se jo vetëm që të gjithë elementët kimikë janë të pranishëm në një organizëm të gjallë, por secili prej tyre kryen një lloj funksioni biologjik. Është shumë e mundur që kjo hipotezë të mos konfirmohet. Me zhvillimin e kërkimit në këtë drejtim, zbulohet roli biologjik i një numri në rritje të elementeve kimike.

Për të ruajtur shëndetin e tij, një person duhet t'i sigurojë trupit një furnizim të ekuilibruar të lëndëve ushqyese nga ushqimi, uji dhe ajri i thithur. Shpesh reklamohen produkte ushqimore me përmbajtje të lartë të kalciumit, jodit dhe elementëve të tjerë kimikë, por a është kjo e dobishme për trupin tonë? Cilat sëmundje mund të çojnë në një tepricë ose mungesë të një elementi kimik të veçantë tek fëmijët dhe të rriturit?

Në ditët e sotme, kur ka gjithnjë e më pak njerëz të shëndetshëm nga fëmijëria, ky problem është vërtet urgjent.

Një shumëllojshmëri e paimagjinueshme e komponimeve kimike formohen vazhdimisht në trupin e njeriut. Disa nga përbërjet e sintetizuara përdoren si material ndërtimor ose burim energjie dhe i sigurojnë trupit rritje, zhvillim dhe funksione jetësore; pjesa tjetër, e cila mund të konsiderohet si toksina ose mbetje, ekskretohet nga trupi.

Të dy substancat inorganike dhe organike janë të përfshira në metabolizëm. Elementet kimike që formojnë këto substanca quhen elemente biogjene. Rreth 30 elementë konsiderohen biogjenë të besueshëm.

Figura 1 tregon elementët kryesorë kimikë që përbëjnë trupin e njeriut.

Figura 1 - Diagrami. Përbërja elementare e trupit të njeriut.

1.1 Elementet biogjene - jometale që përbëjnë trupin e njeriut

Ndër elementët biogjenikë, një vend të veçantë zënë elementët organogjenë, të cilët formojnë substancat më të rëndësishme të trupit - uji, proteinat, karbohidratet, yndyrnat, vitaminat, hormonet e të tjera. Organogjenët përfshijnë 6 elementë kimikë: karbon, oksigjen, hidrogjen, azot, fosfor, squfur. Pjesa masive e tyre totale në trupin e njeriut është afërsisht 97.3% (shih Tabelën 1).

Të gjithë elementët organogjenë janë jometalë. Ndër jometalet, klori (pjesa masive 0,15%), fluori, jodi dhe bromi janë gjithashtu biogjene. Këta elementë nuk përfshihen në elementët organogjenë, pasi, ndryshe nga këta të fundit, nuk luajnë një rol kaq universal në ndërtimin e strukturave organike të trupit. Ekzistojnë të dhëna për biogjenitetin e silikonit, borit, arsenikut dhe selenit.

Tabela 1. Përmbajtja e elementeve organogjene në trupin e njeriut.

Elementet - organogjene

Pjesa masive (në%)

Pesha (në g / 70 kg)

karboni (C)

oksigjen (O)

hidrogjen (H)

fosfor (P)

68117 ≈ 68 kg


1.2 Elementet biogjene - metale që përbëjnë trupin e njeriut

Elementet biogjene përfshijnë një numër metalesh, ndër të cilat 10 të ashtuquajturat "metale të jetës" kryejnë funksione biologjike veçanërisht të rëndësishme. Këto metale janë kalciumi, kaliumi, natriumi, magnezi, hekuri, zinku, bakri, mangani, molibdeni, kobalti (shih tabelën 2).

Përveç 10 "metaleve të jetës", disa metale të tjera klasifikohen si elementë biogjenë, për shembull, kallaji, litiumi, kromi dhe disa të tjerë.

Tabela 2. Përmbajtja e “metaleve jetësore” në trupin e njeriut

Pjesa masive (në%)

Pesha (në g / 70 kg)

Kalciumi (Ca)

Natriumi (Na)

Magnezi (Mg)

Hekuri (Fe)

Mangani (Mn)

Molibden (Mo)

Kobalt (Co)


Në varësi të fraksionit masiv në trup, të gjithë elementët biogjenë ndahen në:

a) makroelementet (fraksioni i masës në trup është më shumë se 10 -2%, ose më shumë se 7 g);

b) mikroelementet (pjesa e masës në trup është më e vogël se 10 -2%, ose më pak se 7 g).

Makroelementët përfshijnë të gjithë organogjenët, klorin dhe 4 "metale të jetës": magnez, kalium, kalcium, natrium. Ato përbëjnë 99.5%, me më shumë se 96% që vijnë nga 4 elementë (karboni, oksigjeni, hidrogjeni, azoti). Ata janë përbërësit kryesorë të të gjitha përbërjeve organike.

Mikroelementet përmbahen në qeliza në sasi shumë të vogla. Këto përfshijnë zink, mangan, bakër, jod, fluor dhe të tjerë. Por edhe ato elemente që përmbahen në sasi të papërfillshme janë të nevojshme për jetën dhe nuk mund të zëvendësohen me asgjë. Roli dhe funksionet biologjike që këta elementë kryejnë në trupin e njeriut janë shumë të ndryshme dhe mungesa ose teprica e tyre mund të çojë në sëmundje serioze (shih Shtojcat B dhe D). Mjafton të thuhet se rreth 200 enzima aktivizohen nga metalet. Në total, në trupin e njeriut janë identifikuar rreth 70 substanca minerale, nga të cilat 14 mikroelemente konsiderohen thelbësore - hekur, kobalt, bakër, krom, nikel, mangan, molibden, zink, jod, kallaj, fluor, silikon, vanadium, selen. . Shumë mikroelemente hyjnë në trup pothuajse ekskluzivisht përmes ushqimit të frutave dhe perimeve. Bimët e egra të ngrënshme janë gjithashtu të pasura me mikroelemente, të cilët, duke u nxjerrë nga shtresat e thella, grumbullohen në gjethe, lule dhe fruta.

2. ROLI I OXYGJENIT NË TRUPIN E NJERIUT

Funksioni kryesor i oksigjenit molekular në trup është oksidimi i komponimeve të ndryshme. Së bashku me hidrogjenin, oksigjeni formon ujin, përmbajtja e të cilit në trupin e të rriturve është mesatarisht rreth 55-65%.

Oksigjeni është pjesë e proteinave, acideve nukleike dhe përbërësve të tjerë jetësorë të trupit. Oksigjeni është i nevojshëm për frymëmarrjen, oksidimin e yndyrave, proteinave, karbohidrateve, aminoacideve, si dhe për shumë procese të tjera biokimike.

Rruga e zakonshme e hyrjes së oksigjenit në trup është përmes mushkërive, ku ky bioelement depërton në gjak, përthithet nga hemoglobina dhe formon një përbërje lehtësisht të shkëputshme - oksihemoglobinën, dhe më pas nga gjaku hyn në të gjitha organet dhe indet. Oksigjeni gjithashtu hyn në trup në një gjendje të lidhur, në formën e ujit. Në inde, oksigjeni konsumohet kryesisht për oksidimin e substancave të ndryshme gjatë metabolizmit. Më pas, pothuajse i gjithë oksigjeni metabolizohet në dioksid karboni dhe ujë, dhe largohet nga trupi përmes mushkërive dhe veshkave.

Përmbajtja e reduktuar e oksigjenit në trup.

Kur ka furnizim të pamjaftueshëm të indeve të trupit me oksigjen ose shkelje të përdorimit të tij, zhvillohen fenomenet e hipoksisë (uria e oksigjenit).

Shkaqet kryesore të mungesës së oksigjenit:

· ndërprerje ose reduktim i furnizimit me oksigjen në mushkëri, ulje e presionit të pjesshëm të oksigjenit në ajrin e thithur;

· një rënie e ndjeshme e numrit të qelizave të kuqe të gjakut ose një rënie e mprehtë e përmbajtjes së hemoglobinës në to;

· dëmtim i aftësisë së hemoglobinës për të lidhur, transportuar ose lëshuar oksigjen në inde;

· dëmtimi i aftësisë së indeve për të shfrytëzuar oksigjenin;

· frenimi i proceseve redoks në inde;

· kongjestion në shtratin vaskular për shkak të çrregullimeve të aktivitetit kardiak, qarkullimit të gjakut dhe frymëmarrjes;

· endokrinopati, mangësi vitaminash;

Manifestimet kryesore të mungesës së oksigjenit:

· në rastet akute (me ndërprerje të plotë të furnizimit me oksigjen, helmim akut): humbje e vetëdijes, mosfunksionim i pjesëve më të larta të sistemit nervor qendror;

· në rastet kronike: lodhje e shtuar, çrregullime funksionale të sistemit nervor qendror, palpitacione dhe gulçim me sforcim të vogël fizik, ulje e reaktivitetit të sistemit imunitar.

Doza toksike për njerëzit: toksike në formën e O3.

Rritja e përmbajtjes së oksigjenit në trup.

Një rritje e zgjatur e përmbajtjes së oksigjenit në indet e trupit (hiperoksia) mund të shoqërohet me helmim me oksigjen; Hiperoksia zakonisht shoqërohet me një rritje të nivelit të oksigjenit në gjak (hiperoksemia).

Efekti toksik i ozonit dhe oksigjeni i tepërt shoqërohet me formimin në inde të një numri të madh radikalësh që vijnë nga këputja e lidhjeve kimike. Radikalet gjithashtu formohen në sasi të vogla normalisht si një produkt i ndërmjetëm i metabolizmit qelizor. Me një tepricë të radikaleve, fillon procesi i oksidimit të substancave organike, duke përfshirë peroksidimin e lipideve, me dekompozimin e tyre të mëvonshëm dhe formimin e produkteve që përmbajnë oksigjen (ketone, alkoole, acide).

Oksigjeni është pjesë e molekulave të shumë substancave - nga polimerët më të thjeshtë deri tek ato komplekse; Prania dhe ndërveprimi i këtyre substancave në trup siguron ekzistencën e jetës. Duke qenë një pjesë integrale e molekulës së ujit, oksigjeni është i përfshirë në pothuajse të gjitha proceset biokimike që ndodhin në trup.

Oksigjeni është i pazëvendësueshëm; në rast të mungesës së tij, i vetmi ilaç efektiv mund të jetë rivendosja e furnizimit normal të trupit me oksigjen. Edhe një ndërprerje afatshkurtër (disa minuta) e furnizimit me oksigjen të trupit mund të shkaktojë dëmtim të rëndë të funksioneve të tij dhe vdekje pasuese.

3. ROLI I KARBONIT NË TRUPIN E NJERIUT

KARBON është elementi biogjenik më i rëndësishëm që formon bazën e jetës në Tokë, një njësi strukturore e një numri të madh të përbërjeve organike të përfshira në ndërtimin e organizmave dhe sigurimin e funksioneve të tyre jetësore (biopolimere, si dhe substanca të shumta biologjikisht aktive me molekulare të ulët - vitamina, hormone, ndërmjetësues, etj.). Një pjesë e konsiderueshme e energjisë së nevojshme për organizmat formohet në qeliza për shkak të oksidimit të karbonit. Shfaqja e jetës në Tokë konsiderohet në shkencën moderne si një proces kompleks i evolucionit të komponimeve të karbonit.

Trupi i njeriut hyn në karbon përmes ushqimit (normalisht rreth 300 g në ditë). Përmbajtja totale e karbonit arrin rreth 21% (15 kg për 70 kg të peshës totale të trupit). Karboni përbën 2/3 e masës muskulore dhe 1/3 e masës kockore. Ajo ekskretohet nga trupi kryesisht përmes ajrit të nxjerrë (dioksid karboni) dhe urinës (ure).

Funksioni kryesor i karbonit është formimi i një sërë përbërjesh organike, duke siguruar kështu diversitetin biologjik dhe pjesëmarrjen në të gjitha funksionet dhe manifestimet e gjallesave. Në biomolekulat, karboni formon zinxhirë polimer dhe është i kombinuar fort me hidrogjenin, oksigjenin, azotin dhe elementë të tjerë. Një rol kaq i rëndësishëm fiziologjik i karbonit përcaktohet nga fakti se ky element është pjesë e të gjitha përbërjeve organike dhe merr pjesë pothuajse në të gjitha proceset biokimike në trup. Oksidimi i komponimeve të karbonit nën ndikimin e oksigjenit çon në formimin e ujit dhe dioksidit të karbonit; Ky proces shërben si burim energjie për trupin. Dioksidi i karbonit CO 2 (dioksidi i karbonit) formohet gjatë metabolizmit, është stimulues i qendrës së frymëmarrjes dhe luan një rol të rëndësishëm në rregullimin e frymëmarrjes dhe qarkullimin e gjakut.

Në formën e tij të lirë, karboni nuk është toksik, por shumë nga përbërësit e tij kanë toksicitet të konsiderueshëm. Komponime të tilla përfshijnë monoksid karboni CO (monoksid karboni), tetraklorur karboni CCl 4, disulfid karboni CS 2, kripëra cianide HCN, benzen C 6 H 6 dhe të tjerë. Dioksidi i karbonit në përqëndrime mbi 10% shkakton acidozë (ulje të pH të gjakut), gulçim dhe paralizë të qendrës së frymëmarrjes.

Thithja e zgjatur e pluhurit të qymyrit mund të çojë në antrakozë, një sëmundje e shoqëruar nga depozitimi i pluhurit të qymyrit në indet e mushkërive dhe nyjet limfatike, dhe ndryshime sklerotike në indet e mushkërive. Efekti toksik i hidrokarbureve dhe komponimeve të tjera të naftës në punëtorët e industrisë së naftës mund të shfaqet në ashpërsimin e lëkurës, shfaqjen e çarjeve dhe ulcerave dhe zhvillimin e dermatitit kronik.

Për njerëzit, karboni mund të jetë toksik në formën e monoksidit të karbonit (CO) ose cianidit (CN -).

4. ROLI I HIDROGJENIT NË TRUPIN E NJERIUT

Uji është përbërësi më i rëndësishëm i hidrogjenit në një organizëm të gjallë. Funksionet kryesore të ujit janë si më poshtë:

Uji, i cili ka një kapacitet të lartë specifik të nxehtësisë, siguron që temperatura e trupit të mbetet konstante. Kur trupi mbinxehet, uji avullon nga sipërfaqja e tij. Për shkak të nxehtësisë së lartë të avullimit, ky proces shoqërohet me shpenzime të mëdha të energjisë, si rezultat i të cilave ulet temperatura e trupit. Kjo ruan ekuilibrin termik të trupit.

Uji ruan ekuilibrin acido-bazik të trupit. Shumica e indeve dhe organeve përbëhen kryesisht nga uji. Ruajtja e ekuilibrit të përgjithshëm acid-bazë në trup nuk përjashton ndryshime të mëdha në vlerat e pH për organe dhe inde të ndryshme. Një përbërës i rëndësishëm i hidrogjenit është peroksidi i hidrogjenit H2O2 (tradicionalisht i quajtur peroksid hidrogjeni). H2O2 oksidon shtresën lipidike të membranave qelizore, duke e shkatërruar atë.

5. ROLI I POTASIUMIT NË TRUPIN E NJERIUT

Kaliumi është një pjesëmarrës i detyrueshëm në shumë procese metabolike. Kaliumi është i rëndësishëm në ruajtjen e automatizmit të tkurrjes së muskulit të zemrës - miokardit; siguron largimin e joneve të natriumit nga qelizat dhe zëvendësimin e tyre me jone kaliumi, i cili nga ana tjetër shoqërohet me largimin e lëngjeve të tepërta nga trupi.

Krahasuar me produktet e tjera, kaliumi është më i lartë në kajsitë e thata, fiqtë, portokallet, mandarinat, patatet (500 g patate sigurojnë kërkesën ditore), pjeshkët e thata, rrepat, kofshët e trëndafilit, rrush pa fara e zezë dhe e kuqe, manaferrat, luleshtrydhet, shalqinjtë, pjepri. , sojë, kumbulla qershie, tranguj të freskët, lakra brukseli, arra dhe lajthi, majdanoz, rrush të thatë, kumbulla të thata, bukë thekre, bollgur.

Kërkesa ditore për kalium për një të rritur është 2-3 g në ditë, dhe për një fëmijë - 16-30 mg për kg peshë trupore. Sasia minimale e nevojshme e marrjes së kaliumit për një person në ditë është rreth 1 g. Me një dietë normale, plotësohet plotësisht nevoja ditore për kalium, por ka edhe luhatje sezonale në konsumin e kaliumit. Pra, në pranverë konsumi i tij është i ulët - rreth 3 g / ditë, dhe në vjeshtë konsumi maksimal është 5-6 g / ditë.

Duke pasur parasysh tendencën e njerëzve modernë për të konsumuar sasi të mëdha të kripës së tryezës me ushqim, rritet edhe nevoja për kalium, i cili mund të neutralizojë efektet negative të natriumit të tepërt në trup.

Mungesa e marrjes së kaliumit nga ushqimi mund të çojë në distrofi edhe me përmbajtje normale të proteinave në dietë. Metabolizmi i dëmtuar i kaliumit shfaqet në sëmundjet kronike të veshkave dhe sistemit kardiovaskular, në sëmundjet e traktit gastrointestinal (veçanërisht të shoqëruara me diarre dhe të vjella), në sëmundjet e gjëndrave endokrine dhe patologji të tjera.

Mungesa e kaliumit në trup manifestohet kryesisht nga çrregullime të sistemit neuromuskular dhe kardiovaskular (përgjumje, lëvizje të dëmtuara, dridhje të gjymtyrëve, rrahje të ngadalta të zemrës). Preparatet e kaliumit përdoren për qëllime mjekësore.

Kaliumi i tepërt vërehet shumë më rrallë, por është një gjendje jashtëzakonisht e rrezikshme: paralizë e dobët e gjymtyrëve, ndryshime në sistemin kardiovaskular. Kjo gjendje mund të ndodhë me dehidrim të rëndë, hiperkortizolizëm me funksion të dëmtuar të veshkave dhe kur pacientit i jepet një sasi e madhe kaliumi.

Squfuri në trupin e njeriut është një përbërës i domosdoshëm i qelizave, indeve të organeve, enzimave, hormoneve, në veçanti, insulinës, enzimës më të rëndësishme të pankreasit dhe aminoacideve që përmbajnë squfur; siguron organizimin hapësinor të molekulave të proteinave të nevojshme për funksionimin e tyre, mbron qelizat, indet dhe rrugët e sintezës biokimike nga oksidimi dhe të gjithë trupin nga efektet toksike të substancave të huaja. Ka shumë prej tij në indet nervore, lidhëse dhe kockore. Squfuri është një përbërës i kolagjenit të proteinës strukturore. Plotësimi i trupit me squfur sigurohet nga një dietë e organizuar siç duhet, e cila përfshin mish, vezë pule, tërshërë dhe hikërror, produkte mielli, qumësht, djathëra, bishtajore dhe lakër.

Pavarësisht një numri të konsiderueshëm studimesh, roli i squfurit në sigurimin e funksioneve jetësore të trupit nuk është kuptuar plotësisht. Kështu, nuk ka përshkrime të qarta klinike të ndonjë çrregullimi specifik të lidhur me marrjen e pamjaftueshme të squfurit në trup. Në të njëjtën kohë, njihen acidoaminopatitë - çrregullime të shoqëruara me metabolizëm të dëmtuar të aminoacideve që përmbajnë squfur (homocistinuria, cistationuria). Ekziston gjithashtu një literaturë e gjerë në lidhje me pasqyrën klinike të intoksikimit akut dhe kronik me përbërje squfuri.

Manifestimet kryesore të mungesës së squfurit:

· simptomat e sëmundjeve të mëlçisë;

· simptomat e sëmundjeve të kyçeve;

· simptomat e sëmundjeve të lëkurës;

· manifestime të ndryshme dhe të shumta të mungesës në trup dhe çrregullimeve metabolike të përbërjeve biologjikisht aktive që përmbajnë squfur.

Rritja e përmbajtjes së squfurit në trup.

Në përqendrime të larta të sulfurit të hidrogjenit në ajrin e thithur, pamja klinike e dehjes zhvillohet shumë shpejt, brenda pak minutash ndodhin konvulsione, humbje të vetëdijes dhe ndalim të frymëmarrjes. Në të ardhmen, pasojat e helmimit mund të shfaqen si dhimbje koke të vazhdueshme, çrregullime mendore, paralizë dhe çrregullime të sistemit të frymëmarrjes dhe traktit gastrointestinal.

Është vërtetuar se administrimi parenteral i squfurit të bluar imët në një tretësirë ​​vaji në një sasi prej 1-2 ml shoqërohet me hipertermi me hiperleukocitozë dhe hipoglicemi. Besohet se kur administrohet parenteral, toksiciteti i joneve të squfurit është 200 herë më i lartë se ai i joneve të klorit.

Toksiciteti i përbërjeve të squfurit që hyjnë në traktin gastrointestinal shoqërohet me shndërrimin e tyre nga mikroflora e zorrëve në sulfid hidrogjeni, një përbërës shumë toksik.

Në rastet e vdekjes pas helmimit me squfur, në autopsi, vërehen shenja emfizeme, inflamacion të trurit, enterit akut katarral, nekrozë të mëlçisë dhe hemorragji (peteki) në miokard.

Me dehje kronike (disulfidi i karbonit, dioksidi i squfurit), vërehen çrregullime mendore, ndryshime organike dhe funksionale në sistemin nervor, dobësi muskulore, shikim të paqartë dhe çrregullime të ndryshme të sistemeve të tjera të trupit.

Në dekadat e fundit, një nga burimet e squfurit të tepërt që hyn në trupin e njeriut kanë qenë përbërësit që përmbajnë squfur (sulfitet), të cilat i shtohen shumë ushqimeve, pijeve alkoolike dhe joalkoolike si konservues. Ka veçanërisht shumë sulfite në mishin e tymosur, patatet, perimet e freskëta, birrën, mushtin, sallatat e gatshme, uthullën dhe ngjyrat e verës. Është e mundur që konsumi në rritje i sulfiteve të jetë pjesërisht fajtor për rritjen e incidencës së astmës bronkiale. Dihet, për shembull, se 10% e pacientëve me astmë bronkiale shfaqin ndjeshmëri të shtuar ndaj sulfiteve (d.m.th. janë të sensibilizuar ndaj sulfiteve). Për të zvogëluar efektin negativ të sulfiteve në trup, rekomandohet të rritet përmbajtja e djathrave, vezëve, mishit me yndyrë dhe shpendëve në dietë.

Manifestimet kryesore të squfurit të tepërt:

· kruajtje e lëkurës, skuqje, furunculosis;

Skuqje dhe ënjtje e konjuktivës;

· shfaqja e defekteve pika të vogla në kornea;

· dhimbje në vetullat dhe kokërdhat, një ndjenjë e rërës në sy;

fotofobi, lakrimacion;

dobësi e përgjithshme, dhimbje koke, marramendje, vjellje;

· katara e traktit të sipërm respirator, bronkit;

· humbje dëgjimi;

Çrregullime të tretjes, diarre, humbje peshe;

· anemi;

· konvulsione dhe humbje të vetëdijes (në rast të intoksikimit akut);

· Çrregullime mendore, ulje e inteligjencës.

Roli i squfurit në trupin e njeriut është jashtëzakonisht i rëndësishëm dhe çrregullimet e metabolizmit të squfurit shoqërohen me patologji të shumta. Ndërkohë, kuadri klinik i këtyre çrregullimeve nuk është mjaftueshëm i zhvilluar. Më saktësisht, manifestimet e ndryshme "jospecifike" të çrregullimeve të shëndetit të njeriut nuk janë ende të lidhura nga mjekët me çrregullime të metabolizmit të squfurit.

7. ROLI I KALCIUMIT NË TRUPIN E NJERIUT

Kalciumi është i përfshirë drejtpërdrejt në proceset më komplekse, siç është mpiksja e gjakut; rregullimi i proceseve ndërqelizore; rregullimi i përshkueshmërisë së membranës qelizore; rregullimi i proceseve të përcjelljes nervore dhe kontraktimet e muskujve; ruajtja e aktivitetit të qëndrueshëm të zemrës; formimi i indit kockor, mineralizimi i dhëmbëve.

Kalciumi është një pjesë e rëndësishme e trupit; përmbajtja e tij totale është rreth 1,4% (1000 g për 70 kg peshë trupore). Kalciumi shpërndahet në mënyrë të pabarabartë në trup: rreth 99% e sasisë së tij gjendet në indet e eshtrave dhe vetëm 1% gjendet në organe dhe inde të tjera. Kalciumi largohet nga trupi përmes zorrëve dhe veshkave.

Për më tepër, një mungesë afatgjatë e kalciumit në ushqim ka një efekt të padëshirueshëm në ngacmueshmërinë e muskujve të zemrës dhe ritmin e kontraktimeve të tij.

Pavarësisht nga fakti se shumica e njerëzve kanë ushqime të mjaftueshme që përmbajnë kalcium në dietën e tyre, shumë vuajnë nga mungesa e kalciumit. Arsyeja është se kalciumi është i vështirë për t'u absorbuar.

Para së gjithash, duhet të theksohet se kalciumi humbet gjatë trajtimit të nxehtësisë (për shembull, kur gatuani perime - 25%). Humbjet e kalciumit do të jenë të parëndësishme nëse përdoret uji në të cilin janë zier perimet.

Gjithashtu është e nevojshme të mbani mend se përthithja e kalciumit në zorrë pengohet nga acidi fitik, i cili është më i bollshëm në bukën e thekrës dhe acidi oksalik, i cili gjendet me bollëk në lëpjetë dhe kakao. Përdorimi i kalciumit nga ushqimet e pasura me yndyrë është i vështirë. “Armiqtë” e kalciumit janë sheqeri i kallamit, çokollata dhe kakaoja.

Manifestimet kryesore të mungesës së kalciumit.

Pasojat e mungesës së kalciumit mund të shfaqen si në nivelin e të gjithë organizmit ashtu edhe në sistemet e tij individuale:

dobësi e përgjithshme, lodhje e shtuar;

· dhimbje, ngërçe të muskujve;

· dhimbje kockash, shqetësime në ecje;

· Çrregullime në proceset e rritjes;

hipokalcemia, hipokalcinoza;

· dekalcifikimi i skeletit, osteoartriti deformues, osteoporoza, deformimi vertebral, frakturat e kockave;

· sëmundje urolithiasis;

· Sëmundja Kashin-Beck;

· Çrregullime të imunitetit;

· ulje e koagulimit të gjakut, gjakderdhje.

Rritja e përmbajtjes së kalciumit në trup.

Efekti toksik i kalciumit shfaqet vetëm me përdorim afatgjatë dhe zakonisht në individë me metabolizëm të dëmtuar të këtij bioelementi (për shembull, me hiperparatiroidizëm). Helmimi mund të ndodhë me konsumimin e rregullt të më shumë se 2.5 g kalcium në ditë.

Manifestimet kryesore të kalciumit të tepërt:

· shtypja e ngacmueshmërisë së muskujve skeletorë dhe fibrave nervore;

· ulje e tonit të muskujve të lëmuar;

· hiperkalcemia, rritje e niveleve të kalciumit në plazmën e gjakut;

· rritje e aciditetit të lëngut gastrik, gastrit hiperacid, ulçera në stomak;

· kalcinoza, depozitimi i kalciumit në organe dhe inde (në lëkurë dhe indin nënlëkuror; ind lidhës përgjatë fascisë, tendinave, aponeurozave; muskujve; mureve të enëve të gjakut; nervave);

bradikardi, angina pectoris;

· përdhes, kalcifikim i vatrave tuberkuloze etj.;

Përmbajtja e shtuar e kripërave të kalciumit në urinë;

· nefrokalcinozë, sëmundje të gurëve në veshka;

· rritje e koagulimit të gjakut;

· Rritja e rrezikut të zhvillimit të mosfunksionimit të gjëndrave tiroide dhe paratiroide, tiroidit autoimun;

· Zhvendosja e fosforit, magnezit, zinkut, hekurit nga trupi.

Kalciumi më i tretshëm është qumështi dhe produktet e qumështit (me përjashtim të gjalpit) në kombinim me perimet dhe frutat. Për të plotësuar kërkesat ditore mjaftojnë 0,5 litra qumësht ose 100 g djathë. Nga rruga, qumështi nuk është vetëm një burim i shkëlqyer i kalciumit, por gjithashtu nxit përthithjen e kalciumit që përmbahet në ushqime të tjera.

Shumë e rëndësishme për përthithjen e kalciumit është prania e vitaminës D në dietë, e cila neutralizon efektin e substancave të ndryshme antikalcifikuese dhe është një rregullator i metabolizmit fosfor-kalcium.

oksigjen organogjen kimik biologjik

PËRFUNDIM

Të gjithë organizmat e gjallë kanë kontakt të ngushtë me mjedisin. Jeta kërkon metabolizëm të vazhdueshëm në trup. Hyrja e elementeve kimike në organizëm lehtësohet nga ushqimi dhe uji i konsumuar. Trupi përbëhet nga 60% ujë, 34% është lëndë organike dhe 6% është inorganike. Përbërësit kryesorë të substancave organike janë C, H, O. Ato përfshijnë gjithashtu N, P, S. Përbërja e substancave inorganike përmban domosdoshmërisht 22 elemente kimike (shih tabelën nr. 1). Për shembull, nëse një person peshon 70 kg, atëherë ai përmban (në gram): Ca - 1700, K - 250, Na -70, Mg - 42, Fe - 5, Zn - 3. Metalet përbëjnë 2,1 kg. Përmbajtja në trupin e elementeve të grupeve IIIA-VIA, të lidhura në mënyrë kovalente me pjesën organike të molekulave, zvogëlohet me rritjen e ngarkesës së bërthamës së atomeve të këtij grupi të tabelës periodike të D. I. Mendeleev.

Gjendja aktuale e njohurive për rolin biologjik të elementeve mund të karakterizohet si një prekje sipërfaqësore e këtij problemi. Janë grumbulluar shumë të dhëna faktike mbi përmbajtjen e elementeve në komponentë të ndryshëm të biosferës dhe reagimet e trupit ndaj mungesës dhe tepricës së tyre. Janë përpiluar harta të zonimit biogjeokimik dhe krahinave biogjeokimike. Por nuk ka një teori të përgjithshme duke marrë parasysh funksionet, mekanizmin e veprimit dhe rolin e mikroelementeve në biosferë.

Mikroelementet konvencionale, kur përqendrimi i tyre në trup tejkalon përqendrimin biotik, shfaqin një efekt toksik në trup. Elementët toksikë në përqendrime shumë të ulëta nuk kanë një efekt të dëmshëm mbi bimët dhe kafshët. Për shembull, arseniku në mikrokoncentrime ka një efekt biostimulues. Prandaj, nuk ka elemente toksike, por vetëm doza toksike. Kështu, dozat e vogla të një elementi janë ilaç, dozat e mëdha janë helm. "Gjithçka është helm dhe asgjë nuk është pa helm; vetëm një dozë e bën helmin të padukshëm" - Paracelsus. Është me vend të kujtojmë fjalët e poetit taxhik Rudaki: "Ajo që konsiderohet drogë sot, nesër do të bëhet helm".

BIBLIOGRAFI

1. Avtsyn A.P., Zhavoronkov A.A. dhe të tjera.Mikroelementet njerëzore. -M.: Mjekësi, 1991. -496 f.

Ershov Yu.A., Popkov V.A., Berlyand A.S., Knizhnik A.Z., Mikhailichenko N.I. Kimi e përgjithshme. Kimi biofizike. Kimia e elementeve biogjene. -M.: Shkolla e lartë, 1993. -560 f.

Ershov Yu.A., Pletneva T.V. Mekanizmat e veprimit toksik të përbërjeve inorganike. -M.: Mjekësi, 1989. -272 f.

Zholnin A.V. Lidhje komplekse. Chelyabinsk: ChSMA, 2000. -28 f.

Bingham F.G., Costa M., Eichenberg E. et al. Disa çështje në toksicitetin e joneve metalike. -M.: Mjekësi, 1993. -368 f.

Fremantle M. Kimia në veprim. -M.: Mir, 1991. vëll 2, 620 f.

Hughes M. Kimia inorganike e proceseve biologjike. -M.: Mir, 1983. - 416 f.

Zholnin A.V., Arbuzina R.F., Konstants E.V., Rylnikova G.I. Manual metodik për klasat laboratorike në kiminë e përgjithshme. Pjesa II. -Chelyabinsk: ChSMA, 1993 -176 f.

Enterosorbimi. /Nën. ed. prof. NË TË. Belyakova. Qendra për teknologjinë e sorbimit. -L., 1991. - 336 f.

Ne i kushtuam shumë rëndësi rolit të metaleve. Megjithatë, duhet pasur parasysh se disa jometale janë gjithashtu absolutisht të nevojshme për funksionimin e trupit.

Silikoni

Siliconi është gjithashtu një element gjurmë thelbësor. Kjo është konfirmuar nga studime të kujdesshme të ushqyerjes së minjve duke përdorur dieta të ndryshme. Minjtë fituan peshë të dukshme kur metasilikat natriumi (Na2(SiO)3 . 9H2O) iu shtua dietës së tyre (50 mg për 100 g). Pulat dhe minjtë kanë nevojë për silikon për rritjen dhe zhvillimin e skeletit. Mungesa e silikonit çon në përçarje të strukturës së eshtrave dhe indit lidhës. Siç doli, silikoni është i pranishëm në ato zona të kockave ku ndodh kalcifikimi aktiv, për shembull, në qelizat që formojnë kocka, osteoblastet. Me moshën, përqendrimi i silikonit në qeliza zvogëlohet.

Dihet pak për proceset në të cilat silikoni përfshihet në sistemet e gjalla. Atje është në formën e acidit silicik dhe ndoshta merr pjesë në reaksionet e ndërlidhjes së karbonit. Tek njerëzit, burimi më i pasur i silikonit doli të ishte acidi hialuronik nga kordoni i kërthizës. Ai përmban 1.53 mg silic të lirë dhe 0.36 mg silic të lidhur për gram.

Seleni

Mungesa e selenit shkakton vdekjen e qelizave muskulore dhe çon në dështimin e muskujve, në veçanti dështimin e zemrës. Studimi biokimik i këtyre kushteve çoi në zbulimin e enzimës glutathione peroxidase, e cila shkatërron peroksidet.Mungesa e selenit çon në një ulje të përqendrimit të kësaj enzime, e cila nga ana tjetër shkakton oksidimin e lipideve. Aftësia e selenit për të mbrojtur kundër helmimit me merkur është e njohur mirë. Shumë më pak i njohur është fakti se ekziston një korrelacion midis selenit të lartë në dietë dhe vdekshmërisë së ulët nga kanceri. Seleni është përfshirë në dietën e njeriut në sasi prej 55-110 mg në vit, dhe përqendrimi i selenit në gjak është 0,09-0,29 μg/cm. Kur merret nga goja, seleni përqendrohet në mëlçi dhe veshka. Një shembull tjetër i efektit mbrojtës të selenit kundër dehjes me metale të lehta është aftësia e tij për të mbrojtur kundër helmimit nga komponimet e kadmiumit. Doli se, si në rastin e merkurit, seleni i detyron këto jone toksike të lidhen me qendrat aktive jonike, ato që nuk preken nga efekti i tyre toksik.

Arseniku

Pavarësisht nga efektet toksike të njohura të arsenikut dhe përbërësve të tij, ka prova të besueshme që mungesa e arsenikut çon në një ulje të fertilitetit dhe frenimit të rritjes, dhe shtimi i arsenitit të natriumit në ushqim çoi në një rritje të shkallës së rritjes njerëzore.

Klori dhe bromi

Anionet halogjene janë të ndryshme nga të tjerët në atë që janë anione të thjeshta dhe jo anione okso. Klori është jashtëzakonisht i përhapur, është në gjendje të kalojë nëpër membranë dhe luan një rol të rëndësishëm në ruajtjen e ekuilibrit osmotik. Klori është i pranishëm në formën e acidit klorhidrik në lëngun e stomakut. Përqendrimi i acidit klorhidrik në lëngun e stomakut të njeriut është 0,4-0,5%.

Ka disa dyshime për rolin e bromit si një element gjurmë, megjithëse efekti i tij qetësues është i njohur me siguri.

Fluori

Fluori është absolutisht i nevojshëm për rritjen normale, dhe mungesa e tij çon në anemi. Shumë vëmendje i është kushtuar metabolizmit të fluorit në lidhje me problemin e kariesit dentar, pasi fluori mbron dhëmbët nga kariesi.

Kariesi dentar është studiuar në detaje të mjaftueshme. Fillon me formimin e një njolle në sipërfaqen e dhëmbit. Acidet e prodhuara nga bakteret shpërndajnë smaltin e dhëmbëve nën njollë, por, çuditërisht, jo nga sipërfaqja e tij. Shpesh sipërfaqja e sipërme mbetet e paprekur derisa zonat poshtë të shkatërrohen plotësisht. Supozohet se në këtë fazë joni i fluorit mund të lehtësojë formimin e apatitit. Në këtë mënyrë, dëmi që ka filluar riminelizohet.

Fluori përdoret për të parandaluar shkatërrimin e smaltit të dhëmbëve. Ju mund të shtoni fluor në pastën e dhëmbëve ose të trajtoni drejtpërdrejt dhëmbët me të. Përqendrimi i fluorit që kërkohet për të parandaluar kariesin në ujin e pijshëm është rreth 1 mg/l, por niveli i konsumit nuk varet vetëm nga kjo. Përdorimi i përqendrimeve të larta të fluorit (më shumë se 8 mg/l) mund të ndikojë negativisht në proceset delikate të ekuilibrit të formimit të indit kockor. Thithja e tepërt e fluorit çon në fluorozë. Fluori çon në mosfunksionim të tiroides, frenim të rritjes dhe dëmtim të veshkave. Ekspozimi afatgjatë ndaj fluorit në trup çon në mineralizimin e trupit. Si rezultat, kockat deformohen, të cilat madje mund të rriten së bashku, dhe ndodh kalcifikimi i ligamenteve.

Jodi

Roli kryesor fiziologjik i jodit është pjesëmarrja e tij në metabolizmin e gjëndrës tiroide dhe hormonet e saj të qenësishme. Aftësia e gjëndrës tiroide për të grumbulluar jod është gjithashtu e natyrshme në gjëndrat e pështymës dhe të qumështit. Dhe gjithashtu në disa organe të tjera. Aktualisht, megjithatë, besohet se jodi luan një rol kryesor vetëm në jetën e gjëndrës tiroide.

Mungesa e jodit çon në simptoma karakteristike: dobësi, zverdhje të lëkurës, ndjenjë të ftohtë dhe të thatë. Trajtimi me hormone tiroide ose jod i eliminon këto simptoma. Mungesa e hormoneve tiroide mund të çojë në një gjëndër tiroide të zgjeruar. Në raste të rralla (një ngarkesë në trupin e përbërësve të ndryshëm që ndërhyjnë në përthithjen e jodit, për shembull tiocianati ose agjenti antitiroid goitrin, që gjendet në lloje të ndryshme të lakrës), formohet gusha. Mungesa e jodit ndikon veçanërisht në shëndetin e fëmijëve, ata mbeten prapa në zhvillimin fizik dhe mendor. Një dietë me mungesë jodi gjatë shtatzënisë çon në lindjen e fëmijëve hipotiroidë (kretin).

Hormonet e tepërta të tiroides çojnë në rraskapitje, nervozizëm, dridhje, humbje peshe dhe djersitje të tepërt. Kjo është për shkak të një rritje të aktivitetit të peroksidazës dhe, rrjedhimisht, një rritje në jodimin e tiroglobulinave. Hormonet e tepërta mund të jenë pasojë e një tumori të tiroides. Gjatë mjekimit përdoren izotopet radioaktive të jodit, të cilët përthithen lehtësisht nga qelizat e tiroides.

Jometalet-organogjenët (O, C, H, N, P, S), si dhe halogjenet, formojnë ciklet kryesore biogjeokimike të natyrës. Përbërjet e thjeshta inorganike të këtyre jometaleve (H2 O, CO, CO2, NH3, NO2, SO2, H2 SO4, H3 PO4, etj.) janë produkte të mbeturinave të njerëzve dhe kafshëve. Fragmente të këtyre cikleve janë shndërrimi i disa përbërjeve organogjene në të tjera me pjesëmarrjen e llojeve të ndryshme të baktereve, për shembull, në tokë kalimet H2 → H2 O, CO → CO2, N2 → NH3, NH3 → NO2, NO3 - → NO2, NO3 - → NH3, S → S2 O3 2- → SO2 → SO4 2- . Duke i renditur elementët organogjenë në rend zbritës të përmbajtjes së tyre (në masë %), fitojmë: O > C > H > N > P > S. Sipas kësaj serie, dhe jo apelit tradicional për grupet e Sistemit Periodik, ne do të shqyrtojë vetitë e organogjenëve jometalë.

4.1. Oksigjen

Oksigjeni është elementi që siguron jetë në Tokë. Atmosfera përmban rreth 20.8% oksigjen. Përbërësit çeliku të ajrit janë azoti mbizotërues N2 (78,08%), si dhe 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%). Duhet theksuar se përmbajtja e ki-

Karboni në atmosferë mbetet çuditërisht konstant, pavarësisht nga të gjitha proceset oksiduese të frymëmarrjes dhe djegies që ndodhin në Tokë. Faktori kryesor që ruan përmbajtjen konstante të oksigjenit në atmosferën e Tokës është fotosinteza dhe kontributin kryesor nuk e japin bimët e gjelbra tokësore, por planktonet dhe algat e oqeaneve botërore, të cilat përbëjnë rreth 80% të oksigjenit të çliruar. Në përgjithësi, jeta në Tokë është e mundur vetëm në një gamë mjaft të ngushtë të përmbajtjes së oksigjenit në atmosferë: nga 13 në 30%. Kur përmbajtja e oksigjenit është më pak se 13%, krijesat aerobike (d.m.th. ato që përdorin oksigjen në jetën e tyre) vdesin dhe kur përmbajtja e oksigjenit është më e lartë se 30%, proceset e oksidimit dhe djegies janë aq intensive sa edhe një leckë e lagur. mund të marrë zjarr dhe goditja e parë e rrufesë do të digjte gjithçka në Tokë.

Për shumë organizma të gjallë, një pjesë e rëndësishme e metabolizmit (metabolizmit) është cikli i frymëmarrjes, i cili çon në formimin e shpejtë të shumë substancave. Kështu, në ajrin e nxjerrë, përveç CO2, sasi të vogla përmbajnë hidrokarbure, alkoole, amoniak, acid formik HCOOH, acid acetik CH3 COOH, formaldehid HCHO dhe nganjëherë aceton (CH3)2 CO. Kur një person merr frymë në një lartësi prej 10 km në ajër të rrallë, për shkak të mungesës së oksigjenit në përzierjen e gazit të nxjerrë, përmbajtja e amoniakut, amineve, fenolit, acetonit rritet ndjeshëm, madje shfaqet edhe sulfid hidrogjeni.

Pa oksigjen, proceset e shumta dhe jashtëzakonisht të rëndësishme të jetës janë të pamundura, veçanërisht frymëmarrja. Vetëm disa bimë dhe kafshë të thjeshta mund të bëjnë pa oksigjen dhe për këtë arsye quhen anaerobe. Në organizmat e gjallë, oksigjeni konsumohet në oksidimin e substancave të ndryshme, procesi kryesor është reagimi i oksigjenit me atomet e hidrogjenit për të formuar ujin, i cili çliron një sasi të konsiderueshme energjie. Organizmat aerobikë gjithashtu marrin energji përmes oksidimit të lëndëve ushqyese në qeliza dhe inde në CO2, H2O,

(NH2)2 CO.

Gjatë frymëmarrjes normale, oksigjeni molekular që hyn në mushkëri reduktohet në ujë: O2 + 4H+ + 4e 2H2 O, dhe jonet H+ së bashku me elektronet çlirohen kur substrati organik i trupit humbet atomet H: [substrati(4H)] → 4H + nënshtresa → 4H + + 4e + nënshtresa. Me patologji, ndodh shërim jo i plotë: O2 + 2H+ + 2e H2 O2 ose O2 + e O2 - . Ky radikal quhet

formohet nga radikal superoksid (SOR). Mund të jetë i dobishëm kur shkatërron qelizat në rritje të pakontrolluar, por gjithashtu mund të jetë shumë toksik kur shkatërron membranat qelizore të qelizave të shëndetshme të nevojshme për trupin. Përveç kësaj, efekti i dëmshëm i SOP është se ai inaktivizon enzimat, depolimerizon polisaharidet dhe shkakton thyerje të vetme në strukturën e ADN-së. Çdo substancë në trup me një potencial të përshtatshëm mund të marrë pjesë në reduktimin e ndërmjetëm të ngadaltë me një elektron të O2 në COP. Në këtë rast formohet H2 O2, i cili në fazën tjetër të reduktimit me një elektron jep radikalin hidroksid OHc me reaktivitet të lartë, i cili oksidon shpejt çdo substancë në qelizë. Molekula hidrofobike O2 kalon lehtësisht në qelizë përmes membranave lipidike hidrofobike dhe fillon të oksidojë substancat organike në radikale O2 - dhe OH. Këto radikale polare "mbyllen" në qelizë sepse nuk mund të shpëtojnë përsëri përmes membranave qelizore. Për të shuar "agresionin" e tyre, përdoren enzimat speciale superoksid dismutaza, katalaza dhe peroksidaza. Përveç kësaj, ekzistojnë substanca me peshë të ulët molekulare - antioksidantë (për shembull, vitaminat A dhe E) që neutralizojnë në mënyrë joenzimatike këto grimca të rrezikshme. COP, për shembull, është gjithashtu i lidhur në mënyrë aktive nga jonet Fe(3+). Ndonjëherë izolimi i COP është i dobishëm, për shembull, antibiotikët antitumoralë (bleomicina) formojnë një kompleks me jone metalike Mn+, të cilët katalizojnë reduktimin e shpejtë të O2 në COP, i cili shkatërron ADN-në në tumor.

Modifikimi alotropik i oksigjenit është ozoni O3. Në atmosferë, ozoni formohet nga reaksioni fotokimik O2 + O →hν→ O3, dhe oksigjeni aktiv atomik formohet gjithashtu për shkak të reaksionit NO + O2 → NO2 + O. Efekti i dobishëm i ozonit në atmosferë qëndron në faktin se ozoni jo vetëm që thith pjesën biologjikisht aktive dhe në këtë mënyrë të rrezikshme të rrezatimit ultravjollcë të Diellit, por gjithashtu merr pjesë në formimin e regjimit termik të sipërfaqes së planetit tonë. Ai ruan nxehtësinë që largohet nga Toka në ato intervale spektrale ("dritaret e transparencës") ku CO2 dhe H2O thithin dobët këtë nxehtësi. Ozoni është shumë toksik për njerëzit. Përqendrimi i tij maksimal i lejuar (MPC) në ajër është 0,5 mg/m3. Ozoni ndryshon strukturën e mushkërive, duke shtypur funksionet e tyre, duke zvogëluar kështu rezistencën ndaj sëmundjeve të frymëmarrjes. Duke qenë agjenti oksidues më i fortë (në vendin e dytë pas fluorit), ozoni oksidon intensivisht aminoacidet dhe enzimat që përmbajnë squfur

(cisteinë HSCH2 CH(NH2)COOH, metioninë CH3 SCH2 CH2 CH(NH2)COOH, si dhe triptofan C8 H6 NCH2 CH(NH2)COOH, histidina C3 H3 N2 CH(NH2)COOH, tirozinë H42CH6 NH2 )COOH .

Kështu, oksigjeni molekular O2 nuk është toksik për organizmat e gjallë, ndryshe nga format e tjera: ozoni O3, molekula O2 e ngacmuar, radikali OH, radikal O atomik, radikal HO2, COP O2 -.

4.2. Karboni

Karboni, për sa i përket përmbajtjes së tij në trup (21%) dhe rëndësisë së tij për organizmat e gjallë, është një nga organogjenët më të rëndësishëm. Meqenëse ky manual i kushtohet posaçërisht kimisë bioorganike, ne nuk do të prekim përbërjet organike të natyrës së gjallë, e cila është objekt i studimit të kimisë bioorganike. Përbërjet më të thjeshta të karbonit, për shembull, karboni i lirë në formën e blozës dhe oksidit të tij CO, janë toksike për njerëzit. Kontakti i zgjatur me blozën ose pluhurin e qymyrit shkakton kancer të lëkurës ("sëmundja e pastrimit të oxhakut", siç quhej më parë). Pluhuri më i imët i qymyrit shkakton ndryshime në strukturën e mushkërive, që do të thotë se prish funksionet e tyre. Oksidi i CO është jashtëzakonisht toksik, efekti toksik i të cilit shkaktohet nga fakti se CO lidhet me hemoglobinën në gjak ~ 10 3 herë më lehtë se oksigjeni, dhe për këtë arsye shkakton mbytje.

Dioksidi i karbonit CO2 është i pranishëm në biosferë si produkt i frymëmarrjes dhe produkteve të oksidimit. Emetimet vjetore të CO dhe CO2 në atmosferë janë 2,108 dhe 9,109 ton

në përputhje me rrethanat (për krahasim, emetimet e hidrokarbureve janë 8,107 ton në vit). CO2 është pak i tretshëm në ujë, kështu që prania e tij në biofluide është e parëndësishme. Sidoqoftë, një reaksion i rëndësishëm enzimatik CO2 + Cl- + H2 O → HCO3 - + H+ + Cl- ndodh në stomak, si rezultat i të cilit proteinat zbërthehen në një mjedis acid. Vini re se pa enzima ky reaksion vazhdon në drejtim të kundërt.

4.3. Hidrogjeni

Hidrogjeni është i pranishëm në natyrë në formën e ujit dhe përbërjeve të shumta organike (Tabela 1). Uji është mjedisi kryesor jetësor i trupit. Shumica e substancave të përfshira në proceset metabolike treten në të. Përmbajtja e ujit në organet dhe indet e trupit është mjaft e lartë:

Tabela 3

Indet, organet, bio-

lëngshme

Truri

Palca kurrizore

Lëngu gastrik

Plazma e gjakut

Lëngu lotsjellës

Mjedisi fiziologjik për njerëzit është një zgjidhje 0,9% NaCl. Uji ka një kapacitet të lartë specifik të nxehtësisë dhe, për shkak të shkëmbimit të ngadaltë të nxehtësisë me mjedisin, siguron ruajtjen e një temperature konstante të trupit. Kur mbinxehet, uji avullon nga sipërfaqja e trupit. Për shkak të nxehtësisë së lartë të avullimit të ujit, ky proces shoqërohet me konsum të energjisë dhe temperatura e trupit ulet. Në mjedisin ujor, ekuilibri acido-bazik i trupit ruhet nëpërmjet sistemeve tampon (karbonat, fosfat dhe hemoglobinë).

Siç shihet nga tabela 3, vlera mesatare e pH-së së trupit korrespondon me pH-në e tretësirës fiziologjike dhe varion nga 6.8 në 7.4. Megjithatë, organet dhe indet individuale mund të kenë vlera të pH që ndryshojnë shumë nga ato fiziologjike. Pra, aciditeti në stomak është i lartë, dhe pH është 0.9 - 1.1. Kjo është e nevojshme në mënyrë që nën veprimin e enzimës pepsinë, e cila është aktive në një mjedis acid, peptidet e përbërësit proteinik të ushqimit të zbërthehen. Biliare ka një reaksion pak alkalik (pH 7,5 – 8,5), i cili është i nevojshëm për hidrolizën alkaline të yndyrave.

4.4. Azoti

Azoti është i pranishëm në organizmat e gjallë në formën e përbërjeve të ndryshme organike: aminoacide, peptide, baza purine etj., si dhe në formën e N2 të lirë të furnizuar me ajër të thithur. Cikli i azotit në natyrë është i lidhur ngushtë

quan gjeosferën dhe biosferën, duke konfirmuar unitetin e tyre. Ka shumë baktere që mund të shndërrojnë lehtësisht një përbërje të azotit në një tjetër, me një ndryshim në gjendjen e oksidimit të azotit. Kështu, për shembull, nëse në teknologji sinteza e amoniakut kryhet në kushte të vështira, atëherë në biosferë lidhja e N2 atmosferike dhe shndërrimi i tij në NH3 ndodh në një mënyrë më të lehtë enzimatike me pjesëmarrjen e nitrogjenazës:

N2 + 16ATP + 8e + 8H+ 2NH3 +16ADP +16[P në fosfatet inorganike] +H2, ku ATP dhe ADP janë përkatësisht trifosfat adenozinë dhe adenozinë difosfat, dhe besohet se ATP origjinal është në formën e një kompleksi me Mg. Mikroorganizmat e përfshirë në këtë reaksion janë të pranishëm në nyjet rrënjësore të disa bimëve, si dhe

V algat blu jeshile. Enzima nitrogenaza, e cila përmban proteina, si dhe Mo dhe Fe, është aktive vetëm në kushte anaerobe. Studimet kanë treguar se gjatë restaurimit

Reduktimi i N2 në NH3 nuk formon NH=NH dhe NH2 -NH2. Kjo sugjeron që enzima ka ndoshta 2 qendra aktive: në njërën molekula e azotit është e ndarë dhe në tjetrën atomi H është i koordinuar. Transformime të tjera të ndërsjella ndodhin gjithashtu në natyrë.

komponimet e azotit: nitrifikimi ose oksidimi i NH3 në NO2, si dhe reduktimi i joneve të nitrateve nga plehrat nën veprimin e enzimave bimore ose baktereve anaerobe.

ry në NO2 apo edhe në NH3. Komponimet inorganike të azotit janë zakonisht toksike

janë të pranishme, me përjashtim të substancës së thjeshtë N2 dhe në sasi të vogla N2 O. Çdo vit emetohen në atmosferë ~ 5·107 ton okside të ndryshme të azotit NOx dhe ~ 107 ton komponime të tjera të azotit. Molekula NO, sipas koncepteve moderne, pavarësisht nga pamja

Vështirësia e vazhdueshme e formimit të saj nga substanca të thjeshta është e pranishme në atmosferë në sasi të mëdha. Besohet se deri në 7,107 ton N2 atmosferike në vit reagojnë me O2 si rezultat i proceseve me temperaturë të lartë si djegia industriale dhe transporti. Është treguar se oksidet e azotit, si ozoni, janë në gjendje të ndërveprojnë me produktet e djegies jo të plotë të karburantit për të formuar rrymë të lartë.

sic peroksonitrat RCOONO2. Nën ndikimin e rrezatimit diellor në shtresat e sipërme të atmosferës, ndodhin reaksione fotokimike me pjesëmarrjen e NOx, të cilat katalizohen nga grimcat e ngurta të pluhurit që përmbahen atje. Në trupin e njeriut JO

formohet ne sasi ~100 mg ne dite nga arginina sipas reaksionit: NH=C(NH2 ) - NH(CH2 )3 CH(NH2 )COOH + 3/2O2 → NO enzima sintetaze → H2 NCONH(CH2 )3. CH(NH2 ) COOH + 2NO + H2 O. Dihet se molekulat e NO janë në gjendje të depërtojnë në qelizat e mureve të enëve të gjakut dhe të rregullojnë rrjedhjen e gjakut; përveç kësaj, NO kontrollon sekretimin e insulinës, filtrimin e veshkave dhe proceset riparuese

V indet, etj. Kështu, NO është një molekulë me dy fytyra që shfaq efekte toksike dhe padyshim të dobishme. Për shembull, kur merrni një ilaç të tillë të zakonshëm kardiak si nitroglicerina, ai hidrolizohet për të formuar jon nitrati, i cili reduktohet nga hemoglobina e hekurit në NO, dhe më pas është JO që shkakton relaksim të muskujve të lëmuar të enëve të gjakut. Oksidet e tjera të azotit

NO2, N2 O3 janë shumë toksike dhe mund të shkaktojnë mbytje dhe edemë pulmonare. Joni i nitritit NO2 - është veçanërisht toksik sepse oksidon methemoglobinën dhe prish procesin e transferimit të O2 në trup. Përveç kësaj, joni i nitritit formon nitrosoaminë kancerogjene në stomak. Megjithatë, NaNO2 është përdorur më parë si një vazodilatator për angina pectoris dhe spazma vaskulare cerebrale. Kohët e fundit, NaNO2 u braktis për shkak të toksicitetit të tij të padyshimtë, duke e zëvendësuar atë me nitroglicerinë ose acid nitrosorbik.

vëllime që nuk kanë efekte të tilla anësore. Thithja e avullit të amoniakut NH3 në sasi të mëdha është e dëmshme, pasi amoniaku krijon një mjedis shumë alkalik në sipërfaqen e mukozave të laringut dhe mushkërive, gjë që shkakton acarim dhe ënjtje.

Përveç kësaj, molekulat e vogla NH3 depërtojnë lehtësisht në membranat qelizore dhe konkurrojnë me shumë ligandë në koordinim me jonet metalike.