Eser elementler olarak metal olmayanlar.
Metallerin rolüne büyük önem verdik. Bununla birlikte, vücudun işleyişi için bazı metal olmayanların da kesinlikle gerekli olduğu akılda tutulmalıdır.
SİLİKON
Silikon ayrıca önemli bir eser elementtir. Bu, farklı diyetler kullanan farelerin beslenmesine ilişkin dikkatli bir çalışma ile doğrulanmıştır. Sıçanlar, sodyum metasilikat eklendiğinde belirgin şekilde kilo aldı. (Na2(SiO)3 . 9H2O) diyetlerinde (100g başına 50mg). tavuklar ve fareler, iskeletin büyümesi ve gelişmesi için silikona ihtiyaç duyar. Silikon eksikliği, kemik yapısının ve bağ dokusunun ihlaline yol açar. Anlaşıldığı üzere, kemiğin aktif kalsifikasyonun meydana geldiği bölgelerinde, örneğin kemik oluşturan hücrelerde, osteoblastlarda silikon mevcuttur. Yaşla birlikte hücrelerdeki silikon konsantrasyonu azalır.
Silisyumun canlı sistemlerde yer aldığı süreçler hakkında çok az şey bilinmektedir. Orada silisik asit formundadır ve muhtemelen karbonların çapraz bağlanmasına katılır. İnsanlarda göbek kordonu hyaluronik asidinin en zengin silikon kaynağı olduğu ortaya çıktı. Bu içerir 1.53mgözgür ve 0.36mg gram başına bağlı silikon.
SELENYUM
Selenyum eksikliği kas hücrelerinin ölümüne neden olur ve kas yetmezliğine, özellikle kalp yetmezliğine yol açar. Bu koşulların biyokimyasal çalışması, peroksitleri yok eden glutatyon peroksidaz enziminin keşfedilmesine yol açtı.Selenyum eksikliği, bu enzimin konsantrasyonunda bir azalmaya yol açar ve bu da lipit oksidasyonuna neden olur. Selenyumun cıva zehirlenmesine karşı koruma yeteneği iyi bilinmektedir. Çok daha az bilinen, yüksek diyet selenyumu ile düşük kanser mortalitesi arasında bir korelasyon olduğu gerçeğidir. Selenyum, insan diyetinde miktarda bulunur. 55 110mg yılda ve kandaki selenyum konsantrasyonu 0,09 0,29 µg/cm. Oral olarak alındığında, selenyum karaciğer ve böbreklerde yoğunlaşır. Selenyumun hafif metallerle zehirlenmeye karşı koruyucu etkisinin bir başka örneği de kadmiyum bileşiklerinin zehirlenmesine karşı koruma yeteneğidir. Cıva örneğinde olduğu gibi, selenyumun bu toksik iyonları toksik etkilerinden etkilenmeyen iyonik aktif merkezlere bağlanmaya zorladığı ortaya çıktı.
ARSENİK
Arsenik ve bileşiklerinin iyi bilinen toksik etkilerine rağmen, arsenik eksikliğinin doğurganlıkta azalmaya ve büyümenin engellenmesine yol açtığına ve gıdaya sodyum arsenit eklenmesinin büyüme hızında artışa yol açtığına dair güvenilir kanıtlar vardır. insanlar
KLOR VE BROM
Halojen anyonları, okso anyonları değil, basit olmaları bakımından diğerlerinden farklıdır. Klor son derece yaygındır, zardan geçebilir ve ozmotik dengenin korunmasında önemli bir rol oynar. Klor, mide sıvısında hidroklorik asit olarak bulunur. İnsan mide sıvısındaki hidroklorik asit konsantrasyonu 0,4-0,5%. Sedatif etkisi güvenilir bir şekilde bilinmesine rağmen, eser element olarak bromun rolü hakkında bazı şüpheler vardır.
flor
Flor, normal büyüme için kesinlikle gereklidir ve eksikliği anemiye yol açar. Flor dişleri çürüklerden koruduğu için diş çürüğü sorunuyla bağlantılı olarak flor metabolizmasına çok dikkat edilmiştir.Diş çürükleri yeterince detaylı incelenmiştir. Diş yüzeyinde leke oluşumu ile başlar. Bakterilerin ürettiği asitler, diş minesini lekenin altında çözer, ancak işin garibi, yüzeyinden çözmez. Genellikle üst yüzey, altındaki alanlar tamamen yok olana kadar bozulmadan kalır. Bu aşamada florür iyonunun apatit oluşumunu kolaylaştırabileceği varsayılmaktadır. Böylece başlamış olan hasarın yeniden mineralizasyonu gerçekleştirilmiş olur.
Diş minesinin zarar görmesini önlemek için florür kullanılır. Florürler diş macununa eklenebilir veya doğrudan dişlere uygulanabilir. İçme sularında çürük oluşumunu önlemek için gerekli olan florür konsantrasyonu yaklaşık 1mg/l, ancak tüketim düzeyi yalnızca buna bağlı değildir. Yüksek konsantrasyonlarda florür uygulaması (8mg/l'den fazla) kemik dokusu oluşumunun hassas denge süreçlerini olumsuz etkileyebilir. Florürün aşırı emilimi floroza yol açar. Floroz, tiroid bezinin işleyişinde bozukluklara, büyümenin engellenmesine ve böbrek hasarına yol açar. Vücutta florüre uzun süre maruz kalmak vücudun mineralleşmesine yol açar. Sonuç olarak, birlikte büyüyebilen kemikler deforme olur ve bağlar kireçlenir.
İYOT
İyotun ana fizyolojik rolü, tiroid bezinin metabolizmasına ve doğal hormonlarına katılımdır. Tiroid bezinin iyot biriktirme yeteneği de tükürük ve meme bezlerinde doğaldır. Diğer bazı organların yanı sıra. Ancak günümüzde iyotun sadece tiroid bezinin yaşamında öncü bir rol oynadığına inanılmaktadır.
İyot eksikliği karakteristik semptomlara yol açar: zayıflık, cildin sararması, soğuk ve kuru hissetme. Tiroid hormonları veya iyot ile tedavi bu semptomları ortadan kaldırır. Tiroid hormonlarının eksikliği, genişlemiş bir tiroid bezine yol açabilir. Nadir durumlarda (vücutta tiyosiyanat veya çeşitli lahana türlerinde bulunan antitiroid ajan guatrin gibi iyotun emilimini engelleyen çeşitli bileşiklerin yüklenmesi), guatr oluşur. İyot eksikliği çocukların sağlığı üzerinde özellikle güçlü bir etkiye sahiptir, fiziksel ve zihinsel gelişimde geri kalırlar. Hamilelik sırasında iyot eksikliği olan bir diyet, hipotiroid çocukların (cretins) doğumuna yol açar.
Aşırı tiroid hormonu bitkinlik, sinirlilik, titreme, kilo kaybı ve aşırı terlemeye neden olur. Bu, peroksidaz aktivitesinde bir artış ve sonuç olarak tiroglobulin iyodinasyonunda bir artış ile ilişkilidir. Aşırı hormon tiroid tümörünün sonucu olabilir. Tedavide, tiroid bezinin hücreleri tarafından kolayca emilen radyoaktif iyot izotopları kullanılır.
metal olmayanlar- metallerin özelliklerine sahip olmayan basit cisimler oluşturan kimyasal elementler. Metal olmayanların niteliksel bir özelliği elektronegatifliktir.
elektronegatiflik- bu, ortak elektron çiftlerini kendine doğru çekmek için kimyasal bir bağı polarize etme yeteneğidir.
22 element metal olmayan olarak sınıflandırılır.
1. Dönem
3. dönem
4. dönem
5. dönem
6. dönem
Tablodan da görülebileceği gibi, metalik olmayan elementler çoğunlukla periyodik tablonun sağ üst kısmında yer almaktadır.
Metal olmayan atomların yapısı
Metal olmayanların karakteristik bir özelliği, atomlarının dış enerji seviyesinde daha fazla (metallere kıyasla) elektronlardır. Bu, ek elektron ekleme ve metallerden daha yüksek oksidatif aktivite sergileme konusundaki daha büyük yeteneklerini belirler. Özellikle güçlü oksitleyici özellikler, yani elektronları bağlama yeteneği, VI-VII gruplarının 2. ve 3. periyotlarında bulunan metal olmayanlar tarafından sergilenir. Elektronların flor, klor ve diğer halojen atomlarındaki yörüngelerdeki düzenini karşılaştırırsak, ayırt edici özelliklerini yargılayabiliriz. Flor atomunun serbest orbitalleri yoktur. Bu nedenle, flor atomları sadece I gösterebilir ve oksidasyon durumu 1'dir. En güçlü oksitleyici ajan flor. Diğer halojenlerin atomlarında, örneğin klor atomunda, aynı enerji seviyesinde serbest d-orbitalleri vardır. Bu nedenle, elektronların bozulması üç farklı şekilde gerçekleşebilir. İlk durumda, klor +3'lük bir oksidasyon durumu gösterebilir ve tuzlara karşılık gelen hidroklorik asit HClO2 oluşturabilir - örneğin potasyum klorit KCl02. İkinci durumda, klor, klorun +5 olduğu bileşikler oluşturabilir. Bu bileşikler arasında HCI03 ve bunun - örneğin potasyum klorat KCl03 (bertoletova) yer alır. Üçüncü durumda klor, örneğin perklorik asit HCIO4'te ve bunun tuzları olan perkloratlarda (potasyum perklorat KClO4'te) +7'lik bir oksidasyon durumu sergiler.
Metal olmayan moleküllerin yapıları. Metal olmayanların fiziksel özellikleri
Oda sıcaklığında gaz halinde olanlar:
hidrojen - H2;
nitrojen - N2;
oksijen - O2;
flor - F2;
radon - Rn).
Sıvı - brom - Br.
katı olarak:
bor - B;
karbon - C;
silikon - Si;
fosfor - P;
selenyum - Se;
Tellür - Te;
Metal olmayanlar ve renkler açısından çok daha zengin: kırmızı - fosforda, kahverengi - bromda, sarı - kükürtte, sarı-yeşil - klorda, mor - iyot buharında vb.
En tipik metal olmayanlar moleküler bir yapıya sahipken, daha az tipik olanlar moleküler olmayan bir yapıya sahiptir. Bu, özelliklerindeki farkı açıklar.
Basit maddelerin - metal olmayanların bileşimi ve özellikleri
Metal olmayanlar hem tek atomlu hem de iki atomlu moleküller oluşturur. İLE tek atomlu metal olmayanlar, en aktif maddelerle bile pratik olarak reaksiyona girmeyen inert gazları içerir. periyodik sistemin VIII. grubunda yer alırlar ve bunlara karşılık gelen basit maddelerin kimyasal formülleri şöyledir: He, Ne, Ar, Kr, Xe ve Rn.
Bazı ametaller oluşur iki atomlu moleküller. Bunlar H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (periyodik sistemin VII grubunun elementleri) ve ayrıca oksijen O2 ve nitrojen N2'dir. İtibaren üç atomlu moleküller ozon (O3) gazından oluşur. Katı halde bulunan metal olmayan maddeler için kimyasal formül yapmak oldukça zordur. Grafitteki karbon atomları birbirine çeşitli şekillerde bağlıdır. Verilen yapılarda tek bir molekülü izole etmek zordur. Bu tür maddelerin kimyasal formüllerini yazarken, metallerde olduğu gibi, bu tür maddelerin yalnızca atomlardan oluştuğu varsayımı yapılır. , aynı zamanda, endeksler olmadan yazılır: C, Si, S, vb. Oksijen gibi, aynı niteliksel bileşime sahip (her ikisi de aynı elementten oluşur - oksijen), ancak içindeki atom sayısında farklılık gösteren bu tür basit maddeler molekül, farklı özelliklere sahiptir. Yani oksijenin kokusu yoktur, ozonun ise fırtına sırasında hissettiğimiz keskin bir kokusu vardır. Aynı kalitatif bileşime sahip, ancak farklı yapıya sahip katı metal olmayan, grafit ve elmasın özellikleri keskin bir şekilde farklıdır (grafit kırılgandır, serttir). Bu nedenle, bir maddenin özellikleri yalnızca niteliksel bileşimi ile değil, aynı zamanda bir madde molekülünde kaç tane atom bulunduğu ve bunların birbirine nasıl bağlı olduğu ile belirlenir. basit cisimler şeklinde katı gaz halindedir (brom - sıvı hariç). Metallerin fiziksel özelliklerine sahip değillerdir. Katı ametaller, metallerin parlaklık özelliklerine sahip değildirler, genellikle kırılgandırlar ve ısıyı kötü iletirler (grafit hariç). Kristal bor B (kristal silikon gibi) çok yüksek bir erime noktasına (2075°C) ve yüksek sertliğe sahiptir. Borun elektriksel iletkenliği artan sıcaklıkla büyük ölçüde artmakta, bu da borun yarı iletken teknolojisinde yaygın olarak kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Çeliğe ve alüminyum, bakır, nikel vb. alaşımlarına bor ilavesi mekanik özelliklerini iyileştirir. Borürler (bazı metallerle, örneğin titanyumla bileşikler: TiB, TiB2) jet motoru parçalarının, gaz türbin kanatlarının imalatında gereklidir. Şema 1'den görülebileceği gibi, karbon - C, silikon - Si, - B benzer bir yapıya sahiptir ve bazı ortak özelliklere sahiptir. Basit maddeler olarak, kristal ve amorf olmak üzere iki modifikasyonda bulunurlar. Bu elementlerin kristal modifikasyonları, yüksek erime noktaları ile çok zordur. Kristal yarı iletken özelliklere sahiptir. Tüm bu elementler - ve (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2) metalleriyle bileşikler oluşturur. Fe3C, TiB gibi bazıları daha yüksek sertliğe sahiptir. asetilen üretmek için kullanılır.
Metal olmayanların kimyasal özellikleri
Nispi elektronegatifliklerin sayısal değerlerine göre, oksitleyici ametaller şu sırayla artar: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.
Oksitleyici olarak ametaller
Metal olmayanların oksitleyici özellikleri, etkileşime girdiklerinde ortaya çıkar:
metallerle: 2Na + Cl2 = 2NaCl;
Hidrojen ile: H2 + F2 = 2HF;
Daha düşük elektronegatifliğe sahip metal olmayanlarla: 2P + 5S = P2S5;
Bazı kompleks maddelerle: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O,
2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3.
İndirgeyici maddeler olarak ametaller
1. Tüm ametaller (flor hariç) oksijenle etkileşime girdiklerinde indirgeyici özellikler sergiler:
S + O2 = SO2, 2H2 + O2 = 2H2O.
Flor ile kombinasyon halinde oksijen ayrıca pozitif bir oksidasyon durumu sergileyebilir, yani bir indirgeyici madde olabilir. Diğer tüm metal olmayanlar indirgeyici özellikler sergiler. Örneğin, klor doğrudan oksijenle birleşmez, ancak oksitleri (Cl2O, ClO2, Cl2O2) dolaylı olarak elde edilebilir ve klor pozitif bir oksidasyon durumu sergiler. Yüksek sıcaklıklarda nitrojen doğrudan oksijenle birleşir ve indirgeyici özellikler sergiler. Kükürt oksijenle daha kolay reaksiyona girer.
2. Birçok metal olmayan, karmaşık maddelerle etkileşime girdiğinde indirgeyici özellikler sergiler:
ZnO + C \u003d Zn + CO, S + 6HNO3 kons \u003d H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.
3. Aynı ametalin hem oksitleyici hem de indirgeyici olduğu reaksiyonlar da vardır:
Cl2 + H2O = HCI + HCIO.
4. Flor, indirgeme özelliklerine, yani kimyasal reaksiyonlarda elektron bağışlama yeteneğine sahip olmayan en tipik metal olmayandır.
Metal olmayan bileşikler
Ametaller, farklı molekül içi bağlara sahip bileşikler oluşturabilirler.
Metal olmayan bileşik türleri
Periyodik kimyasal elementler sisteminin gruplarına göre hidrojen bileşiklerinin genel formülleri tabloda verilmiştir:
|
Uçucu hidrojen bileşikleri |
toplam kalkojenler.
Elementlerin Periyodik Tablosunun altıncı grubunun ana alt grubunda. I. Mendeleev elementlerdir: oksijen (O), kükürt (S), selenyum (Se), (Te) ve (Po). Bu elementler toplu olarak "cevher oluşturan" anlamına gelen kalkojenler olarak bilinir.
Kalkojen alt grubunda, yukarıdan aşağıya doğru, atomun yükündeki artışla elementlerin özellikleri doğal olarak değişir: metalik olmayan özellikleri azalır ve metalik özellikleri artar. Yani tipik bir metal olmayan ve polonyum bir metaldir (radyoaktif).
gri selenyum
Fotosel ve elektrik akımı doğrultucu üretimi
yarı iletken teknolojisinde
Kalkojenlerin biyolojik rolü
Kükürt bitki, hayvan ve insan yaşamında önemli bir rol oynar. Hayvan organizmalarında kükürt, kükürt içeren proteinlerde ve ayrıca B1 vitamini ve insülin hormonunun bileşiminde hemen hemen tüm proteinlerin bir parçasıdır. Koyunlarda kükürt eksikliği ile yün büyümesi yavaşlar ve kuşlarda zayıf tüylenme görülür.
Bitkilerden lahana, marul ve ıspanak en fazla kükürt tüketir. Bezelye ve fasulye kabukları, turp, şalgam, soğan, yaban turpu, balkabağı, salatalık da kükürt açısından zengindir; kükürt ve pancar bakımından fakirdir.
Kimyasal özellikler açısından selenyum ve tellür kükürde çok benzer, ancak fizyolojik özellikler açısından onun antagonistleridir. Vücudun normal çalışması için çok az miktarda selenyuma ihtiyaç vardır. Selenyum kardiyovasküler sistem üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir, kırmızı kan, vücudun bağışıklık özelliklerini arttırır. Artan selenyum miktarı hayvanlarda zayıflama ve uyuşukluk şeklinde kendini gösteren bir hastalığa neden olur. Vücutta selenyum eksikliği kalpte, solunum organlarında bozulmaya yol açar, vücutta yükselir ve hatta meydana gelebilir. Selenyum hayvanlar üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Örneğin, yüksek görme keskinliği ile ayırt edilen geyiklerde, retina vücudun diğer bölgelerine göre 100 kat daha fazla selenyum içerir. Bitkiler aleminde, tüm bitkiler çok miktarda selenyum içerir. Bitki özellikle büyük miktarlarda biriktirir.
Bitkiler, hayvanlar ve insanlar için tellürün fizyolojik rolü, selenyuma göre daha az çalışılmıştır. Tellürün selenyumdan daha az toksik olduğu ve vücuttaki tellür bileşiklerinin hızla elemental tellüre indirgendiği ve bunun da organik maddelerle birleştiği bilinmektedir.
Azot alt grubunun elementlerinin genel özellikleri
Beşinci grubun ana alt grubu azot (N), fosfor (P), arsenik (As), antimon (Sb) ve (Bi) içerir.
Yukarıdan aşağıya, nitrojenden bizmuta kadar olan alt grupta metalik olmayan özellikler azalırken, metalik özellikler ve atom yarıçapı artar. Azot, fosfor, arsenik metal değildir, ancak metallere aittir.
nitrojen alt grubu
|
Karşılaştırmalı özellikler |
7 N nitrojen |
15 P fosfor |
33 arsenik olarak |
51 Sb antimon |
83 bi bizmut |
|||||
|
Elektronik yapı |
…4f145d106S26p3 |
|||||||||
|
Paslanma durumu |
1, -2, -3, +1, +2, +3, +4, +5 |
3, +1, +3, +4,+5 |
||||||||
|
Elektro- Olumsuzluk |
||||||||||
|
Doğada olmak |
Serbest durumda - atmosferde (N2 - ), bağlı durumda - NaNO3 bileşiminde - ; KNO3 - Hint güherçilesi |
Ca3(PO4)2 fosforittir, Ca5(PO4)3(OH) hidroksilapatittir, Ca5(PO4)3F florapatittir |
||||||||
|
Normal koşullar altında allotropik formlar |
Azot (bir form) |
NH3 + H2O ↔ NH4OH ↔ NH4+ + OH - (amonyum hidroksit); PH3 + H2O ↔ PH4OH ↔ PH4+ + OH- (fosfonyum hidroksit). Azot ve fosforun biyolojik rolü Azot, amino asitlerin, proteinlerin ve klorofilin, B vitaminlerinin ve aktive edici enzimlerin bir parçası olduğu için bitki yaşamında son derece önemli bir rol oynar. Bu nedenle topraktaki azot eksikliği bitkiler üzerinde ve öncelikle yapraklardaki klorofil içeriği üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir, bu nedenle solgunlaşırlar. 1 hektar toprak alanı başına 50 ila 250 kg azot tüketir. Azotun çoğu çiçeklerde, genç yapraklarda ve meyvelerde bulunur. Azot, bitkiler için en önemli azot kaynağıdır - esas olarak amonyum nitrat ve amonyum sülfattır. Canlı doğanın en önemli bileşeni olan havanın ayrılmaz bir parçası olarak nitrojenin özel rolüne de dikkat edilmelidir. Kimyasal elementlerin hiçbiri bitki ve hayvan organizmalarının yaşam süreçlerinde fosfor kadar aktif ve çeşitli bir rol oynamaz. Nükleik asitlerin ayrılmaz bir parçasıdır, bazı enzimlerin ve vitaminlerin bir parçasıdır. Hayvanlarda ve insanlarda fosforun %90'a kadarı kemiklerde, %10'a kadarı kaslarda ve yaklaşık %1'i sinir sisteminde (inorganik ve organik bileşikler şeklinde) konsantre edilir. Kaslarda, karaciğerde, beyinde ve diğer organlarda fosfatidler ve fosforik esterler şeklinde bulunur. Fosfor kas kasılmalarında ve kas ve kemik dokusunun yapımında yer alır. Zihinsel çalışma yapan kişilerin, zihinsel çalışma sırasında artan bir yük ile çalışan sinir hücrelerinin tükenmesini önlemek için artan miktarda fosfor tüketmeleri gerekir. Fosfor eksikliği ile verim düşer, nevroz gelişir, iki değerlikli germanyum, kalay ve kurşun GeO, SnO, PbO amfoterik oksitler tarafından rahatsız edilir. Daha yüksek karbon ve silikon oksitleri CO2 ve SiO2, zayıf asidik özellikler sergileyen hidroksitlere - H2CO3 ve silisik asit H2SiO3'e karşılık gelen asidik oksitlerdir. Amfoterik oksitler - GeO2, SnO2, PbO2 - amfoterik hidroksitlere karşılık gelir ve germanyum hidroksit Ge(OH)4'ten kurşun hidroksit Pb(OH)4'e geçerken asidik özellikler zayıflar ve bazik özellikler artar. Karbon ve silikonun biyolojik rolü Karbon bileşikleri, bitki ve hayvan organizmalarının temelidir (karbonun %45'i bitkilerde ve %26'sı hayvan organizmalarında bulunur). Karakteristik biyolojik özellikler, karbon monoksit (II) ve karbon monoksit (IV) tarafından sergilenir. Karbon monoksit (II), kan hemoglobini ile güçlü bir şekilde bağlandığı ve hemoglobini akciğerlerden kılcal damarlara oksijen taşıma yeteneğinden mahrum bıraktığı için çok zehirli bir gazdır. Solunduğunda, CO zehirlenmeye, hatta muhtemelen ölümcül olabilir. Karbon monoksit (IV) özellikle bitkiler için önemlidir. Bitki hücrelerinde (özellikle yapraklarda), klorofil varlığında ve güneş enerjisinin etkisiyle, oksijenin açığa çıkmasıyla karbondioksit ve sudan glikoz oluşur. Fotosentez sonucunda bitkiler yılda 150 milyar ton karbon ve 25 milyar ton hidrojeni bağlayarak atmosfere 400 milyar tona kadar oksijen salar. Bilim adamları, bitkilerin CO2'nin yaklaşık %25'ini kök sistemi yoluyla toprakta çözünmüş karbonatlardan aldığını bulmuşlardır. Bitkiler, deri dokuları oluşturmak için silikon kullanır. Bitkilerde bulunan, hücre duvarlarını emprenye eden silikon, onları daha sağlam ve böceklerin zarar görmesine karşı dirençli hale getirir, onları mantar enfeksiyonunun penetrasyonundan korur. Silikon, başta karaciğer, kıkırdak olmak üzere hayvanların ve insanların hemen hemen tüm dokularında bulunur. Tüberküloz hastalarının kemiklerinde, dişlerinde ve kıkırdaklarında sağlıklı insanlara göre çok daha az silikon bulunur. Botkin gibi hastalıklarda kandaki silikon içeriğinde azalma, kalın bağırsağın hasar görmesi ile ise tam tersine kandaki silikon içeriğinde artış olur. |
"İnsan vücudundaki biyojenik elementler"
GİRİİŞ
1.1 Biyojenik elementler - insan vücudunun bir parçası olan metal olmayanlar
2 Biyojenik elementler - insan vücudunun bir parçası olan metaller
OKSİJENİN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
KARBONUN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
HİDROJENİN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
POTASYUMUN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
KÜKÜRTÜN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
KALSİYUMUN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
ÇÖZÜM
KAYNAKÇA
GİRİİŞ
D.I.'nin periyodik sisteminin neredeyse tüm unsurlarının olduğu görüşü. Mendeleev tanıdık olur. Bununla birlikte, bilim adamları, canlı bir organizmada yalnızca tüm kimyasal elementlerin bulunmadığını, ancak her birinin bir tür biyolojik işlevi yerine getirdiğini öne sürüyorlar. Bu hipotezin doğrulanmaması mümkündür. Bu yöndeki araştırmalar geliştikçe, artan sayıda kimyasal elementin biyolojik rolü ortaya çıkar.
Sağlığını korumak için, bir kişi vücuda yiyecek, su ve solunan havadan dengeli bir besin alımı sağlamalıdır. Yüksek oranda kalsiyum, iyot ve diğer kimyasal elementler içeren gıda ürünlerinin reklamı sıklıkla yapılır, ancak bu vücudumuz için iyi midir? Çocuklarda ve yetişkinlerde bir veya daha fazla kimyasal elementin fazlalığı veya eksikliği hangi hastalıklara neden olabilir?
Çocukluktan daha az sağlıklı insanın olduğu zamanımızda, bu sorun gerçekten alakalı.
İnsan vücudunda sürekli olarak hayal edilemeyecek sayıda farklı kimyasal bileşik oluşur. Sentezlenen bileşiklerin bir kısmı yapı malzemesi veya enerji kaynağı olarak kullanılır ve vücuda büyüme, gelişme ve yaşamsal aktivite sağlar; cüruf veya atık olarak değerlendirilebilecek diğer kısım ise vücuttan atılır.
Hem inorganik hem de organik maddeler metabolizmaya katılır. Bu maddeleri oluşturan kimyasal elementlere biyojenik elementler denir. Yaklaşık 30 elementin güvenilir biyojenik olduğu kabul edilir.
Şekil 1, insan vücudunu oluşturan ana kimyasal elementleri göstermektedir.
Şekil 1 - Diyagram. İnsan vücudunun temel bileşimi.
1.1 Biyojenik elementler - insan vücudunun bir parçası olan metal olmayanlar
Biyojenik elementler arasında, vücudun en önemli maddelerini oluşturan organojenik elementler - su, proteinler, karbonhidratlar, yağlar, vitaminler, hormonlar ve diğerleri - özel bir yer tutar. Organojenler 6 kimyasal element içerir: karbon, oksijen, hidrojen, azot, fosfor, kükürt. İnsan vücudundaki toplam kütle oranları yaklaşık %97,3'tür (bkz. tablo 1).
Tüm organojenik elementler metal değildir. Metal olmayanlar arasında klor (kütle oranı %0,15), flor, iyot ve brom da biyojeniktir. Bu elementler organojenik elementler arasında yer almaz, çünkü ikincisinden farklı olarak vücudun organik yapılarının inşasında evrensel bir rol oynamazlar. Silisyum, bor, arsenik ve selenyumun biyojenitesi hakkında veriler vardır.
Tablo 1. İnsan vücudundaki organojen elementlerin içeriği.
|
Elementler - organojenler |
Kütle fraksiyonu (% olarak) |
Ağırlık (g / 70 kg olarak) |
|
karbon (C) |
||
|
oksijen (O) |
||
|
hidrojen (H) |
||
|
fosfor (P) |
||
|
68117 ≈ 68 kilo |
1.2 Biyojenik elementler - insan vücudunun bir parçası olan metaller
Besin elementleri, aralarında "yaşam metali" olarak adlandırılan 10'unun özellikle önemli biyolojik işlevleri yerine getirdiği bir dizi metal içerir. Bu metaller kalsiyum, potasyum, sodyum, magnezyum, demir, çinko, bakır, manganez, molibden, kobalttır (bkz. Tablo 2).
10 "yaşam metaline" ek olarak, biyojenik elementler arasında kalay, lityum, krom ve diğerleri gibi birkaç metal daha bulunur.
Tablo 2. İnsan vücudundaki "yaşam metallerinin" içeriği
|
Kütle fraksiyonu (% olarak) |
Ağırlık (g / 70 kg olarak) |
|
|
Kalsiyum (Ca) |
||
|
Sodyum (Na) |
||
|
magnezyum (Mg) |
||
|
Demir (Fe) |
||
|
Manganez (Mn) |
||
|
Molibden (Mo) |
||
|
Kobalt (Ko) |
||
Vücuttaki kütle fraksiyonuna bağlı olarak, tüm biyojenik elementler ayrılır:
a) makrobesinler (vücuttaki kütle fraksiyonu %10-2'den fazla veya 7 g'dan fazladır);
b) eser elementler (vücuttaki kütle oranı %10-2'den az veya 7 g'dan az).
Makro elementler tüm organojenleri, kloru ve 4 "yaşam metalini" içerir: magnezyum, potasyum, kalsiyum, sodyum. %99,5'ini oluştururlar ve %96'dan fazlası 4 elementten (karbon, oksijen, hidrojen, nitrojen) oluşur. Tüm organik bileşiklerin ana bileşenleridir.
Eser elementler hücrelerde çok küçük miktarlarda bulunur. Bunlar çinko, manganez, bakır, iyot, flor ve diğerlerini içerir. Ancak önemsiz miktarlarda bulunan unsurlar bile yaşam için gereklidir ve hiçbir şeyle değiştirilemez. Bu elementlerin insan vücudunda yerine getirdikleri biyolojik rol ve işlevler çok çeşitlidir ve eksiklikleri veya fazlalıkları ciddi hastalıklara yol açabilir (bkz. Ek B ve D). Yaklaşık 200 enzimin metaller tarafından aktive edildiğini söylemek yeterlidir. Toplamda, insan vücudunda 14 eser elementin temel olduğu kabul edilen yaklaşık 70 mineral tanımlanmıştır - bunlar demir, kobalt, bakır, krom, nikel, manganez, molibden, çinko, iyot, kalay, flor, silikon, vanadyumdur. , selenyum. Pek çok eser element vücuda neredeyse sadece meyve ve sebze beslenmesi yoluyla girer. Yabani yenilebilir bitkiler, derin katmanlardan çıkarıldığında yapraklarda, çiçeklerde ve meyvelerde biriken eser elementler açısından da zengindir.
2. OKSİJENİN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
Vücuttaki moleküler oksijenin ana işlevi, çeşitli bileşiklerin oksidasyonudur. Oksijen, hidrojenle birlikte, bir yetişkinin vücudundaki içeriği ortalama olarak yaklaşık% 55-65 olan suyu oluşturur.
Oksijen, proteinlerin, nükleik asitlerin ve vücudun diğer hayati bileşenlerinin bir parçasıdır. Oksijen, solunum, yağların, proteinlerin, karbonhidratların, amino asitlerin oksidasyonu ve diğer birçok biyokimyasal süreç için gereklidir.
Oksijenin vücuda girmesinin olağan yolu, bu biyoelementin kana nüfuz ettiği, hemoglobin tarafından emildiği ve kolayca ayrışan bir bileşik - oksihemoglobin oluşturduğu ve ardından kandan tüm organlara ve dokulara girdiği akciğerlerden geçer. Oksijen de vücuda bağlı halde, su şeklinde girer. Dokularda oksijen, esas olarak metabolizma sürecinde çeşitli maddelerin oksidasyonu için tüketilir. Gelecekte, neredeyse tüm oksijen karbondioksit ve suya metabolize edilir ve vücuttan akciğerler ve böbrekler yoluyla atılır.
Vücutta azalan oksijen içeriği.
Vücut dokularının oksijenle yetersiz beslenmesi veya kullanımının ihlali ile hipoksi (oksijen açlığı) gelişir.
Oksijen eksikliğinin ana nedenleri:
akciğerlere oksijen beslemesinin kesilmesi veya azalması, solunan havadaki kısmi oksijen basıncında azalma;
kırmızı kan hücrelerinin sayısında önemli bir azalma veya içlerindeki hemoglobin içeriğinde keskin bir azalma;
hemoglobinin dokulara oksijen bağlama, taşıma veya verme yeteneğinin ihlali;
dokuların oksijen kullanma yeteneğinin ihlali;
Dokularda redoks işlemlerinin inhibisyonu;
kardiyak aktivite, kan dolaşımı ve solunum bozuklukları nedeniyle damar yatağında durgunluk;
endokrinopatiler, beriberi;
Oksijen eksikliğinin ana belirtileri:
Akut vakalarda (oksijen kaynağının tamamen kesilmesi, akut zehirlenme): bilinç kaybı, merkezi sinir sisteminin üst kısımlarının işlev bozukluğu;
Kronik vakalarda: artan yorgunluk, merkezi sinir sisteminin fonksiyonel bozuklukları, çarpıntı ve az fiziksel efor ile nefes darlığı, bağışıklık sisteminin reaktivitesinde azalma.
İnsanlar için toksik doz: O 3 şeklinde toksiktir.
Vücutta artan oksijen içeriği.
Vücut dokularındaki oksijen içeriğindeki uzun süreli artışa (hiperoksi) oksijen zehirlenmesi eşlik edebilir; hiperoksiye genellikle kandaki oksijen içeriğinde bir artış (hiperoksemi) eşlik eder.
Ozonun ve fazla oksijenin toksik etkisi, kimyasal bağların kırılması sonucu dokularda çok sayıda radikal oluşumu ile ilişkilidir. Küçük bir miktarda, radikaller de normal olarak hücresel metabolizmanın bir ara ürünü olarak oluşur. Aşırı radikallerle, daha sonra bozunmaları ve oksijen içeren ürünlerin (ketonlar, alkoller, asitler) oluşumu ile lipid peroksidasyonu dahil olmak üzere organik maddelerin oksidasyon süreci başlatılır.
Oksijen, en basitinden karmaşık polimerlere kadar birçok maddenin moleküllerinin bir parçasıdır; bu maddelerin vücutta bulunması ve etkileşimi yaşamın varlığını sağlar. Su molekülünün ayrılmaz bir parçası olan oksijen, vücutta meydana gelen hemen hemen tüm biyokimyasal süreçlerde yer alır.
Oksijen vazgeçilmezdir, eksikliği ile sadece vücuda normal oksijen kaynağının restorasyonu etkili bir çare olabilir. Vücuda oksijen beslemesinin kısa süreli (birkaç dakika) kesilmesi bile, işlevlerinin ciddi şekilde bozulmasına ve ardından ölüme neden olabilir.
3. KARBONUN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
KARBON, dünyadaki yaşamın temelini oluşturan en önemli biyojenik elementtir, organizmaların inşasında yer alan ve yaşamsal aktivitelerini sağlayan çok sayıda organik bileşiğin yapısal birimidir (biyopolimerler ve çok sayıda düşük moleküler ağırlıklı biyolojik olarak aktif maddeler - vitaminler). , hormonlar, aracılar, vb.). Organizmaların ihtiyaç duyduğu enerjinin önemli bir kısmı, karbonun oksidasyonu nedeniyle hücrelerde oluşur. Dünyadaki yaşamın ortaya çıkışı, modern bilimde karbonlu bileşiklerin karmaşık bir evrim süreci olarak kabul edilir.
Karbon insan vücuduna yiyeceklerle girer (normalde günde yaklaşık 300 g). Toplam karbon içeriği yaklaşık %21'e ulaşır (toplam vücut ağırlığının 70 kg'ı başına 15 kg). Karbon, kas kütlesinin 2/3'ünü ve kemik kütlesinin 1/3'ünü oluşturur. Vücuttan esas olarak dışarı verilen hava (karbondioksit) ve idrar (üre) ile atılır.
Karbonun temel işlevi, çeşitli organik bileşiklerin oluşumu, böylece biyolojik çeşitliliğin sağlanması, canlıların tüm işlevlerine ve tezahürlerine katılımdır. Biyomoleküllerde karbon, polimer zincirleri oluşturur ve hidrojen, oksijen, nitrojen ve diğer elementlere sıkıca bağlanır. Karbonun bu kadar önemli bir fizyolojik rolü, bu elementin tüm organik bileşiklerin bir parçası olması ve vücuttaki hemen hemen tüm biyokimyasal süreçlerde yer almasıyla belirlenir. Oksijen etkisi altında karbon bileşiklerinin oksidasyonu, su ve karbon dioksit oluşumuna yol açar; Bu süreç vücut için bir enerji kaynağı görevi görür. Karbon dioksit CO 2 (karbon dioksit) metabolizma sürecinde oluşur, solunum merkezinin uyarıcısıdır, solunum ve kan dolaşımının düzenlenmesinde önemli rol oynar.
Serbest formda karbon toksik değildir, ancak bileşiklerinin birçoğu oldukça toksiktir. Bu tür bileşikler arasında karbon monoksit CO (karbon monoksit), karbon tetraklorür CCl4, karbon disülfit CS2, siyanür tuzları HCN, benzen C6H6 ve diğerleri yer alır. % 10'un üzerindeki konsantrasyonlarda karbondioksit asidoz (kan pH'ında azalma), nefes darlığı ve solunum merkezinin felce neden olur.
Kömür tozunun uzun süre solunması, akciğer dokusunda ve lenf düğümlerinde kömür tozu birikmesi, akciğer dokusunda sklerotik değişikliklerin eşlik ettiği bir hastalık olan antrakoza yol açabilir. Petrol endüstrisi işçilerinde hidrokarbonların ve diğer yağ bileşiklerinin toksik etkisi, cildin pürüzlenmesi, çatlakların ve ülserlerin ortaya çıkması ve kronik dermatit gelişiminde kendini gösterebilir.
İnsanlar için karbon, karbon monoksit (CO) veya siyanürler (CN-) şeklinde toksik olabilir.
4. HİDROJENİN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
Su, canlı bir organizmadaki en önemli hidrojen bileşiğidir. Suyun başlıca görevleri şunlardır:
Özgül ısı kapasitesi yüksek olan su, vücut sıcaklığını sabit tutar. Vücut aşırı ısındığında, yüzeyindeki su buharlaşır. Yüksek buharlaşma ısısı nedeniyle, bu sürece büyük bir enerji harcanması eşlik eder ve bu da vücut sıcaklığında bir düşüşe neden olur. Vücudun ısı dengesi bu şekilde sağlanır.
Su vücudun asit-baz dengesini korur. Çoğu doku ve organ öncelikle sudan oluşur. Vücuttaki genel asit-baz dengesine uyum, farklı organ ve dokular için pH değerlerinde büyük farklılıkları dışlamaz. Önemli bir hidrojen bileşiği, hidrojen peroksit H2O2'dir (geleneksel olarak hidrojen peroksit olarak adlandırılır). H2O2, hücre zarlarının lipit tabakasını oksitleyerek onu yok eder.
5. POTASYUMUN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
Potasyum, birçok metabolik süreçte zorunlu bir katılımcıdır. Potasyum, kalp kası - miyokardın kasılma otomatizmini korumada önemlidir; sodyum iyonlarının hücrelerden uzaklaştırılmasını ve bunların potasyum iyonları ile değiştirilmesini sağlar, buna da vücuttaki fazla sıvının atılması eşlik eder.
Diğer potasyum ürünlerine kıyasla kuru kayısı, incir, portakal, mandalina, patates (500 gr patates günlük ihtiyacı karşılar), kuru şeftali, şalgam, kuşburnu, siyah ve kırmızı kuş üzümü, yaban mersini, çilek, karpuz, kavun, soya, kiraz eriği, taze salatalık, Brüksel lahanası, ceviz ve fındık, maydanoz, kuru üzüm, kuru erik, çavdar ekmeği, yulaf ezmesi.
Bir yetişkin için günlük potasyum ihtiyacı günde 2-3 gr ve bir çocuk için - vücut ağırlığının kilogramı başına 16-30 mg'dır. Bir kişi için günlük gerekli minimum potasyum alımı yaklaşık 1 gr'dır Normal bir diyetle günlük potasyum ihtiyacı tamamen karşılanır, ancak potasyum alımında mevsimsel dalgalanmalar da not edilir. Bu nedenle, ilkbaharda tüketimi düşüktür - yaklaşık 3 g / gün ve sonbaharda maksimum tüketim 5-6 g / gündür.
Modern insanların yemekle birlikte büyük miktarlarda tuz tüketme eğilimi göz önüne alındığında, fazla sodyumun vücut üzerindeki olumsuz etkilerini nötralize edebilen potasyum ihtiyacı da artmaktadır.
Yiyeceklerden potasyum alımının olmaması, diyette normal bir protein içeriği olsa bile distrofiye yol açabilir. Potasyum metabolizmasının ihlali, böbreklerin ve kardiyovasküler sistemin kronik hastalıklarında, gastrointestinal sistem hastalıklarında (özellikle ishal ve kusmanın eşlik ettiği), endokrin bezlerinin hastalıklarında ve diğer patolojilerde kendini gösterir.
Vücuttaki potasyum eksikliği, öncelikle nöromüsküler ve kardiyovasküler sistem bozuklukları (uyuşukluk, bozulmuş hareket, uzuvların titremesi, yavaş kalp atışı) ile kendini gösterir. Potasyum preparatları tıbbi amaçlar için kullanılır.
Fazla potasyum çok daha az görülür, ancak bu son derece tehlikeli bir durumdur: uzuvların sarkık felci, kardiyovasküler sistemdeki değişiklikler. Bu durum şiddetli dehidrasyon, böbrek fonksiyon bozukluğu olan hiperkortizolizm ve hastaya büyük miktarda potasyum verilmesi ile kendini gösterebilir.
İnsan vücudundaki kükürt, hücrelerin, organ dokularının, enzimlerin, hormonların, özellikle pankreasın en önemli enzimi olan insülinin ve kükürt içeren amino asitlerin vazgeçilmez bir bileşenidir; protein moleküllerinin işlevleri için gerekli mekansal organizasyonunu sağlar, hücreleri, dokuları ve biyokimyasal sentez yollarını oksidasyondan ve tüm vücudu yabancı maddelerin toksik etkilerinden korur. Sinir, bağ, kemik dokularında oldukça fazla. Kükürt, kolajenin yapısal proteininin bir bileşenidir. Vücudun kükürt ile yenilenmesi, et, tavuk yumurtası, yulaf ezmesi ve karabuğday, un ürünleri, süt, peynir, baklagiller ve lahana içeren uygun şekilde organize edilmiş beslenme ile sağlanır.
Kükürdün vücudun hayati aktivitesini sağlamadaki rolü, önemli sayıda araştırmaya rağmen tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu nedenle, vücutta yetersiz kükürt alımı ile ilişkili herhangi bir spesifik bozukluğun net bir klinik açıklaması bulunmamakla birlikte. Aynı zamanda, asidoaminopatiler bilinmektedir - kükürt içeren amino asitlerin (homosistinüri, sistasyonüri) bozulmuş metabolizmasıyla ilişkili bozukluklar. Kükürt bileşikleri ile akut ve kronik zehirlenme kliniği ile ilgili kapsamlı bir literatür de bulunmaktadır.
Kükürt eksikliğinin ana belirtileri:
karaciğer hastalığının belirtileri
· eklem hastalıklarının belirtileri;
cilt hastalıklarının belirtileri;
Vücutta çeşitli ve çok sayıda eksiklik belirtileri ve biyolojik olarak aktif kükürt içeren bileşiklerin metabolik bozuklukları.
Vücutta artan kükürt içeriği.
Solunan havadaki yüksek hidrojen sülfit konsantrasyonlarında, zehirlenmenin klinik tablosu çok hızlı gelişir, birkaç dakika içinde konvülsiyonlar, bilinç kaybı ve solunum durması meydana gelir. Gelecekte, zehirlenmenin sonuçları, kalıcı baş ağrıları, zihinsel bozukluklar, felç, solunum sistemi ve gastrointestinal sistem fonksiyon bozuklukları ile kendini gösterebilir.
1-2 ml'lik bir miktarda bir yağ solüsyonunda ince öğütülmüş sülfürün parenteral uygulanmasına hiperlökositoz ve hipoglisemi ile hipertermi eşlik ettiği tespit edilmiştir. Parenteral olarak uygulandığında, kükürt iyonlarının toksisitesinin, klorür iyonlarından 200 kat daha yüksek olduğuna inanılmaktadır.
Gastrointestinal sisteme giren kükürt bileşiklerinin toksisitesi, bunların bağırsak mikroflorası tarafından oldukça toksik bir bileşik olan hidrojen sülfüre dönüştürülmesiyle ilişkilidir.
Otopside kükürt zehirlenmesinden sonra ölüm vakalarında amfizem, beyin iltihabı, akut nezle enteriti, karaciğer nekrozu, miyokardiyumda kanama (peteşi) belirtileri vardır.
Kronik zehirlenme (karbon disülfit, kükürt dioksit) ile zihinsel bozukluklar, sinir sisteminde organik ve fonksiyonel değişiklikler, kas zayıflığı, görme bozukluğu ve diğer vücut sistemlerinin aktivitesinde çeşitli bozukluklar görülür.
Son yıllarda pek çok gıdaya, alkollü ve alkolsüz içeceklere koruyucu olarak eklenen kükürt içeren bileşikler (sülfitler), insan vücudundaki fazla kükürdün kaynaklarından biri haline gelmiştir. Özellikle tütsülenmiş etlerde, patateste, taze sebzelerde, birada, elma şarabında, hazır salatalarda, sirkede, şarap boyalarında bol miktarda sülfit bulunur. Artan sülfit tüketiminin kısmen bronşiyal astım insidansındaki artıştan sorumlu olması mümkündür. Örneğin, bronşiyal astımı olan hastaların %10'unun sülfitlere karşı aşırı duyarlılık gösterdiği (yani, sülfite duyarlı hale geldiği) bilinmektedir. Sülfitlerin vücut üzerindeki olumsuz etkisini azaltmak için diyette peynir, yumurta, yağlı et ve kümes hayvanlarının içeriğinin arttırılması önerilir.
Aşırı kükürtün ana belirtileri:
cilt kaşıntısı, döküntüler, fronküloz;
konjonktivanın kızarıklığı ve şişmesi;
Korneada küçük nokta kusurlarının görünümü;
kaşlarda ve gözbebeklerinde ağrı, gözlerde kum hissi;
fotofobi, gözyaşı;
genel halsizlik, baş ağrısı, baş dönmesi, mide bulantısı;
üst solunum yolu nezlesi, bronşit;
İşitme kaybı
Sindirim bozuklukları, ishal, kilo kaybı;
Anemi
konvülsiyonlar ve bilinç kaybı (akut zehirlenme ile);
Zihinsel bozukluklar, zekanın düşmesi.
Sülfürün insan vücudundaki rolü son derece önemlidir ve kükürt metabolizması bozukluklarına çok sayıda patoloji eşlik eder. Bu arada, bu rahatsızlıkların kliniği yeterince gelişmemiştir. Daha kesin olarak, insan sağlığı bozukluklarının çeşitli "spesifik olmayan" tezahürleri, klinisyenler tarafından henüz kükürt metabolizması bozuklukları ile ilişkilendirilmemiştir.
7. KALSİYUMUN İNSAN VÜCUTUNDAKİ ROLÜ
Kalsiyum, kanın pıhtılaşması gibi en karmaşık süreçlerde doğrudan yer alır; hücre içi süreçlerin düzenlenmesi; hücre zarı geçirgenliğinin düzenlenmesi; sinir iletimi ve kas kasılmaları süreçlerinin düzenlenmesi; kararlı kardiyak aktivitenin sürdürülmesi; kemik oluşumu, dişlerin mineralizasyonu.
Kalsiyum vücudun önemli bir parçasıdır; toplam içeriği yaklaşık %1,4'tür (70 kg vücut ağırlığı başına 1000 g). Vücutta kalsiyum eşit olmayan bir şekilde dağılır: miktarının yaklaşık %99'u kemik dokusunda bulunur ve sadece %1'i diğer organ ve dokularda bulunur. Kalsiyum vücuttan bağırsaklar ve böbrekler yoluyla atılır.
Ek olarak, gıdada uzun süreli kalsiyum eksikliği, kalp kasının uyarılabilirliğini ve kasılmalarının ritmini istenmeyen bir şekilde etkiler.
Çoğu insanın diyetinde yeterli miktarda kalsiyum içeren gıdalar olmasına rağmen, birçok insan kalsiyum eksikliğinden muzdariptir. Bunun nedeni kalsiyumun sindiriminin zor olmasıdır.
Her şeyden önce, ısıl işlem sırasında kalsiyumun kaybolduğuna dikkat edilmelidir (örneğin, sebze pişirirken -% 25). Sebzelerin kaynatıldığı su tüketilirse kalsiyum kaybı yok denecek kadar azdır.
Kalsiyumun bağırsaklarda emiliminin en çok çavdar ekmeğinde bulunan fitik asit ve kuzukulağı, kakaoda bol miktarda bulunan oksalik asit tarafından engellendiği de unutulmamalıdır. Kalsiyumun yağ bakımından zengin besinler tarafından kullanılması zordur. Kalsiyumun "düşmanları" şeker kamışı, çikolata ve kakaodur.
Kalsiyum eksikliğinin ana belirtileri.
Kalsiyum eksikliğinin sonuçları, hem tüm organizma düzeyinde hem de bireysel sistemlerinde kendini gösterebilir:
genel halsizlik, artan yorgunluk;
Ağrı, kas krampları
kemik ağrısı, yürüme bozuklukları;
büyüme süreçlerinin ihlali;
hipokalsemi, hipokalsinoz;
İskelet dekalsifikasyonu, deforme edici osteoartrit, osteoporoz, vertebral deformite, kemik kırıkları;
· ürolitiyazis hastalığı;
Kashin-Beck hastalığı;
Bağışıklık bozuklukları;
Azaltılmış kan pıhtılaşması, kanama.
Vücutta artan kalsiyum içeriği.
Kalsiyumun toksik etkisi, yalnızca uzun süreli kullanımda ve genellikle bu biyoelementin metabolizması bozulmuş kişilerde (örn. hiperparatiroidizm ile) kendini gösterir. Günde 2,5 g'dan fazla düzenli kalsiyum tüketimi ile zehirlenme meydana gelebilir.
Aşırı kalsiyumun ana belirtileri:
iskelet kaslarının ve sinir liflerinin uyarılabilirliğinin baskılanması;
düz kas tonusunda azalma;
hiperkalsemi, kan plazmasında artan kalsiyum;
Mide suyunun artan asitliği, hiperasit gastrit, mide ülserleri;
Kalsinozis, organ ve dokularda kalsiyum birikimi (deri ve deri altı dokusunda; fasya boyunca bağ dokusu, tendonlar, aponevrozlar; kaslar; kan damarlarının duvarları; sinirler);
bradikardi, anjina;
gut, tüberküloz odaklarının kalsifikasyonu vb.;
İdrardaki kalsiyum tuzlarının içeriğinde bir artış;
nefrokalsinoz, böbrek taşı hastalığı;
kan pıhtılaşmasında artış;
Tiroid ve paratiroid bezlerinin işlev bozukluğu, otoimmün tiroidit geliştirme riskinde artış;
Fosfor, magnezyum, çinko, demirin vücuttan atılması.
En kolay sindirilebilen, sebze ve meyvelerle birlikte süt ve süt ürünlerinin (tereyağı hariç) kalsiyumudur. Günlük ihtiyacı karşılamak için 0,5 lt süt veya 100 gr peynir yeterlidir. Bu arada, süt sadece mükemmel bir kalsiyum kaynağı olmakla kalmaz, aynı zamanda diğer ürünlerde bulunan kalsiyumun emilimini de destekler.
Kalsiyumun emilmesi için çok önemli olan, diyette çeşitli kireç önleyici maddelerin etkisini nötralize eden ve fosfor-kalsiyum metabolizmasının düzenleyicisi olan D vitamininin varlığıdır.
kimyasal biyolojik organojen oksijen
ÇÖZÜM
Tüm canlı organizmalar çevre ile yakın temas halindedir. Yaşam vücutta sürekli metabolizma gerektirir. Vücuttaki kimyasal elementlerin alımı, yiyecek ve tüketilen su ile kolaylaştırılır. Vücudun %60'ı su, %34'ü organik madde ve %6'sı inorganiktir. Organik maddelerin ana bileşenleri C, H, O'dur. Ayrıca N, P, S'yi de içerirler. İnorganik maddelerin bileşimi mutlaka 22 kimyasal element içerir (bkz. tablo No. 1). Örneğin, bir kişi 70 kg ağırlığındaysa (gram olarak): Ca - 1700, K - 250, Na -70, Mg - 42, Fe - 5, Zn - 3 içerir. Metaller 2,1 kg'dır . Moleküllerin organik kısmına kovalent olarak bağlı olan IIIA-VIA gruplarının elementlerinin gövdesindeki içerik, D. I. Mendeleev'in periyodik sisteminin bu grubunun atomlarının çekirdeğinin yükündeki bir artışla azalır.
Elementlerin biyolojik rolü hakkındaki mevcut bilgi durumu, bu soruna yüzeysel bir dokunuş olarak nitelendirilebilir. Biyosferin çeşitli bileşenlerindeki elementlerin içeriği, vücudun eksikliklerine ve fazlalıklarına verdiği tepkiler hakkında birçok olgusal veri birikmiştir. Biyojeokimyasal bölgeleme ve biyojeokimyasal illerin haritaları derlendi. Ancak mikro elementlerin biyosferdeki işlevi, etki mekanizması ve rolü ile ilgili genel bir teori yoktur.
Sıradan iz elementler, vücuttaki konsantrasyonları biyotik konsantrasyonu aştığında vücut üzerinde toksik etki gösterir. Çok düşük konsantrasyonlardaki toksik elementler bitki ve hayvanlar üzerinde zararlı bir etkiye sahip değildir. Örneğin, mikro konsantrasyonlarda arsenik biyo-uyarıcı bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, toksik elementler yoktur, ancak toksik dozlar vardır. Bu nedenle, bir elementin küçük dozları ilaç, büyük dozları ise zehirdir. "Her şey zehirdir ve zehirsiz hiçbir şey yoktur, yalnızca bir doz zehiri görünmez kılar" - Paracelsus. Tacik şair Rudaki'nin şu sözlerini hatırlamakta yarar var: "Bugün uyuşturucu denilen şey, yarın zehir olur."
KAYNAKÇA
1. Avtsyn A.P., Zhavoronkov A.A. ve insanın diğer İz elementleri. -M.: Tıp, 1991. -496 s.
Ershov Yu.A., Popkov V.A., Berlyand A.S., Knizhnik A.Z., Mikhailichenko N.I. Genel Kimya. Biyofiziksel kimya. Biyojenik elementlerin kimyası. -M.: Yüksekokul, 1993. -560 s.
Ershov Yu.A., Pletneva T.V. İnorganik bileşiklerin toksik etki mekanizmaları. -M.: Tıp, 1989. -272 s.
Zholnin A.V. karmaşık bileşikler. Chelyabinsk: ChGMA, 2000. -28 s.
Bingham FG, Costa M., Eichenberg E. ve diğerleri, Metal iyonlarının toksisitesine ilişkin bazı sorular. -M.: Tıp, 1993. -368 s.
Fremantle M. Kimya iş başında. -M.: Mir, 1991. v.2, 620 s.
Hughes M. Biyolojik süreçlerin inorganik kimyası. -M.: Mir, 1983. - 416 s.
Zholnin A.V., Arbuzina R.F., Konstanz E.V., Rylnikova G.I. Genel kimyada laboratuvar çalışmaları için metodik el kitabı. bölüm II. -Chelyabinsk: ChGMA, 1993 -176 s.
Enterosorpsiyon. /Altında. ed. prof. ÜZERİNDE. Belyakova. Sorpsiyon teknolojisi merkezi. - L., 1991. - 336 s.
Metallerin rolüne büyük önem verdik. Bununla birlikte, vücudun işleyişi için bazı metal olmayanların da kesinlikle gerekli olduğu akılda tutulmalıdır.
Silikon
Silikon ayrıca önemli bir eser elementtir. Bu, farklı diyetler kullanan farelerin beslenmesine ilişkin dikkatli bir çalışma ile doğrulanmıştır. Sıçanlar, diyetlerine (100 g'da 50 mg) sodyum metasilikat (Na2(SiO)3. 9H2O) eklendiğinde belirgin şekilde kilo aldılar. tavuklar ve fareler, iskeletin büyümesi ve gelişmesi için silikona ihtiyaç duyar. Silikon eksikliği, kemik yapısının ve bağ dokusunun ihlaline yol açar. Anlaşıldığı üzere, kemiğin aktif kalsifikasyonun meydana geldiği bölgelerinde, örneğin kemik oluşturan hücrelerde, osteoblastlarda silikon mevcuttur. Yaşla birlikte hücrelerdeki silikon konsantrasyonu azalır.
Silisyumun canlı sistemlerde yer aldığı süreçler hakkında çok az şey bilinmektedir. Orada silisik asit formundadır ve muhtemelen karbonların çapraz bağlanmasına katılır. İnsanlarda göbek kordonu hyaluronik asidinin en zengin silikon kaynağı olduğu ortaya çıktı. Gram başına 1,53 mg serbest ve 0,36 mg bağlı silikon içerir.
Selenyum
Selenyum eksikliği kas hücrelerinin ölümüne neden olur ve kas yetmezliğine, özellikle kalp yetmezliğine yol açar. Bu koşulların biyokimyasal çalışması, peroksitleri yok eden glutatyon peroksidaz enziminin keşfedilmesine yol açtı.Selenyum eksikliği, bu enzimin konsantrasyonunda bir azalmaya yol açar ve bu da lipit oksidasyonuna neden olur. Selenyumun cıva zehirlenmesine karşı koruma yeteneği iyi bilinmektedir. Çok daha az bilinen, yüksek diyet selenyumu ile düşük kanser mortalitesi arasında bir korelasyon olduğu gerçeğidir. Selenyum insan diyetine yılda 55 110 mg miktarında dahil edilir ve kandaki selenyum konsantrasyonu 0.09 0.29 µg/cm'dir. Oral olarak alındığında, selenyum karaciğer ve böbreklerde yoğunlaşır. Selenyumun hafif metallerle zehirlenmeye karşı koruyucu etkisinin bir başka örneği de kadmiyum bileşiklerinin zehirlenmesine karşı koruma yeteneğidir. Cıva örneğinde olduğu gibi, selenyumun bu toksik iyonları toksik etkilerinden etkilenmeyen iyonik aktif merkezlere bağlanmaya zorladığı ortaya çıktı.
Arsenik
Arsenik ve bileşiklerinin iyi bilinen toksik etkilerine rağmen, arsenik eksikliğinin doğurganlıkta azalmaya ve büyümenin engellenmesine yol açtığına ve gıdaya sodyum arsenit eklenmesinin büyüme hızında artışa yol açtığına dair güvenilir kanıtlar vardır. insanlar
Klor ve brom
Halojen anyonları, okso anyonları değil, basit olmaları bakımından diğerlerinden farklıdır. Klor son derece yaygındır, zardan geçebilir ve ozmotik dengenin korunmasında önemli bir rol oynar. Klor, mide sıvısında hidroklorik asit olarak bulunur. İnsan mide sıvısındaki hidroklorik asit konsantrasyonu %0.4-0.5'tir.
Sedatif etkisi güvenilir bir şekilde bilinmesine rağmen, eser element olarak bromun rolü hakkında bazı şüpheler vardır.
flor
Flor, normal büyüme için kesinlikle gereklidir ve eksikliği anemiye yol açar. Florür dişleri çürükten koruduğundan, diş çürüğü sorunuyla bağlantılı olarak florür metabolizmasına çok dikkat edilmiştir.
Diş çürükleri yeterince ayrıntılı olarak incelenmiştir. Diş yüzeyinde leke oluşumu ile başlar. Bakterilerin ürettiği asitler, diş minesini lekenin altında çözer, ancak işin garibi, yüzeyinden çözmez. Genellikle üst yüzey, altındaki alanlar tamamen yok olana kadar bozulmadan kalır. Bu aşamada florür iyonunun apatit oluşumunu kolaylaştırabileceği varsayılmaktadır. Böylece başlamış olan hasarın yeniden mineralizasyonu gerçekleştirilmiş olur.
Diş minesinin zarar görmesini önlemek için florür kullanılır. Florürler diş macununa eklenebilir veya doğrudan dişlere uygulanabilir. İçme sularında çürük oluşumunu önlemek için gerekli olan florür konsantrasyonu yaklaşık 1 mg/l'dir ancak tüketim düzeyi sadece buna bağlı değildir. Yüksek konsantrasyonlarda florürlerin (8 mg / l'den fazla) kullanılması, kemik dokusu oluşumunun hassas denge süreçlerini olumsuz etkileyebilir. Florürün aşırı emilimi floroza yol açar. Floroz, tiroid bezinin işleyişinde bozukluklara, büyümenin engellenmesine ve böbrek hasarına yol açar. Vücutta florüre uzun süre maruz kalmak vücudun mineralleşmesine yol açar. Sonuç olarak, birlikte büyüyebilen kemikler deforme olur ve bağlar kireçlenir.
İyot
İyotun ana fizyolojik rolü, tiroid bezinin metabolizmasına ve doğal hormonlarına katılımdır. Tiroid bezinin iyot biriktirme yeteneği de tükürük ve meme bezlerinde doğaldır. Diğer bazı organların yanı sıra. Ancak günümüzde iyotun sadece tiroid bezinin yaşamında öncü bir rol oynadığına inanılmaktadır.
İyot eksikliği karakteristik semptomlara yol açar: zayıflık, cildin sararması, soğuk ve kuru hissetme. Tiroid hormonları veya iyot ile tedavi bu semptomları ortadan kaldırır. Tiroid hormonlarının eksikliği, genişlemiş bir tiroid bezine yol açabilir. Nadir durumlarda (vücutta tiyosiyanat veya çeşitli lahana türlerinde bulunan antitiroid ajan guatrin gibi iyotun emilimini engelleyen çeşitli bileşiklerin yüklenmesi), guatr oluşur. İyot eksikliği çocukların sağlığı üzerinde özellikle güçlü bir etkiye sahiptir, fiziksel ve zihinsel gelişimde geri kalırlar. Hamilelik sırasında iyot eksikliği olan bir diyet, hipotiroid çocukların (cretins) doğumuna yol açar.
Aşırı tiroid hormonu bitkinlik, sinirlilik, titreme, kilo kaybı ve aşırı terlemeye neden olur. Bu, peroksidaz aktivitesinde bir artış ve sonuç olarak tiroglobulin iyodinasyonunda bir artış ile ilişkilidir. Aşırı hormon tiroid tümörünün sonucu olabilir. Tedavide, tiroid bezinin hücreleri tarafından kolayca emilen radyoaktif iyot izotopları kullanılır.
Metal olmayan organojenler (O, C, H, N, P, S) ve halojenler, doğanın ana biyojeokimyasal döngülerini oluşturur. Bu ametallerin basit inorganik bileşikleri (H2O, CO, CO2, NH3, NO2, SO2, H2SO4, H3 PO4, vb.) insan ve hayvanların atık ürünleridir. Bu döngülerin parçaları, bazı organojen bileşiklerinin, örneğin toprakta, H2 → H2 O, CO → CO2, N2 → NH3, NH3 → NO2, NO3 geçişleri gibi çeşitli bakteri türlerinin katılımıyla diğerlerine dönüştürülmesidir. - → NO2, NO3 - → NH3, S → S2 O3 2- → SO2 → SO4 2- . Organojenik elementleri içeriklerinin azalan sırasına göre düzenlersek (ağırlıkça % olarak), şunu elde ederiz: O > C > H > N > P > S. Periyodik Sistem gruplarına yönelik geleneksel çekiciliğe değil, bu seriye göre, biz metal olmayan organojenlerin özelliklerini dikkate alacaktır.
4.1. Oksijen
Oksijen, Dünya'daki yaşamı sürdüren elementtir. Atmosfer yaklaşık %20.8 oksijen içerir. Havanın çelik bileşenleri baskın nitrojen N2 (%78,08), ayrıca 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). içeriğine dikkat edilmelidir.
Atmosferdeki oksijen, Dünya'da meydana gelen tüm oksidatif solunum ve yanma süreçlerine rağmen şaşırtıcı bir şekilde sabit kalır. Dünya atmosferindeki oksijen içeriğinin sabitliğini sağlayan ana faktör fotosentezdir ve asıl katkı karasal yeşil bitkiler tarafından değil, salınan oksijenin yaklaşık% 80'ini oluşturan dünya okyanuslarının planktonları ve algleri tarafından yapılır. Genel olarak, Dünya'daki yaşam yalnızca atmosferdeki oldukça dar bir oksijen içeriği aralığında mümkündür:% 13 ila% 30. Oksijen içeriği %13'ün altında olduğunda, aerobik canlılar (yani yaşamlarında oksijen kullananlar) ölür ve %30'un üzerinde oksidasyon ve yanma süreçleri o kadar yoğundur ki, ıslak bir bez bile alev alabilir ve ilk yıldırım çarpması yeryüzündeki her şeyi küle çevirir.
Çok sayıda canlı organizma için metabolizmanın (metabolizmanın) önemli bir parçası, birçok maddenin hızlı oluşumuna yol açan solunum döngüsüdür. Dolayısıyla dışarı verilen havada CO2'ye ek olarak az miktarda hidrokarbonlar, alkoller, amonyak, formik asit HCOOH, asetik asit CH3COOH, formaldehit HCHO, bazen aseton (CH3)2CO bulunur. Bir kişi 10 km yükseklikte seyreltilmiş havayı soluduğunda, içindeki oksijen eksikliği nedeniyle dışarı verilen gaz karışımındaki amonyak, aminler, fenol, aseton içeriği keskin bir şekilde artar ve hatta hidrojen sülfür ortaya çıkar.
Oksijen olmadan sayısız ve son derece önemli yaşam süreçleri, özellikle solunum imkansızdır. Sadece birkaç bitki ve en basit hayvanlar oksijensiz yaşayabilir ve bu nedenle anaerobik olarak adlandırılır. Canlı organizmalarda oksijen, çeşitli maddelerin oksidasyonu için harcanır ve ana süreç, oksijenin hidrojen atomları ile su oluşturmak üzere reaksiyona girmesidir ve bunun sonucunda önemli miktarda enerji açığa çıkar. Aerobik organizmalar ayrıca hücre ve dokulardaki besinleri CO2, H2O,
(NH2)2CO.
Normal solunum sırasında, akciğerlere giren moleküler oksijen suya indirgenir: O2 + 4H+ + 4e 2H2O ve vücudun organik substratı H atomlarını kaybettiğinde elektronlarla birlikte H+ iyonları salınır: [substrat (4H)] → 4H + substrat → 4H + + 4e + substrat. Patolojide eksik iyileşme meydana gelir: O2 + 2H + + 2e H2 O2 veya O2 + e O2 -. Bu radikal denir
süperoksit radikalidir (SOP). Kontrolsüz büyüyen hücreleri yok ettiğinde faydalı olabileceği gibi, vücudun ihtiyaç duyduğu sağlıklı hücrelerin hücre zarlarını yok ettiğinde de çok toksik olabiliyor. Ayrıca COP'un zararlı etkisi enzimleri inaktive etmesi, polisakkaritleri depolimerize etmesi ve DNA yapısında tek kırılmalara neden olmasıdır. Organizmanın uygun potansiyele sahip herhangi bir maddesi, O2'nin COP'a yavaş bir elektron indirgemesinde yer alabilir. Bu durumda, bir elektron indirgemenin bir sonraki aşamasında, herhangi bir hücre maddesini hızla oksitleyen oldukça reaktif bir hidroksit radikali OH veren H202 oluşur. Hidrofobik O2 molekülü, hidrofobik lipid membranlardan kolayca hücreye geçer ve organik maddeleri O2 - ve OH radikallerine oksitlemeye başlar. Bu polar radikaller, hücre zarlarından geri dönemedikleri için hücre içinde "kilitlenir". "Agresifliklerini" geri ödemek için özel enzimler süperoksit dismutaz, katalaz ve peroksidaz vardır. Ek olarak, bu tehlikeli parçacıkları enzimatik olmayan bir şekilde nötralize eden düşük moleküler maddeler - antioksidanlar (örneğin, A ve E vitaminleri) vardır. Örneğin COP, Fe(3+) iyonları tarafından aktif olarak bağlanır. Bazen COP izolasyonu yararlıdır, örneğin, antitümör antibiyotikler (bleomisin), tümördeki DNA'yı yok eden O2'nin hızlı bir şekilde COP'a indirgenmesini katalize eden Mn + metal iyonları ile bir kompleks oluşturur.
Oksijen - ozon O3'ün allotropik modifikasyonu. Atmosferde, O2 + O → hν → O3 fotokimyasal reaksiyonuyla ozon ve NO + O2 → NO2 + O reaksiyonu nedeniyle atomik aktif oksijen de oluşur. Ozonun atmosferdeki faydalı etkisi, ozonun yalnızca biyolojik olarak aktif ve dolayısıyla Güneş'in ultraviyole radyasyonunun tehlikeli kısmını emmesi değil, aynı zamanda gezegenimizin yüzeyinin termal rejiminin oluşumunda yer alması gerçeğinde yatmaktadır. Dünyayı terk eden ısıyı, CO2 ve H2O'nun bu ısıyı zayıf bir şekilde emdiği spektral aralıklarda (“şeffaflık pencereleri”) hapseder. Ozon insanlar için oldukça toksiktir. Havadaki izin verilen maksimum konsantrasyonu (MAC) 0,5 mg/m3'tür. Ozon akciğerlerin yapısını değiştirerek fonksiyonlarını engelleyerek solunum yolu hastalıklarına karşı direnci azaltır. En güçlü oksitleyici ajan (flordan sonra 2. sırada) olan ozon, amino asitleri ve kükürt içeren enzimleri yoğun bir şekilde oksitler.
(sistein HSCH2 CH(NH2 )COOH, metiyonin CH3 SCH2 CH2 CH(NH2 )COOH, ayrıca triptofan C8 H6 NCH2 CH(NH2 )COOH, histidin C3 H3 N2 CH(NH2 )COOH, tirozin HOC6 H4 CH2 CH(NH2 ) .
Bu nedenle moleküler oksijen O2, diğer formların aksine canlı organizmalar için toksik değildir: ozon O3, uyarılmış O2 molekülü, OH radikali, atomik O, HO2 radikali, COP O2 - .
4.2. Karbon
Karbon, vücuttaki içeriği (%21) ve canlı organizmalar için önemi bakımından en önemli organojenlerden biridir. Bu el kitabı özellikle biyoinorganik kimyaya ayrıldığından, biyoorganik kimyanın çalışma konusu olan vahşi yaşamın organik bileşiklerine değinmeyeceğiz. En basit karbon bileşikleri, örneğin is ve oksit CO şeklindeki serbest karbon insanlar için zehirlidir. Kurum veya kömür tozu ile uzun süreli temas cilt kanserine neden olur (önceki adıyla "baca temizleme hastalığı"). Kömürün en küçük tozu bile akciğerlerin yapısında değişikliğe neden olur ve dolayısıyla fonksiyonlarını bozar. Son derece zehirli CO oksittir, toksik etkisi CO'nun kan hemoglobinine oksijenden ~ 10 3 kat daha kolay bağlanması ve dolayısıyla boğulmaya neden olmasından kaynaklanır.
Karbon dioksit CO2, biyosferde solunum ve oksidasyon ürünlerinin bir ürünü olarak bulunur. Atmosfere yıllık CO ve CO2 emisyonu 2.108 ve 9.109 tondur.
sırasıyla (karşılaştırma için, hidrokarbon salınımı yılda 8.107 tondur). CO2 suda çok az çözünür, bu nedenle biyoakışkanlardaki varlığı ihmal edilebilir düzeydedir. Ancak midede önemli bir enzimatik reaksiyon CO2 + Cl- + H2O → HCO3 - + H + + Cl- gerçekleşir ve bunun sonucunda proteinler asidik ortamda parçalanır. Enzimler olmadan bu reaksiyonun ters yönde ilerlediğini unutmayın.
4.3. Hidrojen
Hidrojen doğada su ve çok sayıda organik bileşik şeklinde bulunur (Tablo 1). Su, bir organizmanın ana yaşam ortamıdır. Metabolik süreçlerde yer alan maddelerin çoğunu çözer. Vücudun organ ve dokularındaki su içeriği oldukça yüksektir:
Tablo 3
doku, organ, biyo |
||
sıvı |
||
Beyin |
||
Omurilik |
||
Mide suyu |
||
kan plazması |
||
gözyaşı sıvısı |
İnsanlar için fizyolojik ortam %0,9'luk bir NaCl çözeltisidir. Suyun özgül ısısı yüksektir ve çevre ile yavaş ısı alışverişi nedeniyle vücut sıcaklığını sabit tutar. Aşırı ısındığında, vücut yüzeyinden su buharlaşır. Suyun yüksek buharlaşma ısısı nedeniyle bu sürece enerji maliyetleri eşlik eder ve vücut ısısı düşer. Su ortamında tampon sistemleri (karbonat, fosfat ve hemoglobin) sayesinde vücudun asit-baz dengesi korunur.
Tablo 3'ten görülebileceği gibi, vücudun ortalama pH'ı salinin pH'ına karşılık gelir ve 6,8 ile 7,4 arasında değişir. Bununla birlikte, bireysel organlar ve dokular, fizyolojik olanlardan çok farklı pH değerlerine sahip olabilir. Yani midede asitlik yüksektir ve pH 0,9 - 1,1'dir. Bu, asidik bir ortamda aktif olan pepsin enziminin etkisi altında, gıdanın protein bileşeninin peptitlerinin parçalanması için gereklidir. Safra, yağların alkalin hidrolizi için gerekli olan hafif alkali bir reaksiyona (pH 7.5 - 8.5) sahiptir.
4.4. Azot
Azot, canlı organizmalarda çeşitli organik bileşikler formunda bulunur: amino asitler, peptidler, pürin bazları, vb. ve ayrıca solunan havadan gelen serbest N2 formunda. Doğadaki nitrojen döngüsü yakından ilişkilidir.
jeosferi ve biyosferi çağırarak birliklerini teyit eder. Bir nitrojen bileşiğini diğerine kolayca dönüştürebilen ve nitrojenin oksidasyon durumundaki bir değişiklikle birçok bakteri vardır. Bu nedenle, örneğin, teknolojide amonyak sentezi zorlu koşullar altında gerçekleştirilirse, o zaman biyosferde atmosferik N2'nin bağlanması ve bunun NH3'e dönüştürülmesi, nitrojenazın katılımıyla daha kolay enzimatik bir şekilde ilerler:
N2 + 16ATP + 8e + 8H+ 2NH3 + 16ADP + 16[P inorganik fosfatlarda] + H2, burada ATP ve ADP sırasıyla adenozin trifosfat ve adenozin difosfattır ve orijinal ATP'nin aşağıdakilerle bir kompleks halinde olduğuna inanılmaktadır: Mg. Bu reaksiyona dahil olan mikroorganizmalar, bazı bitkilerin yanı sıra kök nodüllerinde de bulunur.
V mavi-yeşil algler. Proteinlerin yanı sıra Mo ve Fe içeren nitrojenaz enzimi yalnızca anaerobik koşullar altında aktiftir. Çalışmalar, geri yüklerken
N2, NH3'e indirgendiğinde, NH=NH ve NH2 -NH2 oluşmaz. Bu, enzim üzerinde muhtemelen 2 aktif merkez olduğunu gösterir: birinde nitrojen molekülü parçalanır, diğerinde H atomu koordine edilir.Doğada başka karşılıklı dönüşümler de meydana gelir.
nitrojen bileşikleri: NH3'ün NO2'ye nitrifikasyonu veya oksidasyonunun yanı sıra bitki enzimleri veya anaerobik bakterilerin etkisi altında gübrelerden nitrat iyonunun indirgenmesi
NO2'ye ve hatta NH3'e kadar. İnorganik nitrojen bileşikleri genellikle toksiktir.
ny, basit bir madde olan N2 ve az miktarda N2 O hariç. Her yıl ~ 5 107 ton çeşitli nitrojen oksit NOx ve ~ 107 ton diğer nitrojen bileşikleri atmosfere salınır. Görünüşüne rağmen modern kavramlara göre NO molekülü
basit maddelerden oluşumunun zorluğu atmosferde büyük miktarlarda bulunur. Yılda 7.107 tona kadar atmosferik N2'nin, endüstriyel yakma ve taşıma gibi yüksek sıcaklık işlemlerinin bir sonucu olarak O2 ile reaksiyona girdiğine inanılmaktadır. Ozon gibi nitrojen oksitlerin, yakıtın eksik yanma ürünleri ile yüksek akım oluşumu ile etkileşime girebildiği gösterilmiştir.
sinüs peroksonitratlar RCOOONO2 . Üst atmosferdeki güneş radyasyonunun etkisi altında, burada bulunan katı toz parçacıkları tarafından katalize edilen NOx'in katılımıyla fotokimyasal reaksiyonlar meydana gelir. insan vücudunda HAYIR
reaksiyona göre argininden günde ~100 mg miktarında oluşur: NH \u003d C (NH2) - NH (CH2) 3 CH (NH2) COOH + 3 / 2O2 → NO-sentetaz enzimi → H2 NCONH (CH2 ) 3 CH (NH2) COOH + 2NO + H20. NO moleküllerinin kan damarlarının duvarlarının hücrelerine nüfuz edebildiği ve kan akışını düzenleyebildiği bilinmektedir; ek olarak, NO insülin sekresyonunu, renal filtrasyonu, onarıcı süreçleri kontrol eder.
V dokular vb. Böylece NO, hem toksik hem de şüphesiz faydalı etkiler sergileyen iki yüzlü bir moleküldür. Örneğin, nitrogliserin gibi yaygın bir kardiyolojik ilacı alırken, oluşum ile hidrolize olur. hemoglobin demir tarafından NO'ya indirgenen nitrat iyonu ve ardından vasküler düz kasların gevşemesine neden olan NO'dur. Diğer nitrojen oksitler
NO2 , N2 O3 oldukça toksiktir ve boğulmaya ve akciğer ödemine neden olabilir. Nitrit iyonu NO2 - özellikle toksiktir, çünkü methemoglobini oksitler ve vücutta O2 transfer sürecini bozar. Ayrıca nitrit iyonu midede kanserojen nitrozamin oluşturur. Bununla birlikte, NaNO2 daha önce anjina pektoris ve serebral vazospazm için bir vazodilatör olarak kullanılıyordu. Son zamanlarda, şüphesiz toksisitesi nedeniyle, NaNO2 terk edilmiş ve yerine nitrogliserin veya nitrosorbat konmuştur.
bu yan etkileri olmayan. Amonyak NH3 buharlarının büyük miktarlarda solunması zararlıdır, çünkü amonyak gırtlak ve akciğerlerin mukoza zarlarının yüzeyinde tahrişe ve şişmeye neden olan güçlü bir alkali ortam oluşturur.
Ek olarak, küçük NH3 molekülleri hücre zarlarına kolayca nüfuz eder ve metal iyonları ile koordineli olarak birçok ligandla rekabet eder.
