Металлы жизни
Физико-математический лицей №131.
Экзаменационный реферат по химии по теме
металлы
жизни
Подготовил
Ученик 11Е класса
Белоусов Олег.
Проверила
Петрухина Т.В.
Казань 2001
СОДЕРЖАНИЕ.
1. Введение 3 стр.
2. S-элементы 5 стр.
2.1. Натрий, калий 5 стр.
2.2. Магний, кальций 6 стр.
3. D-элементы 8 стр.
3.1 Цинк 8 стр.
3.2 Марганец 8 стр.
3.3 Железо 9 стр.
3.4 Кобальт 10 стр.
3.5 Медь 10 стр.
3.6 Молибден 10 стр.
3.7 Никель 11 стр.
4.Список используемой литературы 12 стр.
ВВЕДЕНИЕ.
На грани химии, биологии и медицины возникла новая научная область – бионеорганическая химия. Бионеорганическая химия рассматривает роль металлов в возникновении и развитии различных процессов в здоровом и больном организме, создаёт новые эффективные препараты на основе металлоорганических соединений, активно участвует в борьбе за сохранение здоровья людей и продление человеческой жизни.
Особенно чутко организм реагирует на изменение концентрации микроэлементов, т.е. элементов, присутствующих в организме в количестве меньше одного грамма на 70кг массы человеческого тела. К таким элементам относятся медь, цинк, марганец, кобальт, железо, никель, молибден.
Доказано, что с изменением концентрации цинка связано течение раковых заболеваний, кобальта и марганца – заболевание сердечной мышцы, никеля – процессов свёртывания крови. Определение концентрации этих элементов в крови позволяет иногда обнаружить ранние стадии различных заболеваний. Так, изменение концентрации цинка в сыворотке крови связано с протеканием заболевания печени и селезёнки, а концентраций кобальта и хрома – некоторых сердечно-сосудистых заболеваний.
По мнению специалистов, современное человечество, особенно в больших городах, живёт на грани скрытой нехватки многих элементов. В стрессовых ситуациях скрытая нехватка может стать явной и привести к появлению тяжёлых заболеваний. Так, например, скрытое течение рака может продолжаться от 5 до 40 лет, что, возможно, обусловлено постепенным изменением концентрации микроэлементов вследствие старения организма. С другой стороны, существуют предположения о том, что целенаправленное изменение концентрации различных элементов в организме может быть использовано для продления жизни человека.
В настоящее время известно более ста химических элементов, однако только небольшое число из них входит в состав живого на планете Земля. На таблице1 представлена периодическая система Д.И.Менделеева, в которой отмечены основные элементы, играющие особо важную роль в физиологических и патологических процессах в организме человека. Красным цветом обозначены 16 « элементов жизни » : 10 металлов (Na, K, Mg, Ca, Zn, Cu, Co, Mn, Fe, Mo) и 6 неметаллов (H, O, N, C, P, S), составляющих основу биологически важных молекул и макромолекул. Синим цветом показаны элементы, находящиеся в небольших количествах в живых организмах и растениях (B, Cr, F, Cl, Br, I).
В организме человека уже давно и точно определился баланс оптимальных концентраций биологически важных соединений между их поступлением и выведением в результате жизнедеятельности.
Исходя из современной квантомеханической интерпретации периодической системы, классификация элементов проводится в соответсвии с их электронной конфигурацией. Она основана на степени заполнения различных электонных орбиталей(s, p, d, f) электронами. В соответствии с этим элементы подразделяют на s-,p-, d-,f- элементы.
В организме человека присутствуют в основном ионы лёгких металлов Na+ ,K+ ,Mg2+ ,Cu2+ , относящихся к s-элементам, и ионы Mn2+ ,Fe2+ ,Co3+ ,Cu2+ ,Zn2+ относящиеся к d-элементам. И только содержащийся в организме тяжёлый d-элемент молибден (Мо) – нарушает общую биогеохимическую установку – построение биологических структур только из лёгких элементов. Все эти металлы встречаются в нашем организме в виде твёрдых соединений или в виде их водных растворов.
Исследование физиологической роли металлов, а также их значения в диагностике, профилактике и лечении болезней является одним из новых направлений в медицинской науке. Наиболее показательно при этом изучение состава металлов в крови человека (табл2). Процессы превращения (метаболические процессы ) протекают здесь наиболее интенсивно. Средняя продолжительность жизни большинства элементов крови составляет не более нескольких часов или суток.
Концентрации элементов в таблице2 приведены к общему объёму крови 5-6л, ph 7.35-7.42 .Концентрации в микромолях отмечены звёздочкой.
Таблица2.Содержание металлов в компонентах крови здорового человека.
Компоненты крови | Содержание элементов в мМ | ||||||||||
| s-элементы | d-элементы | ||||||||||
| Na | K | Mg | Ca | Mn* | Fe | Co* | Cu* | Zn* | |||
| Кровь вся | 85.2 | 44.5 | 1.57 | <||||||||