Қарағанды мемлекеттік медицина университеті Химия курсы және фармацевтикалық пәндер кафедрасы CӨЖ

Жоспар І Кіріспе : Д. И. Менделеевтің периодтық жүйесінде орналасу ретіне байланысты элементтердің биологиялық маңызы ІІ Негізгі бөлім :1. ІА, IIA тобындағы s- элементтер 2. І V А,VA,VIA тобындағы p элементтер 3.VIIA тобының р элементтері 4.d элементтер ІІІ. Қорытынды : Бейорганикалық заттардың қоршаған ортаға әсері І V. Пайдаланылған әдебиеттер

Тірі ағзаларда химиялық элементтердің таралу заңдылығын зерттей отырып, А. П. Виноградов тірі ағзадағы химиялық элементтердің сандық мөлшері жалпы түрде олардың рет нөміріне кері тәуелді болатындығын атап көрсетті. Ағза үшін элементтердің жеткілікті болуы ерігіштігі мен ұшқыштығына, комплекс түзгіштігіне және тотығу - тотықсыздану реакцияларына бейімділігіне байланысты болады. Көбінесе адам ағзасында N а +, К +, М g2+, Са 2+ жеңіл металл иондары және d1 элементтеріне жататын М n2+, Ғе 2+, Со 3+, Zn2+ болады.

А. П. Виноградов бойынша, тірі заттың химиялық сандық құрамы - ол атом нөмірінің периодтық функциясы. Элементтердің биологиялық белсенділігі Д. И. Менделеевтің периодтық жүйесіндегі орнымен анықталады, яғни элементтердің атом құрылысына байланысты болады. Бірақ бұл қызықты тәуелділік жетік зерттелмеген. Периодтық жүйеде I топтың s- элементтерінің ішінде негізгі молекулалар мен макромолекулалар ( ақсыл заттар, нуклеин қышқылдары, полисахаридтер ) құрамына кіретін сутегі ерекше орын алады.

s- элементтерінің II тобында сүйек құрамына кіретін ( Са, М g) сүйектер ұлпаларының құрамына кірмейтін (Sr, Ва, R а ) орналасқан. Кальций иондарының қанның ұюуына, жүйке тамырларының оянуына, және қан тамырларына әсерінің биологиялық функциялары жетік зерттелген. II топтың s- элементтерінің атом массасы өскен сайын олардың улылық қасиеті өседі және ағзадағы олардың мөлшері азаяды ( мысалы, адам денесінде стронцийдің мөлшері 10-3%, барий 10-5, радий 10-12%).

ІА тобының s элементтері Сутек Биосферада сутек бос күйінде кездеспейді. Биосферада ол табиғи су, газдар және органикалық заттардың құрамында болады. Сутек ағзадағы көмірсутек ақсылдар, майлар және нуклеин қышқылдарының құрамына кіреді. Сутек органикалық қосылыстардың құрылысын түзуге қатыспайды. Тірі жасушалар массасының 90% құрайтын суда сутегі атомдарының негізгі мөлшері болады. Су жасушалар жүйесінде еріткіш қызметін атқарады.

Салмағы 70 кг адам ағзасының 45 л су құрайды. Ағзада екі түрлі құрамды электролит болады : 1) ішкіжасушалық - онда калий катиондары болады 2) жасуша сыртындағы - онда натрий иондары болады. Сутегінің екінші бір қосылысы - сутегінің асқын тотығы Н 202 ағзада әртүрлі тотығу - тотықсыздану процестері нәтижесінде зат алмасудың қосымша өңімі ретінде түзіледі және каталаза ферменттерінің әсерінен ыдырайды : каталаза Н 202 Н 2 О + Н 2 О 2 Салмағы 70 кг адам ағзасының 45 л су құрайды. Ағзада екі түрлі құрамды электролит болады : 1) ішкіжасушалық - онда калий катиондары болады 2) жасуша сыртындағы - онда натрий иондары болады. Сутегінің екінші бір қосылысы - сутегінің асқын тотығы Н 202 ағзада әртүрлі тотығу - тотықсыздану процестері нәтижесінде зат алмасудың қосымша өңімі ретінде түзіледі және каталаза ферменттерінің әсерінен ыдырайды : каталаза Н 202 Н 2 О + Н 2 О 2

Натрий, калий Иондары ағзада кең таралған, біріншісі жасуша аралық сұйықтарда, ал екіншісі жасуша ішінде болады. Абсолюттік шама бойынша бағаласақ, онда 95% натрий иондары жасуша сыртында болып ал калийдің осынша үлесі жасуша ішінде болып зат алмасу процесіне қатысады. Натрий қанның осмостық қысымын қолдайды, судың алмасуына (15 г N аСІ адам ағзасында 2 л сұйықты ұстап тұрады ), ағзада қышқылдық - негіздік тепе - теңдікті ұстап тұруға (N аНС 03 қанның сілтілік резерві ), жасуша мембранасы арқылы амин қышқылдары мен қанттың тасымалдануына қатысады.

1. Н 2 О 2 сутектің асқын тотығы, (3% к ерітінді ) сілекей қабықшалары ( баспа, стоматит ) – суықтап ауырғанда оларды шаю мен іріңді жараларды жууда, мұрын қансырағанды тоқтатуда және т. б. үшін залалсыздандыратын зат ретінде қолданылады 2. LiCO3 литий карбонаты әр түрлі жүйке ауруларын емдеуде қолданылады. 3. N аСІ, натрий хлориді натрий хлоридінің концентрациясына байланысты изотонды ( физиологиялық ) және гипертонды ерінтінділер деп бөлінеді. N аСІ - нің 0,9% изотонды, бұл ерітіндінің осмос қысымы қан плазмасының ( мПа ) осмостық қысымына сәйкес келеді. Изотонды ерітінді ағза сусызданғанда қанның плазмасын алмастырушы ерітінді ретінде, дәрілік заттарды еріту үшін т. б. қолданылады. Гипертоникалық ерітінділер (3,5, 10%- тік ) ірінді жараларды емдеу үшін қолданылады 1. Н 2 О 2 сутектің асқын тотығы, (3% к ерітінді ) сілекей қабықшалары ( баспа, стоматит ) – суықтап ауырғанда оларды шаю мен іріңді жараларды жууда, мұрын қансырағанды тоқтатуда және т. б. үшін залалсыздандыратын зат ретінде қолданылады 2. LiCO3 литий карбонаты әр түрлі жүйке ауруларын емдеуде қолданылады. 3. N аСІ, натрий хлориді натрий хлоридінің концентрациясына байланысты изотонды ( физиологиялық ) және гипертонды ерінтінділер деп бөлінеді. N аСІ - нің 0,9% изотонды, бұл ерітіндінің осмос қысымы қан плазмасының ( мПа ) осмостық қысымына сәйкес келеді. Изотонды ерітінді ағза сусызданғанда қанның плазмасын алмастырушы ерітінді ретінде, дәрілік заттарды еріту үшін т. б. қолданылады. Гипертоникалық ерітінділер (3,5, 10%- тік ) ірінді жараларды емдеу үшін қолданылады

4.N аНСОз натрий гидрокарбонаты ( ас содасы ) асқазан сөліндегі тұз қышқылын тез арада бейтараптандырады : N аНСО 3 + НСІ = NaC1 + Н 20 + СО 2 5. N а Н 2 О натрий сульфатының декагидраты ( глаубер тұзы ); ішті жүргізетін зат ретінде қолданылады. 6. N а 2 В Н 2 О ( бура ) натрий тетраборатының декагидраты ; шаюда, жағуда, антисептикалық зат ретінде қолданылады. 7.N аІ натрий иодиді иод препараты сияқты эндемиялық жемсау ауруында қолданылады 8. КСІ калий хлориді ағзада электролит алмасуы бұзылғанда ( құсу, іш өту ) сонымен қатар жүрек соғысы бұзылғанда қолданылады. 9. КІ калий иодиді иод препараты сияқты жемсау ауруына қарсы қолданылады. 10. КМ n04 калий перманганаты жараларды жууда, тамақ және ауызды шаюда антисептикалық препарат ретінде қолданылады. 4.N аНСОз натрий гидрокарбонаты ( ас содасы ) асқазан сөліндегі тұз қышқылын тез арада бейтараптандырады : N аНСО 3 + НСІ = NaC1 + Н 20 + СО 2 5. N а Н 2 О натрий сульфатының декагидраты ( глаубер тұзы ); ішті жүргізетін зат ретінде қолданылады. 6. N а 2 В Н 2 О ( бура ) натрий тетраборатының декагидраты ; шаюда, жағуда, антисептикалық зат ретінде қолданылады. 7.N аІ натрий иодиді иод препараты сияқты эндемиялық жемсау ауруында қолданылады 8. КСІ калий хлориді ағзада электролит алмасуы бұзылғанда ( құсу, іш өту ) сонымен қатар жүрек соғысы бұзылғанда қолданылады. 9. КІ калий иодиді иод препараты сияқты жемсау ауруына қарсы қолданылады. 10. КМ n04 калий перманганаты жараларды жууда, тамақ және ауызды шаюда антисептикалық препарат ретінде қолданылады.

ІІ А тобынын s- элементтері Бериллий Кальций Магний Барий Стронций ІІ А тобынын s- элементтері Бериллий Кальций Магний Барий Стронций

Бұл адам ағзасында (1,5%) көптеу таралған элементтердің ( О, С, Н, N. Са ) бірі. Кальций сүйек ұлпасының басты элементі, қан ұю механизмдеріне қатысады, ағзадан ауыр металдардың бөлініп шығуына жағдай тудырады, антиоксиданттық қызмет атқарады. Кальцийдің ағзада болатын негізгі массасы сүйектер мен тісте болады. Сүйек құрамына термодинамикалық және кинетикалық тұрақты кальций фосфаты және кальций гидроксидінің фосфаты Са 5( Р 04)3 ОН кіреді ( рН =7.40 болғанда ): сүйек құрамынан баска 1% кальций жүрек тамырлары мен жүйке жүйелерінің жүмыс жасауда маңызы зор. Кальций тапшылығы гипертоникалық кризиске, жүктілік токсикозына шалдықтыруы мүмкін, холестериннің қандағы деңгейін жоғарлатады, сүйектердің механикалық мықтылығын төмендететін остеопорозды дамытуы, жүйке жүйесінің қозуын жоғарлатуы, шашты түсіруі мүмкін

Көміртек, Кремний, Қорғасын Қорғасынның биологиялық маңызы анықталмаған. Қорғасын қосылыстары улы болып келеді. Түрлі қорғасын өндірісінде істейтін жұмысшыларда улану ( сатуриизм ) болады. Сатурнизм ауруымен шалдыққанда ( бастың сынып ауруы, ұйқысыздық талма, жүйке жүйелері ) осы белгілер және бүйрек ( альбуминурия ), асқазан - ішек функциялары бұзылады. Медицинада қорғасын қосылыстары антисептикалық зат ретінде қолданылады. Р b О қорғасын жабыстырғышының құрамында болады, оны тері ауруы сыздауық шыққанда қолданылады. Рентген кабинетінде жұмыс істейтін медбикелердің киімдеріне қорғасын қосылыстары қосылады, себебі қорғасын рентген - сәулелерін жұтатын қабілеті бар. Көміртек, Кремний, Қорғасын Қорғасынның биологиялық маңызы анықталмаған. Қорғасын қосылыстары улы болып келеді. Түрлі қорғасын өндірісінде істейтін жұмысшыларда улану ( сатуриизм ) болады. Сатурнизм ауруымен шалдыққанда ( бастың сынып ауруы, ұйқысыздық талма, жүйке жүйелері ) осы белгілер және бүйрек ( альбуминурия ), асқазан - ішек функциялары бұзылады. Медицинада қорғасын қосылыстары антисептикалық зат ретінде қолданылады. Р b О қорғасын жабыстырғышының құрамында болады, оны тері ауруы сыздауық шыққанда қолданылады. Рентген кабинетінде жұмыс істейтін медбикелердің киімдеріне қорғасын қосылыстары қосылады, себебі қорғасын рентген - сәулелерін жұтатын қабілеті бар.

Мышьяктың биогенді рөлі мен оның, ағзадағы мөлшері белгісіз. Мышьяк қосылыстары өте улы. Стоматологияда мышьяктың оксиді (II), немесе ақ мышьяк А s203 ауру тіс нервтерін өлтіруде қолданылады. Ал, ішуге қан аз болғанда, жүйке ауруына шалдыкқандарға беріледі. Мышьяктың биогенді рөлі мен оның, ағзадағы мөлшері белгісіз. Мышьяк қосылыстары өте улы. Стоматологияда мышьяктың оксиді (II), немесе ақ мышьяк А s203 ауру тіс нервтерін өлтіруде қолданылады. Ал, ішуге қан аз болғанда, жүйке ауруына шалдыкқандарға беріледі.

Өмір сүріп жатқан барлық молекулалар құрамына кіреді. Тірі ағзадағы мөлшері құрғақ зат бойынша есептегенде.70%- дай болады. Ауадағы оттектін көлемдік үлесі -21%. Ауадағы оттектің мөлшеріне көптеген - өмірлік процестер байланысты. Оттектің негізгі қызметі тірі ағзадағы зат алмасу процестеріндегі тотығу - тотықсыздану реакцияларын реттеу. Өмір сүріп жатқан барлық молекулалар құрамына кіреді. Тірі ағзадағы мөлшері құрғақ зат бойынша есептегенде.70%- дай болады. Ауадағы оттектін көлемдік үлесі -21%. Ауадағы оттектің мөлшеріне көптеген - өмірлік процестер байланысты. Оттектің негізгі қызметі тірі ағзадағы зат алмасу процестеріндегі тотығу - тотықсыздану реакцияларын реттеу.

Фтор Хлор Бром Йод

Хлор. Негізгі биогенді элементтердің біріне жатады. Хлор асқазан сөлі мен плазманың түзілуіне, ферменттердің белсенділігінің артуына катысып, өмірдегі маңызды кызметтердін бір қатарын жүзеге асырады. СІ анионы биохимиялық процестер айналымына қатысады. Газ түріндегі хлор улы. Медицинадағы қолданылуы : 1. Сұйытылған тұз қышқылы (8 % - тік ) асқазан солінде қышқыл жетіспегенде қолданылады. 2. Кальций, калий, натрий хлориді. 3. СаОСІ 2 хлорлы әк, дезинфекциялаушы зат ретінде қолданылады. Хлор. Негізгі биогенді элементтердің біріне жатады. Хлор асқазан сөлі мен плазманың түзілуіне, ферменттердің белсенділігінің артуына катысып, өмірдегі маңызды кызметтердін бір қатарын жүзеге асырады. СІ анионы биохимиялық процестер айналымына қатысады. Газ түріндегі хлор улы. Медицинадағы қолданылуы : 1. Сұйытылған тұз қышқылы (8 % - тік ) асқазан солінде қышқыл жетіспегенде қолданылады. 2. Кальций, калий, натрий хлориді. 3. СаОСІ 2 хлорлы әк, дезинфекциялаушы зат ретінде қолданылады.

d- Элементтердің биологиялық маңызы және олардың қосылыстарының медицинада қолданылуы ІВ тобының d- элементтері Мыс, күміс, алтын Адам ағзасында микроэлемент түрінде табылған, оны енді ғана зерттеуде. Медицина практикасында алтынның органикалық және бейорганикалық, радиоактивті және металл алтын қосылыстары қолданылады. (198 А u) радиоактивті алтын қатерлі ісікті емдеуде қолданылады. Алтынның күміс және мыспен құймасы тісті протездеуде қолданылады 916- ші құйма сынамасында 91,6% А u, 4,2% С u және 4,2% А g бар, оны тісті салуда қолданылады. d- Элементтердің биологиялық маңызы және олардың қосылыстарының медицинада қолданылуы ІВ тобының d- элементтері Мыс, күміс, алтын Адам ағзасында микроэлемент түрінде табылған, оны енді ғана зерттеуде. Медицина практикасында алтынның органикалық және бейорганикалық, радиоактивті және металл алтын қосылыстары қолданылады. (198 А u) радиоактивті алтын қатерлі ісікті емдеуде қолданылады. Алтынның күміс және мыспен құймасы тісті протездеуде қолданылады 916- ші құйма сынамасында 91,6% А u, 4,2% С u және 4,2% А g бар, оны тісті салуда қолданылады.

ІІ В тобының d- элементтері Мырыш. Мырыштың физиологиялық функциясы ферментативті ақсылдармен байланысты. Эритроциттерде мырыштың көп болуы көмір ангидразы құрамында газ алмасуда және демалу ұлпаларында болуымен түсіндіріледі. ІІ В тобының d- элементтері Мырыш. Мырыштың физиологиялық функциясы ферментативті ақсылдармен байланысты. Эритроциттерде мырыштың көп болуы көмір ангидразы құрамында газ алмасуда және демалу ұлпаларында болуымен түсіндіріледі.

V ІВ жэне V ІІВ тобының d- элементтері Хром, молибден, марганец Марганец. Марганец - микроэлемент, М n2+ ионының биогенді функциясы ферменттер активтілігін реттеуге қатысуы. Сондықтан М n2+ ионның биологиялық әсері кең : қан айналымы, минералды алмасу, өсу, көбею т. б. Сонымен қатар Мп "+ ионы нуклеин қышқылдарының құрылымын тұрақтандырады. Медицинада КМ n04 калий перманганаты қолдаңылады. Бұл жараларды жууда, тамақты шаюда антсептик ретінде қолданылады. V ІВ жэне V ІІВ тобының d- элементтері Хром, молибден, марганец Марганец. Марганец - микроэлемент, М n2+ ионының биогенді функциясы ферменттер активтілігін реттеуге қатысуы. Сондықтан М n2+ ионның биологиялық әсері кең : қан айналымы, минералды алмасу, өсу, көбею т. б. Сонымен қатар Мп "+ ионы нуклеин қышқылдарының құрылымын тұрақтандырады. Медицинада КМ n04 калий перманганаты қолдаңылады. Бұл жараларды жууда, тамақты шаюда антсептик ретінде қолданылады.

VIII топтың d- элементтері Темір. Биоэлементтердің ішінде тіршілік үшін негізгі маңызы бар элементтердің бірі - темір, ол ағзадағы каталитикалық процестердің активаторы және қандағы газдардың тасымалдануы процесіне қатысады. Ересек адамның ағзасында - 3,5 г темір болады. Оның көп бөлігі эритроциттердің демалатын пигментінде, яғни гемоглобинде болады. Гемоглобин - күрделі ақсыл, оның молекуласы екі бөліктен ақсылды ( глобин ) және темірден тұрады. Гем - темірдің порфиринмен комплексті қосылысы. Гемоглобин молекуласының құрамы төрт гемнен тұрады, оның әрқайсында бір атом темір бар. Құрылысы гемоглобинге ұқсас онда молекулалы оттегіні кері байланыстырады. Адам ағзасына темір жетіспеген жағдайда адам анемия ауруына шалдығады, шаштың ағаруы және түсуі, сүйектің қақсауы байқалады. VIII топтың d- элементтері Темір. Биоэлементтердің ішінде тіршілік үшін негізгі маңызы бар элементтердің бірі - темір, ол ағзадағы каталитикалық процестердің активаторы және қандағы газдардың тасымалдануы процесіне қатысады. Ересек адамның ағзасында - 3,5 г темір болады. Оның көп бөлігі эритроциттердің демалатын пигментінде, яғни гемоглобинде болады. Гемоглобин - күрделі ақсыл, оның молекуласы екі бөліктен ақсылды ( глобин ) және темірден тұрады. Гем - темірдің порфиринмен комплексті қосылысы. Гемоглобин молекуласының құрамы төрт гемнен тұрады, оның әрқайсында бір атом темір бар. Құрылысы гемоглобинге ұқсас онда молекулалы оттегіні кері байланыстырады. Адам ағзасына темір жетіспеген жағдайда адам анемия ауруына шалдығады, шаштың ағаруы және түсуі, сүйектің қақсауы байқалады.

Бейорганикалық заттардың қоршаған ортаға әсері мол. Металдар мен олардың қосылыстары, табиғи суға жиналған күкірт диоксиді және азот оксиді ауа атмосферасын ластап, экологиялық қауіп тудырады. Өндіріс революциясы басталмас бұрын адам қоршаған ортаға жеткілікті бақылау жүргізе алды. Бүгінгі күні адамдар алдында мынадай міндеттер тұр : ауылшаруашылық және өндіріс өнімдерін шығара отырып, жер табиғи ресурстарын сақтай отырып, қоршаған ортаны мейлінше аз ластау. Техниқаның тез дамуының нәтижесінде өндірісте қолданылатын металл саны өсіп кетті. Екінші дүние жүзілік соғысқа дейін Д. И. Менделеевтің периодтық жүйесіндегі элементтердің жартысы қолданылған болса, онан кейінгі уақытта барлық элементтер қолданыла бастады : Бейорганикалық заттардың қоршаған ортаға әсері мол. Металдар мен олардың қосылыстары, табиғи суға жиналған күкірт диоксиді және азот оксиді ауа атмосферасын ластап, экологиялық қауіп тудырады. Өндіріс революциясы басталмас бұрын адам қоршаған ортаға жеткілікті бақылау жүргізе алды. Бүгінгі күні адамдар алдында мынадай міндеттер тұр : ауылшаруашылық және өндіріс өнімдерін шығара отырып, жер табиғи ресурстарын сақтай отырып, қоршаған ортаны мейлінше аз ластау. Техниқаның тез дамуының нәтижесінде өндірісте қолданылатын металл саны өсіп кетті. Екінші дүние жүзілік соғысқа дейін Д. И. Менделеевтің периодтық жүйесіндегі элементтердің жартысы қолданылған болса, онан кейінгі уақытта барлық элементтер қолданыла бастады :

Қолданылған әдебиет : Ә. К. Патсаев, С. А. Шитыбаев, Қ. Н. Дәуренбеков. Бейорганикалық және физколлоидтық химия Глинко Н. Л. Общая химия.