медицинский каталог




Химические элементы в физиологии и экологии человека

Автор А.В.Скальный

их причин — их недостаточное (или избыточное) поступление, нарушение переваривания и всасывания белка в желудочно-кишечном тракте, расстройство процессов экскреции азота и его соединений.

поступление с пищей (7-17 г/сутки)

ацетилхолин

t

сложные жиры, холин А

белки

аминокислоты

t

гормоны (адреналин, норадреналин, тироксин)

пигменты (меланин)

связанный азот в крови

почки

витамины группы В

мочевина

выведение с калом,- 6%

выведение с мочой,~93,7%

Рис. 12. Обмен азота в организме человека

Интегральным показателем состояния белкового обмена является азотистый баланс, т. е. разница между количествами азота, поступающего извне и выводимого из организма за сутки. Сдвиги в обмене белков сопровождаются разнообразными клиническими проявлениями. Известны многочисленные аминоацидопатии — последствия нарушения промежуточного обмена аминокислот (фе-нинилаланина, лейцина, валина и др.).

Подробное рассмотрение сложных и многогранных проблем физиологии и патофизиологии белкового обмена не входит в задачи настоящего справочника. В то же время нельзя не остановиться на некоторых новых данных, характеризующих биорегулиру-ющую роль азота в организме.

В последние годы оксид азота (N0) воспринимается как один из важнейших иммунотропных медиаторов. N0 синтезируется из аминокислоты L-аргинина в присутствии фермента NO-синтета-зы. Главным источником и местом образования N0 в организме является эндотелий, общая масса которого в теле человека достигает 1,5 кг.

Функции оксида азота в организме весьма многообразны. N0 участвует в поддержании системной и локальной гемодинамики, способствует снижению повышенного тонуса гладкой мускулатуры сосудов и обеспечивает поддержание нормального уровня артериального давления. N0 выступает в роли нейротрансмитте-ра в желудочно-кишечном тракте, мочевыводящей и половой системе, активируя цГМФ. При иммунном ответе NO является стимулятором фагоцитоза и киллинга внутриклеточных паразитов. При сепсисе, под влиянием цитокинов, происходит высвобождение N0 в больших количествах, что способствует развитию септического шока. Оксид азота играет важнейшую роль медиатора, в патогенезе бронхиальной астмы, хронического гломерулонефри-та, туберкулеза, рассеянного склероза, болезни Крона, различных опухолей, а также СПИДа.

N0 участвует в деструкции и метаболизме ферментов, содержащих железо, кобальт, марганец, цинк. Именно благодаря способности N0 инактивировать Fe-содержащие ферменты происходит гибель внутриклеточных микроорганизмов, жизнедеятельность которых зависит от присутствия железа и других биоэлементов. Очевидно, что эта функция N0 является универсальной и отводит NO решающую роль в элиминации «стареющих» молекул цитохромов, каталазы, гемоглобина, а также в индукции апоптоза в клетках, где повышается уровень свободного, нехелированного железа.

Азот: основные эколого-физиологические данные

16г(муж.), 13г(жен.) [9]

Суточное поступление с продуктами питания: Суточное выведение [7]:

с мочой: 15 г (муж.), 13 г (жен.)

скалом: 16 мг (муж.), 13 мг (жен.)

с потом: 32 мг (муж.), 26 мг (жен.)

Период полувыведения из организма: 90 суток [7]

Число атомов в теле человека: 9,1x1025

Число атомов в одной клетке: 9,1х1011

Среднее содержание в человеческом организме:

1,8 [8] 52000 мг/кг 3077 мг/л [12] 13000 мг/кг [17] 140000-157000 мг/кг [12] 146000-148000 мг/кг [12]

Токсическая доза для человека: некоторые соединения токсичны

Глава 4. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ -МАКРОЭЛЕМЕНТЫ

Са. КАЛЬЦИЙ

лат.: calcium, англ.: calcium, нем.: Calcium Кальций впервые выделен в 1808 гг. Дэви (Англия). Название элемента происходит от лат. calx (известь).

Кальций представляет собой щелочно-земельный металл. Кальций химически активен, взаимодействует с водой и с кислородом на воздухе, занимает 5-е место по распространенности в земной коре (минералы кальцит, гипс, флуорит, доломит и др.).

Атомный номер:

Атомная масса:

Основные степени окисления

в естественных условиях:

Место в системе элементов:

Мировые запасы (т):

Мировое производство (т/год):

Виды промышленности,

где используется элемент:

20

40,078 2

II группа

практически неограниченны 20008

Цветная металлургия, строительная промышленность, сельское хозяйство, медицина и др.

'H'V »!* ««v*'*> А/АСреднее содержание

0,44 мкг/м3 0,49 нг/м3

в окружающей среде (%, биосфера): 1,6 [1 ] Содержание в атмосфере3: океаны:

южный полюс:

острова:

0,6 мкг/м3 28 мкг/м3 52400 мг/кг 13700 мг/кг 400 мг/л [8] 40-80 мг/л [8]

материки:

пригород

города (макс): Содержание в литосфере: Содержание в почве: Содержание в морской воде: Содержание в пресной воде:

Применение кальция и его соединений в промышленности и медицине

Кальций, как компонент, входит в различные сплавы, например в антифрикционный сплав (0,73% кальция, 0,55% натрия, 0,04% лития, остальное — свинец) и используется для получения редких металлов. Карбонат кальция СаС03 (природный известняк, туф, мел, мрамор) служит сырьем в производстве строительных материалов, азотных минеральных удобрений, в металлургии, химической промышленности, а также в качестве наполнителя при производстве бумаги. Однородный мелкодисперсный порошок мела входит в состав зубных паст, различных гелей и порошков, а в виде таблеток используется в производстве препаратов кальция. Оксид кальция СаО (негашеная известь) служит важнейшим сырьем для многих отраслей промышленности, в частности, для производства известковых удобрений; чистый доломит CaO*MgO — материалом для полировки и обезжиривания металлических поверхностей в гальванотехнике. Сульфат кальция CaS04, ангидрит — безводный CaS04, гипс — CaS04*2H20 и его разновидности: алебастр, селенит, мариенгонс являются важнейшими строительными материалами и используются при штукатурных работах и отделке, а также в качестве сырья для получения серной кислоты и сульфата аммония. Обожженный гипс служит материалом для изготовления гипсовых отпечатков, различных форм, строительных плит, панелей и т. д. Гипс применяется в медицине, в частности в травматологии и стоматологии. Гидроксид кальция Са(ОН)2 (гашеная известь, известковое молоко) применяется в качестве основного материала для приготовления известкового строительного раствора, производства хлорной извести и других соединений кальция, защитных средств для культурных растений, известковых удобрений, умягчения воды, дубления кож, каустирования поташа и соды, нейтрализации сточных вод, выделения органических солей кальция из растительных соков, получения органических кислот. Карбид кальция СаС2 это сырье для получения ацетилена, цианамида кальция. Фторид кальция CaF2 (в природе минерал — плавиковый шпат) служит сырьем для получения соединений фтора и флюсов в цветной и черной металлургии. Сульфид кальция CaS — реагент для удаления волосяного покрова шкур перед дублением. Полисульфиды кальция служат пестицидами для борьбы с клещами.

В медицине используют многие соединения кальция (хлорид, глюконат, оксид, цитрат, аспартат, доломит, глицерофосфат, комбинация солей кальция с витамином D, карбонат). Кальций входит в состав витамина В15.Искусственные радиоактивные изотопы кальция применяются в медико-биологических исследованиях при изучении кальциевого обмена.Соединения, меченые 45Са, применяются в биологии и медицине в качестве изотопного индикатора при изучении процессов минерального обмена в живом организме, обменных процессов в почвоведении, изучении усвоения кальция растениями. Изотоп 45Са используется в металлургии при исследовании движения газов, металла, легирующих элементов в доменных и мартеновских печах.

Физиологическая роль кальция

Кальций в больших количествах содержится во многих пищевых продуктах и ежедневно поступает в организм с пищей. Значительное количество кальция присутствует в молочных продуктах (сливки, молоко, сыр, творог), меньшее — в огородной зелени (петрушка, шпинат), овощах (бобы, фасоль), орехах и рыбе. Суточная потребность организма в кальции (800-1500 мг) обычно покрывается за счет пищи. Биоусвояемость кальция составляет 25-40%.

Всасывание кальция происходит в тонком кишечнике, главным образом в двенадцатиперстной кишке. Здесь желчные кислоты образуют с солями кальция комплексные соединения, которые затем проходят через стенку ворсинок.

Кальций является важной составляющей частью организма; его общее содержание составляет порядка 1,4% (1000 г на 70 кг массы тела). В организме кальций распределен неравномерно: около 99% его количества приходится на костную ткань и лишь 1% содержится в других тканях (1 г в плазме крови, 6-8 г в мягких тканях). В цельной крови концентрация кальция достигает 2,25-2,5 ммоль/л (90-100 мг/л), из них 40-45% связаны с белками плазмы, 8-10% находятся в комплексе с ионами, например, цитратом, 45-50% диссоциированы в виде свободных ионов. Кальций обеспечивает опорную функцию костей. В то же время костная ткань выполняет функцию «депо» кальция в организме. Выводится кальций из организма через кишечник и почки.

Главная функция кальция состоит в организации жестких конструкций (СаС03, Са2(Р04)2) и в обеспечении функционирования вторичных месенджеров в клетке, включая мышечные сокращения. Кальций в составе Са3(Р04)2*Са(ОН)2 находится в костной ткани, обеспечивает прочность ногтей и зубов. Катионы Са2+, входящие в состав плазмы крови и тканевых жидкостей, участвуют в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организма), а также в регуляции сердечных сокращений и свертываемости крови.

Кальций входит в состав многих биомолекул, связываясь через атом кислорода с анионами фосфорной, угольной и карбоно-вой кислот. Кальций очень активен: доминирующее положение этого элемента в конкуренции с другими металлами и соединениями за активные участки белков определяется химическими особенностями иона кальция — наличием двух валентностей и сравнительно небольшим атомным радиусом. Поэтому кальций может успешно конкурировать с радионуклидами и тяжелыми металлами на всех этапах метаболизма.

Метаболизм кальция на

страница 13
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Скачать книгу "Химические элементы в физиологии и экологии человека" (6.08Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]


Химический каталог Rambler's Top100

Copyright © 2009
(21.08.2019)