Кафедра биоорганической и биологической химии Бионеорганическая химия I КУРС ТЕМА: Биогенные элементы ЛЕКЦИЯ №4 ЛЕКТОРА: ПРОФЕССОР А.Д.ДЖУРАЕВ ПРОФЕССОР У.А. БАЛТАБАЕВ ПРОФЕССОР С.С. КАСЫМОВА ДОЦЕНТ Ш.У.АБДУЛЛАЕВ Цель лекции Элементы, принимающие участие в процессе обмена веществ являются биогенными элементами. Эти элементы входят в состав всех неорганических и органических веществ в организме, и в связи с этим раздел изучающий их физические и химические свойства, физиологические и патологические состояния, связанные с концентрацией данных элементов, а также пути устранения их недостатка и избытка, ознакомливающий с медицинскими препаратами, содержащими в своём составе биогенные элементы, является одним из важнейших разделов бионеорганической химии. Рассматриваемые вопросы 1. Распространённость химических элементов в природе 2. Макро- и микроэлементы и их концентрации в организме 3. Биогеохимические провинции и заболевания, связанные с ними 4. Превышение концентрации элементов в промышленных предприятиях и связанные с этим профессональные заболевания 5. Расположение биогенных элементов в периодической таблице элементов Рассматриваемые вопросы 1. Элементы-органогены и их значение 2. Сведения об эссенциальных и «неорганогенных» элементах 3. Заболевания, вызываемые недостатком тех или иных элементов в организме 4. Физические и химические свойства s-, p- и d-элементов, а также лекарственные препараты, содержащие в своём составе эти элементы Количественные характеристики макро- ва микроэлементов в живом организме • 80 из 112 известных элементов играют ту или иную роль в жизнедеятельности организма В составе крови содержится около 30 элементов. В составе молока содержится 20 различных микроэлементов • Макроэлементы – составляют 96.3% веса тела человека. К их числу относится 6 элементов O, C, H, N, Ca, P и содержатся в количестве более 1%: Н-63%, О-25,5%, С-9,5%, N-1,4%. Количественные характеристики макро- ва микроэлементов в живом организме • Микроэлементы– Mn, Co, Cu, Mo, Zn, F, Br, I и др. Их содержание в организме человека менее 0,01 %. Большинство из них присутствуют в организме в составе металлоферментов • Элементы B, Cs, V, Fe, Cu, Zn, Mo, Co, Se являются биофилами и входят в состав любого живого организма Распределение микроэлементов в теле человека • • • В головном мозге присутствуют элементы алюминий, висмут, ванадий, йод, кремний, мис, марганец, молибден, никель, олово, ртуть, серебро, свинец, титан, хром, фтор и цинк. В печени - медь, цинк, марганец, алюминий, титан, кремний и никель В почках - алюминий, йод, марганец, медь, никель, олово, свинец, титан, хром, фтор, цинк и др. В селезёнке - алюминий, бром, йод, марганец, мышьяк, медь, ртуть, свинец, титан, хром и цинк Содержание химических элементов в земной коре и организме человека Депо – это органы и ткани, где происходит накопление биогенных элементов Микроэлементоза – это патологическое состояние организма возникающее под действием микроэлементов или их соединений при котором нарушается баланс равновесия. Распределение микроэлементов в теле человека • • • • • В крови найдено около 30 элементов. Большинство из них находится в связанном состоянии с белками. Например медь, цинк, железо и др. Кальций, натрий, калий, литий находятся в крови в виде ионов. В мускулах (42% тела человека) – присутствуют большинство микроэлементов. В половых железах - йод, молибден,свинец, титан, фтор ва цинк. В поджелудочной железе - цинк, никель, в небольшом количестве кобальт. В надпочечниках - бром, йод, кремний, титан,свинец, хром, цинк. Концентрации некоторых элементов в различных органах и тканях организма в нормальном состоянии В крови нормальными считаются концентрации: Co – 4-8 мкг%, Сu – 80-140 мкг%, Fe – 45-60 мкг%. Человеческий организм отличается способностью впитывать радиоактивные элементы из окружающей среды и распределять их по всему. Концентрация урана в: тканях мышц примерно 10-9 %, крови – 10-8 % , почках – 1,37∙10-6 %, т.е в 100 раз больше, чем в крови Зависимость эндемик заболеваний от природы биогеохимической провинции • • • • При изменении концентрации того или иного элемента в природе возникает их дисбаланс, который распространяется и на человеческий организм и возникают эндемические заболевания: При недостатке фтора – кариес, при избытке – флюороз При недостатке иода – зобная болезнь При недостатке кальция - остеопароз, кариес, при избытке камнеообразование в почках и жёлчном пузыре При избытке стронция - стронциевый рахит Профессиональные заболевания, связанные и изменением концентрации биогенных элементов • • • • • При отравлениях алюминием – алюминоз При отравлении угольной пылью– антракоз При избытке серебра– аргирия При отравлениях бериллием – бериллиоз При отравлениях кремнием - силикоз Виды биогенных элементов 1. Органогенные элементы – составляющие основную массу тела человека: H, O, N, C, P (S), Ca 2. Эссенциальные элементы – жизненно важные элементы: H, O, N, C, P (S), Ca, Na, K, Cl, Mg, Fe, F, I, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Crи другие. 3. Неорганогенные элементы - находятся в организме в определённой концентрации, при избытке отравляющие организм, биологическая функция их до конца не исследована –: Ba, Sr, Hg, Pb, As, Bi, Cd, Sb и др.