Другие биологические функции неорганических соединений.

Полезные материалы / Бионеорганическая химия / Другие биологические функции неорганических соединений.
Страница 1

Роль ионов Са2+ в организмах животных и растений сложна. Больше всего кальция содержится в костной ткани. Кристаллы кости имеют приблизительный состав Са10(Р04)6(ОН)2 и, таким образом, относят­ся к числу гидроксилапатитов. Минеральная часть кости включает, кроме того, карбонаты, фториды, цитраты и гидроокиси металлов, сре­ди которых, кроме Са2+, есть Mg2+, Na+ и К+. Неорганическая часть кости составляет только 0.25 ее массы — остальное органические ком­поненты.

Среди наиболее важных функций Са2+ — его роль в ферментатив­ных системах, в том числе как регулятора сокращения мышц, пере­датчика нервного импульса, а также в системе свертывания крови.

В организм кальций вводится в виде среднего фосфата, содержа­щегося в пище. В пищеварительном тракте под влиянием кислой сре­ды средний фосфат преобразуется в хорошо растворимые кислые фос­фаты СаНРО4 и Са(Н2РО4)2. Именно кислые фосфаты всасываются в кишечнике и переходят в плазму крови.

Концентрация ионов Са2+ в крови человека составляет обычно 0,0022—0,0028 моль/л. Примерно половина кальция находится в виде акваионов, способных проходить через мембраны. Другая часть свя­зана с белком (альбумин) и через мембраны не проходит. Интересно, что концентрацию кальция можно определить, используя биологиче­ский тест — по частоте сокращения сердца лягушки (или черепахи). Этот способ определения концентрации незакомплексованного Са2+ был использован для определения Куст хелатных комплексов кальция в неорганических исследованиях.

Ионы Са2+ наряду с ионами К+ и Mg2+ влияют не только на час­тоту сокращения мышц, в том числе сердечной мышцы, но и на дейст­вие сердечных гликозидов (типа наперстянки шерстистой — Digitalis). Известно, что при передозировке гликозидов сердце останавливается. Введение при этом ионов К+ и Mg2+ в мышцу сердца ослабляет дейст­вие гликозидов, а введение Са2+ — усиливает. Однако ионы Са2+ мож­но связать в прочный комплекс, например с ЭДТА. Так, если вовремя ввести ЭДТА в мышцу остановившегося сердца, оно вновь начинает биться.

Переизбыток Са2+ оказывает нежелательные воздействия на орга­низм — происходит «образование камней», «отложение солей» и т. д. Так как ионы Са2+ и Mg2+ входят в состав ткани стенок бактериаль­ных клеток, изменение содержания ионов Са2+ в системе может при­вести к гибели микроорганизма. Такой эффект наблюдается, в част­ности, если в систему ввести ЭДТА или другой комплексон высокой дентатности. ЭДТА, связывая Mg2+ и Са2+ в прочный комплекс, раз­рушает стенки бактериальных клеток, что и приводит к гибели микро­организмов. Вымывание из организма ионов Са2+ и других полезных ионов происходит при использовании комплексонов и хелатообразователей для удаления из организма ионов токсичных металлов, таких, как Hg2+, Pb2+ и др. Чтобы уменьшить вымывание ионов Са2+ при лечении тех или иных заболеваний, в организм вводят ЭДТА в виде кальциевого комплекса СаЭДТА2-.

Ионы щелочных металлов, как уже упоминалось, выполняют в жи­вых и растительных организмах многообразные функции. Это относит­ся не только к ионам Na+ и К+. Установлено, что прием препаратов, содержащих ионы Li+ и Rb+, облегчает состояние больных, у которых обнаружен маниакально-депрессивный синдром.

Передозировка в организме ионов металлов, принадлежащих к числу «металлов жизни», а также случайное введение ионов других металлов (например, Hg2+, Be2+, Cd2+, Pb2+) вызывают тяжелые нару­шения жизнедеятельности организма. В эт,их случаях лечение прово­дят, используя медикаменты (детоксиканты), проявляющие свойства лигандов специфического действия.

Предложено использовать для выведения из организма ионов ме­таллов, проявляющих токсический эффект, следующие лиганды.

Этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) — в виде соли кальция — вы­водит из организма Pb2+, V(IV), V(V). Если ЭДТА применяют дли регулировки свертывания крови, то вводят натриевую соль, чтобы понизить [Са2+].

Ауринтрикарбоксилат или салицилат (натрия) вводят в организм для закомплексовывания бериллия. Комплексы Ве2+ с этими лигандами проходят через биомембраны, и таким образом Ве2+ может быть уда­лен из организма.

D-пеннициламин (HSC(CH3)2—CHNH2—COOH) используют для специфического связывания Сu2+ и выведения меди из организма, в частности, если в результате передозировки или неправильного функционирования организма в печени, мозге и почках накапливается медь (болезнь Вильсона, лейкемия и др.).

Димеркаптал СН2ОН—CHSH—CH2SH закомплексовывает и вы­водит из организма Hg, As, Те, Tl, Au.

Ферриоксимин-В-полигидроксамовая кислота используется для специфического связывания и выведения из организма избытка железа при заболевании «сидерозис».

Многие лекарства, применяемые в медицинской практике, пред­ставляют собой лиганды, ингибирующие действие активных центров металлов-ферментов путем координационного насыщения ионов метал­лов. Например, введение в организм диакарба

Страницы: 1 2

Смотрите также

Химия и медицина
...

Углерод
Углерод (лат. Carboneum), С - химический элемент IV группы периодической системы Менделеева. Известны два стабильных изотопа 12С (98,892 %) и 13С (1,108 %).  Углерод известен с глубокой ...

Отчет по учебной практике
...