Вопрос 32

Биологическая роль комплексных соединений. Хелаты. Цитохромоксидаза.

Хелаты – устойчивые комплексные соединения, образованные катионами переходных металлов и полидентантными («многозубыми») лигандами, в качестве которых выступают многоатомные спирты, аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, порфирины и т.д.

Хелатные комплексы играют важную роль в организме.

Хелатное комплексное соединение – гемоглобин и его производные. Структурное единицей является гем, приставляющий собой хелатный комплекс катионов Fe2+ с порфирином.

Из имеющихся свободных орбиталей катионов Fe2+ четыре задействованы в образовании хелатного комплекса с порфирином, одна из связей идет на связь с белком глобимом, а другая - с молекулой воды. Полученная структура представляет молекулу миоглобина.

В молекуле миоглобина вода является лабильным лигандом (легко замещаемым) В частности молекула воды легко обменивается на молекулу кислорода, образуя оксимиоглобин.

По данному процессу запасается кислород в тканях на случай кислородного достаточности.

Гемоглобин (HHb) состоит из 4х молекул миоглобина, соединены 4мя белковыми молекулами, содержатся в эритроцитах крови.

Как и в миоглобине, в гемоглобине молекулы воды легко обмениваюся на молекулы кислорода, образуя оксигемоглобин.

Оксигемоглобин выполняет функцию транспорта кислорода в ткани. Благодаря оксигемоглобину 1 л крови переносит 250 мл кислорода в капилляры различных органов. В капиллярах оксигемоглобин отдает кислород, которые диффундирует через плазму и стенку капилляров в различные ткани. Часть кислорода связывается в оксимиоглобин, основная часть участвует в метаболизме, превращаясь в СО2 и Н2О, которые выносятся венозной кровью.

Венозная кровь поглощает СО2 и транспортирует его в легкие. В венозной крови углекислота находится в формах: 80% - НСО3-, 15% анион карбоксигемоглобина, 5% в виде растворенного СО2.

Гемоглобин и оксигемоглобин представляют собой слабые органические кислоты, в крови находятся в частично диссоциированном состоянии.

Цитохромоксидаза – хелатный комплекс порфирина с катионами железа и меди и с белковыми молекулами. В организме выполняют транспортную функцию по переносу электронов.

Усвоение О2 является окислительно-восстановительным процессом, сопровождается переносом электронов за счет реакций.

В случае присутствии в организме лигандов, которые образуются более прочные комплексы с ЦХО, последние утрачивают транспортную функцию по переносу электронов. Клеточное дыхание прекращается на усвоение О2 в клетках, особенно в клетках мозга. Нарушается перенос кислорода в кровь, артериальная кровь попадает в вены, насыщенная кислородом, проявляется ярко-красной окраской кожи. Таким лигандой является блокирующий перенос электронов ЦХО, цианид-ионы.

Летальная доза цианид-ионов 1мг на кг веса.

В качестве антидота при отравлении CN- вводят тиосульфат натрия, при это цианиды превращаются в нетоксичные роданиды.

Вопрос 33

Элементы-органогены. Металлы жизни. Биогенные элементы, микро- и макроэлементы.

Биогенные элементы – элементы, ответственные и необходимые за построение и жизнедеятельность клеток.

Важнейшие биогенные элементы:

1. Элементы-органогены;

2. «Металлы жизни»

3. Различные макро- и микроэлементы;

4. Основу жизнедеятельности организмов составляют: H, O, C, N, P, S – органогены.

На ряду с органогенами непосредственное и активное участие в процессах жизнедеятельности 10 элементов-металлов «металлов жизни» - ca, Na, K, Mg, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mb. На доли этих элементов 2,4% массовых ( на массу человека 70 кг).

Кальций и магний преимущественно в виде биокомплексов (ферментов).

Элементы, содержание которых больше 10^-3 массовых %, - макроэлементы. Их главная функция – построение ткани и в поддержании осмотического, водно-электронного, кислотно-основного, окислительно-восстановительного гомеостаза – F-, Cl-, Br-, I-, Si-.

Элементы, содержание которых в организме от 10^-6 до 10^-4массовых % - микроэлементы. Они входят в состав ферментов, гормонов, витаминов, в качестве комплексообразователей – активаторы обменных процессов.

Ряд элементов опасен для жизнедеятельности живых организмов, т.к. токсичны вплоть до летального исхода. Это элементы-токсиканты: Be, Ba, As, Pb, Cd, Hg, Ta/

Микроэлементы жизненно необходимы для организма. Но их содержании должно находиться в строго определенной концентрации. В противном случае нарушение жизнедеятельности вплоть до летального исхода.