Біонеорганічна хімія Заняття 1

Тема: «Біогенні s-, р- елементи»

Актуальність теми: Всі організми, їх тканини і органи містять в тій чи іншій кількості всі відомі хімічні елементи. Маса людського організму на 96% складається з чотирьох елементів (C, H, O, N); ще 3% складають Ca, P, K, S. Тільки 1% маси припадає на I, Fe, Na, Cl, Mg, Cu, Mn, Co, Zn і інші елементи. За кількісним вмістом хімічних елементів їх умовно поділяють на макроелементи ( 10^-2%), мікроелементи (10^-3-10^-12%), ультрамікроелементи (10^-12%). Така класифікація не вказує на роль і значення в організмі того чи іншого елемента. При різних патологічних станах спостерігаються зміни кількості мікроелементів в тканинах (наприклад, при інфаркті міокарда знижується рівень цинку в плазмі крові і підвищується вміст купруму в ішемічному вогнищі інфаркта; при гіпертонії вміст літію в крові і еритроцитах зменшується більше ніж в два рази).

s-елементи застосовуються як фармакопейні препарати:

NaCl - для приготування ізотонічного розчину та інших сольових плазмозамінників;

KCl – при гіпокаліємії, внаслідок прийому діуретиків; антиаритмічний засіб;

MgO – антацидний засіб при підвищенні кислотності шлункового соку, при отруєнні кислотами, складова частина препарату «Альмагель», а також як антидот при отруєнні Арсеном;

MgSO₄ x 7H₂O – в’яжучий та антацидний засіб;

CaCl₂ x 6H₂O – при посиленому виведенні Ca²⁺ з організму, при алергічних захворюваннях, як засіб, що зменшує проникність судин, як кровоспинний засіб, як антидот при отруєнні солями магнію;

BaSO₄ – рентгенконтрасний засіб при рентгеноскопії шлунка та кишечника.

р-елементи відіграють важливу роль у життєдіяльності людини. П’ять р-елементів (C, O, N, P, S, Cl) відносяться до органогенів, що відіграють в організмі роль пластичного матеріалу, а також створюють фізико-хімічні умови для протікання фізіологічних процесів (рН середовище, осмотичний тиск і т.п.). Інші є важливими мікроелементами (B, Al, F, I, інші). Сполуки більшості р-елементів проявляють біологічну активність і застосовуються в медицині як лікарські препарати (нашатирний спитр, АТФ, натрія тіосульфат, фізіологічний розчин; солі брому, спиртовий розчин йоду). Сполуки деяких р-елементів є сильними отрутами (фториди, озон, сірководень, білий фосфор, галогени, сполуки Pb, As, Se, Te). Фармакопейні препарати р-елементів:

NaNO₂ – спазмолітичний засіб, антидот при отруєнні ціанідами;

Na₂SO₄ х 10H₂O – послаблюючий засіб;

Na₂S₂O₃ х 5H₂O – детоксикуючий, десенсибілізуючий засіб;

NaHCO₃ – антацидний засіб при підвищенні кислотності шлункового соку.

Навчальні цілі:

Знати: Різні підходи до класифікації хімічних елементів, що складають організм людини; макро- і мікроелементи; особливості хімічних властивостей s-елементів пов’язані з будовою їх атомів; біороль і застосування в медицині сполук s- та d- елементів; аналітичні реакції.

а). електронну структуру та електронегативність р-елементів;

б). типові хімічні властивості р-елементів та їх сполук (реакції без зміни ступеня окиснення);

в). зв’язок між місцезнаходженням р-елементів в періодичній системі та біороллю і застосуванням в медицині сполук р-елементів;

г). токсичну дію сполук;

д). проблеми забруднення та очищення біосфери від токсичних хімічних сполук техногенного походження.

е). ендемічні захворювання їх зв’язок з особливостями біогеохімічних провінцій (районів з природним дефіцитом або надлишком певних хімічних елементів в літосфері);

є). аналітичні реакції на катіони р-елементів.

Вміти: проводити якісні реакції на окремі s-елементи (реакції на полум’я йонів K⁺, Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺; дія розчину хромату калію на Sr²⁺, Ba²⁺); проводити якісні реакції на окремі р-елементи (реакції йонів SO₄^2-, СO₃^2-, S₂O₃^2-, NO₂^-, Hal^-);