Ііі рівень

9.Дія якого мікроелемента спричинює порушення фосфорно – кальцієвого обміну?

а) Молібдену; б) Магнію; в) Феруму; г) Ванадію.

10.У складі макромолекули гемоглобіну містяться чотири йони Феруму (ІІ), які становлять 0,33% її маси. Обчислити молярну масу гемоглобіну (г/моль):

а) 65000; б) 67878; в) 70246; г) 72500.

Позааудиторна самостійна робота № 3

Тема: Комплексні сполуки в медицині та фармації

План

1.Поняття про метало – лігандний гомеостаз.

2.Поняття про хелатотерапію. Застосування комплексонів в медичній практиці.

3.Застосування багатоядерних КС, клатратів та йонофорів.

Час виконання: 2 години

Мета роботи: ознайомитися із застосуванням комплексних сполук в медицині та фармації.

За нормальних умов функціонування організму концентрація металів і лігандів підтримується на рівні, оптимальному для виконання певних біологічних функцій . Це пояснюють механізмом авторегуляції живих організмів, що забезпечує підтримання сталих умов, який називають гомеостазом. Причому в живих системах безперервно відбувається утворення і руйнування біокомплексів, які складаються з катіонів різних біметалів та біолігандів – амінокислот, пептидів, порфіринів, нуклеотидів тощо. Постійний обмін речовин з навколишнім середовищем дає можливість організму підтримувати на певному рівні концентрації речовин, що беруть участь у рівноважних процесах комплексоутворення, забезпечуючи стан так званого метало – лігандного гомеостазу.

Для кожного біметалу характерна своя сукупність рівноважних процесів метал – біоліганд. Детально вивченою є така рівновага катіонів Феруму, які перебувають у зв’язаному стані (в складі таких біокомплексів як міоглобін, гемоглобін, цитохроми, ферити), а також метало ферментів, зокрема каталази та пероксидази. Кожна з цих біологічно активних речовин виконує в організмі свою специфічну функцію, але в цілому їх поєднує наявність у молекулах йонів Fe(II) і Fe (III). Отже, умовою нормального функціонування багатьох біокомплексів Феруму є певна концентрація цих йонів у крові. Порушення сумарної рівноваги призводить до патологічних явищ – залізо надлишкових або залізодефіцитних станів, тобто сидерозу, в першому випадку, або анемій – у другому.

Порушення метало – лігандного гомеостазу можливе з різних причин, а саме:

• дефіциту або надлишку біоелементів;

• надходження катіонів токсичних металів;

• надходження або утворення сторонніх лігандів;

• надходження ксенобіотиків.

Катіони токсичних металів (Pb, Hg, Cd, Be, Sr) та деяких неметалів (As, Sb), токсичні ліганди (CO, CN^- , S^2-), ксенобіотики (пестициди, канцерогени) надходять у довкілля внаслідок антропогенної діяльності людини. Внаслідок потрапляння токсичних металів або лігандів в організм людини з повітрям, водою чи продуктами харчування до природних рівноваг долучаються нові, неприродні для організму, рівноваги. Це призводить до утворення чужих для організму комплексів, не здатних виконувати певних біологічних функцій.

Для підтримання метало – лігандного гомеостазу, а також для виведення йонів токсичних металів з організму використовують комплексони.

Полідентантні ліганди, до яких належать поліамінкарбонові кислоти називають комплексонами. Важливими комплексонами є нітрилацетатна кислота (НТА) та етилендіамінотетраацетатна кислота (ЕДТА):

Найбільше значення мають солі ЕДТА, зокрема натрієва сіль цієї кислоти Na₂ЕДТА, або трилон Б, яка знаходить своє застосування в аналітичній хімії та в медичній практиці при отруєнні сполуками Кальцію (СаС₂, Са(ОН)₂, СаО) та інших металів. Наприклад, трилон Б, зв’язуючи йони Кальцію, перетворюється на тетацин Na₂СаЕДТА, як видно з рівняння:

Препарати на основі трилону Б використовують і при отруєннях солями важких металів для виведення їх з організму. Механізм їх дії ґрунтується на здатності трилону Б утворювати хелатні комплекси з металами. Зокрема, з йонами Плюмбуму (ІІ) утворений комплекс має таку будову:

Високою здатністю до утворення хелатів з важкими металами характеризується і фосфорорганічний препарат фітин, а також сполуки з групи дитіолів – БАЛ, унітіол.

Перспективним препаратом, який знайшов широке застосування при отруєннях організму радіонуклідами, є пентацин – СаNa₃ДТПА - похідна діетилентриамінпентаацетатної кислоти.

Науковий пошук, впровадження в медичну практику і застосування лікарських засобів, дія яких ґрунтується на утворенні хелатів між йонами металів та комплексонами, називають хелатотерапією.

Особливим типом координаційних сполук є сполуки включення, або клатрати. Вони утворюються методом включення одних молекул (їх умовно називають «гостями») у порожнини кристалічної гратки інших речовин, які умовно називають «господарями»:

Велике біологічне значення мають КС, які називають йонофорами. Йонофори - це природні сполуки, здатні утворювати комплекси з катіонами лужних і лужноземельних металів. Йонофори можуть утримувати йони в порожнині комплексу і переносити їх крізь мембрани.

На основі макроциклічних поліптерів одержано синтетичні аналоги йонофорів,

які називають краун – етерами, або «коронами»:

«Корони», як видно з наведених формул, істотно різняться розмірами макроциклів і відповідно отворами всередині циклу, крізь які можуть проникати катіони тільки певних металів. Тобто «корони» можна використовувати як «молекулярні сита».

Перспективними для медичної практики є поліциклічні сполуки, які називають криптандами. Криптанди – це макробіциклічні ліганди, які утворюють халатні сполуки з катіонами металів. Вони діють подібно до «корон», але характеризуються більшою специфічністю щодо йонів металів. Наприклад, синтезовано представники криптандів, що мають високу специфічність до йонів Стронцію, радіонуклід якого ⁹⁰Sr дуже небезпечний для здоров’я людини.

Комплексні сполуки знаходять застосування в лікарській практиці як протимікробні, протипухлинні та вітамінні препарати, збагачені мікроелементами. Наприклад, сполуки Ауруму з прадавніх часів використовували для лікування прокази. Нині комплекси цього елемента застосовують для лікування ревматоїдних артритів, наприклад, хризолан Na₃[Au(S₂O₃)₂] та деякі комплекси ауруму з органічними лігандами (кризанол, санакризин). Ці сполуки інгібують гідролітичні ферменти, що пошкоджують суглоби. Деякі біологічно активні препарати Ауруму використовують для лікування туберкульозу.

Комплексні сполуки Цинку широко використовують у дерматології як протимікробні засоби, а карбоніли Феруму, зокрема фероцерон належить до нових препаратів для лікування залізодефіцитних анемій.

Серед комплексних сполук Платини важливе значення має електронейтральний комплекс дихлордиаміноплатина Pt(NH₃)₂Cl₂. У 1969 р. було виявлено протипухлинну активність цієї сполуки, оскільки вона здатна інгібувати синтез молекул ДНК у канцерогенних клітинах.