Биогенді элементтер

 
 
 
 

     1.             Кіріспе

2.             S-элементтері

2.1.          ІА тобының элементтері

2.2           ІІА тобының элементтері

1. Р-элементтері

1. ІІІА тобының элементтері

2. ІVА тобының элементтері
3. VА тобының элементтері
4. VІА тобының элементтері
5. VІІА тобының элементтері

2. D-элементтері

1. ІВ тобының элементтері

2. ІІВ тобының элементтері
3. VІВ және VІІВ тобының элементтері
4. VІІІ топтың элементтері

3. Қорытынды
4. Қолданылған әдебиеттер

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Кіріспе 

    Химиялық  элементтер тірі ағзаның негізгі  жасушаларын және биологиялық сұйықтықты құрайды. Элементтердің биологиялық белсенділігі Д.И.Менделеевтің преиодтық жүйесіндегі орнымен анықталады, яғни атом құрылысына байланысты болады.

    Периодтық жүйеде І топтың s-элементтерінің ішінде негізгі молекулалар мен макромолекулалар құрамына кіретін сутегі ерекше орын алады.

    Калий және натрий иондары жасушалар аралығына  орналасқан: натрий иондары жасуша сыртындағы сұйықтықта, ал калий иондары  жасуша ішінде болады.

    S-элементтерінің ІІ тобында сүйек құрамына кіретін (Ca, Mg) және сүйектер ұлпаларының құрамына кірмейтін (Sr, Ba, Ra) орналасқан.

    ІІ  топтың s-элементтерінің атом массасы өскен сайын олардың улылық қасиеті өседі және ағзадағы олардың мөлшері азаяды.

    Р-элементтерін де осындай сияқты биогенді элементтер қатарына жатқызады, ал ауыр р-элементтер тірі ағза үшін жоғары улылығымен сипатталады. Р-элементтерінің атомдық салмағы өскен сайын биологиялық активті органикалық қосылыстар түзуге бейім болады.

    D-элементтер негізгі топтың қосымша топшаларында орналасқандықтан негізгі биогенді микроэлементтерге жатады.

    D-элементтер де s- және p-элементтер сияқты жалпы заңдылықпен сипатталады, атомдық массасы өскен сайын ол элементтердің улылық қасиеті күшейе түседі, ал ағзадағы проценттік мөлшері кемиді. 
 
 

        

      
 

    2. S-элементтері

    2.1. ІА тобының элементтері

    Сутек. Биосферада сутек бос күйінде кездеспейді. Биосферада ол табиғи су, газдар және органикалық заттарының құрамында болады. Сутек ағзадағы көмірсутек ақсылдар, майлар және нуклеин қышқылдарының құрамына кіреді. Сутек органикалық қосылыстардың құрылысын түзуге қатыспайды. Тірі жасушалар массасының 90% құрайтын суда оттегі атомдарының негізгі мөлшері болады.

    Сутек және оттек – макроэлементтері су молекуласын түзетіні белгілі, ал, ересек адам ағзасының шамамен 65%-ы су болып  келеді. Су-маңызды еріткіш және ол адамның мүшелерінде, ұлпаларында және биологиялық сұйықтықтарда әркелкі таралған, асқазан сұйығының, сілекейдің, қан плазмасының, лимфаның 99,5% - дан 90% - ға дейінгі аралығын құрайды. Су жасушалар жүйесінде еріткіш қызметін атқарады.

    Салмағы 70 кг адам ағзасының 45 л су құрайды. Ағзада екі түрлі құрамды электролит болады: ішкіжасушалық – онда калий катиондары және жасуша сыртындағы – онда натрий иондары болады.

    Сутегінің екінщі бір қосылысы – сутегінің  асқын тотығы – Н₂О₂ ағзада әртүрлі тотығу-тотықсыздану процестері нәтижесінде зат алмасудың қосымша өнімі ретінде түзіледі және каталаза ферменттерінің әсерінен ыдырайды.

    Литий – бұл микроэлемент. Ол тірі ағзалардың тұрақты құрам бөлігі. Литий ионы сілтілік металдардың ең радиусы кішісі, сулы ерітінділерде күшті гидратталған, осы гидратталған түрінің радиусы Na⁺ және K⁺ радиусынан жоғары болады. Бұл мембрана жасушаларының иондық каналдары арқылы Li⁺ өтуіне бөгет жасайды. Li⁺ иондары кейбір ферменттер активтілігіне әсер ете отырып, бас миы қатпарлары жасушаларында Na⁺ - K⁺ иондық теідігін реттейді. Сондықтан құрамында литий ионы бар дәрілер жүйке ауруларын емдеуде қолданылады.

    Натрий  және калий. Иондары ағзада кең таралған, біріншісі жасуша аралық сұйықтықтарда, ал екіншісі жасуша ішінде болады. Абсолюттік шама ретінде бағаласақ, онда 95% натрий иондары жасуша сыртында болып, ал калийдің осынша үлесі жасуша ішінде болып, зат алмасу процесіне қатысады. Натрий қанның осмостық қысымын реттейді, судың алмасуына, ағзада қышқылдық-негіздік тепе-теідікті ұстап тұруға, жасуша мембранасы арқылы амин қышқылдары мен қанттың тасымалдануына қатысады.

    Шамамен салмағы 70 кг адам ағзасында калий  мен натийдің мөлшері – 250 г. Натрий және калий фторид түрінде сүйек  және тіс ұлпаларында болады.

    Na⁺ және K⁺ иондары жасуша мембраналарындағы аденозинүшфосфатазаны активтендіреді, ол Na⁺  иондарын жасушалардан шығарылып,

K⁺ иондарының жинақталуына жағдай туғызады.

    ІА  тобындағы s-элементтер негізінде жасалған дәрілік препараттар медицинада қолданылады.

1. Н₂О₂ – сутектің асқын тотығы (3%-к ерітінді): сілекей қабықшалары (баспа, стоматит) суықтап ауырғанда, олрады шаю мен іріңді жараларды жууда, мұрын қансырағанды тоқтатуда және т.б. үшін залалсыздандыратын зат ретінде қолданылады.
2. Li₂CO₃ – литий карбонаты. Әр түрлі жүйке ауруларын емдеуде қолданылады.
3. NaCl – натрий хлориді. Натрий хлоридінің концентрациясына байланысты изотонды және гипертонды ерітінділер деп бөлінеді. Изотонды ерітінділердің осмос қысымы қан плазмасының осмос қысымына сәйкес келеді. Изотонды ерітінді ағза сусызданғанда кан плазмасын алмастырушы ерітінді ретінде, дәрілік заттарды еріту үшін т.б. қолданылады. Гипертоникалық ерітінділер іріңді жараларды емдеу үшін қолданылады.
4. NaHCO₃ – натрий гидрокарбонаты – асқазан сөліндегі тұз қышқылын тез арада бейтараптандырады.
5. Na₂SO₄ ^/. 10H₂O – натрий сульфатының декагидраты – ішті жүргізетін зат ретінде қолданылады.
6. Na₂B₄O₇ ^. 10H₂O – натрий тетраборатының декагидраты – шаюда, жағуда, антисептикалық зат ретінде қолданылады. Оның сулы ерітіндісі гидролизге оңай ұшырайды.

Na₂B₄O₇ + 7H₂O = 4H₃BO₃ + 2NaOH

Гидролиз нәтижесінде түзілген бор қышқылының антисептикалық әсері болады.

7. NaI – натрий иодиді – иод препараты сияқты эндемиялық жемсау ауруында қолданылады.
8. KCl – калий хлориді – ағзада электролит алмасуы бұзылғанда, сонымен қатар жүрек соғысы бұзылғанда қолданылады.
9. КІ – калий иодиді – иод препараты сияқты жемсау ауруына қарсы қолданылады.
10. KMnO₄ – калий перманганаты – жараларды жуудағ тамақ және ауызды шаюда антисептикалық препарат ретінде қолданылады.

2.2. ІІА  тобының s-элементтері

    Берилий. Биологиялық ролі анықталмаған. Берилийдің қосылыстары улы. Оның ішінде берилийдің ұшқыш қосылыстары және шаңдағы берилий қосылыстары улы болып келеді. Қоршаған ортада мөлшері аз болса да, бериллоз (берилді рахит) ауруына әкеліп соқтырады. Ве²⁺ иондары сүйек ұлпаларындағы Са²⁺ ығыстырып, оны жұмсартып жібереді.

    Магний. Салмағы 70 кг адам ағзасында 42 г магний болады, оның жартысынан көбі сүйек ұлпаларында болады. Адамға күніне шамамен 400 мг магний керек. Магний фосфат түрінде сүйек және тіс ұлпаларында болады. Сүйектегіден басқа магний жасушалар ішінде болады.

    Жасушалар ішіндегі К⁺ ионынан кейінгі жасуша ішіндегі осмостық қысымды қолдап тұратын Mg⁺ ионның маңызы үлкен.

    Кальций. Бұл адам ағзасында көптеу таралған элементтердің бірі. Салмағы 70 кг адам ағзасында кальцийдің 1700 г болады.

    Кальций сүйек ұлпасының басты элементі, қан ұю механизмдеріне қатысады, ағзадан  ауыр металдардың бөлініп шығуына  жағдай жасайды, антиоксиданттық қызмет атқарады.

    Кальцийдің  ағзада болатын негізгі массасы сүйектер мен тісте болады. Сүйек құрамына термодинамикалық және кинетикалық тұрақты кальций фосфаты жіне кальций гидроксидінің фосфаты (Са₅(РО₄)₃ОН) кіреді. Сүйек құрамынан басқа 1%кальций жүрек тамырлары мен жүйке жүйелерінің жұмыс жасауда маңызы зор.

    Кальций жетіспеушілігі гипертоникалық кризиске, жүктілік токсикозына шалдықтыруы  мүмкін, холестериннің қандағы деңгейін жоғарылатады, сүйектердің механикалық  мықтылығын төмендететін остеопорозды дамытуы, жүйке жүйесінің қозуын жоғарылатуы, шашты түсіруі мүмкін.

    Барий. Барийдің биогенді маңызы аз зерттелген. Суда және қышқылдарда еріген барий тұздары улы болады. Қышқылдар мен суда ерімейтін күкіртқышқылды барий рентген сәулелерін жақсы жұтады, сондықтан оны асқазан мен ішекті зерттеуде қолданады.

    Стронций. Жануарлар мен адамдар ағзасында стронций сүйек ұлпаларында жиналады және сүйектің сынғыштығына «стронцийлі рахиттің» пайда болуына әкеледі. Сүйектен стронцийді шығару мүмкін емес.

    2.3. ІІА тобының s-элементтері

1. MgO – магний оксиді (магнезия) – асқазан сөлінің қышқылдығы жоғарылап кеткенде қолданылады.
2. MgSO₄ ^. 7H₂O – магний сульфатының гептагидраты – иммунды нерв жүйесін тыныштандыратын қасиетіне байланысты ұйықтататын немесе нашақорлық әсері бар.
3. CaCi₂ ^. 6Н₂О – кальцийдің гексагидрат хлориді – аллергиялық ауруларда қолданылады.
4. 2СаSO₄ ^. H₂O – кальций сульфатының жартылай гидраты – сумен араластырғанда, тез арада қатып қалады. Осы қасиетіне байланысты гипс сынған сүйекті таңу үшін және тісті протездеуде қолданылады.
5. ВаSO₄ – барий сульфаты – рентген айқындауда қолданылады.

3. р-элементтері

3.1. ІІІА  тобының р-элементтері

    Бор. Тірі ағзадағы бор қосылыстарының биологиялық маңызы зерттелмеген.

    Медицинада  қолданылуы:

1. Н₃ВО₃ – бор қышқылы – антисептик ретінде әр түрлі қою майлардың құрамында болады. Ауызды шаюда және офтальмологиялық тәжірибеде 1-3% ерітінді түрінде қолданылады.
2. Na₂B₄O₇ ^. 10Н₂О – натрий тетрабронаты – антисептик.

    Алюминий. Медицинада қолданылуы:

1. KAl(SO₄)₂ ^. 12H₂O – алюмимний калий ашудасы – жұмсартатын, күйдіретін және қан тоқтататын әсері бар.
2. Al(OH)₃ – алюминий гидроксиді – асқазан сөлінің қышқылдығын төмендетуде, «Алмагель» деген препарат құрамына кіреді.

3.2. ІVА  тобының р-элементтері

    Көміртек  және кремний. Жер қыртысының атмосфера және гидросфераның 16,08% кремний; 0,119% көміртегі құрайды.

    Көміртек басқа элементтермен бірге ұзын атомдар тізбегін құрып, құрылымы әр түрлі органикалық қосылыстар түзеді.

    Көміртегінің арқасында өсімдіктер мен жануарлар түрлері көбейді. Қазіргі уақытта биосфера көміртегінің диоксидімен ластанып жатқандығы көп айтылуда, ол отындардың жануы нәтижесінде түзіледі. XX ғасырдың ортасына қарай СО₂-нің ауадағы мөлшерінің 20%-тен асып кетуі жерде температураның аса көтеріліп (4-5°С) кетуіне жағдай туғызуы мүмкін. Оның себебі, СО₂ спектрдің инфрақызыл аймағында өте жақсы жұтылады. Соған байланысты СО₂ атмосфераға радиациялық күн сәулесін өткізіп, инфрақызыл сәулелерінің жылуын кері жібермейді.