"Biogeni elementi u ljudskom tijelu"
UVOD
1.1 Biogeni elementi - nemetali koji su dio ljudskog tijela
2 Biogeni elementi – metali koji su dio ljudskog tijela
ULOGA KISIKA U LJUDSKOM TIJELU
ULOGA UGLJIKA U LJUDSKOM TIJELU
ULOGA VODIKA U LJUDSKOM TIJELU
ULOGA KALIJA U LJUDSKOM TIJELU
ULOGA SUMPORA U LJUDSKOM TIJELU
ULOGA KALCIJA U LJUDSKOM TIJELU
ZAKLJUČAK
BIBLIOGRAFIJA
UVOD
Mišljenje da gotovo svi elementi periodnog sustava D.I. Mendeljejev, postaje poznato. Međutim, znanstvenici sugeriraju da ne samo da su svi kemijski elementi prisutni u živom organizmu, već svaki od njih obavlja neku biološku funkciju. Moguće je da ova hipoteza neće biti potvrđena. Kako se istraživanja u ovom smjeru razvijaju, otkriva se biološka uloga sve većeg broja kemijskih elemenata.
Da bi održala svoje zdravlje, osoba mora osigurati tijelu uravnotežen unos hranjivih tvari iz hrane, vode i udahnutog zraka. Često se reklamiraju prehrambeni proizvodi s visokim udjelom kalcija, joda i drugih kemijskih elemenata, no je li to dobro za naš organizam? Koje bolesti mogu biti uzrokovane viškom ili nedostatkom jednog ili drugog kemijskog elementa kod djece i odraslih?
U naše vrijeme, kada je sve manje zdravih ljudi iz djetinjstva, ovaj problem je stvarno aktualan.
Nezamisliv broj različitih kemijskih spojeva kontinuirano se stvara u ljudskom tijelu. Neki od sintetiziranih spojeva koriste se kao građevinski materijal ili izvor energije i osiguravaju tijelu rast, razvoj i vitalnu aktivnost; drugi dio, koji se može smatrati troskom ili otpadom, izlučuje se iz tijela.
U metabolizmu sudjeluju i anorganske i organske tvari. Kemijski elementi koji tvore te tvari nazivaju se biogeni elementi. Oko 30 elemenata smatra se pouzdano biogenim.
Slika 1 prikazuje glavne kemijske elemente koji čine ljudsko tijelo.
Slika 1 - Dijagram. Elementarni sastav ljudskog tijela.
1.1 Biogeni elementi - nemetali koji su dio ljudskog tijela
Među biogenim elementima posebno mjesto zauzimaju organogeni elementi koji tvore najvažnije tvari tijela - vodu, bjelančevine, ugljikohidrate, masti, vitamine, hormone i dr. Organogeni uključuju 6 kemijskih elemenata: ugljik, kisik, vodik, dušik, fosfor, sumpor. Njihov ukupni maseni udio u ljudskom tijelu je približno 97,3% (vidi tablicu 1).
Svi organogeni elementi su nemetali. Od nemetala, biogeni su i klor (maseni udio 0,15%), fluor, jod i brom. Ovi elementi nisu uključeni među organogene elemente, jer, za razliku od potonjih, nemaju tako univerzalnu ulogu u izgradnji organskih struktura tijela. Postoje podaci o biogenosti silicija, bora, arsena i selena.
Tablica 1. Sadržaj organogenih elemenata u ljudskom tijelu.
|
Elementi - organogeni |
Maseni udio (u%) |
Težina (u g / 70 kg) |
|
ugljik (C) |
||
|
kisik (O) |
||
|
vodik (H) |
||
|
fosfor (P) |
||
|
68117 ≈ 68 kg |
1.2 Biogeni elementi - metali koji su dio ljudskog tijela
Hranjivi elementi uključuju niz metala, među kojima 10 takozvanih "metala života" obavlja posebno važne biološke funkcije. Ti metali su kalcij, kalij, natrij, magnezij, željezo, cink, bakar, mangan, molibden, kobalt (vidi tablicu 2).
Osim 10 "metala života", među biogene elemente ubraja se još nekoliko metala, na primjer kositar, litij, krom i neki drugi.
Tablica 2. Sadržaj "metala života" u ljudskom tijelu
|
Maseni udio (u%) |
Težina (u g / 70 kg) |
|
|
Kalcij (Ca) |
||
|
natrij (Na) |
||
|
magnezij (Mg) |
||
|
željezo (Fe) |
||
|
mangan (Mn) |
||
|
molibden (Mo) |
||
|
kobalt (Co) |
||
Ovisno o masenom udjelu u tijelu, svi biogeni elementi se dijele na:
a) makronutrijenti (maseni udio u tijelu je veći od 10 -2%, odnosno veći od 7g);
b) elementi u tragovima (maseni udio u tijelu je manji od 10 -2%, odnosno manji od 7 g).
Makroelementi uključuju sve organogene, klor i 4 "metala života": magnezij, kalij, kalcij, natrij. Oni čine 99,5%, a više od 96% otpada na 4 elementa (ugljik, kisik, vodik, dušik). Oni su glavne komponente svih organskih spojeva.
Elementi u tragovima nalaze se u stanicama u vrlo malim količinama. To uključuje cink, mangan, bakar, jod, fluor i druge. Ali čak i oni elementi koji su sadržani u zanemarivim količinama potrebni su za život i ne mogu se ničim zamijeniti. Biološka uloga i funkcije koje ti elementi obavljaju u ljudskom tijelu vrlo su raznoliki, a njihov nedostatak ili višak može dovesti do ozbiljnih bolesti (vidi Dodatke B i D). Dovoljno je reći da oko 200 enzima aktiviraju metali. Ukupno je u ljudskom tijelu identificirano oko 70 minerala, od kojih se 14 elemenata u tragovima smatra bitnim - to su željezo, kobalt, bakar, krom, nikal, mangan, molibden, cink, jod, kositar, fluor, silicij, vanadij , selen. Mnogi elementi u tragovima u organizam ulaze gotovo isključivo putem prehrane voćem i povrćem. Samonikle jestive biljke također su bogate elementima u tragovima, koji se, kada se izvade iz dubokih slojeva, nakupljaju u lišću, cvjetovima i plodovima.
2. ULOGA KISIKA U LJUDSKOM TIJELU
Glavna funkcija molekularnog kisika u tijelu je oksidacija raznih spojeva. Zajedno s vodikom, kisik tvori vodu, čiji je sadržaj u tijelu odrasle osobe u prosjeku oko 55-65%.
Kisik je dio proteina, nukleinskih kiselina i drugih vitalnih komponenti tijela. Kisik je neophodan za disanje, oksidaciju masti, proteina, ugljikohidrata, aminokiselina i mnoge druge biokemijske procese.
Uobičajeni način ulaska kisika u tijelo leži kroz pluća, gdje ovaj bioelement prodire u krv, apsorbira ga hemoglobin i stvara spoj koji se lako odvaja – oksihemoglobin, a zatim iz krvi ulazi u sve organe i tkiva. Kisik ulazi u tijelo također u vezanom stanju, u obliku vode. U tkivima se kisik troši uglavnom za oksidaciju raznih tvari u procesu metabolizma. U budućnosti se gotovo sav kisik metabolizira u ugljični dioksid i vodu, te se izlučuje iz tijela kroz pluća i bubrege.
Smanjen sadržaj kisika u tijelu.
Uz nedovoljnu opskrbu tjelesnih tkiva kisikom ili kršenje njegove upotrebe, razvija se hipoksija (gladovanje kisikom).
Glavni uzroci nedostatka kisika:
prestanak ili smanjenje opskrbe pluća kisikom, smanjen parcijalni tlak kisika u udahnutom zraku;
značajno smanjenje broja crvenih krvnih stanica ili oštro smanjenje sadržaja hemoglobina u njima;
kršenje sposobnosti hemoglobina da veže, transportira ili daje kisik tkivima;
kršenje sposobnosti tkiva da iskoriste kisik;
Inhibicija redoks procesa u tkivima;
stagnacija u vaskularnom krevetu zbog poremećaja srčane aktivnosti, cirkulacije krvi i disanja;
endokrinopatije, beriberi;
Glavne manifestacije nedostatka kisika:
U akutnim slučajevima (s potpunim prestankom opskrbe kisikom, akutnim trovanjem): gubitak svijesti, disfunkcija viših dijelova središnjeg živčanog sustava;
U kroničnim slučajevima: pojačan umor, funkcionalni poremećaji središnjeg živčanog sustava, lupanje srca i otežano disanje uz mali fizički napor, smanjena reaktivnost imunološkog sustava.
Toksična doza za ljude: otrovna u obliku O 3 .
Povećan sadržaj kisika u tijelu.
Produljeno povećanje sadržaja kisika u tkivima tijela (hiperoksija) može biti popraćeno trovanjem kisikom; hiperoksija je obično popraćena povećanjem sadržaja kisika u krvi (hiperoksemija).
Toksični učinak ozona i viška kisika povezan je s stvaranjem u tkivima velikog broja radikala koji nastaju razbijanjem kemijskih veza. U maloj količini, radikali se također normalno stvaraju, kao međuprodukt staničnog metabolizma. S viškom radikala pokreće se proces oksidacije organskih tvari, uključujući peroksidaciju lipida, s njihovim kasnijim propadanjem i stvaranjem produkata koji sadrže kisik (ketoni, alkoholi, kiseline).
Kisik je dio molekula mnogih tvari - od najjednostavnijih do složenih polimera; prisutnost u tijelu i interakcija tih tvari osigurava postojanje života. Budući da je sastavni dio molekule vode, kisik je uključen u gotovo sve biokemijske procese koji se odvijaju u tijelu.
Kisik je neophodan, s njegovim nedostatkom jedino obnavljanje normalne opskrbe tijela kisikom može biti učinkovit lijek. Čak i kratkotrajni (nekoliko minuta) prestanak opskrbe tijela kisikom može uzrokovati ozbiljno oštećenje njegovih funkcija i kasniju smrt.
3. ULOGA UGLJIKA U LJUDSKOM TIJELU
Ugljik je najvažniji biogeni element koji čini osnovu života na Zemlji, strukturna jedinica ogromnog broja organskih spojeva koji sudjeluju u izgradnji organizama i osiguravanju njihove vitalne aktivnosti (biopolimeri, kao i brojne biološki aktivne tvari niske molekularne težine - vitamini , hormoni, posrednici itd.). Značajan dio energije potrebne organizmima nastaje u stanicama zbog oksidacije ugljika. Pojava života na Zemlji se u modernoj znanosti smatra složenim procesom evolucije ugljikovih spojeva.
Ugljik ulazi u ljudsko tijelo s hranom (normalno oko 300 g dnevno). Ukupni sadržaj ugljika doseže oko 21% (15 kg na 70 kg ukupne tjelesne težine). Ugljik čini 2/3 mišićne mase i 1/3 koštane mase. Izlučuje se iz tijela uglavnom s izdahnutim zrakom (ugljični dioksid) i urinom (urea).
Glavna funkcija ugljika je stvaranje raznih organskih spojeva, čime se osigurava biološka raznolikost, sudjelovanje u svim funkcijama i manifestacijama živih bića. U biomolekulama ugljik tvori polimerne lance i čvrsto je povezan s vodikom, kisikom, dušikom i drugim elementima. Ovako značajna fiziološka uloga ugljika određena je činjenicom da je ovaj element dio svih organskih spojeva i sudjeluje u gotovo svim biokemijskim procesima u tijelu. Oksidacija ugljikovih spojeva pod djelovanjem kisika dovodi do stvaranja vode i ugljičnog dioksida; Ovaj proces služi kao izvor energije za tijelo. Ugljični dioksid CO 2 (ugljični dioksid) nastaje u procesu metabolizma, stimulator je respiratornog centra, igra važnu ulogu u regulaciji disanja i cirkulacije krvi.
U slobodnom obliku ugljik nije otrovan, ali su mnogi njegovi spojevi vrlo otrovni. Takvi spojevi uključuju ugljični monoksid CO (ugljični monoksid), ugljični tetraklorid CCl 4, ugljični disulfid CS 2, cijanidne soli HCN, benzen C 6 H 6 i druge. Ugljični dioksid u koncentracijama iznad 10% uzrokuje acidozu (smanjenje pH krvi), otežano disanje i paralizu dišnog centra.
Dugotrajno udisanje ugljene prašine može dovesti do antrakoze, bolesti praćene taloženjem ugljene prašine u plućnom tkivu i limfnim čvorovima, sklerotskim promjenama u plućnom tkivu. Toksični učinak ugljikovodika i drugih uljnih spojeva kod radnika naftne industrije može se očitovati u grubosti kože, pojavi pukotina i čireva te razvoju kroničnog dermatitisa.
Za ljude, ugljik može biti otrovan u obliku ugljičnog monoksida (CO) ili cijanida (CN-).
4. ULOGA VODIKA U LJUDSKOM TIJELU
Voda je najvažniji vodikov spoj u živom organizmu. Glavne funkcije vode su sljedeće:
Voda, koja ima visok specifični toplinski kapacitet, održava stalnu tjelesnu temperaturu. Kada se tijelo pregrije, voda isparava s njegove površine. Zbog velike topline isparavanja, ovaj proces prati velika potrošnja energije, što rezultira smanjenjem tjelesne temperature. Tako se održava toplinska ravnoteža tijela.
Voda održava kiselo-baznu ravnotežu tijela. Većina tkiva i organa prvenstveno se sastoji od vode. Usklađenost s ukupnom acidobaznom ravnotežom u tijelu ne isključuje velike razlike u pH vrijednostima za različite organe i tkiva. Važan spoj vodika je vodikov peroksid H2O2 (tradicionalno nazvan vodikov peroksid). H2O2 oksidira lipidni sloj staničnih membrana, uništavajući ga.
5. ULOGA KALIJA U LJUDSKOM TIJELU
Kalij je obvezni sudionik mnogih metaboličkih procesa. Kalij je važan u održavanju automatizma kontrakcije srčanog mišića – miokarda; osigurava uklanjanje iona natrija iz stanica i njihovu zamjenu kalijevim ionima, što je pak popraćeno uklanjanjem viška tekućine iz tijela.
U odnosu na druge kalijeve proizvode, suhe marelice, smokve, naranče, mandarine, krumpir (500 g krumpira osigurava dnevnu potrebu), sušene breskve, repa, šipak, crni i crveni ribiz, brusnice, jagode, lubenice, dinja, soja, trešnja, svježi krastavci, prokulice, orasi i lješnjaci, peršin, grožđice, suhe šljive, raženi kruh, zobene pahuljice.
Dnevna potreba za kalijem za odraslu osobu je 2-3 g dnevno, a za dijete - 16-30 mg po kg tjelesne težine. Potreban minimalni unos kalija za osobu dnevno je oko 1 g. Normalnom prehranom dnevna potreba za kalijem je u potpunosti zadovoljena, ali se bilježe i sezonska kolebanja u unosu kalija. Dakle, u proljeće je njegova potrošnja niska - oko 3 g / dan, au jesen maksimalna potrošnja je 5-6 g / dan.
S obzirom na trend suvremenih ljudi da unose velike količine soli hranom, povećava se i potreba za kalijem koji može neutralizirati štetne učinke viška natrija na organizam.
Nedostatak unosa kalija iz hrane može dovesti do distrofije čak i uz normalan sadržaj proteina u prehrani. Poremećaj metabolizma kalija očituje se u kroničnim bolestima bubrega i kardiovaskularnog sustava, u bolestima gastrointestinalnog trakta (osobito onima koje su popraćene proljevom i povraćanjem), u bolestima endokrinih žlijezda i drugim patologijama.
Nedostatak kalija u organizmu očituje se prvenstveno poremećajima živčano-mišićnog i kardiovaskularnog sustava (pospanost, otežano kretanje, drhtanje udova, usporen rad srca). U ljekovite svrhe koriste se pripravci kalija.
Višak kalija opaža se mnogo rjeđe, ali je izuzetno opasno stanje: mlohava paraliza udova, promjene u kardiovaskularnom sustavu. Ovo se stanje može manifestirati jakom dehidracijom, hiperkortizmom s oštećenom funkcijom bubrega, te unošenjem velike količine kalija bolesniku.
Sumpor je u ljudskom tijelu nezamjenjiv sastojak stanica, tkiva organa, enzima, hormona, posebice inzulina, najvažnijeg enzima gušterače, i aminokiselina koje sadrže sumpor; osigurava prostornu organizaciju proteinskih molekula potrebnih za njihovo funkcioniranje, štiti stanice, tkiva i putove biokemijske sinteze od oksidacije, a cijelo tijelo od toksičnog djelovanja stranih tvari. Dosta ga ima u živčanom, vezivnom, koštanom tkivu. Sumpor je sastavni dio strukturnog proteina kolagena. Nadoknadu tijela sumporom osigurava pravilno organizirana prehrana, koja uključuje meso, kokošja jaja, zobene pahuljice i heljdu, proizvode od brašna, mlijeko, sireve, mahunarke i kupus.
Unatoč značajnom broju studija, uloga sumpora u osiguravanju vitalne aktivnosti tijela nije u potpunosti razjašnjena. Dakle, dok ne postoje jasni klinički opisi bilo kakvih specifičnih poremećaja povezanih s nedovoljnim unosom sumpora u organizam. Istodobno su poznate acidoaminopatije - poremećaji povezani s poremećenim metabolizmom aminokiselina koje sadrže sumpor (homocistinurija, cistationurija). Također postoji opsežna literatura koja se odnosi na kliniku akutne i kronične intoksikacije spojevima sumpora.
Glavne manifestacije nedostatka sumpora:
simptomi bolesti jetre
· simptomi bolesti zglobova;
simptomi kožnih bolesti;
Različite i brojne manifestacije nedostatka u tijelu i metaboličkih poremećaja biološki aktivnih spojeva koji sadrže sumpor.
Povećan sadržaj sumpora u tijelu.
Pri visokim koncentracijama sumporovodika u udahnutom zraku vrlo brzo se razvija klinička slika intoksikacije, u roku od nekoliko minuta javljaju se konvulzije, gubitak svijesti i zastoj disanja. U budućnosti se posljedice trovanja mogu očitovati trajnim glavoboljama, psihičkim smetnjama, paralizom, poremećajima funkcija dišnog sustava i gastrointestinalnog trakta.
Utvrđeno je da je parenteralna primjena fino mljevenog sumpora u uljnoj otopini u količini od 1-2 ml praćena hipertermijom s hiperleukocitozom i hipoglikemijom. Vjeruje se da je toksičnost sumpornih iona 200 puta veća od one kloridnih iona kada se daju parenteralno.
Toksičnost sumpornih spojeva koji su ušli u gastrointestinalni trakt povezana je s njihovom pretvorbom crijevne mikroflore u sumporovodik, vrlo otrovan spoj.
U slučajevima smrti nakon trovanja sumporom na obdukciji postoje znakovi emfizema, upale mozga, akutnog kataralnog enteritisa, nekroze jetre, krvarenja (petehije) u miokardu.
Kod kronične intoksikacije (disulfid ugljik, sumpordioksid) opažaju se psihički poremećaji, organske i funkcionalne promjene u živčanom sustavu, slabost mišića, oštećenje vida i različiti poremećaji aktivnosti drugih tjelesnih sustava.
Posljednjih desetljeća spojevi koji sadrže sumpor (sulfiti), koji se kao konzervansi dodaju brojnim namirnicama, alkoholnim i bezalkoholnim pićima, postali su jedan od izvora viška sumpora u ljudskom tijelu. Osobito puno sulfita u dimljenom mesu, krumpiru, svježem povrću, pivu, jabukovači, gotovim salatama, octu, vinskim bojama. Moguće je da je povećana konzumacija sulfita dijelom kriva za porast incidencije bronhijalne astme. Poznato je, na primjer, da 10% bolesnika s bronhijalnom astmom pokazuje preosjetljivost na sulfite (tj. osjetljivo je na sulfite). Kako bi se smanjio negativan učinak sulfita na organizam, preporuča se povećati udio sira, jaja, masnog mesa i peradi u prehrani.
Glavne manifestacije viška sumpora:
svrbež kože, osip, furunkuloza;
crvenilo i oticanje konjunktive;
Pojava malih točkastih defekata na rožnici;
bol u obrvama i očnim jabučicama, osjećaj pijeska u očima;
fotofobija, suzenje;
opća slabost, glavobolja, vrtoglavica, mučnina;
katar gornjih dišnih puteva, bronhitis;
Gubitak sluha
Probavni poremećaji, proljev, gubitak težine;
Anemija
konvulzije i gubitak svijesti (uz akutnu intoksikaciju);
Mentalni poremećaji, smanjenje inteligencije.
Uloga sumpora u ljudskom tijelu iznimno je važna, a poremećaj metabolizma sumpora popraćen je brojnim patologijama. U međuvremenu, klinika ovih poremećaja je nedovoljno razvijena. Točnije, razne "nespecifične" manifestacije poremećaja ljudskog zdravlja kliničari još ne povezuju s poremećajima metabolizma sumpora.
7. ULOGA KALCIJA U LJUDSKOM TIJELU
Kalcij je izravno uključen u najsloženije procese, kao što je zgrušavanje krvi; regulacija unutarstaničnih procesa; regulacija propusnosti stanične membrane; regulacija procesa živčanog provođenja i mišićnih kontrakcija; održavanje stabilne srčane aktivnosti; formiranje kostiju, mineralizacija zuba.
Kalcij je važan dio tijela; njegov ukupni sadržaj iznosi oko 1,4% (1000 g na 70 kg tjelesne težine). U tijelu je kalcij neravnomjerno raspoređen: oko 99% njegove količine nalazi se u koštanom tkivu, a samo 1% se nalazi u drugim organima i tkivima. Kalcij se izlučuje iz organizma kroz crijeva i bubrege.
Osim toga, produljeni nedostatak kalcija u hrani nepoželjno utječe na ekscitabilnost srčanog mišića i ritam njegovih kontrakcija.
Unatoč činjenici da u prehrani većine ljudi ima dovoljno hrane koja sadrži kalcij, mnogi ljudi pate od nedostatka kalcija. Razlog je taj što je kalcij teško probavljiv.
Prije svega, treba napomenuti da se kalcij gubi tijekom toplinske obrade (na primjer, kod kuhanja povrća - 25%). Gubitak kalcija bit će zanemariv ako se konzumira voda u kojoj se kuhalo povrće.
Također se mora imati na umu da apsorpciju kalcija u crijevima otežavaju fitinska kiselina, koje ima najviše u raženom kruhu, i oksalna kiselina, koje ima u izobilju u kiselici, kakau. Iskorištavanje kalcija hranom bogatom mastima je teško. “Neprijatelji” kalcija su šećer od trske, čokolada i kakao.
Glavne manifestacije nedostatka kalcija.
Posljedice nedostatka kalcija mogu se očitovati i na razini cijelog organizma i njegovih pojedinačnih sustava:
opća slabost, povećan umor;
Bol, grčevi mišića
bol u kostima, poremećaji hoda;
kršenja procesa rasta;
hipokalcemija, hipokalcinoza;
Dekalcifikacija skeleta, deformirajući osteoartritis, osteoporoza, deformacija kralježaka, frakture kostiju;
· bolest urolitijaze;
Kashin-Beckova bolest;
Poremećaji imuniteta;
Smanjeno zgrušavanje krvi, krvarenje.
Povećan sadržaj kalcija u tijelu.
Toksični učinak kalcija očituje se samo uz dugotrajnu primjenu i to obično kod osoba s poremećenim metabolizmom ovog bioelementa (npr. s hiperparatireozom). Do trovanja može doći uz redovitu konzumaciju više od 2,5 g kalcija dnevno.
Glavne manifestacije viška kalcija:
suzbijanje ekscitabilnosti skeletnih mišića i živčanih vlakana;
Smanjen tonus glatkih mišića;
hiperkalcemija, povećanje kalcija u krvnoj plazmi;
Povećana kiselost želučanog soka, hiperacidni gastritis, čir na želucu;
kalcifikacija, taloženje kalcija u organima i tkivima (u koži i potkožnom tkivu; vezivno tkivo duž fascije, tetive, aponeuroze; mišići; stijenke krvnih žila; živci);
bradikardija, angina;
giht, kalcifikacija tuberkuloznih žarišta itd.;
Povećanje sadržaja kalcijevih soli u urinu;
nefrokalcinoza, bolest bubrežnih kamenaca;
povećanje zgrušavanja krvi;
Povećan rizik od razvoja disfunkcije štitnjače i paratireoidnih žlijezda, autoimunog tiroiditisa;
Izbacivanje fosfora, magnezija, cinka, željeza iz tijela.
Najlakše probavljiv je kalcij iz mlijeka i mliječnih proizvoda (s izuzetkom maslaca) u kombinaciji s povrćem i voćem. Za zadovoljenje dnevnih potreba dovoljno je 0,5 l mlijeka ili 100 g sira. Inače, mlijeko nije samo izvrstan izvor kalcija, već i potiče apsorpciju kalcija sadržanog u drugim proizvodima.
Za apsorpciju kalcija vrlo je važna prisutnost vitamina D u prehrani, koji neutralizira djelovanje raznih antikalcificirajućih tvari i regulator je fosforno-kalcijevog metabolizma.
kemijski biološki organogen kisik
ZAKLJUČAK
Svi živi organizmi imaju blizak kontakt s okolinom. Život zahtijeva stalan metabolizam u tijelu. Unos kemijskih elemenata u organizam olakšava hrana i konzumirana voda. Tijelo se sastoji od 60% vode, 34% organske tvari i 6% anorganske tvari. Glavne komponente organskih tvari su C, H, O. Oni također uključuju N, P, S. Sastav anorganskih tvari nužno sadrži 22 kemijska elementa (vidi tablicu br. 1). Na primjer, ako osoba teži 70 kg, tada sadrži (u gramima): Ca - 1700, K - 250, Na -70, Mg - 42, Fe - 5, Zn - 3. Metali čine 2,1 kg. Sadržaj u tijelu elemenata grupa IIIA-VIA, kovalentno vezanih na organski dio molekula, opada s povećanjem naboja jezgre atoma ove skupine periodnog sustava D. I. Mendelejeva.
Sadašnje stanje znanja o biološkoj ulozi elemenata može se okarakterizirati kao površan dodir ovog problema. Sakupljeno je mnogo činjeničnih podataka o sadržaju elemenata u raznim komponentama biosfere, odgovorima tijela na njihov nedostatak i višak. Sastavljene su karte biogeokemijskog zoniranja i biogeokemijskih provincija. Ali ne postoji opća teorija koja razmatra funkciju, mehanizam djelovanja i ulogu mikroelemenata u biosferi
Obični elementi u tragovima, kada njihova koncentracija u tijelu premašuje biotičku koncentraciju, pokazuju toksični učinak na tijelo. Otrovni elementi u vrlo malim koncentracijama nemaju štetan učinak na biljke i životinje. Na primjer, arsen u mikrokoncentraciji ima biostimulirajući učinak. Dakle, ne postoje toksični elementi, ali postoje toksične doze. Dakle, male doze elementa su lijek, velike doze su otrov. "Sve je otrov, i ništa nije lišeno otrova, samo jedna doza čini otrov nevidljivim" - Paracelsus. Prikladno je podsjetiti se riječi tadžikistanskog pjesnika Rudakija: "Ono što se danas smatra drogom, sutra će postati otrov."
BIBLIOGRAFIJA
1. Avtsyn A.P., Zhavoronkov A.A. i drugi elementi u tragovima čovjeka. -M.: Medicina, 1991. -496 str.
Eršov Yu.A., Popkov V.A., Berlyand A.S., Knizhnik A.Z., Mikhailichenko N.I. Opća kemija. Biofizička kemija. Kemija biogenih elemenata. -M.: Viša škola, 1993. -560 str.
Eršov Yu.A., Pletneva T.V. Mehanizmi toksičnog djelovanja anorganskih spojeva. -M.: Medicina, 1989. -272 str.
Zholnin A.V. složeni spojevi. Čeljabinsk: ChGMA, 2000. -28 str.
Bingham FG, Costa M., Eichenberg E. i dr. Neka pitanja o toksičnosti metalnih iona. -M.: Medicina, 1993. -368 str.
Fremantle M. Kemija na djelu. -M.: Mir, 1991. v.2, 620 str.
Hughes M. Anorganska kemija bioloških procesa. -M.: Mir, 1983. - 416 str.
Zholnin A.V., Arbuzina R.F., Konstanz E.V., Rylnikova G.I. Metodički priručnik za laboratorijske studije iz opće kemije. dio II. -Čeljabinsk: ChGMA, 1993. -176 str.
Enterosorpcija. /Pod, ispod. izd. prof. NA. Beljakova. Centar za sorpcijsku tehnologiju. - L., 1991. - 336 str.
Silicij je također bitan element u tragovima. To je potvrđeno pomnim proučavanjem prehrane štakora različitim dijetama. Štakori su značajno dobili na težini kada je u njihovu prehranu dodan natrijev metasilikat (Na 2 (SiO) 3 . 9H 2 O) (50 mg na 100 g). kokoši i štakori trebaju silicij za rast i razvoj kostura. Nedostatak silicija dovodi do kršenja strukture kostiju i vezivnog tkiva. Kako se pokazalo, silicij je prisutan u onim dijelovima kosti gdje se aktivna kalcifikacija događa, na primjer, u stanicama koje tvore kosti, osteoblastima. S godinama se koncentracija silicija u stanicama smanjuje.
Malo se zna o procesima u kojima je uključen silicij u živim sustavima. Tamo je u obliku silicijeve kiseline i vjerojatno sudjeluje u umrežavanju ugljika. Kod ljudi se hijaluronska kiselina iz pupkovine pokazala najbogatijim izvorom silicija. Sadrži 1,53 mg slobodnog i 0,36 mg vezanog silicija po gramu.
Selen
Nedostatak selena uzrokuje smrt mišićnih stanica i dovodi do zatajenja mišića, posebice zatajenja srca. Biokemijsko proučavanje ovih stanja dovelo je do otkrića enzima glutation peroksidaze koji uništava perokside, a nedostatak selena dovodi do smanjenja koncentracije tog enzima, što dovodi do oksidacije lipida. Poznata je sposobnost selena da zaštiti od trovanja živom. Mnogo manje poznata je činjenica da postoji korelacija između visokog unosa selena u prehrani i niske smrtnosti od raka. Selen je uključen u ljudsku prehranu u količini od 55 - 110 mg godišnje, a koncentracija selena u krvi je 0,09 - 0,29 μg / cm 3. Kada se uzima oralno, selen se koncentrira u jetri i bubrezima. Drugi primjer zaštitnog učinka selena od trovanja lakim metalima je njegova sposobnost zaštite od trovanja spojevima kadmija. Pokazalo se da, kao iu slučaju žive, selen tjera te toksične ione da se vežu na ionsko aktivne centre, na one na koje njihov toksični učinak ne utječe.
Arsen
Unatoč dobro poznatim toksičnim učincima arsena i njegovih spojeva, postoje pouzdani dokazi da nedostatak arsena dovodi do smanjenja plodnosti i inhibicije rasta, a dodavanje natrijevog arsenita u hranu dovodi do povećanja stope rasta u ljudi.
Klor i brom
Halogeni anioni razlikuju se od svih po tome što su jednostavni, a ne okso anioni. Klor je iznimno raširen, sposoban je proći kroz membranu i igra važnu ulogu u održavanju osmotske ravnoteže. Klor je prisutan kao klorovodična kiselina u želučanom soku. Koncentracija klorovodične kiseline u ljudskom želučanom soku je 0,4-0,5%.
Postoje određene sumnje o ulozi broma kao elementa u tragovima, iako je pouzdano poznat njegov sedativni učinak.
Fluor
Zubni karijes je dovoljno detaljno proučavan. Počinje stvaranjem mrlje na površini zuba. Kiseline koje proizvode bakterije otapaju zubnu caklinu ispod mrlje, ali, začudo, ne s njezine površine. Često gornja površina ostaje netaknuta sve dok područja ispod nje nisu potpuno uništena. Pretpostavlja se da u ovoj fazi fluoridni ion može olakšati stvaranje apetita. Tako se vrši reminelizacija započete štete.
Fluor se koristi za sprječavanje oštećenja zubne cakline. Fluoridi se mogu dodati u pastu za zube ili nanijeti izravno na zube. Koncentracija fluora potrebna za sprječavanje karijesa u vodi za piće je oko 1 mg/l, ali razina potrošnje ne ovisi samo o tome. Korištenje visokih koncentracija fluorida (više od 8 mg / l) može negativno utjecati na osjetljive ravnotežne procese stvaranja koštanog tkiva. Prekomjerna apsorpcija fluora dovodi do fluoroze. Fluoroza dovodi do poremećaja u radu štitnjače, inhibicije rasta i oštećenja bubrega. Dugotrajno izlaganje fluoru na tijelu dovodi do mineralizacije tijela. Zbog toga dolazi do deformacije kostiju, koje mogu čak i srasti, a ligamenti se kalciraju.
Jod
Nedostatak joda dovodi do karakterističnih simptoma: slabosti, žućenja kože, hladnoće i suhoće. Liječenje hormonima štitnjače ili jodom uklanja ove simptome. Nedostatak hormona štitnjače može dovesti do povećanja štitnjače. U rijetkim slučajevima (opterećenje u tijelu raznim spojevima koji ometaju apsorpciju joda, poput tiocijanata ili antitireoidnog sredstva – goitrina, koji je prisutan u raznim vrstama kupusa), nastaje gušavost. Nedostatak joda posebno snažno utječe na zdravlje djece – zaostaju u tjelesnom i psihičkom razvoju. Prehrana s nedostatkom joda tijekom trudnoće dovodi do rađanja hipotireoidne djece (kretina).
Višak hormona štitnjače dovodi do iscrpljenosti, nervoze, tremora, gubitka težine i prekomjernog znojenja. To je povezano s povećanjem aktivnosti peroksidaze i, posljedično, s povećanjem jodiranja tireoglobulina. Višak hormona može biti posljedica tumora štitnjače. U liječenju se koriste radioaktivni izotopi joda koje stanice štitnjače lako apsorbiraju..
"Nemetali u ljudskom životu"
Osnovni nemetali. U slobodnom obliku mogu postojati plinovite nemetalne jednostavne tvari - fluor, klor, kisik, dušik, vodik, čvrste tvari - jod, astatin, sumpor, selen, telur, fosfor, arsen, ugljik, silicij, bor. Brom postoji kao tekućina na sobnoj temperaturi. Razmotrit ćemo samo neke
Primjena 1. U proizvodnji polivinil klorida, plastičnih smjesa, sintetičke gume, od kojih se izrađuju: izolacija za žice, prozorski profili, ambalažni materijali, odjeća i obuća, linoleum i gramofonske ploče, lakovi, oprema i pjenasta plastika, igračke, dijelovi instrumenata, građevinski materijali. 2. Svojstva izbjeljivanja klora poznata su od davnina, iako ne “bijeli” sam klor, već atomski kisik, koji nastaje tijekom razgradnje hipoklorne kiseline. 3. Proizvodnja organoklornih insekticida - tvari koje ubijaju insekte štetne za usjeve, ali su sigurne za biljke. Značajan dio proizvedenog klora troši se na dobivanje sredstava za zaštitu bilja. 4. Koristio se kao kemijsko ratno sredstvo, kao i za proizvodnju drugih kemijskih ratnih sredstava: iperit, fosgen.
5. Za dezinfekciju vode - "hloriranje". Najčešća metoda dezinfekcije pitke vode; temelji se na sposobnosti slobodnog klora i njegovih spojeva da inhibiraju enzimske sustave mikroorganizama koji kataliziraju redoks procese. U pogledu trajnosti u interakciji s kloriranom vodom, bakrene vodovodne cijevi pokazuju pozitivne rezultate. 6. Registriran u prehrambenoj industriji kao aditiv za hranu E925. 7. U kemijskoj proizvodnji klorovodične kiseline, izbjeljivača, bertolet soli, metalnih klorida, otrova, lijekova, gnojiva. 8. U metalurgiji za proizvodnju čistih metala: titan, kositar, tantal, niobij. 9. Kao indikator solarnih neutrina u klor-argon detektorima.
Biološka uloga klora. Mnoge razvijene zemlje pokušavaju ograničiti korištenje klora u kući, uključujući i zato što spaljivanje smeća koje sadrži klor proizvodi značajnu količinu dioksina.
Upotreba sumpora Sumpor se koristi za proizvodnju sumporne kiseline, vulkanizaciju gume, kao fungicid u poljoprivredi i kao koloidni sumpor - lijek. Također, sumpor u sastavu sumpor-bitumenskih smjesa koristi se za proizvodnju sumpornog asfalta.
I također sumpor ... sudjeluje u stvaranju hrskavičnog i koštanog tkiva, poboljšava rad zglobova i ligamenata; utječe na stanje kože, kose i noktiju (dio kolagena, keratina i melanina); jača mišićno tkivo (osobito tijekom razdoblja aktivnog rasta kod djece i adolescenata); sudjeluje u stvaranju određenih vitamina i pojačava učinkovitost vitamina B1, biotina, vitamina B5; ima zacjeljivanje rana i protuupalni učinak; smanjuje bolove u zglobovima, mišićima i grčeve; doprinosi neutralizaciji i ispiranju toksina iz tijela; stabilizira razinu šećera u krvi; pomaže jetri da luči žuč; povećava otpornost na radio emisiju!
Hvala na pažnji
Ovaj projekt izveli su učenici 9. razreda koji su se zainteresirali za ulogu nemetala u životu čovjeka.
Edukativni projekt iz kemije
"Nemetali u našem životu".
Metodički prikaz:
Uvod
Projektni rad.
Uvod
Tema projekta:"Nemetali u našem životu".
Stvar: kemija.
razred: 9-a.
Dob: 15-16 godina.
Broj studenata: 4.
Vrijeme projekta: oko 2 mjeseca.
Obrazac rada: nastava - izvannastavna.
Motivacija za rad
Projektni rad
Prezentacija projekta
Projektni proizvod
Edukativni projekt iz kemije
"Nemetali u našem životu".
Metodički prikaz:
Uvod
Metodička putovnica obrazovnog projekta
Projektni rad.
Uvod
Metoda projekta jedna je od sastavnica nastave kemije. Ova metoda najpotpunije odražava dva glavna načela komunikacijskog pristupa nastavi kemije: motivaciju za učenje - u projektnim aktivnostima uvijek je pozitivna - i osobni interes: projekt odražava interese učenika, njihov vlastiti svijet. Učenici 9.a razreda izveli su ovaj projekt u sklopu studija kemije.
Metodička putovnica obrazovnog projekta
Tema projekta:"Nemetali u našem životu".
Stvar: kemija.
razred: 9-a.
Dob: 15-16 godina.
Broj studenata: 4.
Vrijeme projekta: oko 2 mjeseca.
Obrazac rada: nastava - izvannastavna.
Odgojno-obrazovni ciljevi:
Razvijati interes za predmet;
Razvijati sposobnost oblikovanja, rada s informativnim tekstom, dodatnom literaturom, traženjem potrebnih informacija;
Razvijati komunikacijske vještine u interakciji igranja uloga.
Motivacija za rad na temelju interesa za temu.
Tema "Nemetali" proučavana je u nastavi prema planu, ali samo 4 učenika željela su je dublje razraditi: Andrej Rjabinin, Tatjana Lazukina, Tatjana Petelina, Anastasija Strekova. Svi sudionici projekta prikupili su materijal koji je u obliku prezentacije osmislio Andrey Ryabinin.
Projektni rad
1. faza (organizacijska): odabirom teme istraživanja učenici su definirali zadatke i planirali svoje aktivnosti. Uloga učitelja je usmjeravanje na temelju motivacije.
2. faza (traženje i istraživanje): učenici su prikupili informacije o svojoj temi, pripremili vizualni prikaz svog istraživanja. Uloga učitelja je promatračka, učenici su uglavnom radili samostalno.
Faza 3 (prezentacija projekta i njegovog proizvoda). Uloga učitelja je suradnja.
Prezentacija projekta
Prezentacija je održana u obliku konferencije na satu, gdje su predstavljene zagonetke i test o nemetalima te je donijet zaključak o velikoj ulozi nemetala u životu čovjeka.
Projektni proizvod
Sudionici projekta napravili su štand na kojem su predstavili eksponate koji sadrže razne nemetale koji se koriste u našem životu.
Pregledajte sadržaj dokumenta
"Edukativni projekt "Nemetali u našem životu""
nemetali
Čvrsto
plinoviti
Tekućina
Cl 2
H 2
nemetali su kemijski elementi koji mogu pokazivati svojstva poput oksidacijsko sredstvo (prihvati elektrone), i redukcijsko sredstvo (donirati elektrone).
NM – elementi s visokim OEE (2 - 4)
Iznimke: fluor - samo oksidans
inertnih plinova može donirati samo elektrone.
Helij, neon i argon - ne stvaraju veze.
Elementi u neživoj prirodi
Kisik
Silicij
Aluminij
Željezo
Kalcij
Natrij
Kalij
Magnezij
Vodik
Odmor
Biti u prirodi
izvorni elementi
Dušik i kisik, inertni plinovi u zraku
Sumpor
Grafit C
Dijamant C
Biti u prirodi
← Apatiti R
Halit NaCl →
← FeS 2 pirit
Kvarcni
SiO 2 →
5 B
6 C
14 Si
7 N
1 H
15 P
8 O
9 F
16 S
33 Kao
2 On
10 Ne
17 Cl
34 Se
35 Br
52 Te
18 Ar
53 ja
36 kr
54 Xe
85 Na
86 Rn
Osnovni nemetali.
U slobodnom obliku mogu postojati plinovite nemetalne jednostavne tvari - fluor, klor, kisik, dušik, vodik, čvrste - jod, astatin, sumpor, selen, telur, fosfor, arsen, ugljik, silicij, bor. Brom postoji kao tekućina na sobnoj temperaturi.
Razmotrit ćemo samo neke
to je zeleni plin
Korištenje klora.
jednostavna tvar klor u normalnim uvjetima - otrovni plin žućkasto-zelene boje, oštrog mirisa. Molekula klora je dvoatomska (formula Cl2).
Klor je vrlo aktivan - izravno se kombinira s gotovo svim elementima periodnog sustava. Stoga se u prirodi javlja samo u obliku spojeva u sastavu minerala.
Primjena
1. U proizvodnji polivinil klorida, plastičnih smjesa, sintetičke gume, od koje se izrađuju:
- izolacije za žice, prozorske profile, ambalažni materijal, odjeću i obuću, linoleum i gramofonske ploče, lakove, opremu i pjenastu plastiku, igračke, dijelove aparata, građevinski materijal.
2. Svojstva izbjeljivanja klora poznata su od davnina, iako ne “bijeli” sam klor, već atomski kisik, koji nastaje tijekom razgradnje hipoklorne kiseline.
3. Proizvodnja organoklornih insekticida - tvari koje ubijaju insekte štetne za usjeve, ali su sigurne za biljke. Značajan dio proizvedenog klora troši se na dobivanje sredstava za zaštitu bilja.
4. Koristio se kao kemijsko ratno sredstvo, kao i za proizvodnju drugih kemijskih ratnih sredstava: iperit, fosgen.
5. Za dezinfekciju vode - "hloriranje". Najčešća metoda dezinfekcije pitke vode; temelji se na sposobnosti slobodnog klora i njegovih spojeva da inhibiraju enzimske sustave mikroorganizama koji kataliziraju redoks procese.
- U pogledu trajnosti u interakciji s kloriranom vodom, bakrene vodovodne cijevi pokazuju pozitivne rezultate.
6. Registriran u prehrambenoj industriji kao aditiv za hranu E925 .
7. U kemijskoj proizvodnji klorovodične kiseline, izbjeljivača, bertolet soli, metalnih klorida, otrova, lijekova, gnojiva.
8. U metalurgiji za proizvodnju čistih metala: titan, kositar, tantal, niobij.
9. Kao indikator sunčevih neutrina u klor-argon detektorima.
izrađen prozorski profil
glavna komponenta
izbjeljivač je
Labarrakov voda (natrijev hipoklorit).
Mnoge razvijene zemlje pokušavaju ograničiti korištenje klora u kući, uključujući i zato što spaljivanje smeća koje sadrži klor proizvodi značajnu količinu dioksina.
Biološka uloga klora.
U ljudi i životinja, klor se uglavnom nalazi u međustaničnim tekućinama (uključujući krv) i igra važnu ulogu u regulaciji osmotskih procesa, kao i u procesima povezanim s funkcioniranjem živčanih stanica.
to je svijetložuta krhka krutina, bez mirisa u svom čistom obliku.
Sumpor se značajno razlikuje od kisika po svojoj sposobnosti stvaranja stabilnih lanaca i ciklusa od atoma sumpora. Ovo je kristalni sumpor - krhka žuta tvar.
Upotreba sumpora.
Sumpor se koristi za proizvodnju sumporne kiseline, vulkanizaciju gume, kao fungicid u poljoprivredi i kao koloidni sumpor - lijek. Također, sumpor u sastavu sumpor-bitumenskih smjesa koristi se za proizvodnju sumpornog asfalta.
Potreban sumpor
za tijelo, makronutrijent je
preduvjet za zdravu kožu,
kose i noktiju, zbog čega je često nazivaju
"mineral ljepote" .
I također sumpor...
- sudjeluje u stvaranju hrskavičnog i koštanog tkiva, poboljšava rad zglobova i ligamenata;
- utječe na stanje kože, kose i noktiju (dio kolagena, keratina i melanina);
- jača mišićno tkivo (osobito tijekom razdoblja aktivnog rasta kod djece i adolescenata);
- sudjeluje u stvaranju određenih vitamina i pojačava učinkovitost vitamina B1, biotina, vitamina B5;
- ima zacjeljivanje rana i protuupalni učinak;
- smanjuje bolove u zglobovima, mišićima i grčeve;
- doprinosi neutralizaciji i ispiranju toksina iz tijela;
- stabilizira razinu šećera u krvi;
- pomaže jetri da luči žuč;
- povećava otpornost na radio emisiju!
Dnevna potreba odrasle zdrave osobe za sumporom je 4-6 g.
Izvori sumpora:
Povrće:
kupus, luk,šparoge, hren, ogrozd, grožđe, jabuke, češnjak;
Žitarice:
Žitarice, mahunarke, pekarski proizvodi.
životinje: - nemasna govedina; - riba;- kokošja jaja; - mlijeko i mliječni proizvodi.
Plinovi - nemetali - dvoatomne molekule
Čvrsta tvar - Nemetalni jod
Alkoholna otopina joda
Brom
Kad se brom otopi u vodi
proizvodi bromsku vodu
Spojevi nemetala .
1) Oksidi - samo kiseli
TAKO 3 , TAKO 2 , CO 2 drugo.
(osim za NO i CO – indiferentno)
2) Hidroksidi - samo kiseline
H 2 TAKO 4 , H 2 TAKO 3 , H 2 CO 3 drugo
Tvoriti hlapljive spojeve s vodikom HCl, NH 3
Struktura atoma NeMe
1. Elementi se nalaze u glavnim podskupinama III-VIII skupina (A).
2. Na posljednjoj razini 3 - 7(8) elektrona.
3. Radijus atoma se smanjuje
4. Nemetalna svojstva
U razdoblju - povećanje
U skupini - smanjenje
Struktura NeMe
5. Visoka elektronegativnost.
6. Prihvaćaju elektrone i daju ih.
7. NeMe → kiseli oksid → kiselina
8. Hlapljivi vodikovi spojevi
(kiseline, baze i indiferentni)
Alotropija ugljika
Dijamant
Alotropija ugljika
Alotropija fosfora
Alotropija sumpora. Kristalni, plastični i monoklinički
Alotropija kisika
Kisik
Zaključak
MISTERIJE O NEMETALIMA
1. Došao je gost iz svemira, našao je zaklon u zraku.
2. Živimo prije svega u kući, zajedno dajemo toplinu i svjetlost.
3. Zove se beživotno, ali život nije stvoren bez njega.
4.Lijepa u kristalima i parama, izaziva strah kod djece.
5. Iz planine su izvadili komad, gurnuli ga u drveno deblo.
6. Budi ponosan na neopisivu nezapaljivu žeravicu i prozirnog brata.
7. Kalcinirani ugljen pomogao je vatrogascu da diše.
8. Bijeli se boji zraka, pocrvenio je da preživi.
9. Iako mnoge tvari pretvara u otrov, u kemiji je vrijedan svih vrsta nagrada.
10. Koji plin tvrdi da nije to?
11. Koji kemijski elementi tvrde da druge tvari mogu rađati?
12. Što je nemetal šuma?
Dakle, provjerimo vaše znanje iz kemije:
1. Vodik.
2. Vodik i helij.
5. Grafit u olovci.
6. Dijamant, grafit.
7.Aktivni ugljen.
8. Bijeli i crveni fosfor.
11. Vodik, kisik.
