„Elementele biogene din corpul uman”
INTRODUCERE
1.1 Elemente biogene - nemetale care fac parte din corpul uman
2 Elemente biogene - metale care fac parte din corpul uman
ROLUL OXIGENULUI ÎN CORPUL UM
ROLUL CARBONULUI ÎN CORPUL UM
ROLUL HIDROGENULUI ÎN CORPUL UM
ROLUL POTASIUULUI ÎN CORPUL UM
ROLUL SULFULUI ÎN CORPUL UM
ROLUL CALCIULUI ÎN CORPUL UM
CONCLUZIE
BIBLIOGRAFIE
INTRODUCERE
Opinia că aproape toate elementele sistemului periodic al D.I. Mendeleev, devine familiar. Cu toate acestea, oamenii de știință sugerează că nu numai toate elementele chimice sunt prezente într-un organism viu, dar fiecare dintre ele îndeplinește o anumită funcție biologică. Este posibil ca această ipoteză să nu fie confirmată. Pe măsură ce cercetările în această direcție se dezvoltă, se dezvăluie rolul biologic al unui număr tot mai mare de elemente chimice.
Pentru a-și menține sănătatea, o persoană trebuie să asigure organismului un aport echilibrat de nutrienți din alimente, apă și aer inhalat. Produsele alimentare cu un conținut ridicat de calciu, iod și alte elemente chimice sunt adesea reclame, dar este acest lucru bun pentru organismul nostru? Ce boli pot fi cauzate de excesul sau deficiența unuia sau altui element chimic la copii și adulți?
În vremea noastră, când sunt din ce în ce mai puțini oameni sănătoși din copilărie, această problemă este cu adevărat relevantă.
Un număr inimaginabil de compuși chimici diferiți se formează continuu în corpul uman. Unii dintre compușii sintetizați sunt folosiți ca material de construcție sau sursă de energie și oferă organismului creștere, dezvoltare și vitalitate; cealaltă parte, care poate fi considerată zgură sau deșeuri, este excretată din organism.
În metabolism sunt implicate atât substanțele anorganice, cât și cele organice. Elementele chimice care formează aceste substanțe se numesc elemente biogene. Aproximativ 30 de elemente sunt considerate a fi biogene fiabil.
Figura 1 prezintă principalele elemente chimice care alcătuiesc corpul uman.
Figura 1 - Diagrama. Compoziția elementară a corpului uman.
1.1 Elemente biogene - nemetale care fac parte din corpul uman
Printre elementele biogene, un loc aparte îl ocupă elementele organogenice care formează cele mai importante substanțe ale organismului - apă, proteine, carbohidrați, grăsimi, vitamine, hormoni și altele. Organogenii includ 6 elemente chimice: carbon, oxigen, hidrogen, azot, fosfor, sulf. Fracția lor de masă totală în corpul uman este de aproximativ 97,3% (vezi tabelul 1).
Toate elementele organogenice sunt nemetale. Dintre nemetale, clorul (fracția de masă 0,15%), fluorul, iodul și bromul sunt, de asemenea, biogene. Aceste elemente nu sunt incluse printre elementele organogenice, deoarece, spre deosebire de acestea din urmă, ele nu joacă un rol atât de universal în construcția structurilor organice ale corpului. Există date despre biogenicitatea siliciului, borului, arsenului și seleniului.
Tabelul 1. Conținutul de elemente organogene din corpul uman.
|
Elemente - organogeni |
Fracție de masă (în%) |
Greutate (în g / 70 kg) |
|
carbon (C) |
||
|
oxigen (O) |
||
|
hidrogen (H) |
||
|
fosfor (P) |
||
|
68117 ≈ 68 kg |
1.2 Elemente biogene - metale care fac parte din corpul uman
Elementele nutritive includ o serie de metale, printre care 10 așa-numitele „metale ale vieții” îndeplinesc funcții biologice deosebit de importante. Aceste metale sunt calciu, potasiu, sodiu, magneziu, fier, zinc, cupru, mangan, molibden, cobalt (vezi tabelul 2).
Pe lângă cele 10 „metale ale vieții”, mai multe metale sunt incluse printre elementele biogene, de exemplu, staniu, litiu, crom și altele.
Tabelul 2. Conținutul „metalelor vieții” din corpul uman
|
Fracție de masă (în%) |
Greutate (în g / 70 kg) |
|
|
Calciu (Ca) |
||
|
Sodiu (Na) |
||
|
magneziu (Mg) |
||
|
Fier (Fe) |
||
|
Mangan (Mn) |
||
|
Molibden (Mo) |
||
|
Cobalt (Co) |
||
În funcție de fracția de masă din organism, toate elementele biogene sunt împărțite în:
a) macronutrienți (fracția de masă în organism este mai mare de 10 -2%, sau mai mult de 7 g);
b) oligoelemente (fracția de masă în organism este mai mică de 10 -2%, sau mai mică de 7 g).
Macroelementele includ toți organogenii, clorul și 4 „metale ale vieții”: magneziu, potasiu, calciu, sodiu. Ele reprezintă 99,5%, mai mult de 96% fiind reprezentate de 4 elemente (carbon, oxigen, hidrogen, azot). Ele sunt componentele principale ale tuturor compușilor organici.
Oligoelemente se găsesc în celule în cantități foarte mici. Acestea includ zinc, mangan, cupru, iod, fluor și altele. Dar chiar și acele elemente care sunt conținute în cantități neglijabile sunt necesare vieții și nu pot fi înlocuite cu nimic. Rolul și funcțiile biologice pe care aceste elemente le îndeplinesc în organismul uman sunt foarte diverse, iar deficiența sau excesul lor poate duce la boli grave (vezi Anexele B și D). Este suficient să spunem că aproximativ 200 de enzime sunt activate de metale. În total, în corpul uman au fost identificate aproximativ 70 de minerale, dintre care 14 oligoelemente sunt considerate esențiale - acestea sunt fier, cobalt, cupru, crom, nichel, mangan, molibden, zinc, iod, staniu, fluor, siliciu, vanadiu. , seleniu. Multe oligoelemente pătrund în organism aproape exclusiv prin alimentația cu fructe și legume. Plantele sălbatice comestibile sunt, de asemenea, bogate în oligoelemente, care, atunci când sunt extrase din straturile adânci, se acumulează în frunze, flori și fructe.
2. ROLUL OXIGENULUI ÎN CORPUL UM
Funcția principală a oxigenului molecular din organism este oxidarea diferiților compuși. Împreună cu hidrogenul, oxigenul formează apă, al cărei conținut în corpul unui adult este în medie de aproximativ 55-65%.
Oxigenul face parte din proteine, acizi nucleici și alte componente vitale ale corpului. Oxigenul este esențial pentru respirație, oxidarea grăsimilor, proteinelor, carbohidraților, aminoacizilor și a multor alte procese biochimice.
Calea obișnuită prin care oxigenul pătrunde în organism se află prin plămâni, unde acest bioelement pătrunde în sânge, este absorbit de hemoglobină și formează un compus ușor de disociat - oxihemoglobina, iar apoi din sânge intră în toate organele și țesuturile. Oxigenul intră în organism și în stare legată, sub formă de apă. În țesuturi, oxigenul este consumat în principal pentru oxidarea diferitelor substanțe în procesul de metabolism. În viitor, aproape tot oxigenul este metabolizat în dioxid de carbon și apă și este excretat din organism prin plămâni și rinichi.
Scăderea conținutului de oxigen din organism.
Cu o aprovizionare insuficientă cu oxigen a țesuturilor corpului sau o încălcare a utilizării acestuia, se dezvoltă hipoxia (foametea de oxigen).
Principalele cauze ale deficitului de oxigen:
oprirea sau reducerea alimentării cu oxigen a plămânilor, reducerea presiunii parțiale a oxigenului în aerul inhalat;
o scădere semnificativă a numărului de celule roșii din sânge sau o scădere bruscă a conținutului de hemoglobină din acestea;
încălcarea capacității hemoglobinei de a lega, transporta sau da oxigen la țesuturi;
încălcarea capacității țesuturilor de a utiliza oxigenul;
Inhibarea proceselor redox în țesuturi;
stagnare în patul vascular din cauza tulburărilor activității cardiace, circulației sângelui și respirației;
endocrinopatii, beriberi;
Principalele manifestări ale deficitului de oxigen:
În cazuri acute (cu oprirea completă a aportului de oxigen, intoxicație acută): pierderea conștienței, disfuncția părților superioare ale sistemului nervos central;
În cazuri cronice: oboseală crescută, tulburări funcționale ale sistemului nervos central, palpitații și dificultăți de respirație cu efort fizic redus, scăderea reactivității sistemului imunitar.
Doza toxică pentru om: toxic sub formă de O 3 .
Conținut crescut de oxigen în organism.
O creștere prelungită a conținutului de oxigen din țesuturile corpului (hiperoxia) poate fi însoțită de otrăvire cu oxigen; hiperoxia este de obicei însoțită de o creștere a conținutului de oxigen din sânge (hiperoxemie).
Efectul toxic al ozonului și al oxigenului în exces este asociat cu formarea în țesuturi a unui număr mare de radicali rezultați din ruperea legăturilor chimice. În cantitate mică, radicalii se formează și ei în mod normal, ca produs intermediar al metabolismului celular. Cu un exces de radicali se inițiază procesul de oxidare a substanțelor organice, inclusiv peroxidarea lipidelor, cu degradarea ulterioară a acestora și formarea de produse care conțin oxigen (cetone, alcooli, acizi).
Oxigenul face parte din moleculele multor substanțe - de la cei mai simpli la cei mai complexi polimeri; prezenţa în organism şi interacţiunea acestor substanţe asigură existenţa vieţii. Fiind parte integrantă a moleculei de apă, oxigenul este implicat în aproape toate procesele biochimice care au loc în organism.
Oxigenul este indispensabil, cu lipsa lui, doar restabilirea unui aport normal de oxigen a organismului poate fi un remediu eficient. Chiar și o întrerupere pe termen scurt (câteva minute) a alimentării cu oxigen a organismului poate provoca afectarea gravă a funcțiilor acestuia și moartea ulterioară.
3. ROLUL CARBONULUI ÎN CORPUL UM
CARBONUL este cel mai important element biogen care formează baza vieții pe Pământ, unitatea structurală a unui număr imens de compuși organici implicați în construirea organismelor și în asigurarea activității lor vitale (biopolimeri, precum și numeroase substanțe biologic active cu greutate moleculară mică - vitaminele). , hormoni, mediatori etc.). O parte semnificativă a energiei necesare organismelor se formează în celule datorită oxidării carbonului. Apariția vieții pe Pământ este considerată în știința modernă ca un proces complex de evoluție a compușilor carbonați.
Carbonul intră în corpul uman cu alimente (în mod normal aproximativ 300 g pe zi). Conținutul total de carbon ajunge la aproximativ 21% (15 kg la 70 kg din greutatea corporală totală). Carbonul reprezintă 2/3 din masa musculară și 1/3 din masa osoasă. Este excretat din organism în principal cu aerul expirat (dioxid de carbon) și urină (uree).
Funcția principală a carbonului este formarea unei varietăți de compuși organici, asigurând astfel diversitatea biologică, participarea la toate funcțiile și manifestările viețuitoarelor. În biomolecule, carbonul formează lanțuri polimerice și este ferm conectat la hidrogen, oxigen, azot și alte elemente. Un astfel de rol fiziologic semnificativ al carbonului este determinat de faptul că acest element face parte din toți compușii organici și participă la aproape toate procesele biochimice din organism. Oxidarea compușilor carbonului sub acțiunea oxigenului duce la formarea apei și a dioxidului de carbon; Acest proces servește ca sursă de energie pentru organism. Dioxidul de carbon CO 2 (dioxidul de carbon) se formează în procesul de metabolism, este un stimulator al centrului respirator, joacă un rol important în reglarea respirației și a circulației sanguine.
În forma sa liberă, carbonul nu este toxic, dar mulți dintre compușii săi sunt foarte toxici. Astfel de compuși includ monoxid de carbon CO (monoxid de carbon), tetraclorură de carbon CCl4, disulfură de carbon CS2, săruri de cianură HCN, benzen C6H6 și altele. Dioxidul de carbon în concentrații peste 10% provoacă acidoză (scăderea pH-ului sângelui), dificultăți de respirație și paralizia centrului respirator.
Inhalarea prelungită a prafului de cărbune poate duce la antracoză, o boală însoțită de depunerea de praf de cărbune în țesutul pulmonar și ganglionii limfatici, modificări sclerotice în țesutul pulmonar. Efectul toxic al hidrocarburilor și al altor compuși ai uleiului la lucrătorii din industria petrolului se poate manifesta prin îngroșarea pielii, apariția crăpăturilor și a ulcerelor și apariția dermatitei cronice.
Pentru oameni, carbonul poate fi toxic sub formă de monoxid de carbon (CO) sau cianuri (CN-).
4. ROLUL HIDROGENULUI ÎN CORPUL UM
Apa este cel mai important compus de hidrogen dintr-un organism viu. Principalele funcții ale apei sunt următoarele:
Apa, care are o capacitate termică specifică mare, menține o temperatură constantă a corpului. Când corpul se supraîncălzi, apa se evaporă de la suprafața sa. Datorită căldurii mari de vaporizare, acest proces este însoțit de o cheltuială mare de energie, rezultând o scădere a temperaturii corpului. Asa se mentine echilibrul termic al corpului.
Apa mentine echilibrul acido-bazic al organismului. Majoritatea țesuturilor și organelor sunt alcătuite în principal din apă. Respectarea echilibrului general acido-bazic din organism nu exclude diferențe mari ale valorilor pH-ului pentru diferite organe și țesuturi. Un compus important de hidrogen este peroxidul de hidrogen H2O2 (denumit în mod tradițional peroxid de hidrogen). H2O2 oxidează stratul lipidic al membranelor celulare, distrugându-l.
5. ROLUL POTASIUULUI ÎN CORPUL UM
Potasiul este un participant obligatoriu la multe procese metabolice. Potasiul este important în menținerea automatismului de contracție a mușchiului inimii – miocard; asigură îndepărtarea ionilor de sodiu din celule și înlocuirea acestora cu ioni de potasiu, care la rândul său este însoțită de eliminarea excesului de lichid din organism.
În comparație cu alte produse pe bază de potasiu, caise uscate, smochine, portocale, mandarine, cartofi (500 g de cartofi asigură necesarul zilnic), piersici uscate, napi, măceșe, coacăze negre și roșii, lingonberries, căpșuni, pepeni, pepeni, soia, prune cireșe, castraveți proaspeți, varză de Bruxelles, nuci și alune de pădure, pătrunjel, stafide, prune uscate, pâine de secară, fulgi de ovăz.
Necesarul zilnic de potasiu pentru un adult este de 2-3 g pe zi, iar pentru un copil - 16-30 mg pe kg de greutate corporală. Aportul minim necesar de potasiu pentru o persoană pe zi este de aproximativ 1 g. Cu o dietă normală, necesarul zilnic de potasiu este pe deplin satisfăcut, dar se observă și fluctuații sezoniere ale aportului de potasiu. Așadar, primăvara consumul său este scăzut - aproximativ 3 g/zi, iar toamna consumul maxim este de 5-6 g/zi.
Având în vedere tendința oamenilor moderni de a consuma cantități mari de sare cu alimente, este în creștere și necesarul de potasiu, care poate neutraliza efectele adverse ale excesului de sodiu asupra organismului.
Lipsa aportului de potasiu din alimente poate duce la distrofie chiar și cu un conținut normal de proteine în dietă. Încălcarea metabolismului potasiului se manifestă în bolile cronice ale rinichilor și ale sistemului cardiovascular, în boli ale tractului gastrointestinal (în special cele însoțite de diaree și vărsături), în boli ale glandelor endocrine și alte patologii.
Lipsa de potasiu din organism se manifestă în primul rând prin tulburări ale sistemului neuromuscular și cardiovascular (somnolență, tulburări de mișcare, tremur al membrelor, bătăi lente ale inimii). Preparatele de potasiu sunt folosite în scopuri medicinale.
Excesul de potasiu se observă mult mai rar, dar este o afecțiune extrem de periculoasă: paralizie flască a membrelor, modificări ale sistemului cardiovascular. Această afecțiune se poate manifesta cu deshidratare severă, hipercortizolism cu insuficiență renală și cu introducerea unei cantități mari de potasiu la pacient.
Sulful din corpul uman este o componentă indispensabilă a celulelor, țesuturilor organelor, enzimelor, hormonilor, în special, insulina, cea mai importantă enzimă pancreatică și aminoacizii care conțin sulf; asigură organizarea spațială a moleculelor proteice necesare funcționării lor, protejează celulele, țesuturile și căile de sinteză biochimică de oxidare, iar întregul organism de efectele toxice ale substanțelor străine. Destul de mult în țesuturile nervoase, conjunctive, osoase. Sulful este o componentă a proteinei structurale a colagenului. Reumplerea organismului cu sulf este asigurată de o nutriție bine organizată, care include carne, ouă de pui, fulgi de ovăz și hrișcă, produse din făină, lapte, brânzeturi, leguminoase și varză.
În ciuda unui număr semnificativ de studii, rolul sulfului în asigurarea activității vitale a organismului nu a fost pe deplin elucidat. Deci, deși nu există descrieri clinice clare ale oricăror tulburări specifice asociate cu aportul insuficient de sulf în organism. În același timp, sunt cunoscute acidoaminopatiile - tulburări asociate cu metabolismul afectat al aminoacizilor care conțin sulf (homocistinurie, cistationurie). Există, de asemenea, o literatură extinsă referitoare la clinica intoxicației acute și cronice cu compuși cu sulf.
Principalele manifestări ale deficitului de sulf:
simptome ale bolii hepatice
· simptome de boli ale articulațiilor;
simptome ale bolilor de piele;
Diverse și numeroase manifestări ale deficienței în organism și tulburări metabolice ale compușilor biologic activi care conțin sulf.
Conținut crescut de sulf în organism.
La concentrații mari de hidrogen sulfurat în aerul inhalat, tabloul clinic al intoxicației se dezvoltă foarte repede, în câteva minute apar convulsii, pierderea conștienței și stopul respirator. În viitor, consecințele intoxicației se pot manifesta prin dureri de cap persistente, tulburări mintale, paralizii, tulburări ale funcțiilor sistemului respirator și ale tractului gastrointestinal.
S-a stabilit că administrarea parenterală de sulf măcinat fin într-o soluție uleioasă în cantitate de 1-2 ml este însoțită de hipertermie cu hiperleucocitoză și hipoglicemie. Se crede că atunci când sunt administrate parenteral, toxicitatea ionilor de sulf este de 200 de ori mai mare decât cea a ionilor de clorură.
Toxicitatea compușilor cu sulf care au intrat în tractul gastrointestinal este asociată cu conversia lor de către microflora intestinală în hidrogen sulfurat, un compus foarte toxic.
În cazurile de deces după otrăvirea cu sulf la autopsie, apar semne de emfizem, inflamație a creierului, enterită catarrală acută, necroză hepatică, hemoragie (peteșie) la nivelul miocardului.
Cu intoxicație cronică (disulfură de carbon, dioxid de sulf), se observă tulburări psihice, modificări organice și funcționale ale sistemului nervos, slăbiciune musculară, tulburări de vedere și diferite tulburări ale activității altor sisteme ale corpului.
În ultimele decenii, compușii care conțin sulf (sulfiții), care se adaugă în multe alimente, băuturi alcoolice și nealcoolice ca conservanți, au devenit una dintre sursele de exces de sulf în organismul uman. Mai ales o mulțime de sulfiți în afumaturi, cartofi, legume proaspete, bere, cidru, salate gata preparate, oțet, coloranți pentru vin. Este posibil ca consumul crescut de sulfiți să fie parțial de vină pentru creșterea incidenței astmului bronșic. Se știe, de exemplu, că 10% dintre pacienții cu astm bronșic prezintă hipersensibilitate la sulfiți (adică sunt sensibilizați la sulfit). Pentru a reduce efectul negativ al sulfiților asupra organismului, se recomandă creșterea conținutului de brânză, ouă, carne grasă și carne de pasăre în dietă.
Principalele manifestări ale excesului de sulf:
mâncărimi ale pielii, erupții cutanate, furunculoză;
roșeață și umflare a conjunctivei;
Apariția unor mici defecte punctiforme pe cornee;
durere în sprâncene și globi oculari, senzație de nisip în ochi;
fotofobie, lacrimare;
slăbiciune generală, dureri de cap, amețeli, greață;
catar al tractului respirator superior, bronșită;
Pierderea auzului
Tulburări digestive, diaree, scădere în greutate;
Anemie
convulsii și pierderea cunoștinței (cu intoxicație acută);
Tulburări mentale, scăderea inteligenței.
Rolul sulfului în organismul uman este extrem de important, iar tulburările de metabolism al sulfului sunt însoțite de numeroase patologii. Între timp, clinica acestor tulburări este insuficient dezvoltată. Mai exact, diversele manifestări „nespecifice” ale tulburărilor de sănătate umană nu sunt încă asociate de către clinicieni cu tulburări ale metabolismului sulfului.
7. ROLUL CALCIULUI ÎN CORPUL UM
Calciul este implicat direct în cele mai complexe procese, precum coagularea sângelui; reglarea proceselor intracelulare; reglarea permeabilității membranei celulare; reglarea proceselor de conducere nervoasa si contractii musculare; menținerea activității cardiace stabile; formarea oaselor, mineralizarea dinților.
Calciul este o parte importantă a corpului; conținutul său total este de aproximativ 1,4% (1000 g la 70 kg greutate corporală). În organism, calciul este distribuit inegal: aproximativ 99% din cantitatea sa se află în țesutul osos și doar 1% se găsește în alte organe și țesuturi. Calciul este excretat din organism prin intestine și rinichi.
În plus, o lipsă prelungită de calciu din alimente afectează în mod nedorit excitabilitatea mușchiului inimii și ritmul contracțiilor acestuia.
În ciuda faptului că în dieta majorității oamenilor există suficiente alimente care conțin calciu, mulți oameni suferă de deficiență de calciu. Motivul este că calciul este greu de digerat.
În primul rând, trebuie remarcat faptul că calciul se pierde în timpul tratamentului termic (de exemplu, la gătirea legumelor - 25%). Pierderea de calciu va fi neglijabilă dacă se consumă apa în care au fiert legumele.
De asemenea, trebuie amintit că absorbția calciului în intestine este împiedicată de acidul fitic, care se găsește cel mai mult în pâinea de secară, și de acidul oxalic, care este abundent în măcriș, cacao. Utilizarea calciului de către alimentele bogate în grăsimi este dificilă. „Inamicii” calciului sunt zahărul din trestie, ciocolata și cacao.
Principalele manifestări ale deficitului de calciu.
Consecințele deficienței de calciu se pot manifesta atât la nivelul întregului organism, cât și la nivelul sistemelor sale individuale:
slăbiciune generală, oboseală crescută;
Durere, crampe musculare
dureri osoase, tulburări de mers;
încălcări ale proceselor de creștere;
hipocalcemie, hipocalcinoză;
Decalcificarea scheletului, osteoartrita deformantă, osteoporoza, deformarea vertebrală, fracturile osoase;
· boală de urolitiază;
boala Kashin-Beck;
Tulburări ale imunității;
Reducerea coagularii sângelui, sângerare.
Conținut crescut de calciu în organism.
Efectul toxic al calciului se manifestă numai la utilizarea pe termen lung și de obicei la persoanele cu metabolism afectat al acestui bioelement (de exemplu, cu hiperparatiroidism). Otrăvirea poate apărea cu un consum regulat de peste 2,5 g de calciu pe zi.
Principalele manifestări ale excesului de calciu:
suprimarea excitabilității mușchilor scheletici și a fibrelor nervoase;
Scăderea tonusului mușchilor netezi;
hipercalcemie, creșterea calciului în plasma sanguină;
Aciditate crescută a sucului gastric, gastrită hiperacidă, ulcer gastric;
calcificare, depunere de calciu în organe și țesuturi (în piele și țesutul subcutanat; țesut conjunctiv de-a lungul fasciei, tendoane, aponevroze; mușchi; pereții vaselor de sânge; nervi);
bradicardie, angină pectorală;
gută, calcificarea focarelor tuberculoase etc.;
O creștere a conținutului de săruri de calciu în urină;
nefrocalcinoza, boala de pietre la rinichi;
creșterea coagularii sângelui;
Risc crescut de a dezvolta disfuncții ale glandelor tiroide și paratiroide, tiroidite autoimune;
Deplasarea fosforului, magneziului, zincului, fierului din organism.
Cel mai ușor digerabil este calciul din lapte și produse lactate (cu excepția untului) în combinație cu legume și fructe. Pentru a satisface necesarul zilnic, este suficient 0,5 l lapte sau 100 g brânză. Apropo, laptele nu este doar o sursă excelentă de calciu, dar favorizează și absorbția calciului conținut în alte produse.
Foarte importantă pentru absorbția calciului este prezența vitaminei D în alimentație, care neutralizează acțiunea diferitelor substanțe anticalciante și este un regulator al metabolismului fosfor-calciu.
chimic biologic organogen oxigen
CONCLUZIE
Toate organismele vii au contact strâns cu mediul. Viața necesită un metabolism constant în organism. Aportul de elemente chimice în organism este facilitat de alimente și apa consumată. Corpul este format din 60% apă, 34% materie organică și 6% anorganică. Componentele principale ale substanțelor organice sunt C, H, O. Acestea includ și N, P, S. Compoziția substanțelor anorganice conține în mod necesar 22 de elemente chimice (vezi tabelul nr. 1). De exemplu, dacă o persoană cântărește 70 kg, atunci conține (în grame): Ca - 1700, K - 250, Na -70, Mg - 42, Fe - 5, Zn - 3. Metalele reprezintă 2,1 kg. Conținutul în corpul de elemente ale grupărilor IIIA-VIA, legate covalent de partea organică a moleculelor, scade odată cu creșterea sarcinii nucleului atomilor din această grupă a sistemului periodic al lui D. I. Mendeleev.
Starea actuală a cunoștințelor despre rolul biologic al elementelor poate fi caracterizată ca o atingere superficială a acestei probleme. S-au acumulat o mulțime de date faptice cu privire la conținutul de elemente din diferite componente ale biosferei, răspunsurile organismului la deficiența și excesul lor. Au fost întocmite hărți ale zonelor biogeochimice și ale provinciilor biogeochimice. Dar nu există o teorie generală care să țină cont de funcția, mecanismul de acțiune și rolul microelementelor în biosferă.
Oligoelementele obișnuite, atunci când concentrația lor în organism depășește concentrația biotică, prezintă un efect toxic asupra organismului. Elementele toxice în concentrații foarte scăzute nu au un efect dăunător asupra plantelor și animalelor. De exemplu, arsenul la microconcentrații are un efect biostimulator. Prin urmare, nu există elemente toxice, dar există doze toxice. Astfel, dozele mici dintr-un element sunt medicamente, dozele mari sunt otravă. „Totul este otravă și nimic nu este lipsit de otravă, o singură doză face otrava invizibilă” - Paracelsus. Este potrivit să ne amintim cuvintele poetului tadjic Rudaki: „Ceea ce este considerat a fi un drog astăzi va deveni otravă mâine”.
BIBLIOGRAFIE
1. Avtsyn A.P., Zhavoronkov A.A. și alte oligoelemente ale omului. -M.: Medicină, 1991. -496 p.
Ershov Yu.A., Popkov V.A., Berlyand A.S., Knizhnik A.Z., Mikhailichenko N.I. Chimie generală. Chimie biofizică. Chimia elementelor biogene. -M.: Liceu, 1993. -560 p.
Ershov Yu.A., Pletneva T.V. Mecanisme de acțiune toxică a compușilor anorganici. -M.: Medicină, 1989. -272 p.
Zholnin A.V. compuși complecși. Chelyabinsk: ChGMA, 2000. -28 p.
Bingham FG, Costa M., Eichenberg E. și colab. Câteva întrebări despre toxicitatea ionilor metalici. -M.: Medicină, 1993. -368 p.
Fremantle M. Chimia în acțiune. -M.: Mir, 1991. v.2, 620 p.
Hughes M. Chimia anorganică a proceselor biologice. -M.: Mir, 1983. - 416 p.
Zholnin A.V., Arbuzina R.F., Konstanz E.V., Rylnikova G.I. Manual metodic pentru studii de laborator în chimie generală. partea a II-a. -Celiabinsk: ChGMA, 1993 -176 p.
Enterosorbția. /Sub. ed. prof. PE. Belyakova. Centru de tehnologie de sorbție. - L., 1991. - 336 p.
Siliciul este, de asemenea, un oligoelement esențial. Acest lucru a fost confirmat de un studiu atent al nutriției șobolanilor folosind diferite diete. Șobolanii s-au îngrășat în mod vizibil când metasilicat de sodiu (Na2(SiO)3.9H20) a fost adăugat în dieta lor (50 mg la 100 g). puii și șobolanii au nevoie de siliciu pentru creșterea și dezvoltarea scheletului. Lipsa de siliciu duce la o încălcare a structurii oaselor și a țesutului conjunctiv. După cum sa dovedit, siliciul este prezent în acele zone ale osului în care are loc calcificarea activă, de exemplu, în celulele formatoare de os, osteoblastele. Odată cu vârsta, concentrația de siliciu în celule scade.
Se cunosc puține despre procesele în care siliciul este implicat în sistemele vii. Acolo este sub formă de acid silicic și, probabil, participă la reticulare a carbonilor. La om, acidul hialuronic din cordonul ombilical s-a dovedit a fi cea mai bogată sursă de siliciu. Conține 1,53 mg de siliciu liber și 0,36 mg de siliciu legat per gram.
Seleniu
Lipsa seleniului provoacă moartea celulelor musculare și duce la insuficiență musculară, în special insuficiență cardiacă. Studiul biochimic al acestor afecțiuni a condus la descoperirea enzimei glutation peroxidază, care distruge peroxizii.Lipsa de seleniu duce la scăderea concentrației acestei enzime, care la rândul ei determină oxidarea lipidelor. Capacitatea seleniului de a proteja împotriva otrăvirii cu mercur este binecunoscută. Mult mai puțin cunoscut este faptul că există o corelație între seleniul alimentar ridicat și mortalitatea scăzută prin cancer. Seleniul este inclus în dieta umană în cantitate de 55 - 110 mg pe an, iar concentrația de seleniu în sânge este de 0,09 - 0,29 μg / cm 3. Atunci când este administrat pe cale orală, seleniul este concentrat în ficat și rinichi. Un alt exemplu de efect protector al seleniului împotriva intoxicației cu metale ușoare este capacitatea sa de a proteja împotriva otrăvirii cu compușii de cadmiu. S-a dovedit că, ca și în cazul mercurului, seleniul forțează acești ioni toxici să se lege de centrii activi ionici, de cei care nu sunt afectați de efectul lor toxic.
Arsenic
În ciuda efectelor toxice binecunoscute ale arsenului și ale compușilor săi, există dovezi sigure că lipsa arsenului duce la scăderea fertilității și inhibarea creșterii, iar adăugarea de arsenit de sodiu la alimente a dus la o creștere a ratei de creștere în oameni.
Clor și brom
Anionii halogeni diferă de toți prin faptul că sunt simpli și nu oxo - anioni. Clorul este extrem de răspândit, este capabil să treacă prin membrană și joacă un rol important în menținerea echilibrului osmotic. Clorul este prezent sub formă de acid clorhidric în sucul gastric. Concentrația de acid clorhidric în sucul gastric uman este de 0,4-0,5%.
Există unele îndoieli cu privire la rolul bromului ca oligoelement, deși efectul său sedativ este cunoscut cu încredere.
Fluor
Cariile dentare au fost studiate suficient de detaliat. Începe cu formarea unei pete pe suprafața dintelui. Acizii produși de bacterii dizolvă smalțul dinților sub pată, dar, în mod ciudat, nu de pe suprafața acestuia. Adesea, suprafața superioară rămâne intactă până când zonele de sub ea sunt complet distruse. Se presupune că în această etapă ionul de fluor poate facilita formarea apatitei. Astfel, se realizează reminelizarea daunei care a început.
Fluorul este folosit pentru a preveni deteriorarea smalțului dentar. Fluorurile pot fi adăugate în pasta de dinți sau aplicate direct pe dinți. Concentrația de fluor necesară pentru prevenirea cariilor în apa potabilă este de aproximativ 1 mg/l, dar nivelul de consum depinde nu numai de asta. Utilizarea unor concentrații mari de fluor (mai mult de 8 mg/l) poate afecta negativ procesele delicate de echilibru ale formării țesutului osos. Absorbția excesivă a fluorului duce la fluoroză. Fluoroza duce la tulburări în funcționarea glandei tiroide, inhibarea creșterii și afectarea rinichilor. Expunerea prelungită la fluor de pe corp duce la mineralizarea organismului. Ca urmare, oasele sunt deformate, care chiar pot crește împreună, iar ligamentele se calcifiază.
Iod
Lipsa iodului duce la simptome caracteristice: slăbiciune, îngălbenirea pielii, senzație de frig și uscat. Tratamentul cu hormoni tiroidieni sau iod elimina aceste simptome. Lipsa hormonilor tiroidieni poate duce la o creștere a glandei tiroide. În cazuri rare (încărcare în organism cu diverși compuși care interferează cu absorbția iodului, cum ar fi tiocianatul sau agentul antitiroidian - guța, găsit în diferite tipuri de varză), se formează o gușă. Lipsa iodului are un efect deosebit de puternic asupra sănătății copiilor - ei rămân în urmă în dezvoltarea fizică și psihică. O dietă cu deficit de iod în timpul sarcinii duce la nașterea copiilor hipotiroidieni (cretine).
Excesul de hormoni tiroidieni duce la epuizare, nervozitate, tremor, pierdere în greutate și transpirație excesivă. Aceasta este asociată cu o creștere a activității peroxidazei și, în consecință, cu o creștere a iodării tiroglobulinei. Un exces de hormoni poate fi rezultatul unei tumori tiroidiene. În tratament, se folosesc izotopi radioactivi ai iodului, care sunt ușor absorbiți de celulele glandei tiroide..
„Non-metale în viața umană”
Nemetale de bază. În formă liberă, pot exista substanțe simple nemetalice gazoase - fluor, clor, oxigen, azot, hidrogen, solid - iod, astatin, sulf, seleniu, telur, fosfor, arsen, carbon, siliciu, bor. Bromul există ca lichid la temperatura camerei. Vom lua în considerare doar câteva
Aplicație 1. În producția de clorură de polivinil, compuși din plastic, cauciuc sintetic, care sunt utilizați pentru a face: izolații pentru fire, profile de ferestre, materiale de ambalare, haine și încălțăminte, discuri de linoleum și gramofon, lacuri, echipamente și materiale plastice spumă, jucării, piese de instrumente, materiale de construcție. 2. Proprietățile de albire ale clorului sunt cunoscute încă din cele mai vechi timpuri, deși nu clorul în sine „albiște”, ci oxigenul atomic, care se formează în timpul descompunerii acidului hipocloros. 3. Producția de insecticide organoclorurate - substanțe care ucid insectele dăunătoare culturilor, dar sunt sigure pentru plante. O parte semnificativă din clorul produs este cheltuită pentru obținerea de produse de protecție a plantelor. 4. A fost folosit ca agent de razboi chimic, precum si pentru producerea altor agenti de razboi chimic: gaz mustar, fosgen.
5. Pentru dezinfecția apei - „clorare”. Cea mai comună metodă de dezinfectare a apei potabile; se bazează pe capacitatea clorului liber și a compușilor săi de a inhiba sistemele enzimatice ale microorganismelor care catalizează procesele redox. În ceea ce privește durabilitatea la interacțiunea cu apa clorurată, conductele de apă din cupru demonstrează rezultate pozitive. 6. Înregistrat în industria alimentară ca aditiv alimentar E925. 7. În producția chimică de acid clorhidric, înălbitor, sare berthollet, cloruri metalice, otrăvuri, medicamente, îngrășăminte. 8. În metalurgie pentru producerea metalelor pure: titan, staniu, tantal, niobiu. 9. Ca indicator al neutrinilor solari în detectoarele de clor-argon.
Rolul biologic al clorului. Multe țări dezvoltate se străduiesc să limiteze utilizarea clorului în casă, inclusiv pentru că arderea gunoaielor care conțin clor produce o cantitate semnificativă de dioxine.
Utilizarea sulfului Sulful este utilizat pentru producerea de acid sulfuric, vulcanizarea cauciucului, ca fungicid în agricultură și ca sulf coloidal - un medicament. De asemenea, sulful din compoziția compozițiilor sulf-bitum este utilizat pentru a produce asfalt cu sulf.
Și, de asemenea, sulful... participă la formarea țesuturilor cartilaginoase și osoase, îmbunătățește funcționarea articulațiilor și ligamentelor; afectează starea pielii, părului și unghiilor (parte din colagen, cheratina și melanina); întărește țesutul muscular (în special în perioada de creștere activă la copii și adolescenți); participă la formarea anumitor vitamine și sporește eficacitatea vitaminei B1, biotinei, vitaminei B5; are un efect de vindecare a rănilor și antiinflamator; reduce durerile articulare, musculare și crampele; contribuie la neutralizarea și scurgerea toxinelor din organism; stabilizează nivelul zahărului din sânge; ajută ficatul să secrete bilă; crește rezistența la emisiile radio!
Vă mulțumim pentru atenție
Acest proiect a fost realizat de elevii de clasa a IX-a care s-au interesat de rolul nemetalelor în viața umană.
Proiect educațional în chimie
„Nemetalele în viața noastră”.
Prezentare metodica:
Introducere
Lucrul la proiect.
Introducere
Tema proiectului:„Nemetalele în viața noastră”.
Lucru: chimie.
Clasă: 9-a.
Varsta: 15-16 ani.
Numarul studentilor: 4.
Durata proiectului: aproximativ 2 luni.
Forma de lucru: lecție – extracurriculară.
Motivația pentru muncă
Lucrul la proiect
Prezentarea proiectului
Produs proiect
Proiect educațional în chimie
„Nemetalele în viața noastră”.
Prezentare metodica:
Introducere
Pașaportul metodic al proiectului educațional
Lucrul la proiect.
Introducere
Metoda proiectului este una dintre componentele predării chimiei. Această metodă reflectă cel mai pe deplin cele două principii principale ale abordării comunicative a predării chimiei: motivația pentru învățare - în activitățile proiectului este întotdeauna pozitivă - și interesul personal: proiectul reflectă interesele elevilor, propria lume. Elevii clasei a IX-a au realizat acest proiect ca parte a studiului chimiei.
Pașaportul metodic al proiectului educațional
Tema proiectului:„Nemetalele în viața noastră”.
Lucru: chimie.
Clasă: 9-a.
Varsta: 15-16 ani.
Numarul studentilor: 4.
Durata proiectului: aproximativ 2 luni.
Forma de lucru: lecție – extracurriculară.
Obiective educaționale și educaționale:
Dezvoltarea interesului pentru subiect;
Dezvoltați capacitatea de a proiecta, de a lucra cu un text informațional, literatură suplimentară, de a căuta informațiile necesare;
Dezvoltați abilitățile de comunicare în interacțiunea cu jocuri de rol.
Motivația pentru muncă pe baza interesului pentru subiect.
Tema „Nemetale” a fost studiată în lecții conform planului, dar doar 4 elevi au dorit să o dezvolte mai profund: Andrey Ryabinin, Tatiana Lazukina, Tatiana Petelina, Anastasia Strekova. Toți participanții la proiect au colectat material, care a fost conceput sub forma unei prezentări de Andrey Ryabinin.
Lucrul la proiect
Etapa 1 (organizatorică): după ce au ales tema de cercetare, studenții și-au definit sarcinile și și-au planificat activitățile. Rolul profesorului este de ghidare bazat pe motivație.
Etapa 2 (căutare și cercetare): studenții au colectat informații pe tema lor, au pregătit o prezentare vizuală a cercetării lor. Rolul profesorului este de observație, elevii lucrând în mare parte independent.
Etapa 3 (prezentarea proiectului și a produsului acestuia). Rolul profesorului este cooperarea.
Prezentarea proiectului
Prezentarea s-a desfășurat sub forma unei conferințe la lecție, unde s-au prezentat ghicitori și un test pe nemetale și s-a făcut o concluzie despre marele rol al nemetalelor în viața omului.
Produs proiect
Participanții la proiect au realizat un stand unde au prezentat exponate care conțineau diverse nemetale folosite în viața noastră.
Vizualizați conținutul documentului
„Proiect educațional „non-metale în viața noastră””
nemetale
Solid
gazos
Lichid
Cl 2
H 2
nemetale sunt elemente chimice care pot prezenta proprietăți precum agent oxidant (acceptă electroni) și agent de reducere (donează electroni).
NM – elemente cu OEE ridicat (2 - 4)
Excepții: fluor - numai oxidant
gaze inerte poate dona doar electroni.
Heliu, neon și argon - nu formați conexiuni.
Elemente din natura neînsuflețită
Oxigen
Siliciu
Aluminiu
Fier
Calciu
Sodiu
Potasiu
Magneziu
Hidrogen
Odihnă
Fiind în natură
elemente native
Azot și oxigen, gaze inerte în aer
Sulf
Grafit C
Diamond C
Fiind în natură
← Apatite R
Halite NaCl →
← FeS 2 pirită
Cuarţ
SiO 2 →
5 B
6 C
14 Si
7 N
1 H
15 P
8 O
9 F
16 S
33 La fel de
2 El
10 Ne
17 Cl
34 Se
35 Br
52 Te
18 Ar
53 eu
36 kr
54 Xe
85 La
86 Rn
Nemetale de bază.
În formă liberă, pot exista substanțe simple nemetalice gazoase - fluor, clor, oxigen, azot, hidrogen, solide - iod, astatin, sulf, seleniu, telur, fosfor, arsen, carbon, siliciu, bor. Bromul există ca lichid la temperatura camerei.
Vom lua în considerare doar câteva
este un gaz verde
Utilizarea clorului.
substanță simplă clorîn condiții normale - un gaz otrăvitor de culoare verde-gălbui, cu un miros înțepător. Molecula de clor este diatomică (formula Cl2).
Clorul este foarte activ - se combină direct cu aproape toate elementele tabelului periodic. Prin urmare, în natură, apare numai sub formă de compuși din compoziția mineralelor.
Aplicație
1. În producția de clorură de polivinil, compuși din plastic, cauciuc sintetic, din care sunt fabricați:
- izolații pentru fire, profile ferestre, materiale de ambalare, îmbrăcăminte și încălțăminte, discuri de linoleum și fonograf, lacuri, echipamente și materiale plastice spumă, jucării, piese de aparate, materiale de construcție.
2. Proprietățile de albire ale clorului sunt cunoscute încă din cele mai vechi timpuri, deși nu clorul în sine „albiște”, ci oxigenul atomic, care se formează în timpul descompunerii acidului hipocloros.
3. Producția de insecticide organoclorurate - substanțe care ucid insectele dăunătoare culturilor, dar sunt sigure pentru plante. O parte semnificativă din clorul produs este cheltuită pentru obținerea de produse de protecție a plantelor.
4. A fost folosit ca agent de razboi chimic, precum si pentru producerea altor agenti de razboi chimic: gaz mustar, fosgen.
5. Pentru dezinfecția apei - „clorare”. Cea mai comună metodă de dezinfectare a apei potabile; se bazează pe capacitatea clorului liber și a compușilor săi de a inhiba sistemele enzimatice ale microorganismelor care catalizează procesele redox.
- În ceea ce privește durabilitatea la interacțiunea cu apa clorurată, conductele de apă din cupru demonstrează rezultate pozitive.
6. Înregistrat în industria alimentară ca aditiv alimentar E925 .
7. În producția chimică de acid clorhidric, înălbitor, sare berthollet, cloruri metalice, otrăvuri, medicamente, îngrășăminte.
8. În metalurgie pentru producerea metalelor pure: titan, staniu, tantal, niobiu.
9. Ca indicator al neutrinilor solari în detectoarele de clor-argon.
profil fereastră realizat
componenta principală
înălbitorul este
apă Labarrakov (hipoclorit de sodiu).
Multe țări dezvoltate se străduiesc să limiteze utilizarea clorului în casă, inclusiv pentru că arderea gunoaielor care conțin clor produce o cantitate semnificativă de dioxine.
Rolul biologic al clorului.
La oameni și animale, clorul se găsește în principal în fluidele intercelulare (inclusiv în sânge) și joacă un rol important în reglarea proceselor osmotice, precum și în procesele asociate cu funcționarea celulelor nervoase.
este un solid fragil galben deschis, inodor în forma sa pură.
Sulful diferă semnificativ de oxigen prin capacitatea sa de a forma lanțuri și cicluri stabile din atomii de sulf. Acesta este sulful cristalin - o substanță galbenă fragilă.
Utilizarea sulfului.
Sulful este folosit pentru producerea de acid sulfuric, vulcanizarea cauciucului, ca fungicid în agricultură și ca sulf coloidal - un medicament. De asemenea, sulful din compoziția compozițiilor sulf-bitum este utilizat pentru a produce asfalt cu sulf.
Necesită sulf
pentru organism, un macronutrient este
o condiție prealabilă pentru o piele sănătoasă,
părul și unghiile, pentru care este adesea numită
"mineral de frumusete" .
Și de asemenea sulf...
- participă la formarea țesuturilor cartilaginoase și osoase, îmbunătățește funcționarea articulațiilor și ligamentelor;
- afectează starea pielii, părului și unghiilor (parte din colagen, cheratina și melanina);
- întărește țesutul muscular (în special în perioada de creștere activă la copii și adolescenți);
- participă la formarea anumitor vitamine și sporește eficacitatea vitaminei B1, biotinei, vitaminei B5;
- are un efect de vindecare a rănilor și antiinflamator;
- reduce durerile articulare, musculare și crampele;
- contribuie la neutralizarea și scurgerea toxinelor din organism;
- stabilizează nivelul zahărului din sânge;
- ajută ficatul să secrete bilă;
- crește rezistența la emisiile radio!
Necesarul zilnic de sulf al unui adult sănătos este de 4-6 g.
Surse de sulf:
Vegetal:
varza, ceapa, sparanghel, hrean, agrișe, struguri, mere, usturoi;
Cereale:
Cereale, leguminoase, produse de patiserie.
Animale: - carne slabă de vită; - un pește;- oua de gaina; - lapte si produse lactate.
Gaze - nemetale - molecule diatomice
Substanță solidă - Iod nemetal
Soluție alcoolică de iod
Brom
Când bromul este dizolvat în apă
produce apă cu brom
Compuși ai nemetalelor .
1) Oxizi - numai acizi
ASA DE 3 , ASA DE 2 , CO 2 alte.
(cu excepția NO și CO – indiferent)
2) Hidroxizi - numai acizi
H 2 ASA DE 4 , H 2 ASA DE 3 ,H 2 CO 3 alte
Formează compuși volatili cu hidrogen HCl, NH 3
Structura atomică NeMe
1. Elementele sunt situate în principalele subgrupe ale grupelor III-VIII (A).
2. La ultimul nivel 3 - 7(8) electroni.
3. Raza atomului scade
4. Proprietăți nemetalice
În perioada - creștere
În grup - scădere
Structura lui NeMe
5. Electronegativitate ridicată.
6. Acceptă electroni și îi dau departe.
7. NeMe → oxid acid → acid
8. Compuși volatili ai hidrogenului
(acizi, baze si indiferente)
Alotropia carbonului
Diamant
Alotropia carbonului
Alotropia fosforului
Alotropia sulfului. Cristalină, plastică și monoclinic
Alotropia oxigenului
Oxigen
Concluzie
MISTERE DESPRE NEMETALE
1. A venit un oaspete din spațiul cosmic, și-a găsit adăpost în aer.
2. Trăim mai presus de toate în casă, împreună dăm căldură și lumină.
3. Se numește fără viață, dar viața nu se creează fără ea.
4.Frumoasă în cristale și vapori, inspiră frică copiilor.
5. Au scos o bucată din munte, au împins-o într-un trunchi de lemn.
6. Fii mândru de un jar incombustibil și de un frate transparent.
7. Cărbunele calcinat l-a ajutat pe pompier să respire.
8. Alb îi este frică de aer, înroșit pentru a supraviețui.
9. Deși transformă multe substanțe în otravă, în chimie este demnă de tot felul de premii.
10. Ce gaz susține că nu este?
11. Ce elemente chimice susțin că alte substanțe pot da naștere?
12. Ce este un nemetal pădure?
Deci, haideți să vă testăm cunoștințele de chimie:
1. Hidrogen.
2. Hidrogen și heliu.
5. Grafit în creion.
6.Diamant, grafit.
7.Carbon activ.
8. Fosfor alb și roșu.
11. Hidrogen, oxigen.
