Применение кислорода, озона, воды, пероксида водорода
В медицине и фармации
Oxygenium (кислород). Применяется при гипоксии, при гипоксемии; вдыхание газовой смеси, содержащей 40-50% кислорода, улучшает состояние больных. Оксигенотерапия показана также при отравлении угарным газом СО.
Carbogenum (карбоген)95-97% О2; 5-3% СО2. Применяют при отравлении угарным газом для улучшения легочной вентиляции, используют также при шоковых состояниях, для возбуждения дыхательного центра во время наркоза.
Aqua purificata (вода очищенная). Используется для приготовления жидких лекарственных форм, растворов для иньекций, отваров, настоев; для приготовления реактивов, используемых в фарманализе.
Препараты водорода пероксида применяют наружно для обработки ран, полосканий полости рта и горла в качестве антисептических и дезодорирующих средств, а также кровоостанавливающих средств в стоматологии, отоларингологии, дерматологии.
Solutio Hydrogenii peroxydi diluta (раствор водорода перекиси 3%).
Perhydrolum (пергидрол) 28-30%.
Magnesii perox у dum (магния перекись) (MgO2 + MgO).
Hydroperitum (гидроперит) – таблетки, содержащие комплекс мочевины с водорода пероксидом:
H2N − C − NH2 ´ H2O2
O
Токсическое действие озона, пероксида водорода
Озон.При большой концентрации озона в загрязненном выхлопными газами городов воздухе в организме человека возможна реакция озона с органическими веществами:
|
|
RH + O3 = RO2 + HO·
Эти радикалы инициируют радикально-цепные реакции с биоорганическими молекулами - липидами, белками, ДНК, что приводит к гибели клеток. На этой реакции основано применение озона для обеззараживания воды, озонирования воздуха.
Пероксид водорода. В организме человека пероксид водорода образуется в результате реакции:
2H+ + O2 + 2e- = H2O2
Из Н2О2 возможно образование радикалов
Н2О2 = 2НО·
Радикал НО· реагирует с биоорганическими веществами - липидами клеточных мембран, ДНК, нарушая её репаративную функцию, что приводит к неконтролируемому делению клеток и возникновению опухолей. В здоровом организме срабатывают защитные механизмы – под действием фермента каталазы Н2О2 разлагается:
2Н2O2 ® 2Н2О + О2
В старческом возрасте эти механизмы не срабатывают, в организме образуются радикалы, приводящие к массовой гибели клеток, старению организма и смерти.
Тема V. р-Элементы VI группы: сера, селен
Биологическая роль серы и селена
Сера. По содержанию в организме человека сера относится к макроэлементам (массовая доля 0,16%). Как и кислород, она жизненно необходима. Суточная потребность взрослого человека в сере около 4-5 г. Сера поступает в организм в виде неорганических и органических соединений, входящих в состав пищевых продуктов. Неорганические соединения серы (соли серной и сернистой кислот) не всасываются и выводятся из организма через кишечник. Органические соединения в организме расщепляются и всасываются в кишечнике. К элементам, способствующим усвоению серы, относятся F и Fe, а антагонистами серы являются As, Ba, Pb, Mo, Se.
|
|
Сера входит в состав многих биомолекул – белков, аминокислот (цистина, цистеина, метионина и др.), гормонов (например, инсулина), витаминов (например, витамина В1). Сера является компонентом структурного белка коллагена. Хондроитин-сульфат присутствует в коже, хрящах, ногтях, тканях миокарда. Серосодержащими метаболитами являются гемоглобин, эстрогены, фибриногены и др. Много серы содержится в структурных веществах волос, костях, нервной ткани.
Аминокислоты, содержащие серу, характеризуются наличием сульфгидрильных –SН-групп (например, цистеин) или наличием дисульфидных связей –S–S– (например, цистин). При окислении сульфгидрильных групп образуются дисульфидные связи и, наоборот, при восстановлении связей –S–S– образуются SН-группы, т.е. эти переходы обратимы:
|
|
R1–SH+R2–SH « R1–S–S–R2
В некоторой степени этот обратимый переход защищает организм от радиационных поражений. Под влиянием ионизирующего облучения в результате радиолиза воды в организме образуются свободные радикалы, в том числе Н· и ·ОН, активизирующие процессы окисления. Сульфгидрильные группы вступают в реакции со свободными радикалами:
RSH + ·ОН ® RS· + H2О.
Образующиеся радикалы RS· малоактивны. Тем самым предотвращается воздействие активных радикалов (·ОН) на нуклеиновые кислоты.
В живых организмах сера, входящая в состав аминокислот, окисляется. Конечными продуктами этого процесса преимущественно являются сульфаты. Также образуются тиосульфаты, элементарная сера и политионовые кислоты:
Образующаяся в организме эндогенная серная кислота участвует в обезвреживании ядовитых соединений – фенола, крезола, индола, вырабатываемых в кишечнике из аминокислот микробами. Кроме того, серная кислота связывает многие чужеродные для организма соединения (ксенобиотики) – лекарственные препараты и их метаболиты. Со всеми этими соединениями серная кислота образует относительно безвредные вещества – конъюгаты, в виде которых они и выводятся из организма. Например, с мочой человека выделяется конъюгат – калиевая соль сернокислого эфира фенола:
|
|
Практические данные о нарушениях, связанных с дефицитом серы в организме человека, немногочисленны. Экспериментально установлено, что недостаток метионина в пище тормозит рост молодых животных и снижает продуктивность взрослых животных. Поскольку метионин участвует в синтезе некоторых важных серосодержащих соединений (цистеина, глутатиона, биотина, тиамина, липоевой кислоты и др.), то проявления недостатка в организме этих веществ можно в определенной степени относить к симптомам дефицита серы.
Селен. По содержанию в организме селен относится к микроэлементам (массовая доля 10-5-10-7 %). Некоторые исследователи считают его жизненно необходимым элементом. Суточная потребность человека в селене составляет 20-100 мкг. Селен поступает в организм с пищей. Всасывание селена происходит в тонком кишечнике, где из растворимых соединений селена образуются соединения селена с метионином и цистеином. Усвоению селена способствует витамин Е. Накапливается селен в основном в печени и почках, а также в ногтях и волосах, костном мозге, сердечной мышце, поджелудочной железе, легких, коже. Концентрация селена в крови составляет 0,001-0,004 ммоль/л.
В живых организмах селен, как и сера, входит в состав биосубстратов в степени окисления -2. Вследствие близости химических свойств этих элементов, они могут замещать друг друга в соединениях. При этом селен может выступать как синергистом, так и антагонистом серы. При поступлении в организм в больших дозах селен в первую очередь накапливается в ногтях и волосах, основу которых составляют серосодержащие аминокислоты цистеин и метионин. Очевидно, что при этом селен, как аналог серы, замещает её в этих аминокислотах, превращая их в селеноцистеин и селенометионин. Установлено, что эти необычные аминокислоты входят в состав активных центров нескольких ферментов: формиатдегидрогеназы, глутатионредуктазы и глутатионпероксидазы, обеспечивая их высокую ферментативную активность. В то же время замещение группы –SH на группу –SeH в ряде ферментов приводит к снижению их дегидрогеназной активности и ингибированию клеточного дыхания.
Селен является элементом, выполняющим многочисленные защитные функции в организме, усиливает иммунную защиту организма, способствует увеличению продолжительности жизни. Установлена зависимость между высоким содержанием селена в пище и низкой смертностью от рака.
Хорошо известна способность селена предохранять организм от отравления соединениями ртути и кадмия. Причем селен способствует связыванию катионов этих металлов не селенсодержащими группами метаболитов, а другими активными центрами, на которые их токсическое действие не оказывает влияния. При дефиците селена в организме происходит усиленное накопление ртути, кадмия и мышьяка.
Недостаток селена в организме приводит к нарушению целостности клеточных мембран, значительному снижению активности сгруппированных на них ферментов, накоплению кальция внутри клеток, нарушению метаболизма аминокислот, снижению энергопродуцирующих процессов.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 706; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!