Здавалка
Главная | Обратная связь

Біогенні d-елементи VIІ–VIII групи.



МАНГАН (Мn)— хімічний елемент VII групи головної підгрупи Періодичної системи Д. І. Менделєєва, мікроелемент.

У природі цей елемент поширений у земній корі, морській і річковій воді. Малорозчинні сполуки Мангану в процесі вивітрювання переходять у розчинні сполуки, завдяки яким річкова та морська вода поповнюються Манганом. Вміст Мангану в морській воді становить близько 2 мкг/л. У річковій воді залежно від пори року концентрація Мангану коливається від сотих часток до сотень мкг/л. Середній вміст Мангану в ґрунті становить 600—900 мкг/кг, але залежно від місця й сезону концентрація його змінюється від 1 до 7 000 мкг/кг. Манган постійно присутній в атмосфері повітря.

Антропогенними джерелами надходження Мангану в навколишнє середовище є викиди аерозолів промислових підприємств з видобутку та переробки марганцевих руд, виплавки чавуну й сталі, сплавів, виробництва сухих гальванічних елементів, зварювання й різання металів, органічного синтезу; вихлопні гази автотранспорту, використання фунгіцидів в сільському господарстві.

Біологічна роль Мангану дуже важлива. Він входить до складу меалопротеїнового комплексу ферментів, зокрема до складу піруватдекарбоксилази, супероксидисмутази. Ці ферменти беруть активну участь у циклі Кребса, який здійснюється в мітохондріях клітин. Манган входить до складу ферменту лейцинамінопептидази, де виконує роль активатора. У слизовій оболонці тонкого кишечника цей фермент бере участь у гідролізі білків до амінокислот. Манган посилює окисно-відновні процеси, в яких беруть участь білки, жири й вуглеводи. Він необхідний для формування сполучної тканини й кісток, росту організму, ембріонального розвитку, репродуктивної функції та функції ЦНС. Манган нормалізує вміст холестерину в крові хворих на атеросклероз. Хронічний дефіцит Мангану в організмі призводить до захворювання, що зветься червоний вовчак.

Токсичний вплив Мангану на організм людини. Отруєння можливе під час випадкового потрапляння в організм солей Мангану. Вдихання парів MnSO4, MnCl2 та вживання КМnО4 призводить до розладу кровообігу, ядухи, втрати свідомості. Смертельна доза для людини KMnO4 — 5 г. Під час хронічного отруєння Манганом у робітників розвивається пневмонія, розлади ЦНС, функції щитовидної залози, надниркових і статевих залоз.

В організм людини Манган надходить з питною водою (10-15 мкг) та їжею (2-9 мг) на добу. Присутній Манган в усіх органах. Місцями вибіркового накопичення Мангану є печінка, нирки, підшлункова залоза, вміст якого становить 1 мг/кг. Присутній Манган у малих концентраціях в мозку, а в більшій концентрації — у волоссі (близько 4 мг/кг) та в крові.

Виводиться Манган в основному через шлунково-кишковий тракт, в меншій кількості — через нирки.

Манган міститься в усіх продуктах харчування. У листках чаю його концентрація становить 780-930 мг/кг сухої маси; у грецьких горіхах — 7-20; у зернових — 2-100; у бобових — 0,36-32; у коренеплодах — 0,2-15; у буряках — 37 мг/кг сирої маси, у молоці — 6 мкг/100 г.

ФЕРУМ (Fe)— хімічний елемент VIII групи побічної підгрупи Періодичної системи Д. І. Менделєєва, макроелемент.

У природі Ферум — один з найпоширеніших елементів, що після Алюмінію займає друге місце серед металів, які містяться в земній корі (4,65 % за масою). Зустрічається частіше в сполуках. Головні мінерали: гематит (Fe2O), магнетит (Fe3O4), лімоніт (2Fe2O3∙3H2O), сидерит (FeCO3), пірит (FeS2). Вміст Феруму в природних водах становить 0,01—26 мг/л. Присутній Ферум у ґрунтах, звідки потрапляє в рослини, а з їжею та питною водою — в організм тварин і людини.

Антропогенними джерелами надходження Феруму в довкілля є стічні води металургійного, хімічного, нафтохімічного, фармацевтичного, текстильного виробництв та корозія.

Біологічна роль Феруму надзвичайно важлива, вона зумовлена здатністю Феруму утворювати різні комплексні сполуки з молекулярним киснем, азотом, Сульфуром та оксиген-, нітроген-, сульфур-, селено-вмісними лігандами, що виконують важливі функції в організмі. Феумвмісний білок гемоглобін транспортує О2 від легенів до тканин усіх органів. Ферум, який входить у порфіринові комплекси цитохромів, переносить електрони від флавінових ферментів до кисню повітря. В усіх випадках перенос електронів зумовлений періодичною зміною зарядів йонів Феруму:

Fe3++le-→Fe2+

Fe2+-le-→Fe3+

На шляху перенесення електронів від одного цитохрому до іншого відбувається синтез молекул АТФ, які виконують роль акумулятора в енергетичній системі організму. Така роль Феруму в тканинному диханні. Фізіологічний розпад еритроцитів, що містять Ферум, супроводжується щоденним звільненням 40—80 мг Феруму, який депонується в печінці та селезінці. У печінці, селезінці, кістковому мозку та слизовій оболонці кишечника міститься запасний тривалентний Ферум у вигляді сполуки, яка називається ферритином. При синтезі гемоглобіну тривалентний Ферум (Fe3+) переходить у двовалентний (Fe2+). Ферритин — металопротеїд, тобто ферумвмісний білок, який є головною резервною формою Феруму в організмі людини й витрачається на утворення гемоглобіну.

Міоглобін м'язової тканини, подібно до гемоглобіну, зв'язує невелику кількість кисню (в середньому 10—15% загальної його кількості), який потрапляє в організм. Особливо багато ферумвмісного міоглобіну в серцевому м'язі, оскільки навантаження на нього надзвичайно велике.

Комплексна сполука, що містить Ферум, входить до складу ферментів каталази й пероксидази. Ці ферменти в організмі людини прискорюють окисно-відновні процеси в 100 млн разів. Добова потреба у Ферумі дорослої людини становить 11-30 мг та значно зростає при інтенсивних м'язових навантаженнях, у жінок — під час вагітності та годуванні малят.

Знижений вміст Fe2+ в організмі спостерігається у 80 % всіх жінок дітородного віку та майже в 40 % вагітних. Причиною такого стану є втрата організмом жінки частини крові під час менструацій за забирання Феруму дитиною в лоні матері для побудови власного організму.

Якщо вміст Феруму в організмі різко зменшується, в людини з'являються втома, порушується концентрація уваги, послаблюється імунітет, виникають депресивні явища, з'являється сухість шкіри, крихкість нігтів, починає випадати волосся, тьмяніють губи. Нестача Феруму в продуктах харчування призводить до анемії.

Токсичний вплив Феруму. Небезпечними для дітей є ліки, які містять Ферум та ферум сульфат. У разі потрапляння в організм FeSO4 або чистого заліза (для дорослої людини 200-250 мг/кг) вражаються печінка, слизова оболонка кишково-шлункового тракту, можлива смерть. При хронічному отруєнні пилом заліза й ферум оксидом вражаються легені, слизова оболонка рота, зуби, бронхи. З віком можливе захворювання на онкологічні хвороби.

В організм людини Ферум надходить з водою та продуктами харчування. У тілі людини масою 70 кг міститься 4-7 г (0,0057-0,01 %) Феруму. Він всмоктується в шлунково-кишковому тракті у вигляді ферритину й транспортується кров'ю, де Fе2+ зв'язаний з (1-глобуліновою фракцією білків). Вміст Феруму в крові становить 40—68 мг%, у чоловіків на 3—7 мг% вищий. У плазмі вміст Феруму коливається від 60 до 175 мкг%; у печінці — 500-700 мг; у кістковому мозку — до 300 мг; у селезінці — 60—100 мг.

В основних продуктах харчування вміст Феруму становить (мкг/100 г їстівної частини): у рибі — 1 000; у м'ясі— 3 000; у молоці— 70; у хлібі— 4 000; у картоплі — 900; в овочах — 700; у фруктах — 600. Багато Феруму в часнику, цибулі, молодій кропиві, моркві, яблуках, винограді, сушених абрикосах.

КОБАЛЬТ (Co)— хімічний елемент VIII групи побічної підгрупи Періодичної системи Д. І. Менделєєва, мікроелемент.

У природі зустрічається лише в сполуках. Головними мінералами Кобальту є скуттерудит (CoAs3), саффлоріт ((Co,Fe)As2), кобальтин (CoAsS) та ін. У Світовому океані вміст Кобальту становить 0,03—0,05 мкг/л, у питній воді — 0,002—0,08 мг/л, у ґрунтах — 0,1—13,0 мг/кг. Присутній у рослинах, звідки потрапляє в організм тварин і людини.

Антропогенними джерелами надходження Кобальту в довкілля є викиди гірничо-металургійних комбінатів, пилові викиди цементного виробництва, спалювання кам'яного вугілля, вихлопні гази автомобільного транспорту.

Кобальт є життєво необхідним мікроелементом. Відомо лише один металовмісний вітамін — ціакобаламін. Синтез кобаламінових комплексів відбувається в кишечнику тварин і людини за участі бактерій. Кобаламінові комплекси, що синтезуються кишковими бактеріями, одержали загальну назву вітамін В12. Його антианемічна дія виявляються в мізерних кількостях, а тому він належить до числа найбільш біологічно активних речовин. За участі В12 відбувається синтез білків і нуклеїнових кислот. Вітамін В12 — це кровотворний вітамін, що містить 4,5% Со2+. З його участю відбувається дозрівання еритроцитів в кістковому мозку. За відсутності або нестачі Кобальту в організмі розвивається перніціозна анемія. Фізіологічна доза Со2+ сприяє збільшенню кількості еритроцитів на 90 %, гемоглобіну — на 73 % і загальної маси циркулюючої крові — на 53 %.

Вітамін В12 позитивно впливає на процеси росту й розвитку організму, на функціональний стан центральної нервової системи, виявляє ліпотропний ефект, виступаючи в ролі стимулятора синтезу холіну і метіоніну. Вітамін В12 стимулює функціональний стан залоз внутрішньої секреції. Відомо, що Кобальт вітаміну В12 стимулює відновні процеси у випадку різних травм, пошкодження периферійної нервової системи, спинного мозку, серцево-судинних захворювань, функції фолієвої кислоти (вітамін В6, В10, В11), активує фермент гептидазу, бере участь у перетворенні каротину на вітамін А, який відкладається в печінці. Цей вітамін знешкоджує нікотинову кислоту, переводячи її в метилнікотин, який виводиться з організму із сечею.

Токсичний вплив Кобальту. Вдихання парів сполук Кобальту викликає гостре отруєння, а саме болі в суглобах, сухий кашель, вражаються бронхи й легені. Пил кобальту і СоО призводить до паралічу й смерті. У робітників, зайнятих на виробництві кобальту, розвивається хронічне отруєння, наслідком якого є шлунково-кишкові захворювання, хвороби серцево-судинної та дихальної систем. Сполуки Кобальту спричиняють шкіряні висипи, екземи.

До організму людини Кобальт потрапляє з їжею та водою. Його вміст в організмі людини масою 70 кг становить 1,1—1,5 мг (0,0000015— 0,0000021 %). У печінці накопичується близько 0,05 мг/кг Кобальту, що входить до складу вітаміну В12, загальна кількість якого в печінці досягає 1,7 мг. Вміст Кобальту в тканинах становить 0,4 мкг/л; у сиворотці крові — 0,9—3,9 мкг/л; у крові — 0,04—0,07 мкг/л та залежить від місця проживання й статі. Рівень Со2+ у крові чоловіків вищий, у жінок дітородного періоду значно нижчий.

Вміст Кобальту в продуктах харчування (в мг/кг): у м'ясопродуктах — 0,04-0,06; у рибі — 0,01-0,3; у молоці коров'ячому — 0,004-0,02; в яйці курячому — 0,001; у хлібопродуктах — 0,01—0,06; у крупі, бобових — 0,012-0,24; у картоплі — 0,009-0,15; в овочах — 0,002-0,25; у зелені — 0,055; у фруктах — 0,008-0,04; в ягодах — 0,001-0,03; 100 г меду містить 1—27мкг Со2+.

Усього протягом доби в організм людини з їжею надходить 70 % (0,133 мг) Кобальту, з питною водою — 30 % (0,047 мг).

НІКОЛ (Ni)— хімічний елемент VIII групи побічної підгрупи Періодичної системи Д. І. Менделєєва, мікроелемент.

У природі існує в сполуках. Головні мінерали: петландит ((Fe,Ni)9 S8), полідіміт (Ni2S4), мілерит (NiS) та ін. Вміст Ніколу в ґрунтах становить 40 мкг/ г; у морській воді — 0,5 мкг/л; у річковій воді — 0,005 мг/л, у поверхневих та підземних водах — 0,01—0,001 мг/л. Нікол присутній в атмосфері, рослинах, тваринах та організмі людини.

Антропогенними джерелами надходження Ніколу у довкілля є аерозольні викиди промисловості: гірничорудної, кольорової, машинобудівної, металообробної, хімічної. Довкілля забруднюють Ніколом вихлопні гази автомобільного транспорту, теплоелектростанції, що спалюють вугілля й мазут, стічні побутові та промислові води. В оточуюче середовище постачають Нікол і курці. Одна цигарка містить 2,2—2,3 мкг Ніколу, 10-20 % якого виділяється з димом.

Нікол — необхідний мікроелемент, бо входить до складу багатьох ферментів. Ферменти, що містять Нікол, активізують реакції окислення білків, жирів, вуглеводів. При цьому виділяється енергія, необхідна для життєдіяльності організму. Недостача Ніколу в організмі призводить до сповільнення функцій печінкових ензимів, викликає збої у функціонуванні ендоплазматичних ретикулумів, призводить до порушень дихання в мітохондріях, зміни вмісту ліпідів у печінці. Нікол бере участь у регуляції метаболізму гема в печінці й нирках.

Нікол разом з Hg2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+, Se2+ та Со2+ належать до елементів, що найбільш токсично впливають на довкілля. Хронічне отруєння робітників нікелевого виробництва виявляється в головних болях, ядухах, втраті апетиту, у виникненні гіпертонії, гастриту, захворюванні легень, розвитку дерматитів та екземи. Нікол спричиняє ракові захворювання носоглотки та легенів. Солі Ніколу вражають шкіру, легені, серце, нирки.

В організм палія, який випалює 10 цигарок за день, потрапляє 0,004 мг Ніколу.

В організмі людини масою 70 кг знаходиться 5—13,5 мг (0,0000071— 0,0000192 %) Ніколу, близько 49 % якого міститься у м'язах, легенях, шкірі, печінці. Вміст Ніколу в організмі залежить від ряду факторів та віку людини й становить (мг/100 г): у печінці — 14,5—20,8; у кістковому мозку — 19,3-33,4; у селезінці — 17,9-23,5; у серці — 3,4-7,9; в аорті — 10,6—17,4; у нирках — 5,5—12,0; у крові — 2,9—7,0; у слині — 7—100; у сечі — 0,7—5,2 мкг/л; у поті — 10,8—18,7 мкг/г; у волоссі — 130-510 мкг/кг сухої маси.

Основна маса Ніколу виводиться через шлунково-кишковий тракт. В організм людини протягом доби надходить 0,3-0,6 мг Ніколу, головним чином з водою та їжею, з повітрям — 2—14 мкг.

Вміст Ніколу у продуктах харчування такий (в мг/кг): мука пшенична — 0,18; овочі — 0—30; фрукти — 0—0,34; м'ясо — 0—45; печінка — 0,1-0,5; яйце куряче — 0,02-0,03; молочні продукти — 0,03; какао — 0,98; горіхи — 5,1; чай — 8,0; морепродукти — 0,02-1,7; 100 г меду містить 0,003-0,8 мкг Ni2+.







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.