Химико-биологическое значение неорганических веществ

 

Химические элементы в организме человека и их роль

Вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека в больших количествах называются макроэлементами. Они составляют примерно 98 % всех минеральных веществ клетки. К макроэлементам относятся магний, алюминий, калий, кальций, натрий, железо, кислород, углерод, азот, водород, сера и фосфор. От 0,1 % до 2 % всех минеральных веществ клетки составляют микроэлементы. Микроэлементы: медь, цинк, молибден, кобальт, ванадий, хлор, бор, йод. Ультрамикроэлементы составляют около 0,01 % минеральных веществ клетки. Цезий, радий, бериллий, серебро, золото и ртуть относятся к ультрамикроэлементам.

Ионы натрия и калия обеспечивают проницаемость клеточных мембран для различных веществ, образование электрического заряда на мембранах нервных клеток, т. е. способность нервных клеток проводить импульс. Также эти ионы регулируют кровяное давление организма. При недостатке калия наблюдается повышенная кислотность желудка, аритмия сердечных сокращений. При дефиците натрия нарушается усвоение углеводов, возникает повышенное тромбообразование.

Катионы кальция обеспечивают нормальную свёртываемость крови, устойчивость организма к внешним неблагоприятным факторам, участвуют в передаче нервно-мышечного импульса. Кальций является основным элементом строения костей и зубов, регулирует состояние кожи, волос и ногтей, снимает спазмы сосудов. При дефиците кальция происходит замедление роста скелета, развитие атеросклероза, артрозов, остеохондрозов, гипертонии.

Катионы магния участвуют в процессах образования фибрина, то есть обеспечивают нормальную свёртываемость крови. Также магний нормализует работу мочевого пузыря и репродуктивных органов. Достаточное количество магния в организме предупреждает развитие сахарного диабета.

Функции цинка в организме: поддержание иммунитета, гормональная регуляция, участие в делении и росте клеток, обмене веществ. Также цинк необходим для нормального хода беременности и развития плода. При его недостатке возрастает риск выкидыша или рождения недоношенного ребёнка, ребенок может родиться с патологиями.

Железо входит в состав белка гемоглобина. Медь входит в состав окислительных ферментов, стимулирует кроветворение. Кобальт входит в состав витамина В12.

Золото нейтрализует различные виды болезнетворных бактерий, улучшает сердечно-сосудистую деятельность и стабилизирует иммунные процессы. Серебро уничтожает различные бактерии, снижает воспаление и ускоряет заживление ран.

Ртуть при попадании в микродозах в организм человека стимулирует выработку иммуноглобулинов, поддерживает на необходимом уровне содержание в организме Т-лимфоцитов, способных убивать раковые клетки. Но в больших дозах ртуть смертельно опасна для человека.

Сера является одним из главных химических элементов для живого организма, важнейшей составной частью белка, компонентом некоторых аминокислот. При её недостатке кожа значительно ухудшается и начинается раннее старение организма, волосы начинают выпадать и ломаться. Сера участвует в росте хрящевой и костной тканей, нейтрализует токсичные вещества.

Основная биологическая роль фосфора заключается в укреплении зубов и костной ткани. Также фосфор способствует делению клеток и участвует в регуляции нервной системы, значительно улучшает метаболизм, является источником энергии и регулирует кислотно-щелочной баланс.

Йод служит компонентом гормонов щитовидной железы и необходим для их синтеза. Также йод принимает участие в нервно-психическом развитии, регулирует белковый и жировой обмен, обмен энергии. Аналогично сере, при недостатке йода, начинается выпадение волос, снижается работоспособность человека.

Бром оказывает влияние на центральную нервную систему, эндокринную систему, участвует в работе желудочно-кишечного тракта. Также бром оказывает влияние на функции половых желез. При недостатке брома у людей начинаются серьезные проблемы со здоровьем: анемия, замедление роста, депрессия, снижение аппетита.

Углерод — основа жизни на Земле. Углерод участвует во всех процессах в организме и проявляется во всем живом. Служит для организма человека источником энергии. Углекислый газ (CO₂) или углекислота участвует регуляция дыхания. При недостатке углерода становится труднее дышать, появляется тошнота, снижается активность, повышается утомляемость.

Применение неорганических веществ в медицине

В медицине популярны методы металлотерапии. Золото и серебро обладают антибактериальными и противовоспалительными свойствами. Препараты с добавлением железа употребляют при анемии. Аристотель называл медь прекрасным средством от отёчности, синяков и ушибов. Магний применяют в лечении язвы желудка. Соли лития применяют для лечения заболеваний, связанных с отложением солей в организме(подагры). Сульфат цинка (ZnSO₄) применяют как вяжущее и антисептическое средство. 0,9 % раствор NaCl (более известный как физраствор) применяют для ингаляций, промываний слизистых оболочек, растворения медикаментозных препаратов, а также для восстановления водно-солевого баланса организма. Гипс (CaSO₄×2H₂O) применяют в травматологии. Металлы применяют для изготовления медицинских инструментов, приборов. Также металлы используются в протезировании. Например, из титана изготавливаются искусственные суставы, различные фиксаторы и даже клапаны сердца.

Неметаллы нашли широкое применение в медицинских препаратах. Соли серы (MgSO₄, Na₂SO₄) применяются, как слабительные средства. Водород используют для приготовления перекиси водорода (H₂O₂) в виде трехпроцентного раствора. Углерод используют для изготовления различных имплантов и для получения «Активированного угля». При обморочных состояниях используют нашатырный спирт (NH₄OH). Соединения брома используют в качестве успокоительного средства. Йод широко применяют для обработки ран. Фосфор используют для лечения заболеваний печени, сердца, желудка, применяют в стоматологии. Также неметаллы входят в состав многих витаминов.

Таким образом, неорганические вещества играют огромную роль для здоровой и полноценной жизни человека. Недостаток одних веществ и избыток других ведет к заболеваниям. Для предотвращения недостатка необходимых для организма элементов необходимо принимать витаминные комплексы, назначенные врачом.

 

Литература:

 

1.      Дерябина Н. Е. Минисправочник по химии для решения качественных задач [Текст] / Н. Е. Дерябина — М.: Центрхимпресс, 2016 — С. 4, 8.
2.      Естественно-научный образовательный портал. URL: http://www.en.edu.ru/ (дата обращения: 22.03.2018).
3.      Лидин Р. А., Аликбекова Л. Ю. Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы [Текст] / Р. А. Лидин, Л. Ю. Аликбекова. — М.: АСТ ПРЕСС ШКОЛА, 2006. — 512 с.
4.      Химические наука и образование в России. URL: http://www.chem.msu.su/rus/ (дата обращения: 22.03.2018).
5.      Энциклопедия для детей. Химия. Том 17. [Текст] / ред. М. Д. Аксёнова, И. А. Леенсон, С. С. Мартынова и др. — М.: Мир энциклопедий, Аванта+, АСТ, 2013. — 656 с.