Биологическая функция s- и p-элементов

На долю кислорода  приходится около 62% от массы тела человека. Кислород входит в состав белков, нуклеиновых  кислот и других жизненно важных органических и неорганических компонентов организма.

Окисление пищи является источником энергии, за счет которой  живет организм. Кислород доставляется гемоглобином крови, который способен образовывать непрочное соединение – оксигемоглобин. Окисленный   гемоглобин (оксигемоглобин) окисляет белки, жиры и углеводы (составные части пищи), образуя углекислый газ и воду и освобождая энергию, необходимую для жизнедеятельности. При повышенном давлении увеличивается содержание кислорода в крови человека. В барокамерах проводят сложные хирургические операции, лечат некоторые формы сердечной недостаточности, повреждений мозга, почек, мягких и костной тканей.

Выводится кислород из организма  через легкие и почки.

Основные  источники поступлений в организм:

- Воздух;

- Вода;

- Продукты растительного и животного происхождения.

Наиболее известные и используемые человеком соединения:

O₂ – кислород;

O₃ – озон.

 

В сутки организм человека получает с продуктами питания от 1800 г до 2600 г кислорода.

В сутки организм человека поступает с воздухом от 600 г до 920 г кислорода.

Уравнение фотосинтеза, в процессе которого образуется молекулярный кислород: 6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂.

 

Сера (Sulfur)

Роль в жизни животных и человека

В организме животного  содержится 0.25% серы (по весу). Простейшие планктонные радиолярии имеют минеральный скелет из сернокислого стронция, который, обеспечивает не только защиту, но и «парение» в толще воды.

В организме человека содержание серы составляет 400 - 700 миллионных долей от массы. Сера входит в состав белков и аминокислот, ферментов и витаминов. Особенно важна сера для синтеза белков кожи, ногтей и волос. Сера является составной частью активных веществ: витаминов и гормонов (например, инсулина). Она участвует в окислительно-восстановительных процессах, энергетическом метаболизме и в реакциях детоксикации, активирует ферменты.

При недостатке серы кожа подвержена воспалительным заболеваниям, наблюдается ломкость костей и выпадение волос.

Среди соединений серы особенно опасным считается сероводород  — газ, обладающий не только резким запахом, но и большой токсичностью. В чистом виде он убивает человека мгновенно. Опасность велика даже при незначительном (порядка 0.01%) содержании сероводорода в воздухе. Сероводород опасен тем, что он может накапливаться в организме, он соединяется с железом, входящим в состав гемоглобина, что может привести к тяжелейшему кислородному голоданию и смерти.

Основные  источники поступления в организм:

- Продукты растительного  происхождения: орехи, бобовые,  капуста, хрен, чеснок, тыква, инжир, крыжовник, слива, виноград.

- Продукты животного  происхождения: мясо, яйца, сыр, молоко.

Наиболее известные и используемые человекам соединения:

H₂S — сероводород;

Na₂S — сульфид натрия;

H₂SO₄ — серная кислота.

 

Сероводород H₂S – ядовитый зловонный газ, используется в химической промышленности, а так же как лечебное средство (сернистые ванны). Сера входит в состав лекарств, в том числе антибиотиков, которые способны подавлять активность многочисленных микробов. Мелкодисперсная сера – основа мазей, применяемых при лечении грибковых заболеваний кожи.

 

Селен (Seleniym)

Роль  в жизни животных и человека

В нашем организме  нет ни одного органа, где не встречался бы селен (от 0.01 до 1мг/кг). Главный его положительный эффект — противоопухолевая активность. Селен активирует ген р53, ответственный за окислительно-восстановительные реакции детоксикации в клетках, нейтрализующих свободные радикалы. Селен участвует обмене белков и нуклеиновых кислот, входит в состав ферментов и гормонов, участвует в реакциях иммунитета (в том числе в защите организма от вирусов гриппа, гепатита, герпеса, лихорадки Эбола), воспаления и регенерации. Селенсодержащие белки формируют костную и хрящевую ткани, поддерживают работу скелетных и гладких мышц. Селен участвует в формировании гормона щитовидной железы тироксина, стимулирует рост клеток поджелудочной железы. Потребность в селене для животных и человека составляет 50 - 100 мкг на 1 кг рациона. Накапливается селен прежде всего в почках, печени, костном мозге, сердечной мышце, поджелудочной железе, легких, коже и волосах. Селен содержится в сетчатке глаз: у человека — 7 мкг, у орла — 780 мкг. Он участвует в преобразовании световой энергии в энергию электрического потенциала сетчатки глаза, что является началом человеческого зрительного восприятия окружающего мира.

По данным ВОЗ, для  поддержания здоровья нужно совсем немного селена: мужчине — 70 мкг  в сутки, женщине – 55 мкг в сутки, ребенку – 1 мкг на 1 кг веса ребенка. Предельно допустимая доза препарата – 400 мкг в сутки.

Недостаток селена в  организме животных и человека вызывает те же изменения, что и недостаток недостаток витамина Е, приводит к тяжелым функциональным расстройствам. 

Избыток селена замедляет  окислительно-восстановительные реакции в организме, нарушает синтез аминокислоты метионина. У животных при этом выпадает шерсть, деформируются рога и копыта. У человека отмечается ломкость ногтей, аллопеция (очаговое выпадение волос), артрит, мышечные боли, ухудшение состояния кожи, гниение зубов, снижение функции печени и почек, проблемы с иммунитетом, нарушения в нервной системе.

Основные  источники поступления в организм:

- Продукты растительного происхождения: зелень, цельное зерно, кукуруза, бобовые, фрукты, маслины, кокосы, фисташки, кешью, оливковое масло;

- Продукты животного  происхождения: мясо, свиное сало;

- Оптимальное количество селена содержится в пивных дрожжах, чесноке и белых грибах.

Наиболее известные и используемые человеком соединения:

Na₂SeO₃ — селенит натрия; 

H₂Se — селеноводород; 

H₂SeO₄ — селеновая кислота;    

H₂SeO₃ — селенистая кислота.

 

В медицине широко применяются  соединения селена (селенит натрия Na₂SeO₃, обогащенные селеном дрожжи и др.) для лечения и профилактики многих заболеваний, поскольку селен является природным антиоксидантом. В дерматологии используют селенсодержащие шампуни, кремы, мыла и гели. Селен также оказывает лечебный эффект при гепатитах, панреатитах, заболеваниях уха, горла и носа. Общеизвестна роль селена в профилактике и лечении злокачественных образований. 

 

VIIA группа

Фтор (Fluorum)

Роль  в жизни животных и человека

В организме животных фтора содержится в среднем 0.0001 - 0.00001% по массе. Фтор необходим для развития живой клетки.

В организме человека, массой 70 кг содержание фтора 2600 мг. Соединения фтора входят в состав всех человеческих тканей. 99% всего количества фтора приходится на кости и зубную эмаль. В состав зубов животных и человека входит до 0.02% фтора, который 
поступает с питьевой водой. Обычно в тонне воды содержится до 0.2 мг фтора. Фтор необходим для нормального роста и развития, так как в организме он участвует во многих важных биохимических реакциях.

Нехватка фтора приводит к гниению зубов — кариесу. Большой избыток фтора в воде вызывает острое заболевание — флюороз (пятнистая эмаль). Работа с фтором опасна: малейшая неосторожность — и у человека разрушаются зубы, обезображиваются ногти, повышается хрупкость костей, кровеносные сосуды теряют эластичность и становятся ломкими. В результате — тяжелая болезнь или смерть.

Фторорганические соединения успешно применяют для лечения заболеваний щитовидной железы, диабета, бронхитов, ревматизма, глаукомы и раковых опухолей. Они также пригодны для профилактики и лечения маляриии служат хорошим средством против стрептококковых и стафиллококковых инфекций. Некоторые фторорганические препараты — надежные обезболивающие средства.

Основные  источники поступления в организм:

Питьевая вода.

Наиболее  известные и используемые человеком  соединения:

NaF – фторид натрия;

Ca₅(PO₄)₃А – фторапатит;

CaF₂ – флюорит, плавиковый шпат.

 

Суточное поступление фтора в организм с продуктами питание составляет 0.002 мг.

В медицине фторсодержащие препараты служат для лечения  гипофтороза, выпускаются в виде таблеток, лечебных пленок, лаков для  зубов.

 

Хлор (Chlorum)

Роль  в жизни животных и человека       

В организме животного  хлора содержится примерно от 0.08 до 0.2% (по массе). Отрицательно заряженные ионы хлора, преобладающие в организме животных, играют огромную роль в водно-солевом обмене. В условиях высокой солености, при содержании соли в воде не ниже 30%, обитают галофиты: радиолярии, рифообразующие кораллы, обитатели коралловых рифов и мангровых зарослей, большинство иглокожих, головоногие моллюски, многие ракообразные. Во внутриматериковых водоемах с соленостью от 24 - 100 до 300% обитают некоторые коловратки, рачок Artemia salina, личинка комара Aedes togoi и некоторые другие.

Мышечная ткань человека содержит 0.20 - 0.52% хлора, костная - 0.09%, в крови - 2.89 г/л. В организме взрослого человека 95 г хлора. Ежедневно с пищей человек получает 3 - 6 г хлора. Основная форма его поступления в организм — это хлорид натрия. Он стимулирует обмен веществ, рост волос, придает бодрость и силу. Хлор определяет физико-химические процессы в тканях организма. Он участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия в тканях (осморегуляция). Хлор — основное осмотически активное вещество крови, лимфы и других жидкостей тела.

Соляная кислота, которая  входит в состав желудочного сока, играет особую роль в пищеварении, обеспечивая активизацию фермента пепсина, и оказывает бактерицидное действие.

Присутствие в воздухе  около 0.0001% хлора раздражающе действует на слизистые оболочки. Постоянное пребывание в такой атмосфере может привести к заболеванию бронхов, резко ухудшается аппетит, кожа принимает зеленоватый оттенок. По существующим санитарным нормам содержание хлора в воздухе помещений не должно превышать 0.001 мг/л, т. е. 0.00003%. Содержание хлора в воздухе в количестве 0.1% вызывает острое отравление, первый признак которого — приступы сильнейшего кашля. При отравлении хлором необходим абсолютный покой, полезно вдыхать кислород или аммиак (нашатырный спирт), или пары спирта с эфиром.

  Основные источники поступления в организм:

  - Поваренная соль (хлорид натрия), все соленые продукты. Ежедневно человек должен потреблять около 20 г поваренной соли.

Рисунок 7 – Модель кристаллической  решетки хлорида натрия.

  Наиболее известные и используемые человеком соединения:

NaCl — хлорид натрия, поваренная соль;

НСl — хлороводородная кислота, соляная кислота;

HgCl₂ — хлорид ртути (II), сулема.

 

HgCl₂ – сулема – очень сильный яд. Разбавленные растворы ее (1:1000) используют в медицине как дезинфицирующее средство.

 

Бром (Bromum)

Роль  в жизни животных и для человека

Содержание брома в  организме животных составляет в среднем 0.001% по    
массе. Бром — постоянная составная часть различных тканей организма человека и животных. В тканях млекопитающих  содержится 0.1 - 0.7 мг брома. Много брома содержат представители класса рыб.

Значительно выше концентрация брома в человеческом организме: в гипофизе, почках, щитовидной железе. В организме взрослого человека содержится около 260 мг брома. Суточное поступление брома с продуктами питания составляет 7.5 мг. Соединения брома регулируют процессы возбуждения и торможение нервных импульсов, в этом заключается его целебное

действие. Для лечения  нервных болезней (бессонницы, истерии, неврастении и т. д.) врачи прописывают «бром» — бромсодержащие препараты: брометон, бромалин, бромурал и др. Ежегодно с морской водой в воздух переходит около 4 млн. тонн брома, так что очень полезно дышать морским воздухом. Бромид натрия активизирует некоторые ферменты, участвует в переваривании жиров и углеводов.

Накопление в организме  большого количества брома опасно, так как сам бром ядовит. Токсичная доза брома для человека 3 г, а летальная — более 35 г.

Основные  источники поступления в организм:

- Продукты растительного происхождения: морские водоросли, морская капуста, зеленые части растений, репа, порей зеленый, дыня, чеснок, спаржа, капуста, перец, картофель, лук, фасоль, щавель, виноград, клубника;

- Продукты животного происхождения: морская рыба.

Наиболее  известные и используемые человеком  соединения:

КВr — бромид калия;

AgBr — бромид серебра.

 

Суточное поступление брома в организм с продуктами питания составляет 7.5 мг.

В медицине соединения брома  используются, как хорошие успокаивающие средства применяют брометон, бромалин, бромурал. Последний используют как снотворное, а в больших дозах и для 
наркоза. Бромом модифицируют даже антибиотики. Также бромиды аммония и ксероформ — прекрасные антисептики. Основной областью применения бромидов является лечение истерии и неврастении.