Тема 2. Биогенные s- и p- элементы, биологическая роль, применение в медицине

 

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Биогенные элементы это химические элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности клеток и тканей организма. Основу всех живых систем составляют шесть элементов-органогенов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера. Их содержание в организме достигает 97%. Физиологическая роль биогенных элементов определяется их физико-химическими свойствами, которые обусловлены положением элемента в периодической системе Д. И. Менделеева. s- и p-элементы – это элементы главных подгрупп І –VII групп периодической системы. Каждый период системы начинается двумя s-элементами, а шесть его последних элементов (кроме первого периода) – это p-элементы.

В организме человека в значительном количестве содержатся лёгкие s- и р-элементы. К незаменимым макроэлементам принадлежат s-элементы первого (Н) периода, а также s-элементы третьего (Na, Mg) и четвёртого (K, Ca) периодов. Их ионы входят в состав буферных систем организма, обеспечивают необходимое осмотическое давление, участвуют в образовании мембранных потенциалов, в передаче нервных импульсов (Na⁺, K⁺), структурообразовании (Mg²⁺, Ca²⁺). Другие s-элементы, бериллий и барий, обладают высокой токсичностью.

Среди p-элементов пять элементов второго (C, N, O) и третьего (P, S) периодов являются органогенами («элементами жизни»), составляющими основу всех биологически важных молекул. К биогенным элементам относятся хлор и йод, а бор, фтор, бром находятся в живых организмах в микроколичествах и являются примесными элементами. Соединения свинца и мышьяка обладают высокой токсичностью. В живом организме р- элементы входят в состав сложных органических макромолекул или ионов: OH^-, Cl^-, SO₄^2-, HCO₃^-, H₂PO₄^-, HPO₄^2-. Они составляют основу буферной системы крови, обеспечивают необходимое осмотическое давление, содержатся в желудочном соке и других биологических средах. Многие соединения s- и p-элементов представляют собой основу фармацевтических препаратов. Знание физико-химических свойств биогенных s- и р-элементов и их соединений необходимо для диагностики, профилактики и лечения болезней, вызванных избытком или недостатком этих элементов в организме.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ.

Уметь интерпретировать физико-химические свойства, биохимическую роль и медико-биологическое значение биогенных элементов IA – VIIA групп (s- и р-элементов) на основе электронного строения их атомов.

 

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ.

УМЕТЬ:

1. Интерпретировать общую характеристику и медико-биологическое значение биогенных элементов, исходя из электронного строения их атомов.

2. Интерпретировать физико-химические свойства биогенных s- и р-элементов ІА - VIIA групп на основе электронного строения их атомов и положения в периодической системе Д. И. Менделеева.

3. Интерпретировать биохимическую роль и медико-биологическое значение биогенных s- и р- элементов, исходя из их свойств и содержания в организме.

4. Трактовать аналитические реакции биогенных s- и р-элементов IA – VIIA групп.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1. Определение и классификация биогенных элементов. Общая характеристика биогенных элементов, исходя из электронного строения их атомов, содержание в организме и биохимическая роль.

2. Общая характеристика биогенных s- и р-элементов IA – VIIA групп:

- положение в периодической системе элементов Д. И. Менделеева;

- электронная конфигурация атомов элементов;

- характерные степени окисления;

- изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств в группах и периодах.

3. Биохимическая роль и медико-биологическое значение биогенных s-элементов (водород, литий, натрий, калий, магний, кальций).

4. Биохимическая роль и медико-биологическое значение биогенных р-элементов (углерод, азот, фосфор, кислород, сера, фтор, хлор, бром, йод, алюминий, мышьяк, бор).

5. Аналитические реакции открытия биологически активных ионов s- и р-элементов.

Основная литература.

1. Медицинская химия: учебник. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. – К.: Медицина, 2008. – С. 342-379.