Na, K, Li, Ca, Mg

Біогенні s – елементи. Біологічна роль та

Застосування у медицині.

Біогенні елементи – це елементи, які входять до складу живих організмів

та виконують певну роль (47 елементів).

 

Біогенні елементи

 

 

В.І.Вернадський

 

Макроелементи мікроелементи ультрамікроелементи

від 0,01% і більше 10^–5 – 10^–2 % менше 10^–5 Na,K,Ca,P,Cl,S,Mg I,Br,F,Fe,Mn,Co,Li,Se та ін. Au,Cr,Si,Ni,Ti та ін.

 

S – елементи – це елементи, у яких заповнюється s – підрівень в атомі:

Na, K, Li, Ca, Mg

Na

Na₁₁ 1s²2s²2p⁶3s¹ – хімічно дуже активний

Na⁺ 1s²2s²2p⁶3s⁰

 

Біологічна роль Na⁺:

· основний міжклітинний катіон – 90% всіх макроелементів міжклітинних рідин;

· підтримує водно–електролітний баланс;

· разом з К⁺ бере участь у створенні осмотичного тиску клітин;

· бере участь у затримці води в організмі (1г Na⁺ затримує 25г води);

· разом з К⁺ бере участь у створенні міжмембранного потенціалу та в проведенні нервового імпульсу;

· необхідний для нормальної збудливості м’язів та у формуванні коротко часової пам’яті.

Осмос – це однобічна дифузія речовини крізь напівпроникливу мембрану, що наближує систему до рівноваги, вирівнюючи концентрації по обидва

боки мембрани.

 

 

С₁ – концентрація розчину 1

С₂ – концентрація розчину 2

С₁ ‹ С₂

З часом С₁ = С₂ – осмос припиняється.

Осмотичний тиск – це сила, з якою молекули

речовини намагаються проникнути крізь мембрану в результаті дифузії (вимірюють осмометром):

 

p = CRT

 

p _крові = 740 – 780 кПа

С – концентрація розчину, моль/л

R = 8,31 Дж/моль∙К

Т – абсолютна температура, К°

p– осмотичний тиск, кПа

 

Медичне застосування сполук Na⁺:

· NaCl – 0,9 % розчин (ізотонічний або фізіологічний):

Ø при значних крововтратах внутришньовенно як замісник

плазми крові для підтримання осмотичного тиску та об’єму циркулюючої крові;

Ø при втратах рідини організмом внаслідок блювоти, проносу, опіків;

 

– 5 – 10 % розчин (гіпертонічний) – зовнішньо для

промивання гнійних ран.

 

· NaHCO₃ – питна сода:

Ø при підвищеній кислотності шлунку;

Ø відхаркуючий засіб;

Ø для полоскання носа, рота, промивання очей.

 

· NaBr – заспокійливий засіб.

 

· NaІ – при недостачі йоду в організмі (ендемічному зобі).

 

К

 

К₁₉ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ – хімічно дуже активний

К⁺ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s⁰

Біологічна роль K⁺:

· основний внутрішньоклітинний катіон;

· разом з Na⁺ бере участь у створенні осмотичного тиску клітин;

· разом з Na⁺ бере участь у створенні міжмембранного потенціалу та проведенні нервового імпульсу;

· бере участь у процесах збудження та проводимості в серцевому м’язі.

 

Робота K⁺/ Na⁺ насоса:

Рис. Будова Na⁺/К⁺ - насосу.

 

Ø Іони K⁺ легко входять в клітину.

Ø Іони Na⁺ одночасно виходять з клітини проти градієнта концентрації

(активний транспорт з витратою енергії АТФ).

Ø K⁺/ Na⁺ насос бере участь в передачі нервового імпульсу.

 

Медичне застосування сполук K⁺:

· KCL – при гіпокаліємії внаслідок прийому діуретиків;

– антиаритмічний засіб;

– для приготування сольових розчинів – плазмозамінників при

втратах рідини.

 

· KBr – заспокійливий засіб.

 

· КІ – при недостачі йоду в організмі (ендемічному зобі).

 

Li

 

 

Li₃ 1s²2s¹

Li⁺ 1s²2s⁰

 

 

Біологічна роль Li⁺:

· Впливає на обмін речовин в нервовій тканині, пригнічуючи поглинання кисню в корі головного мозку та збільшуючи в підкоркових зонах.

· Знижує артеріальний тиск.

· Пригнічує збудження та агресивність при психічних захворюваннях.

 

Медичне застосування сполук Li⁺:

· Li₂CO₃ – для профілактики та лікування деяких нервово–психічних

захворювань.

Ca

 

Ca₂₀ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

Ca²⁺ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s⁰

 

Біологічна роль Ca²⁺:

· Входить до складу кісткової тканини (97% Ca) у вигляді гідроксиапатиту Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂↓.

„кальциостат” (розчинні солі Ca2+)     Ca10(PO4)6(OH)2↓

лимонна

кислота

кісткова

тканина

 

 

· Входить до складу зубів та зубної емалі (37,5% Ca).

· Бере участь у згортанні крові.

· Бере участь в роботі м’язової тканини (кальцієвий насос).

· Підвищення рівня кальцію сприяє втраті води.

 

Регуляція обміну Ca²⁺ – нейрогуморальна: гормони

Ø паратгормон (паращитоподібна залоза);

Ø кальцитоцин (щитоподібна залоза);

Ø глюкокортикоїди (надниркові залози);

Ø паротин (навколо вушна залоза);

Ø вітамін D.

 

 

Медичне застосування сполук Ca²⁺:

· CaCl₂ – при алергічних захворюваннях (знімає набряки, запалення);

– кровоспинний засіб;

– знімає спазми серцево–судинної системи;

– при переломах кісток;

– при недостачі кальцію в організмі.

 

· кальцій лактат – дія, як препаратів Ca²⁺

· кальцій глюконат

Mg

 

 

Mg₁₂ 1s²2s²2p⁶3s²

Mg²⁺ 1s²2s²2p⁶3s⁰

 

Біологічна роль Mg ²⁺:

· у вигляді фосфатів входить до складу кісткової тканини (50% Mg);

· входить до складу багатьох ферментів (наприклад, АТФази м’язів), а також ферментів, що каналізують біосинтез білка;

· входить до складу системи пропердину, яка захищає від інфекційних хвороб;

· пригнічує всмоктування Ca²⁺ (заміщує його);

· бере участь в редуплікації ДНК;

· затримує Р в організмі;

· сприяє виділенню жовчі, стимулює перистальтику кишок, знижує рівень холестерину.

 

Медичне застосування сполук Mg ²⁺:

· солі магнію використовують для гальмування нервової системи (в великих дозах – наркоз);

· при гіпертонічній хвороб;.

· при епілепсії, атеросклерозі;

· як послаблюючий засіб.