Biopierwiastki

background image

Składniki

Składniki

bionieorganiczne

bionieorganiczne

organizmu

organizmu

Zakład Analizy Leków

Zakład Analizy Leków

background image

2

2

Makropierwiastki

stanowią ok. 99,4% masy ciała

należą do nich tlen, węgiel, wodór, azot, wapń, sód,

potas, chlor, siarka i magnez

tlen, węgiel i wodór – dostarczane są w diecie,

związane w białkach, tłuszczach i węglowodanach

zapotrzebowanie na pozostałe makropierwiastki

wynosi więcej niż 100 mg w ciągu doby

Mikropierwiastki

występują w niewielkich stężeniach (g/g, ng/g tkanki)

zapotrzebowanie na mikropierwiastki wynosi mniej

niż 100 mg w ciągu doby

background image

3

3

Mikropierwiastki

Mikropierwiastki

pierwiastki istotne (niezbędne):

żelazo, cynk, miedź,

jod, mangan, molibden, kobalt, selen, chrom, fluor

przypuszczalnie istotne

: nikiel, cyna, wanad, krzem

nieistotne

: glin, bor, german, kadm, aresen,

antymon, bizmut, ołów, rtęć, rubid, srebro, tytan

Pierwiastki śladowe

– niezbędne dla organizmu,

niedobór spowodowany niedostatecznym dostarczaniem

z dietą, prowadzi do zaburzeń funkcjonowania organizmu;

podawanie pierwiastków w dawce fizjologicznej

zapobiega im lub je usuwa

background image

4

4

Mikropierwiastki

Mikropierwiastki

Istotne pierwiastki mogą wchodzić w skład:

Istotne pierwiastki mogą wchodzić w skład:

enzymów –

enzymów –

Cu – dysmutaza ponadtlenkowa, oksydazy

Cu – dysmutaza ponadtlenkowa, oksydazy

aminowe

aminowe

Zn – anhydraza węglanowa

Zn – anhydraza węglanowa

Mn – arginaza, glikozylotransferaza

Mn – arginaza, glikozylotransferaza

Se – peroksydaza glutationowa

Se – peroksydaza glutationowa

hormonów

hormonów

- I - trijodotyronina

- I - trijodotyronina

witaminy B12

witaminy B12

- kobalt

- kobalt

metaloprotein

metaloprotein

Fe w hemoglobinie i mioglobinie

Fe w hemoglobinie i mioglobinie

Cu w ceruloplazminie

Cu w ceruloplazminie

background image

5

5

Specyficzność działania

Specyficzność działania

pierwiastków śladowych

pierwiastków śladowych

Działanie pierwiastków śladowych

Działanie pierwiastków śladowych

in vivo

in vivo

jest całkowicie

jest całkowicie

specyficzne.

specyficzne.

Niedobór pierwiastka może być usunięty tylko przez ten sam

Niedobór pierwiastka może być usunięty tylko przez ten sam

pierwiastek.

pierwiastek.

Specyficzność wynika z właściwości:

Specyficzność wynika z właściwości:

wartościowość,

wartościowość,

potencjał redox,

potencjał redox,

promień jonowy,

promień jonowy,

liczba koordynacyjna,

liczba koordynacyjna,

geometria koordynacji

geometria koordynacji

powinowactwo do ligandu

powinowactwo do ligandu

W warunkach

W warunkach

in vitro

in vitro

specyficzność ta jest zdecydowanie

specyficzność ta jest zdecydowanie

mniejsza.

mniejsza.

background image

6

6

Wchłanianie i przenoszenie

Wchłanianie i przenoszenie

pierwiastków śladowych w

pierwiastków śladowych w

ustroju

ustroju

Wchłanianie pierwiastków odbywa się z udziałem

Wchłanianie pierwiastków odbywa się z udziałem

specyficznych białek transportowych

specyficznych białek transportowych

albuminy

albuminy

– Cr, Cu, Mn, Se, Zn

– Cr, Cu, Mn, Se, Zn

globuliny

globuliny

transkobalamina – Co

transkobalamina – Co

transferyna – Cr, Fe, Mn

transferyna – Cr, Fe, Mn

ceruloplazmina – Cu

ceruloplazmina – Cu





2

2

-makroglobulina – Mn, Zn

-makroglobulina – Mn, Zn

aminokwasy

aminokwasy

– Cu, Se

– Cu, Se

background image

7

7

Wchłanianie i przenoszenie

Wchłanianie i przenoszenie

pierwiastków śladowych w

pierwiastków śladowych w

ustroju

ustroju

Wchłanianie w przewodzie pokarmowym zależy od:

Wchłanianie w przewodzie pokarmowym zależy od:

związków chelatujących -

fitany, szczawiany

białka

włóknika

tłuszczy

Wydalanie pierwiastków

mocz –

Co (++), Cr (++), Mo (+), Se (+), Zn (+)

żółć –

Cu (++), Mn (++), Mo (+), Se (+), Zn (++)

sok trzustkowy –

Zn (++)

pot

– Zn (+)

martwe komórki śluzowe -

Fe (+)

background image

8

8

Funkcje jonów metali

Funkcje jonów metali

w organizmach żywych -

w organizmach żywych -

katalityczna

katalityczna

Metaloenzymy

Metaloenzymy

określona ilość jonów metalu

określona ilość jonów metalu

silnie

silnie

związanych z

związanych z

apoenzymem

apoenzymem

jon metalu nie zmienia stopnia utlenienia w czasie katalizowanej

jon metalu nie zmienia stopnia utlenienia w czasie katalizowanej

reakcji

reakcji

Zn

Zn

+2

+2

, Mn

, Mn

+2

+2

, Ni

, Ni

+2

+2

, Mg

, Mg

+2

+2

, Cu

, Cu

+2

+2

- w reakcjach hydrolizy,

- w reakcjach hydrolizy,

dekarboksylacji, transaminacji

dekarboksylacji, transaminacji

jon metalu ulega procesom redox

jon metalu ulega procesom redox

Cu

Cu

+/2+

+/2+

i Fe

i Fe

+2/+3

+2/+3

- w cytochromach

- w cytochromach

Enzymy aktywowane przez jony metali

Enzymy aktywowane przez jony metali

wiązanie między jonem metalu a apoenzymem jest

wiązanie między jonem metalu a apoenzymem jest

słabe

słabe

background image

9

9

Funkcje jonów metali

Funkcje jonów metali

w organizmach żywych

w organizmach żywych

Strukturalna –

Strukturalna –

jony wapnia

jony wapnia

hydroksyapatyt:

hydroksyapatyt:

Ca

Ca

10

10

(PO

(PO

4

4

)

)

6

6

(OH)

(OH)

2

2

[ 3 Ca

[ 3 Ca

3

3

(PO

(PO

4

4

)

)

2

2

.

.

Ca(OH)

Ca(OH)

2

2

]

]

Przekazywanie sygnałów

Przekazywanie sygnałów

hormonalnych

hormonalnych

-

jony wapnia

: śródkomórkowy przekaźnik w mechanizmie

działania hormonów, np. wazopresyny

-

jod stanowi

integralną część trijodotyroniny i tyroksyny

(hormonów tarczycy)

background image

10

10

Funkcje jonów metali

Funkcje jonów metali

w organizmach żywych

w organizmach żywych

Udział w obronie antyoksydacyjnej

Udział w obronie antyoksydacyjnej

dysmutaza ponadtlenkowa

dysmutaza ponadtlenkowa

katalaza

katalaza

peroksydaza glutationowa

peroksydaza glutationowa

Udział w strukturze leków

Udział w strukturze leków

cis-platyna

tiojabłczan złota

background image

11

11

Grupa 1 - litowce

Grupa 1 - litowce

Litowce: lit(Li), sód(Na), potas(K), rubid(Rb), cez(Cs),

Litowce: lit(Li), sód(Na), potas(K), rubid(Rb), cez(Cs),

frans(Fr)

frans(Fr)

Mają jeden elektron walencyjny zajmujący w stanie podstawowym

Mają jeden elektron walencyjny zajmujący w stanie podstawowym

orbital ns

orbital ns

1

1

(dla litu n=2, dla sodu n=3, itd.), który jest łatwo

(dla litu n=2, dla sodu n=3, itd.), który jest łatwo

oddawany przez pierwiastki a atomy przechodzą w jony

oddawany przez pierwiastki a atomy przechodzą w jony

jednododatnie. Wszystkie litowce są metalami. Niskie potencjały

jednododatnie. Wszystkie litowce są metalami. Niskie potencjały

jonizacyjne litowców powodują iż metale te są silnymi reduktorami.

jonizacyjne litowców powodują iż metale te są silnymi reduktorami.

Występowanie

Występowanie

:

:

Sód i potas są dość powszechnymi składnikami

Sód i potas są dość powszechnymi składnikami

litosfery (po ok. 2,5%); występują w postaci związków najczęściej

litosfery (po ok. 2,5%); występują w postaci związków najczęściej

jako chlorki, siarczany, węglany, itd.

jako chlorki, siarczany, węglany, itd.

Właściwości chemiczne

Właściwości chemiczne

:

:

Litowce, jak również ich tlenki, łatwo reagują z wodą tworząc

Litowce, jak również ich tlenki, łatwo reagują z wodą tworząc

mocne zasady (NaOH i KOH).

mocne zasady (NaOH i KOH).

Podczas spalania litowców w powietrzu lub tlenie tworzą tlenki, a

Podczas spalania litowców w powietrzu lub tlenie tworzą tlenki, a

także nadtlenki i ponadtlenki.

także nadtlenki i ponadtlenki.

Litowce reagują bezpośrednio z fosforem, arsenem i antymonem,

Litowce reagują bezpośrednio z fosforem, arsenem i antymonem,

tworząc związki typu Me

tworząc związki typu Me

3

3

X.

X.

Rola:

Rola:

NaOH i KOH (chemia), NaCl i NaHCO

NaOH i KOH (chemia), NaCl i NaHCO

3

3

(przemysł spożywczy i farmacja),

(przemysł spożywczy i farmacja),

NaNO

NaNO

3

3

i KNO

i KNO

3

3

(do prod. nawozów).

(do prod. nawozów).

background image

12

12

Lit (Li)

Lit występuje we wszystkich tkankach . Lit podlega koncentracji w emalii

zębów i przypuszczalnie zapobiega próchnicy. Nagromadza się on też w

nerkch i trzustce oraz w innych organach miąższowych, a jego stężenie w

surowicy jest wskaźnikiem niedoboru.

Własności

Sole litu są stosowane w leczeniu depresji. W czasie leczenia należy utrzymać

stężenie litu we krwi w terapeutycznych granicach 0,6 -1,5 mmol/l. Stężenie

toksyczne wynosi ponad 2 mmol/l.

Działanie toksyczne

Objawy toksyczne mogą dotyczyć wielu narządów: układu nerwowego -

drżenie mięśni, zmiany w EEG, nerwu wzrokowego, niezborność, zawroty

głowy, układu pokarmowego - nudności, wymioty, biegunka, obrzęk

ślinianek, bóle brzucha, śliniotok, wzdęcia brzucha) układu moczowego -

cukromocz, białkomocz, skóry - trądzik, suchość, wypadanie włosów,

owrzodzenia, obrzęki), układu endokrynnego - nadczynność gruczołów

przytarczycznych, impotencja), układu krwiotwórczego - zwiększona

leukocytoza.

background image

13

13

Brak

Zmniejszenie stężenia litu powodują ; mocznik,
pochodne ksantyny, środki alkalizujące. Brak litu
w organizmach ssaków zakłóca metabolizm
białek i osłabia reprodukcję.

Nadmiar

Podwyższenie zawartość litu w wodzie pitnej
(twardej) może wpływać korzystnie na układ
krążenia, a zwłaszcza przeciwdziałać chorobie
wieńcowej.

Dawka

W organizmie człowieka jest obecna zaledwie
jedna tysięczna grama litu, a dzienne
zapotrzebowanie na ten pierwiastek nie
przekracza jednej dziesięciotysięcznej grama.
Twarda woda zawiera zawsze dużo litu Preparaty
litu stosowane są w chorobach psychicznych i
układu krążenia.

background image

14

14

Potas

Potas

Główny kation płynu śródkomórkowego

Główny kation płynu śródkomórkowego

Udział w czynności nerwów, mięśni i ATP-azy

Udział w czynności nerwów, mięśni i ATP-azy

Metabolizm – regulowany przez aldosteron

Metabolizm – regulowany przez aldosteron

Wchłanianie wymaga białek transportowych

Wchłanianie wymaga białek transportowych

Transport i magazynowanie składników

Transport i magazynowanie składników

mineralnych wymaga swoistych białek.

mineralnych wymaga swoistych białek.

Wydalany jest z kałem (nie wchłonięte składniki

Wydalany jest z kałem (nie wchłonięte składniki

pokarmowe), moczem, potem lub żółcią.

pokarmowe), moczem, potem lub żółcią.

background image

15

15

Potas (K)

Sód i potas sterują całą gospodarką elektrolitów i mają wpływ

na równowagę kwasowo-zasadową organizmu, odgrywają

główną rolę przy przewodzeniu bodźców we wszystkich

komórkach nerwowych. Potas bierze udział w regulacji

czynności serca i funkcji nerek.

Własności

Potas jest jonem wewnątrzkomórkowym, wpływającym na

prawidłowe utrzymanie gospodarki wodno-elektrolitowej

organizmu. Jest niezbędny do syntezy białek, bierze także

udział w metabolizmie węglowodanów. Wpływa na prawidłowe

funkcjonowanie układu nerwowego i mięśniowego. Ogrywa

zasadniczą rolę przy aktywności mięśnia sercowego.

Wewnątrzkomórkowe stężenie potasu spełnia wiele

metabolicznie ważnych funkcji, łącznie z biosyntezą białek.

Potas i sód odgrywają główna rolę przy przewodzeniu bodźców

we wszystkich komórkach nerwowych. Od potasu zależy:

dotlenienie mózgu, działanie mięśni, funkcjonowanie i

zaopatrzenie komórek, funkcjonowanie nerek, gospodarka

wodna organizmu, prawidłowa czynność serca, przemiana

węglowodanowa. Potas jest wyjątkowo ważny przy skurczach

włókien mięśniowych, syntezie białek, glikogenu oraz

przemianach glukozy.

background image

16

16

Grupa 2 - berylowce

Grupa 2 - berylowce

Berylowce: beryl (Be), magnez (Mg), wapń (Ca), stront (Sr),

Berylowce: beryl (Be), magnez (Mg), wapń (Ca), stront (Sr),

bar (Ba), rad (Ra)

bar (Ba), rad (Ra)

.

.

W stanie podstawowym wykazują konfigurację elektronów

W stanie podstawowym wykazują konfigurację elektronów

walencyjnych ns

walencyjnych ns

2

2

. Z powodu mniejszych promieni od litowców,

. Z powodu mniejszych promieni od litowców,

berylowce posiadają nieco większą gęstość, twardość, mniejszą

berylowce posiadają nieco większą gęstość, twardość, mniejszą

lotność i wyższe potencjały jonizacyjne

lotność i wyższe potencjały jonizacyjne

Występowanie:

Występowanie:

Metale 2 grupy spotykane są w przyrodzie praktycznie wyłącznie w

Metale 2 grupy spotykane są w przyrodzie praktycznie wyłącznie w

związkach na drugim stopniu utlenienia, głównie jako dwudodatnie

związkach na drugim stopniu utlenienia, głównie jako dwudodatnie

jony.

jony.

Właściwości chemiczne:

Właściwości chemiczne:

Spalone w powietrzu lub w tlenie tworzą odpowiednie tlenki. Wapń,

Spalone w powietrzu lub w tlenie tworzą odpowiednie tlenki. Wapń,

stront i bar reagują już z zimną wodą, wydzielając z niej wodór.

stront i bar reagują już z zimną wodą, wydzielając z niej wodór.

Berylowce z wyjątkiem berylu, ogrzewane z węglem tworzą węgliki

Berylowce z wyjątkiem berylu, ogrzewane z węglem tworzą węgliki

MeC

MeC

2

2

. Najbardziej znanym jest CaC

. Najbardziej znanym jest CaC

2

2

(karbid), z którego otrzymuje

(karbid), z którego otrzymuje

się acetylen.

się acetylen.

Rola:

Rola:

Ca – w budownictwie,

Ca – w budownictwie,

Be, Mg – do produkcji stopów,

Be, Mg – do produkcji stopów,

Mg jest składnikiem chlorofilu.

Mg jest składnikiem chlorofilu.

background image

17

17

Występowanie

Magnez jest jednym z najpospolitszych pierwiastków, występuje w skorupie ziemskiej w
ilości 2,74% pod postacią minerałów: dolomitu, magnezytu, kizerytu,

biszofitu

,

karnalitu

,

kainitu

i

szenitu

. W wodzie morskiej występuje w ilości około 1200 ppm, w

postaci roztworu soli Mg2+.
Produkty spożywcze, będące najlepszymi źródłami magnezu (w 100g produktu):
pestki

dyni

- 520 mg

kakao

gorzkie - 420 mg

koper

- 377 mg

natka

pietruszki

- 291 mg

migdały

- 257 mg

soja

- 250 mg

kasza gryczana

- 218 mg

orzechy - 130-190 mg

fasola

biała - 169 mg

jabłka

ze skórką - 104 mg

czekolada

background image

18

18

Magnez (Mg)

Magnez (Mg)

Potrzebny do syntezy białek, odgrywa bardzo ważną rolę przy skurczach

Potrzebny do syntezy białek, odgrywa bardzo ważną rolę przy skurczach

mięśni, chroni naczynia włosowate mięśni przed zniszczeniem, bierze udział

mięśni, chroni naczynia włosowate mięśni przed zniszczeniem, bierze udział

w syntezie znacznej ilości enzymów, odgrywa kluczową rolę w

w syntezie znacznej ilości enzymów, odgrywa kluczową rolę w

biochemicznych przemianach energetycznych cukru we krwi.

biochemicznych przemianach energetycznych cukru we krwi.

Własności

Własności

Magnez bierze udział w różnych procesach metabolicznych. Odgrywa ważną

Magnez bierze udział w różnych procesach metabolicznych. Odgrywa ważną

rolę w procesie skurczu mięśni (w tym mięśnia sercowego), - utrzymuje

rolę w procesie skurczu mięśni (w tym mięśnia sercowego), - utrzymuje

normalny rytm serca. wpływa na pobudliwość nerwowo-mięśniową

normalny rytm serca. wpływa na pobudliwość nerwowo-mięśniową

(antagonista wapnia). Wpływa także korzystnie na proces krzepnięcia krwi -

(antagonista wapnia). Wpływa także korzystnie na proces krzepnięcia krwi -

jest stabilizatorem płytek krwi i fibrynogenu. Stymuluje mechanizmy obronne

jest stabilizatorem płytek krwi i fibrynogenu. Stymuluje mechanizmy obronne

organizmu, wpływa na prawidłowy rozwój układu kostnego, a także wywiera

organizmu, wpływa na prawidłowy rozwój układu kostnego, a także wywiera

działanie uspokajające. Magnez jest makroelementem niezbędnym do

działanie uspokajające. Magnez jest makroelementem niezbędnym do

prawidłowego funkcjonowania komórek; Witamina B6 (pirydoksyna) zwiększa

prawidłowego funkcjonowania komórek; Witamina B6 (pirydoksyna) zwiększa

syntezę GABA, który pełni funkcję neuroprzekaźnika w organizmie, ale

syntezę GABA, który pełni funkcję neuroprzekaźnika w organizmie, ale

ułatwia wchłanianie magnezu z przewodu pokarmowego. Dzięki

ułatwia wchłanianie magnezu z przewodu pokarmowego. Dzięki

synergicznemu działaniu obu składników preparat usuwa stany niepokoju o

synergicznemu działaniu obu składników preparat usuwa stany niepokoju o

podłożu psychicznym lub somatycznym, nie upośledzając zdolności uczenia

podłożu psychicznym lub somatycznym, nie upośledzając zdolności uczenia

się i koncentracji. Zapobiega także stresom, bólom i zawrotom głowy. Magnez

się i koncentracji. Zapobiega także stresom, bólom i zawrotom głowy. Magnez

jest konieczny dla właściwego metabolizmu wapnia i witaminy C Magnez

jest konieczny dla właściwego metabolizmu wapnia i witaminy C Magnez

wywiera wpływ na metabolizm sodu, potasu, i wapnia. Magnez potrzebny jest

wywiera wpływ na metabolizm sodu, potasu, i wapnia. Magnez potrzebny jest

do syntezy białek, chroni naczynia włosowate mięśni przed uszkodzeniem,

do syntezy białek, chroni naczynia włosowate mięśni przed uszkodzeniem,

bierze udział w syntezie znacznej ilości enzymów, odgrywa kluczową rolę w

bierze udział w syntezie znacznej ilości enzymów, odgrywa kluczową rolę w

biochemicznych przemianach energetycznych cukru we krwi. Wymienione

biochemicznych przemianach energetycznych cukru we krwi. Wymienione

procesy podlegają zaburzeniom przy niedoborze magnezu, który jest

procesy podlegają zaburzeniom przy niedoborze magnezu, który jest

przyczyna także innych dysfunkcji metabolicznych w organizmie, głównie w

przyczyna także innych dysfunkcji metabolicznych w organizmie, głównie w

komórkach mięśni gładkich i mięśnia sercowego. Magnez spełnia rolę w

komórkach mięśni gładkich i mięśnia sercowego. Magnez spełnia rolę w

profilaktyce i terapii różnych chorób oraz zapobiega nadpobudliwości

profilaktyce i terapii różnych chorób oraz zapobiega nadpobudliwości

nerwowej, depresji i wegetatywnej dystonii.

nerwowej, depresji i wegetatywnej dystonii.

background image

19

19

Brak

Brak

Niedobór magnezu objawia się wzmożonym napięciem

Niedobór magnezu objawia się wzmożonym napięciem

mięśniowym, drżeniem mięśniowym, skurczami mięśni, w

mięśniowym, drżeniem mięśniowym, skurczami mięśni, w

skrajnych przypadkach osłabieniem, nudnościami i wymiotami,

skrajnych przypadkach osłabieniem, nudnościami i wymiotami,

napadami tężyczki, zaburzeniami rytmu serca, zmianami

napadami tężyczki, zaburzeniami rytmu serca, zmianami

psychicznymi - objawami depresyjnymi, drażliwością, stanami

psychicznymi - objawami depresyjnymi, drażliwością, stanami

lękowymi, omamami, zaburzeniami snu.Zapotrzebowanie

lękowymi, omamami, zaburzeniami snu.Zapotrzebowanie

dobowe na magnez wynosi około 300 mg i wzrasta przy

dobowe na magnez wynosi około 300 mg i wzrasta przy

przyspieszonym pasażu przez przewód pokarmowy, nadmiernym

przyspieszonym pasażu przez przewód pokarmowy, nadmiernym

spożyciu alkoholu, sytuacjach stresowych, nadmiernym wysiłku.

spożyciu alkoholu, sytuacjach stresowych, nadmiernym wysiłku.

Przy deficycie występują biegunka, dolegliwości kostne, mdłości,

Przy deficycie występują biegunka, dolegliwości kostne, mdłości,

nerwowość, niepokój, stan zgubienia, osłabienie mięśni, stany

nerwowość, niepokój, stan zgubienia, osłabienie mięśni, stany

depresyjne, ubytki w zębach, uczucie mrowienia w rękach i

depresyjne, ubytki w zębach, uczucie mrowienia w rękach i

nogach, zakłócenia w prawidłowej czynności serca. Do

nogach, zakłócenia w prawidłowej czynności serca. Do

zapewnienia prawidłowej pracy serca niezbędny jest magnez.

zapewnienia prawidłowej pracy serca niezbędny jest magnez.

Objawami niedoboru są również: zaburzenia wzrostu i rozwoju

Objawami niedoboru są również: zaburzenia wzrostu i rozwoju

psychicznego, osłabienie, skurcze mięśni, depresja, zaburzenia w

psychicznego, osłabienie, skurcze mięśni, depresja, zaburzenia w

pracy serca, nerwowość.

pracy serca, nerwowość.

Dawka

Dawka

Dawkowanie: Mężczyźni: 370mg Kobiety: 300mg. Dzienne

Dawkowanie: Mężczyźni: 370mg Kobiety: 300mg. Dzienne

zapotrzebowanie magnezu przez człowieka wynosi 300-400

zapotrzebowanie magnezu przez człowieka wynosi 300-400

mg/dobę. Przyswajalność magnezu dla organizmu jest

mg/dobę. Przyswajalność magnezu dla organizmu jest

zróżnicowana i kształtuje się na poziomie 40% dawki w

zróżnicowana i kształtuje się na poziomie 40% dawki w

pożywieniu. Stopień przyswajalności zależy od właściwości

pożywieniu. Stopień przyswajalności zależy od właściwości

organizmu oraz od antagonistycznego wpływu innych

organizmu oraz od antagonistycznego wpływu innych

pierwiastków.

pierwiastków.

background image

20

20

Znaczenie biologiczne

Magnez wchodzi w skład

chlorofilu

, jony magnezu odgrywają też dużą

rolę w utrzymywaniu

ciśnienia osmotycznego

krwi i innych tkanek,

oraz uczestniczą w przekazywaniu sygnałów w układzie nerwowym.

Zapotrzebowanie na magnez u osób dorosłych wynosi 300-400 mg na

dobę i chociaż w naturalnym środowisku bogato występuje w

spożywanych przez człowieka pokarmach, jest go coraz mniej w

wyniku nawożenia chemicznego

gleby

związkami zawierającymi

potas

oraz stosowania nadmiernej ilości konserwantów żywności. Inne

przyczyny niedoboru magnezu to: nadużywanie alkoholu, picie kawy,

stosowanie hormonalnych środków antykoncepcyjnych,

stres

,

spożywanie nadmiernych ilości tłuszczów, niewydolność

nerek

.

Objawami niedoboru magnezu mogą być: nagłe zawroty głowy,

bolesne skurcze łydek, uczucie odrętwienia i mrowienia w

kończynach, wzmożone wypadanie włosów, łamanie się paznokci,

próchnica zębów, rozdrażnienie, lęki, trudności w koncentracji,

zaburzenia snu, nocne poty, kołatanie serca,

arytmia

, bóle głowy,

mdłości,

biegunki

, drganie jednej z powiek.

background image

21

21

Magnez.

Magnez.

stanowi do 0,5% masy ciała

stanowi do 0,5% masy ciała

ok. 60% magnezu przypada na kości

ok. 60% magnezu przypada na kości

jest on aktywatorem wielu enzymów

jest on aktywatorem wielu enzymów

wraz z jonami sodu i potasu, stabilizuje zwartą strukturę

wraz z jonami sodu i potasu, stabilizuje zwartą strukturę

polianionowych makrocząsteczek

polianionowych makrocząsteczek

tworzą one kompleksy z kwasami nukleinowymi

tworzą one kompleksy z kwasami nukleinowymi

zobojętniając ich ujemnie naładowane grupy

zobojętniając ich ujemnie naładowane grupy

fosforanowe.

fosforanowe.

stabilizuje strukturę rybosomów

stabilizuje strukturę rybosomów

background image

22

22

Magnez

Magnez

Jony magnezowe

Jony magnezowe

regulują procesy oksydoredukcji,

regulują procesy oksydoredukcji,

mają wpływ na gospodarkę lipidową oraz

mają wpływ na gospodarkę lipidową oraz

poziom katecholamin i przepuszczalność błon komórkowych.

poziom katecholamin i przepuszczalność błon komórkowych.

Niedobór magnezu zaburza procesy prowadząc do dysfunkcji

metabolicznej, głównie komórek mięśni gładkich i mięśnia

sercowego.

Magnez spełnia istotną rolę w profilaktyce i terapii

różnych chorób, w tym zapobiega nadpobudliwości

nerwowej i depresji.

background image

23

23

Wapń

Wapń

(

(

Ca

Ca

,

,

łac.

łac.

calcium

calcium

) -

) -

pierwiastek chemiczny

pierwiastek chemiczny

z grupy

z grupy

metali ziem alkalicznych

metali ziem alkalicznych

w

w

układzie okresowym

układzie okresowym

.

.

Izotopy stabilne wapnia to 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca i 48Ca.

Izotopy stabilne wapnia to 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca i 48Ca.

Wapń i jego związki znane były od starożytności.

Wapń i jego związki znane były od starożytności.

Humphry

Humphry

Davy

Davy

w

w

1808

1808

r. wyizolował go w stanie czystym i udowodnił

r. wyizolował go w stanie czystym i udowodnił

analitycznie, że jest pierwiastkiem.

analitycznie, że jest pierwiastkiem.

Wapń występuje na górnych warstwach Ziemi w ilości 3,54%.

Wapń występuje na górnych warstwach Ziemi w ilości 3,54%.

Główne minerały to

Główne minerały to

kalcyt

kalcyt

,

,

aragonit

aragonit

,

,

marmury

marmury

,

,

kreda

kreda

,

,

wapienie

wapienie

,

,

gips

gips

, anhydryt, dolomit, fluoryt, apatyt oraz wiele krzemianów.

, anhydryt, dolomit, fluoryt, apatyt oraz wiele krzemianów.

Wapń jest dość aktywnym metalem i w odpowiednich warunkach

Wapń jest dość aktywnym metalem i w odpowiednich warunkach

reaguje z wodą, ale nie tak gwałtownie jak metale alkaliczne.

reaguje z wodą, ale nie tak gwałtownie jak metale alkaliczne.

Gwałtownie reaguje z większością kwasów mineralnych i wieloma

Gwałtownie reaguje z większością kwasów mineralnych i wieloma

organicznymi.

organicznymi.

Najważniejsze związki wapnia to tlenek wapnia,

Najważniejsze związki wapnia to tlenek wapnia,

nadtlenek

nadtlenek

wapnia

wapnia

, wodorotlenek wapnia oraz wiele soli jak np: węglan

, wodorotlenek wapnia oraz wiele soli jak np: węglan

wapnia, azotan wapnia czy węglik wapnia.

wapnia, azotan wapnia czy węglik wapnia.

background image

24

24

Wapń (Ca)

Wapń (Ca)

Dba o zdrowie, mocne kości i zęby, umożliwia przewodzenie

Dba o zdrowie, mocne kości i zęby, umożliwia przewodzenie

impulsów nerwowych, jest odpowiedzialny za skurcze włókien

impulsów nerwowych, jest odpowiedzialny za skurcze włókien

mięśniowych, bierze udział w wielu procesach ezymatycznych,

mięśniowych, bierze udział w wielu procesach ezymatycznych,

odgrywa znaczącą rolę przy regulacji pracy serca, działa

odgrywa znaczącą rolę przy regulacji pracy serca, działa

przeciwalergicznie, uszczelnia błony biologicznie.

przeciwalergicznie, uszczelnia błony biologicznie.

Własności

Własności

Wapń jest ważnym składnikiem mineralnym organizmu wpływającym

Wapń jest ważnym składnikiem mineralnym organizmu wpływającym

na prawidłowe funkcjonowanie wielu mechanizmów regulacyjnych.

na prawidłowe funkcjonowanie wielu mechanizmów regulacyjnych.

Jest niezbędny w wielu procesach, m.in. przewodnictwie nerwowo-

Jest niezbędny w wielu procesach, m.in. przewodnictwie nerwowo-

mięśniowym, czynności mięśni, prawidłowym rozwoju układu

mięśniowym, czynności mięśni, prawidłowym rozwoju układu

kostnego, procesach krzepnięcia krwi, aktywacji niektórych

kostnego, procesach krzepnięcia krwi, aktywacji niektórych

enzymów, przepuszczalności błon. Wapń występuje w organizmie w

enzymów, przepuszczalności błon. Wapń występuje w organizmie w

ilościach przekraczających znacznie ilości jakiegokolwiek innego

ilościach przekraczających znacznie ilości jakiegokolwiek innego

pierwiastka. Około 99% wapnia występuje w kośćcu. Zjonizowany

pierwiastka. Około 99% wapnia występuje w kośćcu. Zjonizowany

wapń odgrywa ważną rolę w krzepnięciu krwi, w utrzymaniu

wapń odgrywa ważną rolę w krzepnięciu krwi, w utrzymaniu

właściwej pobudliwości serca, mięśni i nerwów. Bierze udział w

właściwej pobudliwości serca, mięśni i nerwów. Bierze udział w

przepuszczalności błon komórkowych. Od wapnia zależy działanie

przepuszczalności błon komórkowych. Od wapnia zależy działanie

wielu enzymów, funkcjonowanie mięśni, gojenie się ran, hormonalna

wielu enzymów, funkcjonowanie mięśni, gojenie się ran, hormonalna

transmisja bodźców, mocne kości, odprężone nerwy, optymizm,

transmisja bodźców, mocne kości, odprężone nerwy, optymizm,

entuzjazm, pogodny, wyrównany nastrój, prawidłowa czynność

entuzjazm, pogodny, wyrównany nastrój, prawidłowa czynność

serca, prawidłowa krzepliwość krwi, przyswajanie żelaza w

serca, prawidłowa krzepliwość krwi, przyswajanie żelaza w

organizmie, zdrowe zęby, zdrowy sen. Wapń umożliwia przewodzenie

organizmie, zdrowe zęby, zdrowy sen. Wapń umożliwia przewodzenie

impulsów nerwowych, jest odpowiedzialny za skurcze włókien

impulsów nerwowych, jest odpowiedzialny za skurcze włókien

mięśniowych, bierze udział w wielu procesach enzymatycznych,

mięśniowych, bierze udział w wielu procesach enzymatycznych,

odgrywa znaczącą rolę przy regulacji pracy serca, działa

odgrywa znaczącą rolę przy regulacji pracy serca, działa

przeciwalergiczne, uszczelnia błony biologiczne..

przeciwalergiczne, uszczelnia błony biologiczne..

background image

25

25

Brak

Brak

Przy deficycie wapnia mogą wystąpić odznaki jak: skurcze

Przy deficycie wapnia mogą wystąpić odznaki jak: skurcze

mięśni, uczucie mrowienia i drętwienia w rękach i nogach,

mięśni, uczucie mrowienia i drętwienia w rękach i nogach,

ból w stawach, zwolnienie tętna. Następnymi objawami są:

ból w stawach, zwolnienie tętna. Następnymi objawami są:

bicie serca, krwotoki, zaburzenia snu, stany lękowe,

bicie serca, krwotoki, zaburzenia snu, stany lękowe,

zaburzenia chodu, złamania kości, zaburzenia wzrostu u

zaburzenia chodu, złamania kości, zaburzenia wzrostu u

dzieci. Objawami niedoboru są : krzywica u dzieci,

dzieci. Objawami niedoboru są : krzywica u dzieci,

osteoporoza u dorosłych.

osteoporoza u dorosłych.

Dawka

Dawka

Uwalnianie jonów wapnia wymaga kwaśnego środowiska.

Uwalnianie jonów wapnia wymaga kwaśnego środowiska.

Środowisko takie zapewnia sok żołądkowy. Po czterdziestce

Środowisko takie zapewnia sok żołądkowy. Po czterdziestce

organizm człowieka wytwarza często coraz mniej kwasu

organizm człowieka wytwarza często coraz mniej kwasu

żołądkowego. Zjedzenie kęsa sera nie musi być wcale

żołądkowego. Zjedzenie kęsa sera nie musi być wcale

równoznaczne z dostatecznym wykorzystaniem zawartego

równoznaczne z dostatecznym wykorzystaniem zawartego

w nim wapnia. Sensowniej jest bogate w wapń produkty

w nim wapnia. Sensowniej jest bogate w wapń produkty

spożywać razem z większymi posiłkami. Stosunkowo duża

spożywać razem z większymi posiłkami. Stosunkowo duża

masa głównego posiłku pobudza wytwarzanie kwasu

masa głównego posiłku pobudza wytwarzanie kwasu

żołądkowego. Nadto żołądek opróżnia się w wolniejszym

żołądkowego. Nadto żołądek opróżnia się w wolniejszym

tempie, w związku z czym możliwe jest pełniejsze

tempie, w związku z czym możliwe jest pełniejsze

wykorzystanie zasobów wapniowych. Na tej samej zasadzie

wykorzystanie zasobów wapniowych. Na tej samej zasadzie

w wielu przypadkach nie jest zbyt skuteczne łykanie

w wielu przypadkach nie jest zbyt skuteczne łykanie

tabletek wapniowych. Minerał choć go dużo, nie zostaje

tabletek wapniowych. Minerał choć go dużo, nie zostaje

uwolniony, przechodzi do jelita i zostaje bezużytecznie

uwolniony, przechodzi do jelita i zostaje bezużytecznie

wydalony. Dawkowanie: Dorośli: 900mg/dobę

wydalony. Dawkowanie: Dorośli: 900mg/dobę

background image

26

26

Produkt

Produkt

Zawartość Ca

Zawartość Ca

mg/100 g

mg/100 g

Produkt

Produkt

Zawartość Ca

Zawartość Ca

mg/100 g

mg/100 g

Mleko

Mleko

110–120

110–120

Brokuły

Brokuły

48

48

Jogurt

Jogurt

130–170

130–170

Brukselka

Brukselka

57

57

Kefir

Kefir

103

103

Jarmuż

Jarmuż

157

157

Maślanka

Maślanka

110

110

Kapusta

Kapusta

46-77

46-77

Sery

Sery

podpuszczkowe

podpuszczkowe

390-1380

390-1380

Fasola (sucha)

Fasola (sucha)

163

163

Sery twarogowe

Sery twarogowe

55-96

55-96

Fasola

Fasola

szparagowa

szparagowa

65

65

Sery topione

Sery topione

370

370

Jaja kurze całe

Jaja kurze całe

47

47

Lody

Lody

125-155

125-155

 

 

 

 

Podsumowanie

Prawidłowe zaopatrzenie organizmu w wapń ma istotne znaczenie w
prawidłowym rozwoju oraz w profilaktyce szeregu chorób cywilizacyjnych,
takich jak osteoporoza, otyłość, cukrzyca typu 2, nadciśnienie tętnicze,
niektóre nowotwory. Najlepszym sposobem zapewnienia właściwej podaży
tego makroelementu jest odpowiednio wysokie spożycie mleka i jego
przetworów (jogurty, kefir, maślanka, sery twarogowe i podpuszczokwe). Jak
wskazują badania jest to najlepsze i najefektywniejsze źródło wapnia.
Wyrabianie w dzieciach nawyku spożywania mleka oraz produktów
mlecznych jest istotnym i ważnym elementem profilaktyki wymienionych
schorzeń. Obserwacje Sawickiego i wsp. [20] wykazują, że zwyczaj ten
zostaje zachowany w póź-niejszych okresach życia.

background image

27

27

Stront (Sr, łac. strontium) - pierwiastek chemiczny z grupy metali
ziem alkalicznych w układzie okresowym.
Pierwiastek ten posiada 23 izotopy z przedziału mas 79-98. Trwałe są
cztery z nich - 84, 86, 87 i 88, które też stanowią naturalny skład
izotopowy tego pierwiastka. Promieniotwórczy izotop 90Sr jest
jednym z najgroźniejszych produktów wybuchów jądrowych.
Gromadzi się w tkance kostnej, emituje silne promieniowanie β, a
jego czas połowicznego zaniku wynosi aż 29 lat.
Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach 370 ppm, w postaci
dwóch minerałów - celestyn (siarczan) i stroncjanit (węglan).
Stront został uznany za pierwiastek w 1790 roku przez A. Crawforda,
wyodrębniony przez H. Davy'ego w Londynie. Nazwa pochodzi od
szkockiej miejscowości Strontian.
Tworzy tlenki, wodorotlenki, fluorki oraz sole kwasów organicznych.

background image

28

28

Stront (Sr)

Stront (Sr)

Nawet małe dawki tego pierwiastka pokrywają dzienne

Nawet małe dawki tego pierwiastka pokrywają dzienne

zapotrzebowanie organizmu. Istotnym czynnikiem jest stosunek

zapotrzebowanie organizmu. Istotnym czynnikiem jest stosunek

Ca/Sr, przy obniżeniu, którego zachodzą deformacje kośća lub

Ca/Sr, przy obniżeniu, którego zachodzą deformacje kośća lub

inne zespoły chorobowe.

inne zespoły chorobowe.

Własności

Własności

Rola tego pierwiastka nie jest do końca wyjaśniona.

Rola tego pierwiastka nie jest do końca wyjaśniona.

Prawdopodobnie stront odgrywa rolę w procesach wzrostu kości,

Prawdopodobnie stront odgrywa rolę w procesach wzrostu kości,

ma też zapobiegać próchnicy zębów. Być może ma udział w

ma też zapobiegać próchnicy zębów. Być może ma udział w

procesach energetycznych komórek. We krwi zawartość strontu

procesach energetycznych komórek. We krwi zawartość strontu

wynosi 0,4ą0,1umol/l.

wynosi 0,4ą0,1umol/l.

Dawka

Dawka

Dawka dzienna dostarczana z pożywieniem wynosi ok. 200

Dawka dzienna dostarczana z pożywieniem wynosi ok. 200

ug i różni się w zależności od regionu geograficznego.

ug i różni się w zależności od regionu geograficznego.

Działanie toksyczne

Działanie toksyczne

Toksycznych stężeń strontu w organizmach

Toksycznych stężeń strontu w organizmach

zwierzęcych nie odnotowano. Nadmiar strontu może wywoływać

zwierzęcych nie odnotowano. Nadmiar strontu może wywoływać

zaburzenia metabolizmu wapnia i fosforanu a także miedzi i

zaburzenia metabolizmu wapnia i fosforanu a także miedzi i

kobaltu. Ważnym czynnikiem jest stosunek Ca/Sr, przy jego

kobaltu. Ważnym czynnikiem jest stosunek Ca/Sr, przy jego

obniżeniu może dojść do deformacji kośćca i innych zespołów

obniżeniu może dojść do deformacji kośćca i innych zespołów

chorobowych. Zatrucie strontem-90 prowadzi do uszkodzeń kości

chorobowych. Zatrucie strontem-90 prowadzi do uszkodzeń kości

i szpiku kostnego

i szpiku kostnego

background image

29

29

Znaczenie biologiczne - żadne. Pierwiastek ten może być tak

Znaczenie biologiczne - żadne. Pierwiastek ten może być tak

samo przyswajany jak wapń przez organizm i zastępować go

samo przyswajany jak wapń przez organizm i zastępować go

we wszystkich funkcjach, np. wbudowywując się w tkankę

we wszystkich funkcjach, np. wbudowywując się w tkankę

kostną. Gdy wchłaniane są jego izotopy stabilne, wówczas nie

kostną. Gdy wchłaniane są jego izotopy stabilne, wówczas nie

ma to żadnego wpływu na fukcjonowanie organizmu. Gdy

ma to żadnego wpływu na fukcjonowanie organizmu. Gdy

jednak jest to izotop 90Sr, wówczas pozostaje on długo w

jednak jest to izotop 90Sr, wówczas pozostaje on długo w

organizmie i napromieniowuje go od wewnątrz przez długie

organizmie i napromieniowuje go od wewnątrz przez długie

lata uniemożliwiając skuteczne przeprowadzenie odkażenia

lata uniemożliwiając skuteczne przeprowadzenie odkażenia

organizmu po jego wchłonięciu.

organizmu po jego wchłonięciu.

Stront jest srebrzystoszarym, miękkim metalem. Na jego

Stront jest srebrzystoszarym, miękkim metalem. Na jego

powierzchni, tak jak to jest w przypadku glinu, tworzy się

powierzchni, tak jak to jest w przypadku glinu, tworzy się

ochronna warstwa tlenków. Oczyszczona powierzchnia jest

ochronna warstwa tlenków. Oczyszczona powierzchnia jest

jednak bardzo reaktywna - czysty stront reaguje wybuchowo

jednak bardzo reaktywna - czysty stront reaguje wybuchowo

z wodą i może zapalić się na powietrzu.

z wodą i może zapalić się na powietrzu.

Stront w czystej postaci jest stosowany jako dodatek do

Stront w czystej postaci jest stosowany jako dodatek do

niektórych gatunków szkła - np. stosowanych do produkcji

niektórych gatunków szkła - np. stosowanych do produkcji

ekranów telewizyjnych. Ze względu na to, że barwi płomień

ekranów telewizyjnych. Ze względu na to, że barwi płomień

intensywnym, karmino-czerwonym kolorem jego sole są

intensywnym, karmino-czerwonym kolorem jego sole są

dodawane do

dodawane do

ogni sztucznych

ogni sztucznych

i

i

rakiet sygnałowych

rakiet sygnałowych

background image

30

30

Bar jest metalem, bardziej miękkim niż cynk lecz twardszym

Bar jest metalem, bardziej miękkim niż cynk lecz twardszym

niż ołów. Naturalny pierwiastek jest mieszaniną siedmiu

niż ołów. Naturalny pierwiastek jest mieszaniną siedmiu

izotopów trwałych: 130Ba, 132Ba, 134Ba, 135Ba, 136Ba,

izotopów trwałych: 130Ba, 132Ba, 134Ba, 135Ba, 136Ba,

137Ba i 138Ba. W przyrodzie występuje przede wszystkim w

137Ba i 138Ba. W przyrodzie występuje przede wszystkim w

postaci minerałów, takich jak baryt (BaSO

postaci minerałów, takich jak baryt (BaSO

4

4

) oraz witeryt

) oraz witeryt

(BaCO

(BaCO

3

3

).

).

Wolny bar jest bardzo aktywny chemicznie. Na powietrzu

Wolny bar jest bardzo aktywny chemicznie. Na powietrzu

szybko utlenia się do tlenku BaO i nadtlenku BaO

szybko utlenia się do tlenku BaO i nadtlenku BaO

2

2

. W

. W

związkach występuje na +II stopniu utlenienia. Rozkłada

związkach występuje na +II stopniu utlenienia. Rozkłada

wodę, tworząc wodór i wodorotlenek Ba(OH)

wodę, tworząc wodór i wodorotlenek Ba(OH)

2

2

, który jest

, który jest

mocną zasadą; nasycony roztwór tego wodorotlenku zwany

mocną zasadą; nasycony roztwór tego wodorotlenku zwany

jest wodą barytową.

jest wodą barytową.

Sole baru są bezbarwne, zawierają kation Ba

Sole baru są bezbarwne, zawierają kation Ba

2+

2+

.

.

Rozpuszczalne sole baru są silnie trujące.

Rozpuszczalne sole baru są silnie trujące.

background image

31

31

Bar (Ba)

Bar (Ba)

Własności

Własności

Zawartość we krwi człowieka wynosi 0,5 -2,4 ug/l. W

Zawartość we krwi człowieka wynosi 0,5 -2,4 ug/l. W

organizmie człowieka najwięcej baru gromadzi się w kościach

organizmie człowieka najwięcej baru gromadzi się w kościach

(70 ug/g).

(70 ug/g).

Pierwiastek ten może być silnie toksyczny jeśli występuje w

Pierwiastek ten może być silnie toksyczny jeśli występuje w

łatwo rozpuszczalnych w wodzie związkach: chlorku baru

łatwo rozpuszczalnych w wodzie związkach: chlorku baru

BaCl2, azotanu baru Ba(NO3)2 czy węglanu baru BaCO3.

BaCl2, azotanu baru Ba(NO3)2 czy węglanu baru BaCO3.

Związki trudno rozpuszczalne w wodzie jak np. siarczan baru

Związki trudno rozpuszczalne w wodzie jak np. siarczan baru

nie są szkodliwe dla organizmu i są wykorzystywane jako tzw.

nie są szkodliwe dla organizmu i są wykorzystywane jako tzw.

papka barytowa w rentgenologii do prześwietlenia żołądka

papka barytowa w rentgenologii do prześwietlenia żołądka

czy jelit.

czy jelit.

Toksyczną dawką dla człowieka jest 200 mg baru, a dzienna

Toksyczną dawką dla człowieka jest 200 mg baru, a dzienna

pobierana w pożywieniu ocenia się na 600-750 ug. Wysokie

pobierana w pożywieniu ocenia się na 600-750 ug. Wysokie

stężenie baru w wodzie można łączyć z wystąpieniem

stężenie baru w wodzie można łączyć z wystąpieniem

wysokiego ciśnienia krwi i chorobami serca. Zatrucie barem w

wysokiego ciśnienia krwi i chorobami serca. Zatrucie barem w

początkowym stadium objawia się zaburzeniami żołądkowo-

początkowym stadium objawia się zaburzeniami żołądkowo-

jelitowymi, następnie niedowładem mięśni, zwłaszcza

jelitowymi, następnie niedowładem mięśni, zwłaszcza

kończyn górnych i szyi, ponadto trudnościami w oddychaniu.

kończyn górnych i szyi, ponadto trudnościami w oddychaniu.

Bar działa także hamująco na proces mineralizacji kości, w

Bar działa także hamująco na proces mineralizacji kości, w

których jest łatwo odkładany. Mechanizm toksycznego

których jest łatwo odkładany. Mechanizm toksycznego

działania tego pierwiastka polega na wypieraniu potasu i

działania tego pierwiastka polega na wypieraniu potasu i

wiązaniu anionów siarczanowych.

wiązaniu anionów siarczanowych.

background image

32

32

Grupa 13 - glinowce

Grupa 13 - glinowce

Glinowce: bor(B) – półmetal, glin (Al), gal(Ga), ind(In),

Glinowce: bor(B) – półmetal, glin (Al), gal(Ga), ind(In),

tal(Tl).

tal(Tl).

Pierwiastki 13 grupy mają trzy elektrony

Pierwiastki 13 grupy mają trzy elektrony

wartościowości, dwa sparowane w orbitalu s i jeden

wartościowości, dwa sparowane w orbitalu s i jeden

niesparowany w orbitalu p - (s

niesparowany w orbitalu p - (s

2

2

p).

p).

Występowanie:

Występowanie:

Al jest bardzo rozpowszechniony w przyrodzie, stanowi on 7,5%

Al jest bardzo rozpowszechniony w przyrodzie, stanowi on 7,5%

ogólnej masy pierwiastków wchodzących w skład skorupy

ogólnej masy pierwiastków wchodzących w skład skorupy

ziemskiej. Występuje w przyrodzie jedynie w postaci różnych

ziemskiej. Występuje w przyrodzie jedynie w postaci różnych

połączeń z innymi pierwiastkami, głównie jako składnik

połączeń z innymi pierwiastkami, głównie jako składnik

glinokrzemianów i tlenku glinowego.

glinokrzemianów i tlenku glinowego.

Właściwości chemiczne:

Właściwości chemiczne:

Czysty glin jest bardzo reaktywny (pokrywa się Al

Czysty glin jest bardzo reaktywny (pokrywa się Al

2

2

O

O

3

3

)

)

Tworzy związki na +III stopniu utlenienia, tlenek i wodorotlenek

Tworzy związki na +III stopniu utlenienia, tlenek i wodorotlenek

mają charakter amfoteryczny

mają charakter amfoteryczny

Rola:

Rola:

Al – w przemyśle chemicznym, elektrycznym,

Al – w przemyśle chemicznym, elektrycznym,

pozostałe – dodatki do stopów.

pozostałe – dodatki do stopów.

background image

33

33

Zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,0009%.

Zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,0009%.

Ważniejsze minerały boru to: boraks,

Ważniejsze minerały boru to: boraks,

kernit

kernit

,

,

kolemanit

kolemanit

i

i

aszaryt

aszaryt

.

.

Z punktu widzenia odżywiania, bogatym źródłem boru są

Z punktu widzenia odżywiania, bogatym źródłem boru są

świeże warzywa i owoce, a wśród tych ostatnich przede

świeże warzywa i owoce, a wśród tych ostatnich przede

wszystkim orzechy.

wszystkim orzechy.

background image

34

34

Bor (B)

Bor (B)

Wpływa na metabolizm wapnia, fosforu i fluoru oraz na wiele procesów

Wpływa na metabolizm wapnia, fosforu i fluoru oraz na wiele procesów

enzymatycznych. Bor podnosi poziom hormonów sterydowych u człowieka,

enzymatycznych. Bor podnosi poziom hormonów sterydowych u człowieka,

dzięki czemu wpływa na przyswajalność wapnia i zapobiega osteoporozie. Ma

dzięki czemu wpływa na przyswajalność wapnia i zapobiega osteoporozie. Ma

wpływ na aktywność komórek mózgowych oraz na cały system

wpływ na aktywność komórek mózgowych oraz na cały system

immunologiczny.

immunologiczny.

Własności

Własności

Bor nie jest jeszcze zaliczany do pierwiastków niezbędnych dla

Bor nie jest jeszcze zaliczany do pierwiastków niezbędnych dla

człowieka i zwierząt, ale korzystne oddziaływanie na funkcjonowanie

człowieka i zwierząt, ale korzystne oddziaływanie na funkcjonowanie

organizmów wskazuje na potrzebę uwzględniania jego zawartości w

organizmów wskazuje na potrzebę uwzględniania jego zawartości w

pożywieniu i paszy. Fizjologiczna rola boru nie jest dokładnie zbadana.

pożywieniu i paszy. Fizjologiczna rola boru nie jest dokładnie zbadana.

Pojawiają się informacje o jego wpływie na metabolizm wapnia, fosforu i

Pojawiają się informacje o jego wpływie na metabolizm wapnia, fosforu i

fluoru. Przypuszczalnie bor podnosi poziom hormonów sterydowych u

fluoru. Przypuszczalnie bor podnosi poziom hormonów sterydowych u

człowieka, dzięki czemu wpływa na przyswajalność wapnia i zapobiega

człowieka, dzięki czemu wpływa na przyswajalność wapnia i zapobiega

osteoporozie. Wspomina się o korzystnym oddziaływaniu boru w chorobach

osteoporozie. Wspomina się o korzystnym oddziaływaniu boru w chorobach

reumatycznych. Bor jest łatwo wchłaniany zarówno przez przewód

reumatycznych. Bor jest łatwo wchłaniany zarówno przez przewód

pokarmowy i drogą oddechową i natychmiast następuje wzrost jego stężenia

pokarmowy i drogą oddechową i natychmiast następuje wzrost jego stężenia

w nerkach, a także mózgu, wątrobie i tkance tłuszczowej. Bor nie jest

w nerkach, a także mózgu, wątrobie i tkance tłuszczowej. Bor nie jest

kumulowany w organizmie człowieka i jest szybko wydalany. Najdłużej

kumulowany w organizmie człowieka i jest szybko wydalany. Najdłużej

zatrzymywany jest w komórkach nerwowych. W wątrobie nerkach i mózgu

zatrzymywany jest w komórkach nerwowych. W wątrobie nerkach i mózgu

stwierdzono zbliżone ilości.

stwierdzono zbliżone ilości.

Działanie toksyczne

Działanie toksyczne

Zatrucia borem zdarzają się wskutek nadmiernego

Zatrucia borem zdarzają się wskutek nadmiernego

spożywania związków tego pierwiastka (używanego w przetwórstwie w

spożywania związków tego pierwiastka (używanego w przetwórstwie w

niektórych krajach). Objawy zatrucia to: niezborność ruchów, uszkodzenia

niektórych krajach). Objawy zatrucia to: niezborność ruchów, uszkodzenia

nerek, spadek hemoglobiny, zmiany skórne oraz zaburzenia przewodu

nerek, spadek hemoglobiny, zmiany skórne oraz zaburzenia przewodu

pokarmowego, podrażnienie błon śluzowych, uszkodzenia układu nerwowego.

pokarmowego, podrażnienie błon śluzowych, uszkodzenia układu nerwowego.

Dawka

Dawka

Dobowa dawka boru spożywanego w pokarmach wynosi od 0,3 do 3

Dobowa dawka boru spożywanego w pokarmach wynosi od 0,3 do 3

mg. Głównym źródłe boru są rośliny strączkowe, orzechy oraz niektóre owoce

mg. Głównym źródłe boru są rośliny strączkowe, orzechy oraz niektóre owoce

i warzywa.

i warzywa.

background image

35

35

Znaczenie biologiczne

Znaczenie biologiczne

Bor jest niezbędny do prawidłowego wzrostu roślin.

Bor jest niezbędny do prawidłowego wzrostu roślin.

Odpowiada za transport związków organicznych w łyku

Odpowiada za transport związków organicznych w łyku

(głównie cukrów), wpływa na prawidłowy wzrost

(głównie cukrów), wpływa na prawidłowy wzrost

łagiewki pyłkowej (jego brak powoduje zahamowanie

łagiewki pyłkowej (jego brak powoduje zahamowanie

jej wzrostu), wpływa na wytworzenie elementów

jej wzrostu), wpływa na wytworzenie elementów

płciowych u roślin. Jest pierwiastkiem, który bardzo

płciowych u roślin. Jest pierwiastkiem, który bardzo

trudno przemieszcza się w roślinie. Jego niedobór może

trudno przemieszcza się w roślinie. Jego niedobór może

powodować zgorzel liści sercowych i suchą zgniliznę

powodować zgorzel liści sercowych i suchą zgniliznę

korzeni buraka.

korzeni buraka.

Bor ma również wpływ na organizm człowieka, przede

Bor ma również wpływ na organizm człowieka, przede

wszystkim na jego kościec. Przypuszcza się, iż jest

wszystkim na jego kościec. Przypuszcza się, iż jest

niezbędny do prawidłowej gospodarki wapniowej

niezbędny do prawidłowej gospodarki wapniowej

organizmu. Razem z wapniem, magnezem i witaminą D

organizmu. Razem z wapniem, magnezem i witaminą D

reguluje metabolizm, wzrost, rozwój tkanki kostnej.

reguluje metabolizm, wzrost, rozwój tkanki kostnej.

Jego niedobór powoduje utratę wapnia i

Jego niedobór powoduje utratę wapnia i

demineralizację

demineralizację

kości.

kości.

background image

36

36

Znaczenie biologiczne

Znaczenie biologiczne

Glin dla zwierząt w nadmiarze może być rakotwórczy.

Glin dla zwierząt w nadmiarze może być rakotwórczy.

Podejrzewa się, iż powoduje chorobę Alzheimera u ludzi. Z

Podejrzewa się, iż powoduje chorobę Alzheimera u ludzi. Z

tych powodów gotowanie kwaśnych potraw w garnkach z

tych powodów gotowanie kwaśnych potraw w garnkach z

aluminium jest niewskazane, ponieważ kwas wzmaga

aluminium jest niewskazane, ponieważ kwas wzmaga

rozpuszczalność glinu. Codziennie w pożywieniu, między

rozpuszczalność glinu. Codziennie w pożywieniu, między

innymi w warzywach i herbacie, przyjmujemy około 12 mg

innymi w warzywach i herbacie, przyjmujemy około 12 mg

glinu.

glinu.

Wodorowęglan glinu

Wodorowęglan glinu

Al(HCO3)3, ortofosforan glinu AlPO4, oraz

Al(HCO3)3, ortofosforan glinu AlPO4, oraz

krzemian glinu

krzemian glinu

Al2(SiO3)3, są stosowane jako leki przy

Al2(SiO3)3, są stosowane jako leki przy

nadkwasocie.

nadkwasocie.

background image

37

37

Grupa 14 - węglowce

Grupa 14 - węglowce

Węglowce: węgiel (C), krzem (Si), german (Ge), cyna (Sn),

Węglowce: węgiel (C), krzem (Si), german (Ge), cyna (Sn),

ołów (Pb).

ołów (Pb).

W stanie podstawowym mają konfigurację s

W stanie podstawowym mają konfigurację s

2

2

p

p

2

2

. Wykazują tendencje

. Wykazują tendencje

zarówno do oddania jak i pobrania elektronów.

zarówno do oddania jak i pobrania elektronów.

Wszystkie węglowce mogą tworzyć wiązania kowalencyjne. W grupie

Wszystkie węglowce mogą tworzyć wiązania kowalencyjne. W grupie

ze wzrostem masy atomowej zmienia się charakter pierwiastków.

ze wzrostem masy atomowej zmienia się charakter pierwiastków.

Węgiel jest typowym niemetalem, natomiast cyna i ołów są

Węgiel jest typowym niemetalem, natomiast cyna i ołów są

typowymi metalami.

typowymi metalami.

Występowanie:

Występowanie:

Węgiel (CO

Węgiel (CO

2

2

, węglany, węgliki) i krzem (krzemiany, glinokrzemiany)

, węglany, węgliki) i krzem (krzemiany, glinokrzemiany)

odgrywają podstawową rolę w przyrodzie. Węgiel jest nieodzownym

odgrywają podstawową rolę w przyrodzie. Węgiel jest nieodzownym

składnikiem przyrody ożywionej, a krzem przyrody martwej.

składnikiem przyrody ożywionej, a krzem przyrody martwej.

Właściwości chemiczne:

Właściwości chemiczne:

C - możliwość tworzenia połączeń C – C i C – H, Si - możliwość

C - możliwość tworzenia połączeń C – C i C – H, Si - możliwość

tworzenia połączeń Si – H (silany Si

tworzenia połączeń Si – H (silany Si

n

n

H

H

2n+2

2n+2

). Sn i Pb posiadają

). Sn i Pb posiadają

właściwości typowo metaliczne.

właściwości typowo metaliczne.

Rola:

Rola:

C – zastosowanie powszechne,

C – zastosowanie powszechne,

Si – półprzewodniki, składnik szkła

Si – półprzewodniki, składnik szkła

background image

38

38

Grupa 15 - azotowce

Grupa 15 - azotowce

Azotowce: azot (N), fosfor (P), arsen (As), antymon (Sb) i bizmut

Azotowce: azot (N), fosfor (P), arsen (As), antymon (Sb) i bizmut

(Bi).

(Bi).

W stanie podstawowym posiadają w zewnętrznej powłoce po pięć

W stanie podstawowym posiadają w zewnętrznej powłoce po pięć

elektronów o konfiguracji s

elektronów o konfiguracji s

2

2

p

p

3

3

. Mogą przyłączać trzy elektrony i tworzyć

. Mogą przyłączać trzy elektrony i tworzyć

związki, w których występują na -III stopniu utlenienia lub w reakcjach z

związki, w których występują na -III stopniu utlenienia lub w reakcjach z

bardziej od siebie elektroujemnymi pierwiastkami angażować w wiązania

bardziej od siebie elektroujemnymi pierwiastkami angażować w wiązania

pewną liczbę elektronów i uzyskiwać dodatnie stopnie utlenienia (do V).

pewną liczbę elektronów i uzyskiwać dodatnie stopnie utlenienia (do V).

Właściwości chemiczne:

Właściwości chemiczne:

Duże zróżnicowanie charakteru chemicznego: N i P są typowymi

Duże zróżnicowanie charakteru chemicznego: N i P są typowymi

niemetalami (tworzą tlenki kwasowe), As i Sb są pierwiastkami

niemetalami (tworzą tlenki kwasowe), As i Sb są pierwiastkami

półmetalicznymi, Bi jest typowym metalem (tworzy tlenki zasadowe).

półmetalicznymi, Bi jest typowym metalem (tworzy tlenki zasadowe).

W stanie wolnym pierwiastki V grupy posiadają stosunkowo małą

W stanie wolnym pierwiastki V grupy posiadają stosunkowo małą

reaktywność chemiczną. W związkach występują na stopniu utlenienia V

reaktywność chemiczną. W związkach występują na stopniu utlenienia V

(z wyjątkiem fosforowych) i mają charakter średnich lub silnych

(z wyjątkiem fosforowych) i mają charakter średnich lub silnych

utleniaczy.

utleniaczy.

Występowanie:

Występowanie:

N, P – pierwiastki biogenne

N, P – pierwiastki biogenne

Rola:

Rola:

N – petrochemia, nawozy sztuczne,

N – petrochemia, nawozy sztuczne,

tworzywa syntetyczne,

tworzywa syntetyczne,

P - nawozy

P - nawozy

background image

39

39

Grupa 16 - tlenowce

Grupa 16 - tlenowce

Tlenowce: tlen (O), siarka (S), selen (Se), tellur (Te) oraz

Tlenowce: tlen (O), siarka (S), selen (Se), tellur (Te) oraz

polon (Po).

polon (Po).

Atomy pierwiastków tej grupy mają na zewnętrznej

Atomy pierwiastków tej grupy mają na zewnętrznej

powłoce 6 elektronów o konfiguracji s

powłoce 6 elektronów o konfiguracji s

2

2

p

p

4

4

. Tworząc wiązania tlenowce

. Tworząc wiązania tlenowce

uzupełniają walencyjną powłokę elektronową do oktetu przyjmując

uzupełniają walencyjną powłokę elektronową do oktetu przyjmując

dwa elektrony, tworząc spolaryzowane wiązania atomowe.

dwa elektrony, tworząc spolaryzowane wiązania atomowe.

Właściwości chemiczne:

Właściwości chemiczne:

Wszystkie tlenowce (z wyjątkiem O), tworzą w roztworach wodnych

Wszystkie tlenowce (z wyjątkiem O), tworzą w roztworach wodnych

samodzielnie istniejące aniony dwuujemne X

samodzielnie istniejące aniony dwuujemne X

2-

2-

, natomiast nie tworzą

, natomiast nie tworzą

( z wyjątkiem Te i Po) jonów dodatnich. Najbardziej elektroujemny O

( z wyjątkiem Te i Po) jonów dodatnich. Najbardziej elektroujemny O

może posiadać najwyższy stopień utlenienia II (w związkach z

może posiadać najwyższy stopień utlenienia II (w związkach z

fluorem), natomiast pozostałe pierwiastki grupy mogą mieć

fluorem), natomiast pozostałe pierwiastki grupy mogą mieć

dodatnie stopnie utlenienia od II do VI.

dodatnie stopnie utlenienia od II do VI.

Charakterystyczną cechą tlenowców, a zwłaszcza siarki i selenu,

Charakterystyczną cechą tlenowców, a zwłaszcza siarki i selenu,

jest zdolność tworzenia różnych krystalicznych odmian

jest zdolność tworzenia różnych krystalicznych odmian

alotropowych .

alotropowych .

Występowanie:

Występowanie:

O – ok. 50% składu chemicznego atmosfery, wód i skorupy

O – ok. 50% składu chemicznego atmosfery, wód i skorupy

ziemskiej)

ziemskiej)

Rola:

Rola:

O – pierwiastek biogenny, hutnictwo,

O – pierwiastek biogenny, hutnictwo,

medycyna, S – pierwiastek biogenny,

medycyna, S – pierwiastek biogenny,

przemysł chemiczny

przemysł chemiczny

background image

40

40

Selen.

Selen.

pierwiastek niezbędny dla organizmu

pierwiastek niezbędny dla organizmu

składnik enzymów oksydacyjno-redukcyjnych i cytochromów

składnik enzymów oksydacyjno-redukcyjnych i cytochromów

występuje w peroksydazie glutationowej

występuje w peroksydazie glutationowej

w organizmie selen tworzy z metalami toksycznymi trudno

w organizmie selen tworzy z metalami toksycznymi trudno

rozpuszczalne selenki

rozpuszczalne selenki

niedobór selenu powoduje:

niedobór selenu powoduje:

uszkodzenie mięśnia sercowego,

uszkodzenie mięśnia sercowego,

choroby układu kostnego,

choroby układu kostnego,

ograniczenie sprawności układu odpornościowego,

ograniczenie sprawności układu odpornościowego,

zwiększa także ryzyko choroby nadciśnieniowej i

zwiększa także ryzyko choroby nadciśnieniowej i

nowotworów.

nowotworów.

background image

41

41

Grupa 17 - fluorowce

Grupa 17 - fluorowce

Fluorowce: fluor (F), chlor (Cl), brom (Br), jod (I), astat (At)

Fluorowce: fluor (F), chlor (Cl), brom (Br), jod (I), astat (At)

.

.

Mają w powłoce walencyjnej konfigurację elektronową s

Mają w powłoce walencyjnej konfigurację elektronową s

2

2

p

p

5

5

. F

. F

występuje jedynie na -I stopniu utlenienia. Pozostałe fluorowce mają

występuje jedynie na -I stopniu utlenienia. Pozostałe fluorowce mają

zdolność do tworzenia wiązań z wykorzystaniem orbitala typu d.

zdolność do tworzenia wiązań z wykorzystaniem orbitala typu d.

Dlatego w połączeniach występują na stopniu utlenienia od -I do VII.

Dlatego w połączeniach występują na stopniu utlenienia od -I do VII.

Właściwości chemiczne:

Właściwości chemiczne:

Fluorowce są utleniaczami (F najsilniejszy). Wszystkie fluorowce

Fluorowce są utleniaczami (F najsilniejszy). Wszystkie fluorowce

reagują z metalami, a także i z wieloma niemetalami. Wszystkie

reagują z metalami, a także i z wieloma niemetalami. Wszystkie

fluorowce tworzą z wodorem fluorowcowodory typu HX (HF, HCl, HBr i

fluorowce tworzą z wodorem fluorowcowodory typu HX (HF, HCl, HBr i

HI).

HI).

Wszystkie fluorowce tworzą połączenia z tlenem, tworząc różne tlenki.

Wszystkie fluorowce tworzą połączenia z tlenem, tworząc różne tlenki.

background image

42

42

Fluor

Fluor

niemetal

masa atomowa 18,9984

konfiguracja elektronowa 1s

2

2s

2

2p

5

występuje w postaci cząsteczki F

2

stopień utlenienia -1

żółto-zielony gaz

13 miejsce pod względem

rozpowszechnienia w przyrodzie

background image

43

43

Fluor – występowanie w

Fluor – występowanie w

przyrodzie

przyrodzie

fluoryt

fluoryt

Ca F

Ca F

2

2

apatyt

apatyt

3 Ca

3 Ca

3

3

(PO

(PO

4

4

)

)

2

2

.

.

CaF

CaF

2

2

kriolit

kriolit

Na

Na

3

3

AlF

AlF

6

6

background image

44

44

Fluor - wchłanianie

Fluor - wchłanianie

jama ustna – wchłania się nie więcej niż 1% całkowitej

jama ustna – wchłania się nie więcej niż 1% całkowitej

ilości dziennie spożywanej ilości fluorków

ilości dziennie spożywanej ilości fluorków

40-50% pobranych związków ulega wchłonięciu w

40-50% pobranych związków ulega wchłonięciu w

żołądku

żołądku

większość związków fluoru przyswajana jest w górnej

większość związków fluoru przyswajana jest w górnej

części jelita cienkiego.

części jelita cienkiego.

background image

45

45

Fluor – wchłanianie, interakcje

Fluor – wchłanianie, interakcje

kationy wielowartościowe hamują wchłanianie

kationy wielowartościowe hamują wchłanianie

związków fluoru – Ca

związków fluoru – Ca

+2

+2

, Mg

, Mg

+2

+2

, Al

, Al

+3

+3

chlorek sodu ogranicza przyswajanie

chlorek sodu ogranicza przyswajanie

substancje tłuszczowe ułatwiają wchłanianie

substancje tłuszczowe ułatwiają wchłanianie

związków fluoru.

związków fluoru.

background image

46

46

Fluor – występowanie w

Fluor – występowanie w

organizmie

organizmie

w osoczu krwi fluorki występują w postaci

w osoczu krwi fluorki występują w postaci

jonowej

jonowej

niejonowej

niejonowej

wysokie pH krwi oraz jej hematokryt powodują wzrost

wysokie pH krwi oraz jej hematokryt powodują wzrost

stężenia fluorków

stężenia fluorków

są obecne we wszystkich płynach ustrojowych: żółci,

są obecne we wszystkich płynach ustrojowych: żółci,

ślinie, moczu, w ilościach zależnych od stężenia w

ślinie, moczu, w ilościach zależnych od stężenia w

osoczu

osoczu

są transportowane przez łożysko

są transportowane przez łożysko

background image

47

47

Aktywność biologiczna

Aktywność biologiczna

fluorków

fluorków

wiążą się z enzymami:

 w miejscu aktywnym

 w naładowanych dodatnio domenach

mogą być ich:

 aktywatorami (oksydaza błonowa NADPH)

 inhibitorami

mają wpływ na szlaki przemian lipidowych i

węglowodanowych:

 hamują działanie aldolazy (enzymu szlaku glikolizy)

 prawdopodobnie uszkadzają komórki b wysp trzustki

background image

48

48

Aktywność biologiczna

Aktywność biologiczna

fluorków

fluorków

głównym składnikiem nieorganicznym kości i zębów jest

głównym składnikiem nieorganicznym kości i zębów jest

hydroksyapatyt

hydroksyapatyt

Ca

Ca

10

10

(PO

(PO

4

4

)

)

6

6

(OH)

(OH)

2

2

Ca

Ca

3

3

(PO

(PO

4

4

)

)

2

2

.

.

Ca(OH)

Ca(OH)

2

2

hydroksyapatyt związany jest z węglanami i cytrynianami.

hydroksyapatyt związany jest z węglanami i cytrynianami.

stosunek wapnia do fosforanów w fazie krystalicznej

stosunek wapnia do fosforanów w fazie krystalicznej

apatytu kości jest mniejszy niż w apatycie naturalnym.

apatytu kości jest mniejszy niż w apatycie naturalnym.

fluorek zastąpuje grupę hydroksylową hydroksyapatytu

fluorek zastąpuje grupę hydroksylową hydroksyapatytu

tworząc fluoroapatyt

tworząc fluoroapatyt

w stosunku do hydroksyapatytu jest on znacznie bardziej

w stosunku do hydroksyapatytu jest on znacznie bardziej

twardy, ale jednocześnie wzrasta jego kruchość.

twardy, ale jednocześnie wzrasta jego kruchość.

background image

49

49

Toksyczność fluorków

Toksyczność fluorków

fluorki w dużych dawkach mają działanie teratogenne

fluorki w dużych dawkach mają działanie teratogenne

fluor z metalami dwuwartościowymi tworzy fluorki

fluor z metalami dwuwartościowymi tworzy fluorki

powoduje u dzieci zaburzenia rozwojowe

powoduje u dzieci zaburzenia rozwojowe

wpływa niekorzystnie na pobieranie i metabolizm jodu

wpływa niekorzystnie na pobieranie i metabolizm jodu

ma działanie neurotoksyczne

ma działanie neurotoksyczne

background image

50

50

Aktywność biologiczna

Aktywność biologiczna

fluorków

fluorków

– płytka bakteryjna

– płytka bakteryjna

(1)

(1)

Fluorki obecne w w płytce nazębnej powodują:

Fluorki obecne w w płytce nazębnej powodują:

hamowanie procesu deminaralizacji

hamowanie procesu deminaralizacji

wzmaganie procesu remineralizacji

wzmaganie procesu remineralizacji

redukcja gradientu protonowego (fluorki hamują

redukcja gradientu protonowego (fluorki hamują

bakteryjną ATP-azę protonową)

bakteryjną ATP-azę protonową)

zapobieganie tworzenia gradientu protonowego

zapobieganie tworzenia gradientu protonowego

zmniejszenie tolerancji komórek bakteryjnych na kwasy

zmniejszenie tolerancji komórek bakteryjnych na kwasy

background image

51

51

Aktywność biologiczna

Aktywność biologiczna

fluorków

fluorków

– płytka bakteryjna

– płytka bakteryjna

(2)

(2)

Fluorki obecne w w płytce nazębnej powodują:

Fluorki obecne w w płytce nazębnej powodują:

zmniejszenie tolerancji komórek bakteryjnych na kwasy

zmniejszenie tolerancji komórek bakteryjnych na kwasy

oddziaływanie na przepuszczalność błony komórkowej

oddziaływanie na przepuszczalność błony komórkowej

hamowanie enolazy – zmienia przemianę cukrów w

hamowanie enolazy – zmienia przemianę cukrów w

bakteriach

bakteriach

redukcja produkcji polisacharydów

redukcja produkcji polisacharydów

zewnątrzkomórkowych

zewnątrzkomórkowych

ograniczenie zapasów tłuszczów

ograniczenie zapasów tłuszczów

zmiana stosunku glukany/fruktazy w płytce nazębnej.

zmiana stosunku glukany/fruktazy w płytce nazębnej.

background image

52

52

Pierwiastki bloku d (pierwiastki przejściowe)

Pierwiastki bloku d (pierwiastki przejściowe)

Charakteryzują się innymi cechami niż metale rodzin głównych.

Charakteryzują się innymi cechami niż metale rodzin głównych.

Posiadają inne rozmieszczenie elektronów wartościowych. Elektrony te

Posiadają inne rozmieszczenie elektronów wartościowych. Elektrony te

występują nie tylko w powłoce zewnętrznej, lecz część znajduje się w

występują nie tylko w powłoce zewnętrznej, lecz część znajduje się w

powłokach głębszych, w których liczba elektronów może dochodzić do

powłokach głębszych, w których liczba elektronów może dochodzić do

18 lub 32. Elektrony niekompletnych powłok wewnętrznych również

18 lub 32. Elektrony niekompletnych powłok wewnętrznych również

biorą udział w wiązaniach chemicznych,

biorą udział w wiązaniach chemicznych,

1.

1.

Wszystkie pierwiastki przejściowe są metalami

Wszystkie pierwiastki przejściowe są metalami

. Zależnie

. Zależnie

jednak od podgrupy, do której należą, różnią się właściowościami.

jednak od podgrupy, do której należą, różnią się właściowościami.

Energie jonizacji pierwiastków przejściowych mają wartości pośrednie

Energie jonizacji pierwiastków przejściowych mają wartości pośrednie

pomiędzy wartościami energii jonizacji pierwiastków bloku s i

pomiędzy wartościami energii jonizacji pierwiastków bloku s i

pierwiastków bloku p.

pierwiastków bloku p.

2.

2.

Charakterystyczną cechą pierwiastków przejściowych jest

Charakterystyczną cechą pierwiastków przejściowych jest

ich zmienny stopień utlenienia, która może przyjmować

ich zmienny stopień utlenienia, która może przyjmować

wszystkie wartości od II (lub I) do maksymalnej w danej

wszystkie wartości od II (lub I) do maksymalnej w danej

podgrupie.

podgrupie.

3.

3.

W połączeniach z tlenem i wodorem metale grup pobocznych

W połączeniach z tlenem i wodorem metale grup pobocznych

tworzą zasady, związki amfoteryczne albo kwasy

tworzą zasady, związki amfoteryczne albo kwasy

.

.

Przy rzadko występującym wśród metali grup pobocznych stopniu

Przy rzadko występującym wśród metali grup pobocznych stopniu

utlenienia I i stopniu utlenienia II mamy do czynienia ze związkami

utlenienia I i stopniu utlenienia II mamy do czynienia ze związkami

typu zasad, a przy stopniu utlenienia III, IV związki mają charakter

typu zasad, a przy stopniu utlenienia III, IV związki mają charakter

amfoterów, a przy stopniu utlenienia V, VI, VII - kwasów.

amfoterów, a przy stopniu utlenienia V, VI, VII - kwasów.

background image

53

53

4. Zasady zawierające metal grup pobocznych na stopniu

4. Zasady zawierające metal grup pobocznych na stopniu

utlenienia I, o ogólnym wzorze MeOH, są związkami

utlenienia I, o ogólnym wzorze MeOH, są związkami

nietrwałymi, rzadkimi i są z reguły mocnymi elektrolitami,

nietrwałymi, rzadkimi i są z reguły mocnymi elektrolitami,

chociaż na ogół trudno rozpuszczalnymi w wodzie (np. AgOH).

chociaż na ogół trudno rozpuszczalnymi w wodzie (np. AgOH).

Bardziej trwałymi są słabe zasady o wzorze ogólnym Me(OH)

Bardziej trwałymi są słabe zasady o wzorze ogólnym Me(OH)

2

2

.

.

Przy trój- i czterododatnim stopniu utlenienia metalu związki

Przy trój- i czterododatnim stopniu utlenienia metalu związki

mają charakter amfoteryczny, przy czym mogą mieć strukturę

mają charakter amfoteryczny, przy czym mogą mieć strukturę

ortozwiązków, np. Me(OH)

ortozwiązków, np. Me(OH)

3

3

, Me(OH)

, Me(OH)

4

4

, H

, H

3

3

MeO

MeO

3

3

, H

, H

4

4

MeO

MeO

4

4

, albo

, albo

meta związków - HMeO

meta związków - HMeO

2

2

i H

i H

2

2

MeO

MeO

3

3

.

.

W przypadku gdy metale grup pobocznych występują na VI i

W przypadku gdy metale grup pobocznych występują na VI i

VII stopniu utlenienia, tworzą się nietrwałe dość mocne kwasy

VII stopniu utlenienia, tworzą się nietrwałe dość mocne kwasy

o wzorach ogólnych H

o wzorach ogólnych H

2

2

MeO

MeO

4

4

, HMeO

, HMeO

4

4

.

.

5.

5.

Ważną również cechą metali przejściowych, rzadziej

Ważną również cechą metali przejściowych, rzadziej

spotykaną u metali grup głównych jest zdolność

spotykaną u metali grup głównych jest zdolność

tworzenia związków zabarwionych.

tworzenia związków zabarwionych.

Sole miedzi mają zwykle barwę zieloną lub niebieską, kobaltu

Sole miedzi mają zwykle barwę zieloną lub niebieską, kobaltu

różową, niklu zieloną, nadmanganianu fioletową, sole chromu

różową, niklu zieloną, nadmanganianu fioletową, sole chromu

od niebieskiej poprzez zieloną do żółtej.

od niebieskiej poprzez zieloną do żółtej.

background image

54

54

Cynk

Cynk

zawartość w organizmie wynosi ok. 1,5 – 2 g,

zawartość w organizmie wynosi ok. 1,5 – 2 g,

występuje on głównie wewnątrzkomórkowo.

występuje on głównie wewnątrzkomórkowo.

stanowi centrum aktywne wielu enzymów

stanowi centrum aktywne wielu enzymów

występuje w wielu białkach wiążących kwasy nukleinowe

występuje w wielu białkach wiążących kwasy nukleinowe

poprawia metabolizm, przyspiesza gojenie się ran i poprawia

poprawia metabolizm, przyspiesza gojenie się ran i poprawia

sprawność umysłową

sprawność umysłową

niedobór cynku powoduje zaburzenia układu kostnego, funkcji

niedobór cynku powoduje zaburzenia układu kostnego, funkcji

rozrodczych, stany zapalne skóry, sprzyja procesom miażdżycowym

rozrodczych, stany zapalne skóry, sprzyja procesom miażdżycowym

background image

55

55

Molibden

Molibden

.

.

występuje głównie w tkance kostnej, a także w nerkach,

występuje głównie w tkance kostnej, a także w nerkach,

wątrobie i zębach

wątrobie i zębach

wchodzi on w skład centrów aktywnych enzymów

wchodzi on w skład centrów aktywnych enzymów

odpowiedzialnych za procesy oksydacyjno-redukcyjne.

odpowiedzialnych za procesy oksydacyjno-redukcyjne.

ma zdolność do ulegania dwuelektronowym reakcjom

ma zdolność do ulegania dwuelektronowym reakcjom

redoks na stopniach utlenienia między 6 a 4.

redoks na stopniach utlenienia między 6 a 4.

nadmiar jest toksyczny - powoduje:

nadmiar jest toksyczny - powoduje:

deformacje kości podobne do gośćca,

deformacje kości podobne do gośćca,

skłonność do próchnicy zębów

skłonność do próchnicy zębów

zaburzenia gospodarki lipidowej i białkowej.

zaburzenia gospodarki lipidowej i białkowej.

background image

56

56

Kobalt.

Kobalt.

w największych ilościach występuje w narządach

w największych ilościach występuje w narządach

miąższowych i mięśniach

miąższowych i mięśniach

jest on składnikiem witaminy B12, która odgrywa rolę w:

jest on składnikiem witaminy B12, która odgrywa rolę w:

w wytwarzaniu krwinek czerwonych

w wytwarzaniu krwinek czerwonych

metabolizmie białek oraz

metabolizmie białek oraz

kwasów nukleinowych.

kwasów nukleinowych.

niedobór witaminy B12 powoduje niedokrwistość i zmiany

niedobór witaminy B12 powoduje niedokrwistość i zmiany

w narządach miąższowych

w narządach miąższowych

nadmiar kobaltu powoduje czerwienicę, uszkodzenie

nadmiar kobaltu powoduje czerwienicę, uszkodzenie

narządów miąższowych – nerek, wątroby, uszkodzenie

narządów miąższowych – nerek, wątroby, uszkodzenie

osłonek mielinowych, kardiomiopatię.

osłonek mielinowych, kardiomiopatię.

background image

57

57

Kadm.

Kadm.

charakteryzuje się wybitnymi właściwościami

charakteryzuje się wybitnymi właściwościami

akumulującymi

akumulującymi

.

.

okres półtrwania w organizmie (10 – 30 lat) przyczynia się do

okres półtrwania w organizmie (10 – 30 lat) przyczynia się do

odkładania się, wraz z wiekiem, głównie w nerkach, gdzie gromadzi

odkładania się, wraz z wiekiem, głównie w nerkach, gdzie gromadzi

się do 50% całego kadmu.

się do 50% całego kadmu.

działa na systemy enzymatyczne komórek, wypierając i zastępując

działa na systemy enzymatyczne komórek, wypierając i zastępując

inne fizjologiczne metale (Cu, Zn, Se) z metaloenzymów

inne fizjologiczne metale (Cu, Zn, Se) z metaloenzymów

wiąże się z grupami czynnymi –SH białek:

wiąże się z grupami czynnymi –SH białek:

łatwo wiąże się z metalotioneiną, niskocząsteczkowym białkiem

łatwo wiąże się z metalotioneiną, niskocząsteczkowym białkiem

cytoplazmatycznym, bogatym w reszty cysteinowe, która wiąże

cytoplazmatycznym, bogatym w reszty cysteinowe, która wiąże

dwuwartościowe kationy cynku, miedzi, selenu

dwuwartościowe kationy cynku, miedzi, selenu

nadmiar kadmu prowadzi do zaburzeń czynności nerek,

nadmiar kadmu prowadzi do zaburzeń czynności nerek,

metabolizmu wapnia i funkcji rozrodczych, rozwoju choroby

metabolizmu wapnia i funkcji rozrodczych, rozwoju choroby

nadciśnieniowej oraz zmian nowotworowych, głównie nerek i

nadciśnieniowej oraz zmian nowotworowych, głównie nerek i

gruczołu krokowego.

gruczołu krokowego.

background image

58

58

Ołów.

Ołów.

w organizmiei jest odkładany w postaci nierozpuszczalnych

w organizmiei jest odkładany w postaci nierozpuszczalnych

związków ołowiu, w kościach i w tkankach miękkich

związków ołowiu, w kościach i w tkankach miękkich

toksyczne działanie ołowiu ujawnia się na poziomie molekularnym,

toksyczne działanie ołowiu ujawnia się na poziomie molekularnym,

hamuje wiele enzymów, w tym syntazę porfobilinogenową,

hamuje wiele enzymów, w tym syntazę porfobilinogenową,

podstawowy składnik w syntezie hemu

podstawowy składnik w syntezie hemu

wiąże się z kwasami nukleinowymi i aminokwasami białek

wiąże się z kwasami nukleinowymi i aminokwasami białek

zakłóca metabolizm niezbędnych pierwiastków śladowych działając

zakłóca metabolizm niezbędnych pierwiastków śladowych działając

antagonistycznie na inne metale m.in. przyspiesza wydalanie

antagonistycznie na inne metale m.in. przyspiesza wydalanie

miedzi i żelaza z organizmu

miedzi i żelaza z organizmu

podwyższenie poziomu miedzi, wapnia i fosforu w diecie obniża

podwyższenie poziomu miedzi, wapnia i fosforu w diecie obniża

pobieranie ołowiu przez organizm

pobieranie ołowiu przez organizm

skutkami toksyczności ołowiu są zaburzenia w hematopoezie,

skutkami toksyczności ołowiu są zaburzenia w hematopoezie,

nadciśnienie tętnicze, neuropatie i uszkodzenia mózgu

nadciśnienie tętnicze, neuropatie i uszkodzenia mózgu

background image

59

59

Rtęć

Rtęć

źródłem wchłaniania tego pierwiastka przez ludzi są tkanki ryb skażonych

tym pierwiastkiem

pośrednim źródłem rtęci jest mięso zwierząt domowych karmionych

mączką otrzymaną ze skażonych ryb

toksyczne działanie rtęci wynika z jej dużego powinowactwa do grup -SH

-COOH i –NH

2

aminokwasów białek

ma działanie mutagenne i teratogenne

akilowe pochodne rtęci łatwo przedostają się do komórek mózgowych,

naruszając barierę krew-mózg, powodują uszkodzenia komórek

mózgowych i zaburzają metabolizm układu nerwowego

toksyczność może zmniejszać selen, ograniczając tworzenie połączeń

aminokwasów białek z rtęcią


Document Outline


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Biopierwiastki
BIOPIERWIASTKI
kolo biopierwiaski
BIOPIERWIASTKI, BIOPIERWIASTKI
Biopierwiastki [tryb zgodności]
BIOPIERWIASTKI 19.11 (22.11), Budownictwo PK, Chemia, Chemia nieorganiczna od Marysi
KUCHNIA od kuchni Biopierwiastki
A2-rok 2008 test wyklady 1-4, CHEMIA BIOPIERWIASTKÓW
B2-rok 2008 test wyklady 1-4, CHEMIA BIOPIERWIASTKÓW
BIOPIERWIASTKI, NAUKA, WIEDZA
Biopierwiastki
Biopierwiastki, Witaminy i ich wpływ na Zdrowie, Potencję i Seks
Biopierwiastki
Biopierwiastki

więcej podobnych podstron