Iia группа

Бериллий (Beryllium)

Роль в жизни животных и человека

В организме взрослого человека содержание бериллия составляет от 0.4 до 40 мкг. Обнаружен бериллий в легких, лимфатических узлах, печени, сердечной мышце, костной ткани. Основной путь поступления в организм человека и животных — ингаляционный, через дыхательные пути. Поступление с пищей и водой очень незначительно. Биологическая роль бе­риллия в том, что он участвует в обмене кальция, магния и фосфора в костной ткани.

Если для растений бериллий безвреден, то у животных он вызывает так называемый бериллиевый рахит. Повышенное содержание солей бериллия в пище способствует образованию в организме растворимого фосфатного бериллия. Постоянно «похищая» фосфаты, бериллий тем самым способствует ослаблению костной ткани — это и есть причина болезни.

Многие соединения бериллия ядовиты. Они могут стать причиной воспалительных процессов кожи и органов дыхания: бериллиоза — специфического заболевания, вызываемого вдыханием бериллия и его соединений. При кратковременном вдыхании больших концентраций растворимых соединений бериллия возникает острый бериллиоз, представляющий собой раздражение дыхательных путей, иногда сопровождающееся отеком легких и удушьем. Есть и хроническая разновидность бериллиоза. Для нее характерны менее резкие симптомы, но большие нарушения всего организма. Поэтому допустимые пределы содержания бериллия в воздухе очень малы — всего 0.001 мг/м³.

Основные источники поступления в организм:

• Воздух;

• Продукты животного происхождения: мясо, легкие, печень.

Наиболее известные и используемые человеком соединения:

Ве3Аl2(SiOз)6 — берилл.

Суточное поступление бериллия с продуктами питания составляет 0.01 мг, а с воздухом 0.000009 мг.

В медицине бериллий применяется в рентгеновских установках.

Магний (Magnesium)

Магний участвует в аккумуляции солнечной энергии, он входит в состав молекулы хлорофилла, являясь центральным атомом в молекуле (рис. 3). Хлорофилл поглощает солнечную энергию и с ее помощью превращает углекислый газ и воду в сложные органические вещества: сахар, крахмал и др. Магний является обязательным компонентом рибосом: при его участии (вместе с АТФ) происходит связывание аминокислот с т-РНК в процессе биосинтеза белка. Ионы магния Mg²⁺ «сшивают» молекулы белка в клубочки, обеспечивая поддержание структуры в белковых молекулах. Магний катализирует синтез АТФ их нуклеозиддифосфатов, активирует ферментные системы превращения яблочной кислоты в лимонную, щавелевой - в муравьиную и углекислый газ.

Рисунок 3 - Молекула хлорофилла а

Роль в жизни животных и человека

В организме животного содержится примерно 0.03 — 0.07% магния (по массе), он входит в состав костей и зубов, содержится в печени, крови, нервной ткани и мозге, участвует в белковом и углеродном обмене. При весе человека 70 кг в организме содержится 19 — 20 г магния. Он оказывает антисептическое и сосудорасширяющее действие, понижает артериальное давление и содержание холестерина в крови, усиливает процессы торможения в коре головного мозга, успокаивающее (седативное) действие на нервную систему, играет большую роль в активизации защитных сил организма на борьбу против рака. Магний укрепляет иммунную систему, обладает антиаритмическим действием, способствует восстановлению сил после физических нагрузок.

При недостатке магния повышается предрасположенность к инфарктам. Это показали опыты венгерских ученых, проведенные в XX веке на животных (у животных такая болезнь называется травяная тетания). Одним собакам давали пищу, богатую солями магния, другим - бедную. К концу эксперимента те собаки, в рационе которых было мало магния, «заработали» инфаркт миокарда.

Выводится магний из организма с мочой, калом и потом.

Основные источники поступления в организм:

-Продукты растительного происхождения: фрукты, орехи (миндаль, арахис, грецкий орех), овощи (помидоры, картофель, тыква, фасоль, салат-латук), мята, цикорий, оливки, петрушка, цельное зерно пшеницы, овса, гречихи, ржаной хлеб, пшено, отруби.

- Продукты животного происхождения: печень, яичный желток.

Наиболее известные и используемые человеком соединения:

MgS0₄ *7H₂0 - сульфат магния, горькая английская соль;

MgCC3 - карбонат магния, магнезит;

MgO - оксид магния, жженая магнезия;

Силикаты магния: тальк 3MgO*4 SiО₂*Н₂0, асбест СаО • 3MgO * 4 SiО₂

Суточное поступление магния с продуктами питания составляет 240 — 720 мг.

Сульфат магния MgSО₄ горькая или английская соль используется в медицине как слабительное, желчегонное и болеутоляющее средства.

Кальций (Calcium)

Роль в жизни животных и человека

В организме животного в среднем от 1.9 до 2.5% кальция (по массе). Кальций - это материал для постройки костных скелетов. Карбонат кальция СаСО₃ входит в состав кораллов, раковин моллюсков, панцирей морских ежей и скелетов микроорганизмов.

В организме человека 98-99% кальция содержится в костях скелета, которые выполняют функцию «депо» кальция; ионы кальция присутствуют во всех тканях и жидкостях организма: 1 г - в плазме крови, 6-8 г - в мягких тканях. При весе человека 70 кг содержание Са в организме составляет 1700 грамм, причем 80% - фосфата кальция Саз(РО₄)₂ и 13% - карбоната кальция СаСО₃.

Кальций необходим для процессов кроветворения и свертывания крови, для регуляции работы сердца, мышечного сокращения, обмена веществ, уменьшения проницаемости сосудов, для нормального роста костей (скелет, зубы). Соединения кальция благотворно влияют на состояние нервной системы, проведение нервных импульсов, оказывают противовоспалительное действие, обеспечивают проницаемость клеточной мембраны, активацию некоторых ферментов. Обмен кальция регулируется в организме человека и животных гармонном кальцитонином - гормон щитовидной железы, парат-гормоном - гормоном околощитовидной железы и кальциферолами - витамином D. Здоровый человек должен получать в день 1.5 г кальция. Необходимо помнить, что организм усваивает кальций в присутствии жиров: на каждые 0.06 г кальция нужно 1 г жира. Выводится кальций из организма через кишечник и почки.

Недостаток кальция приводит к остеопорозу, нарушениям в опорно-двигательной, нервной системах, недостаточной свертываемости крови.

Основные источники поступления в организм:

• Овощи и злаки: горох, зеленый горошек, чечевица, соя. бобы, фасоль, шпинат, морковь, репа, листья молодых одуванчиков, сельдерей, спаржа, капуста, свекла, картофель, огурцы, салат, лук, ботва моркови, репы, редиски, зерна пшеницы, хлеб ржаной, крупа овсяная;

• Фрукты и ягоды: яблоки, вишня, крыжовник, земляника, абрикосы, смородина, ежевика, апельсины, ананасы, персики, виноград;

• Миндаль;

• Кисломолочные продукты: творог, сметана, кефир.

Наиболее известные используемые человеком соединения:

СаСОз - карбонат кальция, кальцит, мел, мрамор, известняк;

Са3(РО₄)2 - фосфат кальция, фосфоритная костная мука;

Ca(NО₃)₂- нитрат кальция, кальциевая селитра;

СаО - оксид кальция, негашеная известь (кипелка);

Са(ОН)₂ - гидроксид кальция (II), гашеная известь (пушенка);

CaSО₄*2H₂О - кристаллогидрат сульфата кальция, гипс;

Са(Н₂РО₄)₂ - суперфосфат.

Суточное поступление кальция с продуктами питания и водой составляет 800-1500 мг Содержание кальция в некоторых пищевых продуктах представлено в таблице 1.

Таблица 1 - Содержание кальция (в мг) на 100 г некоторых пищевых продуктов

Продукт	Кальций
Сухие сливки	1290
Сыры	600-1040
Сухое молоко	920
Сухая сыворотка молока	890
Кефир, йогурт, сливки	110-120
Творог	80
Рыба	30-90
Фасоль	105
Финики	160
Зеленая капуста	210
Петрушка	245
Шпинат	125
Соя, бобы	257
Орехи	30-250
Сезам (семена)	785
Хлеб с отрубями	60

Стронций (Strontium)

Роль в жизни животных и для человека

В организме животных содержится 0.01% (по массе). Стронций способен накапливаться в живом организме. Некоторые морские организмы аккумулируют стронций из морской воды (там его 0.013%). Это большинство радиолярий, брюхоногий моллюск - морской слизняк Aplysia californica, головоногий моллюск Sepia officinalis, кораллы Stylophora pistillata и Galaxea fascicularis. Известны радиолярии, скелет которых целиком состоит из сульфата стронция SrSО₄.Cтронций в малой дозе способен повышать содержание крахмала в клубнях картофеля.

В организм человека вместе с пищей поступает 0.8 — 3.0 мг стронция. Во взрослом человеке, массой 70 кг содержится 320 мг стронция. Основное количество стронция (до 99%) накапливается в костях и зубах. Много стронция также в лимфатических узлах, легких, яичниках, печени и почках.

Стронций как аналог кальция активно участвует в обмене веществ и вместе с кальцием откладывается в костной ткани. При избыточном поступлении стронция возникает так называемый «стронциевый рахит» или «уровская болезнь». Это заболевание, впервые обнаруженное у населения, проживающего вблизи реки Уров в Восточной Сибири. Такая болезнь возникает вследствие вытеснения ионов кальция ионами стронция из костной ткани.

Радиоактивный изотоп стронция ⁹⁰Sr, попадающий в атмосферу при испытаниях атомного оружия, может накапливаться в организме, особенно в костных тканях и костном мозге — органе кроветворения, что приводит к тяжелейшему заболеванию — лейкемии (рак крови). действием облучения стронция-90 в живом веществе происходят химические изменения нарушается нормальная структура и функции клеток, что приводит к серьезным нарушениям обмена веществ. Кроме этого, излучение действует на молекулы ДНК и, следовательно, как правило, пагубно влияют на наследственность. В мирных целях радиоактивный стронций применяется в установках лучевой терапии костных опухолей.

Основные источники поступления в организм:

• Воздух;

• Продукты растительного происхождения: гречиха, картофель.

• Морепродукты.

Наиболее известные используемые человеком соединения:

SrSО₄ - сульфат стронция, целестин;

SrO - оксид стронция;

SrCО₃ - карбонат стронция, стронцианит.

Суточное поступление стронция в организм с продуктами питания составляет 1.9 мг.

В медицине стронций применяется также в качестве аппликатора при лечении некоторых кожных и глазных болезней.