Биологичната роля на медта, среброто, цинка, живака
Мед. Според съдържанието си в организма медта принадлежи към микроелементите, металът на живота е и се концентрира в черния дроб, мозъка и кръвта.
Понастоящем са известни около 25 съдържащи мед протеини и ензими. Тези ензими активират молекулата на кислорода, която участва в процеса на окисление на органичните съединения. Те образуват група от така наречените оксигенази и хидроксилази. Има голяма група медсъдържащи протеини, които катализират редокс реакции с прехвърляне на протон или електрони от окисленото вещество директно към молекулярен кислород - това са така наречените оксидази. Оксидазите включват такъв важен респираторен ензим като цитохромоксидазата (CHO), който катализира крайния етап на тъканното дишане. Всички ензими на тъканното дишане са свързани с вътрешните мембрани на митохондриите. По време на каталитичния процес степента на окисление на медта от цитохромоксидазата се променя обратимо:
Окислената форма на цитохромоксидазата (Сu 2+ ) приема електрони, преминавайки в редуцираща (Сu + ) форма, която се окислява от молекулярен кислород, който в същото време се редуцира. След това кислородът поема протони от околната среда и се превръща във вода. Механизмът на действие на цитохромоксидазата не е напълно изяснен. Доказано е обаче, че на последния етап от тъканното дишане CCO извършва пренос на електрони към кислород.
Един от съдържащите мед протеини, които обратимо свързват молекулярен кислород, е хемоцианинът (НС).
Медта, заедно с желязото, участва в хемопоезата. Известно е, че при дефицит на мед в организма се нарушава обмяната на желязо между кръвната плазма и еритроцитите, което може да доведе до разрушаване на еритроцитите. Човешката нужда от мед е 2-3 mg на ден. Осигурен е напълноконсумирана храна.
Среброто е примесен микроелемент. Човешкото тяло съдържа приблизително 7,3 mmol сребро. Среброто се концентрира в черния дроб, в хипофизната жлеза, еритроцитите, в пигментната мембрана на окото.
Цинкът е микроелемент и принадлежи към металите на живота. В организма се концентрира главно в мускулите, черния дроб, панкреаса, тестисите.
Цинкът е част от повече от 40 металоензима, които катализират хидролизата на пептиди, протеини, някои естери и алдехиди. Очевидно тази роля се дължи до известна степен на факта, че цинкът не проявява различни степени на окисление. Постоянната степен на окисление определя участието му в реакции на хидролиза, протичащи без пренос на електрони.
Един от по-рано откритите и най-изследваните е цинк-съдържащият ензим - карбоанхидразата. Този кръвен ензим, открит в червените кръвни клетки, се среща в три форми, които се различават по активност. Ензимът се състои от приблизително 260 аминокиселинни остатъка и представлява бионеорганичен комплекс.
Цинкът, разположен в кухината на комплекса, е най-важният и незаменим компонент на активния център на ензима. Когато Zn се отстрани, ензимът губи своята каталитична активност. Съдържанието на цинк в ензима е около 0,33%. Въпреки че делът на метала е малък, неговата роля не може да бъде надценена. Именно благодарение на това малко количество цинк образуваният в тъканите СО2 оксид се превръща в киселината Н2СО3. След това в белите дробове протича процесът на дехидратация на H2CO3. По този начин тази обратима реакция засяга процеса на дишане, неговата скорост и обмен на газ в тялото.
Живакът се намира във всички органи и тъкани на човешкото тяло. Биологичната роля на живака не е ясна.
2. Терапевтичен ефект на неорганични съединения на мед, сребро иживак
Мед. Високият афинитет на металите от група I към сярата определя високата енергия на връзката Me–S, а това от своя страна определя специфичния характер на тяхното поведение в биологичните системи. Катионите на тези метали лесно взаимодействат с вещества, съдържащи групи, съдържащи сяра. Например, Cu 2+ йони реагират с дитиолови ензими на микроорганизми по схемата:
Включването на метални йони в състава на протеина инактивира ензимите, разрушава протеините. Същият механизъм е в основата на действието на лекарствата, съдържащи мед и сребро, използвани в дерматологията.
Сребро. Като повечето тежки метали, този елемент не играе важна роля. Но както всички тежки метали, когато попадне в тялото, има токсичен ефект, което се дължи на факта, че когато се комбинира с протеини, съдържащи сяра, среброто инактивира ензимите, разрушава и коагулира протеините, образувайки неразтворими албуминати. Същата способност на среброто да образува неразтворими албуминати с протеини определя бактерицидните свойства на среброто и неговите съединения. Вече при съдържание на сребро от порядъка на 10 -8 mmol/l водата има бактерициден ефект. Понастоящем е доказано, че бактерицидният ефект на сребърните йони е по-висок от такива добре познати дезинфектанти като карболова киселина, хлор, белина.
По правило всички сребърни съединения, използвани в медицината, са външни препарати. Тяхната употреба се основава на стягащите, каутеризиращи и бактерицидни свойства на тези съединения.
Някои съединения на цинк и живак в малки концентрации са намерили приложение в медицинската практика. Използването им се основава на стягащо, каутеризиращо и антисептично действие. И така, цинковият сулфат се използва за производство на капки за очи (0,25%), цинкхлоридът се използва в денталната практика за каутеризация на папиломи, за лечение на възпалени лигавични тъкани. В денталната практика се използват също цинков оксид и цинков сулфат.
3. Приложение на неорганични съединения на мед, сребро, цинк и живак в медицината и фармацията
Cupri sulfas (меден II сулфат) CuSO4∙5H2O - антисептично и стягащо средство под формата на 0,25% разтвор при конюнктивит, за промиване на пикочния мехур, при уретрит и вагинит.
Argenti nitras (сребърен нитрат) AgNO3 е стягащо, каутеризиращо и противовъзпалително средство. Предписвайте под формата на водни разтвори, мехлеми, както и под формата на лапис моливи.
Stillius Lapidis (лапис молив) - за каутеризация.
Протарголи (протаргол) - стягащо, антисептично противовъзпалително средство за смазване на лигавиците на горните дихателни пътища, за промиване на уретрата и пикочния мехур, в капки за очи при конюнктивит, блефарит.
Collargolum (коларгол) - колоиден разтвор на сребро се използва под формата на 0,2-1% разтвор за промиване на гнойни рани.
Zinci sulfas (цинков сулфат) ZnSO4∙7H2O е антисептик и адстрингент при конюнктивит и хроничен катарален ларингит, в редки случаи се прилага перорално като еметик.
Zinci oxudum (цинков оксид) ZnO – използва се външно под формата на прахове, мехлеми, пасти, като стягащо, подсушаващо и дезинфектантно средство при кожни заболявания.
Hydrargyri dichloridum (живачен II хлорид) HgCl2 - има антисептично действие.
Hydrargyri amidochloridum (живачен амид хлорид) HgNH2Cl – има антисептично действие.
В момента живачните лекарства не се използват поради токсичност.
5. Токсичен ефект на медни, сребърни и живачни съединения
върху жив организъм
Мед. Във високи концентрации разтворимите медни соли са токсични. Например, меден сулфат с тегло до 2 g причинява тежко отравяне с възможен фатален изход. Токсичният ефект на медта се обяснява с факта, че медта образува неразтворими бионеорганични хелати с протеини - албуминати, което води до коагулация на протеините. Медните йони образуват силна връзка с амино азота и с –SH групата на протеините, което води до инактивиране на тиоензимите.
Среброто, влизайки в тялото, има токсичен ефект поради факта, че когато се комбинира с протеини, съдържащи сяра, инактивира, разрушава и коагулира протеините, образувайки неразтворими албуминати.
При навлизане в тялото на големи дози разтворими сребърни соли може да възникне остро отравяне, което е придружено от смърт на лигавицата на стомашно-чревния тракт. Разтворимите съединения на цинка и живака дразнят кожата и при поглъщане причиняват отравяне.
Живакът е най-токсичният елемент в периодичната таблица. Отравяне може да причини дори двойка метален живак. Признаци на отравяне се появяват още при съдържание на живак в помещението 0,0002-0,0003 mg/l. Съединенията на живак са способни да взаимодействат със сулфхидрилни групи на протеини, ензими и някои аминокиселини. В този случай се образуват неразтворими съединения. Има потискане на ензимната активност и коагулацията на протеините.
Живачните йони блокират едновременно две SH-групи:
