На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Результат поиска


Наименование:


реферат Химические элементы в организме человека

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 24.06.2012. Сдан: 2011. Страниц: 8. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


                                                         МОУ «Гимназия №4» 
 
 

                                  Реферат по химии 

«Химические элементы и организм человека»
                                                                                 
 
 
 

                         Выполнила: ученица 9 «А» Силакова В. 
                                                                    
                         Научный руководитель: Голеусова И.Н. 

               

                             2009 г.
                           План:
    Введение
    Основная часть
    Заключение
    Список литературы
 

 

                                                Введение

 
Рассматривая нахождение химических элементов на Земле, обычно принимают  во внимание три сферы «неживой»  природы: атмосферу, гидросферу, литосферу (первичную оболочку Земли) и четвёртую  сферу – область существования  живых организмов (биосферу).
Химический состав Земли, законы распространения и  распределения химических элементов, способы их сочетания, пути миграции и превращения химических элементов  изучает геохимия. Геохимия тесно  связана с химией, геологией и  минералогией; она опирается на химические законы и методы исследования. В  создание и развитие геохимии внесли вклад многие естествоиспытатели. Из советских учёных выдающимися геохимиками  были академики В. И. Вернадский, А. Е. Ферсман и А. П. Виноградов. По В. И. Вернадскому, который помимо огромного  вклада в геохимию ввёл понятия «биосферы» и «ноосферы», «биосфера – это  определённо организованная среда, переработанная жизнью и космическими излучениями и приспособленная  к жизни». Верхняя граница биосферы – тропосфера – находится на высоте 12 – 15 км, а нижняя – литосфера  – на глубине до 5 км. Следовательно, биосфера включает в себя нижнюю часть  атмосферы, всю гидросферу и верхнюю  часть литосферы. В. И. Вернадский установил  тесную связь между геохимическими процессами и жизнью живых организмов, что нашло отражение в создании им новой науки – биогеохимии. Он неоднократно подчеркивал, что геохимические  процессы и живые организмы образуют единый биогеохимический цикл. Проводя  детальный анализ содержания элементов  в земной коре и в живых организмах, Вернадский пришёл к выводу, что  в живом организме когда-нибудь будут найдены все элементы периодической  системы, обнаруженные в неживой  природе Земли. Действительно, к  настоящему времени в организме  человека надёжно установлено присутствие  около 70 элементов периодической  системы.
Земную кору составляет сравнительно небольшое  число элементов. Около 0,5 массы земной коры приходится на кислород, более 0,25 - на кремний. Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba – составляют 99,8 % массы земной коры. В живом  организме преобладают 6 элементов: C, H, O, N, P, S – на которые приходится 97,4 % массы организма. Эти элементы называются органогенами. Можно отметить, что в земной коре преобладают  металлы, тогда как в живых  организмах – неметаллы.
Поступление элементов  в живой организм из окружающей среды  обусловлено следующими факторами:
    нахождением элемента в природе в доступной (обычно в водорастворимой) форме;
    способностью организма поглощать элемент;
    способностью организма накапливать элемент.
Живые организмы  принимают активное участие в  перераспределении химических элементов  в земной коре. Минералы, природные  химические соединения образуются в  биосфере в различных количествах  благодаря жизнедеятельности различных  организмов (так называемого живого вещества). Примером геохимической  функции живого вещества является кальциевая функция, характерная для всех организмов, имеющих кальциевый скелет. Концентрируя кальций в своих телах, живые  организмы энергично извлекают  его из окружающей среды. Когда же организм отмирает, основной минеральной  составляющей остатка оказывается  кальциевый скелет , который, в свою очередь, возвращается в окружающею «неживую» среду.
Сопоставляя качественный состав земной коры, геосферы и биосферы (табл. 1), можно заметить, что элементарный состав живого вещества сильно отличается от такового для земной коры и ближе стоит к составу морской воды, исключая углерод и кальций. 

     Таблица 1.             Содержание элементов в земной коре, морской воде, 
                                              растениях и животных (в % по массе)

Элемент Земная кора Морская вода Растения Животные
O 49,4 85,7 70 62,4
Si 27,6 5*10 -5 0,15 1*10 -5
Al 8,5 1*10 -6 0,02 1*10 -5
Fe 5,0 5*10 -6 0,02 0,01
C 0,01 0,002 18 21
Ca 3,5 0,04 0,3 1,9
K 2,5 0,04 0,3 0,27
Na 2,6 1,06 0,02 0,1
Mg 2,0 0,14 0,07 0,03
   
Возникает вопрос: почему некоторые элементы преобладают  именно в живых организмах? Каковы должны быть свойства этих элементов?
С химической точки  зрения, отбор элементов при формировании живых организмов сводится к отбору тех из них, которые способны к  образованию прочных, но в то же время  и лабильных связей. Эти связи  должны легко подвергаться как гомолитическому, так и гетеролитическому разрыву, а также циклизации. Именно поэтому  органоген №1 – углерод. Атомы  водорода и кислорода гораздо  менее лабильны, но они образуют устойчивую среду для соединений остальных элементов – воду –  и обеспечивают протекание окислительно-восстановительных  процессов. Атомы неметаллов N, P и S, а также металлов Fe, Cu Mo, отличаются особой лабильностью в образовании различных химических связей. Это связано с проявлением ими различных степеней окисления и коодинационных чисел. Сравнение химического состава живой и неживой природы можно закончить следующими словами известного учёного-философа Дж. Бернала: «Лабильные атомы S, P и Fe, которые претерпевают большие изменения в неорганическом мире, имеют главенствующее значение в биохимии; стабильные атомы Si, Al, Na, составляющие большую часть земной коры, играют второстепенную роль в живых организмах или отсутствуют вовсе».                                                                              Организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества и 6% - на неорганические. Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород, кислород, в их состав входят также азот, фосфор и сера. В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I, F, Se.
Например, если вес человека составляет 70 кг, то в  нем содержится (в граммах): кальция - 1700, калия - 250, натрия - 70, магния - 42, железа - 5, цинка - 3.
Таблица 2. Суточное поступление химических элементов в организм человека
Химический  элемент Суточное поступление, мг
  Взрослые Дети
K 2000-5500 530
Na 110-3300 260
Ca 800-1200 420
Mg 300-400 60
Zn 15 5
Fe 10-15 7,0
Mn 2,0-5,0 1,3
Cu 1,5-3,0 1,0
Mo 0,075-0,250 0,06
Cr 0,05-0,2 0,04
Co Около 0,2 (витамин  В12) 0,001
Cl 3200 470
PO43- 800-1200 210
SO42- 10 -
I 0,15 0,07
Se 0,05-0,07 -
F 1,5-4,0 0,6
 


Рис.1      Элементы в организме человека. 
 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 

                                       Основная  часть

 
                                       Основная  часть 

Ученые договорились, что если массовая доля элемента в  организме превышает 10-2%, то его следует считать макроэлементом. Доля микроэлементов в организме составляет 10-3–    10-5%. Если содержание элемента ниже 10-5 %, его считают ультрамикроэлементом. Конечно, такая градация условна. По ней магний попадает в промежуточную область между макро- и микроэлементами. Рассмотрим самые важные для человека химические элементы более детально. 

Макроэлементы. 

К макроэлементам относятся K, Na, Ca, Cl. Например, при весе человека 70 кг, в нём содержится (в  граммах ): кальция – 1700, калия – 250, натрия– 70.  

                                                 КАЛЬЦИЙ и МАГНИЙ 

    В организме  человека содержится 1000-1200 г кальция, 99% - включено в костную ткань, дентин, эмаль зубов, а 1% играет исключительно важную роль как внутриклеточный кальций, кальций крови и тканевой жидкости. Понятно, что кальций играет важнейшую роль в формировании костей. Для включения кальция в костную ткань необходимы витамин D, фосфаты, магний, цинк, марганец, аскорбиновая кислота и другие факторы. Кальций участвует в процессах передачи нервных импульсов, обеспечивает равновесие между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга, участвует в регуляции сократимости скелетных мышц и мышцы сердца, влияет на кислотно-щелочное равновесие организма, активность рада ферментов.
    Кальций необходим  для функционирования клеточных  мембран, работы ядерного аппарата клетки, способствует стабилизации тучных клеток и тормозит высвобождение гистанина, уменьшая тем самим проявления аллергических  реакций, болевого синдрома и воспалительных процессов. Он является фактором свертываемости крови. Снижает холестерин крови. Участвует  в формировании иммунного ответа. Необходимо подчеркнуть особую роль кальция как фактора внутриклеточной сигнализации.
Дефицит кальция:
    Недостаточное поступление кальция в организм усиливает выведение кальция  из костей в кровь, вызывая деминерализацию  костей и остеопороз. Существенно  повышается потребность в нем  у беременных и кормящих женщин.
    Применяют для  профилактики остеопороза, регуляции  функционирования ЦНС, при недостаточной  функции паращитовидных желез, аллергических  заболеваниях (сывороточная болезнь, крапивница, ангионевротический отек, сенная лихорадка), для уменьшения сосудистой проницаемости (геморрагический васкулит, явления  лучевой болезни, воспалительные и  экссудативные процессы), при кожных заболеваниях (экзема, псориаз), при  хроническом гепатите, токсических  поражениях печени, в качестве кровоостанавливающего  средства при кровотечениях, как  противоядие при отравлении солями щавелевой и фтористой кислот. 

    В организме  взрослого человека содержится около 25 г магния, главным образом в костях в виде фосфатов и бикарбоната. Физиологическая функция магния обусловлена его участием в качестве кофактора в ряде важнейших ферментативных процессов. Магний является структурным компонентом широкого круга (приблизительно 300) ферментов, в т. ч. АТФ-зависимых ферментов. Этим определяется системное влияние магния на энергетические процессы во всех органах и тканях, прежде всего, активно энергопотребляющих (сердце, нервная система, работающие мышцы). С этим связан широкий спектр фармакологической активности магния.  
    Он обладает кардиопротекторным действием, оказывая благоприятное влияние на сердце при нарушении ритма, ИБС, в т.ч. при инфаркте миокарда, улучшая кислородное обеспечение миокарда, ограничивая зону повреждения. Одновременно, магний проявляет сосудорасширяющее действие и способствует снижению артериального давления.  
    Магний является антистрессовым макроэлементом, оказывает нормализующее действие на состояние нервной системы и ее высших отделов (особенно в сочетании с витамином В6) при нервном напряжении, депрессиях, неврозах.
    При сахарном диабете магний предотвращает сосудистые осложнения и в сочетании с цинком, хромом, селеном улучшает функцию бета-клеток поджелудочной железы. При заболеваниях органов дыхания способствует расширению бронхов и снятию бронхоспазма. В обоих случаях магний является важным фактором терапии (в сочетании с основными средствами).  
    Магний оказывает положительное влияние на состояние репродуктивной системы. У беременных женщин магний предотвращает недостаточность развития плода (вместе с фолиевой и пантотеновой кислотами), развитие гестозов, преждевременные роды и выкидыши. Во время менопаузы у женщин обеспечивает снижение отрицательных проявлений этого состояния .
     

 В медицине широко используются различные соединения кальция и магния:
а) карбонат кальция CaCO3 (обычно природного происхождения) входит в состав комплексных препаратов с витамином D (типа «Кальций-Д3-никомед»), используемых для укрепления костной системы организма;
б) растворы хлорида  кальция CaCl2 вводятся внутривенно для повышения свёртываемости крови;
в) из природного гипса при нагревании получают так  называемый жжёный гипс:
      2[CaSO4 · 2H2O]=150?C[2CaSO4 · 2H2O] + 3H2O,
который используется в травматологии для изготовления гипсовых повязок при переломах, в стоматологии – для слепков  полости рта. Это основано на способности  жжёного гипса при смешивании с водой снова превращаться в  твёрдый гипс;
г) горькая (английская) соль MgSO4 · 7H2O – известное слабительное средство;
д) жжёная магнезия MgO широко используется как антицидное средство, т.е. как средство для понижения кислотности желудочного сока при язвенной болезни, гастрите и других заболеваниях;
е) тальк 3MgO · 4SiO · H2O – высушивающее средство, применяется в качестве присыпок. 
 

                                                      НАТРИЙ и КАЛИЙ 

Натрий и калий  являются биогенными элементами, т.е. элементами, играющими важную роль в живых  организмах, в частности, в организме  человека. Эти жизненно необходимые  элементы функционируют в паре. Надёжно установлено, что скорость диффузии ионов Na, и K через мембрану в покое мала, разность их концентрации вне клетки и внутри должна была в конечном итоге выровняться, если бы в клетке не существовало специального механизма, который обеспечивает активное выведение («выкачивание») из протоплазмы проникающих в неё ионов натрия и введение («нагнетание») ионов калия. Этот механизм получил название натрий – калиевого насоса.
Для того чтобы  сохранялась ионная асимметрия, натрий - калиевый насос должен выкачивать против градиента концентрации из клетки ионы натрия и нагнетать в неё  ионы калия и, следовательно, совершать  определённую работу.
Непосредственным  источником энергии для работы насоса является расщепление богатых энергией фосфорных соединений – АТФ, которое  происходит под влиянием фермента – аденозинтрифосфаты, локализованной в мембране и активируемой ионами натрия и калия. Торможение активности этого фермента, вызываемое некоторыми веществами, и приводит к нарушению работы насоса. Интересно, что по мере старения организма градиент концентрации ионов калия и натрия на границе клеток падает, а при наступление смерти выравнивается .
В медицине находят  широкое применение следующие соединения натрия и калия:
а) 0,9%-ый раствор  NaCl является физиологическим раствором, используется для инъекций;                                                                                                                                                              
б) пищевая сода NaHCO3 применяется как средство для понижения кислотности желудочного сока, поскольку вследствие гидролиза раствор NaHCO3 имеет слабощелочной характер среды;
в) глауберова соль Na2SO4 – известное слабительное средство;
г) перманганат  калия KMnO4 в виде разбавленных водных растворов используется как антисептическое средство для полосканий слизистых оболочек горла, промывания желудка при пищевых отравлениях и т.д. Его антисептические свойства, т.е. способность убивать болезнетворные микроорганизмы, обусловлены высокой окислительной активностью. 

Микроэлементы. 

К ним относится  отмеченный выше ряд 22 химических элементов, обязательно присутствующих в организме  человека. Заметим, что большинство  из них металлы, а из металлов основным является железо.  

                                                              ЖЕЛЕЗО
Несмотря на то, что содержание железа в человеке  массой 70кг не превышает 5г и суточное потребление 10 – 15мг, оно играет особую роль в жизни деятельности организма 
Железо занимает совершенно особое место, так как  на него не распространяется действие секреторной системы. Концентрация железа регулируется исключительно  его поглощением, а не выделением. В организме взрослого человека около 65% всего железа содержится в  гемоглобине и миоглобине, большая  часть оставшегося запасается в  специальных белках (ферритине и  гемосидерине), и только очень небольшая  часть находится в различных  ферментах и системах транспорта. 

                                                 Гемоглобин и миоглобин.
Гемоглобин выполняет  в организме важную роль переносчика  кислорода и принимает участие  в транспорте углекислоты. Общее  содержание гемоглобина равно 700г, а  кровь взрослых людей содержит в  среднем около 14 – 15%.
Гемоглобин представляет собой сложное химическое соединение (мол. вес. 68 800). Он состоит из белка  глобина и четырёх молекул  гема. Молекула гема, содержащая атом железа, обладает способностью присоединять и  отдавать    молекулу кислорода. При этом валентность железа, к  которому присоединяется кислород, не изменяется, т. е. железо остаётся двухвалентным.
Оксигемоглобин  несколько отличается по цвету от гемоглобина, поэтому артериальная кровь, содержащая оксигемоглобин, имеет  ярко - алый цвет. Притом тем более  яркий, чем полнее произошло её насыщение  кислородом. Венозная кровь, содержащая большое количество восстановленного гемоглобина, имеет тёмно – вишнёвый цвет.
Метгемоглобин является окислительным гемоглобином, при образование которого меняется валентность железа: двухвалентное  железо, входящее в молекулу гемоглобина, превращается  в трёх валентное. В случае большого накопление в организме  метгемоглобина отдача кислорода тканям становится невозможной и наступает  смерть от удушения.
Карбоксигемоглобин  представляет собой соединение гемоглобина  с угарным газом. Это соединение примерно в 150 – 300 раз прочнее, чем  соединение гемоглобина с кислородом. Поэтому примесь даже 0,1% угарного газа во вдыхаемом воздухе ведёт  к тому, что 80% гемоглобина оказываются  связанными с окисью углерода и не присоединяют кислород, что является опасным для жизни.
Миоглобин. В  скелетной и сердечной мышце  находится миоглобин. Он способен связывать  до 14% общего количества кислорода в  организме. Это его свойство играет важную роль в снабжение кислородом работающих мышц. Если при сокращение мышцы кровеносные капилляры  её сжимаются и кровоток  в  некоторых участках мышцы прекращается, в течение некоторого времени  сохраняется снабжение мышечных волокон кислородом.    

                                                          Трансферрин. 

Трансферрин –  класс железо связывающих молекул. Наиболее изученный- это трансферрин  сыворотки – является транспортным белком, переносящим железо из обломков гемоглобина селезёнки и печени в костный мозг, где на специальных  его участках вновь синтезируется  гемоглобин. Весь сывороточный трансферрин, единовременно связывая только 4 мг железа, ежедневно переносит в  костный мозг около 40мг железа –  весьма существенное доказательство его  эффективности как транспортного  белка. Больные с генетически  обусловленными нарушениями синтеза  трансферрина страдают железодефицитной анемией, нарушениями иммунной системы  и интоксикацией от избытка железа!
      Трансферрин – это гликопротеин с молекулярной массой около 80 000. Он состоит из одной  полипептидной цепи, свёрнутой так, что она образует два компактных участка, каждый из которых способен связывать по одному иону железа (III). Правда, связывание железа возможно лишь при связывание аниона. В отсутствие подходящего аниона катион железа не присоединяется к трансфферину. В большинстве случаев в природе для этого используется карбонат, хотя активировать центр связывание металла способны и другие анионы, например оксалат, малонат, и цитрат.
      Высокая устойчивость комплекса железа с  трансферрином делает его отличным переносчиком, но зато и выдвигает  проблему высвобождения железа из комплекса. Многие из хороших хелатирующих агентов  малопригодны в качестве посредников  при высвобождение железа. Наиболее эффективным из них оказался пирофосфат. Принимая во внимание существенную роль в связывание железа с транферрином, было бы логически предложить, что  удаление аниона должно лежать в основе любого механизма высвобождение  железа, однако никакой корреляции между способностью замещать карбонат в трансферриновом комплексе  и их эффективностью как посредника в освобождение железа не найдено. В  транспортной системе микробов отдача ионов железа переносчиком вызывается восстановлением их до Fe (II), но, как достоверно установлено, из трансферрина железо высвобождается в виде Fe (III).  

                                                                Ферритин. 

      В органах млекопитающих железо  в основном запасается в двух  формах – ферритине и гемосидерине. Гемосидерин изучен не достаточно  хорошо и, возможно, является продуктом  распада ферритина. Ферритин в  настоящее время охарактеризован  довольно полно. Это водо-растворимый  белок, состоящий из 24 одинаковых  субъединиц, которые составляют  пустотелую сферическую оболочку. Во внутренней полости находится  мицелярное ядро, содержание железа  в котором примерно 57%. Мицела  может содержать до 4500 атомов  железа, если ферритин полностью  насыщен железом (что не является  обязательным). Белковую оболочку  пронизывают шесть каналов, которые  служат для приёма и отдачи  железа.
Приём железа происходит при каталитическом окислении аппоферритином Fe (II) в Fe (III), а высвобождение – при восстановление Fe (II) восстановленными флавинами. В большинстве клеток синтез ферритина значительно ускоряется в присутствии железа; в клетках печени крыс синтез субъединиц проходит за 2 – 3 мин.
Применение  в медицине соединений железа:
а) для лечения  железодефицитной анемии применяют  препараты, в состав которых входят соли двухвалентного железа (FeSO4 и др.);
б) в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего  средства используется гексагидрат  хлорида железа (III) FeCl3 · 6H2O.
                                                                 СЕРЕБРО
Серебро обладает выраженным бактерицидным, антисептическим, противовоспалительным, вяжущим действием. Серебро - естественный бактерицидный  металл, эффективный против 650 видов  бактерий, которые не приобретают  к нему устойчивости, в отличие  от практически всех антибиотиков. Серебро действует антибиотически против многих простейших и даже вирусов. Предполагают, что серебро подавляет  ферменты, контролирующие энергетический обмен инфектантов.  
 

                                                                    МЕДЬ 

Недостаток в  организме меди приводит к деструкции кровеносных сосудов, патологическому  росту костей, дефектам в соединительных тканях. Кроме того, считают, что  дефицит меди служит одной из причин раковых заболеваний. В некоторых  случаях поражение легких раком  у людей пожилого возраста врачи  связывают с возрастным понижением меди в организме. Многое известно и  о транспорте меди в организме. Содержание меди в организме варьируется  от 100 до 150 мг с наибольшей концентрацией  в стволе мозга. Большой расход меди ведёт к  дефициту и неблагоприятен для человека. Прогрессирующие заболевание  мозга у детей (синдром Менкеса) связано с дефицитом меди, так  как при этом заболевание не хватает  медьсодержащего фермента. Некоторые  улучшения в состоянии этих больных  было получено при введение меди. Избыточное количество меди в организме также  неблагоприятно и ведет к развитию тяжелых заболеваний. При болезни  Вильсона содержание меди увеличивается  практически в 100 раз по сравнению  с нормой. Медь обнаруживается во многих тканях, но особенно её много в печени, почках и мозге. Её можно увидеть  на роговице в виде коричневых или  зелёных кругов. В настоящие время  установлено, что первоначально  избыточные концентрации меди возникают  в печени, затем в нервной системе, проявление расстройства этих органов  наступают в том же порядке. Симптомы болезни Вильсона включают цирроз печени, нарушение координации, прогрессирующие разрушение зубов. Степень выраженности симптомов зависит от количества содержание меди.
Несмотря на генетически зависимую природу  заболевания, отложение меди в тканях наблюдается не всегда. Медь откладывается  в определённые медь протеины печени, при болезни Вильсона происходит нарушение в синтезе апоцерулоплазмина  таким образом, что медь не может  связываться с этими белками  и начинает откладываться в других местах. Понятно, что это не может  служить единственным объяснением, так как у ряда пациентов уровень  церулоплазмина понижен незначительно. Кроме того, в больших количествах  медь обнаруживается в печени новорождённых, причём 2% общего количества меди связано  с белком. Через три месяца концентрация снижается до нормального уровня, с того времени печень способна синтезировать  белок цирулоплазмин. Существует другая точка зрения на болезнь Вильсона: структура белка металлотеонина при болезни Вильсона нарушена, и  это ведёт к повышенному связыванию ионов меди, что в свою очередь ведёт к нарушению запасов и транспорта меди в организме. У пациентов с болезнью Вильсона было продемонстрировано повышенное связывание меди металлотионеином.
При лечение  болезни Вильсона употребляют пищу, бедную медью, и применяют хелатирующие агенты, особенно пенисилламин.
При многих других заболеваниях
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.