Ózbekstan respublikasi joqari hám orta arnawli bilimlendiriw ministligi
Download 1.51 Mb. Pdf ko'rish
|
OMK-Zamanogoy anorganikaliq ham analitikaliq ximiya
- Bu sahifa navigatsiya:
- 2. 2. Kalciy, kobalt, marganec metallariniń bioximiyası. Kalciy bioximiyası.
- 1. Keste. Insan organizminiń ximiyalıq elementlerge bolǵan bir sutkalıq mútajlik Ximiyalıq Element
- 2. 4. Medicinada isletiletuǵın anorganikalıq biomateriallar
|
2-tema: ZAMANAGÓY BIOANORGANIKALIQ XIMIYA. ANORGANIKALIQ BIOMATERIALLAR.
2.1. Metall ionlarınıń biologiyalıq roli. 2.2. Kal'ciy, kobal't, marganec metallariniń bioximiyası, Kal'ciy bioximiyası. 2. 3. Kislorod tasıwshı metall tutqan beloklar. 2. 4. Medicinada isletiletuǵın anorganikalıq biomateriallar.
Tayanish sózler: biologiyalıq processler, makro, mikro, ul'tramikroelementlar, beloklar, gemoglobin, gemocianin, gemeritrin, dári dárman, platina kompleksleri.
Xalıq ortasında saw turmıs tárizin qáliplestiriw, átirap ortalıqtı qorǵaw, tuwrı awqatlanıw hám t.b.lardı itibarǵa alǵan halda, xalqımızdıń salamatlıǵın saqlaw boyınsha alıp barılıp atırǵan islerdiń besamara ketpewi ushın hár bir insan óz denesiniń qanday zatlardan ibarat ekenligin bilip barıwı paydadan holi bolmaydı. Bul sózler zamirida ele biz úyrenip bolmaǵan sır ájayıplaru, jumbaqlar júdá kóp. Keskin túrde texnikanıń rawajlanıwı sebepli tábiyaatqa tikkeley tásirimiz nátiyjesinde ekologiyanıń aynıwı, bul bolsa dúnyanı uwayımǵa salıp atırǵan insan salamatlıǵına unamsız tásir jetip atırǵanı haqqında júdá kóp gápirilmoqda. Insan organizmi - organlardan, organlar - toqımalardan, toqımalar - kletkalardan, kletkalar - molekulalardan, molekulalar bolsa atomlardan dúzilgen. Házirgi kúnde ilimpazlar tárepinen insan organizminde Mendeleev udayı tákirarlanatuǵın kestesiniń 92 elementi bar ekenligi anıqlanǵan. Bionoorganik ximiya 20 ásirdiń 2 chi yarımında biologiya, ximiya, medicina, bioximiya, molekulyar biologiya pánleri kesiwuvida payda bolǵan. Bionoorganik ximiyanıń tiykarǵı waziypası tiri organizmdegi keshetuǵın fiziologikalıq hám patologikalıq processlerdiń júz bolıwında ximiyalıq elementlerdiń roli úyreniwden ibarat. Metallarniń tiri organizmdegi muǵdarına kóre elementler makro-, mikro- hám ultramikroelementlarga bólinedi. Bul klass elementlerine s-, p-, d-elementler kiredi. d-Elementler - Mn, Fe, So, Cu, Ni, Zn, Cr, Mo, V, Ti; s - Na, K, Ca, Mg; p - C, N, S, R, O, N, CI. Quramalılastırıwshı zatlar yamasa aktivator retinde fermentler, gormonlar, vitaminlar, biologiyalıq aktiv zatlar quramına kiretuǵın mikroelementlar metabolizm, kóbeyiw processleri, toqıma dem alıw hám uwlı zatlı zatlardı zıyansizlantirishda qatnasadı. Ótkermeli elementleri gematopoez, oksidleniw - tikleniw, qan tamırları hám toqımalardıń ótkezgishligine aktiv tásir etedi. Makro hám mikroelementlar - kalciy, fosfor, ftor, yad, alyuminiy, kremniy suyek hám tıs toqımalarınıń qáliplesiwin anıqlaydı.
Insan denesinde belgili elementlerdiń quramı jasqa qaray ózgeriwi haqqında dáliller bar. Sonday etip, búyrekler degi kadmiy hám bawırda molibdenniń muǵdarı qarmaq menen ko'payadi. Sinkdıń maksimal muǵdarı jası tolıw dáwirinde gúzetiledi, keyin ol qariydi hám pasayadi hám minimal dárejege etedi. Vanadiy hám xrom sıyaqlı basqa ız elementlerdiń quramı jasqa qaray azayadı. Túrli d- elementlerdiń jetispewligi yamasa artıqsha toplanıwı menen baylanıslı kóplegen kesellikler anıqlanǵan. Ftorid etiwmasligi tıs emirilishiga, yad etiwmasligiga - endemik buǵaq, artıqsha molibden - endemik padagra keltirip shıǵaradı. Bunday úzliksizlik insan denesinde azıqlıq zatlardıń maqul túsetuǵın koncentraciyası teń salmaqlılıqı saqlanıp qalıwı menen baylanıslı - ximiyalıq gomeostaz. Elementtiń etiwmasligi yamasa artıqsha bolıwı sebepli bul teń salmaqlılıqtı buzıw hár qıylı keselliklerge alıp keliwi múmkin. Altı tiykarǵı makroelementlarga qosımsha túrde - insan hám haywanlardıń normal awqatlanıwı ushın uglevodlar, maylar, beloklar hám nuklein kislotalardı quraytuǵın uglerod, vodorod, azot, kislorod, altıńugurt hám fosfor, insan hám haywanlardıń normal awqatlanıwı ushın " organikalıq bolmaǵan" makroelementlar - kalciy, xlor kerek., magniy, kaliy, natriy hám mikroelementlar - mıs, ftor, yad, temir, molibden, cink, sonıń menen birge, itimal (haywanlar ushın bul tastıyıqlanǵan ), selen, mishyak, xrom, nikel, kremniy, qalay, vanadiy. Racionda temir, mıs, ftor, cink, yod, kalciy, fosfor, magniy hám basqa birpara elementlerdiń etiwmasligi insan salamatlıǵı ushın saldamlı aqıbetlerge alıp keledi. Biraq sonı este tutıw kerek, tańsıqlıq tekǵana denege, bálki artıqsha azıqlıq zatlarǵa da zıyanlı, sebebi bul ximiyalıq gomeostazni buzadı. Mısalı, artıqsha marganec azıq-túlik menen tutınıw etilgeninde, misniń plazma dárejesi asadı (Mn hám Cu sinergizmi), búyreklerde ol azayadı (antagonizm). Azıq-túliklerde molibdenniń kóbeyiwi bawırda mıs muǵdarınıń kóbeyiwine alıp keledi. Azıq- awqat quramındaǵı cinktin hádden tıs muǵdarı temir óz ishine alǵan fermentler aktivligin (Zn hám Fe antagonizmi) tormozlaydi. Ótkermeli elementler muǵdarı kem bolǵan mineral komponentler joqarı konsentraciyalarda toksik bolıp qaladı. Bir qatar elementler (gúmis, sınap, qorǵasın, kadmiy hám basqalar ) uwlı zatlı esaplanadı, sebebi olardıń mikro muǵdarına kiriwi salmaqli patologikalıq hádiyselerge alıp keledi. Fyirim ótkermeli elementlerdiń toksik tásiriniń ximiyalıq mexanizmi tómende talqılaw etiledi. Biogen elementler awıl xojalıǵında keń qollanıladı. Topıraqqa az muǵdardaǵı mikro elementler - bar, mıs, marganec, sink, kobalt, molibden qosılıwı kóplegen eginlerdiń zúráátliligin keskin asıradı. Belgili bolıwısha, mikroelementlar ósimlikler degi fermentlerdiń aktivligin asırıp, beloklar, vitaminlar, nuklein kislotalar, shakar hám kraxmal sinteziga úles qosadı. Birpara ximiyalıq elementler fotosintezga unamlı tásir kórsetedi, ósimliklerdiń ósiwi hám rawajlanıwın, tuqimlardıń pisip jetiwin tezlestiredi. Hasıldarlıqtı asırıw ushın ız elementleri haywanlardıń azıqlarına qosıladı. Dári-dárman retinde hár qıylı elementler hám olardıń birikpeleri keń qollanıladı. Sonday etip, ximiyalıq elementlerdiń biologiyalıq rolin úyreniw, bul elementler hám basqa biologiyalıq aktiv zatlar almasiwi - fermentler, gormonlar, vitaminlar ortasındaǵı óz-ara baylanıslılıqtı anıqlaw jańa dárilerdi jaratıwda hám terapevtikalıq hám profilaktikalıq maqsetlerde maqul túsetuǵın mólsherlew rejimlerin islep shıǵıwda járdem beredi. 2. 2. Kalciy, kobalt, marganec metallariniń bioximiyası. Kalciy bioximiyası. Organizmde kal'ciyniń fiziologikalıq áhmiyeti hár túrlı bolıp tabıladı. Ol suyek toqımasınıń tiykarǵı mineral komponenti - oksiappatit quramına kiredi. Oksiappatitniń mikrokristallari suyek toqımasınıń qattı quramın payda etedi. Kal'ciy ionları fosfolipidlar, strukturalıq beloklar hám glikoproteidlarniń keri zaryadlı gruppaları ortasında baylanıslar ornatıp, kletka membranaların turaqlılastıradı. Toqımalar payda bolishida kletkalardıń tártipli adgeziyasini támiyinleytuǵın kletkalararo óz-ara tásirinlerdi ámelge asırıwda zárúrli rol' oynaydı. Plastik hám strukturalıq funkciyalar menen bir qatarda, kal'ciy kóplegen fiziologikalıq hám bioximiyalıq processlerdi ámelge asırıwda sheshiwshi rol' oynaydı. Ol nerv sistemasınıń normal tásirliligi hám bulshıq etlerdiń torayish qábileti ushın zárúr bir qansha fermentler hám gormonlarniń aktivatori, sonıń menen birge, qan jibisiw sistemasınıń zárúrli komponenti bolıp tabıladı. Kalciydiń bunday qásiyetlerdi payda etiwi qattı ligandga bolǵan beyimligi, kem sellektivligi, ligandlarniń kal'ciyga baylanısıwı hám ajırasıw tezliginiń joqarılıǵı bolıp tabıladı. Marganec eń aktiv mikroelementlerden biri bolıp, derlik barlıq ósimlik hám haywan hám de adam organizminde ushraydı. Ol organizmde qan payda boliw processin jaqsılaydı. Jası tolıw jasından ótken adamdıń organizminde 12-20 mg marganec bar. Bul mikroelementniń muǵdarı bas mıy, bawır, búyrekler, asqazan astı bezinde, ásirese, joqarı bolıp tabıladı. Marganec teriniń sawlıǵın támiyinlewde, suyektiń payda bolishida, glyukoza hám lipoproteinlarniń metabolizmida qatnasuvshı element bolıp tabıladı. Uglevodlar hám xolesterin metabolizmida fermentlerdi aktivlestiredi. Qandli diabetke shalınǵan pocientler qanı hám toqımalarında marganec koncentraciyası azayǵanı anıqlanǵan. Salmaqli fizikalıq miynet menen shuǵıllanatuǵın insanlarda marganecga bolǵan talap artıp baradı. Ashshı shay ıshıwımız menen birge organizmge 1,3 mg marganec kiredi. Organizmde marganecniń artıp ketiwi oraylıq nerv sisteması aktivligin jamanlashuviga alıp keledi. Kúnine adam organizmine 3- 5 mg marganec talap etiledi. Marganectiń dárekleri: bawır, ǵoza, kók hám qara shay, kofe hám b.
8 Kobal't koferment V12 quramına kiredi. Ol jaǵdayda kobal't besew azot atomi hám adenozinniń uglerod atomi menen baylanısqan. Kobal't uglerod baǵınıń bar ekenligi bul molekulanı birinshi biologiyalıq metallorganik birikpe retinde xarakteristikalaw múmkin. Turdosh birikpe bolǵan vitamin V12 strukturasında kobal't adenozin menen emes, bálki cianoligand menen baylanısqan. Bul túrdegi barlıq birikpeler ulıwma at
8 D.F.Shriver and P.W.Atkins'. Inorganic Chemistry. Oxford university press. UK, 2010., 760-бет. kobalaminlar atı menen júritiledi. Vitamin V 12 birinshi ret 1929 jılda bawır ekstraktidan ajıratıp alınǵan. Keyinchali anıqlanıwınsha kofermentniń yamasa vitamin V 12 jetispewshiligi zıyanlı anemiyaga (aq qan keselligine) alıp keledi. Kofermet V 12 kópshilik processlerde joqarı aktivlikti kórinetuǵın etedi. Ol jaǵdayda kobalt atomi Co(I) ge shekem qaytarılıwı múmkin, ol bolsa óz gezeginde metil gruppalarınıń tasıwshısı retinde ózin kórsetedi.
Xrom. Jası ortasha adamdıń organizminde 6 -12 mg xrom bar bolıp, onıń ádewir bólegi teride, sonıń menen birge, suyekler hám bulshıq etlerde jıynalǵan. Tábiyatda xrom anorganikalıq duzlar hám kompleks birikpeler kórinisinde boladı. Xromniń kompleks birikpesi qanda glyukoza dárejesi jáne onıń ózlestiriliwine sezilerli tásir kórsetedi. Xromniń biologiyalıq roli organizmdegi uglevod hám lipid almasunuvini tártipke salıwdan ibarat. Bul elementtiń jetispewshiligi qandli diabet keselligine shalınıwǵa alıp keledi. Xrom azıq-awqat ónimlerinde júdá kóp birikpeler quramına kiredi. Pivo qamır tırısı kletkalarında ámeldegi bolǵan xromli kompleks birikpe eń joqarı fiziologikalıq aktivlikti kórsetedi. 2. 3. Kislorod tasıwshı metall tutqan beloklar. Temir. Bul element organizmdiń zárúrli funkciyaları menen tıǵız baylanıslı bolıp, gemoglobin hám mioglobinniń zárúrli strukturalıq bólegi esaplanadı. 9
etiwshi citoxromlar, sonıń menen birge, katalaza hám qıshqılanıwazaniń oksidleytuǵın, tiklvchi fermentleri quramına kiredi. Gemoproteidlar gruppaına tiyisli bolǵan beloklardıń barlıǵında temir geniniń porfirin quramına kiredi. Kletkalarda funkcional nogen temir ámeldegi bolıp, ol da elektronlardı alıp ótiwde qatnasadı. Kislorod tasıwshı beloklardıń eń keń tarqalǵanı bul gemoglobin bolıp tabıladı. Ol omırtqalılardıń qan eritrocitlarida boladı. onıń biologiyalıq roli kislorodtı ókpelerden toqımalarǵa tasıydı. Bulmana kislorod dem alıw processinde SO 2 ge shekem qaytarıladı. Tiri organizmler kislorodtı mioglobin belokı quramında saqlaydı. Bul belokdıń aktiv orayı gemoglobinniń aktiv orayına uqsas boladı. Mioglobinda rezerv etilgen kislorod esabına toqımalar aktiv jumıstı orınlawı múmkin. Kisloroddıń ekinshi tasıwshısı gemocianin bolıp tabıladı, bul belokdıń aktiv orayında eki mıs atomi bar. Úshinshi kislorod tasıwshı belok bul gemeritrin bolıp tabıladı. 10
9 D.F.Shriver and P.W.Atkins'. Inorganic Chemistry. Oxford university press. UK, 2010., 760-бет. 10 D.F.Shriver and P.W.Atkins'. Inorganic Chemistry. Oxford university press. UK, 2010., 760-бет. 1. Keste. Insan organizminiń ximiyalıq elementlerge bolǵan bir sutkalıq mútajlik Ximiyalıq Element bir sutkalıq mútajlik, mg Úlken jastaġi adamlar Balalar Kaliy
2000-5500 530
Natriy 1100-3300 260 Kal'ciy
800-1200 420
Magniy 300-400
60 Cink
15 5 Temir 10-15 7 Marganec 2-5 1,3
Mis 1,5-3,0
1,0 Titan
0,85 0,06
Molibden 0,075-0,250 - Xrom
0,05-0,20 0,04
Kobal't 0,2 vitamin V 12
Xlor 3200
470 PO 4 3-
800-1200 210 SO 4 2-
10 – Yod
0,15 0,07
Selen 0,05-0, 07 – Ftor
1,5-4,0 0, 6
Metall ionları júdá kóp hám túrme-túr biologiyalıq processlerdi baqlawda qatnasadı. Sol sebepli turmıs processleri organikalıq, anorganik hám koordinacion ximiyaǵa tiykarlanǵan. Metall ionları qatnasatuǵın biologiyalıq processler júdá quramalı. Metallfermentlar organizmde júz bolatuǵın gidrolitik processlerdi hám oksidleniw-qaytarılıw reakciyaların ketiwinde katalizatorlik etedi, belgili gruppalardı bir orından ekinshi jayǵa ótiwinde qatnasadı. Lekin bunday processlerde metallfermentlardan tısqarı basqa belok sistemalar da qatnasadı. Metall ionı fermenttiń donor atomlari menen baylanisıp koordinaciyalanǵan jaǵdayda boladı. Sol sebepli metall ionın fermentte bolatuǵın elektron hám geometriyalıq konfiguraciyalarini házirgi zaman fizikalıq usıllar menen úyreniw metallfermentlarniń islew principlerin túsiniwge úlken járdem beredi. Bunday izertlewlerde metallfermentga salıstırǵanda talay ápiwayı dúzilgen, lekin onıń tiykarǵı ózgesheliklerin kórsetiw ete alatuǵın hám «model» retinde sintez etilgen koordinacion birikpeler de úlken járdem beredi.
birikpeler arasında kordinacion birikpelerdiń sanı artıp barıp atır. Bunnan tısqarı, ekenin aytıw kerek, tiri organizmde metallarniń ionları kompleks birikpe jaǵdayında boladı. Sol sebepli kóbinese dári-dárman sapası qo'lanilayotgan organikalıq birikpeler de organizmde mudam bar bolǵan «hayot metallari» dep atalǵan Na, K, Ca, Mn, Fe, Co, Cu, Zn hám Mo menen payda etgen kompleks birikpelerinen ibarat. Kóp kesellikler metalldıń organizmde bolǵan ximiyalıq jaǵdayına jáne onıń koncentraciyasına baylanıslı. Medicinada qollanilayotgan kompleks birikpeler, ádetde, organizmde transport, akkumulyator funkciyalar, inert molekulalardı aktivlashtirgichlar hám biokatalizatorlar rolın oynaydı. Medicinada qollanılıwı hám tásiri tárepinen organizmde kompleks payda eta alatuǵın organikalıq birikpelerdi hám komplekslerdi tómendegi túrlerge bolıw múmkin: 1)antidotlar (kompleksonlar hám kompleksonatlar); 2) mineral almaslawdı úzliksiz jaǵdayǵa keltiretuǵın zatlar ; 3) baktericidlar hám viruslarǵa qarsı preparatlar (mısalı, tuberkulyoz keselin emlewde - izoniazid, ftivazid, cikloserin hám taǵı basqalardı metallar menen payda etgen kompleksleri); 4) rak keselliklerine qarsı qollanılatuǵın zatlar ; 5) malyariyaga qarsi zatlar. Farmakologiyada cisplatin dep atalǵan cis-diammindixlorplatina(II) [Pt(NH
3 ) 2 Cl 2 ] kúshli onkologik preparat bolıp máyekdon rakini hám máyekdon isikin metastazalarini, osteogen rakti, sarkomaniń baslamasın, sút bezi rakini hám basqa keselliklerdi emlewde keń qollanılıp atır. Isik kletkalarında cisplatin DNK molekulası menen baylanisıp, onıń rawajlanıwın (replikaciyasini) toqtatadı. Lekin komplekstiń tran-izomeri ulıwma isikke qarsı aktivlikti kórsetpeydi.
Vismut birikpelerin gastrit hám peptik jaralardı emlewde qollanıladı. Altındıń birikpeleri artritlarni emlewde preparatlar retinde isletiledi. Altın birikpeleri menen emlew usılınıń atı xrizioterapiya bolıp tabıladı. Galiy nitrat kal'ciyniń suyuklardan juwılıp shıǵıp ketiwin aldın aladı.
Gadoliniyniń kompleks birikpesi magnit tamografiyasida qollanıladı, bul usıl bolsa medicina diagnostikasında házirgi kúnde áhmiyetli orın iyelegen. 11 Selen. Adam organizmindegi júz bolatuǵın fiziologikalıq processlerde selenniń ornı úlken. Kitay ilimpazları tárepinen adam organizminde selen jetispewshiligi kardiomiopatiya keselligin keltirip shıǵarıwı anıqlanǵan. Bul kesellikke aritmiya, júrektiń úlkenlesiwi, miokardniń aktiv nekrozlari hám júrek jumısı jetispewshiligi xos bolıp tabıladı. Qan zardobida selen muǵdarı kem bolǵan adamlarda rak keselligine shalınıw qáwipi bar. Seleńa bolǵan sutkalıq mútájlik optimal muǵdarı 8-15 mgni skólkemlestiredi. Selenniń azıq deregi teńiz ónimleri, búyrek, bawır, gósh hám sarımsaq esaplanadı Quramında metall ionı bolǵan organikalıq bolmaǵan hám koordinacion birikpeler qimizoq preparatlar retinde de qollanıladı yamasa bunday preparatlarni quramına kiredi. Ashshı taslardıń suwlı eritpeleri malyariyaġa qarsi zatlar retinde ko'zdi, terini shayqab juwıwda hám basqa maqsetlerde qollanıladı.
1. Turmıslıq zárúr elementlerge neler kiredi? 2. Metallarniń sinergizmi hám antagonozmi nelerde kórinetuǵın boladı? 3. Organizmdegi metallarniń sinflanishi qaynday? 4. Metallofermentlar qaysı klasqa kiredi? 5. Ne ushın marganets magniyǵa salıstırǵanda kem muǵdarda nukleotidlarni parıqlay aladı? 6. Kompleks birikpelerdiń biologiyalıq roli qanday processlerde kórinetuǵın boladı?
11 D.F.Shriver and P.W.Atkins'. Inorganic Chemistry. Oxford university press. UK, 2010., 776-бет. 7. Qanday biokomplekslar meditsinada qollanıladı? 8. Ósimlikler kassaliklarini emlewde isletiletuǵın birikpelerge neler kiredi? 9. Túp metallofermentlar menen kompleks metallofermentalr ortasındaǵı parq nede? 10. Nuklein kislotalar maydanında baylanısıwda qatnasatuǵın qanday element atomlari jaylasqan?
1. D.F.Shriver and P.W.Atkins'. Inorganic Chemistry. Oxford university press. UK, 2010. 2. Общая и неорганическая химия. В 3 томах. Под ред. Третьякова Ю.Д. -М.: “Академия”, 2008. 3. Глинка Н.Л. Общая химия. –М.: “Интеграл-Пресс”, 2007. 4. Скопенко В.В., Цивадзе А.Ю., Савранский Л.И., Гарновский А.Д. Координационноя химия. М.: ИКЦ Академкнига, 2007. 5. http://www.chem.msu.ru 6. http//www.amazon.com 3- tema. INSTRUMENTAL ANALITIKALIQ XIMIYA. XROMATO-MASS SPEKTROMETR Reje: 3. 1. Optikalıq sensorlar, islew principi. 3. 2. Elektrokimyoviy sensorlar, islew principi. Úshinshi áwlad optrodlari. 3.3. Fabri-Pero interferometriniń islew principi. 3.4. Mass-spektroskopiya usılı. 3.5. Mass-spektrometrlerdiń islew principi. 3.6. Xromato-mass-spektrometriya.
Download 1.51 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|