IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Цинк является одним из наиболее важных микроэлементов и относится к металлам жизни. Степень окисления цинка в подавляющем большинстве соединений равна +2, поэтому в условиях организма человека соединения цинка могут участвовать лишь в реакциях кислотно-основного взаимодействия и комплексообразования. Простое вещество цинк, его оксид и гидроксид обладают амфотерными свойствами и взаимодействуют с кислотами и щелочами. В биологических средах цинк помимо аквакомплексов образует также координационные соединения с аминокислотами, пептидами, белками, нуклеотидами, поскольку цинк имеет высокое сродство к сульфгидрильным и гидроксидным группам, а также лигандам, содержащим электронодонорные атомы азота. Обычно цинк образует тетраэдрические комплексы, где его координационное число равно 4, реже встречаются комплексные соединения с координационным числом цинка 6.

Цинк содержится во всех тканях растительных и животных организмов, причем во многих растениях, концентрирующих его из почвы, содержание цинка значительно. В организме взрослого человека содержится от 1,5 до 3,0 г цинка, 65% которого содержится в мышцах, 20% - в скелете, 6% - в плазме крови, 3% - в печени,2,8% - в эритроцитах крови. Установлено, что содержание цинка в крови изменяется с возрастом. Так содержание цинка в крови растет до 14-15 лет, после чего остается на этом уровне в течение длительного времени, затем опять начинает увеличиваться по мере старения организма и достигает своего максимума после 61 года [1]. Уровень содержания цинка в сыворотке крови может колебаться в ту или иную сторону при различных патологиях, что является характерным признаком наличия того или иного заболевания. Цинк может накапливаться в легких при попадании в них пылевидных частиц солей цинка и его паров с последующей абсорбцией в кровь. В малых количествах цинк способен абсорбироваться через кожу.

Биологическая роль цинка имеет двойственный характер: с одной стороны, без цинка невозможна жизнедеятельность организма, с другой – цинк обладает определенной токсичностью, являясь канцерогеном. Цинк является составной частью 40 с лишним металлоферментов, катализирующих процессы гидролиза пептидов, белков, некоторых эфиров и альдегидов, что можно объяснить постоянством степени окисления цинка и амфотерностью его соединений. Большая часть цинка, содержащегося в эритроцитах, входит в состав карбоангидразы – фермента, катализирующего обратимые процессы гидратации углекислого газа СО₂ (в тканях) и дегидратации угольной кислоты Н₂СО₃ (в легких). Отсюда следует, что цинк в составе карбоангидразы оказывает влияние на процессы дыхания и газообмена в организме. Кроме освобождения организма от диоксида углерода, образующегося при дыхании, карбоангидраза участвует в образовании хлороводородной кислоты HCl в желудке, гидрокарбонатов слюны и поджелудочного сока. Цинк играет определенную роль и в процессах углеводного обмена, в частности, участвуют в образовании гексамеров инсулина из трех димеров, тем самым стабилизируя его структуру, а также ингибирует фермент инсулиназу, разрушающий инсулин в тканях, что увеличивает время физиологического действия инсулина. Ионы цинка также оказывают активирующее действие на биосинтез витаминов С и В, способствуют поддержанию нормальной концентрации в крови витамина Е, осуществляют формирование клеточного иммунитета.

Дефицит цинка является причиной задержки роста и полового развития в молодом возрасте, нарушения сперматогенеза и эстрального цикла в зрелом возрасте и анемии. Избыточное поступление цинка в организм, а также нарушение его обмена приводят к негативным изменениям в жизнедеятельности, таким как нарушение функции иммунной системы, патологии желудка, поджелудочной железы, печени.

Ряд соединений цинка используется в медицинской практике. Например, 0,1-0,5%-ные водные растворы сульфата цинка ZnSO₄ используют при конъюнктивитах в виде глазных капель, имеющих антисептическое и вяжущее действие, а также при хроническом катаральном ларингите, уретритах и вагинитах. Хлорид цинка ZnCl₂ используют в стоматологии для прижигания папиллом и лечения воспалительных заболеваний слизистой оболочки рта, а оксид цинка ZnO – в стоматологии как компонент цементов, а в форме мазей как вяжущее и дезинфицирующее средство для лечения заболеваний кожи в составе различных препаратов.

Литература

1. Чистяков Ю.В. Основы бионеорганической химии. – М.: Химия, КолоС, 2007. – 539 с.

2. Алиева А.К., Кубалова Л.М. Биологическая роль химических элементов в зависимости от положения в периодической системе Д.И. Менделеева//Современные наукоемкие технологии. 2014, №7-2, С. 83.

3. Кубалова Л.М. Медико-биологическая роль химических элементов. Учебно-методическое пособие. Владикавказ: Издательство Северо-Осетинского госуниверситета, 2004. - 57 с.

Код для цитирования: Скопировать