Биологическая роль катионов шестой аналитической группы. Применение соединений катионов шестой аналитической группы в медицине.

Медь. В организме взрослого человека содержится около 100 мг меди. Ионы меди по сравнению с ионами других металлов активнее реагируют с аминокислотами и белками, поэтому медь образует с БАВ (биологически активными веществами) наиболее устойчивые комплексы (=клешневидные, =хелатные). Предполагают, что в ходе эволюции, когда природа создавала систему переноса кислорода, у неё был выбор между железом и медью. По-видимому, первоначально у большинства животных пигментом крови служил медьсодержащий белок – гемоцианин, но позднее преимущество получил гемоглобин. Гемоцианины обнаруживаются только в плазме, в то время как гемоглобины расположены внутри красных кровяных клеток эритроцитов, благодаря чему могут переносить гораздо большие количества кислорода. Понятно, что высшие животные с их возросшей потребностью в кислороде должны были переключиться на гемоглобин, тогда как моллюски и членистоногие сохранили гемоцианин, вполне отвечающий их потребностям.

Медь оказывает большое влияние на важнейшие биохимические процессы: тканевое дыхание, пигментацию, ферментативное окисление. Вместе с железом, кобальтом, цинком медь участвует в процессе кроветворения. Ионы меди обеспечивают всасывание железа в кишечнике, удлиняя срок жизни эритроцитов (средняя продолжительность их жизни – 125 дней).

Главная функция меди у высших организмов – каталитическая. В настоящее время известен целый ряд медьсодержащих ферментов – более 30 (церулоплазмин, тирозиназа, цитохромоксидаза).

Медь влияет на работу витаминов, усиливает действие инсулина и гормонов гипофиза, которые стимулируют развитие и функцию половых желез.

Ионы меди повышают эффективность лекарств, что обусловлено образованием с лекарствами медьсодержащих комплексов, которые легко проникают сквозь биологические мембраны. Ионы меди связывают микробные токсины и усиливают действие антибиотиков.

Дефицит меди и ее избыток одинаково вредны для организма. При недостатке меди в рационе человека уменьшается образование гемоглобина и развивается анемия; нарушается костеобразование с изменением в скелете, как при заболевании рахитом. Недостаток меди проявляется только в детском возрасте, что вызвано дефицитом меди в молоке. Избыток меди накапливается в печени, мозге, почках, глазах и вызывает хронические воспалительные процессы в тканях. Накопление меди в ткани мозга приводит к ослаблению процессов возбуждения и усилению торможения в коре больших полушарий.

Из соединений меди в медицине находит применение:

1. сульфат меди CuSO₄ ∙ 5 H₂O как антисептическое и вяжущее и прижигающее средство для наружного применения (раствор для смазывания ожоговой поверхности кожи, глазные капли и т.д.); как рвотное средство внутрь. Водный раствор его (глазные капли) назначают при конъюнктивитах.

2. Медь входит в состав порошка (сплав золота, олова, меди), из которого изготовляют металлические зубные пломбы.

3. Оксид меди (I) Cu₂O и оксид меди (II) CuO – входят в состав фосфатных бактерицидных цементов, которые используются в стоматологии в качестве пломбировочного материала.

Препараты различных солей меди используют наружно для промываний, спринцеваний, в виде мазей при воспалительных процессах слизистых оболочек, в физиотерапии. Медь в сочетании с железом используется при лечении детей с гипохромной анемией.

Медьсодержащие препараты и БАД используются также в лечении и профилактике заболеваний опорно-двигательного аппарата.

Кадмий. Биологическая роль изучена мало. Физиологическая роль кадмия в животном организме связана с его влиянием на активность некоторых ферментов и гормонов и зависит главным образом от связывания кадмием сульфгидрильных групп, входящих в состав белков, ферментов и других БАВ.

Соединения кадмия обладают высокой токсичностью. Наиболее распространённым в промышленности и важным с точки зрения гигиены труда, является оксид кадмия. В производстве он образуется при выплавке цинка, применяется для изготовления щелочных аккумуляторов и получения сульфида кадмия (жёлтая краска).

В Японии широко распространённое костное заболевание «итай-итай» - результат загрязнения кадмием воды на рисовых при обработке их фунгицидами. Болезнь выражается в сильной хрупкости костей.

Ввиду высокой токсичности препараты кадмия в медицине не применяются.

В медицинских целях сульфат кадмия используют при проведении исследований свёртываемости крови.