42. Биологическая роль соединений | железа. Моноксид углерода со.

Железо — биогенный элемент, содержится в тканях животных и растений. Общая масса железа в организ- ме взрослого человека примерно 5 г, что составляет 0,007%. Металлическое железо малотоксично, а сое- динения Ре (II), Ре (III) и Ре (VI) в больших количествах опасны для здоровья.

Миоглобин, цитохромы, каталаза обеспечивают клеточное дыхание.

Все эти белки состоят из собственно белковых частей и связанных с ними активных центров. Активный центр представляет собой макроциклическое комплексное соединение — гем. В качестве макроциклического ли- ганда выступает соединение — порфирин. Донорные атомы азота расположены по углам квадрата, в центре которого расположен ион Ре. В целом комплекс имеет октаэдрическую конфигурацию. Пятая орбиталь через азот аминокислоты (гистидина) используется для связи гема с белком.

Гемоглобин состоит из 4 белковых молекул (субъеди- ниц), которые образуют единый макромолекулярный агрегат. Каждая субъединица по строению аналогична молекуле миоглобина. Таким образом, гемоглобин может одновременно связывать четыре молекулы О₂, а мио- глобин — 1.

1-Х— |4эа

В тканях имеется также несколько негемовых желе- зосодержащих белковых комплексов. Это, например, ферменты — оксидазы, а также белки — накопители (депо) и переносчики железа. Избыток железа перено- сится с кровью белком трансферрином и накапливает- ся в виде белка ферритина в различных тканях и орга- нах, особенно в печени, селезенке, костном мозге.

43. Биологическая роль соединений железа и кобальта

При недостатке в организме железа может развиться болезнь — железодефицитная анемия (малокровие). Возникает тканевая кислородная недостаточность, связанная с нехваткой железа для синтеза гемоглоби- на. В результате доставка кислорода к перифериче- ским органам снижается, и, соответственно, понижает- ся уровень клеточного дыхания, замедляется обмен веществ.

Введение в качестве лекарственных препаратов хлорида железа (II) или сульфата железа (II) ослабляет остроту заболевания. Для этих же целей используется мелкодисперсный порошок металлического железа (железо восстановленное, до 1 г на прием), который легко растворяется в соляной кислоте желудочного сока. Поэтому действие этого препарата аналогично действию хлорида железа (II). Однако более эффек- тивны препараты, представляющие собой бионеорга- нические комплексы железа с сахарами, никотинамидом и другими органическими веществами. Такие комплексы хорошо всасываются в кровь, с чем и связана их фарма- кологическая эффективность.

Интересно отметить, что с древних времен до настоя- щего времени для лечения железодефицитной анемии применяют так называемое железное вино — напиток, который получают путем настаивания виноградного вина на железных опилках. Очевидно, железо раство- ряется в вине (кислая среда) и образует комплексы с природными органическими веществами, которые содержатся в нем в больших количествах. Понятно, что механизм действия древнего напитка примерно тот же, что и у современных препаратов.

Металлокомплексные свойства гемсодержащих бел- ков проявляются при действии таких токсических ве- ществ, как СО (угарный газ) и МСN (цианиды — соли синильной кислоты).

Наиболее важными с физиологической точки зре- ния являются железосодержащие белки: гемоглобин, миоглобин, цитохромы, пероксидазы, каталаза. Гемо- глобин — главная составная часть эритроцитов, обес- печивает внешнее дыхание, являясь переносчиком кислорода от легких к тканям.

Железо Ре и кобальт Со — необходимые микроэле- менты живых организмов.

Моноксид углерода СО — один из продуктов непол- ного сгорания топлива. Значительные количества этого газа выделяются при работе котельных, двига- телей внутреннего сгорания, курении. При вдыхании СО с воздухом в легких параллельно с оксигемогло- бином НЬО₂ образуется металлокомплексное соеди- нение — карбонилгемоглобин НЬСО. Константа устой- чивости НЬСО примерно в 200 раз больше, чем у НЬО₂-. Поэтому даже малые количества СО «перехватывают» значительную долю дезоксигемоглобина, в результате поступление кислорода к органам уменьшается. По- являются признаки гипоксии — кислородной недоста- точности. В первую очередь страдают нервные ткани. Для детоксикации (устранения отравляющего дей- ствия) моноксида углерода во многих случаях доста- точно прекратить его поступление и усилить кислород- ную вентиляцию — вывести пострадавшего на свежий воздух. При этом опять работает принцип Ле Шателье — равновесие смещается в сторону образования оксиге- моглобина.