Тема IV. P-Элементы VI группы: кислород. Озон, вода, пероксид водорода

1. Биологическая роль кислорода, озона, воды

Кислород. Кислород входит в состав всех жизненно важных органических веществ – белков, жиров, углеводов. При участии кислорода осуществляется один из важнейших жизненных процессов – дыхание, благодаря которому идет непрерывное поступление кислорода к тканям. Человек вдыхает и выдыхает в сутки 20-30 м³ воздуха. Потребность человека в кислороде в покое составляет 25 л/ч. Если концентрация кислорода в воздухе снижается до 9% – это представляет угрозу для жизни. У человека и высших животных кислород, проникая в кровь, соединяется с гемоглобином, образуя оксигемоглобин:

HbFe²⁺ + O₂ « HbFe²⁺∙O₂

Через стенки капилляров кислород поступает в клетки, где расхо­дуется на окисление различных веществ (жиров, углеводов, белков и др.), в результате этих процессов образуется СО₂ и Н₂О, выделяется энергия, обеспечивающая жизнедеятельность живых организмов.

HbO₂ ® Hb + O₂

В митохондриях атомы водорода, отщепленные в виде Н⁺ от субстрата под действием фермента дегидрогеназы, связываются с кислородом:

4H⁺ + O₂ + 4e^- ® 2H₂O

В природе у зеленых растений на свету идет процесс фотосинтеза, при котором поглощается СО₂ и выделяется молекулярный кислород О₂:

_{хлорофилл}

6nCО₂ + 5nН₂О (С₆Н₁₀О₅)_n + 6nО₂

^свет

Озон. Аллотропное видоизменение кислорода – озон – на высоте 25 км над уров­нем земли образует озоновый слой, который поглощает жесткое ультра­фиолетовое излучение (l≤ 260 нм). Разрушение озонового слоя может привести к гибели живых организмов на Земле.

Вода. В организме взрослого человека массовая доля воды составляет 65%. Благодаря своему строению вода, является универсальным растворителем, практически все химические реакции в организме человека осуществляются в воде, жизнь без воды невозможна. Вода является одновремен­но средой и участником реакций гидролиза жиров, АДФ и АТФ:

При гидролизе в первую очередь разрывается связь 1, затем 2. При этом выделяется энергия, используемая организмом. Большая часть воды (около 70%) находится внутри клеток в протоплазме. Остальная часть воды (около 30%) – это внеклеточная вода, которая образует плазму крови и межтканевую воду.

2. Применение кислорода, озона, воды, пероксида водорода в медицине и фармации

Oxygenium (кислород). Применяется при гипоксии, при гипоксемии; вдыхание газовой смеси, содержащей 40-50% кислорода, улучшает состояние больных. Оксигенотерапия показана также при отравлении угарным газом СО.

Carbogenum (карбоген) 95-97% О₂; 5-3% СО₂. Применяют при отравлении угарным газом для улучшения легочной вентиляции, используют также при шоковых состояниях, для возбуждения дыхательного центра во время наркоза.

Aqua purificata (вода очищенная). Используется для приготовления жидких лекар­ственных форм, растворов для иньекций, отваров, настоев; для приготовления реактивов, используемых в фарманализе.

Препараты водорода пероксида применяют наружно для обработки ран, полосканий полости рта и горла в качестве антисептических и дезодорирующих средств, а также кровоостанавливающих средств в стоматологии, отоларингологии, дерматологии.

Solutio Hydrogenii peroxydi diluta (раствор водорода перекиси 3%).

Perhydrolum (пергидрол) 28-30%.

Magnesii peroxуdum (магния перекись) (MgO₂ + MgO).

Hydroperitum (гидроперит) – таблетки, содержащие комплекс мочевины с водорода пероксидом:

H₂N − C − NH₂ ´ H₂O₂

O