Раздел III. Биогенные элементы d-семейства Тема I. D-Элементы VI группы: хром, молибден, вольфрам

1. Биологическая роль хрома, молибдена, вольфрама

Хром относится к биогенным элементам. Общая масса хрома у взрослого человека равняется 6 мг. Как микроэлемент хром изучен еще недостаточно, но его существенная биогенная роль не вызывает сомнения. Установлено, что он играет важную роль в процессе метаболизма углеводов, осуществляя, по-видимому, связывание инсу­лина с рецепторами клеточных мембран. С этим согласуется тот факт, что обычное содержание хрома в сыворотке крови, которое составляет приблизительно 0,03 мМ, резко снижается при введении в кровь глюкозы. Хром потенцирует действие инсулина в периферических клетках, влияет на гомеостаз сывороточного холестерина.

Кроме того, хром входит в состав некоторых ферментов, осу­ществляющих окислительно-восстановительные реакции в клетках. Входит в состав пепсина, расщепляющего белки в пищеварительном тракте животных.

Молибден является эссенциальным (жизненно необходимым) микроэлементом. По содержанию в организме человека молибден относится к микроэлементам. Он входит во многие ферменты (ксантиндегидрогеназы, ксантиноксидазы, альдегидоксидазы, нитроредуктазы, сульфитоксидазы и др.), которые являются катализаторами окислительно-восстановительных процессов в растительных и живот­ных организмах. Активные центры ферментов обычно содержат молибден, связан­ный с серой. Например, ксантиноксидаза – фермент, ускоряющий обмен сложных белков (в частности, пуриновый обмен):

_{ксантиноксидаза}

ксантин + О₂ + H₂O мочевая кислота + H₂O₂

Если мочевая кислота не успевает выводиться из организма, то соли её скапливаются в суставах и мышечных сухожилиях, вызывая подагру. Как лекарственные препараты соединения молибдена в медицинской практике не применяются. Есть данные, что молибден играет важную роль в процессе включения фтора в зубную эмаль.

Вольфрам. В отличие от молибдена вольфрам не относится к эссенциальным элементам. Однако, вольфрам способен замещать молибден и ингибировать молибдензависимые ферменты, например, ксантиноксидазу, что способствует снижению уровня мочевой кислоты и повышению уровня ксантина и гипоксантина. Есть данные, что вольфрам не обладает канцерогенными, тератогенными и метаболическими свойствами у человека и животных.

2. Лечебное действие неорганических соединений молибдена

Проводятся исследования эффективности применения молибдата аммония для лечения новообразований головного мозга и мужского бесплодия.

3. Применение неорганических соединений хрома и молибдена в медицине и фармации

В медицине в лечебных целях соединения хрома из-за высокой токсичности в настоящее время не используются. Для диагностики заболеваний крови и желудочно-ки­шечного тракта применяется pаствор Na₂CrO₄ меченый изотоп ⁵¹Сr для инъекций (Solutio Natrii chromatis chromo – 51 notati pro injectionibus).

Окислительные свойства хроматов и дихроматов широко используют в аналитической практике (хроматометрия). Метод основан на применении дихромата калия как сильного окислителя:

Хроматометрия используется для определения железа(II), урана(IV), меди(I), молибдена(III), некоторых органических веществ.

В санитарно-гигиенической практике применяют хроматометрию для анализа промышленных и сточных вод. В ходе анализа опреде­ляется так называемая окисляемость воды, которая характеризует общее содержание органических и неорганических восстановителей. В лабораторной практике для очистки химической посуды широко применяют хромовую смесь, состоящую из К₂Сr₂О₇, Н₂0 и концентрированной Н₂SО₄ в соотношении 1:6:2 (по массе), которая обладает сильными окислительными свойствами.

Некоторые соединения молибдена применяются в анализе. Молибдат аммония (NH₄)₂MoO₄∙4H₂O используется как аналитический реактив на красный фосфор в присутствии концентрированной азотной кислоты, образуется осадок аммониевой соли гетерополифосформолибденовой кислоты: (NH₄)₃H₄[P(Mo₂O₇)₆].