Физиологическая роль углерода и кремния и их свойства в организме человека

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

 

«Московский государственный университет  пищевых производств»

Институт ветеринарной экспертизы, санитарии и экологии

Кафедра неорганической и аналитической  химии

 

 

Реферат по химии

Тема: »Физиологическая роль углерода и кремния

и их свойства в организме человека»

 

 

 

 

                                                                           Выполнила: студентка 1 курса

                                                                           6 гр., 2 п.гр

                                                                           Павлова Ольга

                                                                           Проверила:

                                                                           Буданцева Татьяна Валентиновна

 

 

 

 

Москва 2013 

Оглавление

 

1. Введение. 3

2. Физиологическая  роль углерода. 4

2.1. Некоторые свойства  углерода. 4

3. Физиологическая  роль кремния. 5

3.1. «Пожиратели» кремния,  дефицит. 6

3.2. Разновидности кремния. 6

3.2.1. Кремний – биокатализатор. 8

4. Вывод. 8

 

 

1. Введение.

 

Углерод (лат. Carboneum), С – химический элемент IV группы периодической системы Менделеева.

Углерод известен с глубокой древности. Древесный уголь служил для восстановления металлов из руд, алмаз – как драгоценный камень. Значительно позднее стал применяться графит для изготовления тиглей и карандашей.

В 1778 году К. Шелле, нагревая графит с  селитрой, обнаружил, что при этом, как и при нагревании угля с  селитрой, выделяется углекислый газ. Химический состав алмаза был установлен в результате опытов А. Лавуазье (1772) по изучениям горени алмаза на воздухе и исследований С. Теннанта (1797), доказавшего, что одинаковые количества алмаза и угля дают при окислении равные количества углекислого газа. Угларод как химический элемент был признан только в 1789 А. Лавуазье. Латинское название carboneum углерод получил от carbo – уголь.

Ближайший аналог углерода – кремний  – является 3-им (после кислорода  и водорода) по распространенности элементом: на его долю приходится 16,7% от общего числа атомов земной коры. Если углерод можно рассматривать  как основной элемент для всей органической жизни, то кремний играет подобную же роль по отношению к  твердой земной коре, так как главная  часть её массы состоит из силикатных пород, обычно представляющих собой  смеси различных соединений кремния  с кислородом и рядом других элементов. Весьма часто встречается и свободная  двуокись кремния (SiO₂), главным образом в виде обычного песка.

Свободный кремний впервые получен  в 1823г. Природный элемент слагается  из трёх изотопов – ²⁸Si (92.2%), ²⁹Si (4.7) и ³⁰Si (3.1).

 

 

 

 

 

 

2. Физиологическая роль углерода.

 

Углерод имеет очень большое  значение из-за его исключительно  важной роли в живой природе. Соединения углерода являются основой растительных и живых организмов, то есть углерод  является главным элементом жизни. Чем сложнее организм, тем, как  правило, выше в нем содержание углерода (от 0,1 до 30 %). В организме человека на долю углерода приходится 21,15%. Он входит в состав всех тканей и клеток в  форме белков, жиров, углеводов, витаминов  и гормонов.

В организм человека углерод поступает  с пищей (около 300 г в сутки). Углерод  составляет 2/3 массы мышц и 1/3 массы  костной ткани. Выводится из организма  преимущественно с выдыхаемым воздухом (углекислый газ) и  мочой (мочевина).

В биомолекулах углерод образует полимерные цепи и прочно соединяется с водородом, кислородом, азотом и другими элементами. Физиологическая роль углерода определяется тем, что этот элемент входит в состав всех органических соединений и принимает участие практически во всех биохимических процессах в организме. Окисление соединений углерода под действием кислорода приводит к образованию воды и углекислого газа; этот процесс служит для организма источником энергии. Двуокись углерода СО₂ (углекислый газ) образуется в процессе обмена веществ и является стимулятором дыхательного центра, играет важную роль в регуляции дыхания и кровообращения.

В свободном виде углерод не токсичен, но многие его соединения обладают значительной токсичностью: окись углерода СО (угарный газ), четыреххлористый углерод СС₁₄, сероуглерод CS₂, соли цианистой кислоты HCN, бензол C₆H₈ и ряд других. Углекислый газ в концентрации свыше 10% вызывает ацидоз (снижение рН крови), одышку и паралич дыхательного центра.

Длительное вдыхание каменноугольной  пыли может привести к антракозу - заболеванию, которое сопровождается отложением угольной пыли в ткани легких и лимфатических узлах, склеротическими изменениями легочной ткани. Токсическое действие углеводородов и других соединений нефти у рабочих, занятых в нефтедобывающей промышленности может проявиться в огрубении кожи, появлении трещин и язв, развитии хронических дерматитов.

2.1. Некоторые свойства углерода.

• Суточное поступление с продуктами питания: 300 г
• Суточное поступление с воздухом: 3,7 г
• Резорбция (%): 10%
• Суточное выведение с воздухом: -300 г
• Период полувыведения из организма: 37 суток
• Число атомов в теле человека: 6,4 х 10
• Число атомов в одной клетке: 6.4 х 10
• Среднее содержание в человеческом организме:

кг/70 кг :16

кровь: 25000 мг/л

кости: 280000 мг/кг

• Токсичная доза для человека может быть в форме CO или цианидов.

3. Физиологическая роль кремния.

 

Великий русский ученый В. Вернадский писал, что ни один живой организм не может нормально развиваться  при дефиците кремния. Ведь соединения кремния присутствуют в тканях практически  всех наших внутренних органов. Дефицит  кремния является одной из причин патологического изменения сосудов: инсульта, инфаркта, дисбактериоза, гепатита, ревматизма, полиартрита и других заболеваний

Кремний – это маленькая, но жизненно важная часть всех соединительных тканей, костей, сосудов и хрящей. Дефицит  кремния, нередко проявляющийся  с возрастом у человека, становится причиной снижения эластичности сосудов, особенно артерий крупного и среднего диаметра. На этом фоне повышается склонность к формированию в них атеросклеротических  бляшек. Кремний, содержащийся в тканях стенок сосудов, препятствует проникновению  холестерина в плазму и отложению  липидов на стенках сосудов. С  возрастом может снизиться содержание кремния (из-за неправильного питания, особенно молочными продуктами). Это  обстоятельство приводит к атеросклерозу, так как стенки сосудов утрачивают свою эластин-ткань, богатую кремнием, ответственную за упругость сосудов. В крови же обычно больших изменений  не происходит. Однако на стенках сосудов  образуются холестериновые бляшки - это  липиды на кальциевой основе и колонии  трихомонад - что приводит к сужению  сосудов.

 

 

3.1. «Пожиратели» кремния,  дефицит.

 

Самыми страшными пожирателями кремния в организме человека являются глисты и грибки. Размножаясь  в огромных масштабах, они заселяют практически все ткани человеческого  организма. Ленточные и круглые, трематоды, бактериозы и грибки, все  они используют наши органы и кровь  как среду обитания и стройматериалы. Чтобы передать информацию о своих  качествах потомству, паразиты нуждаются  в элементе кремнии - преобразователе  энергии, пьезоэлементе. Пожирая его  в огромных количествах, они резко  сокращают содержание кремния в организме; нарушается порядок передачи энергии от мозга к телу, утрачивается контроль за процессами жизнеобеспечения. На смену здорового экологического порядка приходит хаос.

Если кремния не хватает, 70 других необходимых микроэлементов вообще не усваиваются. При недостатке кремния падает уровень лейкоцитов в крови, плохо заживают раны и царапины, снижаются аппетит и иммунитет, могут развиться остеопороз, артрит, атеросклероз, гипертония, язва желудка, туберкулез, стенокардия, аритмия, инфаркт миокарда и инсульт. При его дефиците ногти и волосы становятся ломкими и сухими, а кожа – дряблой. Большое количество бородавок на коже также может быть вызвано недостатком кремния в организме. Могут возникать и некоторые нарушения функций головного мозга, так как он играет важную роль в осуществлении нормальной деятельности мозжечка. На фоне дефицита кремния в организме нарушается координация движений, появляется пошатывание при ходьбе, общая слабость, нарастает раздражительность, растерянность.

Беременные женщины, кормящие матери и дети особенно нуждаются  в продукта содержащих кремний. Необходимость  в кремнии у них в несколько  раз выше, чем у взрослого человека. Ведь у растущего организма формируются  системы связи мозг - тело, и естественно, потребность в элементе связи  значительно выше, чем у взрослого  человека. Кремний - основной, структурный  элемент связи в организме  человека.

3.2. Разновидности кремния.

 

Кремний бывает темно - серого (такой кремень содержит в себе магний) и красноватого цвета (содержит железо). Для лечебных целей используется только темно - серый (черный) кремень. Происхождение его органогенное, то есть он образовался на Земле при отмирании колоний живых организмов, сохраняя в своем составе раковины и скелеты. Он зарождался в теплых водоемах Мелового периода, когда появились привычные нам формы жизни. Черный камень донес до нас «память» о воде той эпохи. Камень в воде начинает вырабатывать кремниевую кислоту в гомеопатических дозах, но этого достаточно, чтобы при попадании в организм она могла растворять шлаки, отложения солей в различных органах. Он способен создавать условия, необходимые для восстановления здоровых, жизнеобеспечивающих процессов. 

3.2.1. Кремний – биокатализатор.

Ученые утверждают, что  органические остатки в кремнии - это уникальные биокатализаторы (устроители), способные перерабатывать энергию  света и в десятки раз ускорять окислительно-восстановительные реакции в водных растворах нашего тела. Эти биологические вещества являются основой для построения сложных органических соединений - основ живого организма - хлорофилла и гемоглобина. Эти водные растворы, образующиеся вокруг кремния, играют огромнейшую роль в развитии всего живого и благотворно воздействуют на организм. В кремниевой воде происходит образование структурной водной системы с электрической решеткой жидких кристаллов кремния так, что в ней нет места патогенным, несимбиотным микроорганизмам и чужеродным химическим элементам. Эти чужеродные примеси вытесняются из воды и выпадают в осадок. 

4. Вывод.

Кремний - микроэлемент, постоянно содержащийся в организме человека. Наибольшее его количество содержится в лимфоузлах, соединительной ткани аорты, трахеи, в волосах и коже. Кремний необходим для построения эпителиальных клеток, участвует в процессах оссификации совместно с магнием и фтором.

Кремний играет важную роль в процессе минерализации костной  ткани; необходим для поддержания  эластичности стенки артерий, оказывает  положительное влияние на иммунитет  и замедляет процессы старения в  тканях организма человека.

Источниками кремния являются бурый  рис, свёкла, соевые бобы,

Углерод - важнейший биогенный элемент, составляющий основу жизни на Земле. Значительная часть необходимой организмам энергии образуется в клетках за счет окисления Углерода. Уникальная роль Углерода в живой природе обусловлена его свойствами, которыми в совокупности не обладает ни один элемент периодической системы. Всего три элемента - С, О и Н - составляют 98% общей массы живых организмов.

2

3

7