Недостаток - железо
Cтраница 3
 |
Схематическое изображение порфиринового макроцикла ( а, активного центра хлорофилла ( б и гемоглобина ( в. [31] |
Железо координирует кислород в комплексе гемоглобина и переносит его по организму с кровью. Связь кислорода с железом в комплексе не очень прочная и поэтому кислород в организме легко реагирует с восстановителями. Недостаток железа в организме приводит к болезни - анемии. Макроциклы крови могут взаимодействовать с каталитическими ядами, например монооксидом углерода СО, что приводит к отравлению организма. [32]
Выбор катализатора сильно влияет на состав продуктов гидрирования окиси углерода. В случае применения железа получается большее количество парафина, несколько большее количество олефинов и, что несколько странно, большее количество этана, чем при использовании кобальта. Недостаток железа состоит в том, что в присутствии его образуется повышенное количество двуокиси углерода. [33]
В медицине использование достижений бионеорганической химии основано на том, что концентрация и количества биометаллов в различных тканях нормально функционирующего организма поддерживаются на строго определенном уровне путем строгого контроля с помощью системы соответствующих протеинов и гормонов. Недостаток, равно как и избыток, биометаллов приводит к тяжелым заболеваниям. Недостаток железа приводит к анемии, его избыток - к сидерозису; недостаток меди вызывает диструкцию сосудов, избыток ее - болезнь Вильсона вследствие накопления меди в печени, мозге, почках ( цирроз, нефрит, лейкемия и др.); недостаток цинка резко снижает активность многочисленных ферментов; избыток калия влияет на сердечную деятельность. Поэтому применяются детоксиканты - вещества, избирательно связывающие токсичные металлы или вредный избыток биометаллов за счет образования комплексных соединений с ними. Эффективно использование биокоординационных соединений в качестве противораковых препаратов. [34]
Органические соединения железа содержатся в тканях всех растений и животных. Входя в состав гемоглобина крови, железо участвует в связывании молекулярного кислорода и в доставке его клеткам. Недостаток железа в почве вызывает у растений так называемый хлороз, т.е. отсутствие зеленой окраски из-за пониженного содержания хлорофилла. Избыток железа в почве также вреден для растений. [35]
Нарушения биосинтеза, вызванные недостатком некоторых веществ. Биосинтез гемоглобина может нарушаться не только в тех случаях, когда имеются какие-то неправильности в структуре генетического материала, но и при недостатке некоторых веществ, необходимых для его синтеза. В случае недостатка железа в пище или при потерях крови, включающих и потерю железа, развивается микроцитарная анемия, характеризующаяся малыми размерами эритроцитов и понижением содержания в них НЬ. Железо необходимо на двух этапах синтеза порфиринов: при конденсации глицина и сукцинил-кофермента А с образованием б-аминолевулиновой кислоты и при внедрении железа в протопорфирин IX, поэтому отсутствие его блокирует синтез сразу в двух местах. Этот недостаток легко восполняется принятием внутрь соли двухвалентного железа, обычно в виде карбоната. [36]
Хорошо изученным соединением переменного состава является и оксид железа FeO. Как и в моносульфиде, в оксиде железа ( 2) наблюдается недостаток атомов железа по сравнению со стехиометрическим составом. Нестехиометричность оксида железа в сторону недостатка железа понятна, если учесть химическую аналогию кислорода и серы. Для оксида железа ( 2) впервые установлен факт повышения температуры плавления с нарушением стехиометрического состава. Для координационных кристаллов температура плавления характеризует прочность соединения. Таким образом, до определенного предела устойчивость оксида железа растет вместе со степенью нарушения стехиометрического состава. Кроме того, оксид железа ( 2) как соединение эквиатомарное ( 1 атом Fe на 1 атом О) просто не существует, так как область нестехиометрии на самом деле не включает стехиометрический состав. [37]
Следовательно, такой недостаток является косвенным, обусловленным неблагоприятной средой. В таком случае уже недостаточно вносить в почву требуемый элемент, поскольку он не будет поглощаться корнями: необходимо, чтобы он поглощался непосредственно листьями или изменить неблагоприятные условия среды. Яркими примерами такого обусловленного недостатка могут быть недостаток железа, марганца, бора, магния. [38]
Хлороз, сопровождающий этиолирование или недостаток железа, вполне мог бы быть обусловлен отсутствием или неактивностью какого-то одного фермента метаболизма порфиринов, например АЛК-синтетазы. Либо отсутствие одного или более специфических ферментов биосинтеза порфиринов могло бы просто отражать общий низкий уровень синтеза белка в клетке в целом или же в пластидах. Например, у кукурузы, страдающей от недостатка железа, фракция пластидных белков на 82 % меньше, чем обычно [101]; кроме того, свет, стимулирующий образование хлорофилла, активирует также образование некоторых белков, принимающих участие в фотосинтезе, например НАДФ-специфичной триозофосфатде-гидрогеназы в листьях проростков фасоли [83] и у эвглены [123], цитохрома / - типа у Суа-nidium caldarium [69] и у Euglena [142] и фико-билипротеидов у С. [39]
Этим грибом также поражаются почти все плодовые деревья, помимо этого круг растений-хозяев гриба охватывает розы, дуб, бобы, картофель, ель, сосну и другие растения. Наиболее сильно гриб развивается в сырых местах, чаще всего на глинистых и мергелистых почвах, переувлажненных. На таких почвах высшие растения бывают ослаблены из-за недостатка железа и марганца. Хотя общее количество железа может быть велико ( так же как и марганца), эти элементы, особенно железо, находятся в форме двухвалентных ионов и не только недоступны для растения, но и оказывают токсическое действие. По скло-на м холмов, на аллювиальных песках, известковых и гранитных почвах заболевание растений наблюдается сравнительно реже. [40]
Какая из форм преобладает, зависит от того, насколько легко кислород проникает в почву и насколько легко в том или ином случае может идти окисление. Хотя растения могут усваивать как Fe2, так и Fe3, в нормальных почвах, рН которых не намного отличается от 7, растворимость Fe3 намного меньше. Следовательно, растения, растущие на щелочных почвах, чаще испытывают недостаток железа. [41]
В восстановительных условиях окисное железо переходит в закисное с образованием растворимых соединений FeCO3, Fe ( HCO3) 2, FeSO4, доступных растениям. Повышенная растворимость соединений железа угнетает растения. На почвах нейтральных и щелочных с ярко выраженными окислительными процессами растения могут испытывать недостаток железа, что внешне проявляется как хлороз. [42]
В отличие от ферритов со структурой типа шпинели при недостатке железа в гранатах тангенс потерь не уменьшается, а, наоборот, резко увеличивается. Самый низкий тангенс получается вблизи стехиометри-ческого состава или при небольшом избытке железа. Так как все узлы в структуре граната заполнены [1, 15], любой избыток или недостаток железа должен привести к появлению второй фазы. Действительно, на рентгенограммах образцов с недостатком железа ясно видны линии перовскита. Избыток железа, по-видимому, переходит во вторую фазу окиси железа. Постоянная решетки граната не зависит от содержания железа, по крайней мере в пределах погрешности измерений. Все это приводит к заключению, что решетка граната остается стехиометрической, а любой недостаток или избыток железа вызывает образование других фаз. [43]
Эмерсон [90] и Флейшер [96] находят, что способность к фотосинтезу у клеток Chlorella, хлоротичных вследствие недостатка нитратов, пропорциональна содержанию в них хлорофилла. Они делают вывод, что нитраты влияют на фотосинтез, только действуя на хлорофилл. Однако против этого заключения можно привести те же возражения, которые упоминались в предшествующем изложении относительно влияния недостатка железа. Такая разница не может объясняться различным содержанием хлорофилла. Он нашел, что добавление этого аниона к средам с нитратным дефицитом вызывает немедленный подъем скорости фотосинтеза. [44]
Уместно заметить, что печень является главным локализованным местом хранения железа у человека. При заболеваниях концентрация железа может падать или возрастать. С помощью СКВИДа, внедренного в практику больницы для клинической диагностической работы, удается количественно оценить избыток или недостаток железа в печени и этот метод имеет весомые преимущества перед другими. Таким образом, ге-патомагнетизм может занять, достойное место среди перспективных методов магнитометрии. [45]
Страницы: 1 2 3 4