परिवर्तनीय वैलेंस (Fe2+, Cu+, Mo3+, आदि) के धातु आयन जीवित जीवों में दोहरी भूमिका निभाते हैं: एक ओर, वे बड़ी संख्या में एंजाइमों के लिए आवश्यक सहकारक होते हैं, और दूसरी ओर, वे खतरे पैदा करते हैं कोशिका जीवन, चूंकि उनकी उपस्थिति में अत्यधिक प्रतिक्रियाशील हाइड्रॉक्सिल और एल्कोक्सी रेडिकल्स का निर्माण होता है:

एच202 + मी "एन> ओएच '+ ओएच" + मी (एन + |) +

रन + मेन+ > 10* + ओएच" + मी(एन+|>+.

इसलिए, केलेट यौगिक (ग्रीक "चेलेट" - "केकड़ा पंजा") से, जो परिवर्तनीय वैलेंस (फेरिटिन, हेमोसाइडरिन, ट्रांसफरिन; सेरुलोप्लास्मिन; लैक्टिक और यूरिक एसिड; कुछ पेप्टाइड्स) के धातु आयनों को बांधते हैं और इस तरह पेरोक्साइड अपघटन में उनकी भागीदारी को रोकते हैं। प्रतिक्रियाएं, शरीर की एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा का एक महत्वपूर्ण घटक हैं। यह माना जाता है कि सीरम प्रोटीन और सेलुलर रिसेप्टर्स को ऑक्सीकरण से बचाने के लिए चेलेटर्स मुख्य हैं, क्योंकि इंटरसेलुलर तरल पदार्थों में पेरोक्साइड का कोई या काफी कमजोर एंजाइमिक अपघटन नहीं होता है जो कोशिका झिल्ली के माध्यम से अच्छी तरह से प्रवेश करते हैं। चेलेटिंग यौगिकों की मदद से चर वैलेंस धातु आयनों के अनुक्रम की उच्च विश्वसनीयता का प्रमाण थॉमस वी। ओ'हैलोरन (खमीर कोशिकाओं को एक मॉडल के रूप में इस्तेमाल किया गया था) के समूह द्वारा प्रकट किए गए तथ्य से पता चलता है कि मुक्त * तांबे आयनों की एकाग्रता साइटोप्लाज्म में 10 - 18 M से अधिक नहीं होता है - यह प्रति कोशिका 1 Cu परमाणु से कम परिमाण के कई आदेशों से होता है।

उच्च आयन-बाध्यकारी क्षमता वाले "पेशेवर" चेलेटर्स के अलावा, तथाकथित "ऑक्सीडेटिव तनाव-सक्रिय आयरन चेलेटर्स" भी हैं। लोहे के लिए इन यौगिकों की आत्मीयता अपेक्षाकृत कम है, लेकिन ऑक्सीडेटिव तनाव की स्थितियों में, वे साइट-विशेष रूप से ऑक्सीकृत होते हैं, जो उन्हें मजबूत लौह-बाध्यकारी क्षमता वाले अणुओं में बदल देता है। माना जाता है कि यह स्थानीय सक्रियण प्रक्रिया "मजबूत चेलेटर्स" के शरीर में संभावित विषाक्तता को कम करती है जो लोहे के चयापचय में हस्तक्षेप कर सकती है। स्तनधारी जीवों में कुछ चेलेटर्स, जैसे मेटलोथायोनिन, भारी धातु परमाणुओं (Hn, Cb, III,...) को बांधते हैं और उनके विषहरण में भाग लेते हैं।

परिवर्तनीय वैलेंस के धातु आयनों के विषय पर अधिक:

1. नोविका। ए।, इओनोवा टी.आई.। चिकित्सा में जीवन की गुणवत्ता के अध्ययन के लिए दिशानिर्देश। दूसरा संस्करण / एड। acad. RAMS यू.एल. शेवचेंको, - एम .: सीजेएससी "ओल्मा मीडिया ग्रुप" 2007, 2007
2. अध्याय 3 मध्यम और उच्च आवृत्ति एसी का उपचारात्मक उपयोग
3. शरीर की स्थिति में बदलाव के साथ टेस्ट (ऑर्थोस्टैटिक टेस्ट)
4. भारी धातुओं के लवण की औषधीय गतिविधि का स्पेक्ट्रम

जीवन की धातुओं की अवधारणा। सोडियम और पोटेशियम। परमाणुओं की संरचना और उद्धरणों के जलयोजन की विशेषताएं, जो बाह्य और अंतःकोशिकीय वातावरण में उनकी सामग्री का निर्धारण करती हैं।

जीवन की धातुएँ- दस तत्व: K, Na, Ca, Mg, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo। शरीर में उनकी हिस्सेदारी 2.4% है। शरीर में सभी जीवन धातुएं या तो मुक्त धनायनों के रूप में होती हैं, या बायोलिगैंड्स से जुड़े आयन - जटिल एजेंट होते हैं। वे चयापचय में सक्रिय भाग लेते हैं।

सोडियम और पोटेशियमसमूह IA के तत्व हैं। इस समूह के तत्वों के परमाणुओं में एस-सबलेवल पर बाहरी परत में एक इलेक्ट्रॉन होता है, जो कि वे एक साथी को यौगिकों में दान करते हैं, निकटतम महान गैस के इलेक्ट्रॉन विन्यास के साथ स्थिर सममित मोनोकेशन बनाते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक संरचना की स्थिरता और Na + और K + धनायनों की सतह पर धनात्मक आवेश के कम घनत्व के कारण, बाहरी स्तर के उनके मुक्त परमाणु निवासी निकटतम जल अणुओं के इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े के साथ प्रभावी ढंग से बातचीत नहीं कर सकते हैं। , जिसके कारण वे धनायन के जलयोजन खोल में केवल इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से बने रहते हैं। इसलिए, सोडियम और पोटेशियम के उद्धरण एक जलीय माध्यम में हाइड्रोलिसिस से नहीं गुजरते हैं और व्यावहारिक रूप से जटिल गठन की प्रवृत्ति नहीं दिखाते हैं।

सोडियम और पोटेशियम केशन के गुणों में मुख्य अंतर उनकी सतह पर धनात्मक आवेश के घनत्व में अंतर के कारण होता है: Na + धनायन का घनत्व अधिक होता है, इसलिए इसका इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र पानी के अणुओं को अधिक मजबूती से रखता है। नतीजतन, सोडियम केशन को सकारात्मक हाइड्रेशन की विशेषता होती है, जबकि पोटेशियम केशन को नकारात्मक हाइड्रेशन की विशेषता होती है। यह, Slesarev वालेरी इवानोविच के अनुसार, समझा सकता है कि जीवित प्रणालियों में Na + और K + धनायन विरोधी क्यों हैं और क्यों पोटेशियम केशन मुख्य रूप से इंट्रासेल्युलर, और सोडियम केशन - इंटरसेलुलर तरल पदार्थ के घटक हैं।

कोशिका के अंदर K + आयनों की सांद्रता लगभग 35 गुना अधिक होती है। इसके बाहर की तुलना में, और बाह्य तरल पदार्थ में Na + आयनों की सांद्रता कोशिका के अंदर की तुलना में 15 गुना अधिक है। कई महत्वपूर्ण जैविक प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन के लिए, इन आयनों के ऐसे असमान वितरण को लगातार बनाए रखना आवश्यक है, जिसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, क्योंकि झिल्ली के माध्यम से आयनों का स्थानांतरण उनकी सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध होना चाहिए। यह एक पोटेशियम-सोडियम पंप की मदद से महसूस किया जाता है, जो एक एटीपी अणु के हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा के कारण, कोशिका से तीन Na + धनायन निकालता है, और दो K + धनायन कोशिका में भेजता है। स्थानांतरित विद्युत आवेशों के असंतुलन के कारण, झिल्ली की आंतरिक सतह को नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, और बाहरी को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है।

K आयनों की एक उच्च इंट्रासेल्युलर सांद्रता मुख्य रूप से कोशिका के अंदर आसमाटिक दबाव प्रदान करती है, राइबोसोम पर प्रोटीन संश्लेषण के लिए एंजाइमेटिक सिस्टम की सक्रियता और कार्बोहाइड्रेट का ऑक्सीकरण करती है। एरिथ्रोसाइट्स में, K आयन हीमोग्लोबिन और ऑक्सीहीमोग्लोबिन बफर सिस्टम के काम में भाग लेते हैं, और इस प्रकार कार्बन मोनोऑक्साइड के एंजाइम कार्बोनिक एनहाइड्रेज को सक्रिय करते हैं।

आयनों के + और ना + सक्रियकोशिका झिल्लियों का एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP - aza), जो पोटेशियम-सोडियम पंप के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (CNS) की गतिविधि पर इन आयनों का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। सेरेब्रल कॉर्टेक्स की कोशिकाओं में Na + आयनों की अधिकता से अवसाद होता है, अर्थात। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की गतिविधि का निषेध। इन कोशिकाओं में केशन की अधिकता, इसके विपरीत, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को उत्तेजित करती है, जिससे उन्मत्त स्थिति पैदा होती है।

पाठयपुस्तक: 338–341.

मैग्नीशियम और कैल्शियम, परमाणुओं की संरचना और उनके आयनों के जलयोजन की विशेषताएं। शरीर में मैग्नीशियम और कैल्शियम केशन के अस्तित्व, स्थान और भूमिका के रूप। हड्डी के ऊतकों और उसके कार्यों के गठन और विनाश की प्रतिक्रिया।

एक वयस्क के शरीर में लगभग 20 ग्राम मैग्नीशियम के धनायन और 1000 ग्राम कैल्शियम होता है। मैग्नीशियम का आधा भाग और लगभग 99% कैल्शियम हड्डी के ऊतकों में होता है, बाकी नरम ऊतकों में होता है। मैग्नीशियम के पिंजरों की दैनिक आवश्यकता लगभग 0.3 ग्राम, कैल्शियम - 1 ग्राम है, और गर्भावस्था के दौरान महिलाओं में कैल्शियम के पिंजरों की आवश्यकता 3-4 गुना बढ़ जाती है।

मैग्नीशियम और कैल्शियम आवधिक प्रणाली के समूह IIA के तत्व हैं। इस समूह के तत्वों के परमाणुओं की बाहरी परत में s-sublevel (12 Mg: 3s 2; 20 Ca: 4s 2) पर दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो पार्टनर को यौगिकों में छोड़ देते हैं।

एक जलीय माध्यम में मैग्नीशियम और कैल्शियम के गुणों में अंतर उनकी सतह पर धनात्मक आवेश के घनत्व में अंतर के साथ जुड़ा हुआ है। चूँकि Mg 2+ धनायन की त्रिज्या Ca 2+ (क्रमशः 66 और 99) से कम है, यह बेहतर हाइड्रेट करता है, और इसके अलावा, 3डी ऑर्बिटल्स सहित बाहरी स्तर के इसके मुक्त परमाणु ऑर्बिटल्स अकेले जोड़े के साथ बातचीत करने में सक्षम हैं। पानी के अणुओं के इलेक्ट्रॉनों की संख्या, काफी स्थिर एक्वाकॉम्प्लेक्स 2+ बनाते हैं।

कैल्शियम केशन की तुलना में मैग्नीशियम केशन सहसंयोजक बंधन बनाने में सक्षम है। इस संबंध में, मैग्नीशियम धनायन, कैल्शियम धनायनों के विपरीत, हाइड्रोलिसिस में सक्षम हैं:

एमजी 2+ + एच 2 ओ⇌ एमजी (ओएच) + + एच +

मैग्नीशियम के पिंजरों का मुख्य द्रव्यमान, जो हड्डियों के बाहर होता है, कोशिकाओं के अंदर केंद्रित होता है। कोशिकाओं के अंदर आसमाटिक दबाव बनाए रखने में मैग्नीशियम आयन महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। रक्त में मैग्नीशियम का बड़ा हिस्सा आयनित रूप में निहित होता है, अर्थात। एक्वा आयन (55-60%) के रूप में, लगभग 30% प्रोटीन से जुड़ा होता है, और 10-15% फॉस्फोलिपिड्स और न्यूक्लियोटाइड्स के साथ जटिल यौगिकों का हिस्सा होता है।

मैग्नीशियम केशन जटिल गठन के कारण एंजाइमी प्रक्रियाओं के मुख्य सक्रियकर्ताओं में से एक हैं। तो, वे ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण, डीएनए प्रतिकृति और अस्थि खनिजकरण के एंजाइम को सक्रिय करते हैं।

मैग्नीशियम आयनों के विपरीत, कैल्शियम केशन मुख्य रूप से अंतरकोशिकीय तरल पदार्थों में केंद्रित होते हैं। कैल्शियम चयापचय पैराथायरायड और थायराइड हार्मोन के साथ-साथ विटामिन डी द्वारा नियंत्रित होता है।

हड्डी के ऊतकों का मुख्य खनिज घटक कैल्शियम हाइड्रोजन फॉस्फेट है।

सीए 5 (पीओ 4) 3 ओएच (हाइड्रॉक्सीपैटाइट)। अस्थि ऊतक एक निश्चित स्तर पर जैविक तरल पदार्थों में सीए 2+ आयनों की एकाग्रता को बनाए रखता है, इसलिए इसे शरीर के कैल्शियम बफर के रूप में माना जा सकता है।

कॉम्पैक्ट हड्डी ऊतक (कॉम्पैक्ट पदार्थ) - हड्डी बनाने वाले दो प्रकार के हड्डी के ऊतकों में से एक। हड्डी के सहायक, सुरक्षात्मक कार्य प्रदान करता है, रासायनिक तत्वों के भंडार के रूप में कार्य करता है।

एक कॉम्पैक्ट पदार्थ अधिकांश हड्डियों की कॉर्टिकल परत बनाता है। यह स्पंजी पदार्थ की तुलना में अधिक सघन, भारी और मजबूत होता है। कॉम्पैक्ट बोन टिश्यू मानव कंकाल के कुल वजन का लगभग 80% हिस्सा बनाते हैं। कॉम्पैक्ट पदार्थ की प्राथमिक संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई ओस्टियन है।

पाठयपुस्तक: 341 – 344.

लोहा और कोबाल्ट, परमाणु संरचना और विशेषता ऑक्सीकरण राज्य। अम्ल - इन धातुओं के यौगिकों के मूल, रेडॉक्स और जटिल गुण। एक जीवित जीव में इन धातुओं के यौगिकों की भूमिका।

मानव शरीर में लगभग 5 ग्राम लोहा और 1.2 मिलीग्राम कोबाल्ट होता है। अधिकांश लोहा (70%) रक्त के हीमोग्लोबिन में केंद्रित है; 14% कोबाल्ट हड्डियों में, 43% मांसपेशियों में और शेष कोमल ऊतकों में पाया जाता है। लोहे का दैनिक सेवन 10-20 मिलीग्राम है, और कोबाल्ट 0.3 मिलीग्राम है।

लोहा और कोबाल्ट- इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन 26 Fe: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 के साथ आवधिक प्रणाली के समूह VIIIB की चौथी अवधि के तत्व; 27 Co: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 7 4s 2

लोहे और कोबाल्ट के लिए सबसे विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्थाएँ +2 और +3.

जलीय विलयनों में, Fe 2+, Fe 3+, Co 2+ और Co 3+ धनायनों को छह-समन्वयित एक्वा कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए हाइड्रेटेड किया जाता है।

Fe 2+ एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है जो वायुमंडलीय ऑक्सीजन को भी ऑक्सीकरण करने में सक्षम है।

Co 3+ इतना मजबूत ऑक्सीडाइजिंग एजेंट है कि यह पानी को भी ऑक्सीडाइज करता है:

4Fe(OH) 2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH) 3

2Co 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O \u003d 4CoSO 4 + 2H 2 SO 4 + O 2

लोहे और कोबाल्ट के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड, ऑक्सीकरण की डिग्री की परवाह किए बिना, बुनियादी गुणों की प्रबलता के साथ कमजोर उभयचर गुणों का प्रदर्शन करते हैं, विशेष रूप से द्विसंयोजक अवस्था के मामले में, जब बातचीत केवल क्षार के केंद्रित समाधानों के साथ आगे बढ़ती है और जब गर्म होती है।

आयरन और कोबाल्ट केशन जटिल गठन के लिए बहुत प्रवण हैं। उनके लिए यह सबसे अधिक संभावना है समन्वय संख्याछह:

जटिल गठनलोहे और कोबाल्ट केशन दृढ़ता से, लेकिन अलग तरह से, उनके रेडॉक्स गुणों को प्रभावित करते हैं, जो एक ही लिगेंड के साथ ऑक्सीकृत और कम रूपों के परिसरों के स्थिरता अनुपात पर निर्भर करता है।

जटिल गठन Co 3+ पानी के अणुओं की तुलना में अधिक सक्रिय लिगेंड के साथ इसे जलीय घोल में स्थिर बनाता है।

कोबाल्ट, शरीर के लिए महत्वपूर्ण ट्रेस तत्वों में से एक। यह विटामिन बी 12 (कोबालामिन) का हिस्सा है। कोबाल्ट हेमटोपोइजिस, तंत्रिका तंत्र और यकृत के कार्यों, एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में शामिल है। मानव शरीर में मानव वजन के प्रत्येक किलोग्राम के लिए 0.2 मिलीग्राम कोबाल्ट होता है। कोबाल्ट की अनुपस्थिति में, एकोबाल्टोसिस विकसित होता है।

जीवित जीवों में लोहाएक महत्वपूर्ण ट्रेस तत्व है जो ऑक्सीजन एक्सचेंज (श्वसन) की प्रक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है। आम तौर पर, लोहा हीम नामक एक जटिल के रूप में एंजाइमों में प्रवेश करता है। विशेष रूप से, यह परिसर हीमोग्लोबिन में मौजूद है, सबसे महत्वपूर्ण प्रोटीन जो मनुष्यों और जानवरों के सभी अंगों में रक्त के साथ ऑक्सीजन का परिवहन सुनिश्चित करता है। और यह वह है जो रक्त को एक विशिष्ट लाल रंग में रंगता है।

एक बड़ा समूह है लगभग 50 प्रकार, आयरन युक्त एंजाइम - साइटोक्रोमेस, जो आयरन Fe 3+ + e -   Fe 2+ के ऑक्सीकरण अवस्था को बदलकर श्वसन श्रृंखला में इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण की प्रक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं

पाठ्यपुस्तक: 349 – 352.

जारी करने का वर्ष: 1993

शैली:ज़हरज्ञान

प्रारूप: DjVu

गुणवत्ता:स्कैन किए गए पृष्ठ

विवरण:एक जीवित जीव के महत्वपूर्ण कार्यों के लिए धातु आयनों का महत्व - उसके स्वास्थ्य और भलाई के लिए - अधिक से अधिक स्पष्ट होता जा रहा है। यही कारण है कि इतने लंबे समय तक एक स्वतंत्र क्षेत्र के रूप में अस्वीकृत जैव-अकार्बनिक रसायन अब तीव्र गति से विकसित हो रहा है। संगठित और रचनात्मक अनुसंधान केंद्र कम और उच्च आणविक भार दोनों के जैविक रूप से सक्रिय धातु युक्त यौगिकों के संश्लेषण, स्थिरता और गठन स्थिरांक, संरचना, प्रतिक्रियाशीलता के निर्धारण में लगे हुए हैं। धातु आयनों और उनके परिसरों के चयापचय और परिवहन की जांच करते हुए, वे जटिल प्राकृतिक संरचनाओं और उनके साथ होने वाली प्रक्रियाओं के नए मॉडल डिजाइन और परीक्षण करते हैं। और, ज़ाहिर है, धातु आयनों के रसायन विज्ञान और उनकी महत्वपूर्ण भूमिका के बीच संबंध पर मुख्य ध्यान दिया जाता है।
इसमें कोई संदेह नहीं है कि हम अपनी यात्रा की शुरुआत में हैं। यह इन शब्दों के व्यापक अर्थों में समन्वय रसायन विज्ञान और जैव रसायन को जोड़ने के उद्देश्य से था कि श्रृंखला "जैविक प्रणालियों में धातु आयनों" की कल्पना की गई थी, जिसमें जैव-अकार्बनिक रसायन विज्ञान का एक विस्तृत क्षेत्र शामिल था। इसलिए, हम आशा करते हैं कि यह हमारी श्रृंखला है जो रसायन विज्ञान, जैव रसायन, जीव विज्ञान, चिकित्सा और भौतिकी के ऐतिहासिक रूप से स्थापित क्षेत्रों के बीच की बाधाओं को तोड़ने में मदद करेगी; हम उम्मीद करते हैं कि विज्ञान के अंतःविषय क्षेत्रों में बड़ी संख्या में उत्कृष्ट खोजें की जाएंगी।
यदि "धातु आयनों की विषाक्तता में कुछ मुद्दे" पुस्तक इस क्षेत्र में नई गतिविधि के लिए एक प्रोत्साहन साबित होती है, तो यह एक अच्छे कारण की सेवा करेगी, साथ ही इसके लेखकों द्वारा किए गए कार्य के लिए संतुष्टि भी प्रदान करेगी।

"धातु आयनों की विषाक्तता के कुछ मुद्दे"

जी स्पोसिटो।संभावित खतरनाक धातु के निशान का वितरण

1. संभावित रूप से खतरनाक धातु के निशान
2. धातु आयन विषाक्तता और परमाणु संरचना

वायुमंडल, जलमंडल और स्थलमंडल में ट्रेस धातुओं का वितरण

1. वायुमंडलीय एकाग्रता
2. जलमंडल में एकाग्रता
3. लिथोस्फीयर में एकाग्रता

धातु संवर्धन और धातु हस्तांतरण

1. धातु संवर्धन कारक
2. धातु अंतरण दर

आर मार्टिन।विषाक्त धातु आयनों का जैव अकार्बनिक रसायन
धातु आयनों की आवश्यकता और विषाक्तता
धातु आयनों के गुण

1. आयनिक त्रिज्या
2. स्थिरता श्रृंखला
3. धातु यौगिकों की स्थिरता की तुलना
4. धातु आयन हाइड्रोलिसिस
5. हार्ड और सॉफ्ट एसिड और बेस
6. प्रतिरोध की पीएच निर्भरता
7. पसंदीदा धातु आयन बाध्यकारी साइटें
8. लिगैंड विनिमय दरें

धातु आयनों का अवलोकन

1. क्षार धातु आयन
2. लिथियम
3. मैगनीशियम
4. कैल्शियम
5. बेरियम और स्ट्रोंटियम
6. फीरोज़ा
7. लैंथेनाइड्स
8. अल्युमीनियम
9. मोलिब्डेनम
10. मैंगनीज
11. लोहा
12. कोबाल्ट
13. निकल
14. कैडमियम
15. बुध
16. थालियम
17. प्रमुख

शरीर पर धातुओं के संपर्क के तरीके
ई। आइचेनबर्गर। जलीय पारिस्थितिक तंत्र में धातुओं की आवश्यकता और विषाक्तता के बीच संबंध
आवश्यक धातुएँ

1. आवश्यक धातुओं के लिए आवश्यकताएँ
2. प्राकृतिक वातावरण में धातुओं की कमी

धातुओं की प्राप्ति और आत्मसात

1. धातुओं की प्राप्ति
2. धातु के सेवन के लिए भोजन और पीने के पानी की भूमिका
3. जलीय जीवों द्वारा जारी कीलेटिंग एजेंटों की भूमिका

अतिरिक्त आवश्यक धातुओं के परिणामस्वरूप विषाक्तता

1. धातु विषाक्तता का तंत्र
2. आवश्यक धातुओं के प्रति संवेदनशीलता
3. "विषाक्तता की कार्यात्मक अभिव्यक्तियाँ
4. विषाक्तता को प्रभावित करने वाले पर्यावरणीय कारक

धातुओं के प्रति सहिष्णुता

1. स्वभाव में सहनशीलता
2. सहिष्णुता का तंत्र

जलीय आबादी पर आवश्यक धातुओं का प्रभाव

1. सरल खाद्य श्रृंखलाओं का प्रयोगशाला अध्ययन
2. एक जटिल अर्ध-प्राकृतिक जनसंख्या में प्रतिक्रियाएं
3. लोहे के साथ आवश्यक धातुओं की सहभागिता

जी.के. पेजेनकोफ। धातु आयन का प्रकार और जलीय प्रणालियों में इसकी विषाक्तता
विषाक्तता का रासायनिक मॉडल
कॉपर विषाक्तता के लिए मॉडल का अनुप्रयोग
कैडमियम विषाक्तता के लिए मॉडल का अनुप्रयोग
विषाक्तता का नेतृत्व करने के लिए मॉडल का अनुप्रयोग
जिंक विषाक्तता के लिए मॉडल का अनुप्रयोग
एफ.टी. बिंघम, एफ.डी. पेरा, डब्ल्यू.एम. जेरेल। फसलों में धातु विषाक्तता
कैडमियम

1. मिट्टी में कैडमियम यौगिक
2. कैडमियम की उपलब्धता
3. Cu, Ni और Zn की तुलना में Cd की विषाक्तता
4. मिट्टी में सीडी सामग्री का सुधार

ताँबा

1. मिट्टी में तांबे के यौगिक
2. पौधों के लिए तांबे की उपलब्धता
3. लक्षण और निदान
4. मिट्टी में घन सामग्री का सुधार

जस्ता

1. मिट्टी में जिंक यौगिक
2. पौधों के लिए जिंक की उपलब्धता
3. लक्षण और निदान
4. मिट्टी में Zn सामग्री का सुधार

मैंगनीज

1. मिट्टी में मैंगनीज यौगिक
2. पौधों की उपलब्धता
3. लक्षण और निदान
4. मिट्टी में मैंगनीज सामग्री का सुधार

निकल

1. मिट्टी में निकल के रूप
2. पौधों की उपलब्धता
3. लक्षण और निदान
4. मिट्टी में निकल सामग्री का सुधार

पंजाब हैमंड, ई.के. जनसामान्य। मनुष्यों और जानवरों में धातु आयन विषाक्तता
प्रमुख

1. सामान्य पक्ष
2. शरीर में लेड का अवशोषण, वितरण और उत्सर्जन
3. लीड विषाक्तता

हरताल

1. सामान्य पक्ष
2. शरीर में आर्सेनिक का अवशोषण, वितरण और उत्सर्जन
3. आर्सेनिक विषाक्तता

वैनेडियम

1. सामान्य पक्ष
2. शरीर में वैनेडियम का अवशोषण, वितरण और उत्सर्जन
3. वैनेडियम की विषाक्तता

बुध

1. सामान्य पक्ष
2. शरीर में पारा का अवशोषण, वितरण और उत्सर्जन
3. पारा विषाक्तता

कैडमियम

1. सामान्य पक्ष
2. शरीर में कैडमियम का अवशोषण, वितरण और उत्सर्जन
3. कैडमियम की विषाक्तता

निकल

1. सामान्य पक्ष
2. शरीर में निकल का अवशोषण, वितरण और उत्सर्जन
3. निकल विषाक्तता

क्रोमियम

1. सामान्य पक्ष
2. शरीर में क्रोमियम का अवशोषण, वितरण और उत्सर्जन
3. क्रोमियम विषाक्तता

अरुण ग्रह

1. सामान्य पक्ष
2. शरीर में यूरेनियम का अवशोषण, वितरण और उत्सर्जन
3. यूरेनियम विषाक्तता

श्रीमती। फॉक्स, पी.एम. याकूब। मानव भोजन और धातु आयन विषाक्तता
अमेरिका में भोजन का सेवन और पोषण की स्थिति
सेलेनियम

1. आवश्यकता, कार्य, कमी के प्रभाव और शरीर की आवश्यकताएं
2. शरीर में अवशोषण, चयापचय और उत्सर्जन
3. जानवरों में सेलेनियम विषाक्तता
4. मनुष्यों के लिए सेलेनियम विषाक्तता
5. मानव खाद्य घटकों के साथ सेलेनियम की सहभागिता

जस्ता

1. आवश्यकता, कार्य, कमी प्रभाव, आवश्यकता
2. पशुओं के शरीर पर अतिरिक्त जस्ता का प्रभाव
3. मानव शरीर पर अतिरिक्त जस्ता का प्रभाव
4. मानव खाद्य घटकों के साथ जस्ता की सहभागिता

एलन लियोनार्ड। भारी धातुओं के कारण गुणसूत्र संबंधी असामान्यताएं
परिधीय रक्त लिम्फोसाइटों में आनुवंशिक परिवर्तन

1. परिधीय रक्त लिम्फोसाइट प्रणाली की सामान्य विशेषताएं
2. क्लैस्टोजेन्स के कारण संरचनात्मक क्रोमोसोमल असामान्यताएं
3. बहन क्रोमैटिड एक्सचेंज
4. सुसंस्कृत लिम्फोसाइटों के साइटोजेनेटिक विश्लेषण के लिए हस्तक्षेप

भारी धातुओं के संपर्क में आने वालों के लिए साइटोजेनेटिक निगरानी के परिणाम

1. हरताल
2. कैडमियम
3. प्रमुख
4. बुध
5. निकल
6. अन्य धातुएँ

एम. कोस्टा, जे. डी. हेक। धातु आयनों की कैंसरजन्यता
सेलुलर उत्थान और धातु आयनों का इंट्रासेल्युलर वितरण

1. धातु युक्त कणों का चयनात्मक फागोसाइटोसिस
2. धातु आयनों का अवशोषण और धातु सेवन के तंत्र का महत्व
3. नाभिक और नाभिक में कार्सिनोजेनिक धातु आयनों का स्थानीयकरण

कार्सिनोजेनिक धातुओं के कारण डीएनए विकार
कोशिका वृद्धि, डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत पर धातु आयनों का प्रभाव
धातुओं की ट्यूमर गतिविधि और उत्परिवर्तन और कार्सिनोजेनेसिस के बीच संबंध
द्विसंयोजक धातु आयनों द्वारा परिवर्तन और कार्सिनोजेनेसिस का निषेध
जे. डी. हेक, एम. कास्टा। इन विट्रो में धातु आयन विषाक्तता का आकलन करने के तरीके

1. इन विट्रो में विष विज्ञान
2. इन विट्रो सिस्टम में धातु आयन

जैव रासायनिक तरीके

1. धातु आयनों के साइटोटोक्सिसिटी का जैव रासायनिक मूल्यांकन
2. धातु आयन की जीनोटॉक्सिसिटी का जैव रासायनिक मूल्यांकन

सूक्ष्मजीवविज्ञानी तरीके
स्तनधारी सेल संस्कृति का उपयोग करने के तरीके

1. धातु आयन साइटोटोक्सिसिटी का आकलन
2. धातु आयन की "जीनोटॉक्सिसिटी" का आकलन

जी सेइलर।निशान में जहरीले तत्वों की सामग्री के लिए जैविक सामग्री के विश्लेषण की कुछ समस्याएं
निशान में तत्वों के विश्लेषण के सामान्य पहलू
उपकरणों और अभिकर्मकों की पसंद
सैम्पलिंग

1. तरल नमूने
2. ऊतक का नमूना

भंडारण, सुखाने, एकरूपता
नमूने और विभाज्य लेना
6. नमूना तैयार करना

1. अम्ल उपचार
2. जटिलता, निष्कर्षण और संवर्धन
3. खनिज

ई. निबोएर, एफ.ई. रोसेटो, के.आर. मेनन। निकल यौगिकों की विषाक्तता
मानव शरीर पर निकल के संपर्क के स्रोत

1. गैर-पेशेवर स्रोत
2. व्यावसायिक स्रोत

निकल कार्बोनिल विषाक्तता

1. इसके कार्बोनिलीकरण द्वारा निकेल का शुद्धिकरण
2. निकेल प्रभाव और उपचार का नैदानिक ​​मूल्यांकन
3. रोगजनन और विषाक्त कार्रवाई का तंत्र

निकल के प्रति अतिसंवेदनशीलता

1. निकल संपर्क जिल्द की सूजन के नैदानिक ​​​​पहलू
2. निकल संपर्क जिल्द की सूजन का प्रतिरक्षा तंत्र
3. निकल व्यावसायिक अस्थमा

निकेल की कैंसरजन्यता

1. महामारी विज्ञान डेटा और पशु प्रयोग
2. निकल कार्सिनोजेनेसिस के निर्धारक और मॉडल

जीन पर प्रभाव का विष विज्ञान

1. अनुसंधान के उद्देश्य
2. प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक प्रणालियों में उत्परिवर्तन
3. स्तनधारी सेल संस्कृति परिवर्तन
4. क्रोमोसोमल और डीएनए विकार और संबंधित प्रभाव

शरीर पर निकेल के अन्य प्रभाव

1. गुर्दे की विषाक्तता
2. प्रजनन और विकास पर प्रभाव
3. इम्यूनोटॉक्सिसिटी
4. कार्डियोटॉक्सिसिटी

डी. केर, एम.के. बालक। एल्यूमीनियम विषाक्तता: इसकी नैदानिक ​​​​परिभाषा का इतिहास
एल्यूमीनियम विषाक्तता की खोज का इतिहास

1. पर्यावरण में एल्युमिनियम
2. गुर्दे की विफलता में अतिरिक्त एल्यूमीनियम की भूमिका पर

एल्युमिनियम से होने वाले रोग की पहचान

1. डायलिसिस एन्सेफैलोपैथी
2. डायलिसिस अस्थिदुष्पोषण
3. पैराथायराइड फ़ंक्शन का दमन
4. माइक्रोसाइटिक एनीमिया

गुर्दे की विफलता में एल्यूमीनियम विषाक्तता का विनियमन

1. जल उपचार का परिचय
2. एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के विकल्प
3. अन्य स्रोतों की तलाश की जा रही है

श्री। विल्स, जे। सैवरी। एल्यूमीनियम विषाक्तता और पुरानी गुर्दे की विफलता
एल्यूमीनियम के स्रोत

1. एल्युमिनियम युक्त दवाएं
2. अपोहित

जठरांत्र संबंधी मार्ग में एल्यूमीनियम का अवशोषण

लकड़ी के पौधों द्वारा भारी धातुओं के संचय की विशेषताओं का अध्ययन लकड़ी के पौधों के जैवमंडलीय और पर्यावरण-स्थिरीकरण कार्यों का आकलन करने की आवश्यकता से जुड़ा है, जो पर्यावरण में प्रदूषक प्रसार के मार्ग पर फाइटोफिल्टर के रूप में कार्य करते हैं। वुडी पौधे कुछ वायुमंडलीय प्रदूषकों को अवशोषित और बेअसर करते हैं, धूल के कणों को बनाए रखते हैं, आसपास के क्षेत्रों को इकोटॉक्सिकेंट्स के हानिकारक प्रभावों से बचाते हैं।

वायुमंडल और मिट्टी में मौजूद धातुओं के साथ पौधों की परस्पर क्रिया, एक ओर, खाद्य श्रृंखलाओं में तत्वों के प्रवास को सुनिश्चित करती है, इस तथ्य के बावजूद कि ये तत्व पौधों के आवश्यक घटक हैं; दूसरी ओर, जीवमंडल में कुछ तत्वों की अधिकता का पुनर्वितरण होता है, मुख्य रूप से तकनीकी मूल के। कई दशकों से मनुष्य द्वारा अपने अंगों और ऊतकों में औद्योगिक निकास के हिस्से को केंद्रित करने की पौधों की क्षमता का उपयोग किया गया है।

"मृदा-संयंत्र" प्रणाली में धातुओं के पुनर्वितरण की विशेषताएं हमें यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति देती हैं कि लकड़ी के पौधों की संचय क्षमता काफी हद तक बढ़ती परिस्थितियों और पौधों की शरीर में धातुओं के प्रवेश को रोकने की क्षमता पर निर्भर करती है।

यह दिखाया गया है कि स्कॉट्स पाइन वृक्षारोपण की तुलना में मस्सा सन्टी और सुकचेव के लर्च के वृक्षारोपण में तकनीकी धातुओं को जमा करने की सबसे बड़ी क्षमता है।

पौधों द्वारा धातुओं का संचय निस्संदेह उनके पर्यावरण और जैवमंडलीय कार्यों को निर्धारित करता है। हालांकि, टेक्नोजेनेसिस की शर्तों के तहत पौधों की स्थिरता और अनुकूली क्षमता की नींव काफी हद तक बेरोज़गार है। तकनीकी स्थितियों के तहत वुडी पौधों में मॉर्फोफिजियोलॉजिकल परिवर्तनों पर प्राप्त आंकड़ों ने यह निष्कर्ष निकालना संभव बना दिया कि संगठन के विभिन्न स्तरों - आणविक, शारीरिक, सेलुलर और ऊतक में पौधों की कोई विशिष्ट प्रतिक्रिया नहीं है।

पोप्लर पोप्लर (पॉपुलस बालसमीफेरा एल.) की पत्तियों में पिगमेंट की सामग्री पर धातुओं के प्रभाव के अध्ययन से पता चला है कि प्रयोगात्मक नमूनों में प्रयोग के अंत तक क्लोरोफिल और कैरोटीनॉयड की मात्रा घट जाती है (K+, Ca2+ के मामले में) , Mg2+ और Pb2+ आयन), नियंत्रण की तुलना में (Ba2+ और Zn2+ आयन) बढ़ाता है और (Na+, Mn2+ और Cu2+ आयन) नहीं बदलता है। पौधों पर धातु आयनों की क्रिया के तहत, वर्णक का अनुपात बदल जाता है। यह ज्ञात है कि क्लोरोफिल ए पौधों में मुख्य प्रकाश संश्लेषक वर्णक है। पत्तियों में क्लोरोफिल ए की सामग्री में कमी के साथ, सहायक पिगमेंट के अनुपात में वृद्धि होती है - क्लोरोफिल बी या कैरोटीनॉयड, जिसे अनुकूली प्रतिक्रिया के रूप में माना जा सकता है बलसम पोप्लर पौधों का संयंत्र सब्सट्रेट में धातु आयनों की अधिकता के लिए आत्मसात तंत्र।

यह स्थापित किया गया है कि एक लंबी अवधि के प्रयोग में K + आयनों की क्रिया के परिणामस्वरूप प्रायोगिक पौधों की पत्तियों में विभिन्न रंजकों के अनुपात में परिवर्तन इस प्रकार हैं: क्लोरोफिल ए और कैरोटीनॉयड का अनुपात घट जाता है और की मात्रा क्लोरोफिल बी तेजी से बढ़ता है, फिर कैरोटीनॉयड की बढ़ती मात्रा के साथ क्लोरोफिल बी के अनुपात में उल्लेखनीय कमी आती है, प्रयोग के अंत तक, वर्णक का अनुपात नियंत्रण एक से कुछ अलग होता है - कैरोटीनॉयड का अनुपात घटने के साथ बढ़ता है पत्तियों में क्लोरोफिल के अनुपात में। कुल मिलाकर, Na+ और Ca2+ आयन, प्रयोग के 12वें और 24वें दिनों को छोड़कर, अलग-अलग पिगमेंट के अनुपात में परिवर्तन के समान चरित्र का कारण बनते हैं, जब क्लोरोफिल B का अनुपात क्लोरोफिल A और कैरोटीनॉयड की क्रिया के तहत महत्वपूर्ण रूप से बढ़ जाता है। सीए2+। Mg2+ आयनों की क्रिया पूरे प्रयोग के दौरान बाल्सम चिनार के पत्तों में अलग-अलग रंजकों के अनुपात में तेज बदलाव की विशेषता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रयोग के अंत तक प्रायोगिक पौधों की पत्तियों में क्लोरोफिल ए का अनुपात नियंत्रण की तुलना में कम हो गया।

Ba2+, Zn2+ और Pb2+ की कार्रवाई के तहत, चिनार चिनार की पत्तियों में वर्णक की सामग्री में अचानक परिवर्तन होता है। यह दिखाया गया था कि अधिकांश प्रयोग के लिए प्रायोगिक पौधों की पत्तियों में क्लोरोफिल ए की मात्रा नियंत्रित नमूनों की तुलना में कम थी। प्रयोग के अंत तक, नियंत्रण नमूनों के सापेक्ष प्रयोगात्मक पौधों की पत्तियों में क्लोरोफिल बी और कैरोटीनॉयड के अनुपात में वृद्धि के साथ क्लोरोफिल ए के अनुपात में कमी आई है।

Mn2+ और Cu2+ आयनों का प्रयोग के पहले भाग में बालसमिक चिनार के पत्तों के पिगमेंट कॉम्प्लेक्स पर एक निरोधात्मक प्रभाव होता है, जो क्लोरोफिल ए की सापेक्ष मात्रा में कमी और द्वितीयक पिगमेंट के अनुपात में वृद्धि में व्यक्त किया जाता है; प्रयोग के दूसरे भाग में, अन्य पिगमेंट की तुलना में क्लोरोफिल ए का अनुपात नियंत्रण के सापेक्ष बढ़ जाता है (अन्य धातुओं के विपरीत)। इसी समय, क्लोरोफिल बी और कैरोटीनॉयड का अनुपात घट जाता है।

बलसम पॉप्लर (पॉपुलस बालसमीफेरा एल.) के पत्तों की श्वसन पर धातु आयनों का अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। इस दिशा में अध्ययन ने कई प्रकार की प्रतिक्रियाओं की पहचान करना संभव बना दिया, पत्ती श्वसन में परिवर्तन में व्यक्त: 1) धातुओं के संपर्क में आने के बाद (9 दिनों तक), प्रायोगिक चिनार के पौधों की पत्तियों की श्वसन नियंत्रण के सापेक्ष तेजी से घट जाती है, फिर श्वसन में वृद्धि (15 वें दिन), बार-बार तेज कमी (24 दिन) और प्रयोग के अंत तक श्वसन का सामान्यीकरण - Ba2+, Mg2+ और Pb2+ आयनों के लिए नोट किया जाता है; 2) पौधों के उपचार के तुरंत बाद, पत्ती श्वसन का मूल्य तेजी से घटता है, फिर वृद्धि देखी जाती है, जिसके बाद बार-बार मामूली कमी और श्वसन का सामान्यीकरण होता है - K+ और Cu2+ आयनों के लिए; 3) पहले एक वृद्धि होती है, फिर एक तेज कमी होती है, और 15 वें दिन प्रायोगिक पौधों की पत्तियों की श्वसन Na+ और Mn2+ आयनों के लिए सामान्य हो जाती है, और 4) धातु के आयन पत्तियों के श्वसन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करते हैं, Zn2+ आयनों के प्रयोग के दौरान प्रयोगात्मक पौधों की श्वसन में केवल मामूली परिवर्तन होते हैं।

चिनार की पत्तियों के श्वसन में परिवर्तन की प्रकृति के अनुसार, Ca2+ को पहले समूह के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। हालांकि, इस समूह को सौंपे गए बेरियम, मैग्नीशियम और लेड के विपरीत, Ca2+ की क्रिया प्रयोग के अंत तक प्रायोगिक पौधों की पत्तियों की श्वसन को सामान्य नहीं करती है।

नमक तनाव की स्थितियों के तहत पौधों का अस्तित्व, जिसे पर्यावरण में धनायनों की एक अतिरिक्त सामग्री माना जा सकता है, अनिवार्य रूप से श्वसन के दौरान जारी ऊर्जा के बढ़ते व्यय से जुड़ा हुआ है। यह ऊर्जा पौधे और पर्यावरण के बीच तत्वों के संतुलन को बनाए रखने में खर्च होती है। श्वसन की तीव्रता और पौधों की श्वसन में परिवर्तन, इसलिए, तनाव के तहत जीव की स्थिति के एकीकृत संकेतक के रूप में काम कर सकते हैं। यह स्थापित किया गया है कि K+, Na+, Ba2+, Mg2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+ और Pb2+ आयनों की कार्रवाई के तहत, 30 दिनों के भीतर चिनार के पत्तों की श्वसन पूरी तरह से बहाल हो जाती है। केवल Ca2+ के मामले में प्रायोगिक पौधों की पत्तियों के श्वसन में 30% की कमी देखी गई है।

पर्यावरण में धातुओं की सांद्रता में तेज वृद्धि के लिए चिनार प्रतिक्रियाओं के बहुविकल्पी की खोज, श्वसन में परिवर्तन और पत्तियों में प्रकाश संश्लेषण वर्णक की सामग्री में व्यक्त की गई, हमें यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति देती है कि अनुकूली तंत्र का एक जटिल काम कर रहा है आणविक शारीरिक स्तर, जिसका कार्य तनाव के तहत ऊर्जा की लागत को स्थिर करना है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अत्यधिक जहरीले आयनों (Pb2+ और Cu2+) और मैक्रोलेमेंट्स (Na+ और K+) और माइक्रोलेमेंट्स (Mg2+ और Mn2+) के आयनों के मामले में श्वसन की पूर्ण बहाली होती है। इसके अलावा, अत्यधिक विषैले आयनों (Pb2+ और Cu2+) के नशे के तंत्र कम-विषैले आयनों (Mg2+ और K+) के नशे के तंत्र के समान हैं।

धातुएं प्राकृतिक जैव-भूरासायनिक चक्रों का एक अभिन्न अंग हैं। धातुओं का पुनर्वितरण चट्टानों के अपक्षय और धोने की प्रक्रियाओं, ज्वालामुखी गतिविधि और प्राकृतिक आपदाओं के कारण होता है। इन प्राकृतिक घटनाओं के परिणामस्वरूप, प्राकृतिक भू-रासायनिक विसंगतियाँ अक्सर बनती हैं। पिछली शताब्दी में, खनिजों के निष्कर्षण और प्रसंस्करण से जुड़ी गहन मानव आर्थिक गतिविधियों ने मानव निर्मित भू-रासायनिक विसंगतियों का निर्माण किया है।

सदियों से, वुडी पौधों ने अपने पर्यावरण में स्वाभाविक रूप से होने वाले परिवर्तनों को अनुकूलित किया है। निवास की स्थिति के लिए पौधों के एक अनुकूली परिसर का गठन इन परिवर्तनों के पैमाने और उनकी घटना की गति से जुड़ा हुआ है। वर्तमान में, तीव्रता और पैमाने के मामले में मानवजनित दबाव अक्सर अत्यधिक प्राकृतिक कारकों के प्रभाव से अधिक होता है। लकड़ी के पौधों की पारिस्थितिक प्रजातियों की विशिष्टता की घटना की पहचान की पृष्ठभूमि के खिलाफ, इस तथ्य की स्थापना कि पौधों में धातु-विशिष्ट प्रतिक्रियाएं नहीं होती हैं, पारिस्थितिक और विकासवादी महत्व का है, जो उनके सफल विकास और विकास के लिए आधार बन गया है अत्यधिक प्राकृतिक और तकनीकी कारक।

इस अध्याय का अध्ययन करने के बाद, छात्र को चाहिए:

जानना

क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु आयनों का बुनियादी पारिस्थितिक और शारीरिक डेटा, मानव शरीर पर सीसे का प्रभाव, वातावरण और जलमंडल में भारी धातु परमाणुओं के प्रवास के रूप;

करने में सक्षम हों

विभिन्न प्रयोजनों में उपयोग के लिए पानी की उपयुक्तता का निर्धारण;

अपना

- जहरीले धातु आयनों के मानवजनित प्रभावों से सुरक्षा के तरीके।

जीवित प्रणालियों में व्यवहार के आधार पर, धातु आयनों सहित पदार्थों को पाँच प्रकारों में विभाजित किया जाता है: शरीर के लिए आवश्यक; उत्तेजक; निष्क्रिय, हानिरहित; चिकित्सीय एजेंट; विषाक्त।किसी पदार्थ को शरीर के लिए आवश्यक माना जाता है, जिसकी कमी से शरीर में क्रियात्मक विकार उत्पन्न हो जाते हैं, जो इस पदार्थ को शरीर में प्रवेश कराने से समाप्त हो जाते हैं। आवश्यकता एक जीव-निर्भर संपत्ति है और इसे उत्तेजना से अलग होना चाहिए। ऐसे कई उदाहरण हैं जहां उत्तेजकदोनों आवश्यक और गैर-आवश्यक धातु आयन दिखाई देते हैं। कुछ धातु और धातु आयन निश्चित सांद्रता पर होते हैं निष्क्रिय, हानिरहितऔर शरीर पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता। इसलिए, अक्रिय धातुएं - टा, पीटी, एजी, एयू - अक्सर सर्जिकल प्रत्यारोपण के रूप में उपयोग की जाती हैं। कई धातु आयन सेवा कर सकते हैं चिकित्सीय एजेंट;

अंजीर पर। 6.1 पर्याप्त मात्रा में आपूर्ति किए गए धातु आयनों की सांद्रता में वृद्धि के लिए शरीर के ऊतकों की जैविक प्रतिक्रिया का एक विचार देता है, उदाहरण के लिए, भोजन के साथ।

चावल। 6.1। आवश्यक की एकाग्रता के आधार पर जैविक प्रतिक्रिया(ठोस वक्र)और खतरनाक(धराशायी वक्र)पदार्थों

(एकाग्रता पैमाने के सापेक्ष दो वक्रों की पारस्परिक व्यवस्था सशर्त है)

ठोस वक्रबढ़ती एकाग्रता के साथ तत्काल सकारात्मक प्रतिक्रिया का संकेत देता है, शून्य से शुरू होता है (यह माना जाता है कि आने वाला आवश्यक पदार्थ अपनी बाध्यकारी साइटों को संतृप्त करता है और किसी भी अन्य बातचीत में प्रवेश नहीं करता है जो वास्तव में काफी संभव है)। यह ठोस वक्र कई धातु आयनों के लिए सांद्रता की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करने वाले इष्टतम स्तर का वर्णन करता है। धातु आयन की सांद्रता में वृद्धि का सकारात्मक प्रभाव अधिकतम से होकर गुजरता है और नकारात्मक मूल्यों पर गिरना शुरू हो जाता है: जीव की जैविक प्रतिक्रिया नकारात्मक हो जाती है, और धातु विषाक्त पदार्थों की श्रेणी में चली जाती है।

धराशायी वक्रअंजीर में। चित्र 6.1 पूरी तरह से हानिकारक पदार्थ के लिए शरीर की जैविक प्रतिक्रिया को प्रदर्शित करता है जो एक आवश्यक या उत्तेजक पदार्थ के प्रभाव को प्रदर्शित नहीं करता है। यह वक्र कुछ देरी के साथ आता है, जो इंगित करता है कि एक जीवित जीव एक जहरीले पदार्थ (दहलीज एकाग्रता) की थोड़ी मात्रा के साथ "डालने" में सक्षम होता है जब तक कि इसका जहरीला प्रभाव प्रबल न हो।

अंजीर पर। 6.1 निश्चित रूप से एक निश्चित सामान्य तस्वीर प्रस्तुत करता है; निर्देशांक "जैविक प्रतिक्रिया - एकाग्रता" में प्रत्येक पदार्थ का अपना विशिष्ट वक्र होता है। यह इस आंकड़े से भी पता चलता है कि अधिक मात्रा में सेवन करने पर आवश्यक पदार्थ विषाक्त भी हो सकते हैं। लगभग किसी भी पदार्थ की अधिकता अनिवार्य रूप से खतरनाक हो जाती है (भले ही यह क्रिया अप्रत्यक्ष हो), उदाहरण के लिए, अन्य आवश्यक पदार्थों की पाचनशक्ति के प्रतिबंध के कारण। पशु जीव भौतिक प्रक्रियाओं के एक जटिल के माध्यम से इष्टतम श्रेणी में पदार्थों की एकाग्रता को बनाए रखता है होमियोस्टैसिस।बिना किसी अपवाद के सभी आवश्यक धातु आयनों की एकाग्रता होमोस्टैसिस के सख्त नियंत्रण में है; कई धातु आयनों के लिए होमोस्टैसिस का विस्तृत तंत्र वर्तमान शोध का क्षेत्र बना हुआ है।

मानव शरीर (और जानवरों) के लिए आवश्यक धातु आयनों की सूची तालिका में प्रस्तुत की गई है। 6.1। जैसे-जैसे शोध जारी है और प्रायोगिक तकनीकों में सुधार हो रहा है, कुछ धातुएँ जिन्हें पहले विषैली माना जाता था अब आवश्यक मानी जाती हैं। सच है, यह अभी तक सिद्ध नहीं हुआ है कि Ni 2+ मानव शरीर के लिए आवश्यक है। यह माना जाता है कि अन्य धातुओं, जैसे टिन, को भी स्तनधारियों के लिए आवश्यक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। तालिका में दूसरा स्तंभ। 6.1 उस रूप को इंगित करता है जिसमें एक दिया गया धातु आयन पीएच = 7 पर मौजूद होता है और अन्य लिगेंड के साथ संयुक्त होने तक रक्त प्लाज्मा में हो सकता है। FeO(OH) और CuO प्लाज्मा में ठोस रूप में नहीं पाए जाते हैं, क्योंकि Fe 3+ और Cu 2+ दोनों ही प्रोटीन मैक्रोमोलेक्युलस के साथ कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। तालिका के तीसरे कॉलम में। 6.1 प्रत्येक आवश्यक तत्व की विशिष्ट कुल मात्रा को दर्शाता है जो सामान्य रूप से एक वयस्क के शरीर में मौजूद होता है। तदनुसार, चौथे स्तंभ में प्लाज्मा धातु आयन सांद्रता दी जाती है। और अंतिम स्तंभ आवश्यक धातु आयनों में से प्रत्येक के लिए दैनिक सेवन की मात्रा की सिफारिश करता है, लेकिन ये सिफारिशें परिवर्तन के अधीन हैं।

तालिका 6.1

आवश्यक धातु आयन

	पाई I = 7 पर आकार		प्लाज्मा सांद्रता, mmol	दैनिक खपत, जी

बाहरी हस्तक्षेप के जवाब में, जीवित जीव में कुछ विषहरण तंत्र होते हैं जो जहरीले पदार्थ को सीमित करने या यहां तक ​​कि खत्म करने का काम करते हैं। धातु आयनों के संबंध में विषहरण के विशिष्ट तंत्र का अध्ययन प्रारंभिक चरण में है। कई धातुएं निम्न तरीकों से शरीर में कम हानिकारक रूपों में गुजरती हैं: आंत्र पथ में अघुलनशील परिसरों का निर्माण; रक्त द्वारा अन्य ऊतकों में धातु का परिवहन जहां इसे स्थिर किया जा सकता है (जैसे कि हड्डियों में Pb 2+); जिगर और गुर्दे द्वारा कम विषाक्त या अधिक मुक्त रूप में रूपांतरण। तो, विषाक्त आयनों सीडी 2+, एचजी 2+, पीबी 2+ और अन्य की कार्रवाई के जवाब में, मानव जिगर और गुर्दे मेटलोथियोन के संश्लेषण को बढ़ाते हैं - कम आणविक भार के प्रोटीन, जिसमें लगभग 30 (61 में से) अमीनो एसिड अवशेष सिस्टीन है। सल्फहाइड्रील SH-rpynn की उच्च सामग्री और अच्छी पारस्परिक व्यवस्था धातु आयनों के मजबूत बंधन की संभावना प्रदान करती है।

तंत्र जिसके द्वारा धातु के आयन विषाक्त हो जाते हैं, आम तौर पर कल्पना करना आसान होता है, लेकिन किसी एक विशेष धातु के लिए इंगित करना मुश्किल होता है। धातु आयन कई प्रोटीनों को स्थिर और सक्रिय करते हैं; जाहिर है, Y3 की क्रिया के लिए सभी एंजाइमों को धातु आयनों की आवश्यकता होती है। प्रोटीन बाध्यकारी साइटों के लिए आवश्यक और जहरीले धातु आयनों के बीच प्रतिस्पर्धा की कल्पना करना आसान है। कई प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स में मुक्त सल्फहाइड्रील समूह होते हैं जो विषाक्त धातु आयनों जैसे Cd 2+, Hg 2+, Pb 2+ के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं; यह व्यापक रूप से माना जाता है कि यह प्रतिक्रिया है जो सूचीबद्ध धातु आयनों की विषाक्तता को प्रकट करने का तरीका है।

फिर भी, यह निश्चित रूप से स्थापित नहीं है कि कौन से प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स एक जीवित जीव को सबसे गंभीर नुकसान पहुंचाते हैं। विषाक्त धातु आयन कई ऊतकों के बीच वितरित किए जाते हैं, और इस बात की कोई गारंटी नहीं है कि सबसे अधिक नुकसान तब होता है जब धातु आयन सबसे बड़ा होता है। यह, उदाहरण के लिए, Pb 2+ आयनों के लिए दिखाया गया है: 90% से अधिक (शरीर में उनकी मात्रा) हड्डियों में स्थिर होने के कारण, वे शरीर के अन्य ऊतकों में 10% वितरित होने के कारण विषाक्त रहते हैं। दरअसल, हड्डियों में Pb 2+ आयनों के स्थिरीकरण को एक विषहरण तंत्र के रूप में माना जा सकता है। इस प्रकार की विषाक्तता, जो आनुवंशिक रोगों के कारण होती है (उदाहरण के लिए, अत्यधिक लौह सामग्री के साथ कूली एनीमिया), इस अध्याय में विचार नहीं किया गया है।

हमारी समीक्षा धातु आयनों की संभावित कार्सिनोजेनिक गतिविधि को कवर नहीं करती है। कैप्टजेरोहेपोसिटी -यह एक जटिल घटना है, जो जानवरों के प्रकार, अंग और उसके विकास के स्तर पर निर्भर करती है, अन्य पदार्थों के साथ तालमेल पर। धातु आयन और उनके परिसर भी काम कर सकते हैं एंटीकैंसर एजेंट।धातु आयन की विषाक्तता आमतौर पर शरीर के लिए इसकी आवश्यकता से जुड़ी नहीं होती है। हालांकि, विषाक्तता और आवश्यकता में एक चीज समान है: एक नियम के रूप में, उनकी प्रभावशीलता में समग्र योगदान में, एक दूसरे से धातु आयनों के साथ-साथ धातु और गैर-धातु आयनों के बीच एक अन्योन्याश्रय होता है। आवश्यक धातु आयनों की उपलब्धता खपत किए गए भोजन के साथ उनकी बातचीत पर निर्भर करती है; केवल आहार की पर्याप्तता इस प्रावधान को संतुष्ट नहीं करती है। उदाहरण के लिए, जटिल लिगैंड्स की उपस्थिति के कारण सब्जियों से आयरन खराब अवशोषित होता है, और Zn 2+ आयनों की अधिकता Cu 2+ अवशोषण को बाधित कर सकती है। इसी तरह, Zn 2+ की कमी वाली प्रणाली में Cd 2+ विषाक्तता अधिक स्पष्ट होती है, और Pb 2+ विषाक्तता Ca 2+ की कमी से बढ़ जाती है। इस तरह की दुश्मनी और अन्योन्याश्रितता आवश्यकता और विषाक्तता के कारणों का पता लगाने और समझाने के प्रयासों को बहुत जटिल बनाती है।

कई धातु आयनों के लिए, धातु की एक बड़ी खुराक के साथ अचानक "हिट" होने पर तीव्र विषाक्तता होती है; साथ ही, पुरानी विषाक्तता के मुकाबले अन्य प्रभाव और लक्षण दिखाई देते हैं; धातु की कम खुराक लेने पर पुरानी विषाक्तता होती है, लेकिन समय की एक विस्तारित अवधि में।

धातु आयनों का सबसे गंभीर जहरीला प्रभाव धूल के साँस लेने से होता है, जो आमतौर पर एक औद्योगिक संयंत्र में होता है। विशेष रूप से खतरनाक 0.1 - 1 माइक्रोन के व्यास वाले कण होते हैं, जो फेफड़ों द्वारा प्रभावी रूप से सोख लिए जाते हैं। ध्यान दें कि फेफड़े धातु आयनों को अवशोषित करते हैं, जो तब शरीर के तरल मीडिया में प्रवेश करते हैं, गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट की तुलना में दस गुना अधिक कुशलता से। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी प्लूटोनियम -239 (जो 24.4 हजार वर्षों के आधे जीवन के साथ सक्रिय ए-कणों का उत्सर्जन करता है) से सबसे बड़ा खतरा भोजन के साथ प्लूटोनियम के अवशोषण से नहीं, बल्कि फेफड़ों द्वारा प्लूटोनियम पाउडर के सोखने से आता है। ऊतक।

पारा, सीसा और टिन के कार्बोनिल और अल्काइल यौगिकों जैसे वाष्पशील धातु के यौगिक फेफड़ों द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाते हैं और तीव्र धातु विषाक्तता पैदा कर सकते हैं। इसलिए निष्कर्ष: धातु आयनों के साथ किसी भी साँस लेना से बचा जाना चाहिए!

क्षार धातु आयन। कोई भी क्षार धातु विशेष रूप से जहरीली नहीं होती है। होमोस्टेसिस एक सामान्य शारीरिक स्तर पर आवश्यक Na + और K + आयनों (तालिका 6.1 देखें) दोनों की एकाग्रता को बनाए रखता है। इन दोनों तत्वों की भूमिका पाचन क्रिया में महत्वपूर्ण होती है। अपनी विशिष्ट क्रिया के अलावा, ये धातु आयन जीवित जीवों में दो महत्वपूर्ण भूमिकाएँ निभाते हैं: वे झिल्ली के दोनों किनारों पर आसमाटिक संतुलन का निर्धारण करते हैं और आयनों जैसे HPO|, HCO3 और कार्बनिक अणुओं के लिए सकारात्मक प्रतिरूप प्रदान करते हैं, जिनमें से कई सिर्फ इस प्रकार, Na+ और K+, क्रमशः मुख्य अंतरकोशिकीय और अंतःकोशिकीय प्रतिरूप के रूप में कार्य करते हैं।

अन्य क्षार धातु आयन कुछ शारीरिक प्रक्रियाओं में Na+, K+ आयनों के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं। मानव शरीर में, K 1 आयनों के साथ इंट्रासेल्युलर द्रव में लगभग 0.3 ग्राम Rb + होता है। Cs + की छोटी मात्रा भी शामिल हो सकती है; 37 Cs (T| 2 = 30 वर्ष) की एक महत्वपूर्ण राशि केवल रेडियोधर्मी जोखिम के मामले में दिखाई देती है। आंतरिक स्रोतों से गोनाडों की रेडियोधर्मिता की उच्चतम खुराक सामान्य रूप से प्रति वर्ष 20 मिलियन होती है और प्राकृतिक पोटेशियम से प्राप्त होती है, जो आवश्यक रूप से इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थों में मौजूद होता है।

लिथियम। 50 से अधिक वर्षों के लिए, ली * का उपयोग उन्मत्त-अवसादग्रस्तता मनोविकार के इलाज के लिए किया गया है; यूके में, औसतन हर दो हजार लोगों में से एक है जो इसे दवा के रूप में प्राप्त करता है। Li 2 C0 3 का मौखिक सेवन रक्त प्लाज्मा में लिथियम की सांद्रता को 1 मिमी तक बढ़ा देता है, जो कई रोगियों के मूड में बदलाव को ध्यान से सुचारू करता है। लेकिन चिकित्सीय प्रभाव के लिए आवश्यक धातु का स्तर, दुर्भाग्य से, एक विषाक्त प्रभाव हो सकता है जैसे कि गुर्दे के कार्य में अवरोध और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विकार। लिथियम आयनों की क्रिया की प्रकृति को अभी तक स्पष्ट नहीं किया गया है; शायद यह इंट्रासेल्युलर रिश्तों को बदल देता है। ली + ग्लाइकोलाइसिस में शामिल एंजाइमों सहित कई एंजाइमों पर कार्य करता है। कई बायोकेमिस्ट मानते हैं कि Li + Na b या K + आयनों की जगह लेता है, लेकिन वे क्रमशः लिथियम की तुलना में तीन या छह गुना बड़े होते हैं। इसलिए, प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स में इस तरह के प्रतिस्थापन से संबंधित धातु गुहाओं की संरचना में बदलाव होना चाहिए; दूसरी ओर, Li + आयन Mg 2+ आयन से कुछ बड़ा है। लिथियम आमतौर पर Na + और K + की तुलना में मजबूत परिसरों का निर्माण करता है, लेकिन Mg 2+ से बहुत कमजोर होता है। मनोविकृति के उपचार में, लिथियम और मैग्नीशियम का उपयोग तुलनीय सांद्रता में किया जाता है, और Li + उन बाध्यकारी साइटों पर कब्जा कर लेता है जो Mg 2+ के कब्जे में नहीं हैं; यदि सभी संभावित स्थानों पर मैग्नीशियम का कब्जा है, तो Li* Na+ और K+ को विस्थापित कर देता है। ये सभी क्षार धातु आयन Mg 2+ आयन की तुलना में 10 गुना अधिक तेजी से विनिमय प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं। यह वह कारक है जो लिथियम के परिचय पर Mg युक्त एंजाइमों की गतिविधि में परिवर्तन की व्याख्या कर सकता है।

मैग्नीशियम। Mg2+ आयन के रूप में यह धातु पौधे और पशु जीवों दोनों के लिए आवश्यक है। पौधों में, Mg 2+ को क्लोरोफिल की चक्रीय संरचना के पाइरोल रिंग्स में चार नाइट्रोजन परमाणुओं के साथ मिलाया जाता है - नाइट्रोजन के साथ मैग्नीशियम के समन्वय का एक दुर्लभ मामला। पशु जीवों में, एडेनोसाइन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) से जुड़ी हर प्रतिक्रिया में एमजी 2+ एक आवश्यक कॉफ़ैक्टर है। यह डीएनए डबल हेलिक्स को स्थिर करने के लिए एक काउंटरियन की भूमिका भी निभाता है, जिसने श्रृंखला के प्रत्येक लिंक में फॉस्फेट समूहों को नकारात्मक रूप से चार्ज किया है। मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति से कड़ियों के उचित युग्मन की संभावना बढ़ जाती है। एटीपी जैसे न्यूक्लियोसाइड फॉस्फेट के साथ समन्वयित होने पर, एमजी 2+ केवल फॉस्फेट समूहों को बांधता है। न्यूरोमस्कुलर ट्रांसमिशन और मांसपेशियों के संकुचन के लिए Mg 2+ आयन आवश्यक हैं। स्वस्थ लोगों के लिए स्थिर होमियोस्टेसिस रक्त प्लाज्मा में Mg 2+ के स्तर को 0.9 मिमी के स्तर पर बनाए रखता है। Mg 2+ की कमी बहुत अधिक आम है, और शराब में, जाहिर है, यह एक अनिवार्य स्थिति है। क्योंकि गंभीर मैग्नीशियम की कमी दुर्लभ है, लक्षणों पर बहुत कम डेटा है। इसके लक्षण डिलिरियम ट्रेमेंस और न्यूरोमस्कुलर अभिव्यक्तियाँ हैं, जिनमें ठंड लगना, आक्षेप, हाथ पैरों का सुन्न होना, कंपकंपी शामिल हैं। Mg 2+ का निम्न स्तर हाइपोकैल्सीमिया का कारण बन सकता है, जिसमें चयापचय रूप से अस्थिर खनिज को हड्डियों से नहीं निकाला जा सकता है। Mg 2+ और Ca 2+ दोनों स्तरों को एक नकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र के माध्यम से पैराथायराइड हार्मोन द्वारा नियंत्रित किया जाता है। मैग्नीशियम बल्कि कमजोर विषैला होता है। अधिक मात्रा में Mg2+ लवण लेने से उल्टी हो जाती है। एसिड-बेअसर दवाओं के हिस्से के रूप में मैग्नीशियम प्राप्त करने वाले गुर्दे की कमी वाले मरीजों में विषाक्तता के दीर्घकालिक लक्षण हो सकते हैं। उत्तरार्द्ध केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, श्वसन अंगों और हृदय प्रणाली को प्रभावित कर सकता है।

कैल्शियम। दो क्षारीय आयन Na ~ और K + और दो क्षारीय पृथ्वी आयन Mg 2+ और Ca 2+ मिलकर मानव शरीर में धातु आयनों की मात्रा का 99% से अधिक बनाते हैं। सीए 2+ के रूप में कैल्शियम शरीर में अन्य धातु आयनों से अधिक होता है। इसका 99% से अधिक हाइड्रोक्सोपैटाइट Ca 5 (P0 4) 3 (0H) के रूप में हड्डियों और दाँत तामचीनी की संरचना में शामिल है। समाधान में, कैल्शियम कई प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिसमें मांसपेशियों में संकुचन, रक्त का थक्का जमना, तंत्रिका आवेग वितरण, सूक्ष्मनलिका निर्माण, अंतरकोशिकीय संचार, हार्मोनल प्रतिक्रियाएं, एक्सोसाइटोसिस, निषेचन, खनिजकरण, साथ ही कोशिका संलयन, आसंजन और विकास शामिल हैं। कैल्शियम आयन की कई सूचीबद्ध गतिविधियां प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स के साथ बातचीत में शामिल हैं, जो सीए 2+ आयन स्थिर, सक्रिय और मॉड्यूलेट कर सकता है। सीए 2+ आयनों के लिए प्रोटीन में अब तक ज्ञात सभी बाध्यकारी साइटों में ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। अंतरकोशिकीय और अंतःकोशिकीय तरल पदार्थों में सीए 2+ की सांद्रता प्रवणता अन्य तीन जैविक रूप से महत्वपूर्ण क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु आयनों (ना +, के, एमजी 2+) के ढाल से काफी अधिक है। अंतरकोशिकीय तरल पदार्थों में सीए 2+ की मुक्त सांद्रता है लगभग 1.3 एमएम, जबकि कई इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थों में यह आश्चर्यजनक रूप से कम है (0.1 माइक्रोएम या 20,000 गुना एकाग्रता ढाल के लिए भी कम।) जब उत्तेजित किया जाता है, तो कम इंट्रासेल्युलर एकाग्रता 10 के कारक से बढ़ सकती है, जो गठनात्मक परिवर्तनों के साथ होती है माइक्रोमोलर स्तर पर कैल्शियम की एकाग्रता में परिवर्तन के लिए कुछ इंट्रासेल्यूलर प्रोटीन की गठनात्मक संवेदनशीलता ने सीए 2+ की भूमिका को दूसरे प्रकार के इंट्रासेल्युलर मध्यस्थ के रूप में समझने के लिए प्रेरित किया है। सीए 2+ की अनुशंसित दैनिक खुराक (800 मिलीग्राम) एक लीटर दूध के सेवन से प्राप्त की जा सकती है - कैल्शियम से भरपूर एकमात्र स्रोत। कैल्शियम की कमी व्यक्त की जाती है स्टंटिंग, खराब दांत, और अन्य कम स्पष्ट दोषों में पाया जाता है। ऐसा ही एक गुप्त दोष Ca 2+ की कमी वाली प्रणाली में अवांछित या जहरीले धातु आयनों का बढ़ा हुआ अवशोषण है। आंत से अवशोषण को नियंत्रित करने वाली होमियोस्टैसिस प्रणाली मनुष्यों में सीए 2+ के स्तर को नियंत्रित करती है। कैल्शियम को गैर विषैले माना जाता है। नरम ऊतकों में अस्थि खनिजों का जमाव सीए 2+ आयनों की अधिकता के कारण नहीं होता है, बल्कि विटामिन डी की बढ़ी हुई सामग्री के कारण होता है। हालांकि, आहार में सीए 2+ का उच्च स्तर आंतों द्वारा आवश्यक अन्य धातुओं के अवशोषण को बाधित कर सकता है। शरीर।

बेरियम और स्ट्रोंटियम। बा 2+ के + (लेकिन सीए 2+ के साथ नहीं) के विरोध के कारण जहरीला है। यह संबंध चार्ज की पहचान की तुलना में Ba 2+ और K + की आयनिक त्रिज्या की समानता के अधिक महत्व का एक स्पष्ट उदाहरण है (दो क्षारीय पृथ्वी आयनों Ba 2+ और Ca 2+ की त्रिज्या अलग-अलग है)। बेरियम आयन एक मांसपेशी जहर है, यहां उपचार के + लवण के अंतःशिरा प्रशासन में होता है। जबकि बा 2+ आयन अभी भी आंतों में हैं, घुलनशील लवण SO का सेवन | _ अघुलनशील बेरियम सल्फेट के निर्माण की ओर जाता है, जो अवशोषित नहीं होता है। बाएसओ| गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल अध्ययन के लिए रेडियोपैक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। मानव शरीर में हड्डियों में Sr 2+ का लगभग 0.3 ग्राम होता है। ऐसी राशि किसी खतरे का प्रतिनिधित्व नहीं करती है; हालांकि, स्ट्रोंटियम के दौरान एक व्यापक संदूषण बन गया हाल के वर्षरेडियोधर्मी गिरावट से 90 Sr (G 1/2 = 28 वर्ष) के रूप में।

बेरिलियम। अम्लीय वातावरण में 2+ बनें अघुलनशील Be(OH) 2 हाइड्रॉक्साइड बनाता है, जो आंतों के अवशोषण को कम करता है। बेरिलियम युक्त धूल के साँस लेने से क्रोनिक पल्मोनरी ग्रैनुलोमैटोसिस (जिसे बेरिलिओसिस कहा जाता है) या फेफड़ों में घाव हो जाते हैं; रोग धीरे-धीरे विकसित होता है और अक्सर मृत्यु में समाप्त होता है। फ्लोरोसेंट लैंप बनाने वाले कारखानों में श्रमिक, जहां बेरिलियम ऑक्साइड का उपयोग फॉस्फोरसेंट पदार्थ के रूप में किया जाता है, बेरिलियोसिस के शिकार हो गए। (इस तरह के उत्पादन को पहले ही निलंबित कर दिया गया है।) बेरिलियम के शरीर के वजन के दस लाखवें हिस्से की खुराक पहले से ही घातक है। Be 2+ कोलाइडल फॉस्फेट के रूप में शरीर में परिचालित होता है और धीरे-धीरे हड्डी के कंकाल में शामिल हो जाता है। हाइड्रॉक्साइड और फॉस्फेट परिसरों का निर्माण ऊपर उल्लिखित सिद्धांतों के अनुसार आगे बढ़ता है (छोटे आकार के द्विसंयोजक आयनों के लिए, लेकिन एक उच्च चार्ज घनत्व के साथ)। Be 2 ~ फॉस्फेट जैसे कई एंजाइमों को रोकता है, यह क्षारीय फॉस्फेट के लिए जाना जाने वाला सबसे शक्तिशाली अवरोधक है। बेरिलियम भी मैग्नीशियम और पोटेशियम द्वारा सक्रिय एंजाइमों को रोकता है, डीएनए प्रतिकृति को बाधित करता है। "चेलेशन थेरेपी" (एथिलीनिडामिनेटेट्राएसिटिक एसिड जैसी चेलेटिंग दवाओं का प्रशासन) पुरानी बेरिलियम विषाक्तता से पीड़ित लोगों के शरीर से Be 2+ को हटाने में प्रभावी नहीं दिखाया गया है। जाहिर है, बेरिलियम के रूप में अव्यक्त (लंबे समय तक) विषाक्तता वाले ऐसे खतरनाक पदार्थ को बहुत सावधानी से व्यवहार किया जाना चाहिए, और इसे पूरी तरह से संचलन से हटा देना बेहतर है।

लैंथेनाइड्स। लैंथेनाइड्स में 15 तत्व शामिल हैं, परमाणु संख्या 57 के साथ लैंथेनम से परमाणु संख्या 71 के साथ ल्यूटेटियम तक। ये सभी जैविक प्रणालियों में केवल +3 ऑक्सीकरण अवस्था में पाए जाते हैं। गैडोलिनियम जीडी 3+ के लिए - इस श्रृंखला के मध्य सदस्य (परमाणु संख्या 64) - आयनिक त्रिज्या सीए 2+ के आयनिक त्रिज्या के निकट से मेल खाती है। चूँकि परमाणु आकार में समानता आवेश की समानता से अधिक महत्वपूर्ण है, लैंथेनाइड्स कई जैविक प्रणालियों में कैल्शियम की जगह लेते हैं। जब धातु आयन मुख्य रूप से संरचनात्मक भूमिका निभाता है तो ऐसा लैंथेनाइड प्रतिस्थापन नगण्य होता है, लेकिन जब धातु आयन सक्रिय साइट में होता है तो इसका निरोधात्मक या सक्रिय प्रभाव हो सकता है। प्रोटीन मैक्रोमोलेक्युलस में सीए 2+ आयनों की बाध्यकारी साइटों को निर्धारित करने में लैंथेनाइड आयनों का बहुत व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। कोई भी लैंथेनाइड तत्व जैविक रूप से आवश्यक नहीं है। पौधे लैंथेनाइड्स के संचयन का विरोध करते हैं, जिससे मुख्य रूप से खाद्य श्रृंखला के माध्यम से मनुष्यों में लैंथेनाइड्स के स्थानांतरण को अवरुद्ध कर दिया जाता है। लैन्थेनाइड्स पीएच = 6 तक एक एक्वा आयन (3+) के रूप में होते हैं, जब हाइड्रॉक्सो कॉम्प्लेक्स और अवक्षेप का निर्माण शुरू होता है। उनके फॉस्फेट भी अघुलनशील हैं। नतीजतन, लैंथेनाइड्स आंत में अघुलनशील परिसरों का निर्माण करते हैं और इसलिए खराब अवशोषित होते हैं। उनमें से कोई भी जहरीला नहीं माना जाता है।

एल्युमिनियम। पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातु होने के नाते, एल्यूमीनियम शायद ही कभी जीवित जीवों में पाया जाता है, शायद इसलिए क्योंकि यह जटिल खनिज जमाओं का हिस्सा है, इसका उपयोग करना मुश्किल है। आम तौर पर, एक वयस्क के शरीर में 61 मिलीग्राम एल्यूमीनियम होता है, जिसका मुख्य भाग साँस लेने के परिणामस्वरूप फेफड़ों में होता है। तटस्थ समाधानों में एकमात्र एल्यूमीनियम कटियन A1 3+ अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड A1 (OH) 3 बनाता है और इसके आधार पर दृढ़ता से क्रॉस-लिंक्ड हाइड्रॉक्सो- और ऑक्सो-यौगिक बनाता है। यह ऐसे कणों और अघुलनशील A1P0 4 का निर्माण है जो पाचन तंत्र में A1 3+ के अवशोषण को सीमित करता है। अवशोषण के बाद, एल्यूमीनियम की उच्चतम सांद्रता मस्तिष्क में होती है। गुर्दे की गतिविधि की स्थिति में गिरावट से शरीर की A1 3+ को बाहर निकालने की क्षमता काफी कम हो जाती है। A1PO 4 के गठन के कारण एल्यूमीनियम का उच्च स्तर फॉस्फेट की कमी का कारण बनता है। पानी और भोजन में इस धातु का केवल निम्न स्तर संभव है, और ऐसी सांद्रता पर A1 3+ विशेष रूप से जहरीला नहीं है। अम्ल वर्षा शहरी जल आपूर्ति में Al 3+ (साथ ही Hg 2+ और Pb 2+) की शुरूआत से उच्च धातु सामग्री होती है, जो पहले से ही एक समस्या बन रही है। पानी में प्रवेश करने वाले धातु के आयन अम्लता से कहीं अधिक गंभीर मछली के लिए खतरा पैदा कर सकते हैं। सीए 2+ और एमजी 2+ की सीमित मात्रा एल्यूमीनियम की संभावित विषाक्तता को बढ़ाती है। A1 3+ का विषैला प्रभाव कब्ज और स्नायविक असामान्यताओं के रूप में प्रकट होता है। मस्तिष्क में एल्युमिनियम की मात्रा बढ़ने से अल्ज़ाइमर रोग, मनोभ्रंश-प्रकार के विकार और यहाँ तक कि मृत्यु भी होती है, मुख्य रूप से बुजुर्गों में। हालांकि, आधुनिक चिकित्सा अवधारणाओं के अनुसार, सबसे अधिक संभावना है कि एल्यूमीनियम रोग का मुख्य कारण नहीं है, लेकिन पहले से ही अस्वस्थ मस्तिष्क में जमा हो जाता है या कई कारकों में से एक के रूप में कार्य करता है। किसी भी मामले में, तथ्य यह है कि पुरानी पीढ़ी एल्यूमीनियम युक्त एंटीपर्सपिरेंट का उपयोग करती है और बड़ी मात्रा में एंटासिड (एसिड को बेअसर करने वाली दवाएं) भी लेती है, यह एक बहुत ही चिंताजनक संकेत है। पानी में A1 3+ की उच्च सांद्रता के साथ डायलिसिस करने वाले मरीजों को "डायलिसिस डिमेंशिया" हो सकता है।

क्रोमियम। क्रोमियम पारंपरिक रूप से आवश्यक ट्रेस तत्वों की सूची में शामिल है। मानव शरीर में लगभग 6 मिलीग्राम क्रोमियम होता है, जो कई ऊतकों में वितरित होता है। हालांकि आवश्यक खुराक की स्थापना नहीं की गई है, वे बहुत छोटी होनी चाहिए। रासायनिक या जैव रासायनिक विधियों द्वारा क्रोमियम के आवश्यक स्तर का अनुमान लगाना कठिन है। क्रोमियम की आवश्यकता का कारण भी अज्ञात है। हालांकि Cr 3+ को पहली बार ग्लूकोज टॉलरेंस फैक्टर के घटक के रूप में प्रस्तावित किए हुए 25 साल हो गए हैं, कॉम्प्लेक्स की प्रकृति अज्ञात बनी हुई है और इस तरह के कॉम्प्लेक्स के लिए प्रस्तावित कुछ संरचनाएं निराधार लगती हैं। पीएच = 7 पर, सबसे आम यौगिक सीआर (ओएच) 2 है, लेकिन इसकी निष्क्रिय, बहु-नाभिकीय, जटिल रूप में। क्रोमियम (III) हेक्साएक्वा आयन के रूप में भी, विलायक के साथ पानी के अणु के आदान-प्रदान में कई दिन लगते हैं। यह ठीक यही जड़ता है जो स्पष्ट रूप से Cr(III) की भूमिका को केवल संरचनात्मक कार्यों तक सीमित करती है। यदि क्रोमियम अभी भी तेज प्रतिक्रियाओं में शामिल है, तो यह उनमें Cr (II) के रूप में कार्य करता है। शक्कर क्रोमियम के लिए संभावित लिगेंड के रूप में कार्य कर सकती है। इस धातु को बांधने के लिए ग्लूकोज केवल एक अपेक्षाकृत खराब लिगैंड है, लेकिन यह प्रतिबंध कुछ त्रिसंयोजक क्रोमियम परिसरों में भूमिका नहीं निभा सकता है। ट्रिवेलेंट सीआर (III) सबसे कम जहरीले धातु आयनों में से एक है; एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हेक्सावलेंट सीआर (VI) पहले से ही अधिक जहरीला है। पीएच पर

मोलिब्डेनम। यह धातु आमतौर पर Mo(VI) के रूप में पाई जाती है, और मोलिब्डेट MoO|" गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट में सोख ली जाती है। मोलिब्डेनम पौधों में एंजाइम नाइट्रोजिनेस के लिए एक कोफ़ेक्टर के रूप में होता है। ज़ैंथिन ऑक्सीडेज (जो जानवरों में यूरिक एसिड के गठन को उत्प्रेरित करता है) में एडेनिन डायन्यूक्लिओसाइड कॉफ़ेक्टर्स के हिस्से के रूप में दो मो परमाणु, आठ Fe परमाणु और दो फ्लेविन रिंग होते हैं। मोलिब्डेनम विषाक्तता तांबे या सल्फर विषाक्तता के स्तर पर है। जुगाली करने वाले पशुओं को मोलिब्डेनम से भरपूर और तांबे की कमी से ट्यूमर विकसित होता है, जो विकास दमन, एनीमिया और हड्डियों के रोगों के साथ होता है। मनुष्यों में, मोलिब्डेनम और तांबे के समान अनुपात वाला आहार गाउट के लक्षणों का कारण बनता है। मोलिब्डेनम विषाक्तता वाले जानवरों के लिए तांबे की तैयारी उपयोगी है। न तो मोलिब्डेनम और न ही इससे संबंधित टंगस्टन, जो शरीर के लिए आवश्यक नहीं है और ज़ैंथिन ऑक्सीडेज गतिविधि को रोकता है, को विशेष रूप से जहरीली धातु माना जाता है।

मैंगनीज। मैंगनीज के लिए कई ऑक्सीकरण अवस्थाएँ जानी जाती हैं, लेकिन इस बात के प्रमाण हैं कि यह धातु रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में भाग नहीं लेती है, और केवल Mn 2+ ही महत्वपूर्ण है; एमएन 3+ पीएच> 0 पर एक्वा आयन के रूप में अस्थिर है और, जब तक कि जटिल रूप में न हो, एमएन 2+ के तटस्थ समाधान में आसानी से कम हो जाता है। मैंगनीज की कमी किसमें है, इसका कोई डेटा नहीं है मानव शरीर. जानवरों में, इसकी कमी से हड्डियों की वृद्धि में गिरावट, उत्पादक कार्य में कमी और संभवतः कोलेस्ट्रॉल संश्लेषण का दमन होता है। मैंगनीज एंजाइमों के लिए एक सहकारक हो सकता है। हालांकि कई एंजाइम Mn 2+ द्वारा सक्रिय होते हैं, यह सक्रियता विशिष्ट है, क्योंकि अन्य धातु आयन, जैसे Mg 2+, भी इस उद्देश्य के लिए प्रभावी हैं। रक्त प्लाज्मा में Mn 2+ की सांद्रता Mg 2+ की सांद्रता का केवल एक हजारवां हिस्सा है। मैंगनीज लगभग गैर विषैले है, विशेष रूप से एमएन 2+ आयन के रूप में। परमैंगनेट आयन MnOj इसकी ऑक्सीडेटिव प्रकृति के कारण विषैला होता है। सबसे आम मैंगनीज विषाक्तता औद्योगिक उत्पादन में मैंगनीज ऑक्साइड के साँस लेने के कारण होती है। इस तरह के लंबे समय तक संपर्क में रहने से मैंगनिज्म हो सकता है, जिसमें केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और मस्तिष्क को पहले से ही गंभीर, अपरिवर्तनीय क्षति होती है। जाहिर है, शरीर में मैंगनीज की अधिकता से मस्तिष्क के एंजाइमेटिक सिस्टम पर असर पड़ता है। दुर्भाग्य से, कोई सार्वभौमिक, प्रभावी प्रतिरक्षी नहीं हैं, वे केवल मूल कारण को समाप्त करने का प्रयास करते हैं।

लोहा। मानव शरीर में लोहे की मात्रा 4 ग्राम है, जिसमें से लगभग 70%, यानी। 3 ग्राम हीमोग्लोबिन के रूप में लाल रक्त कोशिकाओं की संरचना में हैं, शेष अधिकांश लौह प्रोटीन में हैं, और कुछ एंजाइमों में एक छोटी राशि है। 10-20 मिलीग्राम की अनुशंसित दैनिक लोहे की आवश्यकता में से, केवल 10-20% अवशोषित होता है, लोहे की कमी वाले व्यक्तियों में अच्छे होमियोस्टेसिस के साथ थोड़ी बड़ी मात्रा। अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड, फॉस्फेट, फैटी एसिड के साथ कॉम्प्लेक्स के गठन से लोहे का अवशोषण बाधित होता है; इसे घुलनशील चीनी और एस्कॉर्बिक एसिड केलेट्स द्वारा बढ़ावा दिया जाता है। हीमोग्लोबिन के टूटने से रोजाना निकलने वाले लगभग 25 मिलीग्राम आयरन को लीवर द्वारा कुशलता से रिसाइकिल किया जाता है, जिससे मानव शरीर में आयरन का आधा जीवन 10 साल से अधिक हो जाता है। इसीलिए एक व्यक्ति के लिए प्रति दिन 1 मिलीग्राम से कम का अवशोषण पर्याप्त होता है (माहवारी की अवधि अपवाद है, जिसके दौरान एक महिला लगभग 20 मिलीग्राम आयरन खो देती है)। दुनिया भर में सबसे आम मानव कमी आयरन की कमी है, जो औद्योगिक क्षेत्रों में रहने वाली 10% प्रीमेनोपॉज़ल महिलाओं को प्रभावित करती है; कुछ समूहों में यह आंकड़ा 100% तक बढ़ जाता है। आयरन की कमी से एनीमिया हो जाता है। लोहे को Fe(II) के रूप में अवशोषित किया जाता है और रक्त में Fe(III) में ऑक्सीकृत किया जाता है। चूँकि Fe 3+ अम्लीय जलीय घोल में भी पूरी तरह से अघुलनशील अवक्षेप बनाता है, ट्रांसफ़रिन प्रोटीन Fe 3+ को रक्त में ले जाता है। जब ट्रांसफ़रिन की Pe3+ वहन क्षमता समाप्त हो जाती है, तो Fe(OH) 3 रक्त में अवक्षेपित हो जाता है। विशिष्ट समूहों में लौह विषाक्तता प्रतीत होती है: अमेरिका में, प्रति वर्ष एक हजार बच्चों में से लगभग 10 अपनी माताओं के लिए तैयार FeSO4 खनिज गोलियों को निगलने से मर जाते हैं; जहां लोहे के बर्तनों में खाना बनाया जाता है; गंभीर जिगर की शिथिलता से पीड़ित शराबियों के बीच। लोहे की विषाक्तता गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल बीमारी, सदमे और जिगर की क्षति से जुड़ी है।

कोबाल्टविटामिन बी 12 के एक आवश्यक घटक के रूप में जाना जाता है, चार लिंक्ड पाइरोल रिंग्स के साथ एक जटिल कॉरिन मैक्रोसायकल में कीलेट किया जाता है। विटामिन बी 12 की दैनिक मानव आवश्यकता केवल 3 एमसीजी है, और इसकी कमी से एनीमिया और स्टंटिंग हो जाती है। विटामिन बी 12 के कई रूपों को मिथाइल समूह स्थानांतरण प्रतिक्रियाओं में एंजाइम कॉफ़ेक्टर्स के रूप में जाना जाता है, साथ ही अन्य प्रतिक्रियाओं में जहां कोबाल्ट ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन से गुजरता है। विटामिन बी 12 कोरिनोइड रिंग से बंधे नहीं होने के कारण, कोबाल्ट जैविक प्रणालियों में Co 2+ आयन के रूप में पाया जाता है। यह आयन विभिन्न प्रकार के समन्वय पॉलीहेड्रा में चार, पांच और यहां तक ​​कि छह दाता परमाणुओं को बांधने में सक्षम है। Zn 2+ में भी ऐसी ही क्षमता है। इन दो आयनों में सभी समन्वय संख्याओं के साथ-साथ काफी तुलनीय स्थिरता स्थिरांक के लिए एक ही प्रभावी आयनिक त्रिज्या है। कई लिगेंड वाले परिसरों में, Co 2+ कुछ एंजाइमों में Zn 2+ की जगह लेता है, अक्सर सक्रिय एंजाइम भी देता है। क्योंकि इसमें अयुग्मित ^/-इलेक्ट्रॉन होते हैं, यह जिंक युक्त प्रोटीन में वर्णक्रमीय रूप से निष्क्रिय जस्ता के गुणों का अध्ययन करने के लिए Co 2+ का उपयोग करने के लिए कुछ वर्णक्रमीय विधियों में उपयोगी होता है। अतिरिक्त Co 2+ लाल रक्त कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए अस्थि मज्जा को उत्तेजित करता है; यह थायरॉयड ग्रंथि की आयोडीन जमा करने की क्षमता को भी कम करता है, अर्थात। गण्डमाला एनीमिया के साथ कोबाल्ट लवण लेने का परिणाम हो सकता है। कोबाल्ट ने प्रति दिन तीन लीटर से अधिक खपत करने वाले कुछ उत्साही बियर पीने वालों के लिए कार्डियोटॉक्सिसिटी दिखाया है। (कुछ देशों में, अवशिष्ट डिटर्जेंट के प्रभाव को बुझाने के लिए, फोम को स्थिर करने के लिए बीयर में 10 -4% के द्विसंयोजक कोबाल्ट लवण मिलाए जाते हैं।) हालांकि पीड़ितों की संख्या Co 2+ ड्रग्स लेने के मामले की तुलना में कम थी। एनीमिया के लिए, यह अभी भी स्पष्ट है कि एथिल अल्कोहल कोबाल्ट नशा के प्रति शरीर की संवेदनशीलता को बढ़ाता है, और बोतलबंद बीयर में निहित SO 2 थायमिन को नष्ट कर देता है (इस विटामिन की कमी Co 2+ के कारण कार्डियोटॉक्सिसिटी को बढ़ा देती है)।

निकल। जैविक प्रणालियों में, निकल लगभग विशेष रूप से नी (II) के रूप में होता है। हालांकि कुछ परिस्थितियों में निकेल के लिए +3 ऑक्सीकरण अवस्था संभव है, यह अत्यधिक विकसित जीवों के लिए संभव नहीं है। मानव शरीर में लगभग 10 मिलीग्राम नी 2+ होता है, और रक्त प्लाज्मा में स्तर एक संकीर्ण सीमा में होता है, जो होमियोस्टैसिस और संभवतः निकल की आवश्यकता को इंगित करता है। Ni 2* का निम्न स्तर पशुओं के लिए उत्तेजक होता है। यह प्लांट एंजाइम यूरिया के लिए एक कोफ़ेक्टर के रूप में कार्य करता है। अन्य धातु आयनों के साथ, Ni 2 * जानवरों के शरीर में कुछ एंजाइमों को सक्रिय करता है, लेकिन अभी तक मनुष्यों के लिए इसकी आवश्यकता सिद्ध नहीं हुई है। नी 2+ आयन धातु का एक और उदाहरण है जो अपेक्षाकृत गैर विषैले है। फिर भी औद्योगिक धुएं, विशेष रूप से निकेल कार्बोनिल नी (सीओ) 4 (जिसमें निकल औपचारिक रूप से शून्य अवस्था में है) शामिल हैं, आसानी से फेफड़ों में अवशोषित हो जाते हैं और अत्यधिक विषैले होते हैं। जब निगला जाता है, तो Ni 2+ आयन तीव्र गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल असुविधा का कारण बनता है। निकल के साथ दीर्घकालीन नशा दिल और अन्य ऊतकों के विनाश की ओर जाता है। निकल विषाक्तता के कारण हमारे लिए अज्ञात हैं; यह एंजाइमों को रोकता है और न्यूक्लिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है।

ताँबा। शरीर में तांबे की एकाग्रता होमियोस्टेसिस द्वारा नियंत्रित होती है, और इसकी इष्टतम सांद्रता व्यापक सीमा के भीतर होती है। इसीलिए न तो तांबे की कमी है और न ही इसकी विषाक्तता आम है। कॉपर कई एंजाइमों के लिए एक आवश्यक कोफ़ेक्टर है जो विभिन्न प्रकार की रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है। इसकी कमी से एनीमिया, हड्डी और संयोजी ऊतकों की खराब स्थिति, साथ ही बालों के रंजकता का नुकसान होता है। यह संभव है कि Zn 2+ लेने से, उदाहरण के लिए गोली के रूप में, तांबे की कमी हो सकती है। कॉपर दोनों वैलेंस स्टेट्स, Cu (I) और Cu (II) में, ग्लूटाथियोन और सल्फर युक्त प्रोटीन में सल्फहाइड्रील समूह को अच्छी तरह से बांधता है। Cu(II) असुरक्षित सल्फहाइड्रील समूह को एक डाइसल्फ़ाइड समूह में ऑक्सीकृत करता है, Cu(I) के लिए स्व-उपचार करता है, इसलिए सल्फ़हाइड्रील समूह के ऑक्सीकरण होने से पहले जीव को Cu(I) को बांधना चाहिए। रक्त प्लाज्मा में लगभग 95% तांबा प्रोटीन सेरुलोप्लास्मिन में होता है। यद्यपि इसमें एक सल्फ़हाइड्रील समूह है, तटस्थ प्लाज्मा एल्ब्यूमिन समाधानों में कॉपर बाइंडिंग की प्राथमिक साइट प्रोटीन अणु का अमाइन अंत है, जिसमें अमाइन नाइट्रोजन, दो डिप्रोटोनेटेड पेप्टाइड नाइट्रोजेन और साइड चेन में इमिडाज़ोल रिंग का एक अन्य नाइट्रोजन होता है। तीसरा अमीनो एसिड; ये सभी नाइट्रोजन परमाणु कॉपर केलेट करते हैं, जिससे एक प्लानर रिंग सिस्टम बनता है। Hexaaqua-Cu 2+ अधिक चतुष्कोणीय (तलीय) हो जाता है क्योंकि नाइट्रोजन दाता परमाणुओं की संख्या बढ़ जाती है। तांबे की एक महत्वपूर्ण मात्रा जो जठरांत्र संबंधी मार्ग में प्रवेश करती है, पेट और आंतों में तंत्रिका अंत को परेशान करती है और उल्टी का कारण बनती है। लंबे समय तक तांबे की अधिकता स्टंटिंग, हेमोलिसिस और कम हीमोग्लोबिन सामग्री के साथ-साथ यकृत, गुर्दे और मस्तिष्क में ऊतक क्षति की ओर ले जाती है। "विल्सन रोग" से पीड़ित अधिकांश रोगियों में सेरुलोप्लास्मिन की कमी है - चयापचय का एक जन्मजात दोष। ऐसे रोगियों में लिवर की शिथिलता के साथ-साथ लिवर में कॉपर का स्तर बढ़ जाता है। MoO| लेकर तांबे की विषाक्तता को कम किया जा सकता है।

जिंक।मनुष्यों में, Zn 2+ आयन चयापचय में शामिल न्यूक्लिक एसिड सहित 20 से अधिक धातु एंजाइमों का हिस्सा है। रक्त में अधिकांश Zn 2+ आयन कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ एंजाइम के लिए एक आवश्यक कोफ़ेक्टर के रूप में एरिथ्रोसाइट्स में पाए जाते हैं। जिंक के लिए, समाधान में केवल एक ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात है। एंजाइम की संरचना में Zn 2+ की भूमिका है: क) या तो सब्सट्रेट के प्रत्यक्ष बंधन और ध्रुवीकरण में; बी) या बाध्य पानी या हाइड्रॉक्साइड आयन के माध्यम से अप्रत्यक्ष बातचीत में, जैसा कि पारंपरिक एसिड-बेस उत्प्रेरक और न्यूक्लियोफाइल के मामले में होता है। मानव शरीर में Zn 2+ का अधिकांश भाग उसकी मांसपेशियों में होता है, और गोनाड में जिंक की उच्चतम सांद्रता प्रोस्टेट है। Zn 2+ का स्तर होमोस्टैसिस के नियंत्रण में है। शराबियों के साथ-साथ निवासियों में भी जिंक की कमी देखी गई है विकासशील देशजिनका आहार रेशेदार और चिपचिपे खाद्य पदार्थों से भरपूर होता है। जस्ता की कमी त्वचा के उल्लंघन, विकास मंदता, बिगड़ा हुआ यौन विकास और युवा लोगों में यौन कार्यों में व्यक्त की जाती है। हालांकि मनुष्यों के लिए कोई ज्ञात कामोत्तेजक नहीं है, सामान्य पुरुष यौन व्यवहार के लिए पर्याप्त मात्रा में Zn 2+ की आवश्यकता होती है। चूंकि मानव शुक्राणुजनन एक बहु-चरणीय प्रक्रिया है, Zn 2+ की सांद्रता बढ़ाकर विकारों के सुधार और यौन स्वास्थ्य की बहाली के लिए एक निश्चित समय की आवश्यकता होती है। जिंक अनुपूरण अन्य धातुओं के चयापचय संतुलन को असंतुलित कर सकता है, इसलिए इस तरह के हस्तक्षेप सख्त चिकित्सा पर्यवेक्षण के तहत किए जाने चाहिए। हम विशेष रूप से इस सलाह पर जोर देते हैं, क्योंकि कोरोनरी हृदय रोग (धमनी रक्त प्रवाह के स्थानीय समाप्ति) के विकास में मुख्य प्रेरक कारक के रूप में Zn 2+ /Cu 2+ के अनुपात के बारे में परिकल्पना काफी सही निकली। डायवेलेंट जिंक का सेवन जिंक की कमी वाले रोगियों में घाव भरने को बढ़ावा देता है, लेकिन शरीर में पर्याप्त मात्रा में Zn 2+ होने पर यह मदद नहीं करता है। मांस और मछली में काफी मात्रा में जिंक होता है, इसलिए औद्योगिक देशों के निवासियों को इसके पूरक की आवश्यकता नहीं होती है; इसके अलावा, ऐसे योजक खतरनाक हो सकते हैं यदि मात्रा में दिए गए हों जो तांबे, लोहे और अन्य आवश्यक धातु आयनों के अवशोषण में बाधा डालते हैं।

अत्यधिक मात्रा में जिंक लवण के सेवन से मतली के साथ तीव्र आंतों के विकार हो सकते हैं। गैल्वेनाइज्ड (जस्ता लेपित) स्टील के कंटेनरों में पैक किए गए अम्लीय फलों के रस की खपत के माध्यम से इस तत्व के साथ तीव्र विषाक्तता हुई है। मनुष्यों में पुरानी जस्ता विषाक्तता के मामले आम तौर पर अज्ञात होते हैं, लेकिन यह खुद को धुंधला, अस्पष्ट रूप से प्रकट कर सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब जस्ता और तांबा प्रतिस्पर्धा करते हैं, तो जस्ता की अधिकता तांबे में कमी का कारण बन सकती है यदि तांबा न्यूनतम मात्रा में मौजूद हो। इसी तरह, जस्ता की अधिकता पशुओं में कंकाल कंकाल के विकास को धीमा कर सकती है यदि सीए और पी न्यूनतम मात्रा में मौजूद हों। सामान्य तौर पर, जस्ता आयन खतरनाक नहीं होता है, और, जाहिर है, इसके द्वारा विषाक्तता की मुख्य संभावना विषाक्त कैडमियम (प्रदूषण के रूप में) के साथ संयुक्त उपस्थिति है।

कैडमियम। लगभग 0.1% की मात्रा में जस्ता के साथ-साथ खनिजों और मिट्टी में कैडमियम काफी कम मौजूद होता है। जिंक की तरह, यह तत्व केवल द्विसंयोजी Ccl2+ आयन के रूप में होता है। कैडमियम आयन जिंक आयन से बड़ा होता है; यह कैल्शियम आयन के आकार के करीब है, जो इसे तथाकथित सीए-परीक्षण के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है। लेकिन फिर भी, लिगेंड्स को बांधने की अपनी क्षमता के संदर्भ में, कैडमियम जस्ता के समान है, और इसलिए, जस्ता की तुलना में, विषाक्तता की संख्या बहुत अधिक मात्रा में देखी गई। सीए 2+ आयन के विपरीत, इन धातुओं के दोनों आयन दाता नाइट्रोजन और लिगेंड के सल्फर परमाणुओं के साथ मजबूत बंधन बनाते हैं। कैडमियम की अधिकता धातुओं के चयापचय को बाधित करती है, जस्ता और अन्य धातु एंजाइमों की क्रिया को बाधित करती है, जिससे शरीर में जस्ता का पुनर्वितरण हो सकता है। कैडमियम विषाक्तता का सटीक तंत्र अज्ञात है, हालांकि यह निश्चित रूप से बहु-चरणीय है।

सीएच 3 एचजी + आयन के पूर्ण विपरीत, कैडमियम आयन प्लेसेंटल बाधा को आसानी से पार नहीं कर सकता है, और यह तत्व नवजात शिशुओं में पूरी तरह से अनुपस्थित है। ज्यादातर लोगों में कैडमियम भोजन से धीरे-धीरे जमा होता है। शरीर अवशोषित सीडी 2+ को बहुत धीरे-धीरे रिलीज करता है, जिसमें 10 साल से अधिक का आधा जीवन होता है। इसके परिणामस्वरूप - किसी व्यक्ति के जीवन के दौरान किडनी में कैडमियम की मात्रा जन्म के समय शून्य से बढ़कर वृद्धावस्था में लगभग 20 मिलीग्राम (धूम्रपान न करने वालों के लिए) और एक वयस्क धूम्रपान करने वाले के लिए 40 मिलीग्राम तक बढ़ जाती है। इस तत्व में से अधिकांश मेटालोथायोनिन से जुड़ा हुआ है, जो सल्फहाइड्रील प्रतिस्थापन के साथ छोटे प्रोटीन अणु होते हैं, जिनमें से श्रृंखला में उपस्थिति कैडमियम द्वारा ही प्रेरित होती है।

तीव्र कैडमियम विषाक्तता उल्टी, आंतों में ऐंठन, सिरदर्द के रूप में प्रकट होती है; यह पीने के पानी या अन्य, विशेष रूप से अम्लीय, तरल पदार्थों से भी आ सकता है जो नलसाजी पाइपों, मशीनों, या कैडमियम-चमकीले व्यंजनों में सीडी युक्त यौगिकों के संपर्क में आए हैं। एक बार शरीर में भोजन के साथ, कैडमियम को रक्त द्वारा अन्य अंगों में ले जाया जाता है, जहां यह ग्लूटाथियोन और एरिथ्रोसाइट हीमोग्लोबिन को बांधता है। धूम्रपान करने वालों के रक्त में धूम्रपान न करने वालों की तुलना में लगभग सात गुना अधिक कैडमियम होता है। क्रोनिक कैडमियम विषाक्तता यकृत और गुर्दे को नष्ट कर देती है, जिससे गुर्दे की कार्यक्षमता में गंभीर कमी आती है। काश, कैडमियम विषाक्तता के लिए कोई विशिष्ट चिकित्सा नहीं होती, और चेलेटिंग एजेंट केवल गुर्दे में कैडमियम का पुनर्वितरण कर सकते हैं (जो खतरनाक भी है)। जिंक, कैल्शियम, फॉस्फेट, विटामिन डी और प्रोटीन आहार का अधिक सेवन कैडमियम विषाक्तता को कुछ हद तक कम कर सकता है। कैडमियम विषाक्तता के एक विशेष रूप से गंभीर रूप को जापान में "इटाई-इटाई" रोग ("ओह-ओह" के जापानी समकक्ष) के रूप में वर्णित किया गया है। रोग का नाम पीठ और पैरों में दर्द से आता है जो ऑस्टियोमलेशिया या हड्डियों के विकैल्सीकरण (आमतौर पर वृद्ध महिलाओं में) के साथ होता है, जिससे हड्डी की नाजुकता होती है (एक व्यक्ति में 72 फ्रैक्चर के साथ एक मामला ज्ञात होता है)। प्रोटीनुरिया (पेशाब में प्रोटीन का दिखना) के कारण गुर्दे की गंभीर शिथिलता भी नोट की गई है, जो कैडमियम के संपर्क के बंद होने के बाद भी बनी रहती है। यह बीमारी मौत की ओर ले जाती है।

पारा अपने किसी भी रूप में विषैला होता है। पृथ्वी की पपड़ी और महासागरों से गैसों से जुड़े पारा का वैश्विक विमोचन मनुष्यों द्वारा उत्पादित पारे की मात्रा से कम से कम पांच गुना अधिक है, लेकिन इसका औद्योगिक विमोचन अधिक स्थानीय और केंद्रित है। मानव शरीर में औसतन 13 मिलीग्राम पारा होता है, जिससे उसे कोई लाभ नहीं होता है। विगत में चिकित्सीय एजेंटों के रूप में विभिन्न पारा लवणों का उपयोग किया गया है (उदाहरण के लिए, मरक्यूरिक बेंजोएट का उपयोग सिफलिस और गोनोरिया के इलाज के लिए किया गया है)। कीटनाशकों और कवकनाशियों के रूप में पारा अभिकर्मकों के उपयोग से हजारों लोगों पर हल्के और गंभीर विषाक्तता का प्रभाव पड़ा है। इसलिए, पारा विषाक्तता एक विश्वव्यापी समस्या है।

पारा तीन सबसे सामान्य रूपों में पाया जा सकता है और एक, कम सामान्य, पारा आयन Hg2 + के रूप में, जो तात्विक पारा और द्विसंयोजक पारा में अनुपातहीन हो जाता है:

इस प्रतिक्रिया के लिए, संतुलन स्थिरांक का मान

इंगित करता है कि प्रतिक्रिया अधिमानतः दाएं से बाएं ओर बढ़ती है। लेकिन वास्तव में, कई लिगैंड्स के साथ एचजी 2+ आयन की मजबूत जटिल क्षमता के कारण प्रतिक्रिया बाएं से दाएं की ओर बढ़ती है। पारा का तीसरा सामान्य रूप इसका कार्बनिक यौगिक मिथाइलमेरकरी CH3 Hg + है।

पारा कमरे के तापमान पर एक तरल धातु है। हालांकि इसका क्वथनांक 357 डिग्री सेल्सियस है, यह अत्यधिक अस्थिर है और इसलिए आमतौर पर जितना माना जाता है उससे कहीं अधिक खतरनाक है। एक घन मीटर संतृप्त (25 डिग्री सेल्सियस पर) हवा में 20 मिलीग्राम एचजी होता है। यह तत्व पानी में लगभग अघुलनशील है; विलेयता सीमा 0.28 µM 25°C - 56 µg/l, यानी पारे के 56 भाग से एक अरब भाग पानी।

दोनों पारा धनायन (Hg 2+ और मिथाइलमेरकरी CH 3 Hg +) रैखिक 2-समन्वय पसंद करते हैं। वे लिगेंड के साथ मजबूत कॉम्प्लेक्स (अधिकांश धातु आयनों की तुलना में) बनाते हैं जिनमें एक एकल दाता परमाणु होता है, विशेष रूप से एन या एस। इस अध्याय में विचार किए गए सभी धातु आयनों में से केवल पारा ही एमाइन में हाइड्रोजन को बदलने में सक्षम है (लेकिन अमोनियम आयन में नहीं) ) क्षारीय विलयनों में। )

वास्तव में, शब्द "मर्कैप्टन" पारा की मजबूत क्षमता से थिओल्स को बांधने के लिए लिया गया है। एरिथ्रोसाइट्स में, Hg 2+ आयन ग्लूटाथियोन और हीमोग्लोबिन सल्फ़हाइड्रील समूहों को मिश्रित परिसरों में बांधते हैं; केवल पारा का अनुपात जो आमतौर पर मानव शरीर में होता है, रक्त में रहता है। इस तथ्य के बावजूद कि एचजी 2+ आयन की विषाक्तता के लिए सल्फहाइड्रील समूहों के साथ बातचीत को आणविक आधार माना जाता है, यह अज्ञात रहता है कि कौन से प्रोटीन धातुकरण से गुजरते हैं।

एचजी 2+ और सीएच 3 एचजी + का तेजी से आदान-प्रदान डोनर लिगैंड्स की अधिकता के साथ, जैसे कि सल्फहाइड्रील समूह, विष विज्ञान में बहुत महत्व रखते हैं। यह वह है जो ऊतकों में सल्फहाइड्रील अवशेषों पर पारे के तेजी से वितरण को निर्धारित करता है। रक्त में, सीएच 3 एचजी 'आयन उसी अनुपात में वितरित किया जाता है जैसे एसएच समूह का प्रतिनिधित्व किया जाता है: प्लाज्मा में लगभग 10% और एरिथ्रोसाइट्स में 90%, जिसमें हीमोग्लोबिन और ग्लूटाथियोन सल्फहाइड्रील समूह दोनों होते हैं। पारा के प्रभाव को उलटने के लिए, BAL (2,3-डिमरकैप्टोप्रोपेनोल) को पारा विषाक्तता के लिए एक विषहर औषधि के रूप में दिया जाता है, जो पूरे शरीर में पारा के समान वितरण की सुविधा देता है; सिस्टीन या एल-एसिटाइलपेनिसिलिन जैसे चेलेटिंग एजेंटों के साथ हेमोडायलिसिस का भी उपयोग किया जाता है।

जब साँस ली जाती है, तो पारा वाष्प सक्रिय रूप से अवशोषित हो जाता है और मस्तिष्क, गुर्दे और अंडाशय में जमा हो जाता है। पारा अपरा संबंधी बाधा को पार करता है; तीव्र विषाक्तता फेफड़ों के विनाश का कारण बनती है। शरीर के ऊतकों में, तात्विक पारा एक आयन में परिवर्तित हो जाता है, जो प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स सहित SH-समूह वाले अणुओं के साथ जुड़ जाता है। जीर्ण पारा विषाक्तता में तंत्रिका तंत्र के कार्यों में एक स्थायी गड़बड़ी होती है, थकान का कारण बनता है, और विषाक्तता के उच्च स्तर पर एक विशेष पारा कंपन होता है, जब ध्यान देने योग्य झटकों से हर कुछ मिनटों में बारीक झटके बाधित होते हैं। मात्र 1 ग्राम पारा नमक का सेवन घातक होता है। पारा लवण गुर्दे में जमा हो जाते हैं, लेकिन वे रक्त या प्लेसेंटल बाधा से जल्दी से पार करने के लिए प्राथमिक पारा की तरह असमर्थ होते हैं। पारे के अंतर्ग्रहण से तीव्र विषाक्तता गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट के म्यूकोसल झिल्ली से प्रोटीन को अवक्षेपित करती है, जिससे दर्द, उल्टी और दस्त होते हैं। यदि रोगी एक ही समय में जीवित रहता है, तो महत्वपूर्ण अंग यकृत होता है। लाल रक्त कोशिकाओं का कुछ हेमोलिसिस होता है। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के कार्य के उल्लंघन में जीर्ण विषाक्तता व्यक्त की जाती है; लुईस कैरोल का एलिस इन वंडरलैंड चरित्र क्रेजी हटर फर प्रसंस्करण में प्रयुक्त एचजी (एन0 3) 2 नमक विषाक्तता से एक व्यावसायिक बीमारी के शिकार का एक प्रमुख उदाहरण है।

कार्बनिक पारा डेरिवेटिव जैसे मेथिलमेरकरी क्लोराइड सीएच 3 एचजीसीआई उनकी अस्थिरता के कारण अत्यधिक जहरीले होते हैं। पारा युक्त दूषित पानी में सूक्ष्मजीव आसानी से परिवर्तित हो जाते हैं अकार्बनिक यौगिकपारा से मोनोमेथिलमेरकरी CH3 Hg + . और मछली के शरीर में अधिकांश पारा इसी रूप में होता है, जो सालों तक बना रह सकता है। सीएच 3 एचजी + के उच्च स्तर मछली के लिए उतने जहरीले नहीं लगते जितने कि वे मनुष्यों के लिए हैं, जिनमें सीएच 3 एचजी + आयन सक्रिय रूप से अवशोषित होते हैं जब साँस या अंतर्ग्रहण होते हैं, एरिथ्रोसाइट्स, यकृत और गुर्दे में प्रवेश करते हैं, और मस्तिष्क में बस जाते हैं (भ्रूण के मस्तिष्क सहित), केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के गंभीर संचयी अपरिवर्तनीय शिथिलता का कारण बनता है। मानव शरीर में, पारा का आधा जीवन कई महीनों से लेकर कई वर्षों तक होता है। विषाक्त प्रभाव अव्यक्त हो सकता है, और विषाक्तता के लक्षण कई वर्षों बाद तक प्रकट नहीं हो सकते हैं।

बड़े पैमाने पर पारा विषाक्तता के दो सबसे प्रसिद्ध उदाहरण सीएच 3 एचजी + के कारण हुए। 1956 में, दक्षिणी जापान में उस नाम की खाड़ी के पास मिनामाटा रोग की खोज की गई थी। 1959 में, यह दिखाया गया था कि यह बीमारी क्लोराइड सीएच 3 एचजीसीएल के रूप में पारा के साथ जहरीली मछली खाने के कारण होती है, जिसे एक रासायनिक उद्यम द्वारा सीधे खाड़ी के पानी में छोड़ दिया जाता है। पारे की सघनता इतनी अधिक थी कि मछलियाँ मर गईं, इस मछली को खाने वाले पक्षी सीधे समुद्र में गिर गए, और ज़हरीले भोजन को चखने वाली बिल्लियाँ चली गईं, "चक्कर लगाना और उछलना, ज़िगज़ैग और ढहना।" पहले से ही 1954 में, इस तरह के "नृत्य" ने यहां बिल्लियों की आबादी को काफी कम कर दिया। लेकिन 1959 तक इस क्षेत्र में खाड़ी के जल के पारे के प्रदूषण का कोई माप नहीं किया गया। पारा के साथ 1947 की शुरुआत में शुरू हुआ। लेकिन 1968 तक खाड़ी में अपशिष्ट जल का निर्वहन निलंबित नहीं किया गया था!

एक व्यक्ति के लिए, मिथाइलमेरकरी के घूस के कारण मिनामाटा रोग, अंगों और चेहरे की सुन्नता, बिगड़ा हुआ त्वचा की संवेदनशीलता और हाथों की मोटर गतिविधि के साथ शुरू हुआ, उदाहरण के लिए, लिखते समय। बाद में, आंदोलनों के समन्वय की कमी, कमजोरी, कांपना और चाल की अनिश्चितता, साथ ही साथ मानसिक विकार, भाषण, श्रवण और दृष्टि विकार भी थे। और अंत में, सामान्य पक्षाघात, अंगों की विकृति, विशेष रूप से उंगलियां, निगलने में कठिनाई, आक्षेप और मृत्यु। यह भी दुखद है कि उन माताओं से पैदा हुए बच्चे जो इस बीमारी से बहुत कम प्रभावित थे, जिन्हें शायद इसके लक्षणों का बिल्कुल भी पता नहीं था, सेरेब्रल पाल्सी से मर गए या बेवकूफ बन गए (आमतौर पर केंद्रीय तंत्रिका पक्षाघात मानसिक विकास में स्पष्ट अंतराल से जुड़ा नहीं होता है) . जाहिरा तौर पर, माँ के शरीर में CH 3 Hg + भ्रूण के अत्यधिक संवेदनशील शरीर में अपरा अवरोध के माध्यम से प्रवेश करता है। बीमारी के अधिक गंभीर चरणों में महिलाएं बच्चे पैदा करने में असमर्थ हो गईं।

थैलियम। अत्यधिक जहरीले थैलियम यौगिकों के शरीर द्वारा अवशोषण से गैस्ट्रोएंटेराइटिस, परिधीय न्यूरोपैथी और अक्सर मृत्यु हो जाती है। लंबे समय तक, थैलियम की पुरानी क्रिया के साथ, गंजापन देखा जाता है। अन्य घरेलू और जंगली जानवरों के लिए इसकी उच्च विषाक्तता के कारण TI2SO4 का उपयोग कृन्तकों के खिलाफ निलंबित कर दिया गया है। शरीर में थैलियम का मुख्य रूप T1 + आयन है, हालाँकि T1C1 थोड़ा घुलनशील है; शरीर में थैलियम भी T1 3+ के रूप में मौजूद होता है। थैलियम आयन पोटेशियम से बहुत बड़े नहीं होते हैं, लेकिन वे बहुत अधिक विषैले होते हैं, और थैलियम की कोशिका झिल्लियों के माध्यम से पारगम्यता पोटेशियम के समान होती है। यद्यपि T1+ और K+ आयन आकार में करीब हैं, पूर्व लगभग चार गुना अधिक ध्रुवीकरण योग्य है और मजबूत परिसरों का निर्माण करता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यह राइबोफ्लेविन के साथ अघुलनशील कॉम्प्लेक्स देता है, और इसलिए सल्फर चयापचय को बाधित कर सकता है।

सीसा लगभग पाँच हज़ार वर्षों से जाना जाता है, और ग्रीक और अरब वैज्ञानिक पहले से ही इसकी विषाक्तता के बारे में जानते थे। रोमनों में सीसे की विषाक्तता का उच्च स्तर था क्योंकि वे शराब और पके हुए भोजन को सीसे के बर्तनों में रखते थे। गोया, अन्य कलाकारों की तरह, सीसा पेंट के साथ साँस लेना और आकस्मिक संपर्क से पीड़ित थे। आजकल, लेड का उच्च स्तर शहरी बच्चों के लिए इस तथ्य के कारण खतरा पैदा करता है कि वे अक्सर लेड डाई से रंगी हुई वस्तुओं के संपर्क में आते हैं, इस्तेमाल की गई बैटरियों से खेलते हैं, और मैगज़ीन शीट से चीज़ें बनाते हैं (कलर प्रिंटिंग डाई में 0.4% Pb होता है)। और सबसे बढ़कर, इस कारण से कि वे टेट्राएथिल लेड Pb (C 2 H 5) 4 के दहन उत्पादों वाले कार निकास से प्रदूषित हवा में सांस लेते हैं, जिसे ईंधन की ऑक्टेन संख्या बढ़ाने के लिए गैसोलीन में जोड़ा जाता है।

सीसा प्रदूषण का मुख्य स्रोत भोजन है। सौभाग्य से, अघुलनशील फॉस्फेट Pb 3 (P0 4) 2 और बेसिक कार्बोनेट Pb 3 (CO 3) 2 (0H) 2 के बनने के कारण अंतर्ग्रहण सीसे का अवशोषण कम होता है। अवशोषित सीसा हड्डियों में जमा हो जाता है, जहां से ऑस्टियोपोरोसिस के कारण इसे छोड़ा जाता है, जिससे "विलंबित" विषाक्तता होती है। आज, औसतन एक मानव जेल में लगभग 120 मिलीग्राम सीसा होता है, अर्थात। मिस्र की ममी से दस गुना ज्यादा। वर्षा पैदा करने वाले आयनों की अनुपस्थिति में, pH = 7 पर Pb 2+ आयन के रूप में सीसा मौजूद होता है। अंतर्राष्ट्रीय समझौतों के अनुसार, पीने के पानी में लेड की मात्रा 50 µg/l से अधिक नहीं होनी चाहिए। तीव्र सीसा विषाक्तता का परिणाम सबसे पहले भूख और उल्टी में कमी होता है; जीर्ण विषाक्तता धीरे-धीरे किडनी के कामकाज में गड़बड़ी, एनीमिया की ओर ले जाती है।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

• 1. धातु आयनों के जैव अकार्बनिक रसायन विज्ञान के अध्ययन का उद्देश्य और विषय क्या है?
• 2. क्षार धातु आयनों (लिथियम, सोडियम, पोटेशियम, रुबिडियम, सीज़ियम) की सूची बनाएं। उनका मुख्य पारिस्थितिक और शारीरिक डेटा क्या हैं?
• 3. क्षारीय पृथ्वी धातुओं (मैग्नीशियम, कैल्शियम, बेरियम, स्ट्रोंटियम, बेरिलियम, लैंथेनाइड्स) के आयनों की सूची बनाएं। उनका मुख्य पारिस्थितिक और शारीरिक डेटा क्या हैं?
• 4. मानव शरीर पर सीसे के प्रभावों की व्याख्या कीजिए। मानव स्वास्थ्य को सीसे से बचाने के लिए क्या उपाय प्रस्तावित किए जा सकते हैं?
• 5. कैडमियम, पारा, आर्सेनिक मानव शरीर में कैसे प्रवेश करते हैं; उनका प्रभाव क्या है?
• 6. जीवित जीव के लिए सेलेनियम का सेवन क्यों आवश्यक है?
• 7. जैव अकार्बनिक रसायन को परिभाषित कीजिए तथा अन्य पर्यावरण विज्ञानों में इसके स्थान को बताइए।
• 8. "दूषित करने वाले घटक" और "जीनोबायोटिक" शब्दों को परिभाषित करें। भारी धातुओं के समूह में शामिल विशिष्ट जीनोबायोटिक्स का नाम बताइए।
• 9. मॉस्को और मॉस्को क्षेत्र के डॉक्टर छात्रों और स्कूली बच्चों को आयोडीन युक्त उत्पादों के नियमित सेवन की सलाह क्यों देते हैं?
• 10. वायुमंडल और जलमंडल में भारी धातु परमाणुओं के प्रवास के मुख्य मार्गों के नाम लिखिए।
• 11. भारी धातु परमाणुओं की जैवउपलब्धता के संदर्भ में प्रवासन के विभिन्न रूपों का वर्णन करें।
• 12. मुख्य रासायनिक प्रक्रियाओं का नाम बताइए जो जलीय पर्यावरण में भारी धातु परमाणुओं की उपस्थिति के रूपों को निर्धारित करती हैं। महाद्वीपों के सतही जल और समुद्री जल में भारी धातु परमाणुओं के भू-रसायन के बीच मुख्य अंतर क्या है?
• 13. पानी में ह्यूमिक यौगिकों की उपस्थिति भारी धातु परमाणुओं की जैवउपलब्धता को कैसे प्रभावित करती है? उन जैव रासायनिक तंत्रों का नाम बताइए जो जीवित जीवों (पौधों और जानवरों) को भारी धातु परमाणुओं के जहरीले प्रभाव से बचाते हैं।
• 14. भारी धातुओं को परिभाषित कीजिए। जीवमंडल में उनकी क्या भूमिका है?
• 15. क्रोमियम और मरकरी के चक्रों का वर्णन कीजिए।
• 16. वितरण के पैटर्न क्या हैं? रासायनिक तत्वजीवमंडल में?
• 17. जीवमंडल के औद्योगिक प्रदूषण के पर्यावरणीय परिणाम क्या हैं?
• 18. अधिकतम स्वीकार्य सांद्रता (मात्रा) को परिभाषित करें।
• 19. विभिन्न प्रयोजनों में उपयोग के लिए पानी की उपयुक्तता का निर्धारण कैसे करें?
• 20. खाद्य उत्पादों में संदूषकों के लिए एमपीसी मान दें।