Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова Факультет фундаментальной медицины Курс общей и неорганической химии Реферат по общей и неорганической химии Коллоидные системы в организме и их функции ИСПОЛНИТЕЛЬ студ. I курса Селявко Юрий Александрович ПРЕПОДАВАТЕЛЬ к.х.н доц. Захаров Максим Александрович Москва 2004г. Содержание Глава 1. Коллоидные системы. Общие сведения 1.1 Понятие коллоидной системы. Коллоидная химия. 1.2 Развитие представлений о коллоидных системах и их свойствах 1.3 Типы и свойства коллоидных систем. Лиофобные золи. Лиофильные коллоиды.
Области практического приминения коллоидов 8 Глава 2 Организм человека как единая коллоидная система. Биологическая роль основных коллоидных систем организма. 2.1 Коллоидно-химическая физиология человека. 2.2 Коллоидная система клеток и тканей организма 3. Ткани организма как коллоидные системы 28 Глава 3 Коллоиды как лекарственные средства. 35 Заключение 45 Библиография 50 Глава 1.
Коллоидные системы. Общие сведения 1.
Вероятно, наиболее важным физическим свойством коллоидных дисперсных с... е. В Л. Рудная флотация, очистка поверхности, измельчение, бурение нефтяных ск... Липосомы накапливались как в зоне инфаркта, так и в нормальной ткани с...
Заключение Коллоидные дисперсные системы дисперсии микрогетерогенные образования, в которых одно мелкораздробленное вещество дисперсная фаза равномерно распределено диспергировано в другой фазе дисперсионной среде. В коллоидных системах размер частиц дисперсной фазы составляет 10 9 10 7 м, т.е. лежит в интервале от нанометров до долей микрометров.
Эта область превосходит размер типичной малой молекулы, но меньше размера объекта, видимого в обычном оптическом микроскопе. Вся природа организмы животных и растений, гидросфера и атмосфера, земная кора и недра представляет собой сложную совокупность множества разнообразных и разнотипных грубодисперсных и коллоидно-дисперсных систем.
Дисперсное состояние вполне универсально и при соответствующих условиях в него может перейти любое тело. Этим определяется особое положение коллоидной химии науки, занимающейся изучением коллоидных систем и их поверхностных явлений, развитие которой осуществляется в непосредственном контакте и взаимодействии со многими, часто не связанными между собой областями науки, промышленности, медицины и сельского хозяйства. Важный вклад в изучение коллоидных систем организма человека внесли труды Л. Михаэлиса, Г.Шаде, В. Оствальда, П. Ребиндера, Ф.Гофмейстера, Э. Абдергальдена, Г.Фрейндлиха и др. Коллоидная химия изучает все многообразие коллоидных систем, включающее следующие их типы 1.Золи. 2. Гели.3. Эмульсии. 4. Пены. 5. Аэрозоли.
Основными свойствами коллоидного состояния веществ в биологических системах являются 1.Броуновское движение частиц дисперсной фазы. 2. Неспособность к ультрафильтрации и прохождению их через полупроницаемые мембраны. 3. Низкие значения или отсутствие осмотического потенциала. 4.Способность к коагуляции. 5. Поверхностные свойства способность к адсорбции различных веществ. 5. Переходы золь-гель и обратно.6. способность к набуханию.
Глобальная роль коллоидов заключается в том, что они являются основными компонентами таких биологических образований как живые организмы. Все вещества организма человека представляют собой коллоидные системы. Коллоиды поступают в организм в виде пищевых веществ и в процессе пищеварения превращаются в специфические, характерные для данного организма коллоиды.
Коллоидно-химическая физиология человека это раздел науки, изучающий функционирование систем организма человека, образующих коллоидные соединения. Можно сказать, что весь организм человека это сложная коллоидная система в ее связи с поверхностными явлениями. Из коллоидов, богатых белками, состоят кожа, мышцы, ногти, волосы, кровеносные сосуды, легкие, весь желудочно-кишечный тракт и многое другое, без чего немыслима сама жизнь.
С точки зрения коллоидно-химической физиологии человека его организм представляет собой сложный комплекс коллоидных систем в их постоянном динамическом взаимодействии. Мельчайшей структурно-функциональной единицей организма является клетка. Уже сама клетка представляет собой сложный комплекс коллоидных образований, основными из которых являются клеточные мембраны, гиалоплазма, ядро, ЭПР и др. Основными функциями коллоидов мембран клетки являются барьерная, метаболическая, разделительную, каркасную, защитную поддержания тургора в растительных клетках, транспортная, контактная плазмодесмы, десмосомы, ферментативная и другие.
Мембраны принимают участие в образовании клеточных органелл ядра, митохондрий, лизосом, комплекса Гольджи и др Одной из важнейших функций мембран является их участие в лиганд-рецепторном взаимодействии гликокаликс, обеспечивающем узнавание и распознавание чужеродной антигенной информации и обеспечение так называемых клеточных контактов. Гиалоплазма клеток также представляет собой сложную коллоидно-дисперсную систему, в функции которой входит формирование цитоскелета клетки коллоидно-белковая система, пронизывающая клетку. Цитоскелет обеспечивает движение клеток, цитоплазмы, органелл, транспорт веществ и формирует каркас клетки.
Гиалоплазма и ее коллоиды объединяют клетку в единое целое. Наиболее изученной является такая коллоидная система организма как кровь. Кровь это совокупность дисперсных систем. В плазме крови дисперсной фазой являются белки и жиры, а дисперсной средой вода. В свою очередь, форменные элементы крови могут рассматриваться как дисперсная фаза по отношению к плазме, которая в этом случае выполняет роль дисперсной среды. Сами клетки крови тромбоциты, эритроциты, лейкоциты представляют собой, как и любые другие клетки организма, сложные по составу дисперсные системы.
Важнейшие функции крови дыхательная, питательная, транспортная, выделительная, терморегуляционная, регуляторная pH, гормоны и др защитная системы свёртывания - противосвёртывания, антитела, цитокины. Практически любая жидкость или ткань организма человека представляет собой коллоидно-дисперсную среду.
Таковыми являются, например, лимфа, молоко содержимое желудочно-кишечного тракта, желчь, спинномозговая жидкость, моча. Моча представляет собой гидрофильный золь, состоящий из мицелл уратов, фосфатов и оксалатов. Молоко грудных желез и лимфа это сочетание эмульсии с белковым золем. Соединительнотканные волокна это гели. При патологических изменениях в организме в коллоидном состоянии находятся белки отечной жидкости транссудаты или белки в воспалительных экссудатах.
Нарушение коллоидных свойств вышеуказанных сред организма приводят в крови к образованию тромбов, и как следствие развитие инсультов и инфарктов. В желчи и моче при этом образуются камни, в суставной ткани выпадение солей мочевой кислоты подагра. Таким образом, коллоидные системы суть основа химического состояния всех веществ, из которых построены клетки, ткани и органы организма человека.
Этим и обусловлено многообразие функций, которые обеспечивают в организме коллоидные системы. Многообразие их функций можно условно разделить на 3 группы, которые безусловно тесно связаны между собой. 1.Функции, связанные с физико-химическими свойствами коллоидов 1.1 Обеспечение и регуляция проницаемости мембран 1.2 Регуляция онкотического и в меньшей степени осмотического давления. 1.3 Обеспечение и регуляция поверхностного натяжения сред организма. 1.4 Регуляция рН 1.5 Ферментативная функция. 1.6 Детоксикация организма. 2.Функции общебиологического значения 2.1 Барьерная и разделительная. 2.2 Опорно-двигательная. 2.3 Транспортная 2.4 Питательная. 2.5 Биосинтетическая. 2.6 Дыхательная. 2.7 Выделительная. 2.8 Терморегуляционная. 2.9 Репродуктивная. 2.10 Обеспечение клеточных контактных взаимодействий и распознавание генетической информации. 2.11 Защитная иммунологические реакции, антитела иммуноглобулины . 3.Специфические функции 3.1 Регуляторные белки гормоны, медиаторы иммунитета цитокины, и др. 3.2 Обеспечение свертывания крови и фибринолиза 3.3 Регуляция сосудистого тонуса калликреин-кининовый каскад, система белков ренин-ангиотензин и др 3.4 Обеспечение иммунологических реакций каскад белков системы комплемента и др 3.5 Рецепторная.
Применение коллоидов находит все большее применение в медицинской практике.
От использования простых коллоидных золей для местной заживляющей терапии и применения солей алюминия и магния для понижения кислотности желудка до использования гидрокси алюминия в качестве стабилизатора и носителя лекарственных веществ и далее к использованию липосом и нанокапсул.
Библиография 1. Фролов Д.Г. Курс коллоидной химии. М 1989 2. Петрянов-Соколов И.В. Коллоидная химия и научно-технический прогресс. М 1988 3. Пасынский А. Г Коллоидная химия, 3 изд М 1968 4. Воюцкий С. С Курс коллоидной химии, М 1964 5. Ребиндер П. А Влодавец И. Н Физико-химическая механика пористых и волокнистых дисперсных структур, в кн. Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов, Рига, 1967 6. Ребиндер П. А Фигуровский Н. А Коллоидная химия, в кн. Развитие физической химии в СССР, под ред. Я. И. Герасимова, М 1967, с. 239 7. Збарский Б.И Иванов И. И Мардашёв С. Р Биологическая химия, М 1954 8. Фукс Н. А Механика аэрозолей, М 1955 9. Эмульсии, пер. с англ Л 1972 10. Bild der Wissenshaft, 1994 B. 11, S. 38 41 11. Рубинштейн Д. Л Физико-химические основы биологии, М 1932 12. Шаде Г Физическая химия во внутренней медицине, Л 1930 13. Аэрозоли пыли, дымы и туманы, пер. с англ Л 1969 14. Абдергальден Э Учебник физиологической химии, М 1934.