Biogen elementlar

Mavzu:Boigen elementlar konsentrstsiyasi o`zgarishi bilan bog`liq bo`lhanendemik va kasb kasaliklari.
Reja.

1. 
   Biogen elementlar.
   
2. 
   Bionoorganik kimyoning biogen elementlar bo‘limi.
   
3. 
   Biogen elementlar kimyosi.
   
4. 
   Biogen elementlarning sinflanishi.
   

Biogen elementlar Tirik organizmdagi hayotiy jarayonlarda bevosita ishtirok etuvchi yoki shu moddalar tarkibiga kiruvchi elementlar biologik faol yoki biogen elementlar deb ataladi. Organizmlar tarkibida doim boʻladigan va ularning hayot faoliyatida muhim rol oʻynaydigan kimyoviy elementlar. Ularga avvalo kislorod, uglerod, vodorod, kalsiy, azot, kaliy, fosfor, magniy, oltingugurt, xlor, natriy, temir kiradi. Analitik kimyo va spektral analiz muvaffaqiyatlari tufayli organizmlar tarkibida juda oz miqdorda boʻladigan elementlar (mikroelementlar) topilmoqda va ularning biologik roli aniqlanmoqda. Tabiiy sharoitda organizmlarning hujayra va toʻqimalarida mavjud boʻlgan barcha kimyoviy elementlar muayyan fiziologik rol oʻynaydi. Organizmlar tarkibidagi elementlarning miqdori shu organizmlar turining xususiyatlariga, muhit, ovqat tarkibiga (jumladan, oʻsimliklar uchun — tuprokdagi tuzlar konsentratsiyasiga va eruvchanligiga), organizmning ekologik xususiyatlari va boshqalarga bogʻliq.
Biogen elementlar dan birortasi organizmda yetarli miqdorda boʻlmasa kasallik roʻy beradi (biogeokimyoviy endemiyalar), mas, suvda va ovqatda yod yetishmasa, odam buqoq boʻladi yoki bor yetishmaganda qand lavlagi qora dogʻli boʻlib qoladi.
Bionoorganik kimyoning biogen elementlar bo‘limi- kimyoviy elementlarning biologik jarayonlardagi ahamiyati va vazifalarini o‘rganadi. Odam organizmida juda ko‘p kimyoviy birikmalar sintezlanadi. Bu birikmalarning bir qismi energiya manbai bo‘lib, organizmning o‘sishi va rivojlanishini ta’minlaydi, qolgan qismi esa chiqindi sifatida organizmdan chiqib ketadi. 6 ta element - uglerod, kislorod, vodorod, azot, oltingugurt va fosfor organizmning hayot faoliyati jarayonida moddalar almashinuvida (metabolizmda) qatnashadi. Bulardan tashqari ko‘pchilik elementlar — kremniy, vanadiy, marganes, kobalt, nikel, mis, molibden, yod, brom, rux va boshqalar organizmda m a’lum funksiyani bajaradi. Tirik organizmni asosan 78 ta element tashkil etadi, jumladan odam organizmining 90% ini biogen elementlar tashkil etadi. Ko‘pgina s- va d- elementlar hayotiy muhim va fiziologik faol biogen elementlardir. Shuningdek, ko‘pgina 1, II guruh s- elementlari va ba’zi d- va p- elementlar, asosan temir guruhchasi elementlarining dorivor preparatlari mavjud. Moddalarning tarkibiy qismlarini aniqlashda sifat analizi katta ahamiyat kasb etadi. Sifat analizining asosiy maqsadi ayni moddaning sifat tarkibini aniqlash, ya’ni modda tarkibiga kiruvchi ionlarning yoki organik moddalar tarkibidagi ayrim funksional guruhlarni aniqlashdir. Sifat analizi tibbiyot amaliyotida biologik obyektlarni tekshirishda keng qo‘llanadi. Masalan, organizmdagi biologik suyuqliklarning, oziq-ovqat mahsulotlarining tarkibini aniqlashda ham sifat analizi usullaridan foydalaniladi.
O‘simlik, hayvon va odam organizmi keng ma’noda ma’lum bir elementlar yig‘indisidan tarkib topgan molekulalar hamda ularning o‘zaro va tashqi muhit bilan uzluksiz ta’sirlashuvidan iborat bo‘lgan murakkab kimyoviy sistema sifatida qaralishi mumkin. Er qurrasida D. I. Mendeleev davriy sistemasida keltirilgan elementlardan 90 ga yaqini sezilarli miqdorda tarqalgan bo‘lib, ulardan yarmiga yaqini keng tarqalgan biologik sistemalar tarkibiga kiradi. Bu elementlar o‘zaro nafaqat atom tuzilishi va kimyoviy xossalari bilangina emas, balki organizmdagi miqdoriy ulushlari (vazn%) bilan ham farqlanadi:
Kislorod 62% Vodorod 10% Oltingugurt0,23% Xlor0,1% Magniy0,027%
Uglerod 21% Kalsiy2% Temir0,01% Fosfor1% Kaliy0,23%
Rux, mis, brom, marganets, yod va boshqalarning miqdori 0,01% dan kichik. Elementlarning organizmdagi miqdori turli omillarga bog‘liq bo‘lib, ulardan asosiylari quyidagilardir: - elementlarning tabiatda tarqalgan miqdori; - element tabiiy birikmalarning tirik organizmlar tomonidan o‘zlashtirish imkoniyati. Elementlarning tabiatda tarqalgan va organizmda saqlanadigan miqdori orasida ma’lum bog‘liqlik mavjud. Aksariyat hollarda tabiatda keng tarqalgan elementlar odam organizmida ko‘p miqdorda saqlanadi. Si va Al ham tabiatda keng tarqalgan elementlar bo‘lsada, ularning organizmidagi miqdori juda kam bo‘ladi (~10-5—10-4%). Buning asosiy sababi ularning tabiiy birikmalarining (SiO2 va Al2O3) suvda eruvchanligi juda kichik bo‘lganligi uchun organizm tomonidan kam o‘zlashtiriladi. Titan elementining tabiatdagi miqdori misnikidan bir necha yuz marotaba ko‘pdir. Shunga qaramasdan tirik organizmdagi mis miqdori titannikidan bir necha barobar ortiqdir. Elementlarning tabiatdagi va hayvon organizmidagi bunday nomutanosibligining sabablaridan biri mis ionlarining o‘simliklar tarkibidagi oqsil, aminokislotalar va h.k. bilan titanga qaraganda barqaror komplekslar hosil qilishidir. Natijada o‘simliklarda ko‘p miqdorda misli birikmalar bo‘ladi va oqibatda organizmga ko‘plab kirish imkoniyatiga ega bo‘ladi. Odam organizmi turli biogen elementlarga bo‘lgan talabini asosan ozuqa mahsulotlari hisobiga qoplaydi. Biosfera va biokimyo. Har qanday tirik organizmning hayotiy faolligi, unda sodir bo‘ladigan modda almashinuv jarayonlarining o‘ziga xosligi shu organizm joylashgan atrof-muhitning kimyoviy tarkibiga uzviy ravishda bog‘liq bo‘ladi. Organizmlarning shakllanishi va taraqqiy qilishiga kimyoviy elementlarning yer qobig‘i va uning sathi (suv, havo) dagi miqdori, o‘zlashtira olinishi mumkin bo‘lgan shakllari va boshqa geokimyoviy omillar katta ta’sir ko‘rsatadi. Buning natijasida tirik organizm atrof-muhitga biokimyoviy va morfologik jihatdan yondoshib, undagi kimyoviy elementlardan o‘z ehtiyojiga yarasha foydalanadi. Masalan er qobig‘ida uchraydigan mikroorganizmlar ma’lum sharoitda o‘zida kobalt, mis, rux, yod va boshqa elementlarni juda ko‘p miqdorda yig‘a oladi. Ularning ba’zi turlari shu elementlarni ularning tabiiy birikmalaridan o‘zlashtiribgina qolmasdan, balki metall holatigacha qaytarish xususiyatiga ham ega bo‘ladi. O‘zida temir va marganets ionlarini gidrooksid holida yig‘adigan mikroorganizmlarga Metallogenium mikrobini misol tariqasida keltirish mumkin. Yerdagi hayotiy shakllarning tarqalish chegaralarini, hayotiy jarayonlarning saqlanishi mumkin bo‘lgan chegara qiymatlarini va sharoitlarni o‘rganadigan fan biosfera haqidagi fan deb ataladi. Bu fanning asoschisi V.I.Vernadskiy hisoblanadi. Biosferaning o‘lcham chegaralarini yuqori nuqtasi er sathidan 12— 15 km balandlik (troposfera) va 5 km er ostigacha bo‘lgan qiymatni tashkil etib, shu chegaralarda hayotiy faollik kuzatiladi. Ba’zi bakteriyalar juda past temperaturalarga (—200°C va undan past), zamburug‘ sporalari esa issiqlikka (~150—180°C) chidamli bo‘ladi. Hayotiy jarayonlar saqlana oladigan bosim qiymatlari 800 mPa dan (drojjalar) to 0,1 Pa (urug‘lar, sporalar) gacha bo‘lishi mumkin.
Biogen elementlar elektron tuzilishi bo‘yicha s, p va d elementlarga ajratiladi.

Organizmdagi miqdori bo‘yicha biogen elementlar quyidagicha sinflanadi: Makrobiogen elementlar — organizmdagi umumiy miqdori 1% va undan ortiq bo‘lgan elementlar. Bularga O, C, H, N, Ca, P misol bo‘ladi;

Oligobiogen elementlar — organizmdagi miqdorlari 0,01—1% ni tashkil etadigan elementlar. Bunday elementlarga Mg, Fe, K, Na, Cl, S kiradi; ,
Mikrobiogen elementlar — organizmdagi miqdori 0,01% dan kichik bo‘lgan elementlardir (Au, Se, Bi, Hg, Br, I va boshqalar). Elementlarning bunday sinflanishi ba’zi hollarda shartli hisoblanadi. Bunga sabab inson yashayotgan atrof-muhitdagi elementlarning miqdor ulushlarining farqidir. Masalan muhitda nikel miqdori ortiq bo‘lsa, uning organizmidagi ulushi ham yuqori bo‘ladi. Bu esa o‘z navbatida uning mikrobiogen elementlarga mos keladigan miqdorlargacha etib borishga va demak, sinflanishining o‘zgarishiga sabab bo‘ladi. Elementlar tirik organizmlarda bajaradigan vazifalarning ahamiyatliligi bo‘yicha quyidagi uch asosiy sinfga bo‘linadi. Hayotiy zarur bo‘lgan elementlar. Bunday elementlarga barcha makrobiogen va ko‘pchilik mikrobiogen elementlar kiradi va ular bo‘lmasligi yoki miqdorining keskin kamayishi hayotiy jarayonlarning to‘xtashi yoki sezilarli darajada buzilishiga olib keladi. Hayotiy ahamiyatga ega bo‘lishi mumkin bo‘lgan elementlar. Bunday elementlarga tirik organizmlarda doimiy ravishda uchraydigan, ammo qanday biokimyoviy jarayonlarda bevosita ishtirok etishi oxirigacha aniqlanmagan elementlar kiradi. Bunday elementlarga Cr, Ni va Cd larni misol tariqasida keltirish mumkin. Jumladan, organizmdagi xrom miqdorining kamayishi qondagi qand miqdorining nisbatan ortishiga olib keladi. Ammo shu bilan bir qatorda hanuzgacha xromning qand metabolizmida bevosita ishtirok etishini isbotlaydigan biror-bir dalil ma’lum emas.