Конспекты лекций Жалал-Абад 2009

8. Биологическая роль элементов VIII Б группы и применение их соединений. 
Железо (Fe). В Организме человека содержится 1 * 10
-5
% (масс.) железа. Это - жизненно важный и 
наиболее распространенный в организмах элемент из группы переходных металлов. В организме человека 
содержится не более 5 г железа, суточная потребность составляет 15-20 мг. Оно входит в состав многих 
металлопротеинов, которые переносят его в организме, катализируют многочисленные окислительно-
восстановительные процессы, образуют системы, обратимо присоединяющие молекулярный кислород. 
Железосодержащими металлоферментами являются различные дыхательные ферменты: цитохромы, 
пероксидаза и каталаза.
Цитохромы содержат в восстановленном состоянии двухвалентное, а в окисленном - трехвалентное 
железо. На переходе от одной степени окисления к другой и основана каталитическая функция этих 
веществ в процессе окисления составных частей пищи в организме.
Пероксидаза катализирует реакции окисления различных субстратов переписью водорода.
Каталаза катализирует реакцию распада перекиси водорода с выделением молекулярного кислорода.
В организме человека железо встречается в виде двух катионов: Fe
2+
и Fe
3+
. Оно, в основном, входит в 
состав гемоглобина, 
содержащегося в эритроцитах (80% от общего количества). Кроме того, в организме 
существует депонированное (запасное) железо в виде высокомолекулярного железосодержащего белка 
(феритина), находящегося в клетках печени и селезенки. Клеточный фонд железа представляет железо 
клеточных ферментов дыхания, а в мышцах - железо гемоглобина.
Обмен железа между плазмой крови и лимфой происходит при помощи транспортного белка (трансферрина). 
Одна его молекула связывает два атома железа. Основной путь его таков: железо плазмы-железо эритроцитов - 
гемолиз - железо плазмы.
Гемоглобиновый фонд железа в организме высших животных приближается к содержанию основных 
катионов, В живых организмах оно не встречается в свободном ионном состоянии, всегда входит
Ионы железа имеют небольшие размеры: Fe
2+
-0,083 нм и 0,067 нм. Поэтому они легко входят в «окна» 
порфириновых макроциклов, разнообразных протеиновых систем.
Замещенные порфины или порфирины, образуют разнообразные биологически важные комплексы. 
Порфин может образовывать координационные связи с неоном металла, роль доноров выполняют четыре 
атома азота. При комплексообразовании с металлом происходит замещение двух указанных на рисунке 
протонов, которые связаны с атомами азота. Комплексы, полученные с участием порфина, называются 
порфиринами. Из них наиболее важным является гем, который содержит атом Fe (II).
Молекула железосодержащего белка гемоглобина, переносчика кислорода в крови, состоит из четырех 
белковых цепей, свернутых в неплотный клубок. В складках каждой цепи имеется молекула тема. 
Особенность его в том, что атом железа в нем находится в центре плоскости координированных вокруг него 
атомов азота. При реакции молекулы кислорода с атомом железа гем образует оксигемоглобин. В 

---

благоприятных условиях кислород отделяется от железа В легких гемоглобин захватывает кислород, а в тканях 
его высвобождает и он участвует в химических процессах, протекающих в клетках.
Недостаточное количество железа в пище человека приводит к снижению содержания гемоглобина в 
крови и к заболеваниям, вызывающим обединением крови железом - анемиям. Недостаток гемоглобина 
затрудняет перенос кислорода кровью, появляются слабость и сонливость, так как клетки организма 
лишаются возможности выделять энергию.
При анемии резко снижается количество эритроцитов и гемоглобина в единице объема крови, что 
проявляется повышенной утомляемостью, выпадением волос, ломкостью ногтей, сердечной недостаточностью, 
расстройством пищеварения.
При потере крови потребность в железе превышает его поступление в организм с пищей. При 
внутривенных инъекциях железо вводят в виде аскорбата, цитрата или коллоидных комплексов с углеводами, 
то есть в виде слабо ионизированных соединений.
Необходимо отметить, что концентрация железа в организме зависят не только от его содержания, но и 
от способности организма связывать железо. Избыток железа (не связанного в организме в 
биокомплексы) в ежедневном рационе может привести к нарушению деятельности сердечно-сосудистой 
системы, печени, лёгких.
В медицине широко применяются соли-железа (II).
Железа сульфат (Ferrosi sylfas)FeSO
4
* 7H
2
O - кристаллы бледно-зеленого цвета, желтеющие при 
длительном хранении на воздухе. Он используется при лечении анемии, зависящей от дефицита железа 
в организме, а также при слабости и истощении организма. Для этой же цели употребляются 
восстановительное железо Fe (Ferrum reductum) и железа карбонат FeСОз.
Из солей железа (III) широко используется железа хлорид FeCl
3
* 6Н
2
О. Это соединение бурого цвета, 
хорошо растворимо в воде и легко гидролизуется. Железа (Ш) хлорид- довольно сильный окислитель. Он 
применяется в медицине как дезинфицирующее и кровеостанавливающее средство. Используется также 
раствор железа хлорида, содержащий 20% железа, или сироп алоэ с железом (Siropus Aloes cum ferro), который 
назначается при гипохромных анемиях.
Ряд солей железа применяют яри анализе лекарств.