Тирик материя Ердаги тирик организмларнинг умумийлиги; инерт модда

17. . Биокоординацион бирикмалардаги кимёвий боғланиш табиати. Оралиқ металлар комплексларининг электрон тузилишини ўзига хослиги. Лигандлар майдони таъсирида парчаланиш.
Комплекс бирикмаларда кимёвий боғ табиатини тушунтирувчи бир қанча назариялар мавжуд. Биз улардан энг муҳими бўлган валент боғлар назариясига тўхтаб ўтамиз. Бу назарияда Пелингнинг атом орбиталлаини гибридланиши концепцияси катта аҳамиятга эга. У усуллар билан комплекс бирикмалар тузилишини тушиниш имкониятини буради. Мисол учун [Ag(NH3)2] + ионида кумуш Ag+ 4s 2 4p 6 4d 10 электрон тузилишига эга бўлиб sp –гибридланиш ( 5s ва 5 p) холатида бўлиб, ўзининг шу бўш орбиталларига аммиак молекуласидаги азотнинг бўлинмаган жуфт электронларини тортади ва натижада улар орасида донор – акцептор боғ ҳосил бўлади. Бу боғ комплекс бирикмаларда координацион боғ дейилади. Шунинг учун комплекс бирикмалар ҳам координацион бирикмалар дейилади. Ташқи ва ички сфералар ўртасида эса ионли боғ амалга ошади. Биологик фаол комплекс бирикмалар. Одам танасининг массасини 3 фоизи металларга тўғри келади, лекин шунга қарамасдан одам организмида борадиган турли физиологик жараёнларда металларнинг вазифаси каттадир. Металлар одам организмида муҳим аҳамиятга эга бўлган кўпчилик ферментларнинг фаол марказларини ташкил этади. Организмга юбориладиган кўпчилик доривор моддалар, комплекс бирикмаларнинг таркибий қисмига кирувчи лигандлар ёки аддентлардир. Бу доривор моддалар организмда мавжуд бўлган биометаллар билан турли қарорликка эга бўлган комплекс бирикмаларни хосил қилиши мумкин. Организмда биометаллар етишмаса, организмига биометалларни комплекс бирикмалар кўринишига юборилади, чунки биометалларнинг оддий тузлари комплекс бирикмаларга қараганда анча захарлидир.
Metallarning elektron tuzilishining xususiyatlari. Metallar - kimyoviy elementlar, ularning atomlari elektronlarni tashqi (va ba'zan tashqi) elektron qatlamga berib, ijobiy ionlarga aylanadi. Metalllarni kamaytiruvchi vositalar Me0 - ne = Men +. Buning sababi tashqi qatlamdagi oz sonli elektronlar (asosan 1 - 3), atomlarning katta radiusi, natijada bu elektronlar yadro bilan kuchsiz chegaralangan.
18. Жонли организмнинг биоэнергетикаси. Термодинамик тадқиқотлар учун жонли организм объектининг хусусиятлари ва биоэнергиянинг илмий асослари. Биокомплекслар ҳосил бўлишининг термодинамик тавсифлари. Биометалларнинг азотли асослар, оқсиллар, аминокислоталар билан барқарорлик константалари.

Bioenergetika - bu fanlararo fan, biologiyaning tashqi manbalarni tirik tizimlarda biologik foydali ishlarga aylantirish jarayonlarining butunligini o'rganadigan bo'limi. An'anaga ko'ra, ushbu fan uyali nafas olish, fotofosforlanish, membranani energiya bilan ta'minlash va u bilan bog'liq transport kabi jarayonlarni hamda organizmlar tomonidan energiya olishning boshqa usullarini o'rganadi.

Tirik organizmlar tomonidan energiya olish usullari
Sayyoramizdagi barcha biologik energiyaning manbai quyosh nuri. Quyosh nurlarining nurli energiyasi yadro energiyasidan kelib chiqadi: quyoshning ichki qismidagi juda yuqori haroratda vodorod atomlari geliy atomlariga aylanadi, bu esa dastlab gamma nurlari ko'rinishida energiya chiqishi bilan birga keladi. Reaksiya 4H -> He4 + 2e + hv tenglamaga muvofiq boradi, bu erda H - Plankning doimiysi va v - gamma nurlanishining to'lqin uzunligi. Oxir oqibat, gamma nurlarining elektronlar bilan o'zaro ta'siri natijasida energiya yana Quyosh chiqaradigan yorug'lik energiyasining fotonlari shaklida chiqadi. Er yuziga tushadigan quyosh nurlari energiyasini yashil o'simliklar ushlaydi, uni kimyoviy energiyaga aylantiradi, ba'zi molekulalardagi atomlarni birlashtiruvchi kimyoviy bog'lanish shaklida saqlanadi, masalan, o'simlik tomonidan sintez qilingan glyukoza. Energiyani konversiyalashdagi ushbu birinchi qadam fotosintez deb ataladi: yashil o'simliklar xlorofill pigmentidan foydalanadi, bu hujayralar nurlanish energiyasini kimyoviy energiyaga aylantirishga imkon beradi. Ushbu kimyoviy energiya keyinchalik uglevodlarni va boshqa moddalarni karbonat angidrid va suvdan sintez qilish uchun ishlatiladi, bu o'simliklarning o'sishiga yordam beradi yoki qisman keyingi darajaga o'tkaziladi. Kompleksatsiya jarayonining termodinamik xarakteristikasi K0 reaktsiyaning muvozanat konstantasi bilan bog'liq bo'lgan umumiy Gibbs termodinamik potentsialining o'zgarishi hisoblanadi:
Boshqa tomondan, Gibbs energiyasining o'zgarishi A / G entalpiyasining o'zgarishi va A5 entropiyasining o'zgarishi bilan bog'liq:
Shuning uchun: Entropiyaning o'zgarishi reaksiyaga kirishmagan molekulalar soniga bog'liq. L5 ° qiymati noldan kam qiymatni olishi mumkin. Bu murakkablashuv paytida zarralar sonining kamayishi bilan bog'liq. D5 ° qiymati noldan katta qiymatni qabul qilishi mumkin. Buning sababi hal qiluvchi molekulalarini komplekslashtiruvchi agentning markaziy ioni va ligandning solvatatsiya qobig'idan ajratish paytida zarralar sonining ko'payishi bo'lishi mumkin. Tizimning buzilishi yuzaga keladi, bu esa murakkablashuvga yordam beradi. Entropiyaning o'zgarishi reaksiyaga kirishmagan molekulalar soniga bog'liq. L5 ° qiymati noldan kam qiymatni olishi mumkin. Bu murakkablashuv paytida zarralar sonining kamayishi bilan bog'liq. D5 ° qiymati noldan katta qiymatni qabul qilishi mumkin. Buning sababi hal qiluvchi molekulalarini komplekslashtiruvchi agentning markaziy ioni va ligandning solvatatsiya qobig'idan ajratish paytida zarralar sonining ko'payishi bo'lishi mumkin. Tizimning buzilishi yuzaga keladi, bu esa murakkablashuvga yordam beradi.
Entalpiyaning o'zgarishi Me-L bog'lanishlarining kuchini tavsiflaydi. Gibbs energiyasi bu kompleksning dissotsiatsiyaga chidamliligi. Ammo AH0 va D (7 °) ga entropiya faktori ta'sir qiladi.
AH0 hosil bo'lish issiqliklarini gaz holatidagi koordinatsion tizim va uning tarkibiy qismlarining energiyasidagi farqning qiymati deb hisoblash mumkin [16]. Ammo, aslida, bu juda murakkab muammo. Murakkab birikmaning barqarorligini kompleks ionlarning beqarorlik doimiysi yordamida tavsiflash mumkin. Muayyan misolni ko'rib chiqing - K3Fe (CN) 6 kompleks birikmasi. Ushbu birikma kaliy kationlari va murakkab anionni ajratadi:

Murakkab anion, agar koordinatsion bog'lanishlar zaif bo'lsa, ionlarga ajralishi ham mumkin:
Запишем выражение константы химического равновесия для этой системы:

Ushbu nisbat murakkab ionning beqarorligi konstantasi deb ataladi. K qiymatining pasayishi kompleks ion barqarorligining oshganligini bildiradi.

Лигандларни хилларига асосланиб комплекс бирикмалар қуйидаги синфларга бўлинади:

1.Аминат ва аммиакатлар. Марказий атом бу лигандлар билан азот
атомлари орқали боғланган бўлади. (Аминат комплексларда лиганд сифатида
пиридин, пиперидин, этилендиамин ва бошқа органик аминлар ишлатилади).
2.Гидратлар ва аквокомплекслар. Ички ва сиртқи сферасида сув бўлган
комплекс бирикмалар гидратлар деб аталади. Агар сув молекуласи лигандлик
ролини бажарса, бундай бирикмалар аквокомплекслар (аквоионлар) дейилади.
3.Ацидокомплекслар. Лигандлари Кислота қолдиқларидан
Иборат бўлган комплекс бирикмалар ацидокомплекслар деб аталади (мисалан:
К2[Pt(NO2)4Br2]).
4.Полигалогенидлар. Марказий иони ва лигандлари галогенлардан ташкил Топган комплекс Бирикмалар полигалогенидлар Деб аталади. Масалан: K[I3], K[ICl4] ва ҳк.
5.Поликислоталар. Кислота молекуласига шу ёки бошқа кислотанинг
ангидриди келиб қўшилган маҳсулотлар деб қараш мумкин бўлган комплекс
бирикмалар поликислоталар деб аталади. Уларга изо- ва поликислотаталарни
мисол қилиб келтириш мумкин.
Масалан, H2S2O7, H2Cr4O13, H2W4O13 - изополикислоталар. H3BO3.
12WO3.3H2O H9[B(W2O7)6](боровольфрамат кислотаси),
H7[P(Mo2O7)6](фосфорномолибдат кислотаси),
H7[P(W2O7)6] (фосфорновольфрамат кислотаси), H8[Si(Mo2O7)6] (кремниймолибдат кислотаси), H8[Si(W2O7)6] (кремнийвольфрамат кислотаси)-гетерополикислоталар.
Ҳар бир металл атомининг (W ёки Mo) атрофида октаэдр шаклида
(МО6) 6 кислород атоми жойлашади, улардан тўртта кислород атоми кўприк
вазифасини ўтаб бошқа октаэдрлар билан боғланади. Бешинчи кислород
атоми эса учта октаэдрларни боғлайди; фақат олтинчи кислород атоми бўш
қолади, яъни кўприк вазифасидан озод бўлади.
6.Циклик комплекс бирикмалар (хелатлар). Ички сферасида цикллари
бўлган комплекс бирикмалар циклик ёки хелат бирикмалар деб аталади.
Масалан: мис, хром, кобальт,платина металларни глицин
(NH2CH2COOH) ёки аланин (CH3CHNH2COOH) билан комплекслари. Бу каби
бирикмалар - хелатлар ёки ички комплекс бирикмалар деб аталади.


19. Доривор препаратларнинг таъсир механизмида комплекс ҳосил бўлишнинг аҳамияти. Комплекс хосил бўлишининг баъзи дори-дармон препаратларини ностероидли яллиғланишга қарши таъсир қилиш механизмидаги ахамияти.
Дорилар организмга сурилгандан сўнг , қон оқими орқали орган ва туқималарга
тўсиқлардан яхши утадиган фармакологик воситалар организмдаги барча хужайра ва тўқималарга тарқалади. Агар дорилар организмга хужайра мембраналари орқали эмас балки эркин холда утадиган бўлса, улар организмдаги суюқликлар рецепторлари орқали хужайра ичига узатилади. Баъзи бир дори воситалари хайвонлар организмида бирдек тарқалмайди ва шунингдек улар, орган ва туқималарга турли вақтларда этиб боришлиги туфайли, метоболизмга учраб ,таъсир кучи пасайишига сабаб бўлади.
Организмда қон билан марказий асаб тизими уртасидаги гемато энцефалитли, ҳомила билан она қони уртасидаги плацентали, кўз ички мухити билан кўз олмасининг томирли пардаси уртасидаги, офтомологик ҳамда сперматогенли эпителий билан қон уртасидаги тусиқларнинг мавжуд эканлиги, купгина дорилар таъсирини тулиқ намоён булишига имкон бермайди. Мисол учун: бензилпенициллин, кимётерапевтик восита
сифатида организмга юборилганда унинг бир қисмигина гистологик қон
тусиқларидан утганлиги сабабли, ҳаттоки унинг таъсирига сезувчи булган микробларни хам улдира олмайди Дори моддаларини молекулаларда оқсиллар билан бирлашиши,организмда уларни тулиқ тарқалиши учун замин яратилади. Бирлашган
бўндай оқсиллар хужайралар аро ҳудудларда, цитоплазмада ва айрим холларда эса, хўжайра ядросида хам хосил булиши мумкин.Ушбу хусусият (сульфаниламидлар, антибиотикларва бошқалар ) қўлланилган пайтида ҳам яққол намоён бўлади.
Организмда дори моддаларини оқсил билан бирикиши натижасида
Терапевтик биотрансфармация жараёнида қатнашиши ва ажралиб чиқиши секинлашади.
Курсатилган барча учала ҳолатларда ҳам, дори молекулалари иштирок
этиши мумкин. Яллиғланишга қарши дорилар – яллиғланиш жараёнини сусайтиришда қўлланиладиган дорилар; улар сиртга, оғиз орқали, ректал ва инъекцион қўллаш учун мўлжалланган бўлиб, деярли барча дори шакллари ҳолида ишлаб чиқарилади. Яллиғланишга қарши дориларни қўллаш яллиғланиш жараёни қайси аъзода кузатилаётганлиги, унинг патогенези ва бошқа(лар)га боғлик.Фармакологик фаол бирикмаларнинг турли гуруҳларига мансуб кўпгина дори воситалари яллиғланиши қарши таъсирга эга, улар яллиғланишнинг сабаблари, табиати ва таснфидан қатьи назар унга қарши таъсир кўрсатади.Инфекция сабабли яллиғланишда антибиотиклар ва бошқа(лар) кимётерапевтик воситалар қўлланилади, улар микроорганизмларнинг ҳаёт фаолиятини сусайтиради ва микрофлора муҳитидаги яллиғланиш жараёнига нисбатан таъсир қилади. Алоҳида кимётерапевтик воситалар (масалан, сульфаниламидлар, тетрациклинлар ва бошқа(лар)) ҳам яллиғланиш жараёнларини бартараф этади, лекин уларнинг самараси кам.Кимёвий тузилишига кўра яллиғланишга қарши дорилар стероид ва ностероид гуруҳларга бўлинади.Буйрак усти безлари пўстлоғи гормонлари ва уларнинг синтетик ўриндошлари – глюккортикоидларнинг амалий аҳамияти катта бўлишига қарамай, улардан фойдаланганда баъзи нохуш ҳолатлар рўй беради. Шу боис уларни ўз билгича қабул қилиш ярамайди. Яллиғланишга қарши стероид воситаларга резорбтив (гидрокортизон, преднизолон, десаметазон ва бошқа(лар)) ва маҳаллий таъсир қилувчи (флюоцинолон ацетонид, флюметазон пивапат, бетаметазон ва бошқа(лар)) глюкокортикоидлар кириб уларнинг таъсири иммунодепрессив таъсир билан биргаликда намоён бўлади; ностероид воситаларга карбон кислоталарнинг баъзи ҳосилалри (пиразолон, оксикам ва бошқа(лар)) киради. Бир қатор огриқ қолдирувчи дорилар ҳам яллиғланишга қарши дорилар сифатида ишлатилади. Булар яллиғланишга қарши таъсири жиҳатидан глюкокортикоилардан кучсизроқ, қўшимча касалликларни ҳам нисбатан кам келтириб чиқаради. Шу туфайли оғриқ қолдирувчи дорилар бўғимлар, мушаклар ва ички аъзолар яллиғланишида кенг қўлланилади. Улар анальгетик ва иситма туширувчи таъсирга эга. Кўпгина доривор ўсимликлар (масалан, бўйимодарон, маврак ва бошқа(лар)) баъзи тери ва шиллиқ қаватлар касалликларида яллиғланишга қарши яхши наф беради. Меъда-ичак йўллари яллиғланганда (айниқса, болаларда) шилимшиқ ҳолидаги дори буюрилади. У бевосита яллиғланишга қарши таъсир этмай, фақат шиллиқ пардани ўраб олади ва уни ҳар хил таъсирлардан сақлайди.
20. Биометалларнинг мавжуд бўлиш шакллари, уларнинг координацион-кимёвий тавсифлари ва улар иштирокида содир бўладиган жараёнлар. Биометалларни биолигандлар билан координацион бирикмаларининг умумий тавсифи. Бирикмаларнинг кимёвий ва биологик фаоллиги ўртасидаги боғланишни ўрганишдаги назарий ёндошувлар.
Eng muhim biometallarning biologik roli
Biyoorganik kimyo asosan biokoordinatsion kimyo hisoblanadi, chunki metall ionlari organizmlarda murakkab (koordinatsion) birikmalar shaklida mavjud. Har xil turdagi bioligandlar turli donor atomlari to'plamiga ega: O, S, N, P, - ular bilan ko'pchilik metallar koordinatsion bog'lanishlarni hosil qiladi.

Biogen metallarga quyidagi 10 ta kiradi: s-elementlar Na, K, Mg, Ca; 3d elementlar Mn, Fe, Co, Cu, Zn va faqat bitta 4d element - Mo. Yuqorida aytib o'tilgan 10 ta metaldan tashqari, ko'plab boshqa metallar ham biogen xususiyatlarga ega, ammo ularning roli hali to'liq ochib berilmagan. Biyojenik metallar turli xil xususiyatlarga ega bo'lganligi sababli, aksariyat hollarda ularning davriy jadvaldagi mavqeiga mos keladi, shuning uchun ularning biologik funktsiyalari har xil (4-jadval). Shunday qilib, gidroksidi metall ionlari, hech bo'lmaganda, koordinatsion bog'lanishni shakllantirishga qodir, tanadagi elektrolitlar muhitini yaratishda ishtirok etadi, organlar va to'qimalarda osmotik bosimning farqi tufayli moddalarni yutish jarayonlarini aniqlaydi. Kam eriydigan birikmalar hosil qiladigan Ca2 + ionlari organizmning "tayanch" tizimlari: skelet, xaftaga uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Biometallar barcha fermentativ tizimlarning taxminan 30% markazlari (1-jadval). Shunday qilib, oson gidrolizlanadigan metallar (Mg, Zn) fermentativ gidroliz reaktsiyalarida qatnashadi; o'zgaruvchan valentlik va o'zgaruvchan koordinatsion sonni (Cu, Fe, Mo) namoyish qiluvchi metallar ko'plab oksidlanish-qaytarilish jarayonlarini tartibga soladi. Biosfera - bu ham makro, ham mikro darajada mobil muvozanatga ega muhit. Biosferadagi elementlar hujayra ichidagi yoki hujayradan tashqari bo'shliqda tarqalishi bilan tavsiflanadi. Masalan, hujayradan tashqari elementlar Na, Ca, Cu, Mo, Cl, Si, Al va hujayra ichidagi elementlar K, Mg, Fe, Co, Zn, Ni, Mn, S, P, Se

Amaliy kimyo boshlanganidan to hozirgi kungacha kimyo sohasida olimlar turli xil maqsadlarni ko'zladilar, ammo asosiylari shulardan ikkitasi - yangi materiallar ishlab chiqarish va samarali dori-darmonlarni yaratish edi. Farmatsevtika ishlab chiqarish jarayoni odatda quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
1) biologik maqsadni tanlash, dori terapevtik ta'sirga olib keladigan ta'sir;
2) birikmalar kimyoviy laboratoriyasida sintez;
3) in vitro biotestlar (eksperimental in vitro skrining), namunaviy sozlash shakl. 1.1.;
4) in vivo jonli bioassaylar (masalan, kalamushlarda, primatlar va boshqalarda)
5) klinik sinovlar;
6) ishlab chiqarish texnologiyasini ishlab chiqish va optimallashtirish.
Ushbu metodologiyadan foydalangan holda bitta dori ishlab chiqarish o'rtacha 5 dan 16 yilgacha davom etadi, bozorga yetib kelmagan dori-darmonlarni hisobga olgan holda xarajatlar ko'pincha milliard dollardan oshadi [1]. Shubhasiz, bunday xarajatlar juda katta, chunki taxminan 1 million sintezlangan aralashmaning faqat 3-5 ta prototipi skrining natijasida ajratib olinadi. Ushbu birikmalar sintetik kimyogarlar tomonidan 10000 ga yaqin yangi prototip hosilalarini olish uchun o'zgartirilib, shundan atigi uchta birikma klinik sinovlar bosqichiga etib boradi. Shu munosabat bilan olimlar intensiv ravishda giyohvand moddalarning ta'sir qilish mexanizmlarini o'rganish, faolligini prognoz qilish, yangi dori vositalarining virtual dizayni kabi nazariy (yoki ularni tez-tez silikon deb atashadi) usullarini yaratmoqdalar [2-45]. Ushbu yondashuvlar in vitro (biologik skrining) virtual bioassaylarni o'tkazishga, faqat potentsial faol birikmalarni ajratishga va shundan keyingina ularning sintezi va biologik testlarini o'tkazishga imkon beradi.