Металлы в живых организмах - [38]

Таллий

В технике применяют металлический таллий, его оксиды и соли. Этот металл и его соединения также токсичны и в этом отношении несколько напоминают свойства свинца. Особенно токсичны соединения одновалентного таллия.

Таллий, попав в организм, накапливается в волосах, костях, почках, мышцах. Одним из симптомов отравления таллием является выпадение волос. Поражаются желудочно-кишечная система, нервная система и почки.

Хром

Хром, важный для металлургии элемент, применяется как в виде металла, так и в форме соединений со степенями окисления +3 и +6. Степень окисления +2 встречается практически редко. Соединения со степенью окисления +3 и +6 ядовиты, особенно это относится к степени окисления +6 (хроматы и бихроматы). Отравления могут происходить при вдыхании пыли, содержащей соединения хрома; эти соединения всасываются и кожей!

Ион хрома (III) соединяется с белками, содержащими железо, белками печени, костного мозга, нуклеиновыми кислотами и накапливается в легких. Доказано, что соединения хрома вызывают рак легких и различные аллергии.

Предельно допустимая концентрация — всего 0,0001 мг/л.

Магний

Этот металл не является токсичным в том смысле, в каком мы говорили об опасных металлах. Наоборот, присутствие магния необходимо для организма — ионы этого металла выполняют важную работу по регулированию активности многих ферментов.

Но все в меру! Избыточное количество соединений магния может оказать и вредное действие. В легких оксид магния, который легко летуч, вызывает болезненные явления ("литейная лихорадка"); на коже при частых контактах с соединениями магния могут возникнуть раздражения — дерматиты; введение ионов магния под кожу может вызвать паралич мышц.

Цинк

Соединения цинка, так же как и соединения магния играющие важную роль в метаболизме, более опасны, чем соединения магния.

Оксид цинка и пыль металлического цинка в легких вызывают патологические изменения (воспаления); при попадании на кожу соединения этого металла могут стать причиной развития экзем и дерматитов.

Нельзя пить воду, сохранявшуюся в оцинкованных баках: растворимые соединения цинка окажут вредное Действие на желудочно-кишечный тракт. Предельно допустимая концентрация оксида в воздухе — 0,005 мг/л.

Добавим к этому, что все другие металлы второй группы периодической системы, биологическая роль которых нам пока неизвестна, — именно стронций, барий[10], радий[11] — являются сильно токсичными.

Серебро и платина

Соли серебра безусловно ядовиты. На кожные покровы соли серебра оказывают прижигающее действие, и вместе с тем в руках врачей серебро — один из самых полезных металлов. Хорошо известно, что вода, профильтрованная через слой песка, в котором осаждено металлическое серебро ("серебряный песок"), практически стерильна — большинство микроорганизмов в ней убито. По тем же причинам вода, сохраняющаяся в серебряных сосудах, не портится годами. Ничтожного количества ионов серебра, попадающего в воду, достаточно, чтобы обезвредить опасные бактерии. Ионы серебра обладают высокой бактерицидностью.

Проф. П. Е. Ермолаев предложил пользоваться для лечения заболеваний, вызванных стрептококками и стафилококками (воспаления кожных покровов, ангины, гнойные раны и т. п.), очень слабым раствором аммиаката серебра (примерно 1-2 капли двухпроцентного раствора на 100 мл воды); этот раствор под названием "аммарген" оказался весьма полезным. В настоящее время он, к сожалению, почти полностью вытеснен сульфамидами и антибиотиками, хотя имеет по сравнению с ними то преимущество, что бактерии к нему не привыкают.

Назовем еще один металл, соединения которого, может быть, войдут в арсенал средств борьбы с раком. Это платина (отчасти также палладий). Комплексные соединения ионов платины с аммиаком, как доказано недавно тормозят развитие злокачественных опухолей. Несомненно, что медицина будущего сможет широко использовать ценные биологические свойства ионов различных металлов.

Предельно допустимые концентрации соединений металлов в питьевой воде

Таблица 6. Предельно допустимые концентрации соединений металлов в питьевой воде

Металлы, ионы | Предельно допустимая концентрация (в мг/л)

Бериллий(II) | 0,0002

Висмут (III) | 0,5

Висмут (V) | 0,1

Кадмий | 0,01

Ртуть(II) | 0,005

Диэтилртуть | 0,0001

Никель | 0,1

Свинец | 0,1

Титан | 0,1

Цинк | 0,3

Медь | 1,0

Хром (VI) | 0,1

Железо (III) | 0,5

Полезно обратить внимание на то, что, казалось бы, безвредные металлы в действительности требуют осторожного отношения к тем концентрациям, в которых они могут оказаться в питьевой воде. Соли железа в избытке не только портят вкус воды, но и проявляют вредное действие, и притом более значительное, чем медь. Токсичность никеля практически равна таковой свинца; примеси бериллия или ртути исключительно опасны.

Санитарный надзор должен следить за чистотой воды как с бактериологической, так и с химической точки зрения.

Глава 13. Как определяют содержание металлов в биологических материалах

Исследование функций ионов металлов в организмах требует в первую очередь разработки точных методов качественного и количественного анализа, позволяющих обнаружить тот или иной металл и измерить его концентрацию в биологических материалах (в крови, мышечной ткани и др.). Для решения всех этих задач современная наука располагает мощным арсеналом химических и физико-химических средств исследования. За последние годы громоздкие и трудоемкие химические методы все чаще уступают место физико-химическим, основанным на явлениях поглощения, испускания, рассеяния и отражения света, избирательной адсорбции и радиоактивности. Аналитическая химия биологических материалов ныне представляет собой огромную, хорошо разработанную область науки. В рамках этой книги мы ограничимся описанием некоторых физико-химических методов, в которых важную роль играют оптические свойства исследуемых соединений.