Файл: Реферат " Медико фармацевтические аспекты превращений алюминия in vivo и in vitro ".docx
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 164
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Университет " Синергия"Медицинский факультетКафедра химииРеферат" Медико- фармацевтические аспекты превращений алюминия in vivo и in vitro ".Выполнила:Боровкова А.А.,1 курса, ДСЛД-101 группы,Специальность Лечебное делонаучный руководительРягин С.Н., зав. кафедрой химииг.Москва 2022Содержание:
В пробирке in vitro:Тестирование in vitro происходит в лаборатории и включает в себя изучение микроорганизмов, клеток человека или животных в культуре. Эта методология позволяет оценивать различные биологические явления в конкретных клетках без отвлекающих факторов и потенциальных запутывающих переменных, присутствующих в целых организмах.Фармацевтические испытания invitro:Новые лекарственные препараты проходят тестирование in vitro, прежде чем начинаются клинические испытания. Во время доклинического испытания in vitro исследователи подвергают клетки-мишени воздействию нового препарата и контролируют его действие. Тестирование определяет обладает ли новый препарат токсическими и канцерогенными эффектами.В естественных условиях(invivo)Тестирование in vivo, особенно в клинических испытаниях, является жизненно важным аспектом медицинских исследований в целом. Исследования in vivo дают ценную информацию о влиянии конкретного вещества или прогрессировании заболевания на весь живой организм. Основными видами тестов in vivo являются исследования на животных и клинические испытания.Исследования на животных:Ученые используют исследования на животных для выявления механизмов, лежащих в основе различных процессов заболевания, и для оценки безопасности новых методов лечения.Исследования на животных служат своего рода промежуточным звеном между экспериментами in vitro и испытаниями на людях. Большинство исследований на животных используют лабораторных мышей или крыс, которые почти генетически идентичны. В результате исследователи могут отслеживать различные биологические эффекты внутри сложных организмов.Алюминий и его формы существования в организме человека (ионы, молекулы, агрегаты, ассоциаты, кристаллы).В организме животных и человека алюминий содержится в видемикроэлемента, но его роль учёные до конца не выяснили. В частности,выяснено, что он стимулирует рост и развитие тканей – костной,соединительной и эпителиальной; способствует процессам восстановления ирегенерации; влияет на активность ферментов, пищеварительных иоколощитовидных желез. В тканях организма алюминий содержится в
разных количествах – это зависит от того, где мы живём: как правило, впечени, костях и головном мозге его накапливается больше всего.Суточная потребность организма в алюминии не выяснена. В некоторыхисточниках можно найти цифры от 2,45 до 50 мг; в целом считается, чтопотребность в алюминии удовлетворяется полностью, за счёт продуктовпитания; в нашем рационе в сутки может содержаться до 100 мг этогоэлемента.Из всего алюминия, поступающего в организм с продуктами питания, вЖКТ всасывается всего 2-4%, но он может поступать и через лёгкие. Свозрастом в лёгких и головном мозге его становится больше, а выводится оннесколькими путями: с потом, выдыхаемым воздухом, мочой и калом.Дефицит алюминия может развиться в том случае, если в организм егопопадает меньше 1 мкг в сутки, но о негативном влиянии такого состояния начеловека ничего не известно – скорее всего, дефицит алюминия у людейбывает крайне редко. На животных дефицит алюминия влияет: у них слабеютконечности, нарушается координация движений, задерживаются инарушаются процессы размножения и роста.При повышенном содержании алюминия в организме человека могутвозникать серьёзные и даже необратимые изменения, опасные для здоровья ирезко сокращающие продолжительность жизни, хотя данных о летальнойдозе у учёных сегодня нет. Токсической дозой считается 5 г в сутки, но порогтоксичности ещё ниже.Необратимые изменения в организме – например, в лёгких, появляютсяу рабочих на вредных производствах: у них может быть не тольковоспаление лёгких и бронхов, но и фиброзные изменения в их тканях.Поражаться могут не только лёгкие, но и кости, костный мозг, центральнаянервная система, почки, молочные железы, матка и яичники.Причиной избытка алюминия может стать не только работа на вредныхпроизводствах: он возникает при повышенном содержании этого элемента впитьевой воде, продуктах питания и воздухе, при длительном леченииопределёнными лекарствами и при хронической почечной недостаточности.Негативных и патогенных проявлений избытка алюминия много.Прежде всего, могут нарушаться функции ЦНС: ухудшается память,появляется нервозность и депрессия; могут развиться болезни Паркинсона иАльцгеймера, энцефалопатия и т.д.Нарушается фосфорно-кальциевый обмен, развивается остеопороз и
другие заболевания опорно-двигательного аппарата; возможно такжевозникновение алюминоза, когда в тканях лёгких происходят патологическиеизменения, вызывающие постоянный кашель, боли в желудке и во всём теле,снижение веса и аппетита, расстройства пищеварения, запоры, изменения всоставе крови. Функция почек тоже нарушается, увеличивается рискобразования камней; ухудшается всасывание железа, развивается анемия;иммунитет нарушается, и возникают аутоиммунные заболевания; происходятсбои в обмене веществ. В последнее время появились данные о том, чтоалюминий может вызывать мутации.Лечение при избытке алюминия может быть восстановительным, номожно также замедлять его всасывание с помощью лекарств и БАД, в составекоторых есть медь, железо, марганец, цинк, фосфор, магний, кальций. Химические свойства алюминия:С галогенами с образованием галогенидов:2Al + 3I2 → 2AlI3С серой с образованием сульфидов:2Al + 3S → Al2S3Алюминий реагируют с фосфором . При этом образуются бинарные соединения — фосфиды:Al + P → AlPАлюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия:4Al + 3C → Al4C3Алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:4Al + 3O2 → 2Al2O3С водой с образованием гидроксида алюминия и водорода:2Al0 + 6H2+O → 2Al+3(OH)3 + 3H20Алюминий с соляной кислотой:2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑При нагревании реакция с образованием оксида серы (IV), сульфата алюминия и воды:2Al + 6H2SO4(конц.) → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OС разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием молекулярного азота:10Al + 36HNO3 (разб) → 3N2 + 10Al(NO3)3 + 18H2OПри взаимодействии алюминия в виде порошка с очень разбавленной азотной кислотой может образоваться нитрат аммония:
8Al + 30HNO3(оч.разб.) → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2OПри взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 ↑Содержание алюминия и его соединений в организме человека в целом, в органах и тканях, клетках.В организм человека ежесуточно поступает от 5 до 50 мг алюминия, в зависимости от региона проживания. Растительные продукты содержат в 50–100 раз больше алюминия, чем продукты животного происхождения. Известно, что использование алюминиевой посуды при термической обработке пищевых продуктов или выпечке хлеба вызывает загрязнение пищи этим металлом. Источником поступления алюминия является также и питьевая вода, где его содержание составляет 2–4 мг/л. В ЖКТ человека всасывается 2–4% поступившего алюминия, причем лучше усваиваются растворимые соли, такие как AlCl3. Алюминий поступает в организм и через легкие, что при высоких показателях загрязнения воздуха соединениями алюминия может приводить к фиброзу.Содержание алюминия в организме взрослого человека невелико – 30–50 мг. Концентрация алюминия в тканях колеблется от 0,2 до 0,6 мкг/г. Среднее содержание алюминия (мкг/г) составляет в яичниках, семенниках, мозге – 0,4; мышцах – 0,5; печени – 2,6; легких – 18,2; лимфатических узлах – 32,5. В легких концентрация этого элемента при условии вдыхания пыли, содержащей соединения алюминия, может достигать 20–60 мкг/г.Депонируется алюминий в костях, печени, легких и в сером веществе головного мозга. С возрастом содержание этого элемента в легких и головном мозге увеличивается. Алюминий выводится из организма в основном с мочой, калом, потом и выдыхаемым воздухом.Алюминий входит в состав множества биомолекул, образовывая прочные связи с атомами кислорода или азота. Алюминий является постоянной составной частью клеток, где преимущественно находится в виде Al3+. Его присутствие в том или ином виде обнаружено практически во всех органах человека.Алюминий играет в организме важную физиологическую роль: участвует в образовании фосфатных и белковых комплексов; процессах регенерации костной, соединительной и эпителиальной ткани; оказывает, в зависимости от концентрации, тормозящее или активирующее действие на пищеварительные ферменты; способен влиять на функцию паращитовидных желез. Алюминий в небольших количествах необходим для организма, особенно для костной ткани, в случае же его избытка этот металл может представлять серьезную опасность для здоровья. В целом алюминий относят к токсичным (иммунотоксичным) элементам. Токсическая доза для человека – 5 г, данные о летальной дозе отсутствуют.
-
Введение. Основная характеристика медико-фармацевтических аспектов превращений алюминия in vivo и in vitro. (стр.3)
-
Основная часть реферата:
-
Алюминий и его формы существования в организме человека (ионы, молекулы, агрегаты, ассоциаты, кристаллы) (стр.5).
-
Заключение (стр.17).
-
in vitro - указывает, что медицинские процедуры, тесты и эксперименты исследователи проводят вне живого организма. Исследование in vitro проводится в контролируемой среде, такой как пробирка или чашка Петри.
-
in vivo - указывает, что исследование проводится в естественных условиях. Это относится к тестам, экспериментам и процедурам, которые ученые выполняют на живом организме, таком как человек, лабораторное животное или растение.
В пробирке in vitro:Тестирование in vitro происходит в лаборатории и включает в себя изучение микроорганизмов, клеток человека или животных в культуре. Эта методология позволяет оценивать различные биологические явления в конкретных клетках без отвлекающих факторов и потенциальных запутывающих переменных, присутствующих в целых организмах.Фармацевтические испытания invitro:Новые лекарственные препараты проходят тестирование in vitro, прежде чем начинаются клинические испытания. Во время доклинического испытания in vitro исследователи подвергают клетки-мишени воздействию нового препарата и контролируют его действие. Тестирование определяет обладает ли новый препарат токсическими и канцерогенными эффектами.В естественных условиях(invivo)Тестирование in vivo, особенно в клинических испытаниях, является жизненно важным аспектом медицинских исследований в целом. Исследования in vivo дают ценную информацию о влиянии конкретного вещества или прогрессировании заболевания на весь живой организм. Основными видами тестов in vivo являются исследования на животных и клинические испытания.Исследования на животных:Ученые используют исследования на животных для выявления механизмов, лежащих в основе различных процессов заболевания, и для оценки безопасности новых методов лечения.Исследования на животных служат своего рода промежуточным звеном между экспериментами in vitro и испытаниями на людях. Большинство исследований на животных используют лабораторных мышей или крыс, которые почти генетически идентичны. В результате исследователи могут отслеживать различные биологические эффекты внутри сложных организмов.Алюминий и его формы существования в организме человека (ионы, молекулы, агрегаты, ассоциаты, кристаллы).В организме животных и человека алюминий содержится в видемикроэлемента, но его роль учёные до конца не выяснили. В частности,выяснено, что он стимулирует рост и развитие тканей – костной,соединительной и эпителиальной; способствует процессам восстановления ирегенерации; влияет на активность ферментов, пищеварительных иоколощитовидных желез. В тканях организма алюминий содержится в
разных количествах – это зависит от того, где мы живём: как правило, впечени, костях и головном мозге его накапливается больше всего.Суточная потребность организма в алюминии не выяснена. В некоторыхисточниках можно найти цифры от 2,45 до 50 мг; в целом считается, чтопотребность в алюминии удовлетворяется полностью, за счёт продуктовпитания; в нашем рационе в сутки может содержаться до 100 мг этогоэлемента.Из всего алюминия, поступающего в организм с продуктами питания, вЖКТ всасывается всего 2-4%, но он может поступать и через лёгкие. Свозрастом в лёгких и головном мозге его становится больше, а выводится оннесколькими путями: с потом, выдыхаемым воздухом, мочой и калом.Дефицит алюминия может развиться в том случае, если в организм егопопадает меньше 1 мкг в сутки, но о негативном влиянии такого состояния начеловека ничего не известно – скорее всего, дефицит алюминия у людейбывает крайне редко. На животных дефицит алюминия влияет: у них слабеютконечности, нарушается координация движений, задерживаются инарушаются процессы размножения и роста.При повышенном содержании алюминия в организме человека могутвозникать серьёзные и даже необратимые изменения, опасные для здоровья ирезко сокращающие продолжительность жизни, хотя данных о летальнойдозе у учёных сегодня нет. Токсической дозой считается 5 г в сутки, но порогтоксичности ещё ниже.Необратимые изменения в организме – например, в лёгких, появляютсяу рабочих на вредных производствах: у них может быть не тольковоспаление лёгких и бронхов, но и фиброзные изменения в их тканях.Поражаться могут не только лёгкие, но и кости, костный мозг, центральнаянервная система, почки, молочные железы, матка и яичники.Причиной избытка алюминия может стать не только работа на вредныхпроизводствах: он возникает при повышенном содержании этого элемента впитьевой воде, продуктах питания и воздухе, при длительном леченииопределёнными лекарствами и при хронической почечной недостаточности.Негативных и патогенных проявлений избытка алюминия много.Прежде всего, могут нарушаться функции ЦНС: ухудшается память,появляется нервозность и депрессия; могут развиться болезни Паркинсона иАльцгеймера, энцефалопатия и т.д.Нарушается фосфорно-кальциевый обмен, развивается остеопороз и
другие заболевания опорно-двигательного аппарата; возможно такжевозникновение алюминоза, когда в тканях лёгких происходят патологическиеизменения, вызывающие постоянный кашель, боли в желудке и во всём теле,снижение веса и аппетита, расстройства пищеварения, запоры, изменения всоставе крови. Функция почек тоже нарушается, увеличивается рискобразования камней; ухудшается всасывание железа, развивается анемия;иммунитет нарушается, и возникают аутоиммунные заболевания; происходятсбои в обмене веществ. В последнее время появились данные о том, чтоалюминий может вызывать мутации.Лечение при избытке алюминия может быть восстановительным, номожно также замедлять его всасывание с помощью лекарств и БАД, в составекоторых есть медь, железо, марганец, цинк, фосфор, магний, кальций. Химические свойства алюминия:С галогенами с образованием галогенидов:2Al + 3I2 → 2AlI3С серой с образованием сульфидов:2Al + 3S → Al2S3Алюминий реагируют с фосфором . При этом образуются бинарные соединения — фосфиды:Al + P → AlPАлюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия:4Al + 3C → Al4C3Алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:4Al + 3O2 → 2Al2O3С водой с образованием гидроксида алюминия и водорода:2Al0 + 6H2+O → 2Al+3(OH)3 + 3H20Алюминий с соляной кислотой:2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑При нагревании реакция с образованием оксида серы (IV), сульфата алюминия и воды:2Al + 6H2SO4(конц.) → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OС разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием молекулярного азота:10Al + 36HNO3 (разб) → 3N2 + 10Al(NO3)3 + 18H2OПри взаимодействии алюминия в виде порошка с очень разбавленной азотной кислотой может образоваться нитрат аммония:
8Al + 30HNO3(оч.разб.) → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2OПри взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 ↑Содержание алюминия и его соединений в организме человека в целом, в органах и тканях, клетках.В организм человека ежесуточно поступает от 5 до 50 мг алюминия, в зависимости от региона проживания. Растительные продукты содержат в 50–100 раз больше алюминия, чем продукты животного происхождения. Известно, что использование алюминиевой посуды при термической обработке пищевых продуктов или выпечке хлеба вызывает загрязнение пищи этим металлом. Источником поступления алюминия является также и питьевая вода, где его содержание составляет 2–4 мг/л. В ЖКТ человека всасывается 2–4% поступившего алюминия, причем лучше усваиваются растворимые соли, такие как AlCl3. Алюминий поступает в организм и через легкие, что при высоких показателях загрязнения воздуха соединениями алюминия может приводить к фиброзу.Содержание алюминия в организме взрослого человека невелико – 30–50 мг. Концентрация алюминия в тканях колеблется от 0,2 до 0,6 мкг/г. Среднее содержание алюминия (мкг/г) составляет в яичниках, семенниках, мозге – 0,4; мышцах – 0,5; печени – 2,6; легких – 18,2; лимфатических узлах – 32,5. В легких концентрация этого элемента при условии вдыхания пыли, содержащей соединения алюминия, может достигать 20–60 мкг/г.Депонируется алюминий в костях, печени, легких и в сером веществе головного мозга. С возрастом содержание этого элемента в легких и головном мозге увеличивается. Алюминий выводится из организма в основном с мочой, калом, потом и выдыхаемым воздухом.Алюминий входит в состав множества биомолекул, образовывая прочные связи с атомами кислорода или азота. Алюминий является постоянной составной частью клеток, где преимущественно находится в виде Al3+. Его присутствие в том или ином виде обнаружено практически во всех органах человека.Алюминий играет в организме важную физиологическую роль: участвует в образовании фосфатных и белковых комплексов; процессах регенерации костной, соединительной и эпителиальной ткани; оказывает, в зависимости от концентрации, тормозящее или активирующее действие на пищеварительные ферменты; способен влиять на функцию паращитовидных желез. Алюминий в небольших количествах необходим для организма, особенно для костной ткани, в случае же его избытка этот металл может представлять серьезную опасность для здоровья. В целом алюминий относят к токсичным (иммунотоксичным) элементам. Токсическая доза для человека – 5 г, данные о летальной дозе отсутствуют.