Біологічна роль і медичне застосування сполук I-іii-ї аналітичних груп катіонів

В організмі людини й тварин йони Na⁺ і K⁺ містяться в макрокількостях і тому є життєво необхідними. Загальний вміст Натрію в організмі трохи більший від вмісту Калію: 0,25 і 0,22 % відповідно за масою. Основна біологічна роль цих йонів полягає у підтриманні водно-електролітного балансу, осмотичного тиску, кислотності біорідин. Катіони s¹-елементів необхідні для генерування біопотенціалів у нервовій системі та для регулювання роботи серцевого м'яза. Якщо катіон Na⁺ є основним позаклітинним, то К⁺ - внутрішньоклітинним йоном, що і є причиною виникнення біопотенціалів у клітинах.

Натрію хлорид NaCl, що постійно надходить в організм з їжею, є джерелом хлоридної кислоти для утворення шлункового соку. Крім того, його використовують в медицині у вигляді ізотонічного (0,9%) і гіпертонічного розчинів. Ізотонічний розчин вводять внутрішньовенно при втратах крові і застосовують при фізіологічних експериментах, а гіпертонічний – для хірургічних перев’язок.

Натрію гідрогенкарбонат NаНСО₃ є важливим компонентом буферної суміші, яка підтримує кислотно-основний стан деяких біорідин, служить для нейтралізації підвищеної кислотності шлункового соку.

Натрію бромід NaBr використовують в якості речовини, яка заспокоює нервову систему.

Натрію сульфат Na₂SO₄•10H₂O застосовують як послаблюючий засіб.

Йон амонію NH₄⁺ також віднесений до першої аналітичної групи катіонів, оскільки поводить себе аналогічно до йонів лужних металів, утворюючи добре розчинні у воді солі. При нагріванні солі амонію легко розкладаються, а продукти їх розкладання випаровуються. Користуючись цією властивістю, солі амонію можна повністю видалити із суміші інших неорганічних речовин.

Оскільки Нітроген входить до складу молекул значної кількості органічних сполук - біогенних амінів, білків, нуклеотидів, гемоглобіну, вітамінів, а кінцевим продуктом обміну цих речовин є сечовина і сечова кислота, то визначення катіонів амонію в біорідинах має велике значення для діагностики та лікування багатьох захворювань.

10%-ий розчин аміаку у воді – амонію гідроксид NH₄OH – під назвою “нашатирний спирт” використовують для збудження дихальних центрів при втраті свідомості.

В організмі людини йони срібла знаходяться у мінімальних кількостях у мозку, крові, печінці, кістках, пігментах очей і залозах внутрішньої секреції.

Із сполук Аргентуму добре розчиняється у воді нітрат, який використовують для оздоблення (посріблення) різних предметів, виготовлення фотоматеріалів, а у медичній практиці — як антисептичний засіб. Здавна бактерицидні властивості йонів Ag⁺ використовують для знезараження питної води, виготовлення бактерицидної вати та марлі, для лікування хворіб шкіри і важкозаживаючих язв.

Крім того, Аргентуму нітрат AgNO₃ використовують в медицині для припікання ран.

Біологічну роль сполук Меркурію і Плюмбуму до кінця не з'ясовано. Доведено, що в малих дозах сполуки Меркурію підвищують фагоцитарну активність лейкоцитів, впливають на процес кровотворення. У медицині використовують каломель — меркурію (І) хлорид Нg₂Cl₂ як послаблювальний та жовчогінний засіб. Ртуть і розчинні солі Меркурію дуже отруйні, оскільки блокують дію багатьох ферментних систем. Токсичними є також сполуки Плюмбуму, які спричинюють хронічні отруєння (сатурнізм). При цьому уражується центральна нервова система, порушується обмін гемоглобіну, виникають захворювання кишково-шлункового тракту. Особливо небезпечні його органічні похідні, зокрема тетраетилсвинець, який додають до різних сортів бензину для поліпшення його детонаційних властивостей.

Плюмбуму ацетат Pb(C₂H₅O)₂•3H₂O застосовують зовнішньо для свинцевих примочок при запалювальних захворюваннях шкіри і слизистих оболонок.

Йони Са²⁺ постійно містяться в організмі людини й тварин у макрокількостях. Вони необхідні для побудови тканин, оскільки мінеральні солі Кальцію у вигляді гідроксіапатиту Са₅ОН(РО₄)₃ є основою кісткової тканини, а фторапатит Са₅F(РО₄)₃ — емалі зубів.

У плазмі крові йони Кальцію перебувають у зв'язаному з білками стані та у вільному йонізованому вигляді. Вони підтримують нормальну здатність крові до згортання, впливають на кислотно-основний стан біологічних рідин, виявляють протизапальну дію. Крім того, йони Кальцію регулюють поділ клітин, відіграють важливу роль у функціонуванні серцевого м'яза, гальмують збудження центральної нервової системи.

Нестача Кальцію в організмі призводить до нервових розладів. З медичних засобів, що містять Кальцій, важливими є хлорид, глюконат та лактат кальцію, які використовують як протизапальні, протиалергійні та кровоспинні препарати.

Кальцію сульфат CaSO₄ застосовують в хірургії для приготування гіпсових пов’язок при переломах кісток, щоб надати їм нерухомості.

Барій і стронцій не відносять до біогенних елементів, в організмі вони містяться в малих кількостях (Ва — 10^-5, Sr — 10^-5% мас.). Сполуки Барію в малих дозах стимулюють діяльність кісткового мозку, але у великих дозах йони Ва²⁺ токсичні.

Барію сульфат BaSO₄, як малорозчинну у воді та кислотах сполуку, використовують у рентгеноскопії травного каналу, оскільки ця речовина не пропускає рентгенівського випромінювання.

Стронцій зміцнює зубну емаль, бере участь в утворенні кісткової тканини і тому накопичується переважно в кістках. Там він може заміщувати Кальцій, що входить до складу мінеральної основи кісткових тканин. Для організму дуже небезпечний радіонуклід Стронцію ₉₀Sr, який спричинює променеву хворобу, лейкоз та злоякісні пухлини кісток.