Биологическая роль и применение в медицине

Цинк играет роль в нуклеиновом обмене, процессах транскрипции, стабилизации нуклеиновых кислот, белков и особенно компонентов биологических мембран, а также в обмене витамина А. Он участвует в синтезе нуклеиновых кислот и белка. Цинк присутствует во всех 20 иуклеотидилтрансфера;

зах, а его открытие в обратных транскриптазах позволило установить тесную взаимосвязь с процессами канцерогенеза. Элемент необходим для стабилизации структуры ДНК, РНК, рибосом, играет важную роль в процессе трансляции и незаменим на многих ключевых этапах экспрессии гена. Цинк обнаружен в составе более 200 ферментов, относящихся ко всем шести классам, включая оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, лигазы и изомеразы. Уникальность его заключается в том, что ни один элемент не входит в состав такого количества ферментов и не выполняет таких разнообразных физиологических функций.

Высокие концентрации цинка оказывают токсическое влияние на живые организмы. У человека они вызывают тошноту, рвоту, дыхательную недостаточность, фиброз легких. Цинк является канцерогеном.

Кадмий — один из самых токсичных тяжелых металлов. Большие количества кадмия очень опасны для здоровья. Как и многие другие тяжелые металлы, кадмий способен накапливаться в организме — период его полувыведения составляет 10—35 лет. Главным «хранилищем» кадмия в организме служат почки и печень. Также кадмий находится в поджелудочной железе, селезенке, трубчатых костях, других органах и тканях. В организме кадмий, как правило, находится в связанном состоянии — в комплексе с белком-металлотионеином и альфа-2-глобулином, и в таком виде он менее токсичен. Даже «связанный» кадмий, накапливаясь годами, способен привести к нарушению функций почек и образованию камней. Кадмий химически очень близок к цинку и может замещать его в биохимических реакциях, например выступать как псевдоактиватор или, наоборот, ингибитор, содержащих цинк белков и ферментов. Отравление кадмием происходит при употреблении воды, зерновых и овощей, растущих на землях, расположенных вблизи нефтеперегонных заводов и металлургических предприятий. Появляются невыносимая боль в мышцах, непроизвольные переломы костей (кадмий способен вымывать кальций из организма), деформация скелета, нарушения функций легких, почек и других органов. Избыток кадмия ингибирует синтез ДНК, белков и нуклеиновых кислот, влияет на активность ферментов, нарушает усвоение и обмен других микроэлементов (Zn, Си, Se, Fe), что способствует их дефициту. Избыток кадмия может вызвать возникновение злокачественных опухолей.

Наиболее тяжелой формой хронического отравления кадмием является болезнь итай-итай, характеризующаяся деформацией скелета с заметным уменьшением роста, поясничными болями, болезненными явлениями в мышцах ног, утиной походкой.

В связи с высокой токсичностью ртуть почти полностью вытеснена из медицинских препаратов. Экспериментально доказано, что сулема (дихлорид ртути) при введении в организм в микродозах вызывает следующие эффекты: стимулирует синтез иммуноглобулинов, усиливает кооперативное взаимодействие Ти В-лимфоцитов и образование интерлейкина-2, интерферона, способствует поддержанию высокого уровня цитотоксических Т-лимфоцитов, которые могут убивать опухолевые клетки. Ртуть используется в медицинских термометрах (в одном термометре содержится до 2 г ртути).