Медико-биологическое значение соединений хрома, молибдена, вольфрама

Все три металла являются микроэлементами живых организмов.

Хром Сr относится к биогенным элементам, содержащимся в растительных и животных организмах. Общая масса хрома у взрослого человека равняется приблизительно6мг.

Роль вольфрама W как микроэлемента мало изучена. Но, как и все тяжелые металлы, он не играет большой роли в живых организмах.

Молибден Моодин из десяти металлов жизни. Он является единственным элементом из числа тяжелых металлов и из всех элементов пятого периода, который природа выбрала в качестве важного микрокомпонента для построения живых организмов. Предполагается, что благодаря набору различных степеней окисления, т. е. разнообразным формам существования, стало возможным участие молибдена в биохимических процессах. Для молибдена характерно большое сродство к кислороду, при этом образуются прочные оксоформы молибдена. По-видимому, устойчивость этих соединений и определила тот факт, что молибден имеет жизненно важное значение. Так, известно, что молибденсодержащие ферменты участвуют в реакцях, связанных с переносом оксогрупп. Это обусловлено способностью молибдена образовывать прочные оксокомплексы, например [MoO (оксалат) (H₂O)₂O₂]^2- или [MoO₃(en)₂].

Из-за отрицательных значений окислительно-восстановительного потенциала молибден не образует в биологических системах устойчивых катионов в низших степенях окисления. В организме он существует в форме сложных по составу комплексов, в которых степень окисления молибдена +5 и +6. Этому состоянию молибдена соответствует координационные числа 5 и 6 для Мо (V), 6 и 4 для Мо (VI). В комплексах молибден связан, как правило, через кислород. Поэтому предполагают, что в биохимических реакциях молибден образует связи с карбоксильными и гидроксильными группами белков.

Молибден образует комплексы не только с кислородосодержащими легандами, но и с галогенными, тиацианатными (NCS^-) и цианидными (CN^-) лигандами.

Биологическая роль молибдена определяется прежде всего тем, что он входит в состав ферментов (их насчитывается семь), которые катализируют окислительно-восстановительные реакции в растительных и животных организмах. К ним относятся ксантидегидрогеназа, ксантиноксидаза, альдегидоксидаза и др. Эти ферменты катализируют реакции, связанные с переносом кислорода. Ксантиноксидаза (КОКС) — молибденсодержащий фермент млекопитающих. Катализирует реакции, связанные с обменом сложных белков. В частности, ксантиноксидаза катализирует окисление ксантина кислородом в мочевую кислоту: Ксантин+O₂+H₂O, a Мочевая кислота +Н₂О₂

Важная роль отводится молибдену в процессе мягкой фиксации азота воздуха. Молибденосодержащие ферменты катализируют процесс превращения молекулярного азота в аммиак и другие азотсодержащие продукты. Именно поэтому молибден является важным микроэлементом для растений. Доказано влияние молибдена на урожай многих сельскохозяйственных культур, особенно бобовых и зерновых.

Металлические детали, содержащие хром, не оказывают заметного токсического действия. Однако металлическая пыль раздражает ткани легких, что может привести к заболеванию. Известно, что соединение хрома (VI) значительно токсичнее, чем хрома (III). Все соединения хрома вызывают раздражение кожи, приводящие к возникновению дерматитов.

Таким образом, молибден-жизненно необходимый элемент, входит в состав фермента-ксантиноксидазы. Хром-примесный токсичный элемент.