14.05.2003 11:34
Металлы, например, мышьяк, известны по преимуществу своим пагубным воздействием на человеческий организм. Тем не менее, не следует судить их слишком строго √ ведь они необходимы для нормального течения множества базовых жизненных процессов. Металлы не очень разборчивы при взаимоотношениях с другими молекулами, поэтому они помогают многим процессам в клетке, например, ускоряя химические реакции или перенося электроны при производстве энергии. С другой стороны, они очень активны, а потому могут быть и вредоносны. Исследователям, изучающим металлы во всех живых организмах от микроба до человека, становится все более ясно, что все дело в количестве. Как это сформулировал еще в XVI веке Парацельс "Яд от лекарства отличает доза".
Металлы в медицине
Металлы √ одновременно друзья и враги человеческого здоровья. На продуктовых этикетках часто указывается набор минералов, которые можно получить, съев продукт. Самый известный недуг, связанный с нехваткой металла √ анемия, но дефицит металлов может привести и к более серьезным вещам √ болезням сердца, диабету, расстройствам нервной деятельности. А передозировка тех же самых металлов не сулит ничего хорошего, а избыток того же железа может принести даже смерть.
Природа использует большой диапазон металлов (в ферментах и белках) для поддержания реакций в биологических системах. Встает вопрос - а почему бы не использовать их с той же целью и людям. Сейчас специалисты по всему миру изучают разнообразные лекарства, которые могут имитировать благоприятное действие определенных металлов. Это новое поле деятельности для фармацевтической промышленности.
Океаны √ металлическая пустыня
∙ Металлы могут убивать и могут лечить
В то время, как у человека, идущего в магазин, есть большой выбор источников металлов, металлы в океане √ совсем другая история. По сведениям Франсуа Миреля из Принстона и Нила Прайса из университета МакГилл, микроскопическим растениям, плавающим у поверхности океана, приходится извлекать из воды все крупинки металла, которые они там обнаружат. Эти растения, называемые фитопланктоном, ответственны за половину объема всего фотосинтеза на Земле, и именно они являются основной причиной, по которой океану принадлежит важная роль в удалении углекислого газа из атмосферы.
Не менее десятка элементов из числа извлекаемых фитопланктоном из воды являются металлами, присутствующими только в следовых количествах. Чтобы избежать дефицита, растения применяют целый набор трюков, задействуя крупные молекулы, быстро прикрепляющиеся к ионам или разрушая комплексы металлических ионов в растворе. Это помогает раздвинуть границы физически и химически возможного.
Этот вкусный мышьяк
У других организмов √ другие диетические и энергетические потребности. Ученые обнаружили, что бактерии, переваривающие такие металлы, как мышьяк и селен, стали распространяться повсеместно. Ученые находят эти микроорганизмы в морских и пресноводных отложениях, горячих ключах, золотых рудниках и даже в пищеварительном тракте животных. Для всех этих сред характерны отсутствие кислорода и солнечного света. А значит, микроорганизмы не могут использовать фотосинтез, а получают энергию из химических реакций, в которых мышьяк может принимать участие.
Рональд Оремланд из Геологической службы США обнаружил новые разновидности "любящих" мышьяк бактерий. Находка заставила его поверить, что эти организмы могут играть существенную роль в вымывании мышьяка из каменистых поверхностей, где они находились изначально, в водоносные слои и другие источники питьевой воды. Предположительно, такие бактерии могут оказаться где-нибудь на Марсе или Европе. В тех местах, где в результате вулканической активности мышьяк может оказаться в изобилии, могли возникнуть примитивные экосистемы, не нуждающиеся в кислороде, утверждает Оремлэнд.
Ученые привыкли проводить четкие границы между химией биологических систем и химией всего остального. Сегодня эти границы рушатся, а металлы становятся все более активным участником мира биологического. Более того, появились предположения, что взаимодействие ферментов со скоплениями железа или серы могли помочь самым ранним формам жизни закрепиться на Земле. И с тех пор эволюция старательно балансировала на грани между лекарством и отравой.
NTR.ru
Свердловская область: В камышловском районе будет опробован уникальный аппарат для сжигания пестицидов
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.