Круговорот цинка в природе сообщение

Обновлено: 02.07.2024

Цинк является физиологически активным микроэлементом. Он входит в состав некоторых важнейших энзимов и участвует в процессах синтеза и обмена белков, жиров, углеводов и др., однако повышенные концентрации этого металла является токсичными для гидробионтов. В связи с этим, содержание цинка в поверхностных водах суши нормируется.

Содержание

Введение………………………………………………………………………. 3
1. История открытия и происхождение названия цинка…………………. 4
2. Физические и химические свойства цинка……………………………… 5
3. Попадание и формы миграции цинка в водоемы..……………………… 6
4. Распределение и биоаккумуляция………………………………………. 9
5. Критические звенья круговорота…………………………………………. 11
Заключение
Список литературы

Вложенные файлы: 1 файл

Токсикология.doc

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Тюменская государственная сельскохозяйственная академия

Институт биотехнологий и ветеринарной медицины

Выполнил: студент 921 гр.

Проверил: зав. каф., к.б.н.

1. История открытия и происхождение названия цинка………………….

2. Физические и химические свойства цинка………………………………

3. Попадание и формы миграции цинка в водоемы..………………………

4. Распределение и биоаккумуляция………………………………………. ..

5. Критические звенья круговорота………………………………………….

Цинк относится к довольно распространенным элементам и входит в состав большого числа минералов. Наиболее распространенными из них являются благородный галмей (смитсонит) ZnCO3, сфалерит (цинковая обманка) ZnS, цинкит ZnO.

Основным природным источником поступления цинка в поверхностные воды являются процессы химического выветривания горных пород и минералов, сопровождающиеся их растворением.

Антропогенное загрязнение водных объектов соединениями цинка обусловлено их выносом со сточными водами многих отраслей промышленности, прежде всего горнодобывающих (рудообогатительных), металлургических, химических предприятий. Значительные количества меди могут поступать с сельскохозяйственных угодий, особенно в районах развитого садоводства и виноградарства.

Соединения цинка могут присутствовать в водах в растворённой и взвешенной формах. Соотношение между ними в значительной степени определяется величиной pH и составом воды, прежде всего, наличием органических веществ гумусовой природы (гуминовых и фульвокислот), а также других органических соединений, способных образовывать комплексные соединения с данными металлами. В малозагрязненных поверхностных водах суши концентрация растворенных форм цинка в большинстве случаев находится в пределах от долей до единиц микрограммов в кубическом дециметре. Более высокие концентрации растворенных форм, можно обнаружить в районах залегания соответствующих руд и при наличии в воде значительного количества гуминовых и фульвокислот.

1. История открытия и происхождение названия цинка

2. Физические и химические свойства цинка

Химические свойства. Цинк является довольно активным металлом. Он легко взаимодействует с кислородом, галогенами, серой и фосфором:

2 Zn + О2 = 2 ZnО (оксид цинка);

Zn + Сl2 = ZnСl2 (хлорид цинка);

Zn + S = ZnS (сульфид цинка);

3 Zn + 2 Р = Zn3Р2 (фосфид цинка).

При нагревании взаимодействует с аммиаком, в результате чего образуется нитрид цинка:

3 Zn + 2 NН3 = Zn2N3 + 3 Н2,

а также с водой:

Zn + Н2О = ZnО + Н2

Zn + Н2S = ZnS + Н2.

Образующийся на поверхности цинка сульфид предохраняет его от дальнейшего взаимодействия с сероводородом.

Цинк хорошо растворим в кислотах и щелочах:

Zn + Н2SO4 = ZnSO4 + Н2;

4 Zn + 10 НNО3 = 4 Zn(NО3)2 + NН4NО3 + 3 Н2О;

Zn + 2 КОH + 2 Н2О = К2[Zn(ОН)4] + Н2.

В отличие от алюминия цинк растворяется в водном растворе аммиака, так как образует хорошо растворимый аммиакат:

Zn + 4 NН4ОН = [Zn(NН3)4](ОН)2 + Н2 + 2 Н2О.

Цинк вытесняет менее активные металлы из растворов их солей.

СuSO4 + Zn = ZnSO4 + Сu;

СdSO4 + Zn = ZnSO4 + Сd (Никаноров, 1985)

3. Попадание и формы миграции цинка в водоемы

Среди минералов, в состав которых входит цинк, наиболее распространены сфалерит (сульфид цинка) и смитсонит, содержащий до 65 % цинка. Источниками поступления цинка в гидросферу являются океанические железо-магниевые конкреции и донные осадки вулканического происхождения. Только за счет гидротермических процессов, связанных с океанической вулканической деятельностью, в гидросферу поступает в среднем 4*1017 г/год цинка, или приблизительно 1/90 его ежегодного поступления с речным стоком.

В грунтах цинк легкоподвижен, но при миграции довольно быстро сорбируется органическими и минеральными веществами, в состав которых входят алюминий, железо, кремний, марганец и другие элементы. Именно высокая сорбционная способность некоторых веществ относительно цинка определяет его наиболыпее содержание в приповерхностном слое грунта. В грунтах цинк находится в разных формах - в составе слаборастворимых оксосульфатов, карбонатов, фосфатов, силикатов и других соединений, в комплексах с гуминовыми и фульвокислотами. В кислых почвах растворимость Zn выше, чем в нейтральных и щелочных. При высоком содержании фульвокислот и глицина его растворимость снижается. Эти факторы влияют на переход Zn с водосборной площади в водные объекты (Моисеенко, 2009).

Цинк попадает в природные воды в результате протекающих в природе процессов разрушения и растворения горных пород и минералов (сфалерит, цинкит, госларит, смитсонит, каламин), а также со сточными водами рудообогатительных фабрик и гальванических цехов, производств пергаментной бумаги, минеральных красок, вискозного волокна и другие (Васильев, 1989).

Значительное количество цинка поступает в водные объекты в результате техногенного загрязнения. Так, его накопление в хвостохранилищах - накопителях отработанных магнетитовых производств на протяжении года достигает 4 тыс. т. В зоне расположения фабрик по обогащению полиметаллических руд его содержание в грунтах достигает 0,3 %. Важные источники поступления цинка в водные объекты - рудниковые смывные воды и сточные воды гальванических цехов, производств лаков и красок, химических средств защиты растений, комбинатов цветной металлургии и тепловых электростанций, работающих на каменном угле.

В воде цинк существует главным образом в ионной форме или в форме его минеральных и органических комплексов, иногда встречается в нерастворимых формах: в виде гидроксида, карбоната, сульфида и др. В речных водах концентрация цинка обычно колеблется от 3 до 120 мкг/дм3, в морских - от 1,5 до 10 мкг/дм3. Содержание в рудных и особенно в шахтных водах с низкими значениями рН может быть значительным (Васильев, 1989).

Цинк относится к числу активных микроэлементов, влияющих на рост и нормальное развитие организмов. В то же время многие соединения цинка токсичны, прежде всего, его сульфат и хлорид ПДКв Zn2+ составляет 1 мг/дм3 (лимитирующий показатель вредности - общесанитарный), ПДКвр Zn2+ - 0,01 мг/дм3 (лимитирующий показатель вредности - токсикологический) (Васильев, 1989).

В поверхностных водах суши содержание цинка оценивается несколькими микрограммами в 1 л воды (мкг/дм8). Его количество в воде и грубодетритном иле имеет тенденцию к увеличению от гумидных к аридным ландшафтным зонам.

Каскадное расположение днепровских водохранилищ обусловливает постепенное оседание (седиментацию) взвешенных форм цинка, что и определяет возрастание его концентрации в донных отложениях от верхнего Киевского к нижерасположенному Каневскому водохранилищу. В процессах сорбции цинка важную роль играют гидробионты. Планктонные организмы могут адсорбировать до 40-48 % растворенного в воде цинка (Натарова, 1982).

Содержание цинка в океанических и морских водах значительно меньше, чем в речных. Для океанических вод средняя концентрация цинка оценивается в 7,6 мкг/дм3 (в том числе 7,0 - растворенных и 0,6 - взвешенных форм). Для морских вод эти величины несколько выше. При общей концентрации 11,0 мкг/дм3 на долю растворенных форм приходится 10,0, взвешенных - 1,0 мкг/дм3. В формировании микроэлементного состава морских вод исключительная роль принадлежит речному стоку. Это четко проявляется при сравнении содержания цинка в речной и морской водах, а также в воде эстуариев, в которые поступает речной сток.

Так, содержание цинка в воде устьевых участков рек составляет в среднем 90 мкг/дм3. В эстуариях или заливах вследствие уменьшения скорости течения и резкого ускорения седиментации общая концентрация цинка в воде снижается до 14,3 мкг/дм3, а в близлежащей акватории моря - еще в 2-3 раза. Указанные факторы обусловливают значительно меньшую концентрацию не только цинка, но и других микроэлементов (меди, марганца) в морских (океанических) водах по сравнению с речными(Натарова,1982).

4. Распределение и биоаккумуляция

Как и другие микроэлементы, цинк в больших концентрациях может становиться токсичным, что проявляется в блокировании передачи нервных импульсов, торможении подвижности рыб и других функциональных нарушениях соматических органов. Токсичность действия растворенного в воде цинка зависит как от его концентрации, так и от наличия других химических элементов в воде. Так, в присутствии кадмия и меди в воде токсичность цинка для рыб возрастает, и, наоборот, в воде, насыщенной кальцием и магнием, токсическое действие проявляется при значительно более высокой его концентрации (Романенко, 2004).

ХимTeam | ЕГЭ ХИМИЯ 2022 запись закреплена

Круговорот цинка

Продолжаем нашу рубрику с круговоротами, для каких элементов было бы полезно сделать еще такие схемы?

Цинк химически активен, является сильным восстановителем и взаимодействует со многими простыми веществами-неметаллами (кислородом, галогенами, серой), вытесняет водород из разбавленных кислот и растворов щелочей, при нагревании — из воды.

Живое вещество захватывает рассеянный свинец из растворов и частично из твердой фазы и вовлекает в биологический круговорот около 210×103 т/год металла на суше. Через фотосинтезиру-ющие организмы океана проходит не менее 110×103 т/год.

Соотношение разных форм свинца в миграционных потоках регулируется глобальными механизмами: океаническим осадкообразованием, фракционированием на разделе океан — тропосфера, процессами, происходящими при формировании аэрозолей и протекающими в педосфере. В глобальной системе циклов миграции свинца весьма важная роль принадлежит педосфере. В почвах путем взаимообусловленных равновесий происходит перераспределение различных форм нахождения металла. Крупные массы растворимых форм свинца, поступающие на поверхность континентов в процессе циклической миграции, частично закрепляются на поверхности дисперсных частиц, входят в состав устойчивых гумусовых соединений. Повышенная концентрация свинца в верхнем горизонте почвы традиционно объяснялась аккумулятивной деятельностью растений. Новые факты позволяют предполагать, что это явление в определенной мере связано с циклической миграцией металла в системе поверхность суши — тропосфера.

9.2. Глобальный цикл цинка

Геохимия цинка и свинца в земной коре тесно связана. Концентрация цинка возрастает аналогично концентрации свинца от вещества верхнеймантии (3×10-3 %) к главному выплавляемому продукту — базальту (1,3×10-2 %), несколько уменьшается в гранитах (6×10-3 %). Значительные массы цинка и свинца сосредоточены в постмагматических образованиях. В месторождениях свин-цово-цинковых руд аккумулировано более 20×10б т цинка. Это количество составляет всего 0,001 % массы цинка, находящегося в рассеянном состоянии в верхней части гранитного слоя земной коры мощностью 1 км.

Биосферная геохимия цинка и свинца существенно различается. Различие обусловлено в значительной мере ролью металлов в живом веществе Мировой суши. Свинец не имеет важного физиологического значения, он захватывается наземными растениями наряду с другими рассеянными металлами. Цинк — один из главных микроэлементов, он входит в состав ферментов, обусловливающих и регулирующих многие жизненные процессы, участвует в синтезе рибонуклеиновых кислот, необходим для синтеза хлорофилла. Цинкосодержащие ферменты участвуют в углеводном и фосфатном обмене. Для организмов животных весьма важное значение имеет карбоангидриза, содержащаяся в эритроцитах. Цинк аккумулируется в гонадах животных, участвует в механизмах, обеспечивающих морозо- и засухоустойчивость растений. Цинк активно поглощается растительностью суши. Глобальный коэффициент биологического поглощения К6 цинка составляет 12, в то время как Кб свинца лишь немногим превышает единицу.

Концентрация цинка в растениях суши сильно варьирует в зависимости от почвенно-геохимических условий. Известны растения, произрастающие на участках аномально высокой концентрации металла в почве и содержащие цинк до 10 и даже 17 % от массы золы растений (так называемая галмейная флора). В то же время многочисленные данные свидетельствуют о сравнительно небольших колебаниях концентраций цинка в определенных систематических группах растений. В распространенных представителях естественной флоры США концентрация цинка, по данным X. Щаклетта, варьирует в пределах 320 — 640 мкг/г золы, в наиболее распространенных представителях травянистой растительности Южного Урала, по данным М.Д.Уфимцевой и В. Б. Черняховского, — 150 — 750 мкг/гзолы. Согласно расчетам биогеохимика из Новой Зеландии Р.Брукса (1983), средняя концентрация цинка в растениях равна 50 мкг/г сухого вещества, т. е. около 1000 мкг/г золы. Согласно нашим данным, среднюю концентрацию цинка в ежегодной продукции растительности Мировой суши можно принять равной 600 мкг/г золы, что соответствует 30 мкг/г сухой фитомассы или 12 мкг/г живой массы растений. Исходя из этой цифры, во всей биомассе растительности суши, не нарушенной человеком, содержалось около 75×106 т цинка, а захват металла годовым приростом составлял 5,2×106 т/год. Примерно такое же количество возвращалось в педосферу.

Большая часть цинка в растениях связана с легко разрушающимися тканями и быстро удаляется из растительных остатков в отличие от свинца, который прочно фиксирован в растительных остатках. Средняя концентрация цинка в торфе и лесных подстилках около 20 мкг/г сухого вещества, в гумусе почв несколько выше, около 30 мкг/г. Можно предполагать, что в органическом веществе педосферы содержится около (100— 150)×106 т цинка.

Общее содержание всех форм цинка в гумусовом горизонте почв колеблется от 20 до 80 мкг/г. Средняя концентрация цинка в гумусовом горизонте почв европейской территории России около 50 мкг/г. По данным Х.Шаклетта (1984), близкое значение имеет среднее геометрическое концентраций цинка в почвах США — 48 мкг/г. Более половины общей массы цинка в почве входит в комплексы с органическим веществом и сорбировано пленками гидроксидов железа. Отметим, что относительное содержание прочно фиксированного свинца в почвах составляет 80 — 90 %.

Водорастворимые формы цинка составляют очень небольшую часть от общей массы металла в почве, но активно вовлекаются в водную миграцию. Глобальный коэффициент водной миграции Кв цинка более 3, Кв свинца — всего 0,5. Средняя концентрация цинка в реках мира около 20 мкг/л, выносимая масса — 820×103 т/год. Средняя концентрация в речных взвесях значительно выше — 143 мкг/л (Гордеев В. В., 1983), выносимая масса — 5,8×106 т/год. Таким образом, вынос масс цинка в составе взвесей составляет 87 % от общей массы выносимого реками металла, в то время как масса свинца — более 98 %.

Цинк активно участвует в массообмене между сушей и тропосферой. Имеются сведения о том, что 1 м2 листьев деревьев может выделять до 9 кг цинка в год в составе терпенов (Бофор У. 1975). Значительное количество летучих органических соединени| цинка выделяется в условиях морских побережий и субаквалънь ландшафтов в результате бактериальной биометилизации. К сожалению, количественно оценить участие масс цинка в этих процессах пока невозможно.

Цинк относится к числу наиболее значимых для человека микроэле-ментов. Значение цинка для человека определяется тем, что он входит в со-став всех существующих ферментных систем организма и является компо-нентом более 40 металлоферментов, участвующих в гидролизе пептидов, белков, некоторых эфиров и альдегидов. Цинк участвует в росте, делении и дифференцировке клеток, что обусловлено его влиянием на белковый, нуклеиновый обмен, работу генетического аппарата клетки.
В данной работе освещается биологическая роль цинка, его функции, свойства и круговорот в биосфере.

Содержание

Введение 3
1. История открытия и нахождение в природе 4
2. Химические и биохимические свойства цинка и его соединений 6
3. Круговорот цинка в биосфере 8
4. Биологическая роль цинка 10
4.1. Металлоферменты, содержащие в своем составе цинк 12
4.2. Роль цинка в организме человека 21
5. Соединения цинка, применяющиеся в медицинской практике 25
6. Интересные факты о цинке 26
Заключение 27
Список использованных источников 29

Прикрепленные файлы: 1 файл

Цинк.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования

Мурманский государственный технический университет

Кафедра химии и строительного материаловедения

РЕФЕРАТ по бионеорганической химии

Выполнил: студент группы Х-371,

Проверил: к.х.н. Касикова Н.И.

История открытия и нахождение в природе 4
Химические и биохимические свойства цинка и его соединений 6
Круговорот цинка в биосфере 8
Биологическая роль цинка 10
1. Металлоферменты, содержащие в своем составе цинк 12
2. Роль цинка в организме человека 21
Список использованных источников 29

Цинк относится к числу наиболее значимых для человека микроэлементов. Значение цинка для человека определяется тем, что он входит в состав всех существующих ферментных систем организма и является компонентом более 40 металлоферментов, участвующих в гидролизе пептидов, белков, некоторых эфиров и альдегидов. Цинк участвует в росте, делении и дифференцировке клеток, что обусловлено его влиянием на белковый, нуклеиновый обмен, работу генетического аппарата клетки. Цинк входит в состав костной щелочной фосфатазы и связан с кальцификацией скелета, формированием гидроксиапатита, что определяет его роль в созревании костной системы. Цинк важен для реализации линейного роста человека как внутриутробно, так и постнатально1.

После подтверждения в 1961 г. предположения о том, что местный гипогонадизм2 и карликовость сельского населения Ирана вызывает дефицит цинка, возрос интерес к значимости его дефицита для здравоохранения.

Дефицит цинка оказывает влияние на развитие и функционирование некоторых органов, на обменные процессы, психофизическое состояние.

В данной работе освещается биологическая роль цинка, его функции, свойства и круговорот в биосфере.

Символ элемента: Zn.

Атомный номер: 30.

Положение в таблице: 4-й период, группа - 2.

Относительная атомная масса: 65,39.

Координационное число: 4.

Степень окисления: 0, +2.

Природный цинк состоит из смеси пяти стабильных нуклидов:64Zn (48,6% по массе),66Zn (27,9%), 67Zn (4,1%),68Zn (18,8%) и70Zn (0,6%)

История элемента с атомным номером 30 достаточно путана. Но одно бесспорно: сплав меди и цинка — латунь — был получен намного раньше, чем металлический цинк. Самые древние латунные предметы, сделанные примерно в 1500 г. до н. э., найдены при раскопках в Палестине.

Действительно, в довольно многочисленной группе сплавов, носящих общее название латуней, есть один (Л-96, или томпак, по цвету почти неотличимый от золота. Между прочим, томпак содержит меньше цинка, чем большинство латуней (цифра за индексом Л означает процентное содержание меди; значит, на долго цинка в этом сплаве приходится не больше 4%).

Когда впервые был выплавлен металлический цинк, точно не установлено. Известно, что в Индии его получали еще в V в. до и. э. Получение металлического цинка (под названием тутии или фальшивого серебра) описано у римского историка Страбона (60—20 годы до н. э.). Позже, однако, искусство выплавки цинка в Европе было утрачено. Правда, ципк ввозили из стран Востока, но в очень небольших количествах, и до середины XVIII в. он оставался редкостью.

Лишь в 1743 г. в Бристоле заработал первый в Европе цинковый завод. А ведь еще в конце XIII в. Марко Поло описывал, как получают этот металл в Персии. Крупнейшие ученые XVI в. Парацельс и Агрикола в своих трудах уделяли место выплавке цинка.

Следует иметь в виду, что чисто цинковые руды в природе почти не встречаются. Соединения цинка (обычно 1—5% в пересчете на металл) входят в состав полиметаллических руд. Полученные при обогащении руды цинковые концентраты содержат 48—65% Zn, до 2% меди, до 2% свинца, до 12% железа. И плюс доли процента рассеянных и редких металлов.

Цинк является одним из первых металлов, для которых была установлена их биологическая роль. В историческом аспекте интересно, что еще в 1869 г. Раулин доказал необходимость цинка для питания гриба Aspergillus niger. Первая информация о значении этого элемента для высших животных появилась в 1919 г. (Биркнер). В 1939 г. Кайлин и Манн обнаружили цинк в составе карбонгидразы. Далее была установлена роль цинка во многих ферментах, его участие в ряде клеточных процессов, например в синтезе РНК, белков, метаболизме микроорганизмов (1953 г.), растений (1962 г.), животных (1964 г.).
1. ХИМИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦИНКА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ
Атом цинка в основном состоянии имеет электронную конфигурацию [Ar]4s23d10, в возбужденном – [Аr]4s13d104p1, в связи с чем во всех соединениях его валентность равна двум, причем в ковалентных соединениях, например цинкорганических, его валентные орбитали находятся в состоянии sp-гибридизации. Степень окисления цинка в подавляющем большинстве соединений равна +2, поэтому в условиях организма соединения цинка могут участвовать лишь в реакциях кислотно-основного взаимодействия и комплексообразования.

Цинк при нормальных условиях покрывается оксидной пленкой, защищающей от дальнейшей коррозии. При нагревании реагируют с рядом неметаллов:

Гидрооксид цинка характеризуется амфотерностью, т. е. реагирует как с кислотами, так и с щелочами:

Zn(OH)2 + 2НС1 = ZnCl2 + 2НОН,

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnО2 + 2H2О.

Цинк как металл амфотерный, растворяется не только в кислотах, но и в щелочах:

Zn + 2НС1 = ZnCl2 + Н2↑

Zn + 2КОН + 2Н2О = K2[Zn(OH)4] + Н2.

Следует также отметить амфотерные свойства окиси цинка:

ZnO + 2НСl = ZnCl2 + НОН,

ZnO + 2NaOH = Na2ZnО2 + НОН.

К характерным соединениям следует отнести сульфиды, хлориды, сульфаты.

С учетом того, что в водных растворах ионы Zn2+ образуют довольно устойчивые аквакомплексы и к тому же участвуют в процессах гидролиза, амфотерность гидроксида цинка лучше всего отражает такая схема равновесий:

Кислотные и основные свойства гидроксида цинка выражены примерно одинаково с небольшим преобладанием основных свойств (р = 7,8). Следовательно, в водных средах, близких к нейтральным (5,8

Существование двух форм, в первой из которых внутренняя координационная сфера содержит молекулу воды (существует при рН р + 2), во многом объясняет механизм действия цинксодержащих ферментов.

В биологических средах для цинка помимо аквакомплексов характерно образование координационных соединений с аминокислотами, пептидами, белками, нуклеотидами, так как он имеет высокое сродство к группам – SH, – ОН и лигандам, содержащим электронодонорные атомы азота. Координационное число цинка в комплексах равно 4 (тетраэдрические комплексы), реже встречаются комплексы с координационным числом 6.

Цинк как жизненно необходимый элемент активно включается в биологические циклы глобального круговорота этого элемента. Распределение цинка по оболочкам биосферы представлено в табл. 1.

Таблица 1. Распределение цинка в биосфере

в составе растительности

в составе органического вещества педосферы

в виде растворенных органических частиц

в составе фотосинтезирующих организмов

В земной коре, а также в почвах цинк находится в основном в труднорастворимых формах, однако он довольно легко вовлекается в водную миграцию: средняя концентрация цинка составляет примерно 20 мкг . л-1.

В организме взрослого человека содержится от 1,5 до 3,0 г цинка, из этого количества 65 % содержится в мышцах, 20 % — в скелете, 6 % — в плазме крови, 3 % — в печени, 2,8 % — в эритроцитах. Необходимо отметить, что содержание цинка в крови меняется с возрастом: нарастая к 14—15 годам, остается постоянным в течение длительного времени, затем по мере старения организма опять увеличивается, достигая максимума в возрасте 61—75 лет. Колебания уровня цинка отмечены также при ряде патологий и часто могут служить характерным признаком того или иного заболевания. Повышение уровня цинка в сыворотке крови наблюдается при гипертонии, гипертиреозе3, понижение — при хронических заболеваниях печени, почек, опухолях. Концентрация цинка в эритроцитах существенно понижена при лейкозе. Перечень аналогичных примеров может быть продолжен. Все это свидетельствует о нарушениях обмена цинка в организме, однако причины и механизмы этих нарушений пока не установлены.

Схема обмена цинка в человеческом организме представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема обмена цинка в организме человека

Суточная потребность человека в цинке составляет примерно 0,2 мг на килограмм массы тела, потребность растущего организма, особенно в период полового созревания, существенно выше – до 0,6 мг.кг-1. В ЖКТ всасывается от 20 до 50 % поступающего с пищей цинка. Всасыванию способствуют белки пищи. В присутствии значительных количеств ионов элементов-антагонистов – Fe2+, Са2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+, а также фитатов4 и пищевых волокон абсорбция в ЖКТ снижается. Для лучшего усвоения Zn организмом необходимы витамины А и B6. Цинк относительно равномерно распределяется во всех тканях, где его концентрация в норме составляет 0,3–0,5 ммоль . кг-1. Необычно высока концентрация его в гипофизе, поджелудочной железе и особенно в предстательной железе (≈15 ммоль . кг-1) и сперме. Следует отметить, что по концентрации внутри клетки цинк занимает четвертое место после К, Са и Mg, локализуясь в основном в цитозоле, ядре и органеллах.

В плазме крови примерно треть цинка находится в слабосвязанном состоянии с сывороточным альбумином, а остальное его количество прочно связано с α1 и α2-глобулинами. В эритроцитах, содержащих от 75 до 88 % цинка крови, почти весь цинк (≈85 %) входит в состав карбоангидразы. Хотя на лейкоциты приходится 3 % количества цинка в крови, в некоторых из них содержание цинка может быть в 20–25 раз выше, чем в эритроцитах.Цинк может аккумулироваться в легких при попадании в них пылевидных частиц солей цинка и его паров с последующей абсорбцией в кровь. В незначительных количествах в этих формах цинк может абсорбироваться через кожу.

Биологическая роль цинка двойственна: с одной стороны, без цинка невозможна жизнедеятельность, с другой – известны его вредные свойства, например канцерогенные.

Цинк входит в состав более 40 металлоферментов, катализирующих в основном процессы гидролиза пептидов, белков, некоторых эфиров и альдегидов, что, по-видимому, обусловлено постоянством степени окисления и амфотерными свойствами его соединений.

Читайте также: