Биологическая роль лития
Содержание:
1.Осноные химические свойства Лития
2.Топография Лития в организме, содержание и потребность.
3. Лекарственные препараты на основе Лития
4.Продукты питания, которые содержат Литий
5.Выводы
6.Список используемой литературы
1.Осноные химические свойства Лития
Литий. Порядковый номер 3, атомная масса 7. Значит, атом состоит из ядра, вокруг которого обращается 3 электрона. Ядро атома лития состоит из 7 частиц. Из них 3 - это протоны, положительно заряженные частицы, какждая из которых несет положительный единичный заряд. Остальные 7 - 3 = 4 -это нейтроны. Заряда не имеют. Если атомную массу обозначить буквой А, заряд ядра и, следовательно, число протонов, буквой Z, число нейтронов буквой N , то справедливо утверждение A = Z + N. Электроны не входят в состав ядра атома, но входят в состав атома (обратите внимание на постановку вопроса!). Их число в нейтральном атоме равно числу протонов. То есть, отрицательный заряд электронной оболочки равен положительному заряду ядра атома. При потере одного или нескольких электронов нейтральный атом превращается в положительно заряженный ион.
Из-за небольшого радиуса и маленького ионного заряда литий по своим свойствам больше всего напоминает не другие щелочные металлы, а элемент группы IIA магний (Mg). Литий химически очень активен. Он способен взаимодействовать с кислородом (O) и азотом (N) воздуха при обычных условиях, поэтому на воздухе он быстро окисляется с образованием темного налета продуктов взаимодействия:
4Li + O2 = 2Li2O,
6Li + N2 = 2Li3N
При контактах с галогенами литий самовоспламеняется при обычных условиях. Подобно магнию (Mg), нагретый литий способен гореть в CO2:
4Li + CO2 = C + 2Li2O
Стандартный электродный потенциал Li/Li+ имеет наибольшее отрицательное значение (E°298 = –3,05 B) по сравнению со стандартными электродными потенциалами других металлов. Это обусловлено большой энергией гидратации маленького иона Li+, что значительно смещает равновесие в сторону ионизации металла:
Li-твердый <> Li+раствор + e–
Для слабо сольватирующих растворителей значение электродного потенциала лития соответствует его меньшей химической активности в ряду щелочных металлов.
Соединения лития — соли — как правило, бесцветные кристаллические вещества. По химическому поведению соли лития несколько напоминают аналогичные соединения магния (Mg) или кальция (Ca). Плохо растворимы в воде фторид LiF, карбонат Li2CO3, фосфат Li2PO4, хорошо растворим хлорат лития LiClO3 — это, пожалуй, одно из самых хорошо растворимых соединения в неорганической химии (при 18°C в 100 г воды растворяется 313,5 г LiClO3).
Оксид лития Li2O — белое твердое вещество — представляет собой типичный щелочной оксид. Li2O активно реагирует с водой с образованием гидроксида лития LiOH.
Этот гидроксид получают электролизом водных растворов LiCl:
2LiCl + 2H2O = 2LiOH + Cl2 + H2
LiOH — сильное основание, но оно отличается по свойствам от гидроксидов других щелочных металлов. Гидроксид лития уступает им в растворимости. При прокаливании гидроксид лития теряет воду:
2LiOH = Li2O + H2O
Большое значение в синтезе органических и неорганических соединений имеет гидрид лития LiH, который образуется при взаимодействии расплавленного лития с водородом (H):
2Li + H2 = 2LiH
LiH — ионное соединение, строение кристаллической решетки которого похоже на строение кристаллической решетки хлорида натрия NaCl. Гидрид лития можно использовать в качестве источника водорода для наполнения аэростатов и спасательного снаряжения (надувных лодок и т.п.), так как при его гидролизе образуется большое количество водорода (1 кг LiH дает 2,8 м3 H2):
LiH + H2O = LiOH + H2
Он также находит применение при синтезе различных гидридов, например, борогидрида лития:
BCl3 + 4LiH = Li[BH4] + 3LiCl.
Литий образует соединения с частично ковалентной связью Li—C, т. е. литийорганические соединения. Например, при реакции иодбензола C6H5I с литием в органических растворителях протекает реакция:
C6H5I + 2Li = C6H5Li + LiI.
Литийорганические соединения широко используются в органическом синтезе и в качестве катализаторов.
2.Топография Лития в организме,содержание и потребность.
Литий (Li) – важный микроэлемент (0,0001%)
В организме взрослого человека содержится всего около 70 мг лития, но несмотря на столь мизерное количество вопрос о его необходимости не стоит: литий организму нужен. Литий можно обнаружить в лимфоузлах, щитовидной железе, сердце, легких, печени, кишечнике, надпочечниках, плазме крови, а также в малых количествах в других органах и тканях. Выводится из организма литий в основном с мочой (до 95%), совсем немного с потом и калом.
Биологическая роль:
1.способствует высвобождению Mg из клеточных «депо»;
2.тормозит
передачу нервного импульса, тем
самым снижая возбудимость
3.влияет на минеральный обмен скелета, на жировой и углеводный обмен;
4.влияет
на деятельность щитовидной
Токсичная доза для человека: 92-200 мг
Летальная доза для человека: свыше 200 мг
Суточная потребность:
Суточная потребность организма в литии на данный момент точно не определена. При беременности препараты лития абсолютно противопоказаны.
Лекарственные препараты: карбонат лития, применяется при психических заболеваниях, а также другие соли лития. У больных диабетом, применяющих препараты лития. Снижается уровень глюкозы и кетоновых тел в моче.
Продукты питания, содержащие элемент: каменная и морская соль ,минеральные воды, некоторые растение семейства розовых, гвоздичных, пасленовых, к которым относятся помидоры и картофель.
Источники лития:Литий в организм человека попадает из питьевой воды. В небольших количествах содержится в томатах, табаке, а также в печени и легких животных.
Симптомы дефицита и передозировки
Ряд исследований
доказывает пониженное содержание лития
в организме у больных
Порог токсической дозы для человека определен в зависимости от возраста, веса и пола на уровне: 90-200 мг.
К основным симптомам передозировки литием относят:
- тремор кистей
- полиурия
- умеренная жажда
- диарея
- рвота
- мышечная слабость
- вялость и потеря координации
- атаксия
- увеличение массы тела
- ухудшения зрения
- гиперкалиемия
- дефицит натрия
- снижение артериального давления
- снижение либидо
- аритмия
- токсический дерматит
- потери памяти
- головокружения
- судороги
- комы
- полиурия
- нарушение функции почек
- угнетение щитовидной железы
Основные проявления избытка лития: острая интоксикация, гиперкалиемия, дефицит натрия, токсический дерматит, гиперрефлексия, тремор, атаксия, спутанность сознания, кома, хроническая интоксикация, повреждения гломерулярного аппарата почек и тубулярных клеток, угнетение активности антидиуретического гормона, протеинурия, полиурия, снижение артериального давления, аритмия, угнетение выработки гормонов щитовидной железы.
Коррекция недостатка и избытка лития в организме: при дефиците лития в организме следует увеличить в рационе количество пищевых продуктов, содержащих соединения лития в биотических дозах, применять минеральные воды и БАД к пище, содержащие литий; при избытке лития следует использовать симптоматические средства, вводить в организм дополнительное количество NaCl и электролитные смеси.
3.Биологическая роль Лития, использование в медецыне
Биологическая роль лития
Биологическая роль лития установлена не до конца. По разным источникам литий может оказывать следующие эффекты:
- снижает возбудимость центральной нервной системы (препараты лития применяются в психиатрии)
- регулирует транспорт натрия в нервных и мышечных клетках
- снижает количество доступного свободного норадреналина в центральной нервной системе
- снижает содержание серотонина в центральной нервной системе
- увеличивает чувствительность нейронов некоторых областей мозга к действию дофамина
Использование в медецыне
Солями лития, такими как лития карбонат или литонит, лечат маниакально-депрессивный психоз. В последние годы появилась информация о возможности эффективного применения препаратов на его основе для лечения сахарного диабета и алкоголизма.
Суточная
норма лития составляет не более
100 мкг. Его ионы проникают в организм
сквозь тонкие биологические мембраны
и сосредотачиваются в основном
в лимфоузлах и на легких. Небольшое
количество лития присутствует в
коре головного мозга, а также
в мышцах, крови и печени. В
организме он, судя по всему, вступает
в реакцию с магнием, чем тормозит
передачи нервных импульсов, снижая,
таким образом, возбудительные процессы.
Выведение лишнего лития
С недавних пор появилась информация о том, что литий воздействует на различные структурные компоненты человеческого организма. В частности на скелет и щитовидную железу. При длительном воздействии, его концентрация в костной ткани становится довольно высокой. В организме литий активно взаимодействует с натрием и калием. Однако назначение препаратов на основе лития при дефиците в организме натрия является опасным для жизни, поскольку может вызывать поражение почек.
3.
Лекарственные препараты на
Препараты лития — психотропные лекарственные средства из группы нормотимиков. Это исторически первые препараты данной группы, открытые в 1949 году; однако они сохраняют важнейшее значение в лечении аффективных расстройств, прежде всего маниакальных и гипоманиакальных фаз биполярного расстройства, а также в профилактике его обострений и для лечения тяжёлых и резистентных депрессий. Препараты лития имеют и другие области применения.
Литий — щелочной металл, поэтому в медицине он применяется в виде солей, в основном в виде карбоната, а также цитрата, сукцината, оротата, хлорида и сульфата лития. В России из солей лития используют только карбонат, ранее применялись оксибутират и никотинат лития.
Бромид лития в медицине больше не используется, так как вызывает хроническое отравление — бромизм — уже при дозировке 250 мг в день.
Впервые для
лечения аффективных
Например, во II веке н. э. римский медик греческого происхождения Соран Эфесский рекомендовал «природные воды, такие, как щелочные источники» для лечения «мании». Примерно в это же время с аналогичной целью их назначал в качестве ванн другой медик, Гален. В V веке Целий Аврелиан[en] в переводе на латынь книги Сорана Эфесского «Об острых и хронических болезнях» (лат. De morbis acutis et chronicis) также пишет о данном методе лечения мании. В средневековой Европе считалось, что некоторые источники имеют особые свойства. Особенно были известными источники в St Fillans (англ.)русск., горном селении в Шотландии. Современными учёными установлено, что они содержат высокую концентрацию лития.
Впервые соли лития были использованы в научной медицине в 1859 году для лечения подагры, поскольку в лабораторных условиях они повышают растворимость кристаллов мочевой кислоты. Однако уровни лития в организме, требовавшиеся для этого, оказались токсичными
Джон Кейд, фото 1970 г.
В 1949 году в Австралии Джон Кейд[en], проводя эксперименты с инъекциями мочи здоровых людей и больных психозами в брюшную полость морских свинок, предположил, что вредные последствия таких инъекций вызваны мочевой кислотой, и в попытке увеличить её растворимость в воде добавил к образцам мочевую соль лития (повторив приём лечения подагры). При этом токсичное действие инъекций резко уменьшилось. Однако тщательный контроль в его экспериментах показал, что ионы лития сами по себе оказывали успокаивающий эффект. После тестирования лития на себе (чтобы показать его безопасность для человека), Кейд начал в небольших объёмах проводить исследования действия лития (цитрата и карбоната) на некоторых своих пациентах с диагнозом мании, шизофрении и депрессии, показавшие выдающиеся результаты. Успокаивающий эффект был настолько сильным, что Кейд предположил, что мания вызывается дефицитом лития в организме.
Хотя результаты Кейда оказались крайне многообещающими, побочные эффекты лития вызвали серьёзные затруднения. Использование солей лития в качестве заменителей поваренной соли в низкосолевой диете гипертоников привело к смерти нескольких пациентов. После трагических инцидентов 1949 года использование лития в США было запрещено до 1970 года. Кроме того, как природный материал, соли лития не могли быть запатентованы с целью получения и эксплуатации исключительного права на них, что привело к сильной задержке распространения препаратов лития в фармакологии.
Проблема токсичности была сильно ослаблена только с появлением биохимических тестов для контроля уровня лития в крови.
Механизм действия
Ионы лития
оказывают многообразное
В основе лечения препаратами лития биполярных расстройств лежит их свойство относительно селективно ингибировать киназу 3 гликогенсинтетазы[en] (GSK-3) путём конкуренции с ионами магния. Кроме того, было установлено, что при маниях происходит нерегулярное усиление активности протеинкиназы C (англ. PkC), и недавнее исследование показало, что литий, как и другой известный нормотимик, вальпроат натрия, ингибирует её активность, а с другой стороны, новые ингибиторы PkC проявляют антиманиакальные свойства.
Применение
Прежде всего препараты лития применяют для лечения маниакальных и гипоманиакальных состояний различного происхождения (особенно при частых приступах), в том числе они широко применяются для профилактики и лечения аффективных психозов (биполярного, шизоаффективного). При устойчивости депрессии к терапии антидепрессантами добавление к лечению лития часто оказывает благоприятный эффект.
Имеются данные
об эффективности лития не только
при эндогенных психозах, но и у
пациентов, страдающих органическими
психозами, эпилепсией, фазными аффективными
колебаниями, не достигающими уровня биполярного
расстройства. Кроме того, препараты
лития находят применение для
профилактики и лечения аффективных
нарушений у больных
Карбонат лития успешно использовался для коррекции нейтропении при лучевой терапии лимфогранулематоза Препараты лития вызывают усиленную пролиферацию белых клеток крови в костном мозге и могут использоваться при лейкопении. При агранулоцитозе они применяются вместо мерказолила для лечения гипертиреоза. Кроме того, терапия литием существенно замедлила развитие БАС в недавнем итальянском исследовании, включавшем 44 пациента; на сегодняшний день никакое другое лечение не в состоянии добиться такого выдающегося успеха.
Вызывает
интерес наружное применение солей
лития при дерматологических
заболеваниях, таких как вирусные
инфекции, микозы, себорейный дерматит
и даже злокачественные опухоли.
В настоящее время для
Эффективность
при классических аффективных расстройствах[
При классических
маниях препараты лития оказывают
наиболее выраженное терапевтическое
действие; они менее эффективны при
«смешанных» состояниях, а при
быстрой цикличности
У пациентов, страдающих фазной депрессией в рамках биполярного расстройства, литий, назначенный в отдельности, ока́зывает умеренное антидепрессивное действие, но у других пациентов с депрессией отмечается незначительная реакция на этот препарат, если совместно не назначают антидепрессанты. Однако добавление лития к лечению антидепрессантами резко уменьшает число рецидивов депрессии.
При депрессиях, устойчивых к применению антидепрессантов, с высокой степенью достоверности установлено, что добавление к терапии препаратов лития (в дозе порядка 800 мг/сут или при достижении плазменной коцентрации не менее 0,5 ммоль/л и длительности лечения не менее двух недель) приводит к повышению эффективности терапии более, чем в три раза, а в абсолютных цифрах улучшение наступает у 27 % пациентов.
Считается,
что эффективность терапии
При всех аффективных
расстройствах лечение
Фармакокинетика
Соли лития быстро всасываются после приёма внутрь и диссоциируют в организме. Ионы лития обнаруживаются в различных органах и тканях через 2—4 ч после однократного приема.
Выделяются они почками, причем этот процесс зависит от концентраций ионов натрия (и калия): при недостаточном количестве натрия в организме литий подвергается обратному всасыванию в почечных канальцах и его концентрация в крови сохраняется. При избытке натрия (или калия) выделение лития усиливается. Поэтому в процессе лечения важно поддерживать нормальный водно-солевой баланс, а естественным противоядием при чрезмерной концентрации лития служит хлорид натрия — поваренная соль. Период полувыведения солей лития из организма варьирует по времени, оставаясь в среднем индивидуально стабильным (за исключением случаев нехватки соли, дегидратации (обезвоживания организма), применения мочегонных средств и подобных опасных ситуаций).
Ионы лития проникают через плаценту, а также выделяются с грудным молоком.
Разновидности препаратов лития
В качестве лекарственного средства используется прежде всего карбонат лития, иногда — в виде препаратов пролонгированного действия. Он проявляет общие для всех препаратов лития нормотимические и седативные свойства. Быстро всасывается после приёма внутрь. Назначают его после еды, для уменьшения раздражающего действия на слизистую оболочку желудка. Часто назначаемый литиевый препарат, цитрат лития, не применяется в России. Он имеет те же основные фармакологические свойства, что и карбонат лития.
Преимущество пролонгированных лекарственных форм состоит в том, что они создают более длительную стабильную концентрацию ионов лития в крови, поэтому более удобны для применения и оказывают более выраженное профилактическое и лечебное действие при равных дозировках. К ним относятся Микалит, Lithionit-durel, Lithii-durulez, Quilonum retard, Контемнол (Contemnol retard), Litosan SR и другие. Микалит срдержит микрокапсулы с карбонатом лития, выпускается в капсулах по 500 мг.
Лития оксибутират, общих свойств литиевых препаратов, проявляет все эффекты, свойственные оксибутирату натрия. Побочные эффекты в сравнении с карбонатом лития выражены значительно слабее, поскольку для развития терапевтического эффекта требуется меньшая концентрация лития в крови. Помимо лечения аффективных расстройств, он применялся также при психопатиях, неврозах, при органических заболеваниях нервной системы с рецидивирующими аффективными нарушениями и, кроме того, может использоваться в качестве антигипоксического средства. Имеются данные об антиаритмическом действии оксибутирата лития
Соль лития и никотиновой кислоты, никотинат лития, под названием «Литонит» был предложен в качестве вспомогательного средства для комплексной терапии алкоголизма. Никотиновая кислота улучшает обменные процессы и показатели гемодинамики, а литий ослабляет аффективные нарушения. Его применяли для снижения тяги к алкоголю, для ослабления явлений алкогольной абстиненции, а также при остром опьянении в сочетании с другими средствами и способами лечения.
Побочные действия препаратов лития:
О побочных действиях солей лития известно с первых лет его применения. Это диспепсические расстройства, особенно в первые недели приема, тремор пальцев рук, головокружение, сонливость, ощущение усталости, мышечная слабость, жажда и полиурия, снижение функции щитовидной железы, изменения ЭКГ. Реже наблюдаются кожные реакции, увеличение массы тела, выпадение зубов [Amdisen A., Schou M., 1983].
За последние
10 лет тщательно изучены
Одной из причин
поражения функции почек
Таким образом,
вопрос, который ставили себе психиатры:
«Не получают ли больные, лечащиеся
литием, психическое здоровье ценой
повреждения почек?» — отпал.
Однако другая функция почек —
способность концентрировать
Полиурия приводит к жажде, полидипсии, никтурии, повышению массы тела. После отмены лития концентрационная функция почек постепенно восстанавливается, однако нормализация происходит медленно, и в течение многих месяцев она может быть неполноценной.
Мы наблюдали
трех больных с особенно жестокой
полиурией. Один из них — врач, интересующийся
проблемой электролитных
Нами предпринимались попытки уменьшить полиурию, особенно никтурию. Некоторое влияние оказывал прием амитриптилина, финлепсина или ноотропила перед сном. Полиурия и полидипсия сами по себе не угрожают жизни. Однако снижение концентрационной способности почек приводит к риску обезвоживания, если восполнение потери жидкости затруднено или происходят дополнительные потери жидкости (например, неоднократная обильная рвота, кровотечение). Дегидратация снижает литиевый клиренс и может привести к отравлению им.
Давно известно, что для безопасного лечения литием необходима нормальная солевая диета; теперь установлено, что также необходимо обычное для человека потребление жидкости. Даже однодневное «сухоядение» опасно. В какие бы условия ни попадал больной, принимающий литий, он должен обеспечить себе возможность питья. Это надо учитывать при длительных поездках в транспорте, при обильном потении, при поносе. У больных с выраженной полиурией дегидратация наступает очень быстро. Это касается также случаев, когда больные подвергаются хирургической операции с наркозом. Не только период бессознательного состояния, но и последующий период, если больному запрещают пить, опасен; в эти дни мы советуем отменять литий и вводить парентерально как можно больше жидкости.

- Биологическая теория личности
- Биологическая теория личности
- Биологическая физика
- Биологическая ценность продуктов, ее значение в питании человека
- Биологическая чрезвычайная ситуация
- Биологически активные добавки
- Биологически активные добавки
- Биологизаторская концепция в социальной философии
- Биологии лесных зверей и птиц
- Биологическая адаптация человека
- Биологическая борьба, ее преимущества и недостатки
- Биологическая индикация качества воды
- Биологическая и социальная адаптация человека
- Биологическая криминалистическая теория