Республиканская научно
-
практическая конференция
с международным участием
«Современные аспекты развития фундаментальных
наук и вопросы их преподавания»
57
КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ В МЕДИЦИНЕ
Алимходжаева Н.Т., Сулейманова Г.Г., Акбарходжаева Х.Н.,
Икрамова З.А., Кодиров М.А.
Ташкентский педиатрический медицинский институт,
Ташкент, Республика Узбекистан
Комплексные соединения широко применяются в медицине. Имеют
следующие важные значения в организме и в аналитической химии:
•
сложные молекулы гемоглобинов, хлорофиллов и витаминов
В12 представляют собой внутрикомплексные соединения;
•
комплексными соединениями являются молекулы многих
ферментов;
•
комплексные соединения применяются в медицине в качестве
лекарственных препаратов;
•
внутрикомплексные соединения комплексона III с различными
металлами приобрели большое значение для аналитической химии.
Материалы и методы исследования
Гемоглобин, хлорофилл и витамин В12 являются комплексными
соединениями железа, магния и кобальта соответственно.
Гемоглобин –
молекула, состоящая из белка глобина (2а
-
и 2β
-
цепи) и
4 пигментных групп (гем), которые способны обратимо связывать
молекулярный кислород. В эритроците содержится в среднем 400 млн.
молекул гемоглобина.
Основная функция гемоглобина –
транспорт
кислорода и углекислого газа. Кроме того, гемоглобин обладает
буферными свойствами, а также способностью связывать токсические
вещества. У человека в капиллярах лёгких в условиях избытка кислорода
последний соединяется с гемоглобином. Потоком крови эритроциты,
содержащие молекулы гемоглобина со связанным кислородом,
доставляются к органам и тканям, где кислорода мало; здесь необходимый
для протекания окислительных процессов кислород освобождается от
связи с гемоглобином.
Хлорофи́лл
–
зелёный пигмент, окрашивающий
хлоропласты
растений в зелёный цвет. При его участии происходит фотосинтез.
Основным источником энергии для жизнедеятельности является
солнечный свет, в поглощении которого участвует хлоролофилл –
комплекс магния с макроциклическими лигандами. Цвет листвы
фотосинтезирующих растений обусловлен высокой концентрацией
хлорофилла. В процессе фотосинтеза молекула хлорофилла претерпевает
изменения, поглощая световую энергию, которая затем используется в
фотохимической реакции взаимодействия углекислого газа и воды с
образованием органических веществ (как правило, углеводов).
Республиканская научно
-
практическая конференция
с международным участием
«Современные аспекты развития фундаментальных
наук и вопросы их преподавания»
58
Семейство витаминов В12 (кобаламинов) является комплексным
соединением, которое включает порфириновые производные кобальта, в
которых ион
-
комплексообразователь Со2+ связан с пятью атомами азота
хелатного лиганда и одним монодентатным лигандом
-
цианогруппой CN
-,
анионом ОН
-
группы. Терапевтическое действие кобаламинов практически
не зависит от природы монодентатного лиганда, т.к. в организме человека
все они быстро превращаются в цианокобаламин. Витамины семейства
В12 обладают широким спектром биологического действия. Они участвуют
в катаболизме жиров и белков, синтезе метионина и процессах
кроветворения. Недостаток витамина В12 приводит к развитию анемии и
дегенерации нервных тканей.
При дефиците витамина B12 на фоне
анемической клинической картины или без неё могут возникают
неврологические расстройства, в том числе демиелинизация и
необратимая гибель нервных клеток. Симптомами такой патологии
являются онемение или покалывание конечностей и атаксия. Дефицит
витамина B12 оказывает влияние на появление клинических
депрессий
у
пожилых пациентов.
Роль комплексных соединений в жизнедеятельности живых
организмов огромна. Организм представляет систему, состоящую из
множества комплексообразователей и лигандов, с определенным
соотношением между ними. Нарушение баланса компонентов (металло
-
лигандного гомеостаза) приводит к развитию патологических состояний.
В процессах обмена веществ фундаментальную роль играет биокатализ,
в котором принимают участие металлоферменты. Ферменты, которые
содержат в своем составе ионы металла или которые ими активируются,
называют металлоферментами. Это достаточно распространенная группа
биологических катализаторов, в которых ионы металлов Fe, Co, Mn, Zn, Mg,
Сu
могут выполнять роль как активатора, так и кофактора. Всего известно
около 700 ферментов, четвертую часть которых составляют
металлоферменты. В их состав входят в основном ионы переходных
металлов (железо входит в состав 70 ферментов, медь –
30, марганец –
12).
Ферменты –
уникальные катализаторы, обладающие непревзойденной
эффективностью действия и высокой селективностью.
Биокаталитические
реакции, которые происходят в организме при участии металлоферментов,
делят на окислительно
-
восстановительные и гидролитические.
В роли
кофакторов окислительно
-
восстановительных реакций выступают ионы
переходных металлов.
Основным окислителем в биологических процессах
является молекулярный кислород атмосферы или воды.
Главные продукты
окисления –
вода и углекислый газ. Известна
большая
группа
металлоферментов –
дегидрогеназ (с цинком в активном центре),
катализирующая реакции отщепления гидрид
-
ионов от различных
субстратов, например, алкогольдегидрогеназы отщепляют гидрид
-
ионы от
Республиканская научно
-
практическая конференция
с международным участием
«Современные аспекты развития фундаментальных
наук и вопросы их преподавания»
59
спиртов, превращая их в альдегиды. Реакции окисления альдегидов до
карбоновых кислот катализируют альдегидоксидазы, содержащие
молибден.
В гидролитических реакциях не происходит переноса электронов, а
лишь разрушаются и образуются химические связи в различных
субстратах. Например, цинк
-
карбоангидраза катализирует процесс
превращения диоксида углерода в гидрокарбонат
-
ион. Гидролиз
пептидной связи N
-
и С
-
концевых участков происходит под действием
аминопептидазы с магнием, цинком или марганцем в активном центре и
карбоксипептидазы с цинком в активном центре. Неспецифический
гидролиз полипептидной связи на любом участке катализируется
кальцийсодержащей протеазой.
Комплексные соединения биолигандов с биоактивными металлами
являются лекарственными препаратами.
В настоящее время в
медицинской практике широко применяется лекарственный препарат
Цисплатин, представляющий собой комплексное соединение платины
[Рt(NH3)2Cl2]. Цисплатин обладает выраженными цитотоксическими,
бактерицидными и мутагенными свойствами. В основе биологических
свойств лежит способность соединения проникает в ядро клетки с
образованием устойчивого комплекса с ДНК, что препятствует репликации
ДНК, т.е. ингибируется синтез ДНК и деление клетки прекращается. Этот
комплекс платины в настоящее время широко применяется в медицине как
противораковое средство.
Препарат
Кобавит
–
комплексное
соединение
витамина
U с кобальтом Со3+.
Кобавит обладает выраженной гепатопротекторной,
антианемической и противоязвенной активностью. В качестве
гепатопротектора Кобавит применяется при острых, затяжных и
хронических формах гепатитов, при циррозе печени и др. Применение
Кобавита при острых формах вирусных гепатитов предупреждает развитие
хронических форм заболевания, а при хронических формах –
предупреждает дальнейшее прогрессирование патологического процесса, в
том числе и развитие цирроза печени. Кобавит оказывает высокий
антианемический эффект при лечении анемий различной этиологии и
различной степени тяжести.
Препарат Купир –
комплексное соединение пиридоксина с медью
Cu2+. Купир влияет на интенсивность обменных процессов, обладает
антитоксическими
свойствами,
повышает
выработку
меланина.
Применяется при лечении витилиго.
Препарат Кобальт 30 –
комплексное соединение метионина с
кобальтом Со3+. Оказывает воздействие ионизирующей радиации с
сопровождающими его нарушениями гемопоэза (процесса кроветворения)
и лейкопенией. Под влиянием препарата Кобальт
-
30 увеличивается
Республиканская научно
-
практическая конференция
с международным участием
«Современные аспекты развития фундаментальных
наук и вопросы их преподавания»
60
содержание палочкоядерных лейкоцитов. Кобальт 30 легко переносится
больными и не оказывает побочного действия. Препарат используется в
клинике для лечения состояния лейкопений.
Препарат Ферамид –
комплексное соединение железа Fe2+ с
никотинамидом. Ферамид восстанавливает недостаток железа в организме,
стимулирует эритропоэз. Способствует ликвидации лабораторных и
клинических признаков анемии. Ферамид широко применяется при
лечении постгеморрагической анемии, железодефицитной анемии
различного происхождения.
Препарат Коамид –
комплексное соединение кобальта Со2+ с
никотинамидом. Коамид является стимулятором кроветворения,
способствует усвоению организмом железа и стимулирует процессы его
преобразования (образование белковых комплексов, синтез гемоглобина),
нормализует эритропоэтическую активность и ликвидирует анемию.
Применяется при лечении гипохромных и гипопластических анемий
(при железодефицитных анемиях одновременно с препаратами железа).
Из изложенного видно, что комплексные соединения биометаллов с
биологически активными лигандами являются более активными, по
сравнению с
неорганическими солями биометаллов.
Комплексные соединения применяются в аналитической химии в
методах количественного анализа.
Широкое применение методы комплексонометрии получили после
открытия органических веществ, относящихся к классу аминокарбоновых
кислот, которые оказались прекрасными комплексообразователями. Эти
соединения были названы комплексонами, а методы объёмного анализа,
основанные на их применении,
–
комплексонометрией. К наиболее
известным комплексонам относятся: нитрилотриуксусная
кислота
(комплексон 1), этилендиаминтетрауксусная кислота (комплексон II),
двунатриевая
соль
этилендиаминтетрауксусной
кислоты
(ЭДТА,
комплексом III, трилон Б). На практике обычно применяют хорошо
растворимую в воде двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной
кислоты (трилон Б). Анион этой соли образует особо прочные пятичленные
циклы с ионами металлов и может действовать как четырёх
-,
пяти
-
и шестидентатный лиганд. В настоящее время разработаны
комплексонометрические методы определения более 80 химических
элементов. Широкое распространение получила комплексонометрия в
медико
-
биологических исследованиях. Этот метод необходим для
количественного определения в живых организмах кальция, магния и
многих микроэлементов. Комплексонометрия применяется в анализе
лекарственного сырья, питьевых, минеральных и сточных вод. В биологии
и медицине комплексоны используются не только в аналитических целях,
но и в качестве стабилизаторов при хранении крови, так как комплексоны
связывают ионы металлов, катализирующих реакции
окисления.
Республиканская научно
-
практическая конференция
с международным участием
«Современные аспекты развития фундаментальных
наук и вопросы их преподавания»
61
Заключение
В биологии и медицине комплексоны используются не только в
аналитических целях, но и в качестве стабилизаторов при хранении крови,
так как комплексоны связывают ионы металлов, катализирующих реакции
окисления. Комплексоны применяются
также для выведения из организма
ионов токсичных металлов (Рb2+, Cd2+, Hg2+ и др.), радиоактивных
изотопов и продуктов их распада.
Как видно из изложенного, комплексные соединения широко
применяются в медицине.
Библиографические ссылки:
1.
Алимходжаева Н.Т.
и др. Медицинская химия. Ташкент., 2023.
2.
Неелова О.В., Бокиева Д.Т. Журнал Международный студенческий
научный вестник, 2016, №3, часть 3.
3.
Юлдашов
,
С
.
И
., et al.
"Активность супероксиддисмутазы в динамике
экспериментального инфаркта миокарда и на фоне лечения глицином."
Успехи современного естествознания
9 (2013): 75-76.
4.
Гулямов, Саидало Саидкамалович, et al. "Морфологические
изменения в мышечной ткани при различной степени контрактуры."
Science for Education Today 1 (23) (2015): 64-71.
5.
Икрамова,
Сурайё
Хакимовна.
"ФАКТОРЫ
РИСКА
РЕЦИДИВИРУЮЩИХ ИНФЕКЦИЙ РЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ У ДЕТЕЙ."
Web of Scholar 2.4 (2018): 23-25.
6.
Orinbayevna, Ismailova Gulzira. "REGROUPING OF SYNTHESIS SERIES
OF DERIVATIVES 2'-HYDROXYCHALCONES AND THEIR BIOLOGICAL ACTIVITY."
Proceedings of International Conference on Scientific Research in Natural and
Social Sciences. Vol. 2. No. 4. 2023.
