МИНЕРАЛЫ – ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

МИНЕРАЛЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Минералогия и используемые ею методы исследования вещества получают все большее развитие при изучении анатомии и физиологии человека и в медицине. Это одновременно и прикладная минералогия, и часть теоретических и практических изысканий биологов, медиков и фармацевтов.

Минералоподобные вещества в организме человека. Главными из этих веществ являются фосфаты.

Кости человека среднего возраста, состоят приблизительно на 70% из фосфата кальция, на 30% – из органического вещества. Фосфат кальция либо аморфен, либо образует мельчайшие призматические кристаллы длиной до 100 нм. Органическое вещество костной ткани – это различные коллагены, жиры, мукопротеины и другие соединения. Вместе с органическим веществом такие кристаллы слагают, выстраиваясь цепочкой, волокна костной ткани. У новорожденных и детей часть фосфатного вещества аморфная, с возрастом оно постепенно все более раскристаллизовывается, размер кристаллов растет, а доля органического вещества в составе волокон костной ткани уменьшается, волокна теряют эластичность, кость становится более хрупкой. Состав кристаллического фосфата кальция костной ткани точно не установлен. По составу и свойствам он является как бы биогенным аналогом апатита. Главной кристаллической фазой в веществе хрящей опять-таки является биогенный фосфат – аналог апатита, он слагает до 5% объема хрящей.

Эмаль зубов состоит на 96%, а дентин – на 70% из биогенного аналога апатита, остальной объем ткани сложен белковыми веществами.

Отолиты – "песчинки" (ушные камни) в вестибулярном аппарате человека являются мельчайшими кристалликами биогенного карбоната кальция. В шишковидной железе имеется " мозговой песок" – это мельчайшие включения биогенного аналога апатита.

При D-авитаминозе увеличивается в 40 раз содержание стронция костей. В костях детей, больных рахитом, отлагаются в качестве микроэлементов бериллий, магний, марганец. И эти металлы и стронций входят как изоморфные компоненты в состав биогенного фосфата костей, возможно, тем самым вызывая отклонения в росте кристаллитов этого вещества в волокнах костной ткани.

В некоторых злокачественных опухолях пациентов обнаружены агрегаты кристаллитов биогенного "апатита" размером до 2 см. В обизвесткованных легких больных туберкулезом главными кристаллическими фазами являются биогенные аналоги апатита и витлокита. Известен случай обрастания тканей сердца апатитоподобным фосфатом кальция.

Мочевые камни, камни в почках, печени, желчном пузыре, трахее, наросты в аортах образованы различными аморфными и кристаллическими фазами, в разных органах это фосфаты, карбонаты, оксалаты либо ураты.

Минералы внешнего происхождения (экзогенные) в организме человека.

Эти минералы попадают в дыхательные органы человека из воздуха. Среди них наиболее опасны тальк, каолинит, кварц, волокнистые (асбестовидные) амфиболы и серпентин, поскольку они вызывают силикоз и другие болезненные явления в дыхательных путях и легких. Тончайшая пыль кварца забивает альвеолы, а волоконца асбестов рвут и протыкают их, как иголки. Особо опасен амфиболовый асбест, так как его волокна очень остры и упруги.

Использование минералов в пище, в гигиенических и лечебных целях. Первым, но не единственным примером минералов, используемых в пище, является галит NaCl. Другой пример – это барит BaSO₄. Он входит как инертный наполнитель в рецептуру шоколадных масс для изготовления конфет и кондитерских изделий.

Общеизвестно применение тонкоперетертого талька в качестве детских присыпок. Он входит также в рецептуру разных косметических средств и парфюмерных изделий. Чистая монтмориллонитовая глина является хорошим природным моющим средством, а ее сухой порошок очищает желудок от бактерий. При лечении артрозов и других болезней суставов используется бишофит. Есть достаточно много лекарств от внутренних и наружных болезней, в рецептуру которых входят минералы. Особо большой опыт использования минералов в лечебных целях накопила традиционная медицина в Тибете и Внутренней Монголии. В древних китайских источниках указано около 365 лекарств, из них 46 названы минералами.

МИНЕРАЛЫ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ И РАСТЕНИЙ

Наряду с минералами – продуктами неживой природы на Земле имеются биогенные минералы. Биогенное минералообразование – процесс образования биогенных минералов при разложении органического вещества, которые входят в состав клеточных выделений, скелета, панциря, раковины и т.д. Они первоначально имеют органоморфную структуру, т.е. сохраняют форму тех клеток, органов, из которых они возникли, но со временем в отложениях эта форма может утрачиваться. В тканях многих растений образуются кристаллики карбоната кальция, который после разложения тканей обогащает почву кальцитом. В растениях, диатомовых водорослях находятся опаловые тельца – фитолитарии. После разложения органики они теряют воду, органоморфную структуру и постепенно превращаются в халцедон. Фитолитарии характерны для черноземных степей, горных лугов, тайги, влажных тропиков. Глинистые минералы образуются в результате разложения органических остатков, так как в них содержится некоторое количество глинозема и кремнезема. Сейчас это подтверждается новейшими исследованиями происхождения бокситов.

В строении скелета беспозвоночных и растений принимают участие карбонаты кальция и опал. Состав минерала определяет фактор среды их обитания.

Кальцит и арагонит находится в планктоне, форамониферах, в красных водорослях и мшанках, гастроподах.

Опал содержится во всех диатомовых, жгутиковых, радиоляриевых, некоторых гастроподах, в стеклянных губках и десмонспонгиях.

Даллит содержится в пелециподах.

Франколит содержится в брахиоподах, во всех беззамковых.

Целестин содержится в некотрых радиоляриевых, гастроподах, ракообразных.

Уэделллит содержится в гастроподах.

Гетит и магнезит встречается в гастроподах и аплакофорах, полиплакофорах.

МИНЕРАЛОИДЫ

Минералоиды это соли органических кислот: битумы и смолы. Представители их – озокерит и янтарь.

Озокерит C_nH_2n+2 воскоподобное образование встречается в нефтеносных районах вместе с гипсом, самородной серой, каменной солью. Это первоначально парафиновая составляющая нефти. При охлаждении нефти в условиях земной поверхности оно выпадает в виде вазелиноподобного осадка, превращаясь в твердый озокерит. Асфальтовые озера это нефть, потерявшая летучие компоненты. На острове Тринидад асфальт поднимается из глубины огромными глыбами прямо перед домами местных жителей.

Янтарь C₄₀H₆₄O₄ возник из смолы хвойных деревьев миллионы лет назад. Деревья при повреждении коры выделяют живицу – смолистый сок. В ее состав входили скипидар, вода и смоляные кислоты. В теплом климате скипидар и вода испарились, а смола затвердела. Со временем деревья погибали, смола сохранялась и накапливалась в земле. Окаменев она превратилась в янтарь.

Янтарь легко обрабатывается, хрупкий, излом раковистый. Чуть тяжелее воды. Плавится при 375⁰С, во время сжигания идет приятный запах, чем отличается от его поделок. При трении о сукно электризуется. Янтарь с давних пор поделочных камень, а также облицовочный камень. Из менее чистых камней получают янтарную кислоту и лак. Днище корабля покрытое янтарной краской не обрастает моллюсками. Лак делает абсолютно устойчивой против коррозии консервную жесть. Янтарь – электроизолятор и используется при изготовлении различных физических приборов и в радиотехнической промышленности.

Лекция 15

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: