Сообщество студентов Кировской ГМА
Учеба => Химия => Кафедры - учебные материалы => Общая химия => Тема начата: Pavel от Апреля 12, 2011, 21:11:47
-
Содержание
Введение
История и происхождение названия
Применение соединений кальция
Биологическая роль
Заключение
Список литературы
Введение
Кальций — элемент главной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 20. Обозначается символом Ca (лат. Calcium). Простое вещество кальций (CAS-номер: 7440-70-2) — мягкий, химически активный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета.
Несмотря на повсеместную распространенность элемента №20, даже химики и то не все видели элементарный кальций. А ведь этот металл и внешне и по поведению совсем непохож на щелочные металлы, общение с которыми чревато опасностью пожаров и ожогов. Его можно спокойно хранить на воздухе, он не воспламеняется от воды. Механические свойства элементарного кальция не делают его «белой вороной» в семье металлов: по прочности и твердости кальций превосходит многие из них; его можно обтачивать на токарном станке, вытягивать в проволоку, ковать, прессовать.
И все-таки в качестве конструкционного материала элементарный кальций почти не применяется. Для этого он слишком активен. Кальций легко реагирует с кислородом, серой, галогенами. Даже с азотом и водородом при определенных условиях он вступает в реакции. Среда окислов углерода, инертная для большинства металлов, для кальция – агрессивная. Он сгорает в атмосфере CO и CO2.
История и происхождение названия
Название элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) — «известь», «мягкий камень». Оно было предложено английским химиком Хэмфри Дэви, в 1808 г. выделившим металлический кальций электролитическим методом. Дэви подверг электролизу смесь влажной гашёной извести с оксидом ртути HgO на платиновой пластине, которая являлась анодом. Катодом служила платиновая проволока, погруженная в жидкую ртуть. В результате электролиза получалась амальгама кальция. Отогнав из нее ртуть, Дэви получил металл, названный кальцием.
Соединения кальция — известняк, мрамор, гипс (а также известь — продукт обжига известняка) применялись в строительном деле уже несколько тысячелетий назад. Вплоть до конца XVIII века химики считали известь простым телом. В 1789 году А. Лавуазье предположил, что известь, магнезия, барит, глинозём и кремнезём — вещества сложные.
Применение соединений кальция
Лекарственные средства. Соединения кальция широко применяются в качестве антигистаминного средства.
Хлорид кальция
Глюконат кальция
Глицерофосфат кальция
Кроме того, соединения кальция вводят в состав препаратов для профилактики остеопороза, в витаминные комплексы для беременных и пожилых.
Роль кальция в жизни человека
Кальций является жизненно необходимым элементом, без него мы не могли бы жить. Почти каждой клетке, включая клетки сердца, нервов и мышц, необходим кальций для обеспечения нормальной жизнедеятельности.
В человеческом организме кальций находится в трех основных местах:
1) в костях скелета (около 99% наших костей являются для нас "резервуаром" кальция);
2) в клетках;
3) в крови. Именно кровью кальций доставляется в органы и ткани организма и именно в те места, где он необходим.
В связи с тем что кальций нам так необходим, в человеческом организме имеется система поддержания постоянной концентрации кальция, для того чтобы обеспечить его поступление по мере необходимости.
Организм делает это тремя способами:
* Кальций всасывается напрямую из потребляемой пищи. Это наиболее предпочтительный способ получения кальция;
* Кальций поступает из костей в том случае, если его не хватает в потребляемой пище. В этих случаях кости могут становиться более тонкими и хрупкими;
* Уменьшается количество кальция, поступающего повторно в кровь после "обработки" её почками.
Основной задачей является достаточное поступление кальция с пищей для нормального обеспечения им всех органов и тканей. Другими словами, нам необходимо столько потреблять кальция, чтобы в случаях, когда мы теряем кальций (а такие ситуации могут встречаться и в норме), его потери не превышали его потребления. Этот баланс имеет важное значение, так как его нарушение может привести к прогрессирующему вымыванию из костей недостающего количества кальция. Цель сообщения - помочь пациентам улучшить обеспечение организма кальцием.
Кальций необходим для того, чтобы кости были прочными
Кальций является важным компонентом костного здоровья по ряду причин. В детстве он необходим для правильного формирования скелета и нормального роста организма. В возрасте 15-20 лет рост костей в длину останавливается. Оптимальное потребление кальция в позднем отрочестве, наряду с физической активностью, обеспечивает формирование пиковой костной массы в возрасте около 20 - 25 лет. Плотность наших костей в это время определяется, в частности, тем, достаточное ли количество кальция мы потребляли в детстве и отрочестве. Чем выше пиковая костная масса, тем меньше вероятность того, что со временем наши кости станут более тонкими и хрупкими.
Кость представляет собой живую ткань, которая постоянно самообновляется. Хотя кости достаточно прочные и гибкие, все же они постоянно подвергаются микротравмам, которые, в свою очередь, приводят к формированию незначительных структурных повреждений, нуждающихся в восстановлении с течением времени. В нашем организме существуют две группы специализированных клеток, которые занимаются самообновлением костей. Одна группа клеток проникает в клеточные дефекты и способствует удалению и разрушению пораженной костной ткани, а затем, после завершения своей работы, эти клетки покидают место, где они "осуществляли свою работу". Их сменяют другие клетки, которые занимаются заполнением костной полости, которая в последующем кальцифицируется с образованием новой костной ткани. Этот двухступенчатый процесс называется костным ремоделированием. Ремоделирование является естественным постоянным процессом, который осуществляется каждые три - четыре месяца у здоровых взрослых людей.
По мере того как мы стареем, в нашем организме происходят изменения, которые делают особенно важным достаточное потребление кальция. Во-первых, изменяется процесс костного ремоделирования. Усилия двух групп клеток становятся менее эффективными и разобщаются между собой - клетки, заполняющие полости, бывают не в состоянии восстановить кость так быстро, как раньше, так как их работа разобщается с работой клеток, которые разрушают постаревшую костную ткань. У здоровых людей с нормальной костной тканью адекватное потребление кальция позволяет сохранять нормальный баланс костного ремоделирования.
Это означает, что восстановление нормальной костной ткани становится более рациональным, предотвращая быструю потерю костной массы. Кальций особенно важен для женщин в период менопаузы, так как его всасывание замедляется по мере уменьшения уровня эстрогенов (женских половых гормонов). Тем не менее не следует считать, что для предотвращения потери костной массы в менопаузе достаточно увеличить потребление кальция. Женщинам, которые относятся к группе риска по остеопо-розу, следует обратиться к врачу, для того чтобы им было назначено наиболее подходящее лечение.
В заключение можно отметить, что кальций хуже всасывается по мере того, как мы стареем. Необходимо быть более внимательными и принимать большие количества кальция для того, чтобы защитить свои кости. Хотя по мере увеличения возраста кальций хуже всасывается и замедляется костное ремоделирование, научные исследования в области остеопороза у людей старшего возраста показали, что адекватный прием кальция может замедлить потерю костной массы и снизить риск переломов. Общество пациентов Канады считает, что никогда не поздно подумать об улучшении обеспечения своего организма кальцием - кальций необходим нашему организму вне зависимости от того, сколько нам лет.
В табл. 1 показано, сколько кальция содержится в пище.
Как сделать потребление кальция с пищей максимальным?
Позволим себе дать несколько советов для того, чтобы обеспечить как можно большее поступление кальция с пищей.
Попытайтесь сделать так, чтобы Вы потребляли продукты, содержащие кальций в как можно большем количестве - употребляйте как можно больше продуктов, содержащих кальций.
Создайте реальный план оценки потребляемой пищи, используйте таблицу, которую мы вам предлагаем. Подсчитывается количество кальция, которое Вы потребляете каждый день.
Ешьте такие продукты, из которых кальций легче усвоится.
Чем легче всасывается кальций, тем лучше он будет использован нашим организмом. Лучше всего кальций усваивается из молока, сыра и йогурта, и эти продукты являются наилучшими источниками кальция. Это продукты повседневного питания, они продаются в специальных упаковках, которые можно взять с собой и которые подходят для людей, проводящих много времени вне дома. В обезжиренных молочных продуктах содержится такое же количество кальция, как и в продуктах с высоким содержанием жира, и помимо этого там снижено содержание жиров и холестерина, что также полезно для организма.
Кальций, который легко всасывается в организме, содержится в овощах, таких, как брокколи, листовая капуста, горчичная зелень, репа. Рыбные продукты (например, лосось и сардины) также содержат кальций, который легко всасывается.
В некоторых других продуктах содержится кальций, который плохо всасывается. Причина заключается в том, что в этих продуктах содержатся кальций-связывающие субстанции, называемые оксалатами (содержатся во многих зеленых овощах) и фитатами (содержатся в неочищенных зерновых продуктах). Из этих двух субстанций у оксалатов способность нарушать всасывание кальция более выражена. Как вы могли заметить, в нашем списке продуктов нет шпината. Хотя шпинат содержит кальций, он также содержит оксалаты (как свекла и ревень), которые связываются с кальцием и блокируют его всасывание.
Эти продукты, кроме веществ, блокирующих всасывание кальция, содержат и полезные вещества и поэтому не должны исключаться из списка потребляемых продуктов. Однако кальций, содержащийся в этих продуктах, не должен учитываться при подсчете его потребления задень.
Обратите внимание на продукты, прием которых усиливает выведение кальция с мочой.
Ежедневно мы теряем кальций с мочой. Небольшие потери кальция с мочой являются естественным процессом. Данные исследований показывают, что потери кальция с мочой усиливаются при потреблении избыточного количества соли, кофеина и белка.
Соль (натрий). Было показано, что избыток натрия увеличивает потери кальция с мочой. Потребление соли является наиболее распространенной причиной выведения кальция с мочой. Около 90% натрия поступает из продуктов питания, а не из столовой соли. Следовательно, можно посоветовать свести потребление соли и соленых продуктов питания к минимуму, эта рекомендация также полезна для общего состояния вашего здоровья.
Таблица 1. Содержание кальция в некоторых продуктах питания
Продукты питания Количество продукта Содержание кальция в данном количестве продукт а, мг
Молоко и молотые продукты
Сыр - Швейцарский, Граерский 50 г 493
Сыр - а твердом виде, Чеддер, Колби, Эдак, Гауда 50 г 353
Молоко - цельное, 2%, 1 % жирности 1 стакан/250 мл 315
Сливки 1 стакан/ 250 мл 301
Сыр-Моцарелла, Адыгейский, брынза 50 269
Йогурт - обыкновенный 1 чашка/175мл 292
Молоюз - сухое, в виде порошка 45мл 159
Мороженое 1/2 чашки 93
Сыр - деревенский, сливочный 2%, 1% жирности (творог) 1/2 чашки 87
Мясо, рыба, домашняя птица и другие продукты
Сардины, с костями 8 маленьких 153
Лосось, с костями, консервированный 1/2 банки (масса нетто 13 г) 153
Миндаль 1/2 чашки 200
Кунжут 1/2 чашки 100
Бобы - приготовленные (фасоль, синие бобы, пятнистые бобы) 1/2 чашки 90
Соевые бобы - приготовленные 1 чашка 175
Курица - жареная 90 г 13
Говядина - жареная 90г 7
Хлеб и зерновые
Круглая булочка с отрубями 1/35 г 50
Хлеб - белый и пшеничный 1 кусок/30 г 25
Фрукты, и овощи
Брокколи - в сыром виде 1/2 чашки 38
Апельсины 1 среднего размера/180 г 52
Бананы 1 среднего размера/175г 10
Салат 2 больших листа 8
Сушеный инжир 10 270
Комбинированные блюда
Супе молоком, суп в виде крема из курицы, грибов, помидоров и брокколи 1 чашка/250мл 189
Вареная консервированная фасоль 1 чашка/250 мл 169
Кофеин. Кофеин содержится во многих напитках включая кофе, чай и колу. Данные недавних исследований показали, что кофеин усиливает выведена кальция с мочой. Большинство экспертов считает, что две или три чашки кофе в день, возможно, не нанося! большого ущерба и не влияют на суточное потребление кальция. Но если вы выпиваете более трех чашек в день, необходимо выпивать, по крайней мере, по стакану молока на каждую лишнюю чашку кофе (mil' пить кофе с молоком). Имейте в виду, что чем меньше кальция вы потребляете, тем более серьезный вред вы наносите себе употреблением кофе.
Чем легче всасывается кальций, тем лучше он усваивается организмом.
Белок (протеин). Данные некоторых исследований показывают, что прием большого количества белковой пищи может привести к повышению выведения кальция с мочой. Однако белковая пища (мясо, рыба домашняя птица, продукты повседневного питания сушеный горох, бобы и т.д.) содержит много полезных питательных веществ, которые необходимы, и их нельзя исключать из потребляемой пищи. В рекомендованных количествах белковые продукты не влияют на потери кальция с мочой.
Что считается избыточным потреблением белка? В Канадском руководстве по потреблению пищи рекомендовано потреблять два или три белковых приготовленных продукта в день (например, это составляет маленькую порцию мяса (56-84), рыбы или домашней птицы или 1-2 яйца). Многие так называемые "маленькие порции" мяса или рыбы могут также содержать 2 или 3 порции приготовленного продукта в одной.
Канадская ассоциация по остеопорозу рекомендует придерживаться установленных норм потребления белковых продуктов и обязательно употреблять необходимые количества кальция с продуктами питания. Мы также считаем, что белок, содержащийся в повседневных продуктах питания, не должен ограничиваться, так как даже если он и проводит к потере кальция с мочой, эти потери восполняются количеством кальция, который получает организм при их потреблении.
Если Вы не употребляете повседневных продуктов питания, содержащих кальций (молоко, сыр и т.д.), Вам необходимо вести точный подсчет потребляемого кальция.
Несмотря на то, что кальций из повседневных продуктов питания всасывается лучше всего, диетологи заметили, что некоторые люди не употребляют этих продуктов. Это может быть обусловлено рядом причин, например, гиперчувствительностью к молочным продуктам, философскими причинами, связанными с особенностями культуры питания в их сообществе. Если Вы относитесь к этой группе людей, мы настоятельно рекомендуем Вам заняться самообразованием и выяснением содержания кальция в тех продуктах, которые Вы употребляете. Проводите точный подсчет кальция в потребляемых продуктах питания и подумайте об использовании препаратов кальция в том случае, если потребляемая Вами пища не обеспечивает Вас необходимым количеством кальция.
Заключение
Кальций – один из самых распространенных элементов на Земле. В природе его очень много: из солей кальция образованы горные массивы и глинистые породы, он есть в морской и речной воде, входит в состав растительных и животных организмов.
Кальций постоянно окружает горожан: почти все основные стройматериалы – бетон, стекло, кирпич, цемент, известь – содержат этот элемент в значительных количествах.
Естественно, что, обладая такими химическими свойствами, кальций не может находиться в природе в свободном состоянии. Зато соединения кальция – и природные и искусственные – приобрели первостепенное значение.
Список литературы
1. Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 293. — 671 с
2. Доронин. Н. А. Кальций, Госхимиздат, 1962. 191 стр. с илл.
3. Доценко ВА. - Лечебно-профилактическое питание. - Вопр. питания, 2001 - N1-с.21-25