ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Млекопитающие, человек

Часто принималось, что для высокоорганизованных живых существ, т. е. для животных, такой элемент, как кремний, не играет существенной роли. Однако, Хольцапфель [173, 174] по­казал, что кремнезем присутствует в следовых количествах в большинстве животных.

Животные постоянно получают некоторое количество кремне­зема из воды, но в отличие от растений они способны также выделять кремнезем в растворе, так что не происходит никакого накопления кремнезема в теле животного. Кремнезем, попадаю­щий в организм через рот, конечно, почти безвреден. Кроликам скармливали по 2 г силикагеля ежедневно в течение 30 недель, и не было обнаружено никаких вредных последствий [175]. Силикат магния, который при действии кислоты легко выделяет кремнезем, находит применение при терапевтическом лечении.

Оказывает ли силикагель при приеме внутрь благотворное действие при некоторых обстоятельствах или же нет, этот вопрос остается дискуссионным. Табашир, или силикагель, обнаружи­ваемый внутри бамбука [94], по традиции считается ценным веществом при лечении астмы и туберкулеза [98], и возможно, что для подобного лечения есть некоторые практические осно­вания, как это имело место с другими народными средствами.

Примерно в 1920 г. в Европе был проявлен некоторый инте­рес к использованию кремневой кислоты в качестве терапевти­ческого препарата против туберкулеза. Например, Гоннерманн [176] отмечал, что лекарственные травы, применяемые сель­скими жителями средней Европы в качестве средства от тубер­кулеза, были исключительно богаты кремнеземом. Был сделан анализ золы, полученной от различных тканей животных, и об­наружено, что, как обычно, в ней содержалось 2—10 % SiC>2. Это наводит на мысль, что кремнезем выполняет некоторые важные физиологические функции. Однако необходимо учиты­вать, что доля золы, полученной из тканей, очень невелика, так что фактическое содержание кремнезема оказывается чрезвы­чайно низким. Кале [177] допускал, что содержание кремнезема в поджелудочной железе изменяется в зависимости от различ­ных типов заболеваний. При туберкулезе поджелудочная железа содержит меньшее количество кремневой кислоты, чем у здоро­вого человека, тогда как в случаях раковых заболеваний в этой железе обнаруживается большее содержание кремневой кислоты по сравнению со здоровым органом при условии, что не прово­дилось никакого хирургического вмешательства. В случае опе­рации содержание кремнезема оказывалось меньшим, чем у здорового человека. При беременности, как полагают, п^од отбирает кремнезем из поджелудочной ;железы матери; таким образом, объясняется повышение восприимчивости женщины к туберкулезу в этот период. Утверждалось, что при проведении опытов по исследованию туберкулеза на морских свинках раз­витие заболевания тормозилось путем введения кремневой кис­лоты. Одно время кремневая кислота приготовлялась_и прода­валась для терапевтического лечения туберкулеза легких. Спо­собы описания характеристик этого препарата, датируемые 1921 г., не дают возможности точно представить природу золей, которые тогда использовались [178]. Однако, Кадиш [179] не обнаружил каких-либо благотворных результатов при исполь­зовании кремневой кислоты в 14 случаях лечения открытой формы туберкулез», и, вероятно, после этого интерес к подоб­ному методу лечения угас.

Данные по содержанию кремнезема в теле млекопитающих, собранные Воронковым, Зелчаном и Лукевицом [4а], так же сомнительны, как и упоминавшиеся в предшествующем разделе. В золе тех частей тела животного, которые имеют непосред­ственный контакт с веществами из окружающей среды (волосы, желудок, кожа и кишечник), обнаруживают вплоть до 15% кремнезема. Однако во внутренних органах, крови, как правило, содержится 0,1—-1,0%. Опять-таки невозможно судить о том, насколько важны эти числа, если не известна доля такой золы во всем образце. В тканях и жидкостях живых организмов обычно содержится 0,0010—0,0100 % Si02 от основного влаж­ного компонента. Поскольку эти значения меньше растворимо­сти аморфного кремнезема в физиологическом солевом растворе при обычном для такого раствора значении рН, то нельзя судить

О том, какая доля кремнезема, если она вообще имеется, связана с биохимическими компонентами.

Огромный объем сведений о содержании кремнезема в теле человека и млекопитающих определяется необходимостью изу - * чения проблемы силикоза. Были отмечены некоторые необычные

Факты, например повышение содержания кремнезема в крови по утрам по сравнению с вечером, а также повышенное его содержание в пожилом возрасте. Очевидно, накопление крёмне - земсодержащих пылей в легких увеличивается с возрастом. » С другой стороны, содержание кремнезема в артериальных стенках сосудов оказывается более высоким (0,019%) у мла­денцев, а у взрослого человека средних лет оно почти в два раза ниже [180].

В сыворотке крови человека концентрация кремнезема со­ставляет 0,00079 % независимо от пола или возраста [181]. Аустин [127] сообщил, что в эритроцитах содержание Si02 достигает 0,0092 %, из них 0,0042 % находятся в связанном со­стоянии. Имеются данные [182], что во. всей крови в целом находится 0,0016 % кремнезема, и его содержание достигает 0,0020 % в случаях заболевания силикозом. Однако, согласно Хвапилу [127], количество кремнезема в кровяной сыворотке зависит в большей мере от атмосферных условий, чем от сте­пени повреждения организма силикозом. В других опытах про­верка сотен людей показала, что в среднем во всей крови содержание кремнезема составляет 0,00083 ±0,00024 % [183, 184], причем отсутствует какая-либо корреляция с полом, воз­растом, родом занятий или с условиями, определяющими дея­тельность легких. Однако этот уровень возрастал, когда соеди­нения кремния вводились определенным образом. В таком слу­чае могло бы показаться, что уровень содержания кремнезема должен был бы отчасти изменяться для разных стран и геогра­фических условий обитания. Сауэр и др. [185] подтвердили, что содержание кремнезема в тканях подопытных животных не зависело от концентрации кремнезема, добавляемого в рацион животных. У, крыс содержание кремнезема в мышцах повыша­лось по мере их роста, но затем понижалось в пожилом воз­расте. Содержание кремнезема в мышцах увеличивалось при добавлении кофеина [186]. Уровень кремнезема в крови изме- " нялся в обратной зависимости от содержания кремнезема

В мышцах.

Из этих противоречивых результатов становится очевидным, что аналитические методы, применявшиеся в прошлом, давали вводившие в заблуждение завышенные результаты. В работе Бауманна [187] показано, что концентрация кремнезема в крови заметно ниже, чем принималось раньше, и что кремнезем при­сутствует почти полностью в виде свободной растворимой моно-

40 Заказ № 250

Кремневой кислоты. Бауманы обнаружил, что концентрация кремнезема в красных кровяных тельцах животных была точно такой же, что и в плазме крови. В обоих случаях кремнезем присутствовал в виде мономера, поскольку обладал способно­стью проходить через ультрафильтр. Во всей крови крупного рогатого скота нормальная концентрация кремнезема составляет 0,00019 ±0,00005 %. В крови человека его содержится 0,00004— 0,00005 %. Однако когда с питьевой водой вводится 50 мг рас­творимого кремнезема, то весь кремнезем выделяется с мочой в течение 10 ч. Максимальная концентрация кремнезема в моче при этом изменяется от 0,02 и до 0,06 % в зависимости от объема выделенной мочи, и кремнезем еще остается полностью; мономерным. Оказалось, что кремневая кислота полимеризуется с одной и той же скоростью и в моче, и в воде. Скорость удале­ния кремнезема, выраженная в микрограммах в минуту, явля­ется постоянной величиной независимо от объема выделяемой мочи. Она пропорциональна количеству оставшегося в организме кремнезема. Концентрация кремнезема в крови при этом дости­гает 0,0002—0,0003 %. Если поглощается 300 мг растворимого кремнезема, то его концентрация в крови достигает 0,0006 Со­отношение концентрации выделяемого с мочой кремнезема к его концентрации в плазме крови, составляющее около 100 : 1, определяется тем, что почки выделяют кремнезем вместе со всеми другими растворенными веществами, имеющими молеку­лярную массу менее 70 000 при ультрафильтрации через мем­браны почечных клубочков с образованием «первичной мочи». Затем на следующем этапе в почечных канальцах биологически активными мембранами поглощается около 99 % всей воды по неизученному «активному» процессу. В результате в конечной концентрированной, вторичной, моче остаются все вещества, которые повторно не всасываются в кровь. Таким образом, кон­центрация кремнезема, выделяемая с мочой, оказывается го­раздо большей, чем его концентрация в плазме крови [187].

Японские исследователи обнаружили, что высокое содержа­ние кремнезема в питьевой воде прямо коррелирует со смерт­ностью, вызванной повреждением сосудов в центральной нерв­ной системе. Содержание кремнезема в некоторых частях тела повышалось в случаях возрастного атеросклероза, в особенности в аорте [188]. С другой стороны, Лопер и Полет [189] пришли к заключению, что, хотя в артериях крупного рогатого скота и человека обнаружен кремнезем, его содержание выше в нор­мальных артериях, чем в перерожденных. Кроме того, при каль­цинировании артерий содержание кремнезема в крови оказы­валось низким.

Кворнинг [190] нашел, что во влажной ткани аорты чело­века содержится 0,012—0,015% кремнезема [ 19*0]. С другой стороны, в сильно обызвествленной кальцием аорте кремнезема оказалось только 0,005 %, хотя это, возможно, было обусловлено высокой концентрацией солей кальция. Количество кремнезема в органической части аорты могло оставаться достаточно вы­соким.

Более низкое содержание кремнезема в случае вырожденных артерий, вызываемое пищей с большим количеством холесте­рина, позволило в ходе экспериментов изучить вопрос о том, способствует ли введение соединений растворимого кремнезема предотвращению подобного заболевания у крыс. Лопер и Лопер [191] нашли, что введение внутривенно растворимого силиката или введение через рот лизинсиликата приводило к уменьшению количества новообразований (атером) от 100 до 40%, а моно - метилтрисиланолсалицилат, вводимый внутривенно, понижал их развитие до 11 %.

Согласно данным Чернота и Переса [192], метаболизм крем­ния в организме регулируется стероидными гормонами и гормо­нами щитовидной железы, поэтому изменение содержания крем­ния с возрастом может быть обусловлено понижением гормо­нальной активности. Продолжавшееся в течение 9 лет изучение поведения кремния в теле животного позволило сделать сле­дующий вывод: старение организма сопровождается пониже­нием содержания кремния в мягких тканях у самок и повыше­нием кремния в кальцинированных тканях у обоих полов [127]. Кремний играет определенную роль в гормональном балансе системы. Комплекс, состоящий из NaOSiCH3(OH)2 и ортоокси - бензоата натрия, понижает аномальные минеральные отложения у крыс с удаленными яичниками и ведет к улучшению нарушен­ного кальций-магниевого обмена, вызванного гормональными изменениями вследствие овариотомии или старения животного.

В глазных нервах человека, как отмечал Семенов, содержа­ние кремнезема повышалось с возрастом, особенно после 60 лет [193а].

Кремнезем также участвовал в процессах возрастных склеро­тических изменении идентичного типа вырождения, происходя­щего в головном мозге молодых людей при болезни Алцгеймера. Аустин [127] описал характеристические микроскопические тельца, или тромбоциты, а также другие тельца (corpora ату - lacea), которые появляются в среде определенных вырождаю­щихся клеток головного мозга. Такие тельца содержат довольно высокую концентрацию кремния: в некоторых областях мозга вплоть до 1—2 масс. %•

Сообщалось также [1936], что при подобных заболеваниях головного мозга в ядрах нейронов содержание алюминия повы­шалось в 4 раза, но, по-видимому, еще более значительным было увеличение количества кремния. Алюминий мог просто адсор­бироваться на кремнеземе ввиду большого сродства между кремнеземом и оксидом алюминия. Присутствие в высокой сте­пени локализованного кремния в тромбоцитах может оказаться только результатом полимеризации кремневой кислоты, выде­ляемой из остатков окружающих поврежденных тканей, в кото­рых при нормальном состоянии головного мозга обнаруживается очень низкая концентрация кремния (см. следующий раздел). ,

ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Образование зародышей в облаках

Цеттльмойер, Чессик и Техеурекджан [664] открыли, что для образования центров кристаллизации льда, или первого этапа формирования дождевых капель в облаке, оказываются актив­ными- частицы кремнезема диаметром 30—100 нм при условии, что …

Гидрофобная поверхность кремнезема

В гл. 5 были рассмотрены различные типы мономолекуляр­ных покрытий на кремнеземных порошках. В этой главе будут _ затронуты некоторые химические аспекты следующих хемосор - бированных молекулярных слоев: А) адсорбированные органические …

Биологическое разрушение горных пород

Хотя большая часть вторичных минералов, таких, как глины, может формироваться из первичных силикатных горных пород посредством неорганических реакций в присутствии воды, од­нако процесс эрозии может катализироваться органическими реагентами. Джеке [20] …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.