Кальций. Практическое применение

Химические источники тока. Кальций, а также его сплавы с алюминием и магнием используются в резервных тепловых электрических батареях в качестве анода(например кальций-хроматный элемент). Хромат кальция используется в таких батареях в качестве катода. Особенность таких батарей — чрезвычайно долгий срок хранения (десятилетия) в пригодном состоянии, возможность эксплуатации в любых условиях (космос, высокие давления), большая удельная энергия по весу и объему. Недостаток в недолгом сроке действия. Такие батареи используются там, где необходимо на короткий срок создать колоссальную электрическую мощность (баллистические ракеты, некоторые космические аппараты и.др.).

Огнеупорные материалы. Оксид кальция, как в свободном виде, так и в составе керамических смесей, применяется в производстве огнеупорных материалов.

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.

 

Биологическая роль

 

Кальций — распространенный макроэлемент в  организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть содержится в скелете и зубах в виде фосфатов. Из различных форм карбоната кальция (извести) состоят скелеты большинства групп беспозвоночных (губки, коралловые полипы, моллюски и др.). Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также в обеспечении постоянного осмотического давления крови. Ионы кальция также служат одним из универсальных вторичных посредников и регулируют самые разные внутриклеточные процессы — мышечное сокращение, экзоцитоз, в том числе секрецию гормонов и нейромедиаторов и др. Концентрация кальция в цитоплазме клеток человека составляет около 10−7 моль, в межклеточных жидкостях около 10−3 моль.

Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых необходимая дневная норма составляет от 800 до 1000 миллиграммов (мг), а для детей от 600 до 900 мг, что для детей очень важно из-за интенсивного роста скелета. Большая часть кальция, поступающего в организм человека с пищей, содержится в молочных продуктах, оставшийся кальций приходится на мясо, рыбу, и некоторые растительные продукты (особенно много содержат бобовые). Всасывание происходит как в толстом, так и тонком кишечнике и облегчается кислой средой, витамином Д и витамином С, лактозой, ненасыщеными жирными кислотами. Немаловажна роль магния в кальциевом обмене, при его недостатке кальций «вымывается» из костей и осаждается в почках (почечные камни) и мышцах.

Усваиванию  кальция препятствуют аспирин, щавелевая  кислота, производные эстрогенов. Соединияясь с щавелевой кислотой, кальций дает нерастворимые в воде соединения, которые являются компонентами камней в почках.

Содержания  кальция в крови из-за большого количества связанных с ним процессов  точно регулируется, и при правильном питании дефицита не возникает. Продолжительное отсутствие в рационе может вызвать судороги, боль в суставах, сонливость, дефекты роста, а также запоры. Более глубокий дефицит приводит к постоянным мышечным судорогам и остеопорозу. Злоупотребление кофе и алкоголем могут быть причинами дефицита кальция, так как часть его выводится с мочой.

Избыточные  дозы кальция и витамина Д могут  вызвать гиперкальцемию, после которой  следует интенсивная кальцификация  костей и тканей (в основном затрагивает  мочевыделительную систему). Продолжительный переизбыток нарушает функционирование мышечных и нервных тканей, увеличивает свертываемость крови и уменьшает усвояемость цинка клетками костной ткани. Максимальная дневная безопасная доза составляет для взрослого от 1500 до 1800 миллиграмм.

 

Кальций в медицине.

 

  В медицине  препаратов Са устраняет  нарушения,  связанные  с  недостатком  ионов Са в  организме  (при   тетании,  спазмофилии,  рахите).   Препараты  Са снижают повышенную  чувствительность к аллергенам  и используются для  лечения  аллергических заболеваний (сывороточная болезнь, сонная  лихорадка  и  др.).

Препараты  Са  уменьшают  повышенную  проницаемость  сосудов   и   оказывают противовоспалительное  действие. Их применяют при геморрагическом  васкулите, лучевой болезни, воспалительных  процессах  (пневмания,  плеврит  и  др.)  и некоторых кожных заболеваниях. Назначают  как кровоостанавливающее  средство, для улучшения деятельности сердечной мышцы и  усиления  действия  препаратов наперстянки, как противоядия при отравлении солями магния. Вместе с  другими средствами препараты Са применяют для стимулирования  родовой  деятельности. Хлористый Са вводят через  рот  и  внутривенно.  Оссокальцинол  (15  %  -ная стерильная суспензия  особым  образом  приготовленного  костного  порошка  в персиковом масле) предложен для тканевой терапии.

К препаратам Са относятся также гипс (СаSО4), применяемый  в хирургии  для гипсовых  повязок,  и  мел  (СаСО3),  назначаемый  внутрь   при   повышенной кислотности  желудочного сока и для приготовления  зубного порошка.

 

 

Препараты кальция, применяемые в медицине.

1. Кальция хлорид (Хлористый кальций).

Показания к  применению:

• при недостаточной функции паращитовидных желез, сопровождающейся тетанией или спазмофилией,
• при усиленном выделении кальция из организма (при длительном обезвоживании больных),
• при аллергических заболеваниях,
• при кожных заболеваниях (кожный зуд, экзема, псориаз и др.),
• при токсических поражениях печени,
• нефрите,
• гиперкалиемической форме пароксизмальной ми-оплегии,
• как кровоостанавливающее средство (при легочных, маточных, желудочно-кишечных кровотечениях),
• как противоядие при отравлении: солями магния, щавелевой кислотой, ее растворимыми солями и растворимыми солями фтористой кислоты.

2.Кальция глюконат.

По своим  свойствам, показаниям и противопоказаниям близок к кальция хлориду, но оказывает менее выраженное местное раздражающее действие.

3. Кальция лактат.

Показания и  противопоказания те же. По сравнению  с хлоридом кальция меньше раздражает слизистую оболочку. Лучше усваивается  при приеме внутрь, чем глюконат кальция.

 

Применение Ca-содержащих препаратов в стоматологии.

Кальций содержится в каждой клетке человеческого организма. Основная масса его находится  в костной и зубной тканях. В  костях и зубах взрослого человека около 1 кг кальция находится в виде нерастворимого кристаллического минерала гидроксиапатита Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Образованию гидроксиапатита способствует слабощелочная среда (pH~8,3); в более кислой среде будет происходить постепенное растворение костной ткани (деминерализация). 

В современной стоматологии используют СаSО₄ (для заполнения костных дефектов), Са(ОН)₂ (оказывает лечебное, одоптотропное и антимикробное действие), глицерофосфат и глюконат кальция для проведения реминерализующих процедур (ремотерапия).Поликристаллический синтетический гидроксиапатит используют в качестве имплантата костной ткани благодаря его очень низкой растворимости и уникальной совместимости. В стоматологии также распространено лечение кист препаратами, содержащими кальций. Для этого используется терапевический метод, в котором применяется депофорез. В процессе лечения применяется кальций, а точнее гидроокись меди-кальция, которую вводят в канал больного зуба. Параллельно проводится воздействие на зуб слабым электрическим током – для лучшего проникновения суспензии в кисту и ее удаления. После трех сеансов депофореза зуб пломбируют.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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  используемой литературы.

 

1.  Гринстейн Б., Гринстейн А. Наглядная биохимия. – М.: «Медицина 2005 – с.68-69, 84-85

2. Bilezikian J. P. Calcium and bone metabolism // In: K. L. Becker, ed.

 

3. Доронин. Н. А. Кальций, Госхимиздат, 1962. 191 стр. с илл.

 

4. Доценко ВА. - Лечебно-профилактическое питание. - Вопр. питания, 2006 - N1-с.21-25

5. Леонтьев В.К., Петрович Ю.А., Круглова Л.Н. О характере воздействия некоторых химических веществ на активность микрофлоры мягкого зубного налета // Стоматология.– 1997.– №3.–С. 5-11.