Както знаете, в Dciencia завършихме годината с поредица от статии, посветени на периодичната таблица на химичните елементи. През последните седмици видяхме как всичко е съставено от първите 92 химически елемента в таблицата, всички те произведени в различните етапи, през които преминават звездите. Видяхме как дишаме много от тези елементи, как сме съставени от много други от тези атоми, както и ролята на жената в откриването на тези елементи. В тази статия ще покажем, че елементите на периодичната таблица могат да се използват за правене на добро, но и зло. Както всички трябва да знаем, само защото нещо е естествено и нищо по-естествено от химическите елементи, не означава, че по своята същност е добро или лошо за нас.

елементи

Както се е случвало в други статии, би било невъзможно да се направи пълен преглед на всички елементи, които са били използвани за лечение и заболяване, много от тях дори и за двете, така че ще се съсредоточим върху тези, които ясно се открояват в едно аспект или друг.

Химически елементи за лечение

В този раздел елементът, който би се откроил преди всичко, е въглеродът (С), който вече беше обсъден в предишна статия. Причината е, че почти всички лекарства, които използваме, се основават на въглеродната химия и на почти безкрайното разнообразие от съединения, които могат да бъдат получени от въглеродни „скелета“. Въглеродната химия е отговорна главно за лечения, вариращи от аспирин до имунотерапия. В този раздел обаче ще се съсредоточим върху много по-малко известен аспект; диагностика на заболяването с помощта на различни елементи.

Медицинските образни техники ви позволяват да „видите“ вътрешността на тялото. Има няколко физически явления, които са позволили развитието на много техники за изобразяване; от позитронно-емисионна томография (PET), компютърна томография (CT) - типичният болничен скенер - и, най-известната, магнитно-резонансна томография (MRI). В тези техники за изобразяване могат да се използват химически вещества, които се натрупват в болестта, която искаме да открием и ни позволят да извършим диагностиката. Тези вещества, контрастни вещества или проследяващи вещества, действат, защото включват някакъв елемент, който е способен да подаде сигнал в една от тези техники, който разграничава зоната на заболяването от останалите тъкани. От многото, които съществуват, ще се съсредоточим върху две от най-важните: гадолиний и флуор.

ГАДОЛИНИО

Неговият химичен символ е Gd, а атомният му номер е 64. Този елемент е кръстен в чест на Йохан Гадолин, шведски химик, който е изследвал рядкоземен минерал, Гадолинит.

Gd няма биологична функция и присъствието му в диетата е минимално, смята се, че по-малко от 1 mg годишно. Той обаче има свойство, което го е превърнало в един от най-важните елементи в медицината; това е парамагнитно вещество. Това означава, че може да действа като малък „магнит“, влияещ върху магнитното поведение на други вещества. По-конкретно, в MRI техниката Gd модифицира магнитното поведение на протоните на водните молекули. Това води до ярък сигнал, който лесно се разпознава в изображението, където се е натрупал Gd. За да има това свойство практически ефекти, „единственото нещо“, което трябва да се постигне, е, че Gd се натрупва там, където е открита патологията. За това гадолинийът, в рамките на комплексиращ агент, се свързва с биомолекули като антитела или пептиди, които насочват натрупването му в интересуващата област, след като се инжектират в пациента.

Фигура 1. Гадолиниев метал (вляво) и типично ЯМР изображение на Gd, подчертаващо тумор

ФЛУОР

Флуорът със символ F има атомен номер 9 и е един от най-интересните елементи в периодичната таблица. Неговите характеристики означават, че той може да бъде в почти всички статии от тази поредица. Разбира се, това се е случило преди милиони години при звездни експлозии. Той присъства в човешкото тяло, общо до 6 mg, особено в костите. Той се използва в много лекарства, например в няколко от най-важните антибиотици. Освен това той също е елемент, който за съжаление е вдъхнат; Като химически военен агент той играе тъжна и видна роля в Първата световна война. Тук обаче ще се съсредоточим върху друго негово приложение, което със сигурност е по-малко известно.

Химични елементи, за да се разболеят

Нищо не е по-далеч от нашето намерение, освен да изпаднем в хемофобия, но е очевидно, че някои елементи имат свойства, които ги правят особено опасни за живота. От дългия списък на елементите, които могат да бъдат използвани за причиняване на щети, например, тук също ще се въведе флуорът, за който току-що говорихме, ще се съсредоточим върху две: живак и талий.

ЖИВАК

Меркурий има символа Hg и атомно тегло 80. Този символ идва от латинското, hydrargirium или течно сребро и е, че живакът е един от двата елемента, които се появяват в природата в течно състояние (другият е бром). Въпреки своята токсичност, Hg се използва от векове в различни лекарства, като слабително, диуретично, дезинфектант или, най-известното, срещу сифилис. И до днес се използва, изненадващо, в традиционната китайска медицина. Но той не се използваше само в Китай редовно. В древна Гърция и Рим козметиката на основата на Hg е била известна. Векове по-късно, през Средновековието, използването му е съживено, никога по-добре казано, с работата на алхимиците и търсенето на философския камък и вечния живот.

Както можете да видите, Hg е елемент, с който трябва да внимавате, макар и по-малко, отколкото с последния елемент, с който ще се справим.

Талий

Талият, със символ Tl и атомен номер 81, е изключително токсичен тежък метал. Токсичността му идва от факта, че замества калия в неговите биологични функции. Tl се абсорбира директно през кожата и замества калия, например в активираните с калий ензими в мозъка, мускулите и кожата. Това води до типичните симптоми на отравяне с Tl: изтръпване, изтръпване на краката и ръцете, проблеми с говора, обща слабост и загуба на коса. Тялото реагира на това отравяне, като изхвърля Tl, но след това, в червата, то се „замаскира“ с калий и се реабсорбира. Единственият начин да се прекрати този цикъл на екскреция-абсорбция е да се използва вещество, което се свързва по-силно с Tl, отколкото с калий: пруско синьо. Това съединение обменя калия в структурата си с Tl и по този начин може окончателно да бъде изхвърлен.

Славата на перфектната отрова идва отчасти до Tl за литература. В добре познатия текст на Агата Кристи „Мистерията на бледия кон“, където са описани талиев сулфат и възможността за използването му при отравяния, които е много трудно да се идентифицират като такива. Всъщност в реалния живот има случаи, когато това се е случило, както в самата Англия, през 1971 г., когато Греъм Йънг е отровил няколко свои колеги, като е поставил талиев сулфат в кафето, което е довело до две смъртни случаи и няколко със симптоми. да диагностицира, докато самият Йънг не разпознае какво е направил. Но това знание не винаги е отрицателно, например в случая на медицинската сестра Марша Мейтланд, която успя да диагностицира проблема при момиче, благодарение на четенето на книгата на Агата Кристи (за повече информация по тази история вземете погледнете към източниците, които сме използвали за тази статия).

Фигура 2. Корица на издание на "Мистерията на бледия кон", където Tl стана още по-известен.

"Това не беше в моята книга по история на химията." Алехандро Наваро. 1-во издание 2019

"Елементите на природата" Джон Емсли. 1-во издание 2003 г.