Социальная роль водородных связей.
Водородная связь в значительной мере определяет свойства и таких биологически важных веществ, как белки и нуклеиновые кислоты. В частности, элементы вторичной структуры и третичной структуры в молекулах белков, РНК и ДНК стабилизированы водородными связями. В этих макро- молекулах, водородные связи сцепляют части той же самой макромолекулы, заставляя её сворачиваться в определенную форму. Например, двойная спиральная структура ДНК, определяется в значительной степени наличием водородных связей, сцепляющих пары нуклеотидов, которые связывают одну комплементарную нить с другой.
Роль водородных связей в живой материи определяется не только тем, что без водородных связей нельзя себе представить структуру белков (носителей жизни) или двойную спираль нуклеиновых кислот. Без водородных связей совершенно
иными были бы физические и химические свойства самого распространенного вещества на Земле — воды, в которой и зародилась жизнь.
Водородные связи также важны в структуре полученных искусственно полимеров (например, целлюлозы) и во многих различных формах в природе, таких как древесина, хлопок и лён.
Много полимеров усилены водородными связями в их главных цепях. Среди синтетических полимеров самый известный пример — нейлон, где водородные связи играют главную роль в кристаллизации материала.
Химическая природа негативных последствий для организма человека курение и употребление алкоголя
КУРЕНИЕ С ХИМИЧЕСКОЙ ТОЧКИ ЗРЕНИЯ
Табачный дым — это горячая смесь вредных газов, паров, жидкостей и твердых веществ, возникающих в результате сгорания табачных листьев. Измерения показали, что на конце папиросы, сигареты, и особенно сигары, развивается очень высокая температура (600 —900°С). При этом происходит сухая перегонка табака (пиролиз). Многие органические вещества сгорают до газообразных продуктов, некоторые жидкости испаряются, а твердые превращаются в тончайшую микроскопическую пыль, образуя вредные вещества. Таким образом, табачный дым — это аэрозоль из газов, жидкостей и твердых веществ.
Химический состав табачного дыма очень сложен. В зависимости от качества, сортности и состава табака в нем различают 1200 компонентов.
К вредным газообразным компонентам табачного дыма относятся: оксид углерода (II) (угарный газ) и углекислый газ, аммиак, сероводород, формальдегид, метан, оксид мышьяка (III), этан, оксид азота (I) и др. При этом следует учитывать, что даже безвредные в обычном состоянии вещества в горячем и распыленном виде токсичны.
По сравнению с газообразными жидкие фракции табачного дыма более разнообразны и токсичны. Из жидких веществ, оказывающих токсичное действие на организм, в табачном дыме обнаружено более 30 различных кислот, свыше 20 спиртов, 27 альдегидов и кетонов, 65 алифатических углеводородов и 45 фенолов, образующих табачный деготь, эфирные масла. Среди многочисленных кислот табачного дыма особенно сильными ядами являются синильная, муравьиная и масляная.
Синильная кислота — это смертельный яд. Одной ее капли достаточно, чтобы моментально убить человека; она парализует клеточное и тканевое дыхание. Несмотря на то, что содержание синильной; кислоты в дыме небольшое, она усиливает кислородное голодание и нарушает обмен веществ в мозговой, сердечной и мышечной тканях. Кислоты сильно раздражают слизистую оболочку дыхательных путей и альвеол, способствуя проникновению в кровь табачных ядов и вызывая воспаление гортани глотки, верхних дыхательных путей.
Из возгоняющихся спиртов ядами являются метиловый, этиловый, пропионовый, масляный и высшие многоатомные спирты, называемые сивушными маслами. Они отравляют легочную ткань, легко проникают в кровь, особенно поражая нервную систему. Альдегиды и кетоны — вредные продукты распада органических веществ; большинство из них имеет горький привкус. Вместе с сероводородом и никотином они вызывают обильное слюноотделение, тошноту и позывы к рвоте.
Алифатические углеводороды и фенолы (среди них бензопирен и бензатрацен), входящие в состав табачного дегтя, приводят к злокачественным новообразованиям.
Табачный деготь и смолы легко прилипают к тонким внутренним оболочкам легочных путей и альвеол, препятствуя нормальному газообмену между легкими и кровью. Осаждаясь на зубах и деснах, деготь приводит к воспалению слизистой оболочки рта, образованию бурого налета и разрушению зубов, что является причиной неприятного запаха изо рта.
Воздействуя на вегетативные функции организма, никотин изменяет секрецию надпочечников, усиливая выделение гормона адреналина и его действие на сердце и сосуды. Поэтому при курении резко увеличивается частота сердечных сокращений, одновременно на продолжительное время суживаются периферические кровеносные сосуды. За минуту частота сокращений повышается на 20—30 ударов, а спазм сосудов резко повышает кровяное давление, нарушает питание тканей и мышц, мозга, почек, печени, кожи.
Никотин является ядом, прекращающим проведение возбуждений через нервные узлы. В целостном организме нарушение такой передачи препятствует нервной регуляции сердечнососудистой, дыхательной, выделительной и других систем, обмена веществ, желез внутренней секреции. Установлено, что никотин мешает усвоению организмом витамина С, разрушая его, вызывает усиленное отложение в стенках кровеносных сосудов извести и холестерина, что приводит к склеротическим изменениям.
Особенный вред оказывает никотин на организм при мышечной деятельности, так как нарушает кровообращение и регуляцию жизненно важных органов и самой мышечной ткани. При этом вред курения сводить только к никотину было бы слишком односторонне. Никотин — это только один из основных ядов, наркотическое действие которого создает тягу к курению и образование вредной, антигигиенической привычки, переходящей в болезнь — никотиновую наркоманию. Следует обратить внимание и на другие составные части табачного дыма, которые отравляют организм, снижают его защитные свойства, нарушают рост и развитие, способствуя возникновению различных заболеваний.
Твердых фракций в табачном дыме меньше, чем газообразных и жидких, но их влияние на организм еще более губительно. К этим фракциям относятся: соединения мышьяка, радиоактивные и канцерогенные вещества, сажа. Подсчитано, что в 1 мл табачного дыма содержится 600 000 мелких пылевых частиц сажи. Они засоряют легочную ткань, затрудняют дыхание. Оксид мышьяка (III) является чрезвычайно токсичным соединением, которое отравляет легкие и нервную систему.
Ученые обнаружили в табачном дыме радиоактивный полоний (210Ро) с периодом распада 138 дней. При курении из табака в дым переходит 80 % полония. Он излучает альфа (а)- частицы. При выкуривании двух пачек сигарет человек излучает облучение в 36 рад, а допустимая доза, установленная Международным советом защиты от радиации, составляет 6 рад. Если учесть, что в табачном дыме содержится еще и радиоактивный свинец (С20Рв), висмут (210Bi), (40K), излучающие бета (В)-частицы, то общая радиация при выкуривании пачки сигарет достигает 50 рад. Этого вполне достаточно, чтобы при длительном курении вызвать рак губ, гортани, легких и других органов. В легких курильщиков обнаружено в 7 раз больше радиоактивного полония, чем у некурящих, в печени— в 3 раза, в сердце — в 2, в почках — в 1,5 раза.