Нахождение Mg в природе

Огромную роль магний играет в металлургии. Применяется он в качестве  восстановителя при производстве некоторых ценных и редких металлов – титана, ванадия, циркония, хрома. Если ввести магний в расплавленный чугун, чугун сразу модифицируется, т.е. улучшается его структура и повышаются механические свойства. Из такого модифицированного чугуна можно изготавливать отливки, которые с успехом заменят стальные поковки.

 В металлургии магний  используется для раскисления сплавов и стали. Многие соединения магния также находят широкое применение, особенно это касается его оксида, сульфат и карбонат. Магний в форме чистого металла и его химические соединения (перхлорат, бромид) применяют в производстве очень мощных электрических резервных батарей (к примеру, серно-магниевый элемент, магний-перхлоратный элемент, хлористомедно-магниевый элемент, магний-ванадиевый элемент, хлористосвинцово-магниевый элемент, хлорсеребряно-магниевый элемент и т.д.), а также сухих элементов (висмутисто-магниевый элемент, марганцево-магниевый элемент и др). Источники электрического тока, созданные на основе магния, отличаются довольно высоким значением удельной энергетической характеристики, высокими разрядными напряжениями. В последнее время в ряде государств обострилась проблема создания аккумуляторной батареи с большим сроком эксплуатации, т.к. эмпирические данные позволили утверждать, что огромные перспективы широкого его использования (доступность сырья, высокая энергия, экологичность) предоставляет магний.

Физиологическая роль Mе и его соединений

Магний относится к макроэлементам и является одним из главных биогенных элементов (металл жизни),поскольку его комплексы с органическими лигандами имеют колоссальное значение в жизнедеятельности живых и растительных организмов. Достаточно назвать лишь один хлорофилл. Содержание магния в организме человека составляет примерно 140 г, причем большая часть его (около 90 г)содержится в костной ткани в виде фосфорнокислого магния, в эмали зубов, в мышцах. После иона калия он является вторым в концентрационном отношении ионом внутриклеточной жидкости, участвующим в поддержании и сохранении ионного равновесия и нормального уровня осмотического давления внутри клеток. Магний содержится в крови, почках, печени, сердце, поджелудочной железе в виде гидратированных катионов, комплексных ионов, лигандами, которых являются белки, аминокислоты, нуклеотиды, анионы АТФ, АДФ, фосфолипиды, входит в состав разнообразных ферментативных систем. Комплексообразующая способность иона Мg2+, определяет его наиболее важные функции в биохимических процессах, протекающих в живом организме.

Магний отличается большим химическим сродством к атому кислорода. Именно этим объясняется образование катионом магния наиболее прочных комплексов с лигандами, содержащими фосфат-ионы, например, с анионами АТФ и АДФ в реакциях фосфорилирования. Суточная потребность человека в магнии находится в пределах 0,3—0,6 г. Пищевыми продуктами, содержащими его в наибольших количествах, являются орехи, зерновые культуры в виде отрубей и муки грубого помола, крупы, бобовые, соя, разнообразная зелень (петрушка, укроп, салат, шпинат), косточковые культуры (курага, урюк, сливы), лимоны, яблоки, какао, хлеб, мясо, рыба. Значение магния в жизнедеятельности организма заключается в том, что он регулирует многообразные биохимические и физиологические процессы, активируя десятки ферментов, участвующих в синтезе белков, нуклеиновых кислот, процессах окислительного фосфорилирования, гидролиза, гликолиза с участием АТФ, формирования костной ткани, трансмембранного перемещения ионов и т. д. Например, фермент фосфофруктокиназа играет важную роль в регуляции скорости процесса гликолиза, который представляет собой основной процесс катаболизма углеводов в организме. Результатом его является генерирование химической энергии в клетках в форме АТФ за счет расщепления глюкозы и других гексоз (происходит утилизация энергии, накопленной углеводами) и получение из углеводов пластических соединений, которые участвуют в синтезе компонентов клетки. К диагностике инфаркта миокарда причастен фермент креатинфосфокиназа. По активности его в составе крови судят о размерах некроза участков сердечной мышцы. Фермент аденилатциклаза активирует образование из АТФ циклического аденозинмонофосфата (сАМФ), который, взаимодействуя с особым катаболитным генактивирующим белком (САР), образует комплекс САР—сАМФ, способствующий процессу транскрипции структурных генов и синтезу белков, необходимых для утилизации лактозы. Дефицит Mg в организме может быть многими причинами. Причинами может служить его поступление с пищей, отравление токсичными металлами (Ве, РЬ, Сd, Аl и др.), возникновение стрессовых ситуаций, повышенное поступление в организм соединений фосфорной кислоты, кальция, антибиотиков, употребление больших количеств спиртных напитков и кофе и т. д. Существенные потери магния возникают у спортсменов в процессе интенсивных и длительных тренировок, сопряженных с большими физическими нагрузками. Все это может привести к различным заболеваниям и расстройствам организма. Среди них быстрая утомляемость и нервозность, заболевание сердечно-сосудистой системы (повышение предрасположенности к инфарктам, гипертония, стенокардия, аритмия и т. п.), развитие диабета, снижение защитных функций организма, возникновение мочекаменной болезни. Магний является антагонистом кальция: избыток магния в организме может привести к дефициту кальция (а также фосфора), уменьшение — к увеличению содержания кальция. Увеличение содержания кальция в тканях организма приводит к их обызвествлению. Повышенное содержание магния в организме, вызванное нарушением обменных процессов с его участием, избыточным поступлением с пищей и лекарствами, употреблением в больших количествах кальций- и фосфорсодержащих продуктов, БАБ, витаминов С, Д, Е, В, также приводит к неприятным последствиям. Главным проявлением избыточного содержания магния является быстрая утомляемость организма, вялость и сонливость и, как следствие, снижение работоспособности. При этом следует отметить, что магний не относится к токсичным элементам.

Применение Mе в медицине

Сбалансировать содержание магния в организме можно с помощью употребления следующих его соединений, которые могут использоваться и в качестве лекарственных препаратов. Оксид магния Мg0 (жженая магнезия) является всасывающим антацидным средством — он нейтрализует соляную кислоту желудочного сока, при этом не образуется углекислый газ. Он более эффективен, чем гидрокарбонат натрия. Кроме того, оксид магния оказывает слабительное действие. Всасывающими антацидными свойствами обладает и карбонат магния МgС03. Он оказывает и вяжущее действие. Такими же свойствами обладает и белая магнезия- основная соль угольной кислоты Мg(ОН)2 • 4МgС03 • Н20. К не всасывающим антацидным средствам относится трисиликат магния MgSi3O7, который, взаимодействуя с соляной кислотой, образует золь кремниевой кислоты, обволакивающий слизистую оболочку желудка и двенадцатиперстной кишки, защищающий их от действия пепсина и соляной кислоты. Эти антацидные средства используют для уменьшения боли и изжоги в период обострения язвенной болезни. Такими же свойствами обладает соединение 2МgSiO3• Мg(НSiO3), — тальк. Он же применяется и для изготовления таблеток и паст.

В качестве препарата, применяемого при нарушении ритма сердца (тахиарит-мия, экстрасистолия), используется кристаллогидрат сульфата магния МgS04• 7Н20 (сернокислая магнезия). Он же может вводиться внутримышечно при гипертензивных кризах, расширяя сосуды и снижая артериальное давление. Эта соль способствует устранению судорог, применяясь в акушерской практике, расслабляет желчевыводящие пути, стимулируя выведение желчи. Сульфат магния используется и в качестве слабительного средства, вызывающего механическое раздражение рецепторов кишечника. Его используют при отравлениях для очищения кишечника и уменьшения всасывания токсичных веществ. Аскорбинат магния — один из препаратов витамина С, способствующего уменьшению проницаемости кровеносных сосудов, повышающего сопротивляемость организма к инфекциям, регулирующего углеводный обмен, облегчающего всасывание железа из кишечника и включение его в гем. При тахиаритмиях и экстрасистолии применяют препараты ≪Панангин≫ и ≪Аспаркам≫, содержащие аспарагинаты калия и магния. При этом уменьшается сила сердечных сокращений, нормализуется ритм сердца, угнетается возбудимость миокарда. Эти препараты, кроме того, восполняют дефицит ионов магния и калия. Аспарагинат и цитрат магния (и другие органические соли магния) используются при изготовлении биологически активных добавок и лекарственных препаратов, применяемых для лечения сердечно-сосудистой системы, неврастений, мочекаменной болезни и др. Недостаток магния в организме может компенсироваться и лечебными минеральными водами, содержащими не только его ионы, но ионы кальция.

  Список литературы:

1. Химия биогенных элементов : учебное пособие / Ю. П. Афиногенов, Е. Г. Гончаров, А. М. Ховив, И. А. Бусыгина ; Воронежский Государственный университет. - Воронеж: Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2010. - 438 c.

2. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. – М.: Высш. шк., 2004. – 527 с.

3. Скальный А. В. Биоэлементы  в медицине / А. В. Скальный, И. А.  Рудаков. – М. : Мир, 2004

4. Общая химия. Биофизическая  химия. Химия биогенных элементов / Ю.А. Ершов [и др.]. – М. : Высш. Шк., 1993.