Вплив вісмуту на організм та життя людини
Виконала студентка V курсу 1 групи фармацевтичного факультету Болюбаш Ірина
Одеський національний медичний університет
Вісмут (лат. Bismuthum) – хімічний елемент V групи періодичної системи Менделєєва з атомним номером 83. Вісмут це тендітний, легкоплавкий метал сріблясто-білого кольору з рожевим відтінком. Він стійкий до дії кисню та води та розчинний у концентрованій сірчаній кислоті. При кімнатній температурі вісмут легко розколюється по площинах спайності, у фарфоровій ступці розтирається на порошок. Він має діамагнітність, погану теплопровідність, низьку температуру плавлення (271, 4 оС), високу температуру кипіння (1560 °С) і здатність розширюватися в об'ємі при затвердінні. При нагріванні вище 1000° Згоряє блакитним полум'ям з утворенням оксиду Bi2O3. Він характеризується переважанням металевих властивостей над неметалевими та може розглядатися як метал. Стрижень з металевого вісмуту діаметром 2 мм розривається при навантаженні всього 14 кілограмів. При температурі 120-150 ° С вісмут стає ковким, гарячим пресуванням (при 240-250 ° С) з нього можна виготовити дріт діаметром до 0, 1 мм, а також пластинки товщиною 0, 2-0, 3 мм. Розплавлений вісмут розриває після застигання скляну трубку, в яку було влито. У періодичній системі вісмут – останній стабільний (не радіоактивний) елемент. Але за деякими даними, 209Bi слабко радіоактивний, його період напіврозпаду настільки великий (близько 2*1018 років), що цей нуклід можна вважати стабільним. Це приблизно в півмільярда разів більше за вік нашої планети.
Вісмут відомий із середньовіччя (вперше згаданий у писемних джерелах у 1450 році як Wismutton або Bisemutum).Перші відомості про вісмут з'явилися на початку XVI ст. у працях мінералогу та металурга Георга Бауера (Агріколи). Однак до XVIII століття його вважали різновидом свинцю, олова чи сурми. Лише у 1753 році француз Клод висловив думку, що це окремий елемент. Цю думку підтвердив 1793 р. Потт описав властивості вісмуту і встановив самостійність елемента вісмуту. Остаточно як елемент він був відкритий 1799 шведським хіміком Т. Бергманом.
Про походження самого слова «вісмут» ведеться чимало суперечок, існує багато версій. Одні вчені (той самий Ліппман) вважають, що в основі його лежить німецьке коріння «wis» і «mat» (спотворено weisse masse та weisse materia) — білий метал (точніше, біла маса, біла матерія). Інші впевнені, що назва походить від німецьких слів «wiese» (луг) та «muten» (розробляти копальню), оскільки цей метал ще за давніх часів видобували в луках Саксонії, поблизу Мейсена. Треті стверджують, що вісмутовими рудами був багатий округ Візен у Німеччині — йому, мовляв, і завдячує метал назвою. Є ще думка, що слово «вісмут» — не що інше, як арабське «бі ісмід», тобто «схожий на сурму». Важко віддати перевагу якійсь із цих версій, тому досі вчені до кінця не визначилися з походженням назви вісімдесят третього елемента.
Нинішній символ елемента номер вісімдесят три — Bi — вперше введений у хімічну номенклатуру 1819 року видатним шведським хіміком Єнсом Яковом Берцеліусом.
Відомий металург і мінералог середньовіччя Георг Агрикола у своїй книзі "Про родовища і копальнях у старий і новий час", написану в 1546 році, звів вісмут в ранг одного з основних металів чудової сімки" - золоту, сріблу, міді, залізу, свинцю, олову і ртуті."права громадянства" вісмут знайшов лише у XVIII столітті. Цьому металу, мабуть, як жодному іншому хімічному елементу, пощастило з назвами: за підрахунками деяких учених, у літературі XV-XVIII століть можна зустріти понад 20 "псевдонімів" вісмуту і серед них такі виразні, як демогоргон, глаура, німфа, скловате ( тендітне) олово, сіре олово. На початку XIX століття вісмут в Україні називали іноді візмутом і бісмутом.
Знаходження в природі
Родовища: Відомі родовища вісмуту у Німеччині, Монголії, Болівії, Австралії, Перу та інших країнах.
Світовий видобуток, споживання та вартість вісмуту
Вісмут - досить рідкісний метал, і його світовий видобуток/споживання ледь перевищує 6000 тонн на рік (від 5800 до 6400 тонн на рік).
Вартість: Ціни на вісмут чистотою 99% у 2011 році склали в середньому 23-28 дол/кг.
Біологічна роль вісмуту
Біологічна роль вісмуту вивчена слабо, вчені припускають, що цей елемент індукує синтез низькомолекулярних білків, бере участь у процесах осифікації, утворює внутрішньоклітинні включення до епітелії ниркових канальців. Сучасний рівень знань не дозволяє виразно говорити про будь-яку фізіологічну роль вісмуту в організмі людини. Існують лише припущення, до яких відноситься і те, що вісмут, можливо, має генотоксичні та мутагенні властивості.
Шляхи надходження сполук вісмуту в організм
Надходження вісімдесят третього елемента в організм із водою чи їжею незначно. Справа в тому, що всмоктування вісмуту, що надійшов до шлунково-кишкового тракту, вкрай мало і становить близько 5%. Набагато вірогіднішим є надходження вісмуту в організм з лікарськими препаратами при прийомі їх усередину або через шкіру (призовнішньому застосуванні). Сумарно в організм людини з їжею, а також з повітрям, пилом, сигаретним димом і водою надходить вісмуту в кількості 5-20 мкг/добу.
Токсичність з'єднань вісмуту
Після всмоктування вісмут виявляється у крові як сполук з білками, і навіть проникає в еритроцити. Між органами та тканинами вісмут розподіляється відносно рівномірно. Деяке накопичення вісмуту може спостерігатися в печінці, нирках (до 1 мкг/г), селезінці та кістках. Виявляється вісмут і головному мозку.
Хоча вісмут і відноситься до групи помірно токсичних елементів, це не означає, що він є абсолютно безпечним. Наприклад, розчинні солі вісмуту отруйні і характером свого впливу (хоч і меншою мірою) аналогічні солям ртуті. Солі вісмуту, що використовуються в медицині, фактично нерозчинні у воді, застосовуються у вигляді колоїдних розчинів і не мають високої токсичності. Однак при тривалому або інтенсивному прийомі препаратів, що містять вісмут, можливе виникнення ускладнень.
Професійні отруєння чи шкірні захворювання під час роботи з вісмутом майже відзначаються, канцерогенність цього металу також встановлено. Зазвичай навіть величезні дози вісмуту, прийняті перорально не викликають отруєння, що пояснюється складністю всмоктування сполук вісмуту. Однак іноді, з точно не встановлених причин, спостерігається отруєння і прийому препаратів вісмуту перорально. Вчені припускають, що пов'язано це з надлишком молочної кислоти, яка переводить вісмут в розчинне з'єднання і сприяє його всмоктування.
Отруєння з'єднаннями вісмуту
Вісмут – малопоширений елемент. Природними джерелами надходження вісмуту в природні води є процеси вилуговування мінералів, що містять вісмут.Джерелом надходження у природні води можуть бути стічні води фармацевтичних і парфумерних виробництв, деяких підприємств скляної промисловості.
Отруйність вісмуту при введенні в кров висока – близько 1 мг на кг живої ваги – і коливається залежно від швидкості введення та стану організму. Введення вісмуту під шкіру викликає також отруєння, але повільніше, і дози для токсичного ефекту набагато вищі, особливо при застосуванні нерозчинних сполук, що лише поступово розсмоктуються. Отруєння вісмутом може бути гострим та хронічним. Перше спостерігається як при застосуванні вісмуту на великі свіжі ранові поверхні, а також, при введенні в кров розчинних сполук вісмуту, що не беруть в облогу білка і тому не викликають емболії. Однак хронічне отруєння вісмутом може призвести до зміни білкового, вуглеводного та ліпідного обмінів, зниження вмісту гемоглобіну в крові та інших порушень.
За транспортування вісмуту до різних органів у організмі відповідальні лейкоцити. Захоплений лейкоцитами та рознесений струмом крові та лімфи по всьому організму вісмут скупчується у селезінці, центральній нервовій системі та органах виділення (нирки, печінка, кишечник, слинні залози). Сліди цього елемента були виявлені в поті, сльозах та грудному молоці. Вісмут, що пройшов через шлунково-кишковий тракт, виділяється у вигляді сульфіду вісмуту, забарвлюючи кал у темний колір. Резорбований вісмут виділяється із сечею. Процес виділення дуже тривалий.
Встановлено, що при отруєнні солями вісмуту уражаються нирки, центральна нервова система, печінка, шкіра та слизові оболонки. Внаслідок накопичення вісмуту в нирках, можливо, їх поразка. При виділенні вісмуту з організму потовими залозами може бути свербіж шкіри та поява дерматозів. Улюдини, після прийому токсичної дози, симптоми отруєння з'являються через кілька днів: спочатку виявляється пігментація в роті, причому на яснах з'являється чорна облямівка («вісмутова облямівка»), що викликається відкладенням сірчистого вісмуту. Потім розвивається стоматит, іноді виразковий, який може поширитися на горло і стравохід. Як наслідок з'являється нудота, блювання, гастралгія, метеоризм, діарея, альбумінурія. Далі настає занепад харчування, схуднення та кахексія. Тривалий прийом препаратів вісмуту у великих дозах може спричинити симптоми вісмутової енцефалопатії (особливо у хворих з порушенням функції нирок).