Bedeutung der Übergangsmetalle in der Biologie ... · A. Schoo und K. Hesterwerth Übergangsmetalle in der Biologie. Einführung Biologisch wichtige Übergangsmetalle Funktion in

EinführungBiologisch wichtige Übergangsmetalle

Funktion in der BiologieFazit

LiteraturverzeichnisLiteraturverzeichnis

Bedeutung der Übergangsmetalle in derBedeutung der Übergangsmetalle in der Biologie

Alexander Schoound

Kai Hesterwerth

A. Schoo und K. Hesterwerth Übergangsmetalle in der Biologie



Literaturverzeichnis

InhaltLiteraturverzeichnis

Einführung‐Einführung

‐Die bedeutungsvollsten ÜbergangsmetalleDie bedeutungsvollsten Übergangsmetalle

‐Funktion in der Biologieg

‐Fazit

‐Literaturverzeichnis


Was sind Übergangsmetalle?Was macht die übergangsmetalle Biologisch bedeutend?




EinleitungLiteraturverzeichnis

gWas sind Übergangsmetalle?

‐ Nebengruppenelemente werden Übergansmetalle oder auchg pp gÜbergangselemente genannt‐ Überwiegend Gute Elektr. Leiter sowie hohe Schmelzpunkte‐ Vielseitige Anwendung aufgrund ihrer verschiedenen undvielfältigen Eigenschaften


Was sind Übergangsmetalle?Was macht die übergangsmetalle Biologisch bedeutend?




EinleitungLiteraturverzeichnis

g

Was macht die Übergangsmetalle Biologisch bedeutend?Was macht die Übergangsmetalle Biologisch bedeutend?

‐ Ausreichend häufigem Vorkommen in der Erdhülle‐ die relativ stabilen niedrigen Oxidationsstufeng

Dadurch sind die Übergangsmetalle bioverfügbar und dienen als Spurenelemente





Biologisch wichtige ÜbergangsmetalleLiteraturverzeichnis

‐Eisen‐Kobalt

‐Vanadium‐Chrom Kobalt

‐Nickel‐Kupfer

Chrom‐Molybdän‐Wolfram

‐Zink‐Mangan


VanadiumChromMolybdän...




Funktion in der BiologieLiteraturverzeichnis

Vanadium

‐ Vanadium ist im Zellkern und Mitochondrien vorhandenWi d fü K h Zäh d d S hildd ü t ff h l

Mensch‐Wird für Knochen, Zähne und den Schilddrüsenstoffwechsel Benötigt‐ Kann Enzyme steuern indem Vanadium sie hemmt, z.B. beim

d l

Bakterien

Natrium und Kalium Transport

‐ Vanadium wird zur Stickstofffixierung genutzt

Pflanzen ‐ Rolle in der Photosynthese


y






ChromChrom(III) ‐ Einfluss im Fettstoffwechsel

Überdosis‐ Cr(III) kann kaum überdosiert werden, da Cr(III)‐hydroxid ein sehr kleines Löslichkeitsprodukt hat und so kaumÜberdosis sehr kleines Löslichkeitsprodukt hat und so kaum aufgenommen wird

Chrom(IV) ‐ Starkes Mutagen, greift die DNS an







Molybdän

I L b d‐ Bestandteil des aktiven Zentrums vieler Enzyme

In Lebenden Organismen

‐ Sauerstofffixierung‐ Stickstofffixierung, Nitrogenase reduziertelementaren Stickstoff und macht es bioverfügbar

D hf ll W h t töÜberdosis

‐ Durchfall, Wachstumsstörung‐ Beeinflusst Lunge, Leber und Nieren


ChromMolybdänWolfram...





Wolfram

Anaeroben BakterienAnaeroben Bakterien

• Ersetzt hier das Molybdän im aktiven Zentrum der Enzyme• Im Lebensraum ( Vulkanschlote Meeresböden)• Im Lebensraum ( Vulkanschlote, Meeresböden)häufiger als Molybdän


MolybdänWolframMangan…





Mangan

M hMensch

‐Wird vor allem in Leber, Knochen und den Nieren gespeichert‐Bestandteil vieler Enzyme‐Aufbau von Cholesterin ‐Cofaktor für Antioxidantien Enzyme







Mangan Mangan in der Photosynthese I

O2







Üb d i d h h h d i t M l h iÜberdosis durch hoch dosierteManganpräparate

Mangelerscheinungen

‐ Konzentrationsstörungen ‐ Blutgerinnungsstörungeng

‐ Gedächtnisproblemen

‐ Schweißausbrüchen

g g g

‐Wachstumsstörungen

‐ Verlust der Haarpigmente

‐Müdigkeit

‐ Gangunsicherheit

p g

‐ Schwächung des Immunsystems


WolframManganEisen...





Eisen• Liegt oxidiert als Fe(II) und Fe(III) vor• Hat eine wichtige Bedeutung beim Sauerstofftransport

Mensch und Tiere

• Zentralatom des Hämoglobins • Bestandteil von Enzyme zur Atemregelung

• Beteiligt beim Elektronenübergang im KörperBeteiligt beim Elektronenübergang im Körper• In dem Enzym Katalase enthalten

• Baut beim Stoffwechsel gebildetesWasserstoffperoxid zu Sauerstoff und Wasser abWasserstoffperoxid zu Sauerstoff und Wasser ab


WolframManganEisen...





Eisen

Mangelerscheinung

• Kopfschmerzen, Schwindel• Konzentrationsstörungen

Überdosis

• Selten, da viel Eisen benötigt wird• Erbrechen Durchfall Schock• Konzentrationsstörungen,

Müdigkeit • Erschwertes Atmen

• Erbrechen, Durchfall, Schock zustand, Krämpfe


ManganEisenKobalt…





Kobalt

Menschen‐Bestandteil von Vitamin B12 Menschen ‐Wichtig für die Zellteilung und Blutbildung

Überdosis Mangelerscheinungen

‐ Ab einer Zufuhr von 20‐30mg T k H t

‐ Nicht bekanntpro Tag kann es zu Haut‐, Lungen‐, Magenerkrankungen, Leber‐, Herz‐, Nierenschäden und Krebsgeschwüren


und Krebsgeschwüren

EisenKobaltNickel...





Ni k lNickel‐ In einigen Proteinen enthalten

Kann durch andere zweiwertige Kationen‐Kann durch andere zweiwertige Kationen ausgetauscht werden

M l h i Üb d iMangelerscheinung

• Keine bekanntÜberdosis

‐ Kann Algerien auslösen


KobaltNickelKupferZink





Kupfer

Mensch‐ Nimmt als Bestandteil mehrerer Enzyme am Aufbau des Hämoglobins teilg‐Überdosis wird ausgeschlossen, da Überschüssiges Kupfer über die Gallenflüssigkeit abgeschieden wird

Ti‐ Bei Weichtieren und Gliederfüßlern dient Kupfer als

Tierp

Sauerstoff Transporteur (Hämocyanin) was auch die Blaue Farbe verursacht







Zink• In vielen Enzymen und Hormonen unersetzlich

• Schlüsselrolle beim Zucker‐, Fett, Eiweißstoffwechsel

• Beteiligt am Zellwachstum Wichtig für das Immunsystem

Mangelerscheinung

• Müdigkeit Konzentrationsschwächen

Überdosis

• Übelkeit• Müdigkeit, Konzentrationsschwächen

• Häufige Erkältung, Grippe

• Übelkeit

• Kreislaufschwäche, beschleunigte Atmung

• Metallischer Geschmack


Metallischer Geschmack




FazitLiteraturverzeichnis

Machen Nahrungsergänzungsmittel sinn?

Pro Kontra

‐Bei Mangelerscheinungen‐ Steigerung der Leistung

‐ Aufnahmefähigkeit vomKörper begrenztSteigerung der Leistung Körper begrenzt‐ Überdosis eventuell schädlich

f h d h h‐ Aufnahme durch Nahrung in der Regel ausreichend







Prof. Ulrich Weber und andere, Biologie Oberstufe, S. 122‐139,Cornelsen Verlag, Berlin, 1. Auflage

Charles E. Mortimer und Ulrich Müller, Chemie, S.68,Georg Thieme Verlag, 70469 Stuttgart, 9. Auflage

Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. de Gruyter, Berlin 2007, 102. Auflage

Wikipedia Foundation Inc.: Nitrogenasehttp://de.wikipedia.org/wiki/Nitrogenase letzter Zugriff am 11 10 2012 um 13:29Uhrletzter Zugriff am 11.10.2012 um 13:29Uhr







Wikipedia Foundation Inc.: Photosynthesehttp://de.wikipedia.org/wiki/Photosyntheseletzter Zugriff am 11.10.2012 um 13:29Uhr

Fachhochschule Münster: Anorganische Chemie IIhtt // fhhttps://www.fh‐muenster.de/fb1/downloads/personal/juestel/juestel/Anorganische_Chemie_II‐Koordinationschemie.pdfletzter Zugriff am 11 10 2012 um 13:33Uhrletzter Zugriff am 11.10.2012 um 13:33Uhr


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