Anorganické látky v buňkách

Anorganické látky v buňkáchVladimíra KvasnicováObrázek převzat z http://www.windows.ucar.edu/earth/geology/images/periodic_table.gif (září 2007)Co je důležité znát:1) rozdělení prvků do skupin2) symboly a české názvy prvků3) latinské názvy prvků4) triviální názvy vybraných sloučeninDoplňující informace:pravidla latinského chemického názvosloví(jejich znalost není k udělení zápočtu ani u zkoušky vyžadována)nekovyskupenství: plynné, kapalné, pevnépřechodnékovykovy vzácnýchzeminhalogenyalkalickéinertníkovykovy alkal.ostatní kovy plynyzeminObrázek převzat z http://www.corrosionsource.com/handbook/periodic/periodic_table.gif (září 2007)

Co je důležité znát:Co je důležité znát:1) rozdělení prvků do skupinviz. Periodická tabulka prvků alkalické kovy: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr (IA) kovy alkalických zemin: (Be, Mg), Ca, Sr, Ba (IIA) halogeny: F, Cl, Br, I (VIIA) vzácné plyny: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn (VIIIA)1) rozdělení prvků do skupinviz. Periodická tabulka prvků nekovy: H (IA)B (IIIA)C, Si (IVA)N, P, As (VA)O, S, Se (VIA)halogeny (VIIA)centrálníatomykyselinCo je důležité znát:Co je důležité znát:1) rozdělení prvků do skupin2) symboly a české názvy prvkůviz. Periodická tabulka prvků přechodné kovy: Cu, Ag, Au (IB)Zn, Cd, Hg (IIB)Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo, Pt ostatní kovy: Al, Sn, Sb, Pb, Bi3) latinské názvy prvků symboly jsou odvozeny z latinských názvůH = Hydrogenium = vodíkNa = Natrium = sodíkAg = Argentum = stříbro(Ar = Argon)

ČESKYvodíkrtuťuhlíkdusíkkyslíkjódhliníkkřemíkfosforsíraolovoLATINSKYHydrogeniumHydrargyrumCarboneumNitrogeniumOxygeniumIodiumAluminiumSiliciumPhosphorusSulfurPlumbumANGLICKYhydrogenmercurycarbonnitrogenoxygeniodinealuminiumsiliconphosphorussulphurleadČESKYsodíkdraslíkvápníkhořčíkměďstříbrocínantimonželezoniklzlatoLATINSKYNatriumKaliumCalciumMagnesiumCuprumArgentumStannumStibiumFerrumNiccolumAurumANGLICKYsodiumpotassiumcalciummagnesiumcoppersilvertinantimonyironnickelgoldSLOVNÍČEKPravidla latinského chemického názvoslovílatinsky / anglickyoxidum / oxideperoxidum / peroxidehydroxidum / hydroxidechloridum / chloridesulfidum / sulfidecyanidum / cyanideacidum / acidhydrogeno- / hydrogensub-/ hydroxy-českyoxidperoxidhydroxidchloridsulfidkyanidkyselinapředpona hydrogenpředponapro bazickou sůl název kationtu vlevo / aniontu vpravo název kationtu v genitivu (= 2. pád) více oxidačních stupňů:1mono 2 různé koncovky 2 různé předpony2di3tri4tetra5penta6hexa7heptapříklad:FeCl 2 Ferrosi chloridumFeCl 3 Ferri chloridumpříklad:Acidum hypochlorosumAcidum perchloricum8octa9nona10deca11dodecaundeca12

oxidační číslo kationtuNIŽŠÍkoncovkalatinsky /anglicky-osi-ousDůležité koncovky a jejich vzájemnývztah (latinsky / anglicky)bezkyslíkatákyselina(Acidum)hydro-.....-icumhydro-.....-ic acidsůl /anion-idum-ideVYŠŠÍ-i-icoxokyselina- nižší ox.č.oxokyselina- vyšší ox.č.-osum-ous acid-icum-ic acid-is-ite-as-atepředpony k rozlišenívíce než dvouoxidačních stupňůNEJNIŽŠÍpředponahypo-• HCl• HClO• HClO 2• HClO 3• HClO 4příklady:Acidum hydrochloricumAcidum hypochlorosumAcidum chlorosumAcidum chloricumAcidum perchloricumNEJVYŠŠÍ(hy)per-• NaCl• NaClO• NaClO 2• NaClO 3• NaClO 4Natrii chloridumNatrii hypochlorisNatrii chlorisNatrii chlorasNatrii perchloras

Autoprotolýza vody(disociace vody)• ve vodných roztocích platí:K v = [H 3 O + ] x [OH - ] = 10 -14 [H 3 O + ] = 10 -7 ⇒ pH = 7 [OH - ] = 10 -7• v čisté vodě: [H 3 O + ] = [OH - ]• v kyselých roztocích: [H 3 O + ] > [OH - ] pH < 7• v zásaditých roztocích: [H 3 O + ] < [OH - ] pH > 7Disociace vody:H 2 O ↔ H + + OH -H 2 O + H + + OH - ↔ H 3 O + + OH -H 2 O + H 2 O ↔ H 3 O + + OH -K dis = [H 3 O + ] x [OH - ][H 2 O] 2K dis x [H 2 O] 2 = [H 3 O + ] x [OH - ]K dis x [H 2 O] 2 = konstantní, protože [H 2 O] je mnohokrátvyšší než [H 3 O + ] nebo [OH - ]K v = konstanta = iontový součin vodyK v = [H 3 O + ] x [OH - ]K v = [H 3 O + ] x [OH - ] = 10 -14pK v = pH + pOH = 14pK = - log K pH = - log [H 3 O + ] pOH = - log [OH - ]10 -14 = [H 3 O + ] x [OH - ] / loglog 10 -14 = log ([H 3 O + ] x [OH - ] )log 10 -14 = log [H 3 O + ] + log [OH - ]-14 = log [H 3 O + ] + log [OH - ] / x (-1)14 = - log [H 3 O + ] - log [OH - ]↓ ↓ ↓pK v = pH + pOH14 = 7 + 7 v čisté voděpK v = pH + pOH = 14=> voda: [H 3 O + ] = 10 –7 (pH = 7)[OH - ] = 10 –7 (pOH = 7)zjednodušení: [H 3 O + ] = [H + ] = c(H + )=> pH = – log c(H + )pH = 0 – 14pH 0 -------------- 7 --------------14kyselé neutrální zásaditéKdyž [H + ] klesá, [OH - ] roste K v je 10 -14Když [OH - ] klesá, [H + ] roste (= K v je konstanta !)

pH v buňkáchIntracelulární pufry• nižší než v extracelulární tekutině, protožemetabolické reakce produkují kyseliny(CO 2 → H 2 CO 3 , kyselina mléčná)• cytosol: pH = 6,8 – 7,0• v lyzosomech: pH = 4,5 – 5,0• v krvi: pH = 7,40 ± 0,04• v moči: pH = 5,0 – 6,0• proteiny (amfolyty): postranní řetězce aminokyselin• fosfáty anorganické: HPO 42-/ H 2 PO 4- organické:estery a anhydridy kyseliny fosforečné• bikarbonátový pufr je hlavní pufr extracelulárnítekutiny (krve)HCO 3- / H 2 CO 3Henderson–Hasselbalchova rovnicepH = pK a + log (c b / c a )Disociační konstanta a pH pufru! pufr nejlépe pufruje při: pH = pK ± 1 !a) pH = pK + log (1 / 1)⇒ pH = pKb) pH = pK + log (10 / 1)⇒ pH = pK + 1c) pH = pK + log (1 / 10)⇒ pH = pK – 1pH = pK a + log (c b / c a )Anorganické ionty v buňkách• anorganické ionty = minerály (0,5% hmotnosti)• intracelulární tekutina (ICT)K + > > Mg 2+ > Na + > > > > > (Ca 2+ )fosfáty > proteiny > sulfáty > HCO 3- > Cl -• extracelulární tekutina (ECT) – např. krevní plazma:Na + > > > K + > Ca 2+ > Mg 2+Cl - > > HCO 3- > proteiny > fosfáty > sulfáty• transport přes membránu (kanály, transportéry)

Anorganické produkty metabolismuStopové prvky (0,01 % tělesné hmotnosti a méně) často slouží jako kofaktory enzymů1) plazmatická koncentrace: 10 – 20 µmol / LFe, Zn, Cu / běžné oxidační stavy !2) nízká plazmatická koncentrace (µmol/l, nmol/L)Se, Mn, Mo, Cr, Co, Si, F, I,...• C, H, O → CO 2 , H 2 O → H 2 CO 3 / HCO- 3• N → NH 3 / NH+ 4• P → H 2 PO 4- / HPO2- 4 = „fosfáty“• S → SO2- 4 = „sulfát“• I - z degradace thyroidálních hormonů• CO z degradace hemu• H + z kyselin / H jako „redukční ekvivalent“Vyberte pravdivá tvrzeníVzorové testové otázkykurs BSTzápočtový test: 3. listopadu 2011a) pohyb vody skrz buněčnou membránu seoznačuje jako „difúze“b) po otevření draselného kanálu v buněčnémembráně K + vystupuje z buňkyc) Na + /K + -pumpa transportuje tyto ionty pojejich koncentračním gradientud) po otevření vápenatého kanálu v buněčnémembráně Ca 2+ vstupuje do buňky

V lidských buňkáchSouhlasíte s následujícími tvrzeními?a) je nejčetnějším kationtem hořčíkb) je nejčetnějším aniontem chloridc) je významným pufrem fosfátový pufrd) vzniká jako konečný produkt oxidacerůzných organických látek COa) chemický vzorec amoniaku je NH 4+b) hydrogenfosforečnan je HPO 4-c) fosfátový pufr v buňkách je tvořenH 2 PO 4- a H 3 PO 4d) bikarbonát je báze odvozená odkyseliny uhličitéVyberte pravdivá tvrzenía) přeměna Fe +II na Fe +III je oxidaceb) Cu +II je nižší oxidační stupeň ze dvou,v nichž se měď vyskytuje v buňkáchc) při rozpouštění CO 2 ve vodě vznikákyselina uhličitád) H 3 O + je vodíkový kationKterá tvrzení jsou správná?a) pokud koncentrace H 3 O + roste, pHroztoku se zvyšujeb) koncentrace H 3 O + v zásaditýchroztocích je stejná jako v čisté voděc) pH v buňkách je často vyšší nežv extracelulární tekutiněd) proteiny patří mezi významnéintracelulární pufry