1

UNIVERSITATEA DE STAT DIN MOLDOVA

Facultatea de Chimie şi Tehnologie Chimică

Departament Chimie

Secţia Chimie Anorganică

Aliona COTOVAIA

COMPUŞI BIOANORGANICI Prelegeri

Aprobată de

Consiliul Profesoral al

Facultăţii de Chimie

şi Tehnologie Chimică

Chişinău – 2013

2

CZU 546(075.8)

C 79

Lucrarea este recomandată spre editare de Secţia Chimie Anorganică a

Departamentului Chimie, Facultatea de Chimie şi Tehnologie Chimică,

USM

Redactor ştiinţific – Aurelian Gulea, dr.hab., prof.univ., academician AŞM

Descrierea CIP Camerei Naţuinale a Cărţii

Cotovaia, Aliona

Combinaţii coordinative: Prelegeri / Aliona Cotovaia; red.şt. Aurelian

Gulea; Univ. de Stat din Moldova, Facultatea de Chimie şi Tehnologie

Chimică. Secţia Chimie Anorganică. – Chişinău: S. N., 2013 (Tipogr. „Bons Offices”). – 68 p.

ISBN 978-9975-80-778-4

3

CUPRINS

Compuşi bioanorganici ......................................................................

Metal-porfirine ......................................................................

Hemoproteine. Hemoglobina şi mioglobina .........................

Clorofila ................................................................................

Metal-corine. Vitamina B12 ...................................................

Compuşi transportatori de sarcină .........................................

Complecşii metalici ca medicamente ....................................

4

5

6

12

12

13

14

Referinţe bibliografice ....................................................................... 17

4

COMPUŞI BIOANORGANICI

În organism există un număr mic de molecule simple, care iau parte la

procesele biochimice. Majoritatea lor, reacţionează una cu alta formând macromolecule sau biopolimeri cu o structură deosebit de complexă. Mai

mult de 90% din masa materiei vii este constituită din apă, care

reacţionează cu ionii metalici formând aquaioni. În faza apoasă a celulei se

găsesc anioni simpli şi complecşi care reacţionează cu ionii biometalelor formînd combinaţii coordinative bioactive.

Complecşii bioactivi se deosebesc esenţial după stabilitate. Unii din ei

sunt deosebit de stabili, se găsesc în organism în permanenţă şi îndeplinesc o anumită funcţie. Rolul metalului în aşa complecşi este deosebit de

specifică, înlocuirea lui cu un alt metal, chiar foarte apropiat după

proprietăţi, duce la pierderea esenţială sau chiar completă a activităţii fiziologice. Exemple de aşa complecşi sunt hemoglobina, clorofila,

vitamina B12 şi unii metalofermenţi, ca de exemplu citocromii.

Sunt prezenţi în organism şi unii complecşi mai puţin stabili, care se

formează doar pentru îndeplinirea unor anumite funcţii, după care se descompun, de exemplu formarea complexului de către un metal şi un

ferment pentru perioada de cataliză. Majoritatrea acestor fermenţi posedă

activitate catalitică, însă în lipsa metalului aceasta va fi mai scăzută, astfel ionii metalelor îndeplinesc funcţia de activatori. Rolul metalului în aceşti

complecşi este nespecifică şi respectiv metalul poate fi înlocuit fără

piederea activităţii fiziologice. La aşa complecşi bioactivi pot fi atribuiţi compuşii care stabilizează structurile complicate, de exemplu formarea

complecşilor metalpolinucleidici stabilizează lanţul dublu al ADN-lui.

Complecşi cu ADN-ul (de regulă cu atomii donori de oxigen ai grupelor

fosfat şi parţial cu atomii donori de azot ai grupelor amine) formează cationii bivalenţi de Mn, Co, Fe şi Ni. Aceşti cationi se pot schimba

reciproc şi joacă funcţie de cofactor. De exemplu carboxipeptidaza în lipsa

ionului de metal nu este activă, iar activitatea maximă se manifestă în prezenţa ionilor de zinc.

Aşa dar, odată cu creşterea stabilităţii compusului complex creşte

specificacitatea (particularitatea) acţiunii biologice.

În organismele vii acţionează un mare număr de fermenţi, în compoziţia cărora intră ionii metalelor, care îndeplinesc următoarele funcţii:

ei constituie grupa electrofilă a centrului activ al fermentului şi

uşurează interacţiunea cu porţiunile moleculelor de substrat încărcate negativ;

ionul de metal formează conformaţia catalitic activă a fermentului;

5

într-un şir de cazuri, ionul de metal, care posedă grade de oxidare

variabile, participă la transportul de sarcină (electron).

Concentraţia elementelor d în organism este menţinută constantă din contul existenţei unui mecanism special, verigile de bază ale cărui sunt:

absorbţia, repartizarea, transportul, depozitarea şi eliminarea. Parametrii

absorbţiei şi eliminării sunt echilibraţi, adică în cazul cînd organismul

primeşte o cantitate mai mică de un anumit microelement, se micşorează şi cantitatea eliminată şi invers. Pentru menţinerea concentraţiei constante a

ionilor de metale în organism există forme depozitante şi transportatoare.

De exemplu, fierul în organismul mamiferelor se depozitează în formă de feritină – o proteină solubilă, care conţine un nucleu de compus anorganic

al fierului(III). În formă depozitată se află în jur de 25% de fier.

Dacă în sistem se află mai mulţi liganzi şi un singur ion de metal sau ioni de metale diferite şi un singur ligand, atunci va avea loc procesul de

formare a celui mai stabil complex. De exemplu: dacă la o soluţie care

conţine ioni de Mg2+

, Zn2+

, Fe3+

, Cu2+

, Cr2+

, Fe2+

şi Mn2+

se adaugă o

cantitate mică de acid etilendiamintetraacetic (EDTA) are loc o concurenţă între ionii metalelor, ca rezultat EDTA coordinează la ionul de Fe

3+,

deoarece complexul format este cel mai stabil.

METAL-PORFIRINE Cea mai importantă clasă de compuşi metalici din sistemele biologice

este aceea care cuprinde complecşii ionilor metalelor cu liganzii porfirinici. Porfirinele sunt o clasă de compuşi macrociclici cu azot derivaţi de la

porfirină - un sistem macrociclic tetrapirolic cu duble legături conjugate şi

diferiţi substituenţi ataşaţi la perimetru:

Porfirinele pot accepta doi ioni de hidrogen pentru a forma un

diacid cu sarcina +2 sau pot ceda doi protoni pentru a deveni un anion cu sarcina -2. Aceasta din urma posibilitate a porfirinelor conduce la formarea

complecşilor porfirinici cu ionii metalici denumiţi complecşi metal-

porfirinici.

6

Cele mai răspîndite, atît din punct de vedere al apariţiei într-o varietate

de organisme, cît si al variaţiei de funcţii sunt:

hemul, o porfirină de Fe(II); clorofila, prezentă în plantele verzi, este o combinaţie complexă a

magneziului care conţine un sistem ciclic modificat;

vitamina B12 este un complex de cobalt.

Importanţa complecşilor porfirinici în sistemele biologice poate fi apreciată din doua puncte de vedere:

metal-porfirinele sunt compuşi succesibili biologic, ale caror funcţiuni

pot varia prin modificarea ionului metalic, a stării lui de oxidare ori a naturii substituenţilor la ciclul de porfirină;

ca un principiu general, evoluţia tinde să se desfăşoare prin

modificarea structurii şi funcţiunilor moleculelor care sunt prezente în organism, mai curînd decît prin producerea altora noi.

HEMOPROTEINE. HEMOGLOBINA ŞI MIOGLOBINA

Porfirinele de fier sunt cunoscute sub denumirea de hemoproteine. Aceste proteine pot prezenta funcţii diferire:

transportarea oxigenului (hemoglobina)

depozitarea oxigenului (mioglobina) transferul de electroni

utilizarea peroxidului de hidrogen (catalaze, peroxidaze).

Prin chelatarea Fe2+

de către porfirină se obţine hemul neutru din punct de vedere electric:

Deoarece hemul este oxidat ireversibil de aer în mediu apos la specia

corespunzătoare a Fe3+

(hemina), hemul însuşi nu poate acţiona ca

transportor de oxigen in vivo. Natura a găsit soluţia prin încadrarea hemului

într-o matrice de proteină (globina) fiind înconjurat de grupări hidrofobe din aminoacizi.

Funcţia de transport şi depozitare a oxigenului la animalele superioare

este efectuată de hemoglobină şi mioglobină. Prima transportă oxigenul de

la sursă (plămîni, bronhii sau piele) la locul de utilizare din interiorul

7

celulelor muşchilor. Aici oxigenul este transferat mioglobinei pentru

utilizarea în respiraţie. Hemoglobina împreună cu mioglobina reprezintă

98% din proteinele corpului uman; fiecare om adult are 1kg de hemoglobină care se regenerează la fiecare 3-4 luni.

În ambele proteine, fierul este coordinat la cei patru atomi de azot ai

protoporfirinei şi la un atom de azot al unei grupări imidazolice ale

histidinei din lanţul polipeptidic “globina” în poziţia axială, denumită poziţie “proximă”. Cea de-a şasea poziţie de coordinare axială, de cealaltă

parte a planului hemului, numită “distală” este ocupată de o moleculă de

apă, deoarece un atom de azot al histidinei se afla la o distanţă prea mare pentru a fi coordinat.

Acest complex se numeşte deoxihemoglobina, este de culoare albastră,

prezent în sîngele venos. Când locul apei în sfera de coordinare a Fe2+

este luat de o moleculă de oxigen, se formează complexul oxihemoglobină, de

culoare roşie, prezent în sîngele arterial.

Culoarea şi proprietăţile magnetice ale oxihemoglobinei (roşie,

diamagnetică) şi deoxihemoglobinei (albastră, paramagnetică) sunt diferite

datorită configuraţiei electronice diferite a ionului Fe2+

(3d6) în cîmpul creat

de liganzii diferiţi (O2 – ligand generator de cîmp puternic; H2O, CO2/HCO3

- – liganzi generatori de cîmp slab):

În cea de-a şasea poziţie de coordinare (distală) se pot lega şi alţi

liganzi în locul oxigenului. Liganzii care stabilesc legături puternice π sunt favorizaţi şi de aceea CO, liganzii care conţin sulf si fosfor se pot lega mai

uşor decît O2; în prezenţa unor cantităţi mari din oricare dintre aceştia,

8

hemoglobina este blocată şi devine inaccesibilă pentru transportul

oxigenului (de exemplu prin coordinarea CO, se formează

carboxihemoglobina, care avînd o stabilitate de circa 200 de ori mai mare decît a oxihemoglobinei, se descompune lent).

Rolul porţiunii peptidice (globina) a hemoglobinei în prevenirea

oxidării ireversibile cu O2 a Fe2+

este dublu:

înconjurarea hidrocarbonată a hemului are o constanta dielectrică scăzută şi acţionează ca un solvent nepolar care nu suportă (împiedică)

separarea de sarcină care apare la oxidarea Fe2+

;

înconjurarea sterică protectoare denumită simbolic buzunarul hemului previne formarea unui dimer μ-oxo-hem, care pare a fi intermediarul

necesar mecanismului oxidării ireversibile.

Fiecare moleculă de hemoglobină poate lega 4 molecule de O2, pentru că are în componenţă patru unităţi de hem:

Mioglobina are suprafaţa peptidei neconductivă la auto-asociere, spre

deosebire de hemoglobină. În consecinţă mioglobina este monomer, spre deosebire de hemoglobină.

Hemoglobina şi mioglobina se deosebesc prin afinitatea pentru O2,

aceasta explicînd şi funcţiile lor diferite. Oxigenarea reversibilă a Mb şi Hb se caracterizează prin următoarele: mioglobina are o afinitate de

aproximativ 10 ori mai mare pentru oxigen decît hemoglobina; acest lucru

justifică funcţia sa mică ca transportor de oxigen, în schimb funcţia de depozitare este foarte pronunţată. În ţesut, unde concentraţia de O2 este

mică mioglobina preia oxigenul de la hemoglobină, în concordanţă cu

relaţia normală între gradul de complexare şi presiune. Fixarea oxigenului

de către hemoglobină este dependentă de valoarea pH-ului, aşa numitul efect Borh, rezultatul căruia constă în favorizarea procesului de cedare a

oxigenului la pH scăzut (concentraţii mari de CO2). Afinitatea pentru

oxigen a hemoglobinei este diminuată puternic de fosfaţii organici, care favorizează legăturile de hidrogen, deplasînd astfel echilibrul spre forma

dezoxigenată. Efectele pH-ului şi ale fosfaţilor sunt specifice pentru

lanţurile peptidice tetramere ale hemoglobinei, în timp ce pentru mioglobină sau unităţile peptidice individuale ale hemoglobinei, preluarea

oxigenului nu este afectată de aceşti doi factori.

9

Deci, hemoglobina fixează oxigenul în plămîni, dînd oxihemoglobina,

o combinaţie labilă, formă prin care se transportă oxigenul spre toate

organele unde este nevoie de el. Aici oxigenul este transferat mioglobinei pentru utilizare în respiraţie. La locul coordinativ al hemoglobinei eliberat

de oxigen este fixat bioxidul de carbon, care se poate retransforma din nou

în hemoglobină. Acest colorant roşu al sîngelui are greutatea moleculara

68000. Multe metaloenzime funcţionează adecvat dacă ionul metalic fiziologic

este înlocuit cu alţi ioni metalici. Porfirinele formează complecşi stabili cu

cei mai mulţi ioni metalici. Totuşi, singura proteina funcţională, în care ionul de Fe

2+ al Mb şi Hb este înlocuit cu un alt ion metalic este coglobina,

care conţine Co2+

în locul Fe2+

. Afinitatea coglobinei derivate de la Hb

pentru O2 este de aproximativ 3 ori mai mică decît cea a Hb. De asemenea, coglobina derivată de la Mb are o afinitate pentru O2 mai mica decat Mb. În

multe privinţe, reacţiile coglobinei sunt similare cu cele ale Hb şi Mb.

Exista însa, unele diferenţe importante:

oxigenarea coglobinei nu presupune o modificare a stării de spin, aşa cum se întîmplă la Mb si Hb, deoarece ambele forme oxi- şi deoxi- ale

coglobinei sunt complecşi de spin minim;

oxidul de carbon(II) nu se coordinează la coglobină, pe cînd Hb şi Mb au o afinitate mai mare pentru CO decît pentru O2.

Hemoglobine şi mioglobine în care Fe2+

este înlocuit cu Mn2+

, Mn3+

,

Ni2+

, Cu2+

sau Zn2+

au fost de asemenea preparate. Totuşi, nici unul din aceşti derivaţi nu fixează reversibil O2.

Toate vertebratele, inclusiv omul, au sîngele de culoare roşie deoarece

în calitate de transportator de oxigen serveşte hemoglobina. Însă culoarea

roşie a sîngelui nu este absolut obligatorie. Unele specii de animale posedă sînge de alte culori, respectiv în calitate de transportatori ai oxigenului

servesc alte metal-proteine:

Culoarea sîngelui Metal-proteina Metalul Reprezentanţi

Rosie, aprinsă

(în vene albastru) Hemoglobina Fierul

Toate vertebratele, unele

nevertebrate

Violetă (în vene roz)

Hemeritrina Fierul Unele crustacee

Verde (în vene incolor)

Clorocruorina Fierul Unii viermi

Incoloră Hemovanadiu Vanadiul Ascidii marine

Albastră (în vene albă)

Hemocianina Cuprul Majoritatea crustaceelor

10

Hemeritrina reprezintă o metal-proteină ce se conţine în sîngele unor

nevertebrate capabilă să lege reversibil oxigenul, asigurînd transportul lui în

organism. Centrul activ al hemeritrinei este reprezentat de doi atomi de fier, uniţi

prin intermediul unei grupe hidroxilice. La atomii de fier coordinează la fel

şi atomii de azot ai ciclurilor imidazolice, precum şi grupele carboxilice ale

acizilor glutamic şi aspartic:

Forma neoxigenată a hemeritrinei este de culoare roză aşa cum atomii

de fier sunt în gradul de oxidare +2, unul din atomi de fier posedă n.c. egal

cu 5, iar al doilea – 6. În forma oxigenată ambii atomi de fier primesc

numărul de coordinare 6, se află în starea de oxidare +3 şi această formă

oferă sîngelui culoarea violetă.

Hemeritrina leagă oxigenul mai trainic decît hemoglobina sau

mioglobina, de aceea ea se întîlneşte la animalele care sunt capabile să se

afle un timp îndelungat în condiţii anaerobe. Spre deosebire de hemoglobină, hemeritrina practic nu se leagă cu monoxidul de carbon, ceea

11

ce protejează organismele ce folosesc această hemiproteină de la intoxicaţii

cu CO.

Clorocruorina reprezintă o altă fier-proteină (de culoare verde) capabilă să lege oxigenul şi să asigure transportul lui în organism. Se

conţine la unii viermi. Grupa prosterică a clorocruorinei se deosebeşte de

cea a hemoblobinei prin aceea că o grupă vinilică este înlocuită prin grupa

aldehidică.

Însă aici natura nu s-a oprit: transportul oxigenului şi a dioxidului de

carbon poate fi realizat şi de metal-proteine ce conţin, în afară de fier, şi ioni ai altor metale. De exemplu, la ascidiile marine sîngele este incolor, aşa

cum conţine hemovanadiu, în care proteina este coordinată la ionii de

vanadiu. La unele crustacee - de exemplu raci - sîngele nu este roşu, ci albastru.

Acest tip de "hemoglobină" este hemocianina (haima = sange, kuanos =

cupru), deci o hemoglobina care conţine în moleculă în loc de un atom de fier, unul de cupru, care-i dă culoarea albastră în loc de cea roşie.

Monomerul proteinei este un octaedru, care constă din 6 subunităţi

(grupe prosterice). O unitate de hemocianină reprezintă un complex al

porfirinei cu cuprul, analog hemului. Centrul activ al subunităţii proteinei conţine doi cationi apropiaţi de cupru, care leagă reversibil oxigenul în

complex. În rezultatul oxigenării molecula de oxigen este blocată între

aceşti cationi.

12

În forma neoxidată cationii de cupru se află în starea de oxidare +1,

distanţa dintre ei este 4,6 Å, legătura chimică dintre ei lipseşte. În forma

oxigenată ionii de cupru se află în starea de oxidare +2, ei se apropie unul de altul şi distanţa dintre ei devine egală cu 3,6 Å. Gradul de oxidare diferit

al cuprului în aceste două forme explică diferenţa de culori: forma

dezoxigenată a hemocianinei este incoloră, iar cea oxigenată este albastră.

CLOROFILA (Chl) Clorofilele sunt un grup de pigmenţi strîns înrudiţi, care se găsesc în

mecanismele capabile de fotosinteză. Toate clorofilele active în fotosinteză sunt compuşi chelaţi ai

magneziului. În timp ce metal-porfirinele sunt combinaţii complexe ale

ionilor metalelor tranziţionale, clorofilele conţin ionul unui metal reprezentativ – Mg

2+. Ionul Mg

2+ din Chl poate fi uşor înlocuit cu doi ioni

de hidrogen la tratare cu acizi slabi, sau cu ionii de Fe2+

, Co2+

, Ni2+

, Cu2+

si

Zn2+

. Specia de Zn2+

reproduce comportarea clorofilei pîna la o anumită

limită; particularităţile coordinative ale Mg2+

din Chl sunt, totuşi, un factor crucial în comportarea clorofilei şi nici un alt metal care poate fi înserat în

clorofilă nu poate reproduce proprietăţile coordinative ale Mg2+

.

Formula structurală prezentată în figura de mai jos atribuie Mg2+

numărul de coordinaţie 4; în cei mai mulţi compuşi coordinativi Mg

2+

prezintă acest număr de coordinare, cu stereochimie tetraedrică.

METAL-CORINE. VITAMINA B12 Activitatea biologică a cobaltului se limitează la rolul său în seria de

coenzime B12. Au fost izolate mai multe vitamine B12 cu structuri asemănătoare.

Caracteristica structurală principală a acestor derivaţi este prezenţa

ionului Co3+

hexacoordinat; ionul de cobalt se află aproximativ în planul

13

celor 4 atomi de azot ai ligandului corina. Compuşii care conţin acest

ligand se numesc corinoide.

Compatibilitatea sistemului B12 cu îndeplinirea funcţiilor sale a fost

atribuită următoarelor caracteristici:

stereochimia ionului Co3+

care permite absenţa sau slaba legare a celui de al şaselea ligand;

starea electronică permite ca reacţiile de adiţie oxidativă şi eliminare

reductivă să decurgă fără energii de activare mari;

ciclul corina este flexibil şi poate lua un număr mare de conformaţii pentru a se potrivi înconjurării ionului metalic.

Prezenta ionului CN- în vitamina B12 este o consecinţă a procedeului de

izolare din surse naturale. Molecula este neutră, sarcina cobaltului fiind compensată de sarcinile ionului CN

-, a anionului fosfat şi ciclului corina.

Lanţul lateral, ce conţine gruparea amidă conferă vitaminei solubilitatea în

solvenţi protici şi aprotici dipolari. Ciancobalamina - vitamina B12 este un factor “anti-anemie”, este

singura vitamină cunoscută care conţine un ion metalic, singurul compus

organometalic natural.

COMPLECŞI TRANSPORTATORI DE SARCINĂ

Transportatori de electroni în sistemele vii sunt ionii metalelor (Fe, Cu,

Mn, Co, Mo, Ti etc.). Adiţia sau cedarea electronului este însoţită numai de schimbarea configuraţiei electronice a ionului de metal, neafectînd structura

componentei organice a complexului.

Din categoria complecşilor de acest tip face parte ferredoxinele – nişte

fier-proteine ce îndeplinesc funcţia de transport a electronului în multe

14

procese redox ce decurg în sistemele biologice. Au fost găsite în unele

bacterii, plante (spanac), în organele animalelor (ficat, glande suprarenale).

Aceste proteine conţin fier şi sulf, iar atomii de sulf, la rîndul său, se conţin parţial în compoziţia aminoacidului – cisteina, şi, parţial într-o altă

formă, numită formă labilă (cu toate că se cunosc şi proteine ce nu conţin

sulf labil). Acest sulf labil se elimină sun formă de hidrogen sulfurat la

acidularea proteinei.

Pentru toate aceste proteine se foloseşte termenul ferredoxin – adică o

proteină ce participă la procese de oxidare şi reducere şi conţine fier. În forma oxidată a ferredoxinei se conţine fierul trivalent. În procesul

de reducere, care decurge monoelectronic un atom de fier trece în gradul de

oxidare +2. Datorită stării Fe2+

-Fe3+

ferredoxina este un reducător puternic.

COMPLECŞI METALICI CA MEDICAMENTE

S-a constatat că un număr mare de îmbolnăviri sunt asociate cu

modificări ale concentraţiei ionilor metalici din ţesuturi sau fluide. Concentraţiile normale sunt menţinute printr-un sistem complex de control,

influenţarea căruia conduce la îmbolnăviri, uneori ireversibile din

necunoaşterea cauzei. Combinaţiile complexe au un rol determinant în activitatea medicamentoasă, printre care:

Îndepărtarea ionilor metalici din organism, adică tratarea

maladiilor legate de stocarea ionilor metalici. De exemplu, hematocromatoza (provocată de stocarea ionului Fe

3+) se tratează cu

desferioxamină (Desferal), care reprezintă un chelatant eficient pentru ionul

Fe3+

şi cu afinitate mică pentru bioionii Cu2+

, Zn2+

, Ca2+

şi Mg2+

:

15

Maladia Wilson (acumularea ionului Cu2+

în diferite organe (creier,

ficat, ochi, etc.)) se tratează cu D–penicilamină sau trietilentetramina

(TREN):

care elimină ionii de cupru, legîndu-i într-un complex stabil.

Ionii metalici exogeni, care nimerind în organism provoacă intoxicaţii

grave, se îndepărtează, la fel, prin intermediul agenţilor de chelatare: Chelatare cu EDTA pentru ionii metalici: Pb, Ni, Cr, Co, Cu, Mn, Cd,

Hg, Ca;

Chelatare cu D-penicilamina sau N-acetil derivatul - Hg; Chelatare cu BAL = 2,3-dimercapto-1-propanol = dimercaprol sau cu

2,3-dimercaptopropansulfonat pentru ionii metalici: Hg, As, Au, Sb.

Aportul de bioelemente esenţiale în organism se realizează sub

formă de combinaţii coordinative cu diferiţi liganzi de tip chelatic: Aportul ionilor M

2+ = Zn, Mn, Cu, Mo sub formă de chelaţi cu

aminoacizi - [M(AA)2] sau [M(AA)3] , unde AA = histidina, cisteina,

acidul aspartic sau metionina; Aportul ionilor Cr

3+ - [Cr(C6H5NO2)3] – chelat al acidului picolinic;

Aportul ionilor Fe2+

- săruri/complecşi ai Fe(II) - cu: acizii lactic, citric,

gluconic, fumaric, succinic, acid aspartic, serină, cisteină;

Aportul ionilor Fe3+

- chelaţi polihidroxilici ai Fe3+

cu: dextran, polimaltoza, sorbitol – citrat, etc;

Aportul ionilor Ca, Mg - săruri/complecşi:

- Ca2+

- gluconat, pantotenat, aspartat; - Mg

2+ - aspartat, gluconolactat;

- complecşi [Ca2+

]:[Mg2+

] = 1:1 sau 2:1 cu acid gluconolactic,

citric, fumaric. Medicamente cu acţiune antitumorală. Activitatea antitumorală a

combinaţiilor coordinatice ale Pt2+

pare a fi limitată la cele de tipul

[PtA2X2], neutru din punct de vedere electric, caracteristică izomerilor cis.

Combinaţiile coordinative ale Pt2+

cu sarcină electrică sunt incative, chiar dacă liganzii sunt usor schimbabili.

Activitatea antitumorală a complecşilor Pt2+

, de tipul [PtA2X2] depinde

de natura liganzilor. Cele mai bune rezultate au fost obţinute cu X = Cl- şi

Br-, liganzi anionici monodentaţi cu capacitate de schimb intermediară şi cu

anionii oxalat, malonat, liganzi carboxilaţi bidentaţi, iar A = molecule de

16

amoniac şi de diamine ciclice saturate. Prin urmare, cis-

diclorodiaminoplatina(II), cis-[Pt(NH3)2Cl2] (CISPLATIN) cunoscută şi sub

denumirea de Sarea lui Peyrone, introdusă în terapeutică de către Rosenberg şi Van Camp prezintă cea mai ridicată activitate antitumorală.

Cele mai frecvente efecte secundare ce apar în terapia cu cis-platin

sunt afectarea zonei gastrointestinale (apariţia de greţuri şi stări de vomă) şi

afectarea rinichilor, datorită inhibării enzimatice prin coordinarea platinei la grupările sulfhidrice ale proteinelor. De aceea, se recomandă administrarea

unor combinaţii cu sulf ca N-etilditiocarbamatul de sodiu, tiouree şi chiar

diuretice ce împiedică legarea platinei la atomii de sulf ai proteinelor. Odată ce este descoperit un medicament cu proprietăţi terapeutice

benefice pentru o anumită boală cercetătorii caută sa-i îmbunătăţească

mereu performanţele. Acest lucru este posibil prin sinteza şi studiul compuşilor analogi (medicamentelor de a doua generaţie).

Analogii, pot fi capabili sa îmbunătăţească eficacitatea medicamentului

de referinţă datorită faptului că o concentraţie mai mică de medicament

poate produce acelaşi efect. Pe de altă parte, pot fi mult îmbunătăţite proprietăţile toxicologice ale medicamentului. Deci, analogii pot avea

efecte toxice secundare mai puţine decît produsul de bază.

În al doilea rînd, medicamentele de generaţia a doua pot fi utilizaţi în tratamentul cazurilor în care s-a manifestat o rezistenţă la medicamentul

original. În funcţie de profilul toxicologic şi eficacitatea acestor

medicamente de generaţia a doua se pot obţine prin studiu şi sinteză analogi ai acestui tip de medicamente. Acest din urmă analog poartă denumirea de

medicament de generaţia a treia.

Au fost sintetizaţi mulţi analogi ai cis-platinului, unii produc aceleaşi

efect terapeutic, dar sunt necesare cantităţi mult mai mici şi prezintă efecte secundare mai mici.

Acţiune antitumorală posedă şi complecşii altor ioni metalici – Pt2+

,

Pd2+

, Rh3+

, Ir3+

, Ru3+

, Fe2+

, Co2+

, Co3+

, Ni2+

, Cu2+

, Au3+

, Sn2+

, Sn4+

, Ti4+

etc. Medicamente antiinflamatoare, antireumatismale. Asemenea

proprietăţi posedă unii complecşi ai ionilor de Cu2+

, Zn2+

, Au3+

etc.

Medicamente antimicrobiene. Sistemele enzimatice ale multor

microorganisme sunt dependente de prezenţa unor ioni metalici. Activitatea antimicrobiană sau antivirală se obţine prin privarea sistemelor enzimatice

ale bacteriilor, fungilor şi virusurilor de aceşti ioni metalici, ca urmare a

complexării lor cu liganzi specifici, ca de exemplu complecţii de Cu2+

, Ag+,

Zn2+

, Hg2+

etc. cu diverşi liganzi organici.

17

REFERINŢE BIBLIOGRAFICE

1. T.Conunov, M.Popov, I.Fusu. Curs de chimie, Chisinau, 1995.

2. C.D. Neniţescu. Chimie generală, Bucureşti, 1985. 3. D.Negoiu. Tratat de chimie anorganică. Parea III. Metale,

Bucureşti, 1972.

4. A.Gulea, Gh.Novitchi, Ioan Berdan, Al.Cecal. Chimia metalelor,

Editura CE USM, Chisinau, 2004. 5. N.Glinca. Chimie generală, Editura Lumina, 1984.

6. M.N. Palamaru, Al.R. Iordan, Al.Cecal, Chimie bioanorganică

generală, Editura Universităţii “Al.I. Cuza”, Iaşi, 1998. 7. I.Bumbu. Microelementele în viaţa plantelor, animalelor şi a

omului. Chişinău: Ştiinţa. 1970.