2.3 A sejt kémiai összetétele. Makró és nyomelemek

• Diagnosztika

2. videó: A szerves vegyületek felépítése, tulajdonságai és funkciói A biopolimerek fogalma

Előadás: Sejt kémiai összetétele. Makró és nyomelemek. A szervetlen és szerves anyagok szerkezetének és funkcióinak összefüggése

makroápanyagok, amelyek tartalma nem kisebb, mint 0,01%;

nyomelemek - amelyek koncentrációja kisebb, mint 0,01%.

Bármely cellában a nyomelemek tartalma kevesebb, mint 1%, makroelemek, illetve több mint 99%.

A nátrium, a kálium és a klór számos biológiai folyamatot biztosít - piacor (belső sejtnyomás), idegi elektromos impulzusok megjelenése.

Nitrogén, oxigén, hidrogén, szén. Ezek a sejt fő összetevői.

A foszfor és a kén a peptidek (fehérjék) és a nukleinsavak fontos összetevői.

A kalcium minden csontváz-képződés alapja - fogak, csontok, kagylók, sejtfalak. Részt vesz az izom összehúzódásában és a véralvadásban.

A magnézium a klorofill összetevője. Részt vesz a fehérjék szintézisében.

A vas a hemoglobin összetevője, részt vesz a fotoszintézisben, meghatározza az enzimek hatékonyságát.

Nyomelemek nagyon alacsony koncentrációkban, amelyek fontosak az élettani folyamatok szempontjából: t

A cink az inzulin összetevője;

Réz - részt vesz fotoszintézisben és légzésben;

Kobalt - a B12-vitamin összetevője;

Jód - részt vesz az anyagcsere szabályozásában. A pajzsmirigyhormonok fontos összetevője;

A fluorid a fogzománc összetevője.

A mikro- és makrotápanyagok koncentrációjának kiegyensúlyozatlansága metabolikus zavarokat, krónikus betegségek kialakulását eredményezi. Kalciumhiány - a görcsök, a vas - vérszegénység, a nitrogén - a fehérjék hiánya, a jód - okozója, a metabolikus folyamatok intenzitásának csökkenése.

Fontolja meg a sejtben lévő szerves és szervetlen anyagok kapcsolatát, szerkezetét és működését.

A sejtek hatalmas mennyiségű mikro- és makromolekulát tartalmaznak, amelyek különböző kémiai osztályokhoz tartoznak.

Szervetlen sejtanyag

Víz. Az élő szervezet teljes tömegéből a legnagyobb százalékos arány - 50-90%, és szinte minden életfolyamatban részt vesz:

a kapilláris folyamatok, mivel ez egy univerzális poláris oldószer, befolyásolja az intersticiális folyadék tulajdonságait, az anyagcsere sebességét. A vízhez viszonyítva minden kémiai vegyület hidrofil (oldható) és lipofil (zsírban oldódik).

Az anyagcsere intenzitása a sejtben való koncentrációjától függ - minél több vizet, annál gyorsabb a folyamat. Az emberi test 12% -os vesztesége - az orvos felügyelete mellett - helyreállítása szükséges, 20% -os veszteséggel - a halál.

Ásványi sók. Az oldott formában (ionokba disszociálódó) élő rendszerekben található és oldatlan. A feloldott sók részt vesznek:

anyag átvitele a membránon keresztül. A fém kationok "kálium-nátrium-szivattyút" biztosítanak, ami megváltoztatja a sejt ozmotikus nyomását. Emiatt a benne oldott anyagokkal a víz belép a cellába, vagy elhagyja azt, és feleslegessé teszi;

az elektrokémiai jellegű idegimpulzusok kialakulása;

a fehérjék részei;

foszfátion - a nukleinsavak és az ATP komponense;

karbonát-ion - támogatja a Ph-t a citoplazmában.

Oldhatatlan sók egész molekulák formájában héjak, kagylók, csontok, fogak szerkezetét alkotják.

Sejt szerves anyag

A szerves anyag közös jellemzője a szénváz lánc jelenléte. Ezek biopolimerek és egyszerű szerkezetű kis molekulák.

Az élő szervezetekben elérhető főbb osztályok:

Szénhidrátok. A sejtek különböző típusúak - egyszerű cukrok és oldhatatlan polimerek (cellulóz). Százalékos arányban a növényi szárazanyagban 80% -ot, az állatok 20% -át teszik ki. Fontos szerepet játszanak a sejtek életbiztosításában:

A fruktóz és a glükóz (monoszacharidok) gyorsan felszívódnak a szervezetben, az anyagcserébe tartoznak, az energiaforrás.

A ribóz és a dezoxiribóz (monoszacharidok) a DNS és az RNS három fő összetevője.

Az állati test által szintetizált laktóz (disaharam) az emlősök tejének része.

A növényekben szacharóz (diszacharid) - energiaforrás.

Maltóz (diszacharid) - magvak csírázását biztosítja.

Az egyszerű cukrok egyéb funkciókat is ellátnak: jel, védő, szállítás.
A polimer szénhidrátok vízoldható glikogén, valamint oldhatatlan cellulóz, kitin, keményítő. Fontos szerepet játszanak az anyagcserében, szerkezeti, tárolási, védelmi funkciókat végeznek.

Lipidek vagy zsírok. Vízben oldhatatlanok, de egymással jól összekeverik és nem poláros folyadékokban oldódnak (oxigént nem tartalmaznak, például a kerozin vagy a ciklikus szénhidrogének nem poláros oldószerek). A szervezetben lipidek szükségesek ahhoz, hogy energiát biztosítsanak - oxidációs energiájuk és vízük alakulása közben. A zsírok nagyon energiahatékonyak - az oxidáció során felszabaduló 39 gramm / gramm segítségével egy 4 tonnás, 1 m magasságú rakományt emelhetünk. A zsír védő és szigetelő funkciót is biztosít - az állatokban a vastag réteg segít megőrizni a hőt a hideg évszakban. A zsírszerű anyagok megvédik a vízimadarak tollát a nedvesedéstől, egészséges fényes megjelenést és rugalmasságot biztosítanak az állati szőrzetben, lefedik a növényi leveleken. Néhány hormon lipidszerkezettel rendelkezik. A zsírok képezik a membránszerkezet alapját.

A fehérjék vagy fehérjék egy biogén szerkezet heteropolimerjei. Aminosavakból állnak, amelyek szerkezeti egységei: aminocsoport, radikális és karboxilcsoport. Az aminosavak tulajdonságai és azok közötti különbségek meghatározzák a radikális csoportokat. Az amfoter tulajdonságok miatt kötéseket hozhatnak létre egymás között. A fehérje több vagy több száz aminosavat tartalmazhat. Összességében a fehérjék szerkezete 20 aminosavat tartalmaz, ezek kombinációi meghatározzák a fehérjék különböző formáit és tulajdonságait. Körülbelül tucat aminosav elengedhetetlen - ezek nem állíthatók elő az állati testben, és bevitelüket növényi élelmiszerek biztosítják. Az emésztőrendszerben a fehérjéket egyéni monomerekre osztják fel, amelyeket saját proteinek szintetizálására használnak.

A fehérjék szerkezeti jellemzői:

elsődleges szerkezet - aminosav lánc;

másodlagos - egy spirálba sodrott lánc, ahol a tekercsek között hidrogénkötések jönnek létre;

harmadlagos - egy spirál vagy több közülük, egy gömbölyökbe tekercselve és gyenge kötésekkel összekötve;

A kvaterner nem minden fehérjében létezik. Ezek több gömböcskék, amelyeket nem kovalens kötések kötnek össze.

A szerkezetek szilárdsága megszakadhat, majd helyreállítható, míg a fehérje átmenetileg elveszíti jellemző tulajdonságait és biológiai aktivitását. Csak az elsődleges szerkezet pusztulása visszafordíthatatlan.

A fehérjék számos funkciót töltenek be egy cellában:

a kémiai reakciók felgyorsulása (enzimatikus vagy katalitikus funkció, amelyek mindegyike felelős egy egyedi reakcióért);
szállítás - ionok, oxigén, zsírsavak átadása sejtmembránokon keresztül;

védő - vérfehérjék, mint például a fibrin és a fibrinogén, inaktív formában jelen vannak a vérplazmában, oxigén miatt a sérülés helyén vérrögöket képeznek. Antitestek - immunitást biztosítanak.

A strukturális peptidek részben vagy éppen alapul szolgálnak a sejtmembránok, az inak és más kötőszövetek, haj, gyapjú, kendők és körmök, szárnyak és külső külső elemek. Az aktin és a miozin kontrakciós izomaktivitást biztosít;

a szabályozó - hormonfehérjék humorális szabályozást biztosítanak;
energia - a tápanyagok hiánya során a test elkezdi bontani saját fehérjéit, megzavarva a saját létfontosságú tevékenységük folyamatát. Éppen ezért egy hosszú éhínség után a test nem tud orvosi segítség nélkül visszatérni.

Nukleinsavak. Vannak 2 - DNS és RNS. Az RNS többféle - információs, transzport és riboszómális. A svájci svájci F. Fisher felfedezte a 19. század végén.

A DNS deoxiribonukleinsav. A mag, a plasztidok és a mitokondriumok. Szerkezetileg egy lineáris polimer, amely a komplementer nukleotid láncok kettős spirálját képezi. A térszerkezetének fogalmát 1953-ban az amerikai D. Watson és F. Crick hozta létre.

Monomer egységei olyan nukleotidok, amelyek alapvetően közös szerkezetűek:

nitrogénbázis (amely a purin csoporthoz tartozik - adenin, guanin, pirimidin - timin és citozin).

A polimer molekula szerkezetében a nukleotidokat páronként és egymástól függetlenül egyesítjük, ami a különböző hidrogénkötések számának köszönhető: adenin + timin - kettő, guanin + citozin - három hidrogénkötés.

A nukleotidok sorrendje a fehérjemolekulák szerkezeti aminosav-szekvenciáját kódolja. A mutáció a nukleotidok sorrendjének változása, mivel a különböző szerkezetű fehérje molekulákat kódolják.

RNS - ribonukleinsav. A DNS-től való különbség szerkezeti jellemzői:

timin nukleotid helyett - uracil;

a deoxiribóz helyett ribóz.

A transzport RNS egy olyan polimer lánc, amely egy lóhere levél formájában van hajtva a síkban, fő funkciója egy aminosav bejuttatása a riboszómákba.

A mátrix (messenger) RNS folyamatosan képződik a magban, komplementer a DNS bármely részével. Ez egy szerkezeti mátrix, szerkezetének alapján egy fehérje molekula kerül összeállításra a riboszómára. Az RNS-molekulák teljes tartalmából ez a típus 5%.

A riboszóma - felelős a fehérje-molekula előállításának folyamatáért. A nukleoluson szintetizálódik. A ketrecben 85%.

ATP - adenozin-trifoszfátsav. Ez egy nukleotid, amely a következőket tartalmazza:

A sejt kémiai elemei.

Az élő szervezetek sejtjei kémiai összetételükben jelentősen eltérnek a környező élettelen környezetektől és a kémiai vegyületek szerkezetétől, valamint a kémiai elemek halmazától és tartalmától. Összesen mintegy 90 kémiai elem van jelen (ma) az élő szervezetekben, amelyek tartalmuktól függően három fő csoportra oszthatók: makro-tápanyagok, mikroelemek és ultramikroelemek.

Makrotápanyagokkal.

A jelentős mennyiségű makroelemek élő szervezetekben képviseltetik magukat, száz százalékról tíz százalékra. Ha a testben lévő bármely kémiai anyag tartalma meghaladja a testtömeg 0,005% -át, ezt az anyagot makroelemeknek nevezik. Ezek a fő szövetek részei: vér, csontok és izmok. Ezek közé tartoznak például a következő kémiai elemek: hidrogén, oxigén, szén, nitrogén, foszfor, kén, nátrium, kalcium, kálium, klór. A makroelemek az élő sejtek tömegének körülbelül 99% -át teszik ki, a legtöbb (98%) hidrogén, oxigén, szén és nitrogén.

Az alábbi táblázat a szervezetben található fő makroelemeket mutatja:

Az élő szervezetek mind a négy leggyakoribb eleme (hidrogén, oxigén, szén, nitrogén, amint azt korábban említettük) az egyik közös tulajdonság jellemző. Ezeknek az elemeknek nincsenek egy vagy több elektronja a külső pályán, hogy stabil elektronikus kötéseket hozzanak létre. Így a stabil elektronkötés kialakulásához szükséges hidrogénatomnak nincs egy elektronja a külső pályán, az oxigénatomokban, a nitrogénben és a szénben - két, három és négy elektron. E tekintetben ezek a kémiai elemek könnyen képeznek kovalens kötéseket az elektronok párosítása miatt, és könnyen kölcsönhatásba léphetnek egymással, kitöltve a külső elektron-kagylójukat. Ezen túlmenően az oxigén, a szén és a nitrogén nem csak egyetlen kötést, hanem kettős kötést is képezhet. Ennek eredményeként az ezekből az elemekből képződő kémiai vegyületek száma jelentősen nő.

Ezen kívül a kovalens kötések kialakítására alkalmas elemek közül a legkönnyebb a szén, a hidrogén és az oxigén. Ezért a legmegfelelőbbnek bizonyultak az élő anyagot alkotó vegyületek kialakításához. Külön figyelmet kell fordítani a szénatomok másik fontos tulajdonságára - arra, hogy egyszerre négy másik szénatommal kovalens kötéseket képezzen. Ennek köszönhetően a csontvázak nagyszámú szerves molekulából készülnek.

Nyomelemek

Bár a nyomelemek tartalma nem haladja meg a 0,005% -ot minden egyes elemnél, és összességében csak a sejtek tömegének körülbelül 1% -át teszik ki, a nyomelemek szükségesek a szervezetek létfontosságú tevékenységéhez. A tartalom hiányában vagy hiányában különböző betegségek fordulhatnak elő. Számos nyomelem található a nem-fehérje enzimcsoportokban, és szükségesek katalitikus funkciójuk megvalósításához.
Például a vas a hém szerves része, amely a citokrómok része, amelyek az elektronátadó lánc komponensei, és a hemoglobin, egy olyan fehérje, amely oxigént szállít a tüdőből a szövetekbe. Az emberi szervezetben a vashiány az anaemia kialakulását okozza. A pajzsmirigyhormon tiroxin részét képező jód hiánya ennek a hormonnak a hiányával járó betegségek előfordulásához vezet, mint például az endemikus goiter vagy kretinizmus.

A nyomelemek példái az alábbi táblázatban találhatók:

Milyen kémiai elemek kapcsolódnak a sejt makro- és mikrotápanyagaihoz?

Milyen kémiai elemek kapcsolódnak a sejt makro- és mikrotápanyagaihoz?

A makroelemek (a testnek a tartalom szerinti nagy része) a következő kémiai elemeket tartalmazzák:

• oxigén (70%), szén (15%), hidrogén (10%), nitrogén (2%), kálium (0,3%), kén (0, 2%), foszfor (1%), klór (0, 0). 1%), a többi - magnézium, kalcium, nátrium.

A nyomelemek (a test tartalmának egy kis része) tartalmazhatnak ilyen kémiai elemeket:

• kobalt, cink, vanádium, fluor, szelén, réz, króm, nikkel, germánium, jód, ruténium.

makrotápanyagok

A makrotápanyagok olyan kémiai elemek, amelyeket a növények nagy mennyiségben elnyelnek. Az ilyen anyagok növényekben lévő tartalma századról századról több tíz százalékra változik.

Tartalom:

elemek

A makroelemek közvetlenül részt vesznek a növény szerves és szervetlen vegyületeinek építésében, amelyek szárazanyagának nagy részét képezik. Legtöbbjüket ionok képviselik a sejtekben.

A makrotápanyagok és ezek vegyületei különböző ásványi műtrágyák hatóanyagai. A típustól és alakjától függően a fő, a vetés műtrágya és műtrágya. A makroelemek közé tartozik a szén, a hidrogén, az oxigén, a nitrogén, a foszfor, a kálium, a kalcium, a magnézium, a kén és néhány más, azonban a növényi táplálkozás fő eleme a nitrogén, a foszfor és a kálium.

Egy felnőtt teste körülbelül 4 gramm vasat tartalmaz, 100 g nátrium, 140 g kálium, 700 g foszfor és 1 kg kalcium. A különböző számok ellenére a következtetés nyilvánvaló: a "makroelemek" néven egyesített anyagok létfontosságúak létünk szempontjából. [8] Más szervezeteknek is nagy szükségük van rájuk: prokarióták, növények, állatok.

Egy evolúciós elmélet támogatói azt állítják, hogy a makro tápanyagok szükségességét az a körülmény határozza meg, hogy a Föld élete milyen eredetű. Amikor a föld szilárd sziklákból állt, a légkör szén-dioxiddal, nitrogénnel, metánnal és vízgőzzel telített, és az eső helyett a savak oldatai a földre estek, azaz a makroelemek voltak az egyetlen mátrix, amely alapján az első szerves anyagok és primitív életformák jelenhetnek meg. Ezért, még most is, több milliárd évvel később, a bolygónk minden élete továbbra is érezheti, hogy frissíteni kell a magnézium, a kén, a nitrogén és a biológiai tárgyak fizikai szerkezetét alkotó egyéb fontos elemek belső erőforrásait.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

A makroelemek mind kémiai, mind fizikai tulajdonságokban különböznek. Ezek közé tartoznak a fémek (kálium, kalcium, magnézium stb.) És a nemfémek (foszfor, kén, nitrogén stb.).

A makrotápanyagok egyes fizikai és kémiai tulajdonságai az adatok szerint: [2]

Makró elem

Fizikai állapot normál körülmények között

ezüst-fehér fém

szilárd fehér fém

ezüst-fehér fém

törékeny sárga kristályok

ezüstfém

A makrotápanyagok tartalma a természetben

A makroelemek a természetben mindenütt megtalálhatók: a talajban, a sziklákban, a növényekben, az élő szervezetekben. Némelyikük, mint például a nitrogén, az oxigén és a szén, a Föld légkörének szerves részét képezi.

Bizonyos tápanyagok hiánya a növényekben, az adatok szerint: [6]

elem

Gyakori tünetek

Érzékeny kultúrák

A levelek zöld színének megváltoztatása halványzöldre, sárgára és barnare

A levél mérete csökken,

A levelek keskenyek, és a szárhoz képest éles szögben helyezkednek el,

A gyümölcsök (magok, szemek) száma jelentősen csökken

Fehér és karfiol,

A lapátlap széleinek csavarása

Lila szín

A levelek szélének égése,

Az apikális bimbó fehérítése,

A fiatal levelek fehérítése

A levelek csúcsa le van hajlítva,

A levelek szélei megcsavarodtak

Fehér és karfiol,

Fehér és karfiol,

A levelek zöld színének intenzitásának változása,

Alacsony fehérjetartalom

A levél színe fehérre változik,

• A nitrogénkötéses állapot a folyók, óceánok, litoszféra, légkör vízében található. A légköri nitrogén nagy része a szabad állapotban van. Nitrogén nélkül a fehérje molekulák képződése nem lehetséges. [2]
• A foszfor könnyen oxidálódik, és ezzel kapcsolatban a természetben nem található meg tiszta formában. Azonban szinte mindenütt megtalálható vegyületekben. A növényi és állati fehérjék fontos összetevője. [2]
• A kálium sók formájában jelen van a talajban. A növényekben főként a szárakba kerül. [2]
• A magnézium mindenütt jelen van. A hatalmas sziklákban aluminátok formájában van jelen. A talaj szulfátokat, karbonátokat és kloridokat tartalmaz, de a szilikátok dominálnak. A tengervízben lévő ion formájában. [1]
• A kalcium a természet egyik leggyakoribb eleme. Betétjei kréta, mészkő, márvány formájában találhatók. Foszfátok, szulfátok, karbonátok formájában található növényi szervezetekben. [4]
• A szerav természet nagyon elterjedt: mind a szabad állapotban, mind a különböző vegyületek formájában. Ez mind a sziklákban, mind az élő szervezetekben található. [1]
• A vas az egyik leggyakoribb fém a földön, de szabad állapotban csak meteoritokban találhatók. A szárazföldi eredetű ásványokban a vas szulfidokban, oxidokban, szilikátokban és sok más vegyületben van jelen. [2]

Szerep az üzemben

Biokémiai funkciók

Bármely mezőgazdasági termény magas hozama csak teljes és elegendő táplálkozás mellett lehetséges. A fény, a hő és a víz mellett a növények tápanyagokat igényelnek. A növényi szervezetek összetétele több mint 70 kémiai elemet tartalmaz, amelyek közül 16 feltétlenül szükséges a szerves anyagok (szén, hidrogén, nitrogén, oxigén), hamu nyomelemek (foszfor, kálium, kalcium, magnézium, kén), valamint vas és mangán.

Mindegyik elem a funkciókat a növényekben végzi, és teljesen lehetetlen az egyik elem helyettesítése a másikval.

A légkörből

• A szén a levegőből felszívódik a növények leveleiből és egy kicsit a talaj gyökereiből szén-dioxid formájában (CO₂). Az összes szerves vegyület összetételének alapja: zsírok, fehérjék, szénhidrátok és mások.
• A víz összetételében hidrogént fogyasztanak, rendkívül szükséges a szerves anyagok szintéziséhez.
• Az oxigént a levelek felszívják a levegőből, a talaj gyökereiből, és más vegyületekből is felszabadulnak. Szükség van mind a légzésre, mind a szerves vegyületek szintézisére. [7]

Ezután fontos

• A nitrogén lényeges eleme a növényfejlődésnek, nevezetesen a fehérjék képződésének. A fehérjék tartalma 15 és 19% között változik. A klorofill része, ezért részt vesz a fotoszintézisben. Nitrogén található az enzimekben - a különböző folyamatok katalizátoraiban a szervezetekben. [7]
• A foszfor jelen van a sejtmagok, enzimek, fitin, vitaminok és más, hasonlóan fontos vegyületek összetételében. Részt vesz a szénhidrátok és a nitrogéntartalmú anyagok átalakításában. A növényekben mind szerves, mind ásványi formában van. A szénhidrátok szintézisében ásványi vegyületek - ortofoszforsav sói - használhatók. A növények szerves foszforvegyületeket (hexofoszfátok, foszfatidok, nukleoproteinek, cukor-foszfátok, fitin) használnak. [7]
• A kálium fontos szerepet játszik a fehérje- és szénhidrát-anyagcserében, növeli a nitrogén ammónia-formák használatának hatását. A káliummal való táplálkozás az egyes növényi szervek fejlődésének erős tényezője. Ez az elem kedvez a cukor felhalmozódásának a sejttömlőben, ami növeli a növények rezisztenciáját a téli időszakban a kedvezőtlen természeti tényezőkhöz, hozzájárul a vaszkuláris kötegek kialakulásához és a sejtek sűrűsödéséhez. [7]

A következő makroelemek

• A kén az aminosavak összetevője - a cisztein és a metionin fontos szerepet játszik mind a fehérje metabolizmusában, mind a redox folyamatokban. A klorofill képződésének pozitív hatása hozzájárul a hüvelyes növények gyökerein kialakuló csomók kialakulásához, valamint a csomó baktériumokhoz, amelyek asszimilálják a nitrogént a légkörből. [7]
• A kalcium - a szénhidrát- és fehérje-anyagcsere résztvevője - pozitív hatással van a gyökérnövekedésre. Alapvetően szükséges a normál növényi táplálkozáshoz. A savas talajok kalcifikációja megnöveli a talaj termékenységét. [7]
• A magnézium részt vesz a fotoszintézisben, a klorofill tartalmának összessége a növény zöld részeinek 10% -át teszi ki. A magnézium szükségessége a növényekben nem azonos. [7]
• A vas nem része a klorofillnek, de részt vesz a redox folyamatokban, amelyek elengedhetetlenek a klorofill kialakulásához. Jelentős szerepet játszik a légzésben, mivel a légzőszervi enzimek szerves része. Mind a zöld növények, mind a klórmentes szervezetek esetében szükséges. [7]

A növényekben lévő makroelemek hiánya (hiánya)

A makró hiányában a talajban, és ennek következtében az üzemben egyértelműen külső jeleket mutatnak. Az egyes növényfajok érzékenysége a makroápanyagok hiányára szigorúan egyéni, de vannak hasonló jelek. Például, ha hiányzik a nitrogén, a foszfor, a kálium és a magnézium, az alsó rétegek régi levelei szenvednek, míg a kalcium, kén és vas fiatal szervek, friss levelek és növekvő pont hiánya.

Különösen nyilvánvaló, hogy a táplálkozás hiánya a magas hozamú növényekben nyilvánul meg.

Túlzott makro-tápanyagok a növényekben

A növények állapotát nemcsak a hiányosság befolyásolja, hanem a makro-tápanyagok feleslege is. Elsősorban régi szervekben nyilvánul meg, és késlelteti a növény növekedését. Gyakran az azonos elemek hiányának és túllépésének jelei kissé hasonlóak. [6]

Makró és nyomelemek

Körülbelül 80 kémiai elem található az élő szervezetekben, de ezek közül csak 27 esetében állapítják meg funkciójukat a sejtben és a szervezetben. A fennmaradó elemek kis mennyiségben vannak jelen, és nyilvánvalóan étel, víz és levegő belépnek a testbe.

Koncentrációjuktól függően, makrotápanyagokra és mikroelemekre oszlanak.

Az egyes makroelemek koncentrációja a testben meghaladja a 0,01% -ot, és ezek teljes tartalma 99%. A makroelemek közé tartozik az oxigén, szén, hidrogén, nitrogén, foszfor, kén, kálium, kalcium, nátrium, klór, magnézium és vas. A felsorolt ​​elemek közül az első négy (oxigén, szén, hidrogén és nitrogén) organogénnek is nevezik, mivel ezek a fő szerves vegyületek részét képezik. A foszfor és a kén számos szerves anyag, például fehérje és nukleinsav összetevői is. A foszfor szükséges a csontok és a fogak kialakulásához.

A maradék tápanyagok nélkül lehetetlen a test normális működése.

Tehát a kálium, a nátrium és a klór részt vesz a sejt gerjesztési folyamatokban. A kalcium a növények, a csontok, a fogak és a puhatestűek héjainak sejtfalának része, az izomsejtek összehúzódásához és a véralvadáshoz szükséges. A magnézium a klorofill alkotórésze - a pigment, amely biztosítja a fotoszintézis áramlását. Részt vesz a fehérje és a nukleinsavak bioszintézisében is. A vas a hemoglobin része, és számos enzim működéséhez szükséges.

A nyomelemek 0,01% -nál kisebb koncentrációban vannak jelen a szervezetben, és a teljes sejtkoncentráció nem éri el a 0,1% -ot. A mikroelemek közé tartozik a cink, a réz, a mangán, a kobalt, a jód, a fluor stb.

A cink a hasnyálmirigy-hormon molekula része, az inzulin, a réz a fotoszintézishez és a légzéshez szükséges. A kobalt a B12-vitamin összetevője, amelynek hiánya vérszegénységhez vezet. A jód szükséges a pajzsmirigyhormonok szintéziséhez, biztosítva a normális anyagcsere-áramlást, és a fluort a fogzománc kialakulásával társítják.

A makro- és mikroelemek mind a hiánya, mind a túlzott mértékű vagy károsodott metabolizmusa különböző betegségek kialakulásához vezet.

Különösen a kalcium- és foszforhiány okozza a görcsöket, a nitrogénhiányt - súlyos fehérjehiányt, a vashiányt - anaemiát, a jódhiányt - a pajzsmirigyhormon képződésének csökkenését és az anyagcsere csökkenését, a fluorid-bevitel csökkenését. Az ólom szinte minden szervezetre mérgező.

A makro- és mikroelemek hiánya kompenzálható az élelmiszer- és ivóvíz tartalmának növelésével, valamint a gyógyszerek szedésével.

A sejt kémiai elemei különböző szervetlen és szerves vegyületeket képeznek.

Téma 2.2. Kémikus sejtek összetétele. - 10-11 osztály, Syvozlazov (1. munkafüzet)

1. Adja meg a fogalmak meghatározásait.
Egy elem az atomok egy sora, amelyek azonos nukleáris töltéssel rendelkeznek, és a protonok száma, amelyek egybeesnek a periódusos táblázatban az ordinális (atom) számmal.
Nyomelem - egy olyan elem, amely a testben nagyon alacsony koncentrációban van.
Makroelem - olyan elem, amely magas koncentrációban van a testben.
A biomolekulák alapja a bioelement - a sejtaktivitásban résztvevő kémiai elem.
A sejtelem-összetétel a kémiai elemek százalékos aránya egy sejtben.

2. Mi az egyik az élő és élettelen közösség bizonyítéka?
A kémiai összetétel egysége. Nincsenek egyedül élettelen jellegű elemek.

3. Töltse ki a táblázatot.

CELLS ELEMZŐ ÖSSZETÉTELE

4. Adjunk példákat olyan szerves anyagokra, amelyek molekulái három, négy és öt makro-tápanyagból állnak.
3 elem: szénhidrátok és lipidek.
4 elem: mókusok.
5 elem: nukleinsavak, fehérjék.

5. Töltse ki a táblázatot.

AZ ELEMEK BIOLÓGIAI SZEREPE

6. Tanulmányozzon a 2.2. Pontban a „Külső tényezők szerepe az élő természet kémiai összetételének kialakulásában” című részben, és válaszoljon arra a kérdésre: „Mik azok a biokémiai endémiák és mi az oka annak eredetének?”
A biokémiai endémiák a növények, állatok és emberek betegségei, amelyeket egy adott terület akut hiánya vagy túlzott mértéke okoz.

7. Melyek a mikrotápanyagok hiányával kapcsolatos ismert betegségek?
Jódhiány - endemikus goiter. Csökkent a tiroxin szintézis és a pajzsmirigyszövet proliferációja.
Vashiány - vashiányos vérszegénység.

8. Ne feledje, hogy a kémiai elemek miként, a makro-, mikro- és ultramikroelemeken oszlanak meg. Kínáljon saját, alternatív kémiai elemek osztályozását (például egy élő sejtben lévő funkciók alapján).
A mikro-, makro- és ultra mikrotápanyagokat egy jel alapján osztják meg a sejtekben mért százalékos arány alapján. Ezenkívül az elemeket az egyes szervrendszerek működését szabályozó funkciók szerint osztályozhatjuk: idegrendszeri, izmos, keringési és szív-érrendszeri, emésztési stb.

9. Válassza ki a helyes választ.
1. teszt.
Milyen kémiai elemek alkotják a szerves anyagok többségét?
2) C, O, H, N;

2. teszt.
A makróelemek nem alkalmazhatók:
4) mangán.

3. teszt.
Az élő szervezeteknek nitrogénre van szüksége, mivel:
1) fehérjék és nukleinsavak egy komponense; 10. Határozza meg azt a tünetet, amellyel az alábbiakban felsorolt ​​összes elemet egyetlen csoportba egyesítik. Kiemelje ezt az „extra” elemet.
Oxigén, hidrogén, kén, vas, szén, foszfor, nitrogén. Csak a DNS-be tartozik. És a többiek fehérjékben vannak.

11. Ismertesse a szó (kifejezés) eredetét és általános jelentését, a gyökerek jelentésének alapján.

12. Válasszon ki egy kifejezést, és magyarázza el, hogy az aktuális értéke megfelel-e a gyökereinek eredeti értékének.
A választott kifejezés organogén.
Megfelelés: a kifejezés elvileg megfelel annak eredeti jelentésének, de ma pontosabb definíció van. Korábban az érték olyan volt, hogy az elemek csak a szövetek és szervek építésében érintettek. Azt találtuk, hogy a biológiailag fontos elemek nemcsak kémiai molekulákat képeznek sejtekben, stb., Hanem szabályozzák a sejtek, szövetek és szervek összes folyamatát. Ezek a hormonok, vitaminok, enzimek és egyéb biomolekulák részei.

13. Formázza meg és írja le a 2.2.
A sejt elemi összetétele a kémiai elemek százalékos aránya a sejtben. A sejtelemeket rendszerint a százalékuktól függően mikro-, makro- és ultramikroelemekre sorolják. Azok a elemek, amelyek részt vesznek a sejtek létfontosságú aktivitásában, a bioelemek alapját képezik.
A makroelemek a következők: C N H O. Ezek a sejt összes szerves vegyületének fő összetevői. Ezen túlmenően, minden főbb biomolekulában a PS K Ca Na Fe Cl Mg-ot is tartalmazza. Nélkülük a test működése lehetetlen. Ezek hiánya halálhoz vezet.
Nyomelemek: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B, stb. Ezek a test normális működéséhez szükségesek, de nem olyan kritikusak. Ezek hiánya betegséget okoz. A biológiailag aktív vegyületek részei, befolyásolják az anyagcserét.
Vannak ultramikroelemek: Au Ag Be és mások A fiziológiai szerep nem teljesen megalapozott. De fontosak a sejt számára.
A "biokémiai endémia" fogalma - a növények, állatok és emberek betegségei, melyeket egy adott terület bármely elemének akut hiánya vagy feleslege okoz. Például endemikus goiter (jódhiány).
Elem hiánya miatt az etetés módja miatt előfordulhatnak betegségek vagy betegségek is. Például a vas-vérszegénység hiánya. A kalcium hiánya - gyakori törések, hajhullás, fogak, izomfájdalom.

I.2. A sejt kémiai összetétele. Mikro- és makroelemek

A sejttömeg 70-80% -a jellemzően víz, amelyben különböző sók és kis molekulatömegű szerves vegyületek oldódnak. A sejt legjellemzőbb összetevői a fehérjék és a nukleinsavak. Egyes fehérjék a sejt szerkezeti összetevői, mások enzimek, azaz a sejtek. katalizátorok, amelyek meghatározzák a sejtekben előforduló kémiai reakciók sebességét és irányát. A nukleinsavak az örökletes információ hordozói, amelyek az intracelluláris fehérjeszintézis folyamatában valósultak meg. A cellák gyakran tartalmaznak tartalékanyagokat, amelyek élelmiszer tartalékként szolgálnak. A növényi sejtek főleg keményítőt, szénhidrátok polimer formáját tárolják. A máj és az izmok sejtjeiben egy másik szénhidrát polimer tárolódik - glikogén. A zsírtermékeket gyakran tárolják, bár egyes zsírok más funkciót töltenek be, nevezetesen a legfontosabb szerkezeti elemek. A sejtekben lévő fehérjéket (kivéve a magsejteket) általában nem tároljuk. Nem lehet leírni a sejt tipikus összetételét, elsősorban azért, mert nagy különbségek vannak a tárolt élelmiszerek és a víz mennyiségében. A májsejtek például 70% vizet, 17% fehérjét, 5% zsírt, 2% szénhidrátot és 0,1% nukleinsavat tartalmaznak; a maradék 6% sók és kis molekulatömegű szerves vegyületek, különösen aminosavak. A növényi sejtek általában kevesebb fehérjét, szignifikánsan több szénhidrátot és néhány vizet tartalmaznak; kivételek a nyugalmi állapotú sejtek. A búzaszem nyugalmi cellája, amely az embrió tápanyagainak forrása, a fehérjék (főleg tárolt fehérje) mintegy 12% -át, a zsírok 2% -át és a szénhidrátok 72% -át tartalmazza. A víz mennyisége csak a gabonacsírázás kezdetén éri el a normál szintet (70–80%). Minden sejt számos kémiai elemet tartalmaz, amelyek különböző kémiai reakciókban vannak jelen. A sejtben előforduló kémiai folyamatok életének, fejlődésének és működésének egyik alapvető feltétele. Néhány kémiai elem a cellában több, mások kevésbé. Atomi szinten nincs különbség az élő természet szerves és szervetlen világában: az élő szervezetek azonos atomokból állnak, mint az élettelen természetű testek. A különböző kémiai elemek aránya az élő szervezetekben és a földkéregben azonban nagymértékben változik. Ezenkívül az élő szervezetek eltérhetnek a környezetüktől a kémiai elemek izotópos összetételében. Hagyományosan a cella minden eleme három csoportra osztható:

Makrotápanyagokkal. A makroelemek közé tartozik az oxigén (65–75%), a szén (15–18%), a hidrogén (8–10%), a nitrogén (2,0–3,0%), a kálium (0,15–0,4%)., kén (0,15–0,2%), foszfor (0,2–1,0%), klór (0,05–0,1%), magnézium (0,02–0,03%), nátrium (0,02–0,03%), kalcium (0,04–2,00%), vas (0,01–0,155%). Az olyan elemek, mint a C, O, H, N, S, P a szerves vegyületek részét képezik. Szén - az összes szerves anyag része; alapja a szénatomok váza. Ezen túlmenően, a CO2 formában a fotoszintézis folyamatában rögzül, és a légzés során szabadul fel, CO (alacsony koncentrációban) formájában részt vesz a celluláris funkciók szabályozásában, CaCO3 formájában az ásványi csontvázak része. Az oxigén - része a sejtben lévő összes szerves anyagnak. A fotolízis során a víz fotolízise során keletkezik. Aerob szervezetek esetében oxidálószerként szolgál a celluláris légzés során, energiát biztosítva a sejteknek. A legnagyobb mennyiségben az élő sejtekben található a víz összetétele. A hidrogén - a sejt összes szerves anyagának része. A víz összetételében található legnagyobb mennyiségben. Néhány baktérium oxidálja a molekuláris hidrogént energiává. A nitrogén - fehérjék, nukleinsavak és ezek monomerjei - aminosavak és nukleotidok része. Az állatok testéből az ammónia, a karbamid, a guanin vagy a húgysav összetételéből származik, mint a nitrogén anyagcsere végterméke. A nitrogén-oxid formájában NO (alacsony koncentrációban) részt vesz a vérnyomás szabályozásában. A kén - ezért a kéntartalmú aminosavak egy része megtalálható a legtöbb fehérjében. Kis mennyiségben szulfát-ion formájában van jelen a sejtek citoplazmájában és az extracelluláris folyadékokban. Foszfor - az ATP, más nukleotidok és nukleinsavak (foszforsav maradékok formájában) része, a csontszövet és a fogzománc (ásványi sók formájában) összetételében, valamint a citoplazmában és az intercelluláris folyadékokban (foszfátionok formájában). A magnézium sok olyan enzim kofaktora, amely részt vesz az energia metabolizmusában és a DNS-szintézisben; fenntartja a riboszómák és a mitokondriumok integritását, klorofill része. Állati sejtekben az izom- és csontrendszerek működéséhez szükséges. A kalcium részt vesz a véralvadásban, és az egyetemes másodlagos közvetítők egyike, amely a legfontosabb intracelluláris folyamatokat szabályozza (beleértve az izomösszehúzódáshoz és az exocitózishoz szükséges membránpotenciál fenntartásában való részvételt). Az gerinctelen és ásványi csontvázak csontjainak és fogainak kialakulásában az oldhatatlan kalcium-sók részt vesznek. A nátrium szerepet játszik a membránpotenciál fenntartásában, az idegimpulzusok generálásában, az ozmoreguláció folyamatában (beleértve az emberben a vesék munkáját) és a puffer vérrendszer létrehozásával. A kálium részt vesz a membránpotenciál fenntartásában, az idegimpulzusok generálásában, a szívizom összehúzódásának szabályozásában. Az extracelluláris anyagokban található. Klór - fenntartja a sejt elektroneutralisságát.

Nyomelemek: Az élőlények testtömegének 0,001% és 0,000001% -át kitevő nyomelemek közé tartozik a vanádium, a germánium, a jód (a tiroxin része, pajzsmirigyhormon), kobalt (B12-vitamin), mangán, nikkel, ruténium, szelén, fluor (fogzománc), réz, króm, cink, cink - az alkoholos fermentációban részt vevő enzimek része, az inzulin része. A réz - a citokrómok szintézisében részt vevő oxidatív enzimek része. A szelén - részt vesz a szervezet szabályozási folyamataiban.

Ultra-mikroelemek. Az ultramicroelementek kevesebb, mint 0,0000001% -ot tartalmaznak élő élőlényekben, ezek magukban foglalják az aranyat, az ezüst baktericid hatásúak, a higany gátolja az enzimeket befolyásoló víz visszaszívódását a vesebetegekben. A platina és a cézium szintén az ultramikroelemekhez tartozik. Ennek a csoportnak egy része magában foglalja a szelént is, amelynek hiánya fejlődő rák. Az ultramikroelemek funkciói még mindig rosszul érthetőek. A sejt molekuláris összetétele (1. lap)

Sejt kémiai összetétele

A sejt kémiai összetételének elemei

Az élő sejtek alkotóelemeit és szerkezetét tanulmányozó tudományt citológiának nevezzük.

A test kémiai szerkezetébe tartozó összes elem három csoportra osztható:

• makrotápanyagok;
• nyomelemek;
• ultramicro elemek.

A makroelemek közé tartozik a hidrogén, a szén, az oxigén és a nitrogén. Az összes alkotóelem közel 98% -a részesedik.

A nyomelemek tizedes és századszázalékosak. És nagyon alacsony az ultramikroelemek százaléka és század ezer része.

A görögből lefordított „makró” nagy, a „mikro” pedig kicsi.

Ábra. 1 Kémiai elemek tartalma a cellában

A tudósok megállapították, hogy nincsenek olyan egyedi elemek, amelyek egyedülállóak az élő szervezetek számára. Ezért, hogy az élő, az élettelen természet ugyanazokat az elemeket tartalmazza. Ez bizonyítja kapcsolatukat.

A kémiai elem mennyiségi tartalma ellenére, legalábbis egyikük hiánya vagy csökkentése az egész szervezet halálához vezet. Végtére is, mindegyiknek saját jelentése van.

A sejt kémiai összetételének szerepe

A makronápanyagok a biopolimerek, nevezetesen a fehérjék, a szénhidrátok, a nukleinsavak és a lipidek alapja.

A nyomelemek a metabolikus folyamatokban szerepet játszó létfontosságú szerves anyagok részét képezik. Ezek az ásványi sók alkotórészei, amelyek kationok és anionok formájában vannak, arányuk meghatározza az alkáli környezetet. Leggyakrabban enyhén lúgos, mert az ásványi sók aránya nem változik.

A hemoglobin vasat, klorofill - magnéziumot, fehérjéket - ként, nukleinsavakat - foszfort tartalmaz, az anyagcsere megfelelő mennyiségű kalciummal történik.

Ábra. 2. A sejtek összetétele

Egyes kémiai elemek szervetlen anyagok, például víz összetevői. Fontos szerepet játszik mind a növényi, mind az állati sejtek létfontosságú tevékenységében. A víz jó oldószer, ezért a szervezetben lévő összes anyag az alábbiakra oszlik:

• Hidrofil - vízben oldódik;
• A hidrofób - nem oldódik vízben.

A víz jelenléte miatt a sejt rugalmassá válik, elősegíti a szerves anyagok mozgását a citoplazmában.

Ábra. 3. Sejtanyagok.

Táblázat "A sejt kémiai összetételének tulajdonságai"

Annak érdekében, hogy egyértelműen megértsük, mely kémiai elemek a cellába tartoznak, a következő táblázatban felsoroltuk őket:

makrotápanyagok

A makroelemek közé tartoznak azok a elemek, amelyeknek a sejtek tartalmát a sejt szárazanyagának egy tizedében és századában mérik (ritkán a tartalom eléri a több százalékot): kálium, nátrium, kalcium, magnézium, vas, kén, klór, jód. A sejtekben a makroápanyagok tartalmát a sejt teljes száraz tömegének százalékában fejezzük ki.

Kálium (legfeljebb 1%). Hidratált K + ionok formájában felszívódik, amelyek jól áthaladnak a membránokon. A kálium fő funkciói:

• 1. Szabályozza a szénhidrát anyagcserét.
• 2. Szabályozza az ozmotikus nyomást.
• 3. Részt vesz a membránpotenciálok kialakításában.
• 4. Aktiválja az enzimeket a fotoszintézis során.
• 5. A 40K radioaktív izotóp a belső radioaktivitás fő forrása.

Megjegyzés. Az ozmotikus nyomás olyan érték, amely a víz és a szárazanyag arányát tükrözi a sejtben. Minél nagyobb az ozmotikus nyomás a sejtben, annál könnyebben felszívja a vizet az extracelluláris környezetből, és ezzel ellentétben, minél alacsonyabb az intracelluláris ozmotikus nyomás, annál hamarabb elvész a sejt a víz.

Nátrium (legfeljebb 0,1%). Hidratált Na + ionok formájában felszívódik, amelyek nem jutnak át a membránokon. Ez szabályozza a szénhidrát anyagcserét, az ozmotikus nyomást, részt vesz a membránpotenciálok kialakulásában.

Kalcium. (legfeljebb 2%). A sejtet hidratált Ca2 + ionok, oldhatatlan sók (például oxálsav, foszforsav, hidrogén-fluorid sók), fémorganikus komplexek képviselik. Számos enzim aktivitását szabályozza (például a kalciumfüggő ATPáz aktivitása kontraktilis komplexekben), stabilizálja a kromoszómák szerkezetét. A kalcium-pektátok a növényi szövetekben lévő medián lemezek alapját képezik; kalcium-fluoridok és foszfátok - a csontszövet alapja. A kalcium feleslege káros a sejtre, mivel ebben az esetben a nagy energiájú kötések kialakításához szükséges foszfátok oldhatatlanná válnak, Ca3 (PO4) 2.

Magnézium (legfeljebb 3%). A sejtek szerves fémkomplexek formájában vannak, kevésbé ionok formájában. Stabilizálja a riboszóma szerkezetét, szabályozza az enzimek aktivitását, része az ATPáznak, a növényi sejtekben a klorofillmolekula része.

Vas (akár 0,1%). A kétértékű Fe2 + ionok, kevésbé gyakori a Fe3 + szerves fémkomplexek. A sejtek változó oxidációs állapotú szerves fémkomplexek összetételében vannak, ritkábban Fe2 + ionok formájában. Az oxidációs fok megváltoztatásának képességét (Fe + 3 + h - Fe + 2) széles körben alkalmazzák különböző metabolikus folyamatokban. A vas a porfirin magot és a változó oxidációs állapotú vasionot tartalmazó hemorganometrikus komplex része. A Heme az oxigén hordozók kötelező összetevője: hemoglobin és myoglobin. A Heme a különböző oxidoreduktázok része: citokrómok (elektronok membrán hordozói), kataláz (2 H2O2> 2 H2O + O2 ^), peroxidázok (H2O2> H2O + O), oxidázok (O2 + 2 C> O22-), dehidrogenázok (hidrogén hordozók). ), ferredoxin (elektron-hordozó a fotoszintézis során).

Kén (legfeljebb 1%). Szulfát formájában SO42 -. A sejteket szabad szulfát-ionok formájában tartalmazzák, oxidált és redukált formában a szerves vegyületek összetételében. A kén a kéntartalmú aminosavak összetevője: metionin, cisztein; ezen aminosavak között diszulfid hidak képződnek, amelyek a fehérje tercier szerkezetét támogatják. A kén a CoA cofactor része, amely a Krebs-ciklust és más anyagcsere-folyamatokat szolgálja. Az oxidáció mértékének változása miatt a kén nagy szerepet játszik a kemoszintézisben és az anaerob oxidációban:

hidrogén-szulfid, szulfidok molekuláris kén-szulfát

redox oxidálószer redox oxidálószer

A hidrogén-szulfid és más redukált kénvegyületek elektron-donorként szolgálnak a bakteriális fotoszintézishez.

Klór (legfeljebb 4%). Kloridok formájában abszorbeálódik és a sejtben található, Cl- Részt vesz az ozmotikus nyomás szabályozásában.

Jód (legfeljebb 0,01%). A J-jid és a fémorganikus komplexek jodid formában található. A tiroxin összetétele - a pajzsmirigyhormon, amely szabályozza a membránáteresztő képességet.

makrotápanyagok

A makroelemek hasznos anyagok a szervezet számára, amelynek napi aránya 200 mg.

A makrotápanyagok hiánya anyagcsere-rendellenességekhez, a legtöbb szerv és rendszer diszfunkciójához vezet.

Van egy mondás: mi vagyunk, amit eszünk. Természetesen, ha megkérdezed a barátaidtól, amikor az utolsó alkalommal evették, például a ként vagy a klórt, akkor nem kerülheti meg a meglepetését. Mindeközben közel 60 kémiai elemet élnek az emberi testben, amelyek tartalékai, néha anélkül, hogy ezt észrevennék, az élelmiszerből kerülnek feltöltésre. És körülbelül 96 százalékunk mindannyian csak 4 kémiai nevet foglal magában, amelyek egy csoportja a makro-tápanyagoknak. És ez:

• oxigén (65% minden emberi testben);
• szén (18%);
• hidrogén (10%);
• nitrogén (3%).

A fennmaradó 4 százalék más anyag a periodikus táblázatból. Igaz, hogy sokkal kisebbek, és hasznos tápanyagok egy másik csoportját képviselik - mikroelemek.

A leggyakoribb kémiai elemek - makro-tápanyagok - esetében a CHON kifejezést szokták használni a kifejezések nagybetűinek: szén, hidrogén, oxigén és nitrogén latinul (Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen).

A makroelemek az emberi testben, a természet meglehetősen széles hatásköröket hagytak. Attól függ:

• csontváz és sejtek képződése;
• test pH;
• az idegimpulzusok megfelelő szállítása;
• a kémiai reakciók megfelelősége.

Számos kísérlet eredményeként létrejött: minden nap 12 ásványi anyagra van szükség (kalcium, vas, foszfor, jód, magnézium, cink, szelén, réz, mangán, króm, molibdén, klór). De még ezek a 12 sem tudják felváltani a tápanyagok funkcióit.

Tápanyagelemek

Szinte minden kémiai elem fontos szerepet játszik a Föld minden életének létezésében, de közülük csak 20 van a főbb.

Ezek az elemek:

• 6 fő tápanyag (szinte az összes élő földön képviselve, gyakran meglehetősen nagy mennyiségben);
• 5 kisebb tápanyag (sok élőlényben viszonylag kis mennyiségben található);
• nyomelemek (alapvető anyagok, amelyek kis mennyiségben szükségesek ahhoz, hogy fenntartsák az életfüggő biokémiai reakciókat).

A tápanyagok között különböztethető meg:

A fő biogén elemek, vagy szerves anyagok szén, hidrogén, oxigén, nitrogén, kén és foszfor csoport. A kisebb tápanyagokat nátrium, kálium, magnézium, kalcium, klór képviseli.

Oxigén (O)

Ez a második a Földön leggyakoribb anyagok listáján. Ez a víz összetevője, és, mint tudod, az emberi test 60% -át teszi ki. Gáz halmazállapotban az oxigén a légkör részévé válik. Ebben a formában döntő szerepet játszik a Föld életének támogatásában, elősegítve a fotoszintézist (növényekben) és a légzést (állatokban és emberekben).

Szén (C)

A szén is szinonimaként tekinthető az életnek: a bolygón lévő összes teremtmény szövete szénatomot tartalmaz. Ezen túlmenően a szénkötések kialakulása hozzájárul egy bizonyos energiamennyiség kialakulásához, amely jelentős szerepet játszik a fontos kémiai folyamatok áramlását sejt szinten. Sok szénatomot tartalmazó vegyület könnyen meggyullad, így a hő és a fény szabadul fel.

Hidrogén (H)

Ez a legegyszerűbb és legelterjedtebb elem az Univerzumban (különösen egy H2-gáz formájában). A hidrogén egy reaktív és gyúlékony anyag. Oxigénnel robbanó keveréket képez. Három izotóp van.

Nitrogén (N)

A 7-es atomszámú elem a Föld légkörében a fő gáz. A nitrogén számos szerves molekula része, beleértve az aminosavakat is, amelyek a DNS-t képező fehérjék és nukleinsavak összetevői. Majdnem minden nitrogén keletkezik az űrben - az öregedő csillagok által létrehozott úgynevezett bolygó-ködök gazdagítják az Univerzumot ezzel a makroelemmel.

Egyéb makroápanyagok

Kálium (K)

A kálium (0,25%) fontos szerepet játszik a szervezetben az elektrolit folyamatokért. Egyszerű szavakkal: a töltést folyadékon keresztül szállítja. Segít szabályozni az idegrendszeri szívverést és az impulzusokat. A homeosztázisban is részt vesz. Egy elem hiánya szívproblémákhoz vezet, még azt is megállítja.

Kalcium (Ca)

A kalcium (1,5%) az emberi szervezetben a leggyakoribb tápanyag - az anyag tartalékainak szinte minden része a fogak és a csontok szövetébe koncentrálódik. A kalcium felelős az izom összehúzódásáért és a fehérjék szabályozásáért. De a test „felemeli” ezt az elemet a csontoktól (ami veszélyes az osteoporosis kialakulásával), ha úgy érzi, hogy hiánya van a napi étrendben.

Szükséges a sejtek a sejtmembránok képződéséhez. Az egészséges csontok és a fogak fenntartásához az állatoknak és az embereknek szükségük van erre a makron tápanyagra. Ezenkívül a kalcium a sejtek citoplazmájában a folyamatok "moderátora" szerepet játszik. A természetben sok kőzetek (kréta, mészkő) összetételében képviselteti magát.

Kalcium az emberekben:

• befolyásolja a neuromuszkuláris ingerlékenységet - részt vesz az izomösszehúzódásban (hipokalcémia görcsökhöz vezet);
• szabályozza a glikogenolízist (a glikogén glükózállapotra bontását) az izmokban és a glükoneogenezisben (a nem szénhidrát képződményekből származó glükóz képződése) a vesékben és a májban;
• csökkenti a kapilláris falak és a sejtmembrán permeabilitását, ezáltal fokozza a gyulladásgátló és antiallergén hatásokat;
• elősegíti a véralvadást.

A kalciumionok fontos intracelluláris hírvivők, amelyek befolyásolják az inzulint és az emésztőenzimeket a vékonybélben.

A Ca felszívódása a testben lévő foszfor tartalmától függ. A kalcium és a foszfát cseréjét hormonálisan szabályozzák. A mellékpajzsmirigy hormon (parathormon) a csontokból a Ca-t felszabadítja a vérbe, és a kalcitonin (pajzsmirigyhormon) elősegíti a csontokban lévő elem lerakódását, ami csökkenti a vérben lévő koncentrációját.

Magnézium (Mg)

A magnézium (0,05%) jelentős szerepet játszik a csontváz és az izmok szerkezetében.

Ez több mint 300 anyagcsere-reakció tagja. Tipikus intracelluláris kation, a klorofill fontos komponense. A csontvázban (a teljes 70% -a) és az izmokban. A szövetek és a testfolyadékok szerves része.

Az emberi szervezetben a magnézium felelős az izomlazításért, a toxinok kiválasztásáért és a szív áramlásának javításáért. Az anyaghiány zavarja az emésztést és lassítja a növekedést, gyors fáradtsághoz, tachycardiahoz, álmatlansághoz, PMS-hez vezet nő. De a makró feleslege szinte mindig az urolithiasis kialakulása.

Nátrium (Na)

A nátrium (0,15%) elektrolit-előállító elem. Segíti az idegimpulzusok átadását a szervezetben, és felelős a testben lévő folyadékszint szabályozásáért, védve a dehidratációtól.

Kén (S)

A kén (0,25%) 2 aminosavban található, amelyek fehérjéket képeznek.

Foszfor (P)

A foszfor (1%) előnyösen a csontokban koncentrálódik. Ezenkívül van egy ATP molekula, amely energiát biztosít a sejteknek. Nukleinsavakban, sejtmembránokban, csontokban. A kalciumhoz hasonlóan szükséges az izom-csontrendszer megfelelő kialakításához és működéséhez. Az emberi test strukturális funkciót lát el.

Klór (Cl)

A klór (0,15%) általában negatív ion (klorid) formájában található meg a szervezetben. Funkciói közé tartozik a víz egyensúlyának fenntartása a testben. Szobahőmérsékleten a klór mérgező zöld gáz. Erős oxidálószer, könnyen kémiai reakcióba lép, kloridokat képezve.