7) Химический состав клетки. Вода. Неорганические вещества клетки. Роль микроэлементов.
Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке — одно из основных условий еёжизни, развития и функционирования. Одних химических элементов в клетке больше, других — меньше.
Условно все элементы клетки можно разделить на три группы.
Макроэлементы
К макроэлементам относят кислород (65—75 %), углерод (15—18 %), водород (8—10 %), азот (2,0—3,0 %), калий (0,15—0,4 %), сера (0,15—0,2 %), фосфор (0,2—1,0 %), хлор (0,05—0,1 %),магний (0,02—0,03 %), натрий (0,02—0,03 %), кальций (0,04—2,00 %), железо (0,01—0,015 %. Такие элементы, как C, O, H, N, S, P входят в состав органических соединений.
Углерод —
входит в состав всех органических
веществ; скелет из атомов углерода
составляет их основу. Кроме того, в виде
CO2 фиксируется
в процессе фотосинтеза и выделяется в
ходе дыхания, в виде CO (в низких
концентрациях) участвует в регуляции
клеточных функций, в виде CaCO
Кислород — входит в состав практически всех органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды.
Водород — входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.
Азот — входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров — аминокислот и нуклеотидов. Из организма животных выводится в составе аммиака, мочевины, гуанина или мочевой кислоты как конечный продукт азотного обмена. В виде оксида азота NO (в низких концентрациях) участвует в регуляции кровяного давления.
Сера — входит в состав серосодержащих аминокислот, поэтому содержится в большинстве белков. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.
Фосфор — входит в состав АТФ, других нуклеотидов и нуклеиновых кислот (в виде остатков фосфорной кислоты), в состав костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).
Магний — кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.
Кальций — участвует в свёртывании крови, а также служит одним из универсальных вторичных посредников, регулируя важнейшие внутриклеточные процессы (в том числе участвует в поддержании мембранного потенциала, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза). Нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных.
Натрий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессы осморегуляции (в том числе работу почек у человека) и создании буферной системы крови.
Калий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы.Содержится в межклеточных веществах.
Хлор — поддерживает электронейтральность клетки.
Химическая организация клетки — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Химическая организация клетки — совокупность всех веществ, входящих в состав клетки. В состав клетки входит большое количество химических элементов Периодической системы, из которых 86 постоянно присутствуют, 25 необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, а 16—18 из них абсолютно необходимы[1]
[2].Органогены (биоэлементы)[править | править код]
Органогены — химические элементы, входящие в состав всех органических соединений и составляющие около 98% массы клетки[1].
| Элемент | % содержание | Функция |
|---|---|---|
| Кислород | 65—75 | Входит в состав большинства органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды. |
| Углерод | 15—18 | Входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO2 фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO3 входит в состав минеральных скелетов. |
| Водород | 8—10 | |
| Азот | 2—3 | Входит в состав аминокислот, белков (в том числе ферментов и гемоглобина), нуклеиновых кислот, хлорофилла, некоторых витаминов. |
Макроэлементы[править | править код]
Элементы, представленные в клетке в меньшем количестве — десятые и сотые доли процента[1].
| Элемент | % содержание | Функция |
|---|---|---|
| Кальций | 0,04—2,00 | Содержится в мембране клетки, межклеточном веществе и костях. Участвует в регуляции внутриклеточных процессов, поддержания мембранного потенциала, передаче нервных импульсов, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза. Нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных. |
| Фосфор | 0,2—1,0 | Входит в состав АТФ в виде остатка фосфорной кислоты (PO43-). Содержится в костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов). |
| Калий | 0,15—0,4 | Участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы. Содержится в межклеточных веществах. Участвует в фотосинтезе. |
| Сера | 0,15—0,2 | Содержится в некоторых аминокислотах, ферментах, тиамине. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях. |
| Хлор | 0,05—0,1 | Участвует в формировании осмотического потенциала плазмы крови и других жидкостей в виде аниона. Содержится в желудочном соке. |
| Натрий | 0,02—0,03 | Участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессах осморегуляции(в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови. |
| Магний | 0,02—0,03 | Кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем. |
Микроэлементы[править | править код]
К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк, молибден (участвует в связывании атмосферного азота), бор (влияет на ростковые процессы у растений).
Ультрамикроэлементы[править | править код]
Ультрамикроэлементы составляют менее 0,000001 % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро, которые оказывают бактерицидное воздействие, ртуть, подавляющую обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Также к ультрамикроэлементам относят селен, мышьяк, платину и цезий, бериллий, радий и уран. Функции ультрамикроэлементов ещё малопонятны.
Вода является универсальным растворителем органических и неорганических веществ; она служит резервуаром для всех биохимических реакций клетки. При участии воды происходит теплорегуляция[3][4].
- Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — Оникс, 2009. — С. 20. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6.
- Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3т. — Мир, 1993. — Т. 1. — С. 105—112. — 456 с. — ISBN 5-03-003685-7.
Элемент | Роль в клетке | Явления, возникающие при недостатке | |||
растительном | животном | у растений | у животных | ||
Цинк (Zn) | Входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в синтезе аминокислоты — пролина | Входит в составферментов, активизирующихрасщеплениеугольной кислоты и ферментов,участвующихв синтезе растительных гормонов — ауксинов | Входит в составфермента, участвующего в транспорте углекислого газа в кровипозвоночных;фермента, гидролизующего пептидные связипри переваривании белков; входит в состав ферментов, необходимых для нормального роста, инсулина | Деформация листьев, разрушение точек роста | Задержка роста |
Медь (Сu) | Входит в составферментов оксидаз, участвует в синтезе цитохромов(ферментов — переносчиков электронов) | Входит в состав пластоцианина – фермента-переносчика световой фазы фотосинтеза, ферментов, участвующих в темновых реакцияхфотосинтеза | Участвует в кроветворении, синтезе гемоглобина; у беспозвоночных входитв состав белков —переносчиковкислорода —гемоцианинов;у человека входит в состав фермента, участвующего в синтеземеланина (пигмента кожи), определяет также окраску животных | Нарушение развития семени, некроз листьев, преждевременное опадение | Анемия, заболевания сердца, нарушение пищеварения, кроветворения и др. в больших количествах токсична |
Йод (I) | Принимает участие в регуляции энергетического обмена | В виде ионов влияет на азотный обмен, активность ферментов фотосинтеза и углеводного обмена | У позвоночныхживотных входит в состав гормона щитовидной железы —тироксина | Недостаток встречается редко | Эндемический зоб, кретинизм у детей, миксидема у взрослых |
Фтор (F) | Явная необходимость отсутствует | В виде нерастворимых кальциевых солей входит в составкостей и зубной эмали | Недостаток встречается редко | Кариес. Избыток – пятнистость зубной эмали | |
Марганец (Мn) | Входит в составферментов, участвующих в дыхании, окислениижирных кислот,повышает активность ферментакарбоксилазы; входит в состав некоторых пигментов | Входит в составферментов, участвующих в темновых реакцияхфотосинтезаи в восстановлении нитратов; ионы Мn участвуют в фотоокислении воды при фотосинтезе | Входит в составфосфатаз — ферментов, необходимых для ростакостей | Пятнистость листьев (хлороз) | Плохое развитие костей |
Бор (В) | Влияет на ростовые процессы и деление клеток, стимулирует образование крахмала из глюкозы. | Изучена мало. Известно, что бор обнаружен в костной ткани, способствует понижению основного обмена у больных тиреотоксикозом, усиливает гипогликемическое действие инсулина. Есть данные, указывающие на положительное влияние бора на рост и продолжительность жизни. | Отмирание верхушечных почек, цветков, завязей, проводящих тканей | Нарушения со стороны опорно-двигательного аппарата, в углеводном и основном обмене | |
Молибден (Мо) | Входит в составферментов, участвующих в фиксации азота (у азотфиксирующихбактерий) и утилизации спиртов | Входит в составферментов, регулирующих работу устьичногоаппарата, и ферментов, участвующих в синтезеаминокислот. Способствует азотному питанию растений (восстановление нитратов и азотфиксация), повышает стойкость к грибковым заболеваниям | Входит в состав фермента, участвующем в обмене пуринов, и в ферменте, контролирующем превращения спиртов на стадии окисления альдегидов (иными словами, защищающей организм от отравления), в малых дозах стимулирует образование гемоглобина, в больших же тормозит этот процесс | Замедление роста, ухудшение дыхания, торможение синтеза белков, нарушение азотного и фосфорного обмена. Хлороз старых листьев | Задержка роста, нарушение пуринового обмена |
Кобальт (Со) | Участвует в фиксации атм.азота у бактерий в клубеньках | Входит в состав витамина В12. принимает участие в синтезе гемоглобина и в развитии эритроцитов. | Недостаток встречается редко | Кобальтдефицитная анемия | |
Бром (Вr) | Входит в состав витамина В1 — составной части фермента, участвующего в расщеплении пировиноградной кислоты у животных, растенийи микроорганизмов | В основном определяется ролью этого элемента в клетке | В основном определяется ролью этого элемента в клетке. Задерживаясь в щитовидной железе, бром вступает в конкурентные отношения с йодом, что влияет на деятельность железы, а в связи с этим — и на состояние обмена веществ. | Недостаток встречается редко | |
Микроэлементы
К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт(витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк
Цинк — входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в состав инсулина
Медь — входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов.
Селен — участвует в регуляторных процессах организма.
Ультрамикроэлементы
Ультрамикроэлементы составляют менее 0,0000001 % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро оказывают бактерицидное воздействие, ртуть подавляет обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Так же к ультрамикроэлементам относят платину и цезий. Некоторые к этой группе относят и селен, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов еще мало понятны.
На атомарном уровне различий между органическим и неорганическим миром живой природы нет: живые организмы состоят из тех же атомов, что и тела неживой природы. Однако соотношение разных химических элементов в живых организмах и в земной коре сильно различается. Кроме того, живые организмы могут отличаться от окружающей их среды по изотопному составухимических элементов. Наиболее резкие различия между живой и неживой природой проявляются на молекулярном уровне.
Молекулярный состав клетки
Соединения | |||
Неорганические | Органические | ||
Вода Минеральные соли | 70—80 % 1,0—1,5 % | Белки Углеводы Жиры Нуклеиновые кислоты АТФ, соли и др. вещества | 10—20 % 0,2—2,0 % 1—5 % 1,0—2,0 % 0,1—0,5 % |
Неорганические вещества клетки
Вода. Молекула воды имеет нелинейную пространственную структуру и обладает полярностью. Между отдельными молекулами образуются водородные связи, определяющие физические и химические свойства воды.
Физические свойства воды:
• вода может находиться в трех состояниях — жидком, твердом и газообразном;
• вода — растворитель. Полярные молекулы воды растворяют полярные молекулы других веществ. Вещества, растворимые в воде, называют гидрофильными. Вещества, не растворимые в воде, — гидрофобными;
• высокая удельная теплоемкость. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии. Это свойство воды обеспечивает поддержание теплового баланса в организме;
• высокая теплота парообразования. Для испарения воды необходима достаточно большая энергия. Температура кипения воды выше, чем у многих других веществ. Это свойство воды предохраняет организм от перегрева;
• молекулы воды находятся в постоянном движении, они сталкиваются друг с другом в жидкой фазе, что немаловажно для процессов обмена веществ;
• сцепление и поверхностное натяжение. Водородные связи обусловливают вязкость воды и сцепление ее молекул с молекулами других веществ (когезия). Благодаря силам сцепления молекул на поверхности воды создается пленка, которую характеризует поверхностное натяжение;
• плотность. При охлаждении движение молекул воды замедляется. Количество водородных связей между молекулами становится максимальным. Наибольшую плотность вода имеет при 4°С. Замерзая, вода расширяется (необходимо место для образования водородных связей), и ее плотность уменьшается, поэтому лед плавает на поверхности воды, что защищает водоем от промерзания;
• способность к образованию коллоидных структур. Молекулы воды образуют вокруг нерастворимых молекул некоторых веществ оболочку, препятствующую образованию крупных частиц. Такое состояние этих молекул называется дисперсным (рассеянным). Мельчайшие частицы веществ, окруженные молекулами воды, образуют коллоидные растворы (цитоплазма, межклеточные жидкости).
13. Биологическая роль макро- и микроэлементов
Макроэлементы Железо (Fe) в природе находится в виде минералов — магнитного железняка. Железо входит в состав гемоглобина крови. При недостатке его в пище резко нарушается синтез гемоглобина в крови и формирование железосодержащих ферментов, развивается железодефицитная анемия. Как и другие тяжелые металлы, осаждает белки и дает с ними соединения — альбуминаты, поэтому оказывает местное вяжущее действие. Железо обладает способностью накапливаться (депонироваться) в организме. Железо содержат такие продукты питания как фасоль, гречневая крупа, овощи, печень, мясо, яичные желтки, а также шиповник, яблоки, абрикосы, вишни, крыжовник и т.д.
Кальций (Са) является основной составляющей костной ткани, входит в состав крови, играет важную роль в регуляции процессов роста и деятельности клеток всех видов тканей. Усваиваясь с пищей, кальций влияет на обмен веществ и способствует наиболее полному усвоению пищевых веществ. Соединения кальция укрепляют защитные силы организма и повышают его устойчивость к внешним неблагоприятным факторам, в том числе и к инфекциям. Недостаточность кальция сказывается на функции сердечной мышцы и на активности некоторых ферментов. Соли кальция участвуют в процессе свертывания крови. Особенно важен кальций для формирования костей.
Соли кальция применяют при различных аллергических состояниях, повышения свертываемости крови, для понижения проницаемости сосудов при воспалительных и экссудативных процессах, при туберкулезе, рахите, заболеваниях костной системы и т.д. Наиболее полноценными источниками кальция являются молоко и молочные продукты -творог, сыр.
Калий (К)встречается в природе в виде хлорида калия .Калий входит в состав поливитаминов с микроэлементами в виде сульфата калия и преимущественно применяется при расстройствах обмена веществ. При недостатке калия в организме может возникнуть сердечная аритмия. Калий поддерживает осмотическое давление в крови, оказывает диуретическое действие. Калий содержат яблоки, крыжовник, ананасы, бананы, курага, картофель, горох, крупа.
Магний (Мд).В организме обмен фосфора связан, помимо кальция, и с обменом магния. Большая часть магния находится в составе костной ткани. В плазме крови, в эритроцитах и в мягких тканях он в основном содержится в ионизированном состоянии. Магний является составной частью хлорофилла, содержится во всех продуктах растительного происхождения. Этот элемент также является необходимой составной частью животных организмов, но содержится в меньших количествах, чем в растительных. Соли магния участвуют в ферментативных процессах. Известно, что диеты с повышенным содержанием солей магния оказывают благоприятное влияние на людей пожилого возраста и лиц с заболеванием сердечно-сосудистой системы, особенно с гипертонической болезнью и атеросклерозом. Магний также нормализует возбудимость нервной системы, обладает спазмолитическим и сосудорасширяющими свойствами и, кроме того, способностью стимулировать перистальтику кишечника и повышать выделение желчи.
. Натрий (Na).Источником натрия для человеческого организма служит поваренная соль. Значение ее для нормальной жизнедеятельности очень велико. Она участвует в регуляции осмотического давления, обмена веществ, в поддержке щелочно-кислотного равновесия. За счет поваренной соли, находящейся в пище, восполняется расход хлорида натрия, входящего в состав крови и соляной кислоты желудочного сока.
Микроэлементы. Микроэлементы нужны в биотических дозах и их недостаток или избыток в поступлении в организм сказываются на изменении обменных процессов и др. Минеральные вещества играют огромную физиологическую роль в организме человека и животных, входят в состав всех клеток и соков, обусловливают структуру клеток и тканей; в организме они необходимы для обеспечения всех жизненных процессов дыхания, роста, обмена веществ, образования крови, кровообращении, деятельности центральной нервной системы и оказывают влияние на коллоиды тканей и ферментативные процессы. Они входят в состав или активируют до трехсот ферментов. Марганец (Мп).Марганец содержится во всех органах и тканях человека. Особенно много его в коре мозга, сосудистых системах. Марганец участвует в белковом и фосфорном обмене, в половой функции и в функции опорно-двигательного аппарата, участвует в окислительно-восстановительных процессах.
Медь (Си).Медь влияет на рост и развитие живого организма, участвует в деятельности ферментов и витаминов. Главной биологической функцией ее является участие в тканевом дыхании и кроветворении. Дефицит меди вызывает нарушение образования гемоглобина, развивается анемия, нарушается психическое развитие. Во всех витаминах с микроэлементами медь содержится в пределах нормы. . Йод (J).Йод принимает участие в образовании гормона щитовидной железы — тироксина. При недостаточном поступлении йода развивается заболевание щитовидной железы (зоб эндемический).
Элемент | Роль в клетке | Роль в организме | |
растительном | животном | ||
Цинк (Zn) | Входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в синтезе аминокислоты — пролина | Входит в состав ферментов, активизирующих расщепление угольной кислоты и ферментов, участвующих в синтезе растительных гормонов — ауксинов | Входит в состав фермента, участвующего в транспорте углекислого газа в крови позвоночных; фермента, гидролизующего пептидные связи при переваривании белков; входит в состав ферментов, необходимых для нормального роста, инсулина |
Медь (Сu) | Входит в состав ферментов оксидаз, участвует в синтезе цитохромов (ферментов — переносчиков электронов) | Входит в состав пластоцианина – фермента-переносчика световой фазы фотосинтеза, ферментов, участвующих в темновых реакциях фотосинтеза | Участвует в кроветворении, синтезе гемоглобина; у беспозвоночных входит в состав белков — переносчиков кислорода — гемоцианинов; у человека входит в состав фермента, участвующего в синтезе меланина (пигмента кожи), определяет также окраску животных |
Йод (I) | Принимает участие в регуляции энергетического обмена | В виде ионов влияет на азотный обмен, активность ферментов фотосинтеза и углеводного обмена | У позвоночных животных входит в состав гормона щитовидной железы — тироксина |
Фтор (F) | Явная необходимость отсутствует | В виде нерастворимых кальциевых солей входит в состав костей и зубной эмали | |
Марганец (Мn) | Входит в состав ферментов, участвующих в дыхании, окислении жирных кислот, повышает активность фермента карбоксилазы; входит в состав некоторых пигментов | Входит в состав ферментов, участвующих в темновых реакциях фотосинтеза и в восстановлении нитратов; ионы Мn участвуют в фотоокислении воды при фотосинтезе | Входит в состав фосфатаз — ферментов, необходимых для роста костей |
Бор (В) | Влияет на ростовые процессы и деление клеток, стимулирует образование крахмала из глюкозы. | Изучена мало. Известно, что бор обнаружен в костной ткани, способствует понижению основного обмена у больных тиреотоксикозом, усиливает гипогликемическое действие инсулина. Есть данные, указывающие на положительное влияние бора на рост и продолжительность жизни. | |
Молибден (Мо) | Входит в состав ферментов, участвующих в фиксации азота (у азотфиксирующих бактерий) и утилизации спиртов | Входит в состав ферментов, регулирующих работу устьичного аппарата, и ферментов, участвующих в синтезе аминокислот. Способствует азотному питанию растений (восстановление нитратов и азотфиксация), повышает стойкость к грибковым заболеваниям | Входит в состав фермента, участвующем в обмене пуринов, и в ферменте, контролирующем превращения спиртов на стадии окисления альдегидов (иными словами, защищающей организм от отравления), в малых дозах стимулирует образование гемоглобина, в больших же тормозит этот процесс |
Кобальт (Со) | Участвует в фиксации атм.азота у бактерий в клубеньках | Входит в состав витамина В12. принимает участие в синтезе гемоглобина и в развитии эритроцитов. | |
Бром (Вr) | Входит в состав витамина В1 — составной части фермента, участвующего в расщеплении пировиноградной кислоты у животных, растений и микроорганизмов | В основном определяется ролью этого элемента в клетке | В основном определяется ролью этого элемента в клетке. Задерживаясь в щитовидной железе, бром вступает в конкурентные отношения с йодом, что влияет на деятельность железы, а в связи с этим — и на состояние обмена веществ. |
Макроэлементы — это что? Какими бывают макроэлементы и микроэлементы?
Макроэлементы — это вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека. Они должны поступать с пищей в количестве от 25 граммов. Макроэлементы — это простые химические вещества. Это могут быть как металлы, так и неметаллы. Однако они необязательно должны поступать в организм в чистом виде. В большинстве случаев макро- и микроэлементы поступают с пищей в составе солей и других химических соединений.
Макроэлементы — это какие вещества?
В организм человека должно поступать 12 макроэлементов. Из них четыре называют биогенными, так как их количество в организме наибольшее. Такие макроэлементы — это основа жизни организмов. Из них состоят клетки.
Биогенные
К макроэлементам относятся:
- углерод;
- кислород;
- азот;
- водород.
Их называют биогенными, так как они являются основными составляющими живого организма и входят в состав почти всех органических веществ.
Другие макроэлементы
К макроэлементам относятся:
- фосфор;
- кальций;
- магний;
- хлор;
- натрий;
- калий;
- сера.
Их количество в организме меньше, чем биогенных макроэлементов.
Что такое микроэлементы?
Микро- и макроэлементы отличаются тем, что микроэлементов организму необходимо меньше. Чрезмерное поступление их в организм оказывает негативное влияние. Однако и их недостаток также вызывает заболевания.
Вот список микроэлементов:
- железо;
- фтор;
- медь;
- марганец;
- хром;
- цинк;
- алюминий;
- ртуть;
- свинец;
- никель;
- йод;
- молибден;
- селен;
- кобальт.
Некоторые микроэлементы при превышении дозировки становятся чрезвычайно токсичными, например ртуть и кобальт.
Какую роль эти вещества выполняют в организме?
Рассмотрим функции, которые выполняют микроэлементы и макроэлементы.
Роль макроэлементов:
- Фосфор. Входит в состав нуклеиновых кислот и протеинов, а также солей, из которых формируются кости и зубы.
- Кальций. Входит в состав костей, а также зубов. Кроме того, необходим для сокращения мышц. Из кальция также состоят раковины моллюсков.
- Магний. Входит в состав хлорофилла, который обеспечивает фотосинтез у растений. В организме животных участвует в синтезе белка.
- Хлор. Его ионы участвуют в процессе возбуждения клеток.
- Натрий. Выполняет ту же функцию, что и хлор.
- Калий. Обеспечивает удержание нужной воды в клетке. Участвует в процессах возбуждения клетки, а также необходим для функционирования ферментов.
- Сера. Являются составляющей нуклеиновых кислот и белков.
Функции, выполняемые некоторыми микроэлементами, до сих пор не до конца изучены, так как чем меньше элемента присутствует в организме, тем сложнее определить процессы, в которых он принимает участие.
Роль микроэлементов в организме:
- Железо. Участвует в процессе дыхания и фотосинтеза. Входит в состав белка гемоглобина, который транспортирует кислород.
- Фтор. Является одной из составляющих эмали зубов.
- Медь. Принимает участие в фотосинтезе и дыхании.
- Марганец. Обеспечивает функционирование нервной системы.
- Хром. Участвует в регуляции углеводного обмена и регулирует уровень сахара в крови. Кроме того, может замещать собой йод.
- Цинк. Является компонентом инсулина — гормона, необходимого для превращения глюкозы в гликоген.
- Алюминий. Участвует в процессе регенерации — восстановления тканей.
- Ртуть. Является компонентом некоторых биологически активных веществ. Ее роль в организме человека до конца не изучена.
- Свинец. Регулирует содержание гемоглобина в крови. Активирует некоторые ферменты. Участвует в обмене веществ. Стимулирует деление клеток.
- Никель. Участвует в процессах кроветворения и синтеза организмом гормонов. Активизирует действие гормона инсулина и угнетает действие адреналина.
- Йод. Обеспечивает нормальное функционирование щитовидной железы. Необходим для синтеза тиреоидных гормонов.
- Молибден. Выводит из организма свободные радикалы. Участвует в синтезе аминокислот. Выводит из организма излишки железа, задерживает фтор.
- Селен. Способствует усвоению йода, является компонентом биологически активных веществ, входит в состав сердца, поперечно-полосатой мускулатуры.
Макроэлементы клетки и ее микроэлементы
Рассмотрим ее химический состав в таблице.
| Элемент | Процентное содержание в клетке |
| Кислород | 65-75 |
| Углерод | 15-18 |
| Азот | 1,5-3 |
| Водород | 8-10 |
| Сера | 0,4-0,5 |
| Фосфор | 0,2-1 |
| Калий | 0,15-0,4 |
| Хлор | 0,05-0,1 |
| Кальций | 0,04-2 |
| Магний | 0,02-0,03 |
| Натрий | 0,02-0,03 |
| Железо | 0,01-0,015 |
| Другие | до 0,1 в общей сложности |
Мы рассмотрели химический состав клетки на уровне элементов, но стоит учесть, что они, естественно, не содержатся в ней в чистом виде, а объединяются в органические и неорганические химические элементы.
В какой еде есть нужные организму элементы?
Рассмотрим в таблице, в каких продуктах содержатся макро- и микроэлементы.
| Элемент | Продукты |
| Марганец | Черника, орехи, смородина, бобы, овсянка, гречка, черный чай, отруби, морковь |
| Молибден | Бобы, злаки, курятина, почки, печень |
| Медь | Арахис, авокадо, соя, чечевица, моллюски, лосось, раки |
| Селен | Орехи, бобы, морепродукты, брокколи, лук, капуста |
| Никель | Орехи, злаки, брокколи, капуста |
| Фосфор | Молоко, рыба, желток |
| Сера | Яйца, молоко, рыба, мясо, орехи, чеснок, бобы |
| Цинк | Семечки подсолнечника и кунжута, ягнятина, сельдь, бобы, яйца |
| Хром | Дрожжи, говядина, помидоры, сыр, кукуруза, яйца, яблоки, телячья печень |
| Железо | Абрикосы, персики, черника, яблоки, бобы, шпинат, кукуруза, гречка, овсянка, печень, пшеница, орехи |
| Фтор | Растительные продукты |
| Йод | Морская капуста, рыба |
| Калий | Курага, миндаль, фундук, изюм, фасоль, арахис, чернослив, горох, морская капуста, картошка, горчица, кедровые орешки, грецкие орехи |
| Хлор | Рыба (камбала, тунец, карась, мойва, скумбрия, хек и др.), яйца, рис, горох, гречка, соль |
| Кальций | Молокопродукты, горчица, орехи, овсянка, горох |
| Натрий | Рыба, морская капуста, яйца |
| Алюминий | Почти во всех продуктах |
Теперь вы знаете практически все о макро- и микроэлементах.
Добавить комментарий