2.3 Compoziția chimică a celulelor. Macro și oligoelemente

• Diagnosticare

Tutorial video 2: Structura, proprietățile și funcțiile compușilor organici Conceptul de biopolimeri

Prelegere: Compoziția chimică celulară. Macro și oligoelemente. Relația dintre structura și funcțiile substanțelor anorganice și organice

macronutrienți al căror conținut nu este mai mic de 0,01%;

oligoelemente - a căror concentrație este mai mică de 0,01%.

În orice celulă, conținutul de oligoelemente este mai mic de 1%, respectiv macroelemente - mai mult de 99%.

Sodiul, potasiul și clorul asigură multe procese biologice - turgor (presiunea internă a celulelor), apariția impulsurilor electrice nervoase.

Azot, oxigen, hidrogen, carbon. Acestea sunt componentele principale ale celulei.

Fosforul și sulful sunt componente importante ale peptidelor (proteinelor) și ale acizilor nucleici.

Calciul este baza oricărei formațiuni scheletice - dinți, oase, cochilii, pereți celulari. De asemenea, participă la contracția musculară și la coagularea sângelui.

Magneziul este o componentă a clorofilei. Participă la sinteza proteinelor.

Fierul este o componentă a hemoglobinei, este implicat în fotosinteză, determină eficiența enzimelor.

Următoarele elemente conținute în concentrații foarte scăzute, importante pentru procesele fiziologice:

Zincul este o componentă a insulinei;

Cupru - participă la fotosinteză și respirație;

Cobalt - o componentă a vitaminei B12;

Iod - este implicat în reglementarea metabolismului. Este o componentă importantă a hormonilor tiroidieni;

Fluorul este o componentă a smalțului dinților.

Dezechilibrul în concentrația micro și macronutrienți conduce la tulburări metabolice, la dezvoltarea bolilor cronice. Deficitul de calciu - cauza rahitismului, anemia de fier, deficitul de azot din proteine, iod - o scădere a intensității proceselor metabolice.

Luați în considerare relația substanțelor organice și anorganice în celulă, structura și funcția acestora.

Celulele conțin o cantitate enormă de micro și macromolecule care aparțin unor clase chimice diferite.

Materie celulară anorganică

Apa. Din masa totală a unui organism viu, acesta reprezintă cel mai mare procent - 50-90% și participă la aproape toate procesele de viață:

capilare, deoarece este un solvent universal polar, afectează proprietățile fluidului interstițial, rata metabolică. În ceea ce privește apa, toți compușii chimici sunt împărțiți în hidrofil (solubil) și lipofili (solubili în grăsimi).

Intensitatea metabolismului depinde de concentrația sa în celulă - cu cât mai multă apă, cu atât procesele au loc mai rapid. Pierderea a 12% din apă de către corpul uman - necesită o restaurare sub supravegherea unui medic, cu o pierdere de 20% - apare moartea.

Săruri minerale. Conținut în sisteme vii în formă dizolvată (disociere în ioni) și nedizolvate. Sărurile dizolvate sunt implicate în:

transferul substanței prin membrană. Cationii metalici oferă o "pompă de potasiu-sodiu", schimbând presiunea osmotică a celulei. Din acest motiv, apa cu substanțe dizolvate în ea se strecoară în celulă sau o lasă, luându-se inutil;

formarea de impulsuri nervoase de natură electrochimică;

fac parte din proteine;

ionul fosfat - o componentă a acizilor nucleici și ATP;

ion de carbonat - susține Ph în citoplasmă.

Sărurile insolubile sub formă de molecule întregi formează structuri ale cojilor, scoici, oase, dinți.

Substanța organică celulară

O caracteristică comună a materiei organice este prezența lanțului de carbon schelet. Acestea sunt biopolimeri și molecule mici de structură simplă.

Clasele principale disponibile în organismele vii:

Hidrati de carbon. Celulele conțin diferite tipuri de celule - zaharuri simple și polimeri insolubili (celuloză). Ca procent, ponderea lor în materie uscată a plantelor este de până la 80%, iar animalele - 20%. Ele joacă un rol important în susținerea vieții celulelor:

Fructoza și glucoza (monozaharidele) sunt absorbite rapid de organism, sunt incluse în metabolism, sunt o sursă de energie.

Riboza și deoxiriboză (monozaharide) sunt una din cele trei componente principale ale ADN și ARN.

Lactoza (se referă la disaharam) - sintetizată de corpul animalului, face parte din laptele mamiferelor.

Zaharoza (dizaharidă) - o sursă de energie, se formează în plante.

Maltoza (dizaharidă) - asigură germinarea semințelor.

De asemenea, zaharurile simple efectuează și alte funcții: semnal, protecție, transport.
Carbohidrații polimeri sunt glicogen solubili în apă, precum și celuloză insolubilă, chitină, amidon. Ele joacă un rol important în metabolism, realizează funcții structurale, de depozitare, de protecție.

Lipide sau grăsimi. Ele sunt insolubile în apă, dar se amestecă bine unul cu celălalt și se dizolvă în lichide nepolare (care nu conțin oxigen, de exemplu kerosen sau hidrocarburi ciclice sunt solvenți nepolari). Lipidele sunt necesare în organism pentru a le furniza energie - în timpul oxidării lor se formează energie și apă. Grăsimile sunt foarte eficiente din punct de vedere energetic - cu ajutorul a 39 kJ per gram eliberat în timpul oxidării, puteți ridica o greutate de 4 tone la o înălțime de 1 m. Grăsimea oferă de asemenea o funcție protectoare și izolatoare - la animale, stratul său gros ajută la conservarea căldurii în sezonul rece. Substanțele asemănătoare grăsimilor protejează pene de păsări de apă de umezeală, asigură un aspect strălucitor și elasticitatea parului animal, efectuează o funcție de acoperire pe frunzele plantelor. Unii hormoni au o structură lipidică. Grăsimile formează baza structurii membranei.

Proteinele sau proteinele sunt heteropolimeri cu o structură biogenică. Acestea constau în aminoacizi, ale căror unități structurale sunt: ​​gruparea amino, radicalul și gruparea carboxil. Proprietățile aminoacizilor și diferențele dintre ele determină radicalii. Datorită proprietăților amfoterice, ele pot forma legături între ele. Proteina poate consta din mai multe sau sute de aminoacizi. În total, structura proteinelor include 20 de aminoacizi, combinațiile lor determină varietatea formelor și proprietăților proteinelor. Aproximativ o duzină de aminoacizi sunt indispensabili - nu sunt sintetizați în organismul animal și aportul lor este asigurat de alimentele vegetale. În tractul digestiv proteinele sunt împărțite în monomeri individuali utilizați pentru a sintetiza propriile proteine.

Caracteristicile structurale ale proteinelor:

structura primară - lanțul de aminoacizi;

secundar - un lanț răsucite într-o spirală unde se formează legături de hidrogen între bobine;

terțiar - o spirală sau mai multe dintre ele, laminate într-un globule și legate prin legături slabe;

Quaternarul nu există în toate proteinele. Acestea sunt mai multe globule legate prin legături ne-covalente.

Puterea structurilor poate fi spartă și apoi restaurată, în timp ce proteina își pierde temporar proprietățile caracteristice și activitatea biologică. Numai distrugerea structurii primare este ireversibilă.

Proteinele îndeplinesc mai multe funcții într-o celulă:

accelerarea reacțiilor chimice (funcția enzimatică sau catalitică, fiecare dintre acestea fiind responsabilă de o singură reacție specifică);
transport - transfer de ioni, oxigen, acizi grași prin membranele celulare;

proteine ​​- proteine ​​din sânge, cum ar fi fibrina și fibrinogenul, sunt prezente în plasmă sanguină într-o formă inactivă, formând cheaguri de sânge la locul leziunilor datorate oxigenului. Anticorpii - oferă imunitate.

structurale - peptidele sunt parțial sau sunt baza membranelor celulare, a tendoanelor și a altor țesuturi conjunctive, părului, lânii, copitelor și unghiilor, aripilor și integrităților exterioare. Actinul și miozina asigură activitatea musculară contractilă;

normative - proteine ​​hormonale oferă reglementări umorale;
energie - în timpul lipsei de substanțe nutritive, organismul începe să-și descompună propriile proteine, perturbând procesul activității lor vitale. De aceea, după o lungă foamete, organismul nu se poate recupera întotdeauna fără ajutor medical.

Acizi nucleici. Acestea există 2 - ADN și ARN. ARN are mai multe tipuri - informații, transport și ribozomale. Descoperit de elvețianul elvețian F. Fisher la sfârșitul secolului al XIX-lea.

ADN este acidul dezoxiribonucleic. Conținut în nucleu, plastide și mitocondrii. Structurally, este un polimer liniar care formează o dublă helix de lanțuri nucleotidice complementare. Conceptul structurii sale spațiale a fost creat în 1953 de americanii D. Watson și F. Crick.

Unitățile sale monomere sunt nucleotide care au o structură fundamentală comună de la:

bază de azot (aparținând grupului purin - adenină, guanină, pirimidină - timină și citozină).

În structura unei molecule de polimer, nucleotidele sunt combinate în perechi și complementare, datorită numărului diferit de legături de hidrogen: adenină + timină - două, guanină + citozină - trei legături de hidrogen.

Ordinea nucleotidelor codifică secvențele structurale de aminoacizi ale moleculelor de proteine. O mutație este o schimbare în ordinea nucleotidelor, deoarece vor fi codificate molecule de proteine ​​de o structură diferită.

ARN - acid ribonucleic. Elementele structurale ale diferenței sale față de ADN sunt:

în loc de nucleotidă de timină - uracil;

riboza în loc de dezoxiriboză.

ARN-ul de transport este un lanț polimer care este îndoit sub forma unei frunze de trifoi în plan, funcția sa principală fiind livrarea unui aminoacid către ribozomi.

ARN-ul matricic (mesager) este format constant în nucleu, complementar oricărei părți a ADN-ului. Aceasta este o matrice structurală, pe baza structurii sale, o moleculă de proteine ​​va fi asamblată pe ribozom. Din conținutul total de molecule de ARN, acest tip este de 5%.

Ribozomal - este responsabil pentru procesul de obținere a moleculei de proteine. Este sintetizat pe nucleol. Într-o cușcă este de 85%.

ATP - acidul adenozin trifosfat. Aceasta este o nucleotidă care conține:

Elemente chimice ale celulei.

Celulele organismelor vii în compoziția lor chimică sunt semnificativ diferite de mediul inanimat din jur și de structura compușilor chimici și de setul și conținutul elementelor chimice. În total, aproximativ 90 de elemente chimice sunt prezente (găsite astăzi) în organisme vii, care, în funcție de conținutul lor, sunt împărțite în 3 grupe principale: macroelemente, microelemente și ultramicroelemente.

Macronutrienti.

Macroelementele în cantități semnificative sunt reprezentate în organisme vii, variind de la sute de procente la zeci de procente. Dacă conținutul oricărei substanțe chimice din organism depășește 0,005% din greutatea corporală, această substanță este denumită macroelemente. Acestea fac parte din țesuturile principale: sânge, oase și mușchi. Acestea includ, de exemplu, următoarele elemente chimice: hidrogen, oxigen, carbon, azot, fosfor, sulf, sodiu, calciu, potasiu, clor. Macroelementele reprezintă aproximativ 99% din masa celulelor vii, cu majoritatea (98%) de hidrogen, oxigen, carbon și azot.

Tabelul de mai jos prezintă principalele substanțe macronutriente din organism:

Pentru toate cele patru elemente cele mai comune ale organismelor vii (hidrogen, oxigen, carbon, azot, așa cum sa spus mai devreme), o proprietate comună este caracteristică. Aceste elemente au lipsit unul sau mai mulți electroni în orbita exterioară pentru a forma legături electronice stabile. Astfel, atomul de hidrogen pentru formarea unei legături stabile de electroni nu are un electron în orbita exterioară, atomi de oxigen, azot și carbon - doi, trei și, respectiv, patru electroni. În acest sens, aceste elemente chimice formează cu ușurință legături covalente datorate perechii de electroni și pot interacționa cu ușurință una cu cealaltă, umplând cochilii de electroni externi. În plus, oxigenul, carbonul și azotul pot forma nu numai legături simple, ci și legături duble. Ca rezultat, numărul de compuși chimici care pot fi formați din aceste elemente crește semnificativ.

În plus, carbonul, hidrogenul și oxigenul - cele mai ușoare dintre elementele capabile să formeze legături covalente. Prin urmare, s-au dovedit a fi cele mai potrivite pentru formarea compușilor care alcătuiesc materia vie. Trebuie remarcat separat o altă proprietate importantă a atomilor de carbon - capacitatea de a forma legături covalente cu alți patru atomi de carbon simultan. Datorită acestei abilități, scheletele sunt create dintr-o mare varietate de molecule organice.

Următoarele elemente

Deși conținutul de oligoelemente nu depășește 0,005% pentru fiecare element individual și, în total, acestea reprezintă doar aproximativ 1% din masa celulelor, oligoelementele sunt necesare pentru activitatea vitală a organismelor. În absența sau lipsa conținutului, pot apărea diverse boli. Multe oligoelemente fac parte din grupuri de enzime neproteice și sunt necesare pentru punerea în aplicare a funcției lor catalitice.
De exemplu, fierul este o parte integrantă a hemei, care face parte din citocromii care sunt componente ale lanțului de transfer de electroni și hemoglobina, o proteină care transportă oxigenul din plămâni în țesuturi. Deficiența de fier în organismul uman provoacă dezvoltarea anemiei. Lipsa de iod, care face parte din tiroxina hormonului tiroidian, conduce la apariția bolilor asociate cu insuficiența acestui hormon, cum ar fi goiterul endemic sau cretinismul.

Exemple de oligoelemente sunt prezentate în tabelul de mai jos:

Ce elemente chimice sunt legate de macro și micronutrienți ale celulei?

Ce elemente chimice sunt legate de macro și micronutrienți ale celulei?

Macroelementele (un procent mare din organism în funcție de conținutul său) celule includ următoarele elemente chimice:

• oxigen (70%), carbon (15%), hidrogen (10%), azot (2%), potasiu (0.3%), sulf (0.2%), 1%), restul - magneziu, calciu, sodiu.

Urmărirea elementelor (un procent mic din conținutul corpului) include astfel de elemente chimice:

• cobalt, zinc, vanadiu, fluor, seleniu, cupru, crom, nichel, germaniu, iod, ruteniu.

macronutrienti

Macronutrienții sunt elemente chimice pe care plantele le absorb în cantități mari. Conținutul acestor substanțe în plante variază de la sute de procente la câteva zeci de procente.

Cuprins:

element

Macroelementele sunt implicate direct în construcția compușilor organici și anorganici ai plantei, care constituie cea mai mare parte a materiei uscate. Cele mai multe dintre ele sunt reprezentate în celule de ioni.

Macronutrienții și compușii lor sunt substanțe active din diferite îngrășăminte minerale. În funcție de tipul și forma, ele sunt utilizate ca principală îngrășământ și îngrășământ pentru însămânțare. Macroelementele includ: carbon, hidrogen, oxigen, azot, fosfor, potasiu, calciu, magneziu, sulf și alții, însă principalele elemente ale nutriției plantelor sunt azotul, fosforul și potasiul.

Corpul unui adult conține aproximativ 4 grame de fier, 100 g sodiu, 140 g de potasiu, 700 g de fosfor și 1 kg de calciu. În ciuda unor numere diferite, concluzia este evidentă: substanțele combinate sub numele de "macro elemente" sunt vitale pentru existența noastră. [8] Alte organisme au, de asemenea, o mare nevoie de ele: prokariote, plante, animale.

Susținătorii unei teorii evolutive susțin că nevoia de macronutrienți este determinată de condițiile în care a apărut viața de pe Pământ. Când solul era alcătuit din roci solide, atmosfera era saturată de dioxid de carbon, azot, metan și vapori de apă și, în loc de ploaie, soluțiile de acizi au căzut la pământ, adică macroelementele erau singura matrice pe baza căreia puteau apărea primele substanțe organice și forme de viață primitive. Prin urmare, chiar și acum, cu miliarde de ani mai târziu, toată viața de pe planeta noastră continuă să simtă nevoia de a actualiza resursele interne de magneziu, sulf, azot și alte elemente importante care formează structura fizică a obiectelor biologice.

Proprietăți fizice și chimice

Macroelementele sunt diferite atât în ​​ceea ce privește proprietățile chimice, cât și cele fizice. Printre acestea se numără metalele (potasiu, calciu, magneziu și altele) și nemetalele (fosfor, sulf, azot și altele).

Unele proprietăți fizice și chimice ale macronutrienților, conform datelor: [2]

Elementul macro

Starea fizică în condiții normale

metal alb-argintiu

metal alb solid

metal alb-argintiu

cristale galbene fragile

metal de argint

Conținutul de macronutrienți în natură

Macroelementele se găsesc în natură peste tot: în sol, roci, plante, organisme vii. Unele dintre ele, cum ar fi azotul, oxigenul și carbonul, sunt elemente integrale ale atmosferei pământului.

Simptomele lipsei anumitor elemente nutritive în culturi, conform datelor: [6]

element

Simptome comune

Culturi sensibile

Schimbarea culorii verzi a frunzelor la verde pal, gălbui și maro,

Dimensiunea fontului scade,

Frunzele sunt înguste și situate la un unghi ascuțit față de tulpină,

Numărul de fructe (semințe, boabe) scade brusc

Albul și conopida,

Răsucirea marginilor lamei de frunze

Culoare purpurie

Marja de ardere a frunzelor,

Albirea mugurelui apical,

Albirea frunzelor tinere

Vârfurile frunzelor sunt îndoite,

Marginile frunzelor sunt răsucite

Albul și conopida,

Albul și conopida,

Schimbarea intensității culorii verzi a frunzelor,

Conținut scăzut de proteine

Culoarea frunzei se schimbă în alb,

• Starea legată de azot este prezentă în apele râurilor, oceanelor, litosferei, atmosferei. Cea mai mare parte a azotului din atmosferă este conținută în stare liberă. Fără azot, formarea moleculelor de proteine ​​este imposibilă. [2]
• Fosforul este ușor oxidat și, în acest sens, nu se găsește în natură în forma sa pură. Cu toate acestea, în compuși găsiți aproape peste tot. Este o componentă importantă a proteinelor vegetale și animale. [2]
• Potasiul este prezent în sol sub formă de săruri. În plante, este depozitat în principal în tulpini. [2]
• Magneziul este omniprezent. În rocile masive se află sub formă de aluminați. Solul conține sulfați, carbonați și cloruri, dar silicații predomină. Sub formă de ion conținut în apa de mare. [1]
• Calciul este unul dintre cele mai comune elemente din natură. Depozitele sale se găsesc sub formă de cretă, calcar, marmură. În organismele de plante găsite sub formă de fosfați, sulfați, carbonați. [4]
• Natura Serav este foarte răspândită: atât în ​​stare liberă, cât și sub forma unor compuși diferiți. Se găsește atât în ​​roci cât și în organisme vii. [1]
• Fierul este unul dintre cele mai comune metale de pe pământ, dar în stare liberă se găsește numai în meteoriți. În mineralele de origine terestră, fierul este prezent în sulfuri, oxizi, silicați și alți compuși. [2]

Rol în plante

Funcțiile biochimice

Un randament ridicat al oricărei culturi agricole este posibil numai în condițiile unei alimentări complete și suficiente. În plus față de lumină, căldură și apă, plantele au nevoie de nutrienți. Compoziția organismelor vegetale include mai mult de 70 de elemente chimice, dintre care 16 sunt absolut necesare organogeni (carbon, hidrogen, azot, oxigen), oligoelemente (fosfor, potasiu, calciu, magneziu, sulf) și fier și mangan.

Fiecare element își îndeplinește funcțiile în plante și este absolut imposibil să înlocuiți un element cu altul.

Din atmosferă

• Carbonul este absorbit din aer de frunzele plantelor și puțin de rădăcinile din sol sub formă de dioxid de carbon (CO₂). Este baza compoziției tuturor compușilor organici: grăsimi, proteine, carbohidrați și altele.
• Hidrogenul este consumat în compoziția apei, fiind extrem de necesar pentru sinteza substanțelor organice.
• Oxigenul este absorbit de frunze din aer, de rădăcinile din sol și este, de asemenea, eliberat de alți compuși. Este necesar atât pentru respirație, cât și pentru sinteza compușilor organici. [7]

Următorul în importanță

• Azotul este un element esențial pentru dezvoltarea plantelor, și anume, formarea de substanțe proteice. Conținutul său în proteine ​​variază de la 15 la 19%. Este parte a clorofilei și, prin urmare, participă la fotosinteză. Azotul se găsește în enzime - catalizatori ai diferitelor procese din organisme. [7]
• Fosforul este prezent în compoziția nucleelor ​​celulare, enzimelor, fitinei, vitaminelor și a altor compuși la fel de importanți. Participă la procesele de conversie a carbohidraților și a substanțelor care conțin azot. În plante, este conținut atât în ​​formă organică cât și minerală. Compușii minerali - săruri ale acidului ortofosforic - sunt utilizate în sinteza carbohidraților. Plantele utilizează compuși organici ai fosforului (hexofosfați, fosfatide, nucleoproteine, fosfați de zahăr, fitină). [7]
• Potasiul joacă un rol important în metabolismul proteinelor și carbohidraților, îmbunătățește efectul utilizării azotului din formele de amoniac. Nutriția cu potasiu este un factor puternic în dezvoltarea organelor individuale ale plantelor. Acest element favorizează acumularea de zahăr în săpăturile celulare, ceea ce sporește rezistența plantelor la factorii naturali negativi în perioada de iarnă, contribuie la dezvoltarea legăturilor vasculare și îngroșarea celulelor. [7]

Următoarele macronutrienți

• Sulful este o componentă a aminoacizilor - cisteina și metionina, joacă un rol important atât în ​​metabolismul proteinelor, cât și în procesele redox. Un efect pozitiv asupra formării clorofilei contribuie la formarea de noduli pe rădăcina plantelor leguminoase, precum și la bacteriile nodule care asimilează azotul din atmosferă. [7]
• Calciul - participant la metabolismul carbohidratilor si proteinei, are un efect pozitiv asupra cresterii radacinilor. În mod esențial necesar pentru o nutriție normală a plantelor. Calcificarea solurilor acide cu calciu îmbunătățește fertilitatea solului. [7]
• Magneziul este implicat în fotosinteză, conținutul său în clorofil atinge 10% din conținutul său total în părțile verzi ale plantelor. Nevoia de magneziu în plante nu este aceeași. [7]
• Fierul nu face parte din clorofila, dar participă la procesele redox, care sunt esențiale pentru formarea clorofilei. Are un rol important în respirație, deoarece este o parte integrantă a enzimelor respiratorii. Este necesar atât pentru plantele verzi, cât și pentru organismele fără clor. [7]

Lipsa (deficiența) macroelementelor în plante

Pe lipsa unui macro în sol și, în consecință, în plantă arată clar semne externe. Sensibilitatea fiecărei specii de plante la lipsa de macronutrienți este strict individuală, dar există semne similare. De exemplu, atunci când există un deficit de azot, fosfor, potasiu și magneziu, frunzele vechi ale nivelurilor inferioare suferă, în timp ce lipsa de calciu, sulf și fier - organe tinere, frunze proaspete și un punct de creștere.

În special, lipsa de nutriție se manifestă în culturile cu randament ridicat.

Exces de macronutrienți în plante

Starea plantelor este influențată nu numai de lipsa, ci și de excesul de macronutrienți. Se manifestă în primul rând în organele vechi și întârzie creșterea plantelor. Adesea, semnele lipsei și excesului acelorași elemente sunt oarecum similare. [6]

Macro și oligoelemente

Aproximativ 80 de elemente chimice se găsesc în organisme vii, dar numai pentru 27 dintre aceste elemente funcțiile lor în celulă și organism sunt stabilite. Elementele rămase sunt prezente în cantități mici și, aparent, intră în organism cu hrană, apă și aer.

În funcție de concentrația lor, ele sunt împărțite în macroelemente și microelemente.

Concentrația fiecăruia dintre macroelemente din organism depășește 0,01%, iar conținutul lor total este de 99%. Macroelementele includ oxigen, carbon, hidrogen, azot, fosfor, sulf, potasiu, calciu, sodiu, clor, magneziu și fier. Primele patru dintre elementele enumerate (oxigen, carbon, hidrogen și azot) sunt, de asemenea, numite organogene, deoarece fac parte din principalii compuși organici. Fosforul și sulful sunt, de asemenea, componente ale unui număr de substanțe organice, cum ar fi proteinele și acizii nucleici. Fosforul este necesar pentru formarea oaselor și a dinților.

Fără macronutrienți rămase imposibilă funcționarea normală a corpului.

Astfel, potasiul, sodiul și clorul sunt implicate în procesele de excitație a celulelor. Calciul face parte din pereții celulari de plante, oase, dinți și cochilii de moluscuri, este necesar pentru contracția celulelor musculare și coagularea sângelui. Magneziul este o componentă a clorofilei - pigmentul care asigură fluxul fotosintezei. De asemenea, el participă la biosinteza proteinelor și a acizilor nucleici. Fierul face parte din hemoglobină și este necesar pentru funcționarea multor enzime.

Următoarele elemente sunt conținute în organism în concentrații mai mici de 0,01%, iar concentrația lor totală în celulă nu atinge 0,1%. Microelementele includ zinc, cupru, mangan, cobalt, iod, fluor, etc.

Zincul face parte din molecula hormonului pancreatic, insulina, cuprul este necesar pentru fotosinteză și respirație. Cobaltul este o componentă a vitaminei B12, a cărei absență duce la anemie. Iodul este necesar pentru sinteza hormonilor tiroidieni, asigurând un flux normal al metabolismului și fluorul este asociat cu formarea smalțului dinților.

Atât deficitul, cât și excesul sau deprimarea metabolismului macro- și microelementelor conduc la apariția diferitelor boli.

În special, deficiența de calciu și fosfor provoacă rahitism, deficit de azot - deficit de proteine ​​severe, deficiență de fier - anemie, lipsa formării hormonilor tiroidieni afectați de iod și reducerea ratei metabolice, scăderea aportului de fluor - carii. Plumbul este toxic pentru aproape toate organismele.

Lipsa macro- și microelementelor poate fi compensată prin creșterea conținutului lor în alimente și apă potabilă, precum și prin luarea de medicamente.

Elementele chimice ale celulei formează diferiți compuși - anorganici și organici.

Subiect 2.2. Compoziția celulară chimistă. - clasa 10-11, Syvozlazov (registrul de lucru 1)

1. Dați definițiile conceptelor.
Un element este un set de atomi cu aceeași sarcină nucleară și numărul de protoni care coincid cu numărul ordinal (atomic) din tabelul periodic.
Tras element - un element care este în organism în concentrații foarte scăzute.
Macroelement - un element care este în organism în concentrații mari.
Bioelementul - element chimic implicat în activitatea celulară, formează baza biomoleculelor.
Compoziția elementală a celulelor este procentul elementelor chimice dintr-o celulă.

2. Care este una dintre dovezile comunității de natură animată și neînsuflețită?
Unitatea compoziției chimice. Nu există elemente caracteristice numai de natură neînsuflețită.

3. Completați tabelul.

COMPOZIȚIA ELEMENTALĂ A CELULELOR

4. Dați exemple de substanțe organice ale căror molecule constau în trei, patru și cinci macronutrienți.
3 elemente: carbohidrați și lipide.
4 elemente: veverițe.
5 elemente: acizi nucleici, proteine.

5. Completați tabelul.

ROLUL BIOLOGIC AL ELEMENTELOR

6. Studiați la punctul 2.2 secțiunea "Rolul factorilor externi în formarea compoziției chimice a naturii vii" și răspundeți la întrebarea: "Ce sunt endemiile biochimice și care sunt motivele pentru originea lor?"
Enzimele biochimice sunt boli ale plantelor, ale animalelor și ale oamenilor, cauzate de o lipsă acută sau de un exces al unui element într-o anumită zonă.

7. Care sunt bolile cunoscute legate de lipsa micronutrientilor?
Deficitul de iod - goiter endemic. Reducerea sintezei de tiroxină și proliferarea țesutului tiroidian rezultat.
Deficitul de fier - anemie de deficit de fier.

8. Amintiți-vă, pe ce bază sunt distribuite elementele chimice pe macro-, micro- și ultramicroelemente. Oferiți-vă propria clasificare alternativă a elementelor chimice (de exemplu, prin funcții într-o celulă vie).
Micronutrienții micro, macro și ultra sunt împărțiți în funcție de un semn pe baza procentului lor într-o celulă. În plus, este posibilă clasificarea elementelor în funcție de funcțiile care reglează activitatea anumitor sisteme de organe: nervos, muscular, circulator și cardiovascular, digestiv etc.

9. Alegeți răspunsul corect.
Testul 1.
Ce elemente chimice formează majoritatea substanțelor organice?
2) C, O, H, N;

Testarea 2.
Elementele macro nu se aplică:
4) mangan.

Testarea 3.
Organismele vii au nevoie de azot, deoarece servesc:
1) o componentă a proteinelor și acizilor nucleici; 10. Determinați simptomul prin care toate elementele enumerate mai jos, cu excepția unuia, sunt combinate într-un singur grup. Subliniați acest element "extra".
Oxigen, hidrogen, sulf, fier, carbon, fosfor, azot. Sunt incluse numai în ADN. Restul este în proteine.

11. Explicați originea și semnificația generală a cuvântului (termen), pe baza semnificației rădăcinilor care o fac.

12. Selectați un termen și explicați modul în care valoarea sa actuală corespunde valorii inițiale a rădăcinilor acestuia.
Termenul ales este organogen.
Conformitate: termenul, în principiu, corespunde sensului original, dar astăzi există o definiție mai precisă. Anterior, valoarea a fost de așa natură încât elementele sunt implicate numai în construcția de țesuturi și celule de organe. Acum sa constatat că elementele importante din punct de vedere biologic nu formează numai molecule chimice în celule etc., ci reglează și toate procesele din celule, țesuturi și organe. Acestea fac parte din hormoni, vitamine, enzime și alte biomolecule.

13. Formulați și scrieți ideile de bază de la punctul 2.2.
Compoziția elementară a celulei este procentajul elementelor chimice din celulă. Elementele celulare sunt de obicei clasificate, în funcție de procentul lor, pe micro-, macro- și ultramicroelemente. Elementele care sunt implicate în activitatea vitală a celulelor formează baza biomoleculelor, numite bioelemente.
Macroelementele includ: C N H O. Ele sunt principalele componente ale tuturor compușilor organici din celulă. În plus, P S K Ca Na Fe Cl Mg - sunt incluse în toate biomoleculele majore. Fără ele, funcționarea corpului este imposibilă. Lipsa lor duce la moarte.
Pentru a urmări elementele: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni Ni Br Br F, etc. Acestea sunt, de asemenea, necesare pentru funcționarea normală a corpului, dar nu atât de critice. Lipsa lor provoacă boală. Acestea fac parte din compușii biologic activi, afectează metabolismul.
Există ultramicroelemente: Au Ag Be și altele. Rolul fiziologic nu este pe deplin stabilit. Dar ele sunt importante pentru celulă.
Există conceptul de "endemie biochimică" - boli ale plantelor, animalelor și oamenilor, cauzate de o lipsă acută sau exces de orice element dintr-o anumită zonă. De exemplu, goiter endemic (deficiență de iod).
Cu lipsa unui element datorită modului de hrănire, pot apărea și boli sau afecțiuni. De exemplu, cu o lipsă de fier - anemie. Cu o lipsă de calciu - frecvente fracturi, pierderea părului, dinți, dureri musculare.

I.2. Compoziția chimică a celulei. Elemente micro și macro

În mod tipic, 70-80% din masa celulară este apa, în care sunt dizolvate diferite săruri și compuși organici cu greutate moleculară mică. Cele mai caracteristice componente ale celulei sunt proteinele și acizii nucleici. Unele proteine ​​sunt componente structurale ale celulei, altele sunt enzime, adică catalizatori care determină viteza și direcția reacțiilor chimice care apar în celule. Acizii nucleici servesc ca purtători de informații ereditare, care sunt puse în aplicare în procesul de sinteză intracelulară a proteinelor. Deseori, celulele conțin o cantitate de substanțe de rezervă care servesc drept rezerve alimentare. Celulele vegetale stochează în principal amidonul, o formă polimerică de carbohidrați. În celulele ficatului și al mușchilor, un alt polimer carbohidrat este stocat - glicogen. Produsele grase sunt, de asemenea, adesea stocate, deși unele grăsimi au o funcție diferită, și anume ele sunt cele mai importante componente structurale. Proteinele din celule (cu excepția celulelor de semințe) nu sunt de obicei stocate. Nu este posibilă descrierea compoziției tipice a unei celule, în primul rând pentru că există diferențe mari în cantitatea de alimente și apă depozitate. Celulele hepatice conțin, de exemplu, 70% apă, 17% proteine, 5% grăsimi, 2% carbohidrați și 0,1% acizi nucleici; restul de 6% sunt săruri și compuși organici cu greutate moleculară mică, în special aminoacizi. Celulele din plante conțin de obicei mai puține proteine, mult mai multe carbohidrați și mai multă apă; excepțiile sunt celule care sunt în repaus. Celula de odihnă a grâului, care este sursa de nutrienți pentru embrion, conține aproximativ 12% proteine ​​(în principal proteine ​​stocate), 2% grăsimi și 72% carbohidrați. Cantitatea de apă atinge nivelul normal (70-80%) numai la începutul germinării boabelor. Fiecare celulă conține multe elemente chimice implicate în diferite reacții chimice. Procesele chimice care apar într-o celulă reprezintă una dintre condițiile de bază pentru viața, dezvoltarea și funcționarea sa. Unele elemente chimice din celulă mai mult, altele - mai puțin. La nivel atomic, nu există diferențe între lumile organice și anorganice ale naturii vii: organismele vii constau din aceiași atomi ca și corpurile de natură neînsuflețită. Cu toate acestea, raportul dintre diferitele elemente chimice din organismele vii și din crusta pământului variază foarte mult. În plus, organismele vii pot diferi de mediul lor în compoziția izotopică a elementelor chimice. În mod convențional, toate elementele celulei pot fi împărțite în trei grupe:

Macronutrienti. Macroelementele includ oxigen (65-75%), carbon (15-18%), hidrogen (8-10%), azot (2,0-3,0%), potasiu (0,15-0,4%), sulf (0,15-0,2%), fosfor (0,2-1,0%), clor (0,05-0,1%), magneziu (0,02-0,03%), sodiu (0,02-0,03%), calciu (0,04-2,00%), fier (0,01-0,0155%). Elemente cum ar fi C, O, H, N, S, P fac parte din compușii organici. Carbon - face parte din toate substanțele organice; scheletul atomilor de carbon este baza lor. În plus, sub formă de CO2 este fixat în procesul de fotosinteză și eliberat în timpul respirației, sub formă de CO (în concentrații scăzute) participă la reglarea funcțiilor celulare, sub formă de CaCO3 face parte din scheletul mineral. Oxigenul - face parte din aproape toate substanțele organice din celulă. Se formează pe parcursul fotosintezei în timpul fotolizării apei. Pentru organismele aerobe, servește ca agent de oxidare în timpul respirației celulare, oferind celulelor energie. În cele mai mari cantități din celulele vii este conținută în compoziția apei. Hidrogen - face parte din toate substanțele organice din celulă. În cele mai mari cantități conținute în compoziția apei. Unele bacterii oxidează hidrogenul molecular pentru energie. Azot - face parte din proteine, acizi nucleici și monomerii lor - aminoacizi și nucleotide. Din corpul animalelor derivă compoziția amoniacului, a ureei, a guaninei sau a acidului uric ca produs final al metabolismului azotului. Sub formă de oxid nitric, NO (în concentrații scăzute) este implicat în reglarea tensiunii arteriale. Sulful - parte din aminoacizii care conțin sulf, se găsește în majoritatea proteinelor. În cantități mici, este prezent ca sulfat-Ion în citoplasma celulelor și fluidele extracelulare. Fosfor - face parte din ATP, alte nucleotide și acizi nucleici (sub formă de reziduuri de acid fosforic), în compoziția țesutului osos și a smalțului dinților (sub formă de săruri minerale) și prezente în citoplasmă și fluide intercelulare (sub formă de ioni fosfați). Magneziul este un cofactor al multor enzime implicate in metabolismul energetic si sinteza ADN; menține integritatea ribozomilor și mitocondriilor, face parte din clorofila. În celulele animale, este necesar pentru funcționarea sistemelor musculare și osoase. Calciul este implicat în coagularea sângelui și, de asemenea, servește ca unul dintre mediatorii secundari universali, care reglează cele mai importante procese intracelulare (inclusiv participarea la menținerea potențialului membranei necesare pentru contracția musculară și exocitoza). Ca săruri de calciu insolubile sunt implicate în formarea oaselor și a dinților scheletului vertebratelor și a mineralelor nevertebrate. Sodiul este implicat în menținerea potențialului membranei, generarea de impulsuri nervoase, procesele de osmoregulare (inclusiv activitatea rinichilor la om) și crearea unui sistem de sânge tampon. Potasiul este implicat în menținerea potențialului membranar, generarea de impulsuri nervoase, reglarea contracției musculare cardiace. Conținut în substanțe extracelulare. Clorul - menține electroneutralitatea celulei.

Următoarele elemente: oligoelemente care compun între 0,001% și 0,000001% din greutatea corporală a animalelor vii includ vanadiu, germaniu, iod (parte a tiroxinei, hormon tiroidian), cobalt (vitamina B12), mangan, nichel, fluor (smalt dinți), cupru, crom, zinc. Zincul - face parte din enzimele implicate în fermentația alcoolică, face parte din insulină. Cuprul - face parte din enzimele oxidative implicate în sinteza citocromilor. Seleniul - este implicat în procesele de reglementare ale organismului.

Elemente ultra-micro. Ultramicroelemente reprezintă mai puțin de 0,00001% în organismele de ființe vii, includ aurul, argintul are un efect bactericid, mercurul inhibă reabsorbția apei în tubulii renale, afectând enzimele. Platina și cesiul aparțin, de asemenea, ultramicroelementelor. Unele din acest grup include, de asemenea, seleniu, cu deficitul său de cancer. Funcțiile ultramicroelementelor sunt încă puțin înțelese. Compoziția moleculară a celulei (fila №1)

Compoziția chimică a celulelor

Grupuri de elemente ale compoziției chimice a celulei

Știința care studiază părțile constitutive și structura unei celule vii se numește citologie.

Toate elementele incluse în structura chimică a corpului pot fi împărțite în trei grupe:

• macronutrienti;
• oligoelemente;
• elemente ultramicro.

Macroelementele includ hidrogen, carbon, oxigen și azot. Aproape 98% din totalul elementelor constitutive le revin.

Următoarele elemente sunt în număr de zeci și sute de procente. Și un conținut foarte mic de ultramicroelemente - sute și mii de procente.

Tradus din limba greacă, "macro" este mare, iar "micro" este mic.

Fig. 1 Conținutul elementelor chimice din celulă

Oamenii de știință au descoperit că nu există elemente particulare care să fie unice pentru organismele vii. Prin urmare, acea viață, această natură neînsuflețită constă în aceleași elemente. Acest lucru dovedește relația lor.

În ciuda conținutului cantitativ al elementului chimic, absența sau reducerea a cel puțin unuia duce la moartea întregului organism. La urma urmei, fiecare are înțelesul său propriu.

Rolul compoziției chimice a celulei

Macroelementele sunt baza biopolimerilor, și anume proteine, carbohidrați, acizi nucleici și lipide.

Următoarele elemente fac parte din substanțele organice vitale implicate în procesele metabolice. Ele sunt componente constitutive ale sărurilor minerale, care sunt sub formă de cationi și anioni, raportul lor determină mediul alcalin. Cel mai adesea este ușor alcalin, deoarece raportul dintre sărurile minerale nu se schimbă.

Hemoglobina conține fier, clorofil - magneziu, proteine ​​- sulf, acizi nucleici - fosfor, metabolismul are loc cu o cantitate suficientă de calciu.

Fig. 2. Compoziția celulară

Unele elemente chimice sunt componente ale substanțelor anorganice, de exemplu apă. Acesta joacă un rol important în activitatea vitală a celulelor vegetale și animale. Apa este un solvent bun, din acest motiv toate substanțele din interiorul corpului sunt împărțite în:

• Hidrofil solubil în apă;
• Hidrofobic - nu se dizolvă în apă.

Datorită prezenței apei, celula devine elastică, promovează mișcarea substanțelor organice în citoplasmă.

Fig. 3. Substanțe celulare.

Tabelul "Proprietățile compoziției chimice a celulei"

Pentru a înțelege clar ce elemente chimice fac parte din celulă, le-am enumerat în următorul tabel:

macronutrienti

Macroelementele includ acele elemente ale căror conținut în celule este măsurat în zeci și sute de procente dintr-o substanță uscată a celulei (rareori conținutul lor atinge câteva procente): potasiu, sodiu, calciu, magneziu, fier, sulf, clor, iod. Conținutul de macronutrienți din celule este exprimat ca procent din masa totală uscată a celulei.

Potasiu (până la 1%). Se absoarbe sub formă de ioni K + hidrați, care trec bine prin membrane. Principalele funcții ale potasiului:

• 1. Reglează metabolismul carbohidraților.
• 2. Reglează presiunea osmotică.
• 3. Participă la formarea potențialului membranei.
• 4. Activizează enzimele în timpul fotosintezei.
• 5. Izotopul radioactiv 40K este principala sursă de radioactivitate internă.

Notă. Presiunea osmotică este o valoare care reflectă raportul dintre apă și materia uscată din celulă. Cu cât este mai mare presiunea osmotică din celulă, cu atât celulele vor absorbi mai ușor apa din mediul extracelular și, dimpotrivă, cu cât este mai mică presiunea osmotică intracelulară, cu atât mai repede celula va pierde apă.

Sodiu (până la 0,1%). Se absoarbe sub formă de ioni de Na + hidrați care nu trec prin membrane. Reglează metabolismul carbohidraților, presiunea osmotică, participă la formarea potențialului membranar.

Calciu. (până la 2%). Celula este reprezentată de ioni de Ca2 + hidrați, săruri insolubile (de exemplu, săruri ale acidului oxalic, fosforic, acid fluorhidric), complexe organometalice. Reglează activitatea multor enzime (de exemplu, activitatea ATPazei dependentă de calciu în complexele contractile), stabilizează structura cromozomilor. Pectatele de calciu sunt baza plăcilor mediane în țesuturile vegetale; fluoruri de calciu și fosfați - baza țesutului osos. Excesul de calciu este dăunător celulei, deoarece în acest caz fosfații necesari pentru formarea legăturilor de înaltă energie devin insolubili, Ca3 (PO4) 2.

Magneziu (până la 3%). Celulele sunt conținute sub formă de complexe organometalice, mai puțin sub formă de ioni. Stabilizează structura ribozomului, reglează activitatea enzimelor, face parte din ATPază, face parte din molecula de clorofilă din celulele plantei.

Fier (până la 0,1%). Este absorbit sub formă de ioni divalenți Fe2 +, mai puțin adesea - complexe organometalice Fe3 +. Celulele sunt conținute în compoziția complexelor organometalice cu o stare de oxidare variabilă, mai rar în formă de ioni de Fe2 +. Abilitatea de a schimba gradul de oxidare (Fe + 3 + h - Fe + 2) este larg utilizată în diferite procese metabolice. Fierul face parte din complexul heme - organometalic care conține miezul porfirinei și ionul de fier cu starea de oxidare variabilă. Heme este o componentă obligatorie a purtătorilor de oxigen: hemoglobine și mioglobină. Heme este o componentă a diferitelor oxidoreductaze: citocromii (purtători de membrană ai electronilor), catalază (2H2O2> 2H2O + O2 ^), peroxidaze (H2O2> H2O + O), oxidaze (O2 + 2C> ), ferredoxina (purtător de electroni în timpul fotosintezei).

Sulf (până la 1%). Absorbit sub formă de sulfat de SO42 -. Celula este conținută sub formă de ioni sulfați liberi, în formă oxidată și redusă în compoziția compușilor organici. Sulful este o componentă a aminoacizilor cu conținut de sulf: metionină, cisteină; între acești aminoacizi formează punți disulfidice care susțin structura terțiară a proteinei. Sulful face parte din cofactorul CoA, care deservește ciclul Krebs și alte procese metabolice. Datorită modificării gradului de oxidare, sulful joacă un rol important în chemosinteză și oxidare anaerobă:

hidrogen sulfurat, sulfuri sulfat molecular sulfat

oxidor redox oxidant redox

Hidrogenul sulfurat și alți compuși ai sulfului redus servesc drept donori de electroni pentru fotosinteza bacteriană.

Clor (până la 4%). Acesta este absorbit și conținut în celulă sub formă de cloruri. Cl- Participă la reglarea presiunii osmotice.

Iod (până la 0,01%). Conținut în celule sub formă de complexe iodice J și complexe organometalice. Este inclus în compoziția tiroxinei - un hormon tiroidian care reglează permeabilitatea membranei.

macronutrienti

Macroelementele sunt substanțe utile pentru organism, rata zilnică a căreia pentru o persoană este de 200 mg.

Lipsa de macronutrienți conduce la tulburări metabolice, disfuncții ale majorității organelor și sistemelor.

Există o zicală: suntem ceea ce mâncăm. Dar, desigur, dacă vă întrebați prietenii când au mâncat ultima oară, de exemplu, sulf sau clor, nu puteți evita surpriza în schimb. Între timp, aproape 60 de elemente chimice "trăiesc" în corpul uman, ale cărui rezerve, uneori fără a le realiza, sunt reumplete din alimente. Și cu aproximativ 96%, fiecare dintre noi constă doar din 4 nume chimice care reprezintă un grup de macronutrienți. Și aceasta:

• oxigen (65% în fiecare corp uman);
• carbon (18%);
• hidrogen (10%);
• azot (3%).

Restul de 4% sunt alte substanțe din tabelul periodic. Adevărat, ele sunt mult mai mici și reprezintă un alt grup de nutrienți utili - microelemente.

Pentru cele mai obișnuite elemente chimice - macronutrienți, se utilizează termenul CHON, compus din majusculele termenilor: carbon, hidrogen, oxigen și azot în latină (carbon, hidrogen, oxigen, azot).

Macroelementele din corpul uman, natura a retras puteri destul de largi. Depinde de ei:

• formarea scheletului și a celulelor;
• pH-ul corpului;
• transportul adecvat al impulsurilor nervoase;
• adecvarea reacțiilor chimice.

Ca urmare a numeroaselor experimente, sa stabilit: în fiecare zi oamenii au nevoie de 12 minerale (calciu, fier, fosfor, iod, magneziu, zinc, seleniu, cupru, mangan, crom, molibden, clor). Dar chiar și aceste 12 nu vor putea să înlocuiască funcțiile nutrienților.

Elementele nutritive

Aproape fiecare element chimic joacă un rol semnificativ în existența întregii vieți pe Pământ, dar numai 20 dintre ele sunt cele principale.

Aceste elemente sunt împărțite în:

• 6 nutrienți principali (reprezentați în aproape toate lucrurile vii de pe pământ și, adesea, în cantități destul de mari);
• 5 nutrienți minori (găsiți în multe vii în cantități relativ mici);
• oligoelemente (substanțe esențiale necesare în cantități mici pentru a menține reacțiile biochimice de care depinde viața).

Printre substanțele nutritive se disting:

Principalele elemente biogene sau organogeni sunt un grup de carbon, hidrogen, oxigen, azot, sulf și fosfor. Nutrienții minori sunt reprezentați de sodiu, potasiu, magneziu, calciu, clor.

Oxigenul (O)

Acesta este al doilea din lista celor mai frecvente substanțe de pe Pământ. Este o componentă a apei și, după cum știți, ea reprezintă aproximativ 60% din corpul uman. În formă gazoasă, oxigenul devine parte a atmosferei. În această formă, joacă un rol decisiv în susținerea vieții pe Pământ, promovând fotosinteza (în plante) și respirația (la animale și la oameni).

Carbon (C)

De asemenea, carbonul poate fi considerat sinonim cu viața: țesuturile tuturor creaturilor de pe planetă conțin un compus de carbon. În plus, formarea legăturilor de carbon contribuie la dezvoltarea unei anumite cantități de energie, care joacă un rol semnificativ în fluxul de procese chimice importante la nivel celular. Mulți compuși care conțin carbon sunt ușor aprinși, eliberând căldură și lumină.

Hidrogen (H)

Acesta este elementul cel mai simplu și mai comun în Univers (în special, sub forma unui gaz diatomic H2). Hidrogenul este o substanță reactivă și inflamabilă. Cu oxigen formează amestecuri explozive. Are 3 izotopi.

Azot (N)

Elementul cu numărul atomic 7 este gazul principal din atmosfera Pământului. Azotul face parte din multe molecule organice, inclusiv aminoacizii, care sunt o componentă a proteinelor și acizilor nucleici care formează ADN-ul. Aproape tot azotul este produs în spațiu - așa-numitele nebuloase planetare create de stelele îmbătrânite îmbogățesc Universul cu acest macro element.

Alte macronutrienți

Potasiu (K)

Potasiul (0,25%) este o substanță importantă responsabilă de procesele electrolitice din organism. Cuvintele simple: transportă încărcarea prin fluide. Ajută la reglarea bătăilor inimii și la transmiterea impulsurilor sistemului nervos. De asemenea, implicat în homeostazie. Deficiența unui element conduce la probleme de inimă, chiar oprind-o.

Calciu (Ca)

Calciul (1,5%) este cel mai obișnuit nutrient din corpul uman - aproape toate rezervele acestei substanțe sunt concentrate în țesuturile dinților și oaselor. Calciul este responsabil pentru contracția musculară și reglarea proteinei. Dar organismul va "manca" acest element din oase (care este periculos de dezvoltarea osteoporozei), daca simte deficitul sau in dieta zilnica.

Necesită de plante pentru formarea membranelor celulare. Animalele și oamenii au nevoie de acest macronutrient pentru a menține oase și dinți sănătoși. În plus, calciul joacă rolul de "moderator" al proceselor în citoplasma celulelor. În natură, reprezentată în compoziția multor roci (cretă, calcar).

Calciul la om:

• afectează excitabilitatea neuromusculară - participă la contracția musculară (hipocalcemia conduce la convulsii);
• reglementează glicogenoliza (defalcarea glicogenului până la starea de glucoză) în mușchi și gluconeogeneza (formarea de glucoză din formările non-carbohidrați) în rinichi și ficat;
• reduce permeabilitatea pereților capilare și a membranei celulare, mărind astfel efectele antiinflamatorii și antialergice;
• promovează coagularea sângelui.

Ioniile de calciu sunt mesageri intracelulari importanți care afectează insulina și enzimele digestive din intestinul subțire.

Absorbția de Ca depinde de conținutul de fosfor din organism. Schimbul de calciu și fosfat este reglementat hormonal. Hormonul paratiroid (hormonul paratiroid) eliberează Ca din oase în sânge și calcitonina (hormonul tiroidian) promovează depunerea unui element în oase, ceea ce reduce concentrația acestuia în sânge.

Magneziu (Mg)

Magneziul (0,05%) joacă un rol semnificativ în structura scheletului și a mușchilor.

Este un membru al mai mult de 300 de reacții metabolice. Cationul intracelular tipic, o componentă importantă a clorofilei. Prezent în schelet (70% din total) și în mușchi. O parte integrantă a țesuturilor și fluidele corporale.

În corpul uman, magneziul este responsabil pentru relaxarea musculară, excreția toxinelor și îmbunătățirea fluxului sanguin către inimă. Deficitul substanței interferează cu digestia și încetinește creșterea, conducând la oboseală rapidă, tahicardie, insomnie, creșterea PMS la femei. Dar un exces de macro este aproape întotdeauna dezvoltarea urolitiazei.

Sodiu (Na)

Sodiu (0,15%) este un element care promovează electrolitul. Acesta ajută la transmiterea impulsurilor nervoase în întreg corpul și este, de asemenea, responsabil pentru reglarea nivelului de lichid în organism, protejându-l de deshidratare.

Sulf (S)

Sulf (0,25%) se găsește în 2 aminoacizi care formează proteine.

Fosfor (P)

Fosforul (1%) este concentrat în oase, de preferință. Dar, în plus, există o moleculă ATP care furnizează celulelor cu energie. Prezentată în acizi nucleici, membranele celulare, oasele. Ca si calciul, este necesar pentru buna dezvoltare si functionare a sistemului musculo-scheletic. În corpul uman, are o funcție structurală.

Clor (Cl)

Clorul (0,15%) se găsește de obicei în organism sub forma unui ion negativ (clorură). Funcțiile sale includ menținerea echilibrului de apă în organism. La temperatura camerei, clorul este un gaz verde otrăvitor. Agent puternic de oxidare, intră ușor în reacții chimice, formând cloruri.