Biológiai szerep kémiai elemekélő szervezetekben

1. Makro- és mikroelemek a környezetben és az emberi szervezetben

A kémiai elemek biológiai szerepe az emberi szervezetben rendkívül változatos.

A makrotápanyagok fő funkciója a szövetek felépítése, az állandó ozmotikus nyomás, az ionos és sav-bázis összetétel fenntartása.

A nyomelemek enzimek, hormonok, vitaminok, biológiailag aktív anyagok, mint komplexképzők vagy aktivátorok részét képezik, részt vesznek az anyagcserében, a szaporodási folyamatokban, a szöveti légzésben és a mérgező anyagok semlegesítésében. A nyomelemek aktívan befolyásolják a vérképzés folyamatait, az oxidációt - a helyreállítást, az erek és a szövetek permeabilitását. A makro- és mikroelemek - kalcium, foszfor, fluor, jód, alumínium, szilícium - meghatározzák a csont- és fogszövetek kialakulását.

Bizonyítékok vannak arra, hogy az emberi test egyes elemeinek tartalma az életkorral változik. Tehát az idős kor előrehaladtával növekszik a kadmium tartalma a vesékben és a molibdén tartalma a májban. A maximális cinktartalom a pubertás alatt figyelhető meg, majd csökken, és idős korban eléri a minimumot. Más nyomelemek, például vanádium és króm tartalma is csökken az életkorral.

Számos olyan betegséget azonosítottak, amely a különféle nyomelemek hiányával vagy túlzott felhalmozódásával jár. A fluorhiány fogszuvasodást, jódhiányt - endemikus golyvát, többlet molibdént - endemikus köszvényt okoz. Az ilyen mintázatok összefüggenek azzal a ténnyel, hogy az emberi szervezetben fennmarad a biogén elemek optimális koncentrációjának egyensúlya - a kémiai homeosztázis. Ennek az egyensúlynak az elem hiánya vagy többlete miatti megsértése különféle betegségekhez vezethet.

A hat fő makroelemen - szerves anyagokon - szén, hidrogén, nitrogén, oxigén, kén és foszfor, amelyek szénhidrátokat, zsírokat, fehérjéket és nukleinsavakat alkotnak, a "szervetlen" makroelemek is szükségesek a normál emberi és állati táplálkozáshoz - kalcium, klór. , magnézium, kálium, nátrium - és nyomelemek - réz, fluor, jód, vas, molibdén, cink, valamint esetleg (állatok számára bevált) szelén, arzén, króm, nikkel, szilícium, ón, vanádium.

Az olyan elemek hiánya az étrendben, mint a vas, réz, fluor, cink, jód, kalcium, foszfor, magnézium és mások, komoly következmények az emberi egészség érdekében.

Nem szabad azonban elfelejteni, hogy nemcsak a biogén elemek hiánya, hanem túlzott mennyisége is káros a szervezetre, mivel ez megzavarja a kémiai homeosztázist. Például a túlzott mangán táplálékkal történő bevitelével a réz szintje a plazmában nő (a Mn és a Cu szinergiája), a vesékben pedig csökken (antagonizmus). A molibdéntartalom növelése az élelmiszerekben a réz mennyiségének növekedéséhez vezet a májban. Az élelmiszerekben lévő cinktöbblet gátolja a vastartalmú enzimek aktivitását (a Zn és a Fe antagonizmusa).

Az elhanyagolható mennyiségben létfontosságú ásványi komponensek nagyobb koncentrációban mérgezővé válnak.

Számos elem (ezüst, higany, ólom, kadmium stb.) mérgezőnek minősül, mivel már nyomokban a szervezetbe jutásuk súlyos kóros jelenségekhez vezet. kémiai mechanizmus Egyes nyomelemek toxikus hatásait az alábbiakban tárgyaljuk.

A biogén elemeket széles körben használják mezőgazdaság. Kis mennyiségű mikroelem - bór, réz, mangán, cink, kobalt, molibdén - talajba juttatása drámaian megnöveli számos növény terméshozamát. Kiderült, hogy a mikroelemek az enzimek aktivitásának növelésével a növényekben hozzájárulnak a fehérjék, vitaminok szintéziséhez, nukleinsavak, cukrok és keményítő. A kémiai elemek egy része pozitív hatással van a fotoszintézisre, felgyorsítja a növények növekedését, fejlődését, a magok érését. Nyomelemeket adnak az állatok takarmányához, hogy növeljék azok termelékenységét.

Különféle elemeket és vegyületeiket széles körben használják gyógyszerként.

Így a kémiai elemek biológiai szerepének tanulmányozása, ezen elemek és más biológiailag aktív anyagok - enzimek, hormonok, vitaminok - cseréje közötti kapcsolat tisztázása hozzájárul új anyagok létrehozásához. gyógyszerekés a fejlődés optimális módok adagolásukat terápiás és profilaktikus célokra egyaránt.

Az elemek tulajdonságainak és különösen biológiai szerepének vizsgálatának alapja az időszakos törvény DI. Mengyelejev. Fizikai-kémiai jellemzők, és ebből következően fiziológiai és patológiai szerepüket ezen elemek elhelyezkedése határozza meg periodikus rendszer DI. Mengyelejev.

Általános szabály, hogy az atommag töltésének növekedésével e csoport elemeinek toxicitása növekszik, és tartalmuk a szervezetben csökken. A tartalom csökkenése nyilvánvalóan abból adódik, hogy a nagy atomi és ion sugarak, a nagy magtöltés, az elektronikai konfigurációk bonyolultsága és a vegyületek alacsony oldhatósága miatt sok hosszú ideig tartó elemet rosszul abszorbeál az élő szervezet. A test jelentős mennyiségű könnyű elemet tartalmaz.

A makroelemek közé tartoznak az első (hidrogén), harmadik (nátrium, magnézium) és negyedik (kálium, kalcium) periódus s-elemei, valamint a második (szén, nitrogén, oxigén) és a harmadik (foszfor, kén) p-elemei. klór) időszakok. Mindegyik létfontosságú. Az első három periódus fennmaradó s- és p-elemeinek többsége (Li, B, Al, F) fiziológiailag aktív, a nagy periódusú s- és p-elemek (n>4) ritkán működnek nélkülözhetetlenül. Kivételt képeznek az s-elemek - kálium, kalcium, jód. Fiziológiailag aktívak közé tartozik néhány s- és p-elem a negyedik és ötödik periódusban - stroncium, arzén, szelén, bróm.

A d-elemek közül elsősorban a negyedik időszak elemei a létfontosságúak: mangán, vas, cink, réz, kobalt. A közelmúltban megállapítást nyert, hogy a korszak néhány további d-elemének élettani szerepe is kétségtelen: a titán, a króm, a vanádium.

Az ötödik és hatodik periódus d-elemei, a molibdén kivételével, nem mutatnak kifejezett pozitív élettani aktivitást. A molibdén viszont számos redox enzim (például xantin-oxid, aldehid-oxidáz) része, és fontos szerepet játszik a biokémiai folyamatok lefolyásában.

2. A nehézfémek élő szervezetekre gyakorolt ​​toxicitásának általános szempontjai

A természeti környezet állapotának felmérésével kapcsolatos problémák átfogó tanulmányozása azt mutatja, hogy nagyon nehéz egyértelmű határvonalat húzni a természetes és antropogén tényezők az ökológiai rendszerek változásai. Az elmúlt évtizedek meggyőztek bennünket erről. hogy az ember természetre gyakorolt ​​hatása nemcsak közvetlen, könnyen azonosítható károkat okoz, hanem számos új, gyakran rejtett folyamatot is előidéz, amelyek átalakítják vagy tönkreteszik a környezetet. A bioszférában zajló természetes és antropogén folyamatok összetett kapcsolatban és egymásra utaltságban állnak. Tehát a mérgező anyagok képződéséhez vezető kémiai átalakulások lefolyását befolyásolja az éghajlat, a talajtakaró állapota, a víz, a levegő, a radioaktivitás szintje stb. A jelenlegi körülmények között az ökoszisztémák kémiai szennyeződési folyamatainak tanulmányozása során felmerül a probléma, hogy bizonyos kémiai elemek vagy vegyületek természetes, elsősorban a természeti tényezők miatti tartalomszintjét megtalálják. A probléma megoldása csak a bioszféra összetevőinek állapotának, a bioszféra tartalmának hosszú távú szisztematikus megfigyelései alapján lehetséges. különféle anyagok, azaz környezeti monitoring alapján.

Környezetszennyezés környezet A nehézfémek vizsgálata közvetlenül kapcsolódik a szupertoxikus anyagok ökológiai és analitikai monitorozásához, mivel ezek közül sok már nyomokban is magas toxicitást mutat, és képes koncentrálódni az élő szervezetekben.

A nehézfémekkel történő környezetszennyezés fő forrásai természetes (természetes) és mesterséges (antropogén) forrásokra oszthatók. Természetes a vulkánkitörés, a porviharok, az erdő- és sztyeppetüzek, tengeri sók felfújja a szél, a növényzet stb. A természetes szennyezési források szisztematikusak, egységesek vagy rövid távú spontánok, és általában csekély hatással vannak általános szinten környezetszennyezés. A természet nehézfémekkel történő szennyezésének fő és legveszélyesebb forrásai antropogén eredetűek.

A fémek kémiájának és bioszférában zajló biokémiai ciklusainak tanulmányozása során feltárul kettős szerepük, amelyet a fiziológiában játszanak: egyrészt a legtöbb fém szükséges a normális életfolyamathoz; másrészt megemelt koncentrációban nagy toxicitást mutatnak, vagyis van rossz hatás az élő szervezetek állapotáról és tevékenységéről. Az elemek szükséges és toxikus koncentrációja közötti határ nagyon homályos, ami megnehezíti a környezetre gyakorolt ​​hatásuk megbízható felmérését. Az, hogy egyes fémek milyen mennyiségben válnak igazán veszélyessé, nemcsak az ökoszisztémák általuk okozott szennyezettség mértékétől, hanem biokémiai ciklusuk kémiai jellemzőitől is függ. táblázatban. Az 1. ábra fémek moláris toxicitásának sorozatát mutatja be különböző típusokélő organizmusok.

1. táblázat. A fémek moláris toxicitásának reprezentatív sorrendje

Organizmusok toxicitási sorozata Algák Hg>Cu>Cd>Fe>Cr>Zn>Co>MnFungiAg>Hg>Cu>Cd>Cr>Ni>Pb>Co>Zn>Fe>Zn>Pb> CdFishAg>Hg>Cu> Pb> Cd>Al> Zn> Ni> Cr>Co>Mn>>SrEmlősökAg, Hg, Cd> Cu, Pb, Sn, Be>> Mn, Zn, Ni, Fe , Cr >> Sr >Сs, Li, Al

Az egyes organizmustípusoknál a fémek sorrendje a táblázat balról jobbra haladó soraiban a toxicitási hatás megnyilvánulásához szükséges fém moláris mennyiségének növekedését tükrözi. A minimális moláris érték a legmagasabb toxicitású fémre vonatkozik.

V.V. Kovalsky az életben betöltött fontosságuk alapján három csoportra osztotta a kémiai elemeket:

A szervezetben folyamatosan jelen lévő létfontosságú (pótolhatatlan) elemek (az enzimek, hormonok és vitaminok részei): H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu , Co, Fe, Mo, V. Hiányuk az emberek és állatok normális életének megzavarásához vezet.

2. táblázat Egyes metalloenzimek - bioszervetlen komplexek jellemzői

Fém-enzim Központi atom Ligandum környezet Koncentráció tárgya Enzimhatás Karboanhidráz Zn (II) Aminosav-maradékok Vörösvérsejtek Katalizálja a szén-dioxid reverzibilis hidratációját: CO 2+H 2O↔N 2ÍGY 3↔N ++NSO 3Zn (II) karboxipeptidáz Aminosav maradékok Hasnyálmirigy, máj, belek katalizálja a fehérje emésztést, részt vesz a peptidkötés hidrolízisében: R 1CO-NH-R 2+H 2O↔R 1-COOH+R 2NH 2Kataláz Fe (III) Aminosav-maradékok, hisztidin, tirozin Vér A hidrogén-peroxid bomlási reakcióját katalizálja: 2H 2O 2= 2H 2O + O 2Fe(III) peroxidáz Fehérjék Szövet, vér Szubsztrátok oxidációja (RH 2) hidrogén-peroxid: RH 2+ H 2O 2=R+2H 2Oxireduktáz Cu (II) Aminosav maradékok Szív, máj, vese Molekuláris oxigén segítségével katalizálja az oxidációt: 2H 2R+O 2= 2R+2H 2O Piruvát karboxiláz Mn (II) Szövetfehérjék Máj, pajzsmirigy Fokozza a hormonok működését. Piroszőlősavval katalizálja a karboxilezési folyamatot Aldehid oxidáz Mo (VI) Szövetfehérjék Máj Részt vesz az aldehidek oxidációjában Ribonukleotid reduktáz Co (II) Szövetfehérjék Máj Részt vesz a ribonukleinsavak bioszintézisében

• a szervezetben tartósan megtalálható szennyező elemek: Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, An, Cs, Al, Ba, Ge, As, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, U, Se. Biológiai szerepük kevéssé ismert vagy ismeretlen.
• a testben található szennyező elemek Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb stb. A mennyiségre és a biológiai szerepre vonatkozó adatok nem egyértelműek.
• A táblázat számos metalloenzim jellemzőit mutatja be, köztük olyan létfontosságú fémeket, mint a Zn, Fe, Cu, Mn, Mo.
• Az élő rendszerek viselkedésétől függően a fémek 5 típusra oszthatók:
• - szükséges elemeket, melynek hiányában funkcionális zavarok lépnek fel a szervezetben;
• - stimulánsok (a szervezet számára szükséges és nem szükséges fémek stimulánsként működhetnek);
• inert elemek, amelyek bizonyos koncentrációban ártalmatlanok, és nincs hatással a szervezetre (például sebészeti implantátumként használt inert fémek):
• gyógyászatban használt terápiás szerek;
• mérgező elemek, magas koncentrációban visszafordíthatatlan működési zavarokhoz, a szervezet halálához vezet.
• A koncentrációtól és az érintkezési időtől függően a fém a feltüntetett típusok egyikének megfelelően működhet.
• Az 1. ábrán a szervezet állapotának a fémionok koncentrációjától való függésének diagramja látható. A diagramon látható szilárd görbe az azonnali pozitív választ, az optimális szintet és a pozitív hatás negatívba való átmenetét írja le, miután a kívánt elem koncentrációértékeit a maximumon átengedtük. Nagy koncentrációban a szükséges fém mérgezővé válik.
• A pontozott görbe a szervezetre mérgező fémre adott biológiai reakciót mutatja, nélkülözhetetlen vagy stimuláló elem hatása nélkül. Ez a görbe némi késéssel jelentkezik, ami azt jelzi, hogy az élő szervezet képes „nem reagálni” kis mennyiségű mérgező anyagra (küszöbkoncentráció).
• A diagramból az következik, hogy a szükséges elemek túlzott mennyiségben mérgezővé válnak. Az állatok és az emberek szervezete a homeosztázisnak nevezett élettani folyamatok komplexuma révén az optimális tartományban tartja az elemek koncentrációját. A szükséges fémek koncentrációja kivétel nélkül a homeosztázis szigorú ellenőrzése alatt áll.

• 1. ábra Biológiai válasz a fém koncentrációjától függően. ( Kölcsönös megállapodás két görbe a koncentrációskálához viszonyítva feltételesen)
• fém toxicitás ionmérgezés
• Különösen érdekes az emberi szervezet kémiai elemeinek tartalma. Az emberi szervek eltérő módon koncentrálják magukban a különböző kémiai elemeket, vagyis a makro- és mikroelemek egyenetlenül oszlanak el a különböző szervek és szövetek között. A legtöbb nyomelem (a szervezetben lévő tartalom 10-en belül van -3-10-5%) a májban, a csontokban és az izomszövetekben halmozódik fel. Ezek a szövetek számos fém fő raktárát jelentik.
• Az elemek specifikus affinitást mutathatnak bizonyos szervekhez, és nagy koncentrációban lehetnek bennük. Ismeretes, hogy a cink a hasnyálmirigyben koncentrálódik, a jód a pajzsmirigyben, a vanádium az alumíniummal és az arzénnel együtt a hajban és a körmökben halmozódik fel, a kadmium, a higany, a molibdén - a vesékben, az ón a bélszövetekben, a stroncium - a vesékben. a prosztata mirigy, csontszövet, mangán az agyalapi mirigyben stb. A szervezetben nyomelemek találhatók a kötött állapot, és szabad ionos formák formájában. Megállapítást nyert, hogy az agyszövetekben az alumínium, a réz és a titán fehérjékkel komplexek formájában, míg a mangán ionos formában van jelen.
• A túlzott mennyiségű elemek szervezetbe jutására adott válaszként az élő szervezet bizonyos méregtelenítő mechanizmusok jelenlétének köszönhetően képes korlátozni vagy akár meg is szüntetni az ebből eredő toxikus hatást. A fémionokkal kapcsolatos méregtelenítés specifikus mechanizmusai jelenleg nem teljesen ismertek. Sok fém a szervezetben kevésbé káros formává alakulhat át a következő módokon:
• oldhatatlan komplexek képződése béltraktus;
• fém szállítása vérrel más szövetekbe, ahol immobilizálható (például Pb + 2 a csontokban);

Az élő szervezetek sejtjei kémiai összetétel jelentősen eltérnek az őket körülvevő élettelen környezettől és szerkezetükben kémiai vegyületek, valamint a kémiai elemek halmaza és tartalma szerint. Összesen mintegy 90 kémiai elem van jelen (a mai napig felfedezett) az élő szervezetekben, amelyek tartalmuktól függően 3 fő csoportra oszthatók: makrotápanyagok , nyomelemek és ultramikroelemek .

Makrotápanyagok.

Makrotápanyagok jelentős mennyiségben vannak jelen az élő szervezetekben, százszázalékos százaléktól a tíz százalékig terjedő mennyiségben. Ha a tartalma bármely kémiai a szervezetben meghaladja a testtömeg 0,005%-át, az ilyen anyag makrotápanyagnak minősül. A fő szövetek részei: vér, csontok és izmok. Ide tartoznak például a következő kémiai elemek: hidrogén, oxigén, szén, nitrogén, foszfor, kén, nátrium, kalcium, kálium, klór. A makrotápanyagok összességében az élő sejtek tömegének körülbelül 99%-át teszik ki, a legtöbb (98%) hidrogénre, oxigénre, szénre és nitrogénre esik.

Az alábbi táblázat a fő makrotápanyagokat mutatja a szervezetben:

Az élő szervezetekben leggyakrabban előforduló mind a négy elemet (ezek a hidrogén, oxigén, szén, nitrogén, mint korábban említettük) egy köztulajdon. Ezeknek az elemeknek a külső pályájukon egy vagy több elektron hiányzik ahhoz, hogy stabil elektronikus kötéseket hozzanak létre. Tehát a hidrogénatomnak hiányzik egy elektronja a külső pályán, hogy stabil elektronkötést hozzon létre, az oxigén, a nitrogén és a szén atomjaiból kettő, három és négy elektron hiányzik. Ebben a tekintetben ezek a kémiai elemek könnyen kialakulnak kovalens kötések az elektronok párosítása miatt, és könnyen kölcsönhatásba léphetnek egymással, kitöltve a külső elektronhéjak. Ezenkívül az oxigén, a szén és a nitrogén nemcsak egyszeres, hanem kettős kötéseket is képezhet. Ennek következtében jelentősen megnő az ezekből az elemekből képződő kémiai vegyületek száma.

Ezenkívül a szén, a hidrogén és az oxigén a legkönnyebb a kovalens kötések kialakítására képes elemek közül. Ezért bizonyultak a legalkalmasabbnak az élőanyagot alkotó vegyületek képzésére. Külön meg kell jegyezni a szénatomok másik fontos tulajdonságát - azt a képességet, hogy kovalens kötéseket képezzenek négy másik szénatommal egyszerre. Ennek a képességnek köszönhetően az állványok hatalmas számú különféle szerves molekulából jönnek létre.

Mikroelemek.

Bár a tartalom nyomelemek egyenként nem haladja meg a 0,005%-ot egyedi elem, és összességében a sejtek tömegének csak mintegy 1%-át teszik ki, a nyomelemek szükségesek az élőlények létfontosságú tevékenységéhez. Ezek hiányában vagy elégtelen tartalmuk esetén különféle betegségek léphetnek fel. Számos nyomelem az enzimek nem fehérjecsoportjába tartozik, és szükséges a katalitikus funkciójukhoz.
Például a vas az szerves része a hem, amely a citokróm része, amely az elektrontranszport-lánc alkotóeleme, és a hemoglobin, egy olyan fehérje, amely biztosítja az oxigén szállítását a tüdőből a szövetekbe. A vashiány az emberi szervezetben vérszegénységet okoz. A pajzsmirigyhormon - tiroxin - részét képező jód hiánya pedig e hormon elégtelenségével kapcsolatos betegségek, például endémiás golyva vagy kreténizmus előfordulásához vezet.

Példák nyomelemekre az alábbi táblázatban találhatók:

Ultramikroelemek.

A csoportba ultramikroelemek olyan elemeket tartalmaz, amelyek tartalma a szervezetben rendkívül kicsi (kevesebb, mint 10-12%). Ide tartozik a bróm, arany, szelén, ezüst, vanádium és sok más elem. Legtöbbjük az élő szervezetek normális működéséhez is szükséges. Például a szelén hiánya rákhoz vezethet, a bór hiánya pedig egyes növények betegségeinek oka. Ennek a csoportnak számos eleme, valamint a nyomelemek az enzimek részét képezik.

Sejt

Az A. Lehninger szerint élő rendszerek fogalmának szemszögéből.

Az élő sejt szerves molekulák izoterm rendszere, amely képes önszabályozásra és önszaporodásra, energiát és erőforrásokat von ki a környezetből.

áramlik a sejtben nagyszámú szekvenciális reakciók, amelyek sebességét maga a sejt szabályozza.

A sejt stacioner dinamikus állapotban tartja magát, távol a környezettel való egyensúlytól.

A cellák az összetevők és folyamatok minimális fogyasztásának elvén működnek.

Hogy. a sejt egy elemi élő nyitott rendszer, amely képes önálló létezésre, szaporodásra és fejlődésre. Valamennyi élő szervezet elemi szerkezeti és funkcionális egysége.

A sejtek kémiai összetétele.

Mengyelejev periodikus rendszerének 110 eleme közül 86-ot találtak tartósan az emberi szervezetben. Ebből 25 szükséges a normális élethez, 18 pedig feltétlenül szükséges, 7 pedig hasznos. A cellában lévő százalékos aránynak megfelelően a kémiai elemek három csoportra oszthatók:

Makrotápanyagok A fő elemek (organogének) a hidrogén, szén, oxigén, nitrogén. Koncentrációjuk: 98 - 99,9%. Ezek a sejt szerves vegyületeinek univerzális összetevői.

Nyomelemek - nátrium, magnézium, foszfor, kén, klór, kálium, kalcium, vas. Koncentrációjuk 0,1%.

Ultramikroelemek - bór, szilícium, vanádium, mangán, kobalt, réz, cink, molibdén, szelén, jód, bróm, fluor. Befolyásolják az anyagcserét. Hiányuk betegségek okozója (cink - cukorbetegség, jód - endemikus golyva, vas - vészes vérszegénység stb.).

A modern orvostudomány ismeri a vitaminok és ásványi anyagok negatív kölcsönhatásának tényeit:

A cink csökkenti a réz felszívódását, és verseng a felszívódásért a vassal és a kalciummal; (és a cinkhiány gyengülést okoz immunrendszer, számos kóros állapot az endokrin mirigyekből).

A kalcium és a vas csökkenti a mangán felszívódását;

Az E-vitamin nem kombinálódik jól a vassal, a C-vitamin pedig a B-vitaminokkal.

Pozitív interakció:

Az E-vitamin és a szelén, valamint a kalcium és a K-vitamin szinergikusan hatnak;

A D-vitamin elengedhetetlen a kalcium felszívódásához;

A réz elősegíti a vas felszívódását és növeli a vas felhasználásának hatékonyságát a szervezetben.

a sejt szervetlen komponensei.

Víz- a legfontosabb összetevő sejtek, az élő anyag univerzális diszperziós közege. A szárazföldi élőlények aktív sejtjei 60-95%-ban vízből állnak. A nyugvó sejtekben és szövetekben (magok, spórák) a víz 10-20%. A sejtben lévő víz két formában van: szabad és sejtkolloidokhoz kapcsolódik. A szabad víz a protoplazma kolloid rendszerének oldószere és diszperziós közege. Az ő 95%-a. A kötött víz (4-5%) az összes sejtvízből törékeny hidrogén- és hidroxilkötéseket képez a fehérjékkel.

A víz tulajdonságai:

A víz az ásványi ionok és más anyagok természetes oldószere.

A víz a protoplazma kolloid rendszerének diszpergált fázisa.

A víz a sejtanyagcsere reakcióinak közege, mert. élettani folyamatok kizárólag vízi környezetben mennek végbe. Hidrolízis, hidratálás, duzzanat reakciókat biztosít.

Részt vesz a sejt számos enzimatikus reakciójában, és az anyagcsere folyamatában képződik.

A növényekben a fotoszintézis során a víz a hidrogénionok forrása.

A víz biológiai értéke:

A legtöbb biokémiai reakció csak vizes oldatban megy végbe, sok anyag oldott formában lép be és onnan ki a sejtekbe. Ez jellemzi a víz szállítási funkcióját.

A víz hidrolízis reakciókat biztosít - fehérjék, zsírok, szénhidrátok lebontását a víz hatására.

A magas párolgási hő miatt a test lehűl. Például izzadás emberekben vagy párologtatás növényekben.

A víz nagy hőkapacitása és hővezető képessége hozzájárul a hő egyenletes eloszlásához a cellában.

Az adhéziós (víz - talaj) és a kohéziós (víz - víz) erők miatt a víz a kapilláris tulajdonsággal rendelkezik.

A víz összenyomhatatlansága határozza meg a sejtfalak (turgor), a hidrosztatikus váz feszültségi állapotát orsóférgeknél.