Il ruolo biologico degli elementi chimici negli organismi viventi. Funzioni degli elementi chimici nel corpo umano

Composizione elementare del corpo

Di Composizione chimica Le cellule di organismi diversi possono differire notevolmente, ma sono costituite dagli stessi elementi. Circa 70 elementi della tavola periodica di D.I. Mendeleev, ma solo 24 di loro lo hanno fatto importanza e si trovano costantemente negli organismi viventi.

Macronutrienti - ossigeno, idrocarburi, idrogeno, azoto - fanno parte delle molecole delle sostanze organiche. I macroelementi recentemente includono potassio, sodio, calcio, zolfo, fosforo, magnesio, ferro, cloro. Il loro contenuto nella cella è di decimi e centesimi di percento.

Il magnesio fa parte della clorofilla; ferro - emoglobina; fosforo - tessuto osseo, acidi nucleici; calcio - ossa, tartarughe di crostacei, zolfo - nella composizione delle proteine; gli ioni potassio, sodio e cloruro partecipano alla modifica del potenziale della membrana cellulare.

oligoelementi sono presentati in una cella con centesimi e millesimi di percento. Questi sono zinco, rame, iodio, fluoro, molibdeno, boro, ecc.

Gli oligoelementi fanno parte di enzimi, ormoni, pigmenti.

Ultramicroelementi - elementi il cui contenuto nella cella non supera lo 0,000001%. Questi sono uranio, oro, mercurio, cesio, ecc.

L'acqua e il suo significato biologico

L'acqua è quantitativamente tra composti chimici primo posto in tutte le celle. A seconda del tipo di cellule, del loro stato funzionale, del tipo di organismo e delle condizioni della sua presenza, il suo contenuto nelle cellule varia in modo significativo.

Le cellule del tessuto osseo non contengono più del 20% di acqua, il tessuto adiposo - circa il 40%, le cellule muscolari - il 76% e le cellule embrionali - oltre il 90%.

Nota 1

Nelle cellule di qualsiasi organismo, la quantità di acqua diminuisce notevolmente con l'età.

Da qui la conclusione che maggiore è l'attività funzionale dell'organismo nel suo insieme e di ciascuna cellula separatamente, maggiore è il loro contenuto di acqua, e viceversa.

Nota 2

Un prerequisito per l'attività vitale delle cellule è la presenza di acqua. È la parte principale del citoplasma, ne sostiene la struttura e la stabilità dei colloidi che compongono il citoplasma.

Il ruolo dell'acqua in una cellula è determinato dalle sue proprietà chimiche e strutturali. Innanzitutto, ciò è dovuto alle piccole dimensioni delle molecole, alla loro polarità e alla capacità di combinarsi utilizzando legami a idrogeno.

I legami idrogeno si formano con la partecipazione di atomi di idrogeno collegati a un atomo elettronegativo (solitamente ossigeno o azoto). In questo caso, l'atomo di idrogeno acquisisce una carica positiva così grande da poter formare un nuovo legame con un altro atomo elettronegativo (ossigeno o azoto). Anche le molecole d'acqua si legano tra loro, in cui un'estremità ha una carica positiva e l'altra è negativa. Si chiama tale molecola dipolo. L'atomo di ossigeno più elettronegativo di una molecola d'acqua viene attratto dall'atomo di idrogeno caricato positivamente di un'altra molecola per formare un legame idrogeno.

A causa del fatto che le molecole d'acqua sono polari e in grado di formare legami idrogeno, l'acqua è un solvente perfetto per le sostanze polari, che sono chiamate idrofilo. Questi sono composti di natura ionica, in cui le particelle cariche (ioni) si dissociano (separano) in acqua quando una sostanza (sale) viene disciolta. Alcuni composti non ionici hanno la stessa capacità, nella cui molecola sono presenti gruppi carichi (polari) (negli zuccheri, amminoacidi, alcoli semplici, questi sono gruppi OH). Le sostanze costituite da molecole non polari (lipidi) sono praticamente insolubili in acqua, cioè loro idrofobi.

Quando una sostanza passa in una soluzione, le sue particelle strutturali (molecole o ioni) acquisiscono la capacità di muoversi più liberamente e, di conseguenza, la reattività della sostanza aumenta. Per questo motivo, l'acqua è il mezzo principale in cui la maggior parte del reazioni chimiche. Inoltre, tutte le reazioni redox e le reazioni di idrolisi avvengono con la partecipazione diretta dell'acqua.

L'acqua ha la capacità termica specifica più alta di tutte le sostanze conosciute. Ciò significa che con un aumento significativo dell'energia termica, la temperatura dell'acqua aumenta relativamente leggermente. Ciò è dovuto all'uso di una quantità significativa di questa energia per rompere i legami idrogeno, che limitano la mobilità delle molecole d'acqua.

Grazie alla sua elevata capacità termica, l'acqua funge da protezione per i tessuti vegetali e animali da un forte e rapido aumento della temperatura e l'alto calore di vaporizzazione è la base per una stabilizzazione affidabile della temperatura corporea. La necessità di una quantità significativa di energia per far evaporare l'acqua è dovuta al fatto che esistono legami idrogeno tra le sue molecole. Questa energia viene da ambiente Pertanto, l'evaporazione è accompagnata dal raffreddamento. Questo processo può essere osservato durante la sudorazione, nel caso del calore ansimante nei cani, è importante anche nel processo di raffreddamento degli organi traspiranti delle piante, soprattutto in condizioni desertiche e in condizioni di steppe asciutte e periodi di siccità in altre regioni.

L'acqua ha anche un'elevata conduttività termica, che garantisce una distribuzione uniforme del calore in tutto il corpo. Pertanto, non vi è alcun rischio di "punti caldi" locali che possono causare danni agli elementi cellulari. Così alto calore specifico e l'elevata conducibilità termica per un liquido rendono l'acqua un mezzo ideale per mantenere il regime termico ottimale del corpo.

L'acqua ha un'elevata tensione superficiale. Questa proprietà è molto importante per processi di adsorbimento, movimento delle soluzioni attraverso i tessuti (circolazione sanguigna, movimento verso l'alto e verso il basso attraverso la pianta, ecc.).

L'acqua viene utilizzata come fonte di ossigeno e idrogeno, che vengono rilasciati durante la fase leggera della fotosintesi.

Importanti proprietà fisiologiche dell'acqua includono la sua capacità di dissolvere i gas ($O_2$, $CO_2$, ecc.). Inoltre, l'acqua come solvente è coinvolta nel processo di osmosi, che svolge un ruolo importante nella vita delle cellule e del corpo.

Proprietà degli idrocarburi e suo ruolo biologico

Se non prendiamo in considerazione l'acqua, possiamo dire che la maggior parte delle molecole cellulari appartengono agli idrocarburi, i cosiddetti composti organici.

Osservazione 3

L'idrocarburo, dotato di capacità chimiche uniche fondamentali per la vita, è la sua base chimica.

Per le loro piccole dimensioni e la presenza di guscio esterno quattro elettroni, un atomo di idrocarburo può formare quattro forti legami covalenti con altri atomi.

La cosa più importante è la capacità degli atomi di idrocarburi di unirsi tra loro, formando catene, anelli e, infine, lo scheletro di molecole organiche grandi e complesse.

Inoltre, l'idrocarburo si forma facilmente legami covalenti con altri elementi biogenici (solitamente con $H, Mg, P, O, S$). Questo spiega l'esistenza di una quantità astronomica di vari composti organici che garantiscono l'esistenza degli organismi viventi in tutte le sue manifestazioni. La loro diversità si manifesta nella struttura e nella dimensione delle molecole, loro proprietà chimiche, grado di saturazione dello scheletro di carbonio e forma diversa molecole, che è determinata dagli angoli dei legami intramolecolari.

Biopolimeri

Questi sono ad alto peso molecolare (peso molecolare 103 - 109) composti organici, le cui macromolecole sono composte da un largo numero collegamenti che si ripetono - monomeri.

I biopolimeri sono proteine, acidi nucleici, polisaccaridi e loro derivati (amido, glicogeno, cellulosa, emicellulosa, pectina, chitina, ecc.). I loro monomeri sono, rispettivamente, aminoacidi, nucleotidi e monosaccaridi.

Osservazione 4

Circa il 90% della massa secca di una cellula è costituita da biopolimeri: nelle piante predominano i polisaccaridi, negli animali predominano le proteine.

Esempio 1

In una cellula batterica ci sono circa 3mila tipi di proteine e 1mila acidi nucleici, e nell'uomo il numero di proteine è stimato in 5 milioni.

I biopolimeri non solo costituiscono la base strutturale degli organismi viventi, ma svolgono anche un ruolo conduttore nei processi vitali.

Le basi strutturali dei biopolimeri sono catene lineari (proteine, acidi nucleici, cellulosa) o ramificate (glicogeno).

E acidi nucleici, reazioni immunitarie, reazioni metaboliche - e vengono effettuati a causa della formazione di complessi di biopolimeri e di altre proprietà dei biopolimeri.

Oggi molto è stato scoperto e isolato nella sua forma pura elementi chimici tavole periodiche, e un quinto di esse si trova in ogni organismo vivente. Loro, come i mattoni, sono i componenti principali delle sostanze organiche e inorganiche.

Quali elementi chimici fanno parte della cellula, la biologia di quali sostanze possono essere utilizzate per giudicare la loro presenza nel corpo - considereremo tutto questo più avanti nell'articolo.

Qual è la costanza della composizione chimica

Per mantenere la stabilità nel corpo, ogni cellula deve mantenere la concentrazione di ciascuno dei suoi componenti a un livello costante. Questo livello è determinato da specie, habitat, fattori ambientali.

Per rispondere alla domanda su quali elementi chimici fanno parte della cellula, è necessario comprendere chiaramente che qualsiasi sostanza contiene uno qualsiasi dei componenti della tavola periodica.

Qualche volta in questione circa centesimi e millesimi di percento del contenuto di un determinato elemento in una cella, ma allo stesso tempo una modifica del numero nominato di almeno un millesimo può già avere gravi conseguenze per l'organismo.

Dei 118 elementi chimici in una cellula umana, dovrebbero essercene almeno 24. Non ci sono tali componenti che si troverebbero in un organismo vivente, ma non facevano parte di oggetti inanimati della natura. Questo fatto conferma la stretta relazione tra vivente e non vivente nell'ecosistema.

Il ruolo dei vari elementi che compongono la cellula

Allora quali sono gli elementi chimici che compongono una cellula? Il loro ruolo nella vita dell'organismo, va notato, dipende direttamente dalla frequenza di occorrenza e dalla loro concentrazione nel citoplasma. Tuttavia, nonostante contenuto diverso elementi nella cella, il significato di ciascuno di essi è ugualmente alto. Una carenza di uno qualsiasi di essi può portare a un effetto dannoso sul corpo, disattivando le reazioni biochimiche più importanti dal metabolismo.

Elencando quali elementi chimici fanno parte della cellula umana, dobbiamo menzionare tre tipi principali, che considereremo di seguito:

I principali elementi biogenici della cellula

Non sorprende che gli elementi O, C, H, N siano biogenici, perché formano tutte sostanze organiche e molte inorganiche. È impossibile immaginare proteine, grassi, carboidrati o acidi nucleici senza questi componenti essenziali per l'organismo.

La funzione di questi elementi determinava il loro alto contenuto nel corpo. Insieme rappresentano il 98% del peso corporeo totale secco. In quale altro modo si può manifestare l'attività di questi enzimi?

Ossigeno. Il suo contenuto nella cellula è circa il 62% della massa secca totale. Funzioni: costruzione di sostanze organiche ed inorganiche, partecipazione alla catena respiratoria;
Carbonio. Il suo contenuto raggiunge il 20%. Funzione principale: inclusa in tutto;
Idrogeno. La sua concentrazione assume un valore del 10%. Questo elemento, oltre ad essere un componente della materia organica e dell'acqua, partecipa anche alle trasformazioni energetiche;
Azoto. L'importo non supera il 3-5%. Il suo ruolo principale è la formazione di aminoacidi, acidi nucleici, ATP, molte vitamine, emoglobina, emocianina, clorofilla.

Questi sono gli elementi chimici che compongono la cellula e formano la maggior parte delle sostanze necessarie alla vita normale.

Importanza dei macronutrienti

I macronutrienti aiuteranno anche a suggerire quali elementi chimici fanno parte della cellula. Dal corso di biologia emerge che, oltre a quelle principali, il 2% della massa secca è costituito da altre componenti della tavola periodica. E i macronutrienti includono quelli il cui contenuto non è inferiore allo 0,01%. Le loro funzioni principali sono presentate sotto forma di tabella.


Calcio (Ca)		Responsabile della contrazione delle fibre muscolari, fa parte della pectina, delle ossa e dei denti. Migliora la coagulazione del sangue.
Fosforo (P)		Fa parte della più importante fonte di energia: l'ATP.
		Partecipa alla formazione di ponti disolfuro durante il ripiegamento delle proteine in una struttura terziaria. Incluso nella composizione di cisteina e metionina, alcune vitamine.
		Gli ioni potassio sono coinvolti nelle cellule e influenzano anche il potenziale di membrana.
		Anione maggiore nel corpo
Sodio (Na)		Analogo del potassio coinvolto negli stessi processi.
Magnesio (Mg)		Gli ioni di magnesio sono i regolatori del processo Al centro della molecola di clorofilla c'è anche un atomo di magnesio.
		Partecipa al trasporto di elettroni attraverso l'ETC della respirazione e della fotosintesi, è un legame strutturale di mioglobina, emoglobina e molti enzimi.

Ci auguriamo che da quanto sopra sia facile determinare quali elementi chimici fanno parte della cellula e sono macroelementi.

oligoelementi

Esistono anche tali componenti della cellula, senza i quali il corpo non può funzionare normalmente, ma il loro contenuto è sempre inferiore allo 0,01%. Determiniamo quali elementi chimici fanno parte della cellula e appartengono al gruppo di microelementi.


		Fa parte degli enzimi delle polimerasi del DNA e dell'RNA, nonché di molti ormoni (ad esempio l'insulina).
		Partecipa ai processi di fotosintesi, sintesi dell'emocianina e di alcuni enzimi.
		È un componente strutturale degli ormoni T3 e T4 della tiroide
Manganese (Mn)	inferiore a 0,001	Incluso negli enzimi, nelle ossa. Partecipa alla fissazione dell'azoto nei batteri
	inferiore a 0,001	Influenza il processo di crescita delle piante.
		Fa parte delle ossa e dello smalto dei denti.

Sostanze organiche e inorganiche

Oltre a questi, quali altri elementi chimici sono inclusi nella composizione della cellula? Le risposte possono essere trovate semplicemente studiando la struttura della maggior parte delle sostanze nel corpo. Tra questi si distinguono molecole di origine organica e inorganica e ciascuno di questi gruppi ha un insieme fisso di elementi nella sua composizione.

Le principali classi di sostanze organiche sono proteine, acidi nucleici, grassi e carboidrati. Sono costruiti interamente dai principali elementi biogenici: lo scheletro della molecola è sempre formato da carbonio, e idrogeno, ossigeno e azoto fanno parte dei radicali. Negli animali le proteine sono la classe dominante e nelle piante i polisaccaridi.

Le sostanze inorganiche sono tutti sali minerali e, naturalmente, acqua. Tra tutti gli inorganici nella cellula, il più è H 2 O, in cui il resto delle sostanze è disciolto.

Tutto quanto sopra ti aiuterà a determinare quali elementi chimici fanno parte della cellula e le loro funzioni nel corpo non saranno più un mistero per te.

A condizioni moderne uno dei problemi più urgenti dell'insegnamento della chimica è garantire l'orientamento pratico della conoscenza della materia. Ciò significa la necessità di chiarire lo stretto rapporto tra le posizioni teoriche studiate e la pratica della vita, per dimostrare la natura applicata della conoscenza chimica. Gli studenti sono entusiasti di imparare la chimica. Al fine di mantenere l'interesse cognitivo degli studenti, è necessario convincerli dell'efficacia della conoscenza chimica, per formare un bisogno personale di padronanza del materiale didattico.

Scopo di questa lezione: per ampliare gli orizzonti degli studenti e aumentare l'interesse cognitivo per lo studio della materia, per formare concetti di visione del mondo sulla conoscibilità della natura. Questa lezione si propone di tenersi in terza media dopo aver studiato gli elementi chimici della tavola periodica, quando i bambini hanno già un'idea della loro diversità.

DURANTE LE LEZIONI

Insegnante:

Non c'è nient'altro in natura
Né qui né là, nelle profondità dello spazio:
Tutto - dai piccoli granelli di sabbia ai pianeti -
Si compone di singoli elementi.
Come una formula, come un orario di lavoro,
La struttura del sistema Mendeleev è rigorosa.
Il mondo intorno a te è vivo
Entra, inspira, toccalo con le mani.

La lezione inizia con una scena teatrale "Chi è il più importante nel tavolo?" (cm. Appendice 1).

Insegnante: Il corpo umano contiene 81 elementi chimici su 92 presenti in natura. Il corpo umano è un complesso laboratorio chimico. È difficile immaginare che il nostro benessere quotidiano, l'umore e persino l'appetito possano dipendere dai minerali. Senza di loro, le vitamine sono inutili, la sintesi e la scomposizione di proteine, grassi e carboidrati sono impossibili.

Sulle tavole degli studenti ci sono le tavole “Il ruolo biologico degli elementi chimici” (vedi. Appendice 2). Prenditi del tempo per conoscerla. L'insegnante, insieme agli studenti, analizza la tabella ponendo domande.

Insegnante: La base della vita sono i sei elementi dei primi tre periodi (H, C, N, O, P, S), che rappresentano il 98% della massa della materia vivente (i restanti elementi del sistema periodico non sono più di 2%).
Tre attributi principali degli elementi biogenici (H, C, N, O, P, S):

piccola dimensione degli atomi
piccola massa atomica relativa,
la capacità di formare forti legami covalenti.

Agli studenti vengono forniti dei testi (cfr. Appendice 3). Compito: leggere attentamente il testo; evidenziare gli elementi necessari alla vita e gli elementi pericolosi per gli organismi viventi; trovali nel sistema periodico e spiega il loro ruolo.
Dopo aver completato il compito, diversi studenti analizzano testi diversi.

Insegnante: Gli elementi-analoghi nell'ambiente naturale entrano in competizione e possono essere scambiati negli organismi viventi, influenzandoli negativamente.
La sostituzione di sodio e potassio negli organismi animali e umani con il litio provoca disturbi del sistema nervoso, poiché in questo caso le cellule non conducono un impulso nervoso. Tali disturbi portano alla schizofrenia.
Il tallio, un concorrente biologico del potassio, lo sostituisce nelle pareti cellulari, colpisce il sistema nervoso centrale e periferico, il tratto gastrointestinale e i reni.
Il selenio può sostituire lo zolfo nelle proteine. Questo è l'unico elemento che, se presente in alte concentrazioni nelle piante, può causare la morte improvvisa negli animali e nell'uomo che li mangia.
Il calcio, quando è carente nel terreno, viene sostituito nel corpo dallo stronzio, che sconvolge gradualmente la normale struttura dello scheletro. Particolarmente pericolosa è la sostituzione del calcio con lo stronzio-90, che si accumula in enormi quantità nei luoghi di esplosioni nucleari (durante il test di armi nucleari) o durante gli incidenti nelle centrali nucleari. Questo radionuclide distrugge il midollo osseo.
Il cadmio compete con lo zinco. Questo elemento riduce l'attività degli enzimi digestivi, interrompe la formazione di glicogeno nel fegato, provoca deformità scheletriche, inibisce la crescita ossea e provoca anche forti dolori alla parte bassa della schiena e ai muscoli delle gambe, fragilità ossea (ad esempio costole rotte durante la tosse) . Altre conseguenze negative sono il cancro ai polmoni e al retto, la disfunzione pancreatica. Danno renale, diminuzione dei livelli ematici di ferro, calcio, fosforo. Questo elemento inibisce i processi di autodepurazione nelle piante acquatiche e terrestri (ad esempio, si nota un aumento di 20-30 volte del cadmio nelle foglie di tabacco).
Gli alogeni possono essere scambiati molto facilmente nel corpo. Un eccesso di fluoro nell'ambiente (acqua fluorurata, contaminazione del suolo con composti di fluoro attorno a un impianto di produzione di alluminio e altri motivi) impedisce allo iodio di entrare nel corpo umano. Di conseguenza, malattie della tiroide sistema endocrino in genere.

Messaggi degli studenti preparati in anticipo.

1° studente:

Gli alchimisti medievali consideravano l'oro la perfezione e gli altri metalli un errore nell'atto della creazione e, come sapete, facevano grandi sforzi per eliminare questo errore. L'idea di introdurre l'oro nella pratica medica è attribuita a Paracelso, il quale proclamò che l'obiettivo della chimica non dovrebbe essere la trasformazione di tutti i metalli in oro, ma la preparazione di medicinali. Le medicine a base di oro e dei suoi composti sono state provate per curare molte malattie. Sono stati curati per la lebbra, il lupus e la tubercolosi. Nelle persone sensibili all'oro, potrebbe causare una violazione della composizione del sangue, una reazione dei reni, del fegato, influenzare l'umore, la crescita dei denti, i capelli. L'oro assicura il funzionamento del sistema nervoso. Si trova nel mais. E la forza dei vasi sanguigni dipende dal germanio. L'unico prodotto alimentare contenente germanio è l'aglio.

2° studente:

A corpo umano la maggior quantità di rame si trova nel cervello e nel fegato, e questa circostanza da sola indica la sua importanza nella vita. È stato riscontrato che con il dolore aumenta la concentrazione di rame nel sangue e nel liquido cerebrospinale. In Siria e in Egitto, i neonati indossano braccialetti di rame per prevenire rachitismo ed epilessia.

3° studente:

ALLUMINIO

Gli utensili in alluminio sono chiamati gli utensili dei poveri, poiché questo metallo contribuisce allo sviluppo dell'aterosclerosi senile. Quando si cucina in tali piatti, l'alluminio passa parzialmente nel corpo, dove si accumula.

4° studente:

Quale elemento si trova nelle mele? (Ferro da stiro.)
Qual è il suo ruolo biologico? (Il corpo contiene 3 g di ferro, di cui 2 g nel sangue. Il ferro fa parte dell'emoglobina. Una carenza di ferro porta a male alla testa, rapido affaticamento.)

Quindi gli studenti conducono un esperimento di laboratorio, il cui scopo è provare sperimentalmente l'effetto dei sali di alcuni metalli sulle proteine. Mescolano la proteina con soluzioni di alcali e solfato di rame e osservano la precipitazione di un precipitato viola. Trai una conclusione sulla distruzione della proteina.

5° studente:

L'uomo è anche natura.
Egli è anche un tramonto e un'alba.
E ha quattro stagioni.
E una mossa speciale nella musica.

E uno speciale sacramento di colore,
Ora con crudele, ora con buon fuoco.
L'uomo è inverno. O estate.
O autunno. Con tuoni e pioggia.

Tutto contenuto in se stesso - miglia e tempo.
E dalle tempeste atomiche era cieco.
L'uomo è sia suolo che seme.
E le erbacce in mezzo al campo. E il pane.

E com'è il tempo lì dentro?
Quanta solitudine c'è? Riunioni?
Anche l'uomo è natura...
Quindi prendiamoci cura della natura!

(S.Ostrovoia)

Per consolidare le conoscenze acquisite nella lezione, viene effettuato il test “Smile” (vedi. Appendice 4).
Successivamente, si propone di compilare il cruciverba "Caleidoscopio chimico" (vedi. Appendice 5).
L'insegnante riassume la lezione, annotando gli studenti più attivi.

6° studente:

Cambia, cambia!
La chiamata è dilagante.
Finalmente è finito
Lezione noiosa!

Tirando lo zolfo per la treccia,
Il magnesio è passato.
Lo iodio è evaporato dall'aula
È come se non fosse mai successo.

Il fluoro ha accidentalmente dato fuoco all'acqua,
Il cloro ha mangiato il libro di qualcun altro.
Carbonio improvvisamente con idrogeno
Sono riuscito a diventare invisibile.

Potassio, bromo stanno combattendo nell'angolo:
Non condividono un elettrone.
Ossigeno - cattivo con il boro
Passato al galoppo a cavallo.

Libri usati:

O.V. Baidalina Sull'aspetto applicato della conoscenza chimica. “Chimica a scuola” n. 5, 2005
Chimica ed ecologia nel percorso scolastico. “Primo settembre” n. 14, 2005
I. N. Pimenova, A. V. Pimenov“Lezioni su biologia generale”, libro di testo, Saratov, casa editrice JSC “Lyceum”, 2003
Sulla chimica in versi, chi è il più importante nella tabella? “Primo settembre”, n. 15, 2005
I metalli nel corpo umano, “Chimica a scuola”, N. 6, 2005
Cruciverba "Caleidoscopio chimico". “Primo settembre”, n. 14, 2005
"Vado a lezione di chimica." Il libro per l'insegnante. M. “Primo settembre”, 2002, p.12.

Il ruolo biologico degli elementi chimici negli organismi viventi

1. Macro e microelementi nell'ambiente e nel corpo umano

Il ruolo biologico degli elementi chimici nel corpo umano è estremamente vario.

La funzione principale dei macronutrienti è quella di costruire tessuti, mantenere una pressione osmotica costante, una composizione ionica e acido-base.

Gli oligoelementi, che fanno parte di enzimi, ormoni, vitamine, sostanze biologicamente attive come agenti complessanti o attivatori, sono coinvolti nel metabolismo, nei processi riproduttivi, nella respirazione dei tessuti e nella neutralizzazione delle sostanze tossiche. Gli oligoelementi influenzano attivamente i processi di emopoiesi, ossidazione - recupero, permeabilità dei vasi sanguigni e dei tessuti. Macro e microelementi - calcio, fosforo, fluoro, iodio, alluminio, silicio determinano la formazione di ossa e tessuti dentali.

Ci sono prove che il contenuto di alcuni elementi nel corpo umano cambia con l'età. Quindi, il contenuto di cadmio nei reni e di molibdeno nel fegato aumenta con la vecchiaia. Il contenuto massimo di zinco si osserva durante la pubertà, poi diminuisce e in età avanzata raggiunge un minimo. Anche il contenuto di altri oligoelementi, come vanadio e cromo, diminuisce con l'età.

Sono state identificate molte malattie associate a carenza o accumulo eccessivo di vari oligoelementi. La carenza di fluoro provoca carie dentale, carenza di iodio - gozzo endemico, eccesso di molibdeno - gotta endemica. Tali schemi sono collegati al fatto che l'equilibrio delle concentrazioni ottimali di elementi biogenici è mantenuto nel corpo umano: l'omeostasi chimica. La violazione di questo equilibrio a causa della mancanza o dell'eccesso dell'elemento può portare a varie malattie.

Oltre ai sei macronutrienti principali - organogeni - carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, zolfo e fosforo, che costituiscono carboidrati, grassi, proteine e acidi nucleici, sono necessari per la normale alimentazione umana e animale i macronutrienti "inorganici" - calcio, cloro , magnesio, potassio, sodio - e oligoelementi - rame, fluoro, iodio, ferro, molibdeno, zinco e anche, possibilmente (provato per gli animali), selenio, arsenico, cromo, nichel, silicio, stagno, vanadio.

La mancanza di elementi come ferro, rame, fluoro, zinco, iodio, calcio, fosforo, magnesio e alcuni altri nella dieta porta a conseguenze serie per la salute umana.

Tuttavia, va ricordato che non solo una carenza, ma anche un eccesso di elementi biogenici è dannoso per l'organismo, poiché ciò interrompe l'omeostasi chimica. Ad esempio, con l'assunzione di manganese in eccesso con il cibo, il livello di rame nel plasma aumenta (sinergismo di Mn e Cu) e nei reni diminuisce (antagonismo). L'aumento del contenuto di molibdeno negli alimenti porta ad un aumento della quantità di rame nel fegato. Un eccesso di zinco negli alimenti provoca l'inibizione dell'attività degli enzimi contenenti ferro (antagonismo di Zn e Fe).

I componenti minerali, che sono vitali in quantità trascurabili, diventano tossici a concentrazioni più elevate.

Un certo numero di elementi (argento, mercurio, piombo, cadmio, ecc.) Sono considerati tossici, poiché il loro ingresso nel corpo già in tracce porta a gravi fenomeni patologici. meccanismo chimico Gli effetti tossici di alcuni oligoelementi saranno discussi di seguito.

Gli elementi biogenici sono ampiamente utilizzati in agricoltura. L'aggiunta di piccole quantità di microelementi - boro, rame, manganese, zinco, cobalto, molibdeno - al suolo aumenta notevolmente la resa di molte colture. Si scopre che i microelementi, aumentando l'attività degli enzimi nelle piante, contribuiscono alla sintesi di proteine, vitamine, acidi nucleici, zuccheri e amido. Alcuni degli elementi chimici hanno un effetto positivo sulla fotosintesi, accelerano la crescita e lo sviluppo delle piante, la maturazione dei semi. Gli oligoelementi vengono aggiunti ai mangimi per aumentarne la produttività.

Vari elementi e loro composti sono ampiamente usati come medicinali.

Pertanto, lo studio del ruolo biologico degli elementi chimici, la delucidazione della relazione tra lo scambio di questi elementi e altre sostanze biologicamente attive - enzimi, ormoni, vitamine contribuisce alla creazione di nuovi farmaci e allo sviluppo di modalità ottimali il loro dosaggio a fini sia terapeutici che profilattici.

La base per studiare le proprietà degli elementi e, in particolare, il loro ruolo biologico è legge periodica DI. Mendeleev. Caratteristiche fisico-chimiche, e, di conseguenza, il loro ruolo fisiologico e patologico, sono determinati dalla posizione di questi elementi in sistema periodico DI. Mendeleev.

Di norma, con un aumento della carica del nucleo degli atomi, la tossicità degli elementi di questo gruppo aumenta e il loro contenuto nel corpo diminuisce. La diminuzione del contenuto è ovviamente dovuta al fatto che molti elementi di lunghi periodi sono scarsamente assorbiti dagli organismi viventi a causa dei grandi raggi atomici e ionici, dell'elevata carica nucleare, della complessità delle configurazioni elettroniche e della bassa solubilità dei composti. Il corpo contiene quantità significative di elementi leggeri.

I macroelementi includono elementi s del primo (idrogeno), terzo (sodio, magnesio) e quarto (potassio, calcio), nonché elementi p del secondo (carbonio, azoto, ossigeno) e terzo (fosforo, zolfo, cloro) periodi. Tutti loro sono vitali. La maggior parte degli elementi s e p rimanenti dei primi tre periodi (Li, B, Al, F) sono fisiologicamente attivi, gli elementi s e p di periodi ampi (n> 4) raramente agiscono come indispensabili. L'eccezione sono gli elementi s: potassio, calcio, iodio. Fisiologicamente attivi includono alcuni elementi s e p del quarto e quinto periodo: stronzio, arsenico, selenio, bromo.

Tra gli elementi d, sono soprattutto gli elementi del quarto periodo ad essere vitali: manganese, ferro, zinco, rame, cobalto. Recentemente è stato stabilito che è indubbio anche il ruolo fisiologico di alcuni altri elementi d di questo periodo: titanio, cromo, vanadio.

d-Gli elementi del quinto e sesto periodo, ad eccezione del molibdeno, non mostrano un'attività fisiologica positiva pronunciata. Il molibdeno fa anche parte di numerosi enzimi redox (ad esempio ossido di xantina, aldeide ossidasi) e svolge un ruolo importante nel corso dei processi biochimici.

2. Aspetti generali della tossicità dei metalli pesanti per gli organismi viventi

Uno studio completo dei problemi associati alla valutazione dello stato dell'ambiente naturale mostra che è molto difficile tracciare una linea netta tra fattori naturali e antropogenici nel cambiamento dei sistemi ecologici. Gli ultimi decenni ci hanno convinto di questo. che l'impatto dell'uomo sulla natura non provoca solo danni diretti e facilmente identificabili, ma provoca anche una serie di nuovi processi, spesso nascosti, che trasformano o distruggono l'ambiente. I processi naturali e antropogenici nella biosfera sono in una complessa relazione e interdipendenza. Quindi, il corso delle trasformazioni chimiche che portano alla formazione di sostanze tossiche è influenzato dal clima, dallo stato della copertura del suolo, dall'acqua, dall'aria, dal livello di radioattività, ecc. Nelle condizioni attuali, quando si studiano i processi di inquinamento chimico degli ecosistemi, si pone il problema di trovare elementi naturali, prevalentemente condizionati fattori naturali, livelli di contenuto di determinati elementi o composti chimici. La soluzione a questo problema è possibile solo sulla base di osservazioni sistematiche a lungo termine dello stato dei componenti della biosfera, del contenuto di varie sostanze in esse contenute, cioè sulla base del monitoraggio ambientale.

L'inquinamento ambientale da metalli pesanti è direttamente correlato al monitoraggio ecologico e analitico dei supertossici, poiché molti di essi presentano un'elevata tossicità già in tracce e sono in grado di concentrarsi negli organismi viventi.

Le principali fonti di inquinamento ambientale da metalli pesanti possono essere suddivise in naturali (naturali) e artificiali (antropogeniche). Naturali includono eruzioni vulcaniche, tempeste di sabbia, incendi boschivi e di steppa, sali marini sollevate dal vento, dalla vegetazione, ecc. Le fonti naturali di inquinamento sono sistematiche, uniformi o spontanee di breve durata e, di norma, hanno scarso effetto sulla livello generale inquinamento. Le principali e più pericolose fonti di inquinamento della natura con metalli pesanti sono di origine antropica.

Nel processo di studio della chimica dei metalli e dei loro cicli biochimici nella biosfera, si rivela il duplice ruolo che svolgono in fisiologia: da un lato, la maggior parte dei metalli è necessaria per il normale corso della vita; d'altra parte, a concentrazioni elevate, mostrano un'elevata tossicità, cioè hanno cattiva influenza sullo stato e l'attività degli organismi viventi. Il confine tra le concentrazioni necessarie e tossiche degli elementi è molto vago, il che complica la valutazione affidabile del loro impatto sull'ambiente. La quantità in cui alcuni metalli diventano veramente pericolosi dipende non solo dal grado di contaminazione degli ecosistemi da parte degli stessi, ma anche dalle caratteristiche chimiche del loro ciclo biochimico. In tavola. 1 mostra la serie di tossicità molare dei metalli per tipi diversi organismi viventi.

Tabella 1. Sequenza rappresentativa della tossicità molare dei metalli

Microrganismi Tossicità serie Alghe 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>>SrMammalsAg, Hg, Cd> Cu, Pb, Sn, Be>> Mn, Zn, Ni, Fe , Cr >> Sr >Сs, Li, Al

Per ogni tipo di organismo, l'ordine dei metalli nelle righe della tabella da sinistra a destra riflette l'aumento della quantità molare del metallo necessaria per la manifestazione dell'effetto di tossicità. Il valore molare minimo si riferisce al metallo con la più alta tossicità.

VV Kovalsky, in base alla loro importanza per la vita, ha diviso gli elementi chimici in tre gruppi:

Elementi vitali (insostituibili) che sono costantemente contenuti nel corpo (fanno parte di enzimi, ormoni e vitamine): H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu , Co, Fe, Mo, V. La loro carenza porta all'interruzione della normale vita di esseri umani e animali.

Tabella 2. Caratteristiche di alcuni metalloenzimi - complessi bioinorganici

Metallo-enzima Atomo centrale Ambiente legante Oggetto di concentrazione Azione enzimatica Carboanidrasi Zn (II) Residui di amminoacidi Eritrociti Catalizza l'idratazione reversibile dell'anidride carbonica: CO 2+H 2O↔N 2COSÌ 3↔N ++NSO 3Zn (II) carbossipeptidasi Residui di aminoacidi Pancreas, fegato, intestino Catalizza la digestione delle proteine, partecipa all'idrolisi del legame peptidico: R 1CO-NH-R 2+H 2O↔R 1-COOH+R 2NH 2Catalasi Fe (III) Residui di amminoacidi, istidina, tirosina Sangue Catalizza la reazione di decomposizione del perossido di idrogeno: 2H 2o 2= 2H 2O + O 2Fe(III) perossidasiProteineTessuti, sangueOssidazione dei substrati (RH 2) perossido di idrogeno: UR 2+ H 2o 2=R+2H 2Ossireduttasi Cu (II) Residui di aminoacidi Cuore, fegato, reni Catalizza l'ossidazione con l'aiuto dell'ossigeno molecolare: 2H 2R+O 2= 2R + 2H 2O Piruvato carbossilasi Mn (II) Proteine tissutali Fegato, tiroide Potenzia l'azione degli ormoni. Catalizza il processo di carbossilazione con acido piruvico Aldeide ossidasi Mo (VI) Proteine tissutali Fegato Partecipa all'ossidazione delle aldeidi Ribonucleotide reduttasi Co (II) Proteine tissutali Fegato Partecipa alla biosintesi degli acidi ribonucleici

elementi di impurità contenuti permanentemente nel corpo: 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. Il loro ruolo biologico è poco compreso o sconosciuto.
elementi di impurità presenti nel corpo Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb, ecc. I dati sulla quantità e sul ruolo biologico non sono chiari.
La tabella mostra le caratteristiche di un certo numero di metalloenzimi, che includono metalli vitali come Zn, Fe, Cu, Mn, Mo.
A seconda del comportamento nei sistemi viventi, i metalli possono essere suddivisi in 5 tipi:
- elementi necessari, con una mancanza di cui si verificano disturbi funzionali nel corpo;
- stimolanti (i metalli necessari e non necessari all'organismo possono fungere da stimolanti);
elementi inerti che sono innocui a determinate concentrazioni e non hanno alcun effetto sull'organismo (ad esempio, metalli inerti usati come impianti chirurgici):
agenti terapeutici usati in medicina;
elementi tossici, ad alte concentrazioni che portano a disturbi funzionali irreversibili, morte del corpo.
A seconda della concentrazione e del tempo di contatto, il metallo può agire secondo una delle tipologie indicate.
La figura 1 mostra un diagramma della dipendenza dello stato dell'organismo dalla concentrazione di ioni metallici. La curva solida nel diagramma descrive la risposta positiva immediata, il livello ottimale e il passaggio dell'effetto positivo a quello negativo dopo che i valori di concentrazione dell'elemento desiderato hanno superato il massimo. Ad alte concentrazioni, il metallo richiesto diventa tossico.
La curva tratteggiata mostra la risposta biologica a un metallo tossico per l'organismo senza l'effetto di un elemento essenziale o stimolante. Questa curva arriva con un certo ritardo, che indica la capacità di un organismo vivente di "non reagire" a piccole quantità di una sostanza tossica (concentrazione soglia).
Dal diagramma segue che gli elementi necessari diventano tossici in quantità eccessive. Il corpo degli animali e dell'uomo mantiene la concentrazione degli elementi nell'intervallo ottimale attraverso un complesso di processi fisiologici chiamati omeostasi. La concentrazione di tutti, senza eccezioni, i metalli necessari è sotto stretto controllo dell'omeostasi.

Fig.1 Risposta biologica in funzione della concentrazione del metallo. (La disposizione reciproca delle due curve rispetto alla scala di concentrazione è condizionale)
avvelenamento da ioni di tossicità da metalli
Di particolare interesse è il contenuto di elementi chimici nel corpo umano. Gli organi umani concentrano in modo diverso vari elementi chimici in se stessi, cioè macro e microelementi sono distribuiti in modo non uniforme tra diversi organi e tessuti. La maggior parte degli oligoelementi (il contenuto nel corpo è entro 10 -3-10-5%) si accumula nel fegato, nelle ossa e nei tessuti muscolari. Questi tessuti sono il principale deposito di molti metalli.
Gli elementi possono mostrare un'affinità specifica per alcuni organi ed essere contenuti in essi in alte concentrazioni. È noto che lo zinco è concentrato nel pancreas, lo iodio nella ghiandola tiroidea, il vanadio, insieme all'alluminio e all'arsenico, si accumula nei capelli e nelle unghie, nel cadmio, nel mercurio, nel molibdeno - nei reni, nello stagno nei tessuti intestinali, nello stronzio - in la ghiandola prostatica, il tessuto osseo, il manganese nella ghiandola pituitaria, ecc. Nel corpo, gli oligoelementi possono essere trovati in stato vincolato, e sotto forma di forme ioniche libere. È stato stabilito che alluminio, rame e titanio nei tessuti cerebrali sono sotto forma di complessi con proteine, mentre il manganese è in forma ionica.
In risposta all'assunzione di eccessive concentrazioni di elementi nell'organismo, un organismo vivente è in grado di limitare o addirittura eliminare l'effetto tossico che ne deriva a causa della presenza di determinati meccanismi di disintossicazione. I meccanismi specifici di disintossicazione in relazione agli ioni metallici non sono attualmente ben compresi. Molti metalli nel corpo possono essere convertiti in forme meno dannose nei seguenti modi:
formazione di complessi insolubili in tratto intestinale;
trasporto di metallo con sangue ad altri tessuti dove può essere immobilizzato (come, ad esempio, Pb + 2 nelle ossa);

- trasformazione da parte del fegato e dei reni in una forma meno tossica.

Quindi, in risposta all'azione di ioni tossici di piombo, mercurio, cadmio, ecc., il fegato e i reni umani aumentano la sintesi di metallotioni - proteine a basso peso molecolare, in cui circa 1/3 dei residui di amminoacidi è cisteina . alto contenuto e determinata posizione i gruppi SH sulfidrilici offrono la possibilità di un forte legame di ioni metallici.

I meccanismi di tossicità dei metalli sono generalmente ben noti, ma è molto difficile trovarli per qualsiasi metallo particolare. Uno di questi meccanismi è la concentrazione tra metalli essenziali e tossici per possedere siti di legame nelle proteine, poiché gli ioni metallici stabilizzano e attivano molte proteine, che fanno parte di molti sistemi enzimatici. Inoltre, molte macromolecole proteiche hanno gruppi sulfidrilici liberi che possono interagire con ioni metallici tossici come cadmio, piombo e mercurio, provocando effetti tossici. Tuttavia, non è esattamente stabilito quali macromolecole danneggiano un organismo vivente in questo caso. La manifestazione di tossicità degli ioni metallici in corpi diversi e i tessuti non sono sempre correlati al livello del loro accumulo - non vi è alcuna garanzia che il danno maggiore si verifichi in quella parte del corpo in cui la concentrazione di questo metallo è maggiore. Quindi gli ioni di piombo (II), essendo più del 90% della quantità totale nel corpo immobilizzato nelle ossa, mostrano tossicità a causa del 10% distribuito in altri tessuti del corpo. L'immobilizzazione degli ioni di piombo nelle ossa può essere considerata un processo di disintossicazione.

La tossicità di uno ione metallico di solito non è associata alla sua necessità per il corpo. Tuttavia, per tossicità e necessità, ce n'è uno caratteristica comune: di regola, esiste una relazione di ioni metallici tra loro, esattamente, così come tra ioni metallici e non metallici, nel contributo complessivo all'efficacia della loro azione. Ad esempio, la tossicità del cadmio è più pronunciata in un sistema con carenza di zinco, mentre la tossicità del piombo è esacerbata dalla carenza di calcio. Allo stesso modo, l'assorbimento del ferro dal cibo vegetale è inibito dai ligandi complessanti in esso presenti e un eccesso di ioni zinco può inibire l'assorbimento del rame, ecc.

La determinazione dei meccanismi di tossicità degli ioni metallici è spesso complicata dall'esistenza di vari modi per la loro penetrazione in un organismo vivente. I metalli possono essere ingeriti con cibo, acqua, assorbiti attraverso la pelle, penetrati per inalazione, ecc. L'assorbimento con la polvere è Via principale penetrazione a inquinamento industriale. Come risultato dell'inalazione, la maggior parte dei metalli si deposita nei polmoni e solo allora si diffonde ad altri organi. Ma la via più comune per l'ingresso di metalli tossici nel corpo è l'ingestione attraverso cibo e acqua.

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>> Chimica: Elementi chimici nelle cellule degli organismi viventi

Più di 70 elementi sono stati trovati nella composizione delle sostanze che formano le cellule di tutti gli organismi viventi (uomo, animali, piante). Questi elementi sono generalmente divisi in due gruppi: macroelementi e microelementi.

I macronutrienti si trovano nelle cellule grandi quantità. Prima di tutto, questi sono carbonio, ossigeno, azoto e idrogeno. In totale, costituiscono quasi il 98% del contenuto totale della cella. Oltre a questi elementi, i macronutrienti includono anche magnesio, potassio, calcio, sodio, fosforo, zolfo e cloro. Il loro contenuto totale è dell'1,9%. Pertanto, la quota di altri elementi chimici rappresenta circa lo 0,1%. Questi sono micronutrienti. Questi includono ferro, zinco, manganese, boro, rame, iodio, cobalto, bromo, fluoro, alluminio, ecc.

23 oligoelementi sono stati trovati nel latte dei mammiferi: litio, rubidio, rame, argento, bario, stronzio, titanio, arsenico, vanadio, cromo, molibdeno, iodio, fluoro, manganese, ferro, cobalto, nichel, ecc.

La composizione del sangue dei mammiferi comprende 24 microelementi e la composizione del cervello umano - 18 microelementi.

Come puoi vedere, non ci sono elementi speciali nella cella che sono caratteristici solo per la natura vivente, ad es livello atomico non c'è differenza tra natura vivente e non vivente. Queste differenze si trovano solo a livello sostanze complesse- sul livello molecolare. Quindi, insieme a sostanze inorganiche(acqua e sali minerali) le cellule degli organismi viventi contengono sostanze che sono caratteristiche solo per loro: sostanze organiche (proteine, grassi, carboidrati, acidi nucleici, vitamine, ormoni, ecc.). Queste sostanze sono costruite principalmente da carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto, cioè dai macroelementi. Gli oligoelementi sono contenuti in queste sostanze in piccole quantità, tuttavia il loro ruolo nella normale vita degli organismi è enorme. Ad esempio, i composti di boro, manganese, zinco, cobalto aumentano notevolmente la resa delle singole piante agricole e aumentano la loro resistenza a varie malattie.

L'uomo e gli animali ricevono gli oligoelementi di cui hanno bisogno per la vita normale attraverso le piante di cui si nutrono. Se non c'è abbastanza manganese nel cibo, sono possibili un ritardo della crescita, un rallentamento dell'inizio della pubertà e disturbi metabolici durante la formazione dello scheletro. L'aggiunta di frazioni di milligrammo di sali di manganese a razione giornaliera animali elimina queste malattie.

Il cobalto fa parte della vitamina B12, che è responsabile del lavoro degli organi ematopoietici. La mancanza di cobalto negli alimenti provoca spesso una grave malattia che porta all'esaurimento del corpo e persino alla morte.

L'importanza degli oligoelementi per l'uomo è stata rivelata per la prima volta nello studio di una malattia come il gozzo endemico, causata dalla mancanza di iodio nel cibo e nell'acqua. L'assunzione di sale contenente iodio porta al recupero e la sua aggiunta al cibo in piccole quantità previene la malattia. A tale scopo viene effettuato sale da cucina iodato, a cui viene aggiunto 0,001-0,01% di ioduro di potassio.

La composizione della maggior parte dei catalizzatori enzimatici biologici include zinco, molibdeno e alcuni altri metalli. Questi elementi, contenuti nelle cellule degli organismi viventi in piccolissime quantità, assicurano il normale funzionamento dei più fini meccanismi biochimici e sono veri regolatori dei processi vitali.

Molti oligoelementi sono contenuti nelle vitamine - sostanze organiche di varia natura chimica, che entrano nel corpo con il cibo in piccole dosi e hanno una grande influenza sul metabolismo e sull'attività vitale generale del corpo. Nella loro azione biologica, sono vicini agli enzimi, ma gli enzimi sono formati dalle cellule del corpo e le vitamine di solito provengono dal cibo. Le piante servono come fonti di vitamine: agrumi, rosa canina, prezzemolo, cipolle, aglio e molti altri. Alcune vitamine - A, B1, B2, K - sono ottenute sinteticamente. Le vitamine prendono il nome da due parole: vita - vita e ammina - contenenti azoto.

Gli oligoelementi fanno anche parte degli ormoni: sostanze biologicamente attive che regolano il lavoro di organi e sistemi di organi umani e animali. Prendono il loro nome da Parola greca Harmao - Vinco io. Gli ormoni sono prodotti dalle ghiandole endocrine ed entrano nel sangue, che li trasporta in tutto il corpo. Alcuni ormoni sono ottenuti sinteticamente.

1. Macroelementi e microelementi.

2. Il ruolo degli oligoelementi nella vita delle piante, degli animali e dell'uomo.

3. Sostanze organiche: proteine, grassi, carboidrati.

4. Enzimi.

5. Vitamine.

6. Ormoni.

A quale livello di forme di esistenza di un elemento chimico inizia la differenza tra natura animata e inanimata?

Perché i singoli macronutrienti sono anche chiamati biogenici? Elencali.

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