프로젝트 "화학 원소의 생물학적 역할". 살아있는 유기체에서 화학 원소의 생물학적 역할

1. 환경과 인체의 거시적 요소와 미시적 요소

인체에서 화학 원소의 생물학적 역할은 매우 다양합니다.

다량 영양소의 주요 기능은 조직을 만들고 일정한 삼투압, 이온 및 산-염기 조성을 유지하는 것입니다.

미량원소는 효소, 호르몬, 비타민, 착화제 또는 활성제로서의 생물학적 활성 물질의 일부로서 대사, 생식 과정, 조직 호흡 및 독성 물질의 중화에 관여합니다. 미량 원소는 조혈, 산화 - 회복, 혈관 및 조직 투과성 과정에 적극적으로 영향을 미칩니다. 매크로 및 미량 요소 - 칼슘, 인, 불소, 요오드, 알루미늄, 실리콘은 뼈와 치아 조직의 형성을 결정합니다.

인체의 일부 요소의 함량은 나이에 따라 변한다는 증거가 있습니다. 따라서 신장의 카드뮴 함량과 간의 몰리브덴 함량은 나이가 들면서 증가합니다. 아연의 최대 함량은 사춘기 동안 관찰 된 다음 감소하고 노년기에 최소에 도달합니다. 바나듐 및 크롬과 같은 다른 미량 원소의 함량도 나이가 들면서 감소합니다.

다양한 미량 원소의 결핍 또는 과도한 축적과 관련된 많은 질병이 확인되었습니다. 불소 결핍은 충치, 요오드 결핍 - 풍토성 갑상선종, 과잉 몰리브덴 - 풍토성 통풍을 유발합니다. 이러한 패턴은 생물학적 요소의 최적 농도 균형이 인체에서 유지된다는 사실, 즉 화학적 항상성과 관련이 있습니다. 요소의 부족 또는 과잉으로 인해이 균형을 위반하면 다양한 질병이 발생할 수 있습니다.

탄수화물, 지방, 단백질 및 핵산을 구성하는 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 및 인과 같은 6가지 주요 다량 영양소 외에도 "무기" 다량 영양소는 정상적인 인간 및 동물 영양(칼슘, 염소)에 필요합니다. , 마그네슘, 칼륨, 나트륨 및 미량 원소 - 구리, 불소, 요오드, 철, 몰리브덴, 아연, 그리고 또한 (동물에 대해 입증됨), 셀레늄, 비소, 크롬, 니켈, 실리콘, 주석, 바나듐.

식단에 철, 구리, 불소, 아연, 요오드, 칼슘, 인, 마그네슘 및 기타 요소와 같은 요소가 부족하면 심각한 결과인간의 건강을 위해.

그러나 결핍뿐만 아니라 과도한 생물학적 요소는 화학적 항상성을 방해하기 때문에 신체에 해롭다는 것을 기억해야합니다. 예를 들어, 음식과 함께 과량의 망간을 섭취하면 혈장의 구리 수준이 증가하고(Mn과 Cu의 상승 작용), 신장에서는 감소합니다(길항 작용). 음식에서 몰리브덴 함량이 증가하면 간에 있는 구리 양이 증가합니다. 식품에 과량의 아연은 철 함유 효소의 활성을 억제합니다(Zn과 Fe의 길항작용).

무시할 수 있는 양으로 필수적인 미네랄 성분은 더 높은 농도에서 독성이 됩니다.

많은 요소 (은, 수은, 납, 카드뮴 등)는 이미 미량으로 몸에 들어가면 심각한 병리학 적 현상으로 이어지기 때문에 독성으로 간주됩니다. 화학적 메커니즘특정 미량 원소의 독성 효과는 아래에서 논의될 것입니다.

생물학적 요소는 다음 분야에서 널리 사용됩니다. 농업. 소량의 미량원소(붕소, 구리, 망간, 아연, 코발트, 몰리브덴)를 토양에 첨가하면 많은 작물의 수확량이 극적으로 증가합니다. 미량 원소는 식물에서 효소의 활성을 증가시켜 단백질, 비타민, 핵산, 설탕 및 전분. 일부 화학 원소는 광합성에 긍정적 인 영향을 미치고 식물의 성장과 발달, 종자 성숙을 촉진합니다. 생산성을 높이기 위해 동물 사료에 미량 원소를 첨가합니다.

다양한 원소와 그 화합물이 의약품으로 널리 사용됩니다.

따라서 화학 원소의 생물학적 역할에 대한 연구, 이러한 원소와 다른 생물학적 활성 물질(효소, 호르몬, 비타민)의 교환 사이의 관계에 대한 해명은 새로운 물질 생성에 기여합니다. 약및 개발 최적의 모드치료 및 예방 목적으로 투여합니다.

요소의 특성, 특히 생물학적 역할을 연구하는 기초는 다음과 같습니다. 주기율디. 멘델레예프. 물리화학적 특성, 그리고 결과적으로 그들의 생리학적, 병리학적 역할은 이 요소들의 위치에 의해 결정됩니다. 주기율표디. 멘델레예프.

일반적으로 원자핵의 전하가 증가함에 따라이 그룹의 요소의 독성이 증가하고 신체의 함량이 감소합니다. 함량 감소는 원자 및 이온 반경이 크고 핵 전하가 높으며 전자 구성이 복잡하고 화합물의 용해도가 낮기 때문에 장기간의 많은 원소가 생물체에 잘 흡수되지 않기 때문입니다. 몸에는 상당한 양의 가벼운 요소가 포함되어 있습니다.

거대 원소에는 첫 번째(수소), 세 번째(나트륨, 마그네슘) 및 네 번째(칼륨, 칼슘) 기간의 s-원소와 두 번째(탄소, 질소, 산소) 및 세 번째(인, 황, 염소) 기간. 모두 중요합니다. 처음 세 기간(Li, B, Al, F)의 나머지 s 및 p-요소 대부분은 생리학적으로 활성이며, 큰 기간(n> 4)의 s 및 p-요소는 거의 필수 불가결한 역할을 하지 않습니다. 예외는 s-요소(칼륨, 칼슘, 요오드)입니다. 생리 학적 활성에는 스트론튬, 비소, 셀레늄, 브롬과 같은 네 번째 및 다섯 번째 기간의 일부 s 및 p 요소가 포함됩니다.

d-원소 중에서 망간, 철, 아연, 구리, 코발트와 같이 중요한 것은 주로 4기의 원소입니다. 최근에는 티타늄, 크롬, 바나듐과 같은 이 시기의 다른 d-원소의 생리학적 역할도 의심할 여지가 없다는 것이 밝혀졌습니다.

d-몰리브덴을 제외한 다섯 번째 및 여섯 번째 기간의 요소는 뚜렷한 긍정적 생리 활성을 나타내지 않습니다. 몰리브덴은 또한 많은 산화환원 효소(예: 크산틴 산화물, 알데히드 산화효소)의 일부이며 생화학적 과정에서 중요한 역할을 합니다.

2. 생물에 대한 중금속 독성의 일반적인 측면

자연 환경의 상태를 평가하는 것과 관련된 문제에 대한 포괄적인 연구는 자연 환경과 자연 환경 사이에 명확한 선을 긋는 것이 매우 어렵다는 것을 보여줍니다. 인위적 요인생태계의 변화. 지난 수십 년 동안 우리는 이것을 확신했습니다. 자연에 대한 인간의 영향은 직접적이고 쉽게 식별할 수 있는 손상을 일으킬 뿐만 아니라 환경을 변형시키거나 파괴하는 여러 가지 새롭고 종종 숨겨진 과정을 유발합니다. 생물권의 자연적 과정과 인위적 과정은 복잡한 관계와 상호 의존 관계에 있습니다. 따라서 독성 물질의 형성으로 이어지는 화학 변형 과정은 기후, 토양 덮개의 상태, 물, 공기, 방사능 수준 등에 영향을 받습니다. 현재의 상황에서 생태계의 화학적 오염 과정을 연구할 때, 주로 자연적 요인, 특정 화학 원소 또는 화합물의 함량 수준으로 인해 자연을 찾는 문제가 발생합니다. 이 문제에 대한 해결책은 생물권 구성 요소의 상태, 다양한 물질, 즉, 환경 모니터링을 기반으로 합니다.

오염 환경중금속은 초독성 물질의 생태학적 및 분석적 모니터링과 직접적인 관련이 있습니다. 그 중 많은 물질이 이미 미량으로 높은 독성을 나타내고 살아있는 유기체에 집중할 수 있기 때문입니다.

중금속에 의한 환경오염의 주요 원인은 자연(천연)과 인공(인위)으로 나눌 수 있다. 화산 폭발, 먼지 폭풍, 산림 및 대초원 화재, 바다 소금바람, 식물 등에 의해 날아가 버립니다. 자연 오염원은 체계적이고 균일하거나 단기적이며 일반적으로 환경에 거의 영향을 미치지 않습니다. 일반 수준오염. 중금속으로 인한 자연 오염의 주요 원인이자 가장 위험한 원인은 인위적입니다.

생물권에서 금속의 화학과 금속의 생화학적 주기를 연구하는 과정에서 생리학에서 금속이 수행하는 이중 역할이 드러납니다. 한편으로는 대부분의 금속이 정상적인 삶의 과정에 필요합니다. 반면에 높은 농도에서는 높은 독성을 나타냅니다. 유해한 영향살아있는 유기체의 상태와 활동. 요소의 필수 농도와 독성 농도 사이의 경계는 매우 모호하여 환경에 대한 영향에 대한 신뢰할 수 있는 평가를 복잡하게 만듭니다. 일부 금속이 진정으로 위험해지는 정도는 금속이 생태계를 오염시키는 정도뿐만 아니라 생화학적 주기의 화학적 특성에 따라 달라집니다. 테이블에서. 1은 금속의 몰 독성 시리즈를 보여줍니다. 다른 유형살아있는 유기체.

표 1. 금속의 몰 독성의 대표적인 순서

생물 독성 계열 조류 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

각 유형의 유기체에 대해 표의 열에서 금속의 순서는 왼쪽에서 오른쪽으로 독성 효과의 발현에 필요한 금속의 몰량 증가를 반영합니다. 최소 몰 값은 독성이 가장 높은 금속을 나타냅니다.

V.V. Kovalsky는 생명의 중요성에 따라 화학 원소를 세 그룹으로 나누었습니다.

신체에 지속적으로 포함되어 있는 필수(대체 불가능한) 요소(효소, 호르몬 및 비타민의 일부): H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu , Co, Fe, Mo, V. 그들의 결핍은 인간과 동물의 정상적인 삶을 방해합니다.

표 2. 일부 금속효소 - 생물무기 복합체의 특성

금속 효소 중심 원자 리간드 환경 농도 대상 효소 작용 탄수화물 분해 효소 Zn(II) 아미노산 잔류물 적혈구 이산화탄소의 가역적 수화 촉진: CO 2+H 2O↔N 2그래서 3↔N ++NSO 3Zn(II) 카르복시펩티다아제 아미노산 잔기 췌장, 간, 장 단백질 소화 촉진, 펩티드 결합 가수분해 참여: R 1CO-NH-R 2+H 2오↔R 1-COOH+R 2NH 2Catalase Fe (III) 아미노산 잔기, 히스티딘, 티로신 혈액 과산화수소 분해 반응 촉매: 2H 2영형 2= 2시간 2오 + 오 2Fe(III) 과산화효소단백질조직, 혈액 기질의 산화(RH 2) 과산화수소: RH 2+ H 2영형 2=R+2H 2Oxireductase Cu(II) 아미노산 잔류물 심장, 간, 신장 분자 산소의 도움으로 산화 촉매: 2H 2R+O 2= 2R + 2H 2O Pyruvate carboxylase Mn(II) 조직 단백질 간, 갑상선 호르몬의 작용을 강화합니다. 피루브산으로 카르복실화 과정 촉매 알데히드 산화효소 Mo(VI) 조직 단백질 간 알데히드 산화에 참여 리보뉴클레오티드 환원효소 Co(II) 조직 단백질 간 리보핵산 생합성에 참여

체내에 영구히 함유된 불순물 원소: 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. 그들의 생물학적 역할은 거의 이해되지 않거나 알려지지 않았습니다.
몸에서 발견되는 불순물 원소 Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb 등. 양과 생물학적 역할에 대한 데이터는 명확하지 않습니다.
표는 Zn, Fe, Cu, Mn, Mo와 같은 필수 금속을 포함하는 여러 금속효소의 특성을 보여줍니다.
살아있는 시스템의 행동에 따라 금속은 5가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
- 필요한 요소, 신체에서 기능 장애가 발생하는 부족;
- 각성제(신체에 필요하고 필요하지 않은 금속은 각성제로 작용할 수 있음)
특정 농도에서 무해하고 신체에 영향을 미치지 않는 불활성 요소(예: 외과용 임플란트로 사용되는 불활성 금속):
의학에 사용되는 치료제;
독성 요소, 돌이킬 수 없는 기능 장애, 신체의 죽음으로 이어지는 고농도에서.
농도와 접촉 시간에 따라 금속은 표시된 유형 중 하나에 따라 작용할 수 있습니다.
그림 1은 금속 이온 농도에 대한 유기체 상태의 의존성에 대한 다이어그램을 보여줍니다. 다이어그램의 실선 곡선은 원하는 원소의 농도 값이 최대값을 통과한 후 즉각적인 긍정적인 반응, 최적의 수준 및 긍정적인 효과가 부정적인 것으로 전환되는 것을 나타냅니다. 고농도에서 필요한 금속은 독성이 있습니다.
점선 곡선은 필수 또는 자극 요소의 영향 없이 신체에 독성이 있는 금속에 대한 생물학적 반응을 보여줍니다. 이 곡선에는 약간의 지연이 있으며, 이는 살아있는 유기체가 소량의 독성 물질(역치 농도)에 "반응하지 않는" 능력을 나타냅니다.
다이어그램에서 필요한 요소가 과량으로 유독해진다는 것을 알 수 있습니다. 동물과 인간의 몸은 항상성(homeostasis)이라는 복잡한 생리학적 과정을 통해 최적 범위의 원소 농도를 유지합니다. 예외 없이 모든 금속의 농도는 항상성의 엄격한 통제 하에 있습니다.

그림 1 금속 농도에 따른 생물학적 반응. ( 상호 협의조건부로 농도 척도에 대한 두 개의 곡선)
금속 독성 이온 중독
특히 흥미로운 것은 인체의 화학 원소 함량입니다. 인간의 장기는 다양한 화학 원소를 자체적으로 다르게 집중화합니다. 대부분의 미량원소(본체의 함량은 10 -3-10-5%) 간, 뼈 및 근육 조직에 축적됩니다. 이 직물은 많은 금속의 주요 창고입니다.
원소는 특정 기관에 대해 특정한 친화력을 보일 수 있으며 고농도로 함유되어 있습니다. 아연은 췌장에, 요오드는 갑상선에, 바나듐은 알루미늄 및 비소와 함께 머리카락과 손톱에 축적되며, 카드뮴, 수은, 몰리브덴 - 신장, 장 조직의 주석, 스트론튬 -에서 전립선, 뼈 조직, 뇌하수체의 망간 등 신체에서 미량 원소를 찾을 수 있습니다. 바운드 상태, 그리고 자유 이온 형태의 형태. 뇌 조직의 알루미늄, 구리 및 티타늄은 단백질과 복합체 형태로 존재하는 반면 망간은 이온 형태로 존재한다는 것이 확인되었습니다.
신체에 과잉 농도의 요소를 섭취하면 살아있는 유기체는 특정 해독 메커니즘의 존재로 인해 발생하는 독성 효과를 제한하거나 제거할 수 있습니다. 금속 이온과 관련된 해독의 특정 메커니즘은 현재 잘 알려져 있지 않습니다. 신체의 많은 금속은 덜 해로운 형태로 전환될 수 있습니다. 다음과 같은 방법으로:
불용성 복합체 형성 장관;
혈액과 함께 금속이 고정될 수 있는 다른 조직으로 이동하는 것(예: Pb + 2 뼈에서);

- 간과 신장에 의해 독성이 덜한 형태로 변형.

따라서 납, 수은, 카드뮴 등의 독성 이온의 작용에 반응하여 인간의 간과 신장은 아미노산 잔기의 약 1/3이 시스테인인 저분자량 단백질인 메탈로티온의 합성을 증가시킵니다. . 높은 함량과 특정 위치 sulfhydryl SH-기는 금속 이온의 강한 결합 가능성을 제공합니다.

금속 독성의 메커니즘은 일반적으로 잘 알려져 있지만 특정 금속에 대한 메커니즘을 찾는 것은 매우 어렵습니다. 이러한 메커니즘 중 하나는 금속 이온이 많은 효소 시스템의 일부인 많은 단백질을 안정화하고 활성화하기 때문에 단백질에서 결합 부위를 소유하기 위한 필수 금속과 독성 금속 사이의 농도입니다. 또한, 많은 단백질 거대분자는 카드뮴, 납, 수은과 같은 독성 금속 이온과 상호작용할 수 있는 유리 설프히드릴기를 갖고 있어 독성 효과를 일으킬 수 있습니다. 그러나 이 경우 어떤 거대분자가 살아있는 유기체에 해를 끼치는지는 정확히 밝혀지지 않았습니다. 금속 이온의 독성 발현 다른 몸조직은 항상 축적 수준과 관련이 있는 것은 아닙니다. 이 금속의 농도가 더 높은 신체 부위에서 가장 큰 손상이 발생한다는 보장은 없습니다. 따라서 납(II) 이온은 체내 총량의 90% 이상이 뼈에 고정되어 있으며 10%가 신체의 다른 조직에 분포하여 독성을 나타냅니다. 뼈에 납 이온이 고정되는 것은 해독 과정으로 간주될 수 있습니다.

금속 이온의 독성은 일반적으로 신체에 대한 필요성과 관련이 없습니다. 그러나 독성과 필요성을 위해 하나가 있습니다. 공통 기능: 일반적으로 금속 이온의 작용 효과에 대한 전반적인 기여도에 있어서 금속 이온과 비금속 이온 간의 관계는 물론 서로 간의 관계도 있습니다. 예를 들어, 카드뮴 독성은 아연 결핍이 있는 시스템에서 더 두드러지는 반면 납 독성은 칼슘 결핍으로 인해 악화됩니다. 유사하게, 식물성 식품으로부터 철의 흡착은 그 안에 존재하는 착화 리간드에 의해 억제되고, 아연 이온의 과잉은 구리 등의 흡착을 억제할 수 있습니다.

금속 이온의 독성 메커니즘 결정은 종종 살아있는 유기체에 침투하는 다양한 방법의 존재로 인해 복잡합니다. 금속은 음식, 물, 피부를 통해 흡수, 흡입 등에 의해 섭취될 수 있습니다. 먼지를 통한 흡수는 주요 방법침투 산업 오염. 흡입의 결과, 대부분의 금속은 폐에 정착한 다음 다른 기관으로 퍼집니다. 그러나 독성 금속이 체내로 들어가는 가장 일반적인 경로는 음식과 물을 통한 섭취입니다.

서지 목록

1. Karapetyants M.Kh., Drakin S.I. 일반 및 무기 화학. - M.: 화학, 1993. - 590 p.

아크메토프 N.S. 일반 및 무기 화학. 고등학교 교과서. - M.: 더 높다. 학교, 2001. - 679 p.

Drozdov D.A., Zlomanov V.P., Mazo G.N., Spiridonov F.M. 무기화학. 3권으로. T. 자동사 요소의 화학. / 에드. 유디 Tretyakova - M.: Ed. "아카데미", 2004, 368s.

5. Tamm I.E., Tretyakov Yu.D. 무기화학: 3권 V.1. 물리 및 화학 염기무기화학. 대학생을 위한 교과서 / Ed. 유디 트레차코프. - 남: 에드. "아카데미", 2004, 240s.

코르주코프 N.G. 일반 및 무기 화학. 절차 혜택. / V.I.의 편집 하에 Delyan-M.: Ed. MISIS: INFRA-M, 2004, 512s.

Ershov Yu.A., Popkov V.A., Berlyand A.S., Knizhnik A.Z. 일반 화학. 생물 물리 화학. 생체 요소의 화학. 대학을 위한 교과서. / 에드. 유아 에르쇼프. 3판, - M.: Integral-Pres, 2007. - 728 p.

글린카 N.L. 일반 화학. 지도 시간대학을 위해. 에드. 30개정./ Ed. 일체 포함. 에르마코프. - M.: Integral-Press, 2007, - 728 p.

체르니크, M.M. 오브차렌코. 생물지질증의 중금속 및 방사성핵종. - M.: Agroconsult, 2004.

N.V. 구사코프. 환경의 화학. - 로스토프나도누, 피닉스, 2004.

발레츠카야 L.G. 무기화학. - 로스토프나도누, 피닉스, 2005.

M. Henze, P. Armoes, J. Lakuriansen, E. Arvan. 청소 폐수. - M.: Mir, 2006.

코로빈 N.V. 일반 화학. - M.: 더 높다. 학교, 1998. - 558 p.

페트로바 V.V. 및 기타 화학 원소 및 그 화합물의 특성 검토. 마이크로일렉트로닉스의 화학 과정 교과서. - M.: MIET 출판사, 1993. - 108 p.

Kharin A.N., Kataeva N.A., Kharina L.T. 화학 코스. - M.: 더 높다. 학교, 1983. - 511 p.

살아있는 유기체의 세포 화학적 구성 요소 그들을 둘러싼 무생물 환경과 구조가 크게 다릅니다. 화합물, 그리고 화학 원소의 집합과 함량에 따라. 전체적으로 약 90개의 화학 원소가 살아있는 유기체에 존재하며(현재까지 발견됨), 그 함량에 따라 3가지 주요 그룹으로 나뉩니다. 다량 영양소 , 미량 원소 그리고 초미세 원소 .

다량 영양소.

다량 영양소 100분의 1퍼센트에서 수십 퍼센트에 이르기까지 살아있는 유기체에 상당한 양으로 존재합니다. 만약 어떤 내용이 화학적인체내에서 체중의 0.005%를 초과하는 물질은 다량 영양소로 분류됩니다. 그들은 혈액, 뼈 및 근육과 같은 주요 조직의 일부입니다. 여기에는 예를 들어 수소, 산소, 탄소, 질소, 인, 황, 나트륨, 칼슘, 칼륨, 염소와 같은 화학 원소가 포함됩니다. 전체 다량 영양소는 살아있는 세포 질량의 약 99%를 구성하며 대다수(98%)는 수소, 산소, 탄소 및 질소에 속합니다.

아래 표는 신체의 주요 다량 영양소를 보여줍니다.

살아있는 유기체에서 가장 일반적인 네 가지 요소(앞서 언급한 바와 같이 수소, 산소, 탄소, 질소)는 모두 하나의 특징이 있습니다. 공동 재산. 이 원소는 안정적인 전자 결합을 형성하기 위해 외부 궤도에 하나 이상의 전자가 없습니다. 따라서 수소 원자는 외부 궤도에 하나의 전자가 부족하여 안정적인 전자 결합을 형성하고 산소, 질소 및 탄소 원자에는 각각 전자가 2개, 3개, 4개가 부족합니다. 이와 관련하여 이러한 화학 원소는 쉽게 형성됩니다. 공유 결합전자 쌍으로 인해 서로 쉽게 상호 작용하여 외부를 채울 수 있습니다. 전자 껍질. 또한 산소, 탄소 및 질소는 단일 결합뿐만 아니라 이중 결합도 형성할 수 있습니다. 결과적으로 이러한 원소로부터 형성될 수 있는 화합물의 수가 크게 증가합니다.

또한 탄소, 수소 및 산소는 공유 결합을 형성할 수 있는 원소 중 가장 가볍습니다. 따라서 그들은 생물을 구성하는 화합물의 형성에 가장 적합한 것으로 판명되었습니다. 한 번에 4개의 다른 탄소 원자와 공유 결합을 형성하는 능력인 탄소 원자의 또 다른 중요한 특성을 별도로 언급할 필요가 있습니다. 이 능력 덕분에 엄청난 수의 다양한 유기 분자로 스캐폴드가 생성됩니다.

미량 원소.

비록 내용은 미량 원소 각각에 대해 0.005%를 초과하지 않습니다. 개별 요소, 그리고 전체적으로 그들은 세포 질량의 약 1%만을 구성하며 미량 원소는 유기체의 중요한 활동에 필요합니다. 내용물이 없거나 부족하면 다양한 질병이 발생할 수 있습니다. 많은 미량 원소는 효소의 비단백질 그룹의 일부이며 촉매 기능에 필요합니다.
예를 들어, 철은 중요한 부분전자 수송 사슬의 구성 요소인 사이토크롬의 일부인 헴과 폐에서 조직으로 산소 수송을 제공하는 단백질인 헤모글로빈이 있습니다. 인체의 철분 결핍은 빈혈을 유발합니다. 그리고 갑상선 호르몬인 티록신의 일부인 요오드가 부족하면 풍토성 갑상선종이나 크레틴증과 같은 이 호르몬의 부족과 관련된 질병이 발생합니다.

미량 원소의 예는 아래 표에 나와 있습니다.

초미세 원소.

그룹으로 초미세 원소 신체의 함량이 극도로 적은(10-12% 미만) 요소를 포함합니다. 여기에는 브롬, 금, 셀레늄, 은, 바나듐 및 기타 여러 요소가 포함됩니다. 그들 중 대부분은 살아있는 유기체의 정상적인 기능에도 필요합니다. 예를 들어, 셀레늄이 부족하면 암이 발생할 수 있고 붕소가 부족하면 식물의 일부 질병이 유발됩니다. 이 그룹의 많은 요소와 미량 요소는 효소의 일부입니다.

셀

A. Lehninger에 따른 생활 시스템 개념의 관점에서.

살아있는 세포는 환경에서 에너지와 자원을 추출하는 자기 조절 및 자기 복제가 가능한 유기 분자의 등온 시스템입니다.

세포에 흐르는 많은 수의세포 자체에 의해 속도가 조절되는 순차적 반응.

세포는 환경과의 평형에서 멀리 떨어진 정지된 동적 상태를 유지합니다.

셀은 구성 요소 및 프로세스의 최소 소비 원칙에 따라 작동합니다.

저것. 세포는 독립적으로 존재하고 번식하고 발달할 수 있는 기초적인 살아있는 열린 체계이다. 그것은 모든 살아있는 유기체의 기본 구조 및 기능 단위입니다.

세포의 화학적 조성.

멘델레예프의 주기율표의 110개 요소 중 86개는 인체에 영구적으로 존재하는 것으로 밝혀졌습니다. 그 중 25개는 정상적인 생활에 필요하고 18개는 절대적으로 필요하고 7개는 유용합니다. 셀의 백분율에 따라 화학 원소는 세 그룹으로 나뉩니다.

다량 영양소 주요 요소(유기체)는 수소, 탄소, 산소, 질소입니다. 그들의 농도: 98 - 99.9%. 그들은 세포의 유기 화합물의 보편적 인 구성 요소입니다.

미량 원소 - 나트륨, 마그네슘, 인, 황, 염소, 칼륨, 칼슘, 철. 그들의 농도는 0.1%입니다.

초미세 원소 - 붕소, 실리콘, 바나듐, 망간, 코발트, 구리, 아연, 몰리브덴, 셀레늄, 요오드, 브롬, 불소. 그들은 신진 대사에 영향을 미칩니다. 그들의 부재는 질병의 원인입니다 (아연 - 당뇨병, 요오드 - 풍토성 갑상선종, 철 - 악성 빈혈 등).

현대 의학은 비타민과 미네랄의 부정적인 상호 작용에 대한 사실을 알고 있습니다.

아연은 구리의 흡수를 감소시키고 철 및 칼슘과 흡수 경쟁을 합니다. (아연 결핍은 약화를 유발합니다. 면역 체계, 내분비선의 여러 병리학 적 상태).

칼슘과 철은 망간의 흡수를 감소시킵니다.

비타민 E는 철분과 잘 어울리지 않고 비타민 C는 비타민 B와 잘 어울리지 않습니다.

긍정적인 상호작용:

비타민 E와 셀레늄, 칼슘과 비타민 K는 상승 작용을 합니다.

비타민 D는 칼슘 흡수에 필수적입니다.

구리는 흡수를 촉진하고 체내에서 철분 사용의 효율성을 높입니다.

세포의 무기 성분.

물- 가장 중요한 요소세포, 생명체의 보편적인 분산 매체. 육상 생물의 활성 세포는 60~95%가 물로 구성되어 있습니다. 휴식 중인 세포와 조직(종자, 포자)에서 수분은 10-20%입니다. 세포의 물은 두 가지 형태로 존재합니다. 즉, 세포 콜로이드와 결합되어 있습니다. 자유수는 원형질 콜로이드 시스템의 용매이자 분산 매질입니다. 그녀의 95%. 모든 세포수의 결합수(4-5%)는 단백질과 깨지기 쉬운 수소 및 하이드록실 결합을 형성합니다.