Biologinis vaidmuo cheminiai elementai gyvuose organizmuose

1. Makro ir mikroelementai aplinkoje ir žmogaus organizme

Biologinis cheminių elementų vaidmuo žmogaus organizme yra labai įvairus.

Pagrindinė makroelementų funkcija – formuoti audinius, palaikyti pastovų osmosinį slėgį, joninę ir rūgščių-šarmų sudėtį.

Mikroelementai, būdami fermentų, hormonų, vitaminų, biologiškai aktyvių medžiagų, kaip komplekso formuotojų ar aktyvatorių, dalis, dalyvauja medžiagų apykaitoje, dauginimosi procesuose, audinių kvėpavime, toksinių medžiagų neutralizavime. Mikroelementai aktyviai veikia kraujodaros procesus, oksidaciją – atsistatymą, kraujagyslių ir audinių pralaidumą. Makro ir mikroelementai – kalcis, fosforas, fluoras, jodas, aliuminis, silicis lemia kaulinių ir dantų audinių formavimąsi.

Yra įrodymų, kad kai kurių elementų kiekis žmogaus organizme keičiasi su amžiumi. Taigi, kadmio kiekis inkstuose ir molibdeno kiekis kepenyse didėja senstant. Didžiausias cinko kiekis stebimas brendimo metu, vėliau jis mažėja, o senatvėje pasiekia minimumą. Su amžiumi mažėja ir kitų mikroelementų, tokių kaip vanadis ir chromas.

Nustatyta daug ligų, susijusių su įvairių mikroelementų trūkumu ar per dideliu kaupimu. Fluoro trūkumas sukelia dantų ėduonį, jodo trūkumas – endeminę gūžę, molibdeno perteklius – endeminę podagrą. Tokie modeliai yra susiję su tuo, kad žmogaus organizme palaikoma optimalių biogeninių elementų koncentracijų pusiausvyra – cheminė homeostazė. Šios pusiausvyros pažeidimas dėl elemento trūkumo ar pertekliaus gali sukelti įvairias ligas.

Be šešių pagrindinių makroelementų – organogenų – anglies, vandenilio, azoto, deguonies, sieros ir fosforo, iš kurių susidaro angliavandeniai, riebalai, baltymai ir nukleino rūgštys, normaliai žmonių ir gyvūnų mitybai būtini „neorganiniai“ makroelementai – kalcis, chloras. , magnis, kalis, natris - ir mikroelementai - varis, fluoras, jodas, geležis, molibdenas, cinkas, taip pat, galbūt (pasirodyta gyvūnams), selenas, arsenas, chromas, nikelis, silicis, alavas, vanadis.

Geležies, vario, fluoro, cinko, jodo, kalcio, fosforo, magnio ir kai kurių kitų elementų trūkumas maiste lemia rimtų pasekmiųžmonių sveikatai.

Tačiau reikia atminti, kad ne tik biogeninių elementų trūkumas, bet ir perteklius kenkia organizmui, nes sutrikdo cheminę homeostazę. Pavyzdžiui, su maistu suvartojant mangano perteklių, vario kiekis plazmoje didėja (Mn ir Cu sinergizmas), o inkstuose mažėja (antagonizmas). Padidinus molibdeno kiekį maiste, kepenyse padidėja vario kiekis. Cinko perteklius maiste slopina geležies turinčių fermentų aktyvumą (antagonizmas Zn ir Fe).

Mineraliniai komponentai, kurie gyvybiškai svarbūs nedideliais kiekiais, tampa toksiški esant didesnei koncentracijai.

Nemažai elementų (sidabras, gyvsidabris, švinas, kadmis ir kt.) laikomi toksiškais, nes jų patekimas į organizmą jau nedideliu kiekiu sukelia sunkius patologinius reiškinius. cheminis mechanizmas Toksinis tam tikrų mikroelementų poveikis bus aptartas toliau.

Biogeniniai elementai plačiai naudojami Žemdirbystė. Į dirvą įpylus nedidelį kiekį mikroelementų – boro, vario, mangano, cinko, kobalto, molibdeno, daugelio pasėlių derlingumas smarkiai padidėja. Pasirodo, mikroelementai, didindami fermentų aktyvumą augaluose, prisideda prie baltymų, vitaminų sintezės, nukleino rūgštys, cukrus ir krakmolas. Kai kurie cheminiai elementai teigiamai veikia fotosintezę, pagreitina augalų augimą ir vystymąsi, sėklų brendimą. Mikroelementai dedami į gyvūnų pašarus, kad padidėtų jų produktyvumas.

Įvairūs elementai ir jų junginiai plačiai naudojami kaip vaistai.

Taigi, cheminių elementų biologinio vaidmens tyrimas, šių elementų mainų ir kitų biologiškai aktyvių medžiagų – fermentų, hormonų, vitaminų – ryšio išaiškinimas prisideda prie naujų kūrimo. vaistai ir plėtra optimalūs režimai jų dozavimas tiek gydymo, tiek profilaktikos tikslais.

Elementų savybių ir ypač jų biologinio vaidmens tyrimo pagrindas yra periodinė teisė DI. Mendelejevas. Fizikinės ir cheminės savybės, taigi ir jų fiziologinis bei patologinis vaidmuo, priklauso nuo šių elementų padėties periodinė sistema DI. Mendelejevas.

Paprastai, padidėjus atomų branduolio krūviui, didėja šios grupės elementų toksiškumas ir mažėja jų kiekis organizme. Turinio sumažėjimas akivaizdžiai susijęs su tuo, kad dėl didelių atominių ir joninių spindulių, didelio branduolinio krūvio, elektroninių konfigūracijų sudėtingumo ir mažo junginių tirpumo gyvi organizmai prastai sugeria daugelį ilgo laikotarpio elementų. Kūne yra daug lengvųjų elementų.

Makroelementams priskiriami pirmojo (vandenilio), trečiojo (natrio, magnio) ir ketvirtojo (kalio, kalcio) periodo s-elementai, taip pat antrojo (anglis, azotas, deguonis) ir trečiojo (fosforas, siera), p-elementai. chloro) laikotarpiai. Visi jie yra gyvybiškai svarbūs. Dauguma likusių pirmųjų trijų periodų s- ir p-elementų (Li, B, Al, F) yra fiziologiškai aktyvūs, o didelių periodų (n>4) s- ir p-elementai retai veikia kaip būtini. Išimtis yra s-elementai – kalis, kalcis, jodas. Fiziologiškai aktyvūs apima kai kuriuos ketvirtojo ir penktojo periodo s- ir p-elementus - stroncis, arsenas, selenas, bromas.

Iš d elementų daugiausia gyvybiškai svarbūs yra ketvirtojo laikotarpio elementai: manganas, geležis, cinkas, varis, kobaltas. Pastaruoju metu nustatyta, kad kai kurių kitų šio laikotarpio d-elementų fiziologinis vaidmuo taip pat neabejotinas: titano, chromo, vanadžio.

Penktojo ir šeštojo periodų d-elementai, išskyrus molibdeną, nerodo ryškaus teigiamo fiziologinio aktyvumo. Kita vertus, molibdenas yra daugelio redokso fermentų (pavyzdžiui, ksantino oksido, aldehido oksidazės) dalis ir vaidina svarbų vaidmenį vykstant biocheminiams procesams.

2. Bendrieji sunkiųjų metalų toksiškumo gyviems organizmams aspektai

Išsamus problemų, susijusių su gamtinės aplinkos būklės vertinimu, tyrimas rodo, kad labai sunku nubrėžti aiškią ribą tarp gamtinės ir antropogeniniai veiksniai ekologinių sistemų pokyčiai. Pastarieji dešimtmečiai mus tuo įtikino. kad žmogaus poveikis gamtai daro ne tik tiesioginę, lengvai atpažįstamą žalą, bet ir sukelia daugybę naujų, dažnai paslėptų procesų, transformuojančių ar naikinančių aplinką. Natūralūs ir antropogeniniai procesai biosferoje yra sudėtingai susiję ir priklausomi. Taigi cheminių virsmų, dėl kurių susidaro toksinės medžiagos, eigai įtakos turi klimatas, dirvožemio dangos būklė, vanduo, oras, radioaktyvumo lygis ir kt. Dabartinėmis sąlygomis, tiriant ekosistemų cheminės taršos procesus, iškyla problema rasti natūralius, daugiausia dėl gamtinių veiksnių nulemtus, tam tikrų cheminių elementų ar junginių kiekio lygius. Šios problemos sprendimas įmanomas tik remiantis ilgalaikiais sistemingais biosferos komponentų būklės, biosferos turinio stebėjimais. įvairių medžiagų, tai yra, remiantis aplinkos monitoringu.

Tarša aplinką sunkieji metalai yra tiesiogiai susiję su ekologiniu ir analitiniu supertoksinių medžiagų stebėjimu, nes daugelis jų jau nedideliais kiekiais pasižymi dideliu toksiškumu ir gali koncentruotis gyvuose organizmuose.

Pagrindiniai aplinkos taršos sunkiaisiais metalais šaltiniai gali būti skirstomi į natūralius (natūralius) ir dirbtinius (antropogeninius). Natūralūs yra ugnikalnio išsiveržimas, dulkių audros, miškų ir stepių gaisrai, jūros druskos išpučiamas vėjo, augmenijos ir pan. Natūralūs taršos šaltiniai yra sistemingi, vienodi arba trumpalaikiai savaiminiai ir, kaip taisyklė, turi mažai įtakos bendras lygis tarša. Pagrindiniai ir pavojingiausi gamtos taršos sunkiaisiais metalais šaltiniai yra antropogeniniai.

Tiriant metalų chemiją ir jų biocheminius ciklus biosferoje, atsiskleidžia dvejopas jų vaidmuo fiziologijoje: viena vertus, dauguma metalų yra būtini normaliai gyvenimo eigai; kita vertus, esant padidintai koncentracijai, jie pasižymi dideliu toksiškumu, tai yra, turi bloga įtaka apie gyvų organizmų būklę ir veiklą. Riba tarp būtinosios ir toksiškos elementų koncentracijos yra labai neaiški, o tai apsunkina patikimą jų poveikio aplinkai įvertinimą. Kiekis, kuriuo kai kurie metalai tampa tikrai pavojingi, priklauso ne tik nuo ekosistemų užterštumo jais laipsnio, bet ir nuo jų biocheminio ciklo cheminių savybių. Lentelėje. 1 parodyta metalų molinio toksiškumo serija skirtingi tipai gyvieji organizmai.

1 lentelė. Tipinė metalų molinio toksiškumo seka

Toksiškumo organizmams serija Dumbliai 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>>SrŽinduoliaiAg, Hg, Cd> Cu, Pb, Sn, Be>> Mn, Zn, Ni, Fe , Cr >> Sr >Сs, Li, Al

Kiekvienam organizmo tipui metalų tvarka lentelės eilutėse iš kairės į dešinę atspindi metalo molinio kiekio padidėjimą, reikalingą toksiškumo poveikiui pasireikšti. Mažiausia molinė vertė reiškia metalą, kurio toksiškumas yra didžiausias.

V.V. Kovalskis, remdamasis jų svarba gyvybei, suskirstė cheminius elementus į tris grupes:

Gyvybiniai (nepakeičiami) elementai, kurie nuolat yra organizme (yra fermentų, hormonų ir vitaminų dalis): H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu , Co, Fe, Mo, V. Jų trūkumas sukelia įprasto žmonių ir gyvūnų gyvenimo sutrikimą.

2 lentelė. Kai kurių metalofermentų – bioneorganinių kompleksų charakteristikos

Metalo fermentas Centrinis atomas Ligando aplinka Koncentracijos objektas Fermento veikimo objektas Karboanhidrazė Zn (II) Aminorūgščių likučiai Eritrocitai Katalizuoja grįžtamąją anglies dioksido hidrataciją: CO 2+H 2O↔N 2TAIP 3↔N ++NSO 3Zn (II) karboksipeptidazė Aminorūgščių likučiai Kasa, kepenys, žarnynas Katalizuoja baltymų virškinimą, dalyvauja peptidinių jungčių hidrolizėje: R 1CO-NH-R 2+H 2O↔R 1-COOH+R 2NH 2Katalazė Fe (III) Aminorūgščių likučiai, histidinas, tirozinas Kraujas Katalizuoja vandenilio peroksido skilimo reakciją: 2H 2O 2= 2H 2O + O 2Fe(III) peroksidazė Baltymai Audiniai, kraujas Substratų oksidacija (RH 2) vandenilio peroksidas: RH 2+ H 2O 2=R+2H 2Oksireduktazė Cu (II) Aminorūgščių likučiai Širdis, kepenys, inkstai Katalizuoja oksidaciją molekulinio deguonies pagalba: 2H 2R+O 2= 2R + 2H 2O Piruvato karboksilazė Mn (II) Audinių baltymai Kepenys, skydliaukė Stiprina hormonų veikimą. Katalizuoja karboksilinimo su piruvo rūgštimi procesą Aldehido oksidazė Mo (VI) Audinių baltymai Kepenys Dalyvauja aldehidų oksidacijoje Ribonukleotidų reduktazė Co (II) Audinių baltymai Kepenys Dalyvauja ribonukleino rūgščių biosintezėje

• priemaišų elementai, nuolat esantys organizme: 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. Jų biologinis vaidmuo mažai suprantamas arba nežinomas.
• priemaišų elementai, randami kūne Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb ir kt. Duomenys apie kiekį ir biologinį vaidmenį nėra aiškūs.
• Lentelėje pateiktos daugelio metalofermentų, įskaitant tokius gyvybiškai svarbius metalus kaip Zn, Fe, Cu, Mn, Mo, charakteristikos.
• Priklausomai nuo elgesio gyvose sistemose, metalus galima suskirstyti į 5 tipus:
• - būtini elementai, kurių trūkumas organizme atsiranda funkcinių sutrikimų;
• - stimuliatoriai (kūnui būtini ir nebūtini metalai gali veikti kaip stimuliatoriai);
• inertiniai elementai, kurie tam tikromis koncentracijomis yra nekenksmingi ir neturi jokio poveikio organizmui (pavyzdžiui, inertiniai metalai, naudojami kaip chirurginiai implantai):
• medicinoje naudojamos terapinės medžiagos;
• toksiškų elementų, esant didelei koncentracijai, sukelianti negrįžtamus funkcinius sutrikimus, organizmo mirtį.
• Priklausomai nuo koncentracijos ir sąlyčio laiko, metalas gali veikti pagal vieną iš nurodytų tipų.
• 1 paveiksle pavaizduota organizmo būklės priklausomybės nuo metalų jonų koncentracijos diagrama. Tvirta kreivė diagramoje apibūdina tiesioginį teigiamą atsaką, optimalų lygį ir teigiamo poveikio perėjimą prie neigiamo po to, kai norimo elemento koncentracijos vertės pereina per maksimumą. Esant didelėms koncentracijoms, reikalingas metalas tampa toksiškas.
• Taškinė kreivė rodo biologinį atsaką į organizmui toksišką metalą be esminio ar stimuliuojančio elemento poveikio. Ši kreivė atsiranda šiek tiek vėluojant, o tai rodo gyvo organizmo gebėjimą „nereaguoti“ į mažus toksinės medžiagos kiekius (slenkstinė koncentracija).
• Iš diagramos matyti, kad būtini elementai tampa toksiški pernelyg dideliais kiekiais. Gyvūnų ir žmonių organizmas palaiko optimalų elementų koncentraciją per fiziologinių procesų kompleksą, vadinamą homeostaze. Visų be išimties reikalingų metalų koncentracija yra griežtai kontroliuojama homeostazės.

• 1 pav. Biologinis atsakas, priklausantis nuo metalo koncentracijos. ( Abipusis susitarimas dvi kreivės koncentracijos skalės atžvilgiu sąlygiškai)
• metalų toksiškumo jonų apsinuodijimas
• Ypač įdomus yra cheminių elementų kiekis žmogaus organizme. Žmogaus organai nevienodai koncentruoja savyje įvairius cheminius elementus, tai yra, makro ir mikroelementai yra netolygiai pasiskirstę tarp skirtingų organų ir audinių. Dauguma mikroelementų (turinys organizme yra 10 -3-10-5%) kaupiasi kepenyse, kaulų ir raumenų audiniuose. Šie audiniai yra pagrindinis daugelio metalų sandėlis.
• Elementai gali turėti specifinį giminingumą tam tikriems organams ir būti juose didelėmis koncentracijomis. Yra žinoma, kad cinkas koncentruojasi kasoje, jodas – skydliaukėje, vanadis kartu su aliuminiu ir arsenu kaupiasi plaukuose ir naguose, kadmis, gyvsidabris, molibdenas – inkstuose, alavas – žarnyno audiniuose, stroncis – inkstuose. prostatos liauka, kaulinis audinys, manganas hipofizėje ir kt. Kūne galima rasti mikroelementų surišta būsena, ir laisvųjų joninių formų pavidalu. Nustatyta, kad aliuminis, varis ir titanas smegenų audiniuose yra kompleksų su baltymais pavidalu, o manganas – joninės formos.
• Gyvas organizmas, reaguodamas į per didelės koncentracijos elementų patekimą į organizmą, gali apriboti ar net panaikinti atsirandantį toksinį poveikį dėl tam tikrų detoksikacijos mechanizmų. Konkretūs metalų jonų detoksikacijos mechanizmai šiuo metu nėra gerai suprantami. Daugelis metalų organizme gali virsti mažiau kenksmingomis formomis toliau nurodytais būdais:
• netirpių kompleksų susidarymas Virškinimo traktas;
• metalo transportavimas su krauju į kitus audinius, kur jis gali būti imobilizuotas (pvz., Pb + 2 kauluose);

Gyvų organizmų ląstelės cheminė sudėtis žymiai skiriasi nuo juos supančios negyvos aplinkos ir struktūra cheminiai junginiai, ir pagal cheminių elementų aibę ir turinį. Iš viso gyvuose organizmuose yra (iki šiol atrasta) apie 90 cheminių elementų, kurie, priklausomai nuo jų kiekio, skirstomi į 3 pagrindines grupes: makroelementų , mikroelementų ir ultramikroelementai .

Makroelementai.

Makroelementai gyvuose organizmuose yra dideli kiekiai – nuo ​​šimtųjų iki dešimčių procentų. Jei kurio nors turinys cheminis organizme viršija 0,005 % kūno masės, tokia medžiaga priskiriama makroelementams. Jie yra pagrindinių audinių dalis: kraujas, kaulai ir raumenys. Tai, pavyzdžiui, šie cheminiai elementai: vandenilis, deguonis, anglis, azotas, fosforas, siera, natris, kalcis, kalis, chloras. Makroelementai iš viso sudaro apie 99% gyvų ląstelių masės, o dauguma (98%) patenka į vandenilį, deguonį, anglį ir azotą.

Žemiau esančioje lentelėje parodytos pagrindinės organizmo makroelementai:

Visi keturi gyvuose organizmuose dažniausiai pasitaikantys elementai (tai vandenilis, deguonis, anglis, azotas, kaip minėta anksčiau) pasižymi vienu bendra nuosavybė. Šiems elementams išorinėje orbitoje trūksta vieno ar daugiau elektronų, kad susidarytų stabilūs elektroniniai ryšiai. Taigi, vandenilio atomui trūksta vieno elektrono išorinėje orbitoje, kad susidarytų stabilus elektroninis ryšys, deguonies, azoto ir anglies atomams atitinkamai trūksta dviejų, trijų ir keturių elektronų. Šiuo atžvilgiu šie cheminiai elementai lengvai susidaro kovalentiniai ryšiai dėl elektronų poravimosi ir gali lengvai sąveikauti vienas su kitu, užpildydami jų išorę elektronų apvalkalai. Be to, deguonis, anglis ir azotas gali sudaryti ne tik viengubus, bet ir dvigubus ryšius. Dėl to žymiai padidėja cheminių junginių, kurie gali susidaryti iš šių elementų, skaičius.

Be to, anglis, vandenilis ir deguonis yra lengviausi iš elementų, galinčių sudaryti kovalentinius ryšius. Todėl jie pasirodė tinkamiausi junginiams, iš kurių susidaro gyvoji medžiaga, susidaryti. Atskirai reikia pažymėti dar vieną svarbią anglies atomų savybę – gebėjimą formuoti kovalentinius ryšius su kitais keturiais anglies atomais iš karto. Dėl šio gebėjimo pastoliai sukuriami iš daugybės įvairių organinių molekulių.

Mikroelementai.

Nors turinys mikroelementų neviršija 0,005 proc atskiras elementas, o iš viso jos sudaro tik apie 1% ląstelių masės, mikroelementai būtini gyvybinei organizmų veiklai. Jei jų nėra arba nepakanka, gali atsirasti įvairių ligų. Daugelis mikroelementų yra nebaltyminių fermentų grupių dalis ir yra būtini jų katalizinei funkcijai.
Pavyzdžiui, geležis yra neatskiriama dalis hemas, kuris yra citochromų, kurie yra elektronų transportavimo grandinės komponentai, dalis ir hemoglobinas, baltymas, užtikrinantis deguonies transportavimą iš plaučių į audinius. Geležies trūkumas žmogaus organizme sukelia anemiją. O jodo trūkumas, kuris yra skydliaukės hormono – tiroksino – dalis, lemia su šio hormono nepakankamumu susijusių ligų, tokių kaip endeminė gūžys ar kretinizmas, atsiradimą.

Mikroelementų pavyzdžiai pateikti toliau esančioje lentelėje:

Ultramikroelementai.

Į grupę ultramikroelementai apima elementus, kurių kiekis organizme yra itin mažas (mažiau nei 10-12%). Tai bromas, auksas, selenas, sidabras, vanadis ir daugelis kitų elementų. Dauguma jų būtini ir normaliai gyvų organizmų veiklai. Pavyzdžiui, seleno trūkumas gali sukelti vėžį, o boro trūkumas yra kai kurių augalų ligų priežastis. Daugelis šios grupės elementų, taip pat mikroelementai, yra fermentų dalis.

Ląstelė

Gyvųjų sistemų sampratos požiūriu pagal A. Lehningerį.

Gyva ląstelė yra izoterminė organinių molekulių sistema, galinti savarankiškai reguliuotis ir savaime daugintis, išgauti energiją ir išteklius iš aplinkos.

teka ląstelėje didelis skaičius nuoseklios reakcijos, kurių greitį reguliuoja pati ląstelė.

Ląstelė išlaiko save stacionarioje dinaminėje būsenoje, toli nuo pusiausvyros su aplinka.

Ląstelės veikia minimalaus komponentų ir procesų suvartojimo principu.

Tai. ląstelė yra elementari gyva atvira sistema, galinti savarankiškai egzistuoti, daugintis ir vystytis. Tai elementarus struktūrinis ir funkcinis visų gyvų organizmų vienetas.

Ląstelių cheminė sudėtis.

Nustatyta, kad iš 110 Mendelejevo periodinės sistemos elementų 86 nuolat yra žmogaus kūne. 25 iš jų yra būtini normaliam gyvenimui, o 18 iš jų yra būtini, o 7 yra naudingi. Pagal procentą ląstelėje cheminiai elementai skirstomi į tris grupes:

Makroelementai Pagrindiniai elementai (organogenai) yra vandenilis, anglis, deguonis, azotas. Jų koncentracija: 98 - 99,9%. Jie yra universalūs ląstelės organinių junginių komponentai.

Mikroelementai – natris, magnis, fosforas, siera, chloras, kalis, kalcis, geležis. Jų koncentracija yra 0,1%.

Ultramikroelementai – boras, silicis, vanadis, manganas, kobaltas, varis, cinkas, molibdenas, selenas, jodas, bromas, fluoras. Jie veikia medžiagų apykaitą. Jų nebuvimas yra ligų priežastis (cinko - diabetas, jodas – endeminė gūžys, geležis – žalinga anemija ir kt.).

Šiuolaikinė medicina žino neigiamos vitaminų ir mineralų sąveikos faktus:

Cinkas mažina vario pasisavinimą ir konkuruoja dėl pasisavinimo su geležimi ir kalciu; (o cinko trūkumas sukelia susilpnėjimą Imuninė sistema, daug patologinių būklių dėl endokrininių liaukų).

Kalcis ir geležis mažina mangano pasisavinimą;

Vitaminas E blogai derinamas su geležimi, o vitaminas C – su B grupės vitaminais.

Teigiama sąveika:

Vitaminas E ir selenas, taip pat kalcis ir vitaminas K veikia sinergiškai;

Vitaminas D yra būtinas kalcio pasisavinimui;

Varis skatina pasisavinimą ir padidina geležies panaudojimo organizme efektyvumą.

neorganiniai ląstelės komponentai.

Vanduo- Svarbiausias komponentas ląstelės, universali gyvosios medžiagos sklaidos terpė. Aktyvios sausumos organizmų ląstelės sudaro 60–95% vandens. Ramybės ląstelėse ir audiniuose (sėklose, sporose) vandens yra 10-20 proc. Vanduo ląstelėje yra dviejų formų – laisvas ir susijęs su ląsteliniais koloidais. Laisvas vanduo yra protoplazmos koloidinės sistemos tirpiklis ir dispersinė terpė. Jos 95 proc. Surištas vanduo (4-5%) viso ląstelių vandens sudaro trapius vandenilio ir hidroksilo ryšius su baltymais.

Vandens savybės:

Vanduo yra natūralus mineralinių jonų ir kitų medžiagų tirpiklis.

Vanduo yra dispersinė protoplazmos koloidinės sistemos fazė.

Vanduo yra terpė ląstelių metabolizmo reakcijoms, nes. fiziologiniai procesai vyksta išskirtinai vandens aplinkoje. Suteikia hidrolizės, hidratacijos, patinimo reakcijas.

Dalyvauja daugelyje fermentinių ląstelės reakcijų ir susidaro medžiagų apykaitos procese.

Augalų fotosintezės metu vanduo yra vandenilio jonų šaltinis.

Biologinė vandens vertė:

Dauguma biocheminių reakcijų vyksta tik vandeniniame tirpale, daugelis medžiagų patenka į ląsteles ir iš jos išeina ištirpusios. Tai apibūdina vandens transportavimo funkciją.

Vanduo suteikia hidrolizės reakcijas – baltymų, riebalų, angliavandenių skaidymą veikiant vandeniui.

Dėl didelio garavimo karščio kūnas vėsinamas. Pavyzdžiui, žmonių prakaitavimas arba augalų transpiracija.

Didelė vandens šiluminė talpa ir šilumos laidumas prisideda prie tolygaus šilumos pasiskirstymo ląstelėje.

Dėl sukibimo (vanduo – dirvožemis) ir sanglaudos (vanduo – vanduo) jėgų vanduo turi kapiliariškumo savybę.

Vandens nesuspaudžiamumas lemia apvaliųjų kirmėlių ląstelių sienelių (turgoro), hidrostatinio skeleto įtempimo būseną.