Bioloģiskā loma ķīmiskie elementi dzīvos organismos

1. Makro un mikroelementi vidē un cilvēka organismā

Ķīmisko elementu bioloģiskā loma cilvēka organismā ir ārkārtīgi daudzveidīga.

Makroelementu galvenā funkcija ir veidot audus, uzturēt nemainīgu osmotisko spiedienu, jonu un skābju-bāzes sastāvu.

Mikroelementi, kas ir daļa no enzīmiem, hormoniem, vitamīniem, bioloģiski aktīvām vielām kā kompleksu veidotāji vai aktivatori, piedalās vielmaiņā, reprodukcijas procesos, audu elpošanā un toksisko vielu neitralizācijā. Mikroelementi aktīvi ietekmē hematopoēzes procesus, oksidāciju - atjaunošanos, asinsvadu un audu caurlaidību. Makro- un mikroelementi - kalcijs, fosfors, fluors, jods, alumīnijs, silīcijs nosaka kaulu un zobu audu veidošanos.

Ir pierādījumi, ka dažu elementu saturs cilvēka organismā mainās līdz ar vecumu. Tātad, kadmija saturs nierēs un molibdēna saturs aknās palielinās līdz ar vecumu. Maksimālais cinka saturs tiek novērots pubertātes laikā, tad tas samazinās un vecumā sasniedz minimumu. Ar vecumu samazinās arī citu mikroelementu, piemēram, vanādija un hroma, saturs.

Ir konstatētas daudzas slimības, kas saistītas ar dažādu mikroelementu trūkumu vai pārmērīgu uzkrāšanos. Fluora deficīts izraisa zobu kariesu, joda deficīts - endēmisku goitu, pārmērīgs molibdēns - endēmisku podagru. Šādi modeļi ir saistīti ar to, ka cilvēka organismā tiek uzturēts optimālo biogēno elementu koncentrāciju līdzsvars - ķīmiskā homeostāze. Šī līdzsvara pārkāpums elementa trūkuma vai pārpalikuma dēļ var izraisīt dažādas slimības.

Papildus sešiem galvenajiem makroelementiem - organogēniem - ogleklim, ūdeņradim, slāpeklim, skābeklim, sēram un fosforam, kas veido ogļhidrātus, taukus, olbaltumvielas un nukleīnskābes, normālai cilvēku un dzīvnieku uzturam nepieciešami "neorganiskie" makroelementi - kalcijs, hlors. , magnijs, kālijs, nātrijs - un mikroelementi - varš, fluors, jods, dzelzs, molibdēns, cinks, kā arī, iespējams, (pierādīts dzīvniekiem), selēns, arsēns, hroms, niķelis, silīcijs, alva, vanādijs.

Tādu elementu kā dzelzs, vara, fluora, cinka, joda, kalcija, fosfora, magnija un dažu citu trūkums uzturā izraisa nopietnas sekas cilvēku veselībai.

Tomēr jāatceras, ka organismam ir kaitīgs ne tikai biogēno elementu trūkums, bet arī pārpalikums, jo tas izjauc ķīmisko homeostāzi. Piemēram, uzņemot pārmērīgu mangāna daudzumu ar pārtiku, vara līmenis plazmā palielinās (Mn un Cu sinerģisms), bet nierēs tas samazinās (antagonisms). Palielinot molibdēna saturu pārtikā, palielinās vara daudzums aknās. Cinka pārpalikums pārtikā izraisa dzelzi saturošo enzīmu aktivitātes kavēšanu (Zn un Fe antagonisms).

Minerālu komponenti, kas ir vitāli svarīgi nelielos daudzumos, kļūst toksiski augstākās koncentrācijās.

Vairāki elementi (sudrabs, dzīvsudrabs, svins, kadmijs uc) tiek uzskatīti par toksiskiem, jo ​​to iekļūšana organismā jau nelielā daudzumā izraisa smagas patoloģiskas parādības. ķīmiskais mehānisms Atsevišķu mikroelementu toksiskā iedarbība tiks aplūkota turpmāk.

Biogēnos elementus plaši izmanto lauksaimniecība. Neliela daudzuma mikroelementu - bora, vara, mangāna, cinka, kobalta, molibdēna - pievienošana augsnei krasi palielina daudzu kultūru ražu. Izrādās, ka mikroelementi, paaugstinot enzīmu aktivitāti augos, veicina proteīnu, vitamīnu sintēzi, nukleīnskābes, cukuri un ciete. Daži no ķīmiskajiem elementiem pozitīvi ietekmē fotosintēzi, paātrina augu augšanu un attīstību, sēklu nobriešanu. Mikroelementi tiek pievienoti dzīvnieku barībai, lai palielinātu to produktivitāti.

Kā zāles plaši izmanto dažādus elementus un to savienojumus.

Tādējādi ķīmisko elementu bioloģiskās lomas izpēte, saistību noskaidrošana starp šo elementu apmaiņu un citām bioloģiski aktīvām vielām - fermentiem, hormoniem, vitamīniem veicina jaunu radīšanu. zāles un attīstība optimālie režīmi to dozēšana gan terapeitiskiem, gan profilaktiskiem nolūkiem.

Elementu īpašību un jo īpaši to bioloģiskās lomas izpētes pamats ir periodiskais likums DI. Mendeļejevs. Fizioķīmiskās īpašības, un līdz ar to arī to fizioloģisko un patoloģisko lomu nosaka šo elementu atrašanās vieta periodiska sistēma DI. Mendeļejevs.

Parasti, palielinoties atomu kodola lādiņam, palielinās šīs grupas elementu toksicitāte un samazinās to saturs organismā. Satura samazināšanās acīmredzami ir saistīta ar to, ka daudzi elementi ilgstoši tiek slikti absorbēti dzīvos organismos lielo atomu un jonu rādiusu, augsta kodola lādiņa, elektronisko konfigurāciju sarežģītības un savienojumu zemās šķīdības dēļ. Ķermenis satur ievērojamu daudzumu gaismas elementu.

Makroelementos ietilpst pirmā (ūdeņraža), trešā (nātrijs, magnijs) un ceturtā (kālijs, kalcijs) perioda s-elementi, kā arī otrā (ogleklis, slāpeklis, skābeklis) un trešā (fosfors, sērs, hlora) periodi. Tie visi ir vitāli svarīgi. Lielākā daļa atlikušo pirmo trīs periodu s- un p-elementu (Li, B, Al, F) ir fizioloģiski aktīvi, lielo periodu s- un p-elementi (n>4) reti darbojas kā neaizstājami. Izņēmums ir s-elementi - kālijs, kalcijs, jods. Pie fizioloģiski aktīviem pieder daži ceturtā un piektā perioda s- un p-elementi - stroncijs, arsēns, selēns, broms.

No d-elementiem vitāli svarīgi galvenokārt ir ceturtā perioda elementi: mangāns, dzelzs, cinks, varš, kobalts. Pēdējā laikā ir konstatēts, ka neapšaubāma ir arī dažu citu šī perioda d-elementu fizioloģiskā loma: titāna, hroma, vanādija.

Piektā un sestā perioda d-elementi, izņemot molibdēnu, neuzrāda izteiktu pozitīvu fizioloģisko aktivitāti. Molibdēns ir arī daļa no vairākiem redoks-enzīmiem (piemēram, ksantīna oksīds, aldehīda oksidāze) un tam ir svarīga loma bioķīmisko procesu gaitā.

2. Smago metālu toksiskuma uz dzīviem organismiem vispārīgie aspekti

Visaptverošs pētījums par problēmām, kas saistītas ar dabiskās vides stāvokļa novērtēšanu, liecina, ka ir ļoti grūti novilkt skaidru robežu starp dabisko un antropogēnie faktori izmaiņas ekoloģiskajās sistēmās. Pēdējās desmitgades mūs par to ir pārliecinājušas. ka cilvēka ietekme uz dabu rada ne tikai tiešus, viegli nosakāmus bojājumus, bet arī rada vairākus jaunus, bieži vien slēptus procesus, kas pārveido vai iznīcina vidi. Dabiskie un antropogēnie procesi biosfērā ir sarežģīti saistīti un savstarpēji saistīti. Tātad ķīmisko pārvērtību gaitu, kas izraisa toksisku vielu veidošanos, ietekmē klimats, augsnes seguma stāvoklis, ūdens, gaiss, radioaktivitātes līmenis utt. Pašreizējos apstākļos, pētot ekosistēmu ķīmiskā piesārņojuma procesus, rodas problēma atrast dabiskus, galvenokārt dabas faktoru ietekmē, noteiktu ķīmisko elementu vai savienojumu satura līmeņus. Šīs problēmas risinājums ir iespējams, tikai pamatojoties uz ilgstošiem sistemātiskiem novērojumiem par biosfēras komponentu stāvokli, saturu. dažādas vielas, tas ir, pamatojoties uz vides monitoringu.

Piesārņojums vide smagie metāli ir tieši saistīti ar supertoksisko vielu ekoloģisko un analītisko monitoringu, jo daudzi no tiem jau nelielos daudzumos uzrāda augstu toksicitāti un spēj koncentrēties dzīvos organismos.

Galvenos vides piesārņojuma avotus ar smagajiem metāliem var iedalīt dabiskajos (dabiskajos) un mākslīgajos (antropogēnajos). Dabiski ir vulkāna izvirdums, putekļu vētras, mežu un stepju ugunsgrēki, jūras sāļi uzpūš vējš, veģetācija utt. Dabiskie piesārņojuma avoti ir vai nu sistemātiski, vienveidīgi vai īslaicīgi spontāni, un parasti tiem ir maza ietekme uz vispārējais līmenis piesārņojums. Galvenie un bīstamākie dabas piesārņojuma avoti ar smagajiem metāliem ir antropogēni.

Metālu ķīmijas un to bioķīmisko ciklu izpētes procesā biosfērā atklājas to divējāda loma fizioloģijā: no vienas puses, lielākā daļa metālu ir nepieciešami normālai dzīves gaitai; no otras puses, paaugstinātā koncentrācijā tiem ir augsta toksicitāte, tas ir, tiem ir slikta ietekme par dzīvo organismu stāvokli un darbību. Robeža starp nepieciešamo un toksisko elementu koncentrāciju ir ļoti neskaidra, kas apgrūtina ticamu to ietekmes uz vidi novērtējumu. Daudzums, kādā daži metāli kļūst patiesi bīstami, ir atkarīgs ne tikai no ekosistēmu piesārņojuma pakāpes ar tiem, bet arī no to bioķīmiskā cikla ķīmiskajām īpašībām. Tabulā. 1 parāda metālu molārās toksicitātes sēriju dažādi veidi dzīvie organismi.

1. tabula. Metālu molārās toksicitātes reprezentatīvā secība

Organismu toksicitātes sērija Aļģes 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>>SrZīdītājiAg, Hg, Cd> Cu, Pb, Sn, Be>> Mn, Zn, Ni, Fe , Cr >> Sr >Сs, Li, Al

Katram organisma tipam metālu secība tabulas rindās no kreisās puses uz labo atspoguļo toksicitātes efekta izpausmei nepieciešamā metāla molārā daudzuma pieaugumu. Minimālā molārā vērtība attiecas uz metālu ar visaugstāko toksicitāti.

V.V. Kovaļskis, pamatojoties uz to nozīmi dzīvē, ķīmiskos elementus sadalīja trīs grupās:

Būtiski (neaizvietojami) elementi, kas pastāvīgi atrodas organismā (ir daļa no fermentiem, hormoniem un vitamīniem): H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu , Co, Fe, Mo, V. To trūkums izraisa cilvēku un dzīvnieku normālas dzīves traucējumus.

2. tabula Dažu metaloenzīmu - bioneorganisko kompleksu raksturojums

Metāla enzīms Centrālais atoms Ligandu vide Koncentrācijas objekts Fermentu darbība Karboanhidrāze Zn (II) Aminoskābju atlikumi Eritrocīti Katalizē oglekļa dioksīda atgriezenisku hidratāciju: CO 2+H 2O↔N 2SO 3↔N ++NSO 3Zn (II) karboksipeptidāze Aminoskābju atlikumi Aizkuņģa dziedzeris, aknas, zarnas Katalizē olbaltumvielu gremošanu, piedalās peptīdu saišu hidrolīzē: R 1CO-NH-R 2+H 2O↔R 1-COOH+R 2NH 2Katalāze Fe (III) Aminoskābju atlikumi, histidīns, tirozīns Asinis Katalizē ūdeņraža peroksīda sadalīšanās reakciju: 2H 2PAR 2= 2H 2O + O 2Fe(III) peroksidāze OlbaltumvielasAudi, asinis Substrātu oksidēšana (RH 2) ūdeņraža peroksīds: RH 2+ H 2O 2=R+2H 2Oksireduktāze Cu (II) Aminoskābju atlikumi Sirds, aknas, nieres Katalizē oksidāciju ar molekulārā skābekļa palīdzību: 2H 2R+O 2= 2R + 2H 2O Piruvāta karboksilāze Mn (II) Audu proteīni Aknas, vairogdziedzeris Pastiprina hormonu darbību. Katalizē karboksilēšanas procesu ar pirovīnskābe Aldehīda oksidāze Mo (VI) Audu proteīni Aknas piedalās aldehīdu oksidēšanā Ribonukleotīdu reduktāze Co (II) Audu proteīni Aknas piedalās ribonukleīnskābju biosintēzē

• piemaisījumu elementi, kas pastāvīgi atrodas organismā: 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. Viņu bioloģiskā loma ir maz izprotama vai nezināma.
• piemaisījumu elementi, kas atrodami organismā Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb uc Dati par daudzumu un bioloģisko lomu nav skaidri.
• Tabulā parādītas vairāku metaloenzīmu īpašības, kas ietver tādus vitāli svarīgus metālus kā Zn, Fe, Cu, Mn, Mo.
• Atkarībā no uzvedības dzīvajās sistēmās metālus var iedalīt 5 veidos:
• - nepieciešamie elementi, ar kuru trūkumu organismā rodas funkcionāli traucējumi;
• - stimulanti (organismam nepieciešamie un nevajadzīgie metāli var darboties kā stimulanti);
• inerti elementi, kas noteiktā koncentrācijā ir nekaitīgi un nekādi neietekmē ķermeni (piemēram, inerti metāli, ko izmanto kā ķirurģiskos implantus):
• ārstniecības līdzekļi, ko izmanto medicīnā;
• toksiskie elementi, augstā koncentrācijā, kas izraisa neatgriezeniskus funkcionālus traucējumus, ķermeņa nāvi.
• Atkarībā no koncentrācijas un saskares laika metāls var darboties atbilstoši vienam no norādītajiem veidiem.
• 1. attēlā parādīta diagramma par organisma stāvokļa atkarību no metālu jonu koncentrācijas. Cietā līkne diagrammā apraksta tūlītēju pozitīvo reakciju, optimālo līmeni un pozitīvās ietekmes pāreju uz negatīvo pēc tam, kad vēlamā elementa koncentrācijas vērtības iziet cauri maksimumam. Augstās koncentrācijās nepieciešamais metāls kļūst toksisks.
• Punktētā līkne parāda bioloģisko reakciju uz ķermenim toksisku metālu bez būtiska vai stimulējoša elementa iedarbības. Šī līkne nāk ar zināmu kavēšanos, kas norāda uz dzīva organisma spēju “nereaģēt” uz nelielu toksiskas vielas daudzumu (sliekšņa koncentrācija).
• No diagrammas izriet, ka nepieciešamie elementi kļūst toksiski pārmērīgā daudzumā. Dzīvnieku un cilvēku ķermenis uztur elementu koncentrāciju optimālā diapazonā, izmantojot fizioloģisko procesu kompleksu, ko sauc par homeostāzi. Visu bez izņēmuma nepieciešamo metālu koncentrācija ir stingrā homeostāzes kontrolē.

• 1. att. Bioloģiskā reakcija atkarībā no metāla koncentrācijas. ( Savstarpēja vienošanās divas līknes attiecībā pret koncentrācijas skalu nosacīti)
• metālu toksicitātes jonu saindēšanās
• Īpaši interesanti ir ķīmisko elementu saturs cilvēka organismā. Cilvēka orgāni dažādi koncentrē dažādus ķīmiskos elementus sevī, tas ir, makro un mikroelementi ir nevienmērīgi sadalīti starp dažādiem orgāniem un audiem. Lielākā daļa mikroelementu (saturs organismā nepārsniedz 10 -3-10-5%) uzkrājas aknās, kaulu un muskuļu audos. Šie audumi ir galvenā daudzu metālu noliktava.
• Elementiem var būt īpaša afinitāte pret noteiktiem orgāniem, un tie var būt tajos lielā koncentrācijā. Zināms, ka cinks koncentrējas aizkuņģa dziedzerī, jods – vairogdziedzerī, vanādijs kopā ar alumīniju un arsēnu uzkrājas matos un nagos, kadmijs, dzīvsudrabs, molibdēns – nierēs, alva zarnu audos, stroncijs – in. prostatas dziedzeris, kaulu audi, mangāns hipofīzē utt. Organismā var atrast mikroelementus saistošais stāvoklis, un brīvu jonu formu veidā. Konstatēts, ka alumīnijs, varš un titāns smadzeņu audos ir kompleksu formā ar olbaltumvielām, bet mangāns – jonu formā.
• Reaģējot uz pārmērīgas elementu koncentrācijas uzņemšanu organismā, dzīvs organisms spēj ierobežot vai pat novērst no tā izrietošo toksisko efektu, pateicoties noteiktu detoksikācijas mehānismu klātbūtnei. Īpašie detoksikācijas mehānismi saistībā ar metālu joniem pašlaik nav labi saprotami. Daudzus metālus organismā var pārvērst mazāk kaitīgās formās šādos veidos:
• nešķīstošu kompleksu veidošanās zarnu trakts;
• metāla transportēšana ar asinīm uz citiem audiem, kur to var imobilizēt (piemēram, Pb + 2 kaulos);

Dzīvo organismu šūnas ķīmiskais sastāvs būtiski atšķiras no tos apņemošās nedzīvās vides un pēc struktūras ķīmiskie savienojumi, un pēc ķīmisko elementu kopas un satura. Kopumā dzīvajos organismos ir (līdz šim atklāti) aptuveni 90 ķīmiskie elementi, kurus atkarībā no to satura iedala 3 galvenajās grupās: makroelementi , mikroelementi Un ultramikroelementi .

Makroelementi.

Makroelementi dzīvajos organismos atrodas ievērojamā daudzumā, sākot no simtdaļām līdz desmitiem procentu. Ja saturs kādu ķīmisks organismā pārsniedz 0,005% no ķermeņa svara, šāda viela tiek klasificēta kā makroelements. Tie ir daļa no galvenajiem audiem: asinīm, kauliem un muskuļiem. Tajos ietilpst, piemēram, šādi ķīmiskie elementi: ūdeņradis, skābeklis, ogleklis, slāpeklis, fosfors, sērs, nātrijs, kalcijs, kālijs, hlors. Makroelementi kopumā veido aptuveni 99% no dzīvo šūnu masas, un lielākā daļa (98%) ietilpst ūdeņražā, skābekli, oglekli un slāpekli.

Zemāk esošajā tabulā parādīti galvenie makroelementi organismā:

Visiem četriem dzīvo organismu visbiežāk sastopamajiem elementiem (tie ir ūdeņradis, skābeklis, ogleklis, slāpeklis, kā minēts iepriekš) ir raksturīgs viens kopīpašums. Šo elementu ārējā orbītā trūkst viena vai vairāku elektronu, lai veidotu stabilas elektroniskās saites. Tātad ūdeņraža atomam ārējā orbītā trūkst viena elektrona, lai izveidotu stabilu elektronisko saiti, skābekļa, slāpekļa un oglekļa atomiem trūkst attiecīgi divu, trīs un četru elektronu. Šajā sakarā šie ķīmiskie elementi viegli veidojas kovalentās saites elektronu savienošanās dēļ un var viegli mijiedarboties savā starpā, aizpildot to ārējo elektronu čaulas. Turklāt skābeklis, ogleklis un slāpeklis var veidot ne tikai vienotas, bet arī dubultās saites. Tā rezultātā ievērojami palielinās ķīmisko savienojumu skaits, kas var veidoties no šiem elementiem.

Turklāt ogleklis, ūdeņradis un skābeklis ir vieglākie no elementiem, kas spēj veidot kovalentās saites. Tāpēc tie izrādījās vispiemērotākie savienojumu veidošanai, kas veido dzīvo vielu. Atsevišķi jāatzīmē vēl viena svarīga oglekļa atomu īpašība - spēja veidot kovalentās saites ar četriem citiem oglekļa atomiem vienlaikus. Pateicoties šai spējai, sastatnes tiek veidotas no milzīga skaita dažādu organisko molekulu.

Mikroelementi.

Lai gan saturs mikroelementi nepārsniedz 0,005% katram individuāls elements, un kopumā tie veido tikai aptuveni 1% no šūnu masas, mikroelementi ir nepieciešami organismu dzīvībai svarīgai darbībai. To trūkuma vai nepietiekama satura gadījumā var rasties dažādas slimības. Daudzi mikroelementi ir daļa no enzīmu ne-olbaltumvielu grupām un ir nepieciešami to katalītiskajai funkcijai.
Piemēram, dzelzs ir neatņemama sastāvdaļa hēms, kas ir daļa no citohromiem, kas ir elektronu transportēšanas ķēdes sastāvdaļas, un hemoglobīns, proteīns, kas nodrošina skābekļa transportēšanu no plaušām uz audiem. Dzelzs trūkums cilvēka organismā izraisa anēmiju. Un joda trūkums, kas ir daļa no vairogdziedzera hormona - tiroksīna, izraisa tādu slimību rašanos, kas saistītas ar šī hormona nepietiekamību, piemēram, endēmisku goitu vai kretinismu.

Mikroelementu piemēri ir parādīti tabulā:

Ultramikroelementi.

Grupā ultramikroelementi ietver elementus, kuru saturs organismā ir ārkārtīgi mazs (mazāk par 10 -12%). Tajos ietilpst broms, zelts, selēns, sudrabs, vanādijs un daudzi citi elementi. Lielākā daļa no tiem ir nepieciešami arī dzīvo organismu normālai darbībai. Piemēram, selēna trūkums var izraisīt vēzi, un bora trūkums ir dažu augu slimību cēlonis. Daudzi šīs grupas elementi, kā arī mikroelementi ir daļa no fermentiem.

Šūna

No dzīvo sistēmu jēdziena viedokļa pēc A. Lēningera.

Dzīvā šūna ir izotermiska organisko molekulu sistēma, kas spēj pašregulēties un pašvairošanos, iegūstot enerģiju un resursus no vides.

plūst šūnā liels skaits secīgas reakcijas, kuru ātrumu regulē pati šūna.

Šūna uztur sevi stacionārā dinamiskā stāvoklī, kas ir tālu no līdzsvara ar vidi.

Šūnas darbojas pēc minimāla komponentu un procesu patēriņa principa.

Tas. šūna ir elementāra dzīva atvērta sistēma, kas spēj patstāvīgi pastāvēt, vairoties un attīstīties. Tā ir visu dzīvo organismu elementāra strukturāla un funkcionāla vienība.

Šūnu ķīmiskais sastāvs.

No Mendeļejeva periodiskās sistēmas 110 elementiem tika konstatēts, ka 86 pastāvīgi atrodas cilvēka ķermenī. 25 no tiem ir nepieciešami normālai dzīvei, un 18 no tiem ir absolūti nepieciešami, un 7 ir noderīgi. Saskaņā ar procentuālo daudzumu šūnā ķīmiskos elementus iedala trīs grupās:

Makroelementi Galvenie elementi (organogēni) ir ūdeņradis, ogleklis, skābeklis, slāpeklis. To koncentrācija: 98 - 99,9%. Tās ir universālas šūnas organisko savienojumu sastāvdaļas.

Mikroelementi - nātrijs, magnijs, fosfors, sērs, hlors, kālijs, kalcijs, dzelzs. To koncentrācija ir 0,1%.

Ultramikroelementi - bors, silīcijs, vanādijs, mangāns, kobalts, varš, cinks, molibdēns, selēns, jods, broms, fluors. Tie ietekmē vielmaiņu. To trūkums ir slimību cēlonis (cinks - cukura diabēts, jods - endēmisks goiter, dzelzs - postoša anēmija utt.).

Mūsdienu medicīna zina faktus par vitamīnu un minerālvielu negatīvo mijiedarbību:

Cinks samazina vara uzsūkšanos un sacenšas par uzsūkšanos ar dzelzi un kalciju; (un cinka trūkums izraisa vājināšanos imūnsistēma, vairāki patoloģiski stāvokļi no endokrīno dziedzeru).

Kalcijs un dzelzs samazina mangāna uzsūkšanos;

E vitamīns slikti kombinējas ar dzelzi, un C vitamīns slikti kombinējas ar B vitamīniem.

Pozitīva mijiedarbība:

E vitamīns un selēns, kā arī kalcijs un K vitamīns darbojas sinerģiski;

D vitamīns ir būtisks kalcija uzsūkšanai;

Varš veicina uzsūkšanos un palielina dzelzs izmantošanas efektivitāti organismā.

šūnas neorganiskās sastāvdaļas.

Ūdens- svarīgākā komponentsšūnas, dzīvās vielas universālā dispersijas vide. Sauszemes organismu aktīvās šūnas sastāv no 60 - 95% ūdens. Atpūtas šūnās un audos (sēklās, sporās) ūdens ir 10-20%. Ūdenim šūnā ir divas formas – brīvas un saistītas ar šūnu koloīdiem. Brīvais ūdens ir protoplazmas koloidālās sistēmas šķīdinātājs un dispersijas vide. Viņas 95%. Saistītais ūdens (4-5%) no visa šūnu ūdens veido trauslas ūdeņraža un hidroksilsaites ar olbaltumvielām.

Ūdens īpašības:

Ūdens ir dabisks minerāljonu un citu vielu šķīdinātājs.

Ūdens ir protoplazmas koloidālās sistēmas izkliedētā fāze.

Ūdens ir vide šūnu vielmaiņas reakcijām, jo. fizioloģiskie procesi notiek tikai ūdens vidē. Nodrošina hidrolīzes, hidratācijas, pietūkuma reakcijas.

Piedalās daudzās šūnas fermentatīvās reakcijās un veidojas vielmaiņas procesā.

Ūdens ir ūdeņraža jonu avots augu fotosintēzes laikā.

Ūdens bioloģiskā vērtība:

Lielākā daļa bioķīmisko reakciju notiek tikai ūdens šķīdumā, daudzas vielas iekļūst šūnās un iziet no tām izšķīdinātā veidā. Tas raksturo ūdens transporta funkciju.

Ūdens nodrošina hidrolīzes reakcijas – olbaltumvielu, tauku, ogļhidrātu sadalīšanos ūdens iedarbībā.

Lielā iztvaikošanas siltuma dēļ ķermenis tiek atdzesēts. Piemēram, svīšana cilvēkiem vai transpirācija augos.

Ūdens augstā siltumietilpība un siltumvadītspēja veicina vienmērīgu siltuma sadali šūnā.

Pateicoties saķeres (ūdens – augsne) un kohēzijas (ūdens – ūdens) spēkiem, ūdenim piemīt kapilaritātes īpašība.

Ūdens nesaspiežamība nosaka šūnu sieniņu (turgora) spriedzes stāvokli, apaļo tārpu hidrostatisko skeletu.