Неорганічні речовини

Функції хімічних елементів

Хімічні елементи

Живі організми містять майже всі відомі хімічні елементи. Хімічний склад живих організмів відносно сталий. У найбільшій кількості в них наявні чотири хімічні елементи: Гідроген, Карбон, Нітроген, Оксиген. Їхня частка у хімічному складі клітини становить майже 98 %, і вони належать до макроелементів. їх називають органогенними, оскільки насамперед ці елементи входять до складу органічних сполук. До макроелементів також належать Фосфор, Калій, Сульфур, Хлор, Кальцій, Магній, Натрій, Ферум, їхня сумарна частка становить до 1,9 %. Понад 50 хімічних елементів відносять до мікроелементів (Йод, Кобальт, Манган, Купрум, Молібден, Цинк тощо). їхній вміст у клітині — 10-12 до 10-13 %. Ще менше у клітині ультрамікроелементів: Плюмбуму, Брому, Аргентуму, Ауруму та ін. Хімічні елементи, що містяться в клітині, входять до складу органічних та неорганічних сполук або перебувають у вигляді іонів.

Елемент	Вміст у клітині, %	Функції
Карбон(С)	15-18	Входить до складу молекул органічних сполук, кісток, черепашок
Оксиген (О)	65-75	Входить до складу молекул води й органічних сполук; забезпечує реакції окиснення
Гідроген (Н)	8-10	Входить до складу молекул води й органічних сполук
Нітроген (N)	1,5-3,0	Структурний компонент білків, нуклеїнових кислот, АТФ
Сульфур (S)	0,15-0,20	Входить до складу білків та інших біомолекул
Калій (К)	0,15-0,20	Забезпечує транспорт речовин через клітинні мембрани; впливає на діяльність серця людини
Кальцій (Са)	0,04-2,00	Входить до складу кісток, бере участь у регуляції метаболічних процесів, скорочень м’язів, діяльності серця людини
Хлор (Сl)	0,05-0,1	Основний негативно заряджений іон в організмі тварини
Натрій (Na)	0,02-0,03	Один із головних внутрішньоклітинних позитивно заряджених іонів, забезпечує транспорт речовин через клітинні мембрани
Магній (Mg)	0,02-0,03	Активізує діяльність ферментів; структурний компонент хлорофілу
Ферум (Fе)	0,01-0,015	Входить до складу багатьох біомолекул, у тому числі гемоглобіну
Цинк (Zn)	0,0003	Входить до складу ферментів
Купрум (Сu)	0,0002	Входить до складу деяких ферментів, які беруть участь у реакціях окиснення
Йод (І)	0,0001	Входить до складу гормонів щитоподібної залози
Флуор (F)	0,0001	Входить до складу емалі зубів



Серед неорганічних сполук живих організмів особлива роль належить воді. Вода є основним середовищем, у якому відбуваються процеси обміну речовин та перетворення енергії. Вміст води в більшості живих організмів становить 60-70 %. Вода утворює основу внутрішнього середовища живих організмів (крові, лімфи, міжклітинної рідини). Унікальні властивості води визначаються структурою її молекул. У молекулі води один атом Оксигену ковалентно зв’язаний з двома атомами Гідрогену. Молекула води полярна (диполь). Позитивний заряд зосереджений на атомах Гідрогену, оскільки Оксиген є більш електронегативним, ніж Гідроген. Негативно заряджений атом Оксигену однієї молекули води притягується до позитивно зарядженого атома Гідрогену іншої молекули, утворюючи при цьому водневий зв’язок, який у 15-20 разів слабший, ніж ковалентний. Тому водневі зв’язки легко розриваються, що спостерігається, наприклад, при випаровуванні води. Внаслідок теплового руху молекул у воді деякі водневі зв’язки розриваються, деякі утворюються. Таким чином, молекули є рухомими у рідкому стані, що дуже важливо для процесів обміну речовин. Молекули води легко проникають через клітинні мембрани. Завдяки високій полярності молекул вода є розчинником інших полярних сполук. Залежно від здатності розчинюватися певних сполук у воді, їх умовно поділяють на гідрофільні, або полярні, та гідрофобні, або неполярні. До гідрофільних сполук, розчинних у воді, належить більшість солей. Гідрофобні сполуки (майже всі жири, деякі білки) містять неполярні групи, які не утворюють водневі зв’язки, тому ці сполуки не розчиняються у воді. Вона має високу теплоємність і одночасно високу для рідин теплопровідність. Ці властивості роблять воду ідеальною для підтримання теплової рівноваги організму.

Для підтримання процесів життєдіяльності окремих клітин і організму в цілому важливе значення мають мінеральні солі. Живі організми містять як розчинені солі (у вигляді іонів), так і солі у твердому стані. Іони поділяються на позитивні (катіони металевих елементів К⁺, Nа⁺, Са²⁺, М²⁺ тощо) та негативні (аніони кислот хлоридної — Сl^-, сульфатної — НSO₄^-, SО₄^2-, карбонатної — НСО₃^-, фосфатної — Н₂РО₄^-, НРО₄^2- та ін.). Різна концентрація катіонів К⁺ і Nа⁺ у клітині та міжклітинній рідині спричиняє різницю потенціалів на мембрані клітини; зміна проникності мембрани щодо К⁺ і Nа⁺ під впливом подразнення забезпечує виникнення нервового і м’язового збудження. Аніони фосфатної кислоти підтримують нейтральну реакцію внутрішньоклітинного середовища (рН = 6,9), аніони карбонової кислоти — слабколужну реакцію плазми крові (рН = 7,4). Сполуки кальцію (СаСO₃) входять до складу черепашок молюсків і найпростіших, панцирів раків. Хлоридна кислота створює кисле середовище в шлунку хребетних тварин і людини, забезпечує цим активність ферментів шлункового соку. Залишки сульфатної кислоти, приєднуючись до нерозчинних у воді сполук, забезпечують їхню розчинність, що сприяє виведенню даних сполук з клітин і організму.



Дата добавления: 2015-05-26