Мінеральні солі

Вода

Вода (Н₂О) – неорганічна речовина з унікальними фізичними і хімічними властивостями, які пов’язані з малими розмірами молекул, їхньою полярністю (на різних полюсах молекули розміщені позитивний і негативний заряди) і здатністю з’єднуватись водневими зв’язками.

Завдяки своїм властивостям вода має важливе значення для живих систем (у воді зародилось життя, її вміст у більшості живих організмів становить 60-70%, вона є середовищем існування для багатьох видів організмів):

- вода є універсальним розчинником для полярних речовин (більшість біохімічних реакцій відбуваються у водних розчинах; речовини транспортуються в організмі, надходять до клітин і видаляються з них тільки у розчиненому стані; вода як розчинник забезпечує процеси дифузії та осмосу):

o речовини, які мають полярні молекули і розчиняються у воді, називаються гідрофільними;

o речовини, які мають неполярні молекули і нерозчинні у воді, називаються гідрофобними;

- вода є хімічним реагентом (бере участь у реакціях гідролізу органічних речовин; фотолізує у світловій фазі фотосинтезу);

- здатність води до іонізації (розщеплення на іони Н⁺ і ОН^–) забезпечує буферні властивості рідин організму, завдяки яким регулюється рівень рН середовища;

- здатність води формувати оболонку навколо деяких сполук (наприклад, білків) перешкоджає їхній взаємодії (така вода називається зв’язаною або структурованою; її частка становить 4-5% від загальної кількості в організмі);

- текучість води (розрив одних водневих зв’язків і утворення інших) забезпечує механізми транспорту речовин рідинами організму;

- здатність води не стискатись під дією зовнішнього тиску забезпечує об’єм клітин та внутрішньоклітинний тиск (тургор);

- велика теплоємність води (здатність поглинати тепло за незначних змін своєї температури) запобігає різким змінам температури в живих системах та навколишньому середовищі;

- велика теплопровідність води (здатність швидко проводити тепло) забезпечує рівномірний розподіл тепла в організмі і у водному середовищі існування;

- велика теплота випаровування води (на перехід з рідкого стану в газоподібний затрачається велика кількість теплової енергії) забезпечує процеси терморегуляції (транспірацію і потовиділення);

- велика теплота замерзання-плавлення води (при замерзанні віддає велику кількість теплової енергії, при плавленні – поглинає) зменшує ймовірність утворення кристаликів льоду в живих клітинах;

- здатність води знижувати температуру замерзання (під впливом деяких розчинених речовин) запобігає замерзанню багатьох рослин і холоднокровних тварин у зимовий період;

- велика сила зчеплення між молекулами води забезпечує механізм транспорту речовин по судинах ксилеми;

- високий поверхневий натяг води забезпечує механізм транспорту речовин по судинах ксилеми і утримання деяких дрібних організмів на поверхні водойм.

Мінеральні солі (солі неорганічних кислот) перебувають в організмі або в іонному стані, або у вигляді твердих сполук (їхній вміст у клітинах варіює від 1 до кількох відсотків).

Іони мінеральних солей – це:

- катіони металів: К⁺, Nа⁺, Са²⁺, Мg²⁺ тощо;

- аніони неорганічних кислот: соляної (Сl^–), сірчаної (НSО₄^–), вугільної (НСО₃^–), фосфорної (Н₂РО₄^–, НРО₄^2–) тощо.

Різна концентрація іонів К⁺ і Nа⁺ зовні і всередині клітини призводить до появи різниці електричних потенціалів на зовнішній і внутрішній поверхнях плазматичної мембрани, що зумовлює виникнення і передачу збудження у нервових та м’язових клітинах, а також забезпечує транспорт речовин у клітину.

Іони Са²⁺ та Мg²⁺ активують багато ферментів, регулюють процеси метаболізму.

Аніони сірчаної кислоти (НSО₄^–), приєднуючись до нерозчинних у воді речовин, надають їм розчинності, що сприяє їхньому виведенню з організму.

Такі нерозчинні солі, як карбонат кальцію (СаСО₃) і гідроксиапатит (Са₁₀(РО₄)₆ОН₂), є основними компонентами міжклітинної речовини кісткової тканини, дентину, входять до складу зубної емалі.

Карбонат кальцію (СаСО₃) входить до складу скелета вапнякових губок і коралових поліпів, черепашок молюсків і форамініфер, кутикули членистоногих; утворює отоліти в органі рівноваги тощо.

Сірчанокислий стронцій (SrSО₄) є компонентом внутрішньоклітинного скелета радіолярій (до складу скелета радіолярій ще входить двооксид кремнію (SіО₂)).

Важливе значення для організму мають і неорганічні кислоти, які перебувають в організмі в іонному стані. Так, соляна кислота (НСl→Н⁺ + Сl^–) активізує ферменти шлункового соку. Вугільна кислота (Н₂СО₃→Н⁺ + НСО₃^–; Н₂СО₃→2Н⁺ + СО₃^2–) утворюється при взаємодії СО₂ з Н₂О плазми крові (вуглекислий газ транспортується у вигляді карбонат-іонів та гідрокарбонат-іонів).

Дата добавления: 2015-06-27