2.3 Cell kjemisk sammensetning. Makro og sporstoffer

• Diagnostikk

Videooppgave 2: Struktur, egenskaper og funksjoner av organiske forbindelser. Begrepet biopolymerer

Forelesning: Cellekjemisk sammensetning. Makro og sporstoffer. Forholdet mellom strukturen og funksjonene til uorganiske og organiske stoffer

makronæringsstoffer hvis innhold ikke er lavere enn 0,01%;

sporstoffer - konsentrasjonen er mindre enn 0,01%.

I en celle er innholdet av sporstoffer mindre enn 1%, makroelementer, henholdsvis - mer enn 99%.

Natrium, kalium og klor gir mange biologiske prosesser - turgor (intern celletrykk), utseendet av nerveimpulser.

Nitrogen, oksygen, hydrogen, karbon. Dette er hovedkomponentene til cellen.

Fosfor og svovel er viktige komponenter av peptider (proteiner) og nukleinsyrer.

Kalsium er grunnlaget for eventuelle skjelettformasjoner - tenner, bein, skall, cellevegger. Det deltar også i muskelkontraksjon og blodkoagulasjon.

Magnesium er en komponent av klorofyll. Deltar i syntese av proteiner.

Jern er en komponent av hemoglobin, er involvert i fotosyntese, bestemmer effektiviteten av enzymer.

Sporelementer inneholdt i svært lave konsentrasjoner, viktig for fysiologiske prosesser:

Sink er en bestanddel av insulin;

Kobber - deltar i fotosyntese og respirasjon;

Kobolt - en komponent av vitamin B12;

Jod - er involvert i regulering av metabolisme. Det er en viktig komponent i skjoldbruskhormoner;

Fluor er en komponent av tannemalje.

Ubalanse i konsentrasjonen av mikro- og makronæringsstoffer fører til metabolske sykdommer, utviklingen av kroniske sykdommer. Kalsiummangel - årsaken til rickets, jern-anemi, nitrogen - mangel på proteiner, jod - en reduksjon i intensiteten av metabolske prosesser.

Vurder forholdet mellom organiske og uorganiske stoffer i cellen, deres struktur og funksjon.

Cellene inneholder en stor mengde mikro- og makromolekyler som tilhører ulike kjemiske klasser.

Uorganisk cellemasse

Vann. Av den totale massen av en levende organisme, utgjør den den største prosentandelen - 50-90% og deltar i nesten alle livsprosesser:

kapillære prosesser, da det er et universelt polært løsningsmiddel, påvirker egenskapene til interstitialvæske, metabolisk hastighet. I forhold til vann er alle kjemiske forbindelser delt inn i hydrofil (løselig) og lipofil (løselig i fett).

Intensiteten av metabolisme avhenger av konsentrasjonen i cellen - jo mer vann, jo raskere går prosessene. Tapet på 12% av vann i menneskekroppen - krever restaurering under oppsyn av en lege, med et tap på 20% - døden oppstår.

Mineralsalter. Inneholdt i levende systemer i oppløst form (dissocierende i ioner) og uoppløst. Oppløste salter er involvert i:

stoffoverføring gjennom membranen. Metalkatjoner gir en "kaliumnatriumpumpe", som endrer cellens osmotiske trykk. På grunn av dette renner vann med stoffer oppløst i det i cellen eller forlater det, unngår unødvendig;

dannelsen av nerveimpulser av en elektrokjemisk natur;

er en del av proteiner;

fosfat ion - en komponent av nukleinsyrer og ATP;

karbonat ion - støtter Ph i cytoplasma.

Uoppløselige salter i form av hele molekyler danner strukturer av skall, skall, bein, tenner.

Cell organisk materiale

Et vanlig trekk ved organisk materiale er nærværet av karbonskjelettkjeden. Disse er biopolymerer og små molekyler med enkel struktur.

Hovedklassene som er tilgjengelige i levende organismer:

Karbohydrater. Cellene inneholder forskjellige typer - enkle sukker og uoppløselige polymerer (cellulose). I prosent av andelene i anleggets tørrstoff er opptil 80%, dyr - 20%. De spiller en viktig rolle i cellens livsstøtte:

Fruktose og glukose (monosakkarider) absorberes raskt av kroppen, er inkludert i stoffskiftet, er en kilde til energi.

Ribose og deoksyribose (monosakkarider) er en av de tre hovedkomponentene i DNA og RNA.

Laktose (refererer til disaharam) - syntetisert av dyrets kropp, er en del av melken av pattedyr.

Sukrose (disakkarid) - en energikilde, dannes i planter.

Maltose (disakkarid) - gir frøspiring.

Enkelte sukkerarter utfører også andre funksjoner: signal, beskyttende, transport.
Polymerkarbohydrater er vannløselig glykogen, så vel som uoppløselig cellulose, kitin, stivelse. De spiller en viktig rolle i stoffskiftet, utfører strukturelle, lagring, beskyttende funksjoner.

Lipider eller fettstoffer. De er uoppløselige i vann, men blander seg godt med hverandre og oppløses i ikke-polare væsker (som ikke inneholder oksygen, for eksempel petroleum eller cykliske hydrokarboner er ikke-polare løsningsmidler). Lipider er nødvendige i kroppen for å gi det energi - under oksidasjon blir energi og vann dannet. Fettene er svært energieffektive - ved hjelp av 39 kJ per gram frigjort under oksidasjon, kan du løfte en last som veier 4 tonn til en høyde på 1 m. Fett gir også en beskyttende og isolerende funksjon. I dyr bidrar det tykke laget til å bevare varmen i koldsesongen. Fettlignende stoffer beskytter fjærene av vannfugler fra å bli våte, gi et sunt skinnende utseende og elastisitet av dyrehår, utfør en dekkfunksjon på plantens blad. Noen hormoner har en lipidstruktur. Fett danner grunnlaget for membranstrukturen.

Proteiner eller proteiner er heteropolymerer av en biogen struktur. De består av aminosyrer, hvis strukturelle enheter er: aminogruppe, radikal og karboksylgruppe. Egenskapene til aminosyrer og deres forskjeller fra hverandre bestemmer radikaler. På grunn av amfotere egenskaper kan de danne bindinger mellom seg selv. Protein kan bestå av flere eller hundrevis av aminosyrer. Samlet inneholder proteinkonstruksjonen 20 aminosyrer, deres kombinasjoner bestemmer forskjellige former og egenskaper av proteiner. Omtrent et dusin aminosyrer er uunnværlige - de syntetiseres ikke i dyrkroppen, og deres inntak blir levert av plantefôr. I fordøyelseskanalen er proteinene delt inn i individuelle monomerer som brukes til å syntetisere sine egne proteiner.

Strukturelle egenskaper av proteiner:

primær struktur - aminosyre kjede;

sekundær - en kjede vridd i en spiral der hydrogenbindinger dannes mellom spiraler;

tertiær - en spiral eller flere av dem, rullet inn i en kule og forbundet med svake bindinger;

Kvartær eksisterer ikke i alle proteiner. Disse er flere globuler forbundet med ikke-kovalente bindinger.

Styrken på strukturer kan brytes, og deretter gjenopprettes, mens proteinet midlertidig mister sine karakteristiske egenskaper og biologisk aktivitet. Bare ødeleggelsen av den primære strukturen er irreversibel.

Proteiner utfører mange funksjoner i en celle:

akselerasjon av kjemiske reaksjoner (enzymatisk eller katalytisk funksjon, som hver er ansvarlig for en bestemt enkeltreaksjon);
transport - overføring av ioner, oksygen, fettsyrer gjennom cellemembraner;

beskyttende blodproteiner som fibrin og fibrinogen, er tilstede i blodplasmaet i en inaktiv form, danner blodpropper på stedet for skade på grunn av oksygen. Antistoffer - gi immunitet.

strukturelle peptider er delvis eller er grunnlaget for cellemembraner, sener og annet bindevev, hår, ull, hover og negler, vinger og ytre integrasjoner. Actin og myosin gir kontraktil muskelaktivitet;

regulatoriske hormonproteiner gir humoral regulering;
energi - under mangel på næringsstoffer begynner kroppen å bryte ned sine egne proteiner, forstyrre prosessen med sin egen livsviktige aktivitet. Det er derfor, etter en lang hungersnød, kan kroppen ikke alltid gjenopprette uten medisinsk hjelp.

Nukleinsyrer. De eksisterer 2 - DNA og RNA. RNA er av flere typer - informasjons-, transport- og ribosomal. Oppdaget av den sveitsiske sveitsiske F. Fisher i slutten av 1800-tallet.

DNA er deoksyribonukleinsyre. Inneholdt i kjernen, plastider og mitokondrier. Strukturelt er det en lineær polymer som danner en dobbelt helix av komplementære nukleotidkjeder. Konseptet med sin romlige struktur ble opprettet i 1953 av amerikanerne D. Watson og F. Crick.

Dens monomere enheter er nukleotider som har en fundamentalt felles struktur fra:

nitrogenholdig base (tilhørende purin-gruppen - adenin, guanin, pyrimidin-tymin og cytosin.)

I strukturen av et polymermolekyl kombineres nukleotider i par og komplementært, hvilket skyldes forskjellig antall hydrogenbindinger: adenin + tymin - to, guanin + cytosin - tre hydrogenbindinger.

Nukleotidens rekkefølge koder for strukturelle aminosyresekvenser av proteinmolekyler. En mutasjon er en endring i rekkefølgen av nukleotider, siden proteinmolekyler av en annen struktur vil bli kodet.

RNA-ribonukleinsyre. Strukturelle egenskaper av forskjellen fra DNA er:

i stedet for tyminukleotid - uracil;

ribose i stedet for deoksyribose.

Transport RNA er en polymerkjede som er foldet i form av et kløverblad i flyet. Hovedfunksjonen er levering av en aminosyre til ribosomer.

Matrix (messenger) RNA blir konstant dannet i kjernen, komplementær til hvilken som helst del av DNA'et. Dette er en strukturell matrise, på grunnlag av dens struktur vil et proteinmolekyl samles på ribosomet. Av det totale innholdet av RNA-molekyler er denne typen 5%.

Ribosomal - er ansvarlig for prosessen med å lage proteinmolekyl. Det er syntetisert på nukleolus. Dens i et bur er 85%.

ATP-adenosintrifosfatsyre. Dette er et nukleotid som inneholder:

Kjemiske elementer i cellen.

Celler av levende organismer i deres kjemiske sammensetning er signifikant forskjellig fra det omgivende livløse miljøet og strukturen av kjemiske forbindelser, og settet og innholdet av kjemiske elementer. Totalt er ca 90 kjemiske elementer tilstede (funnet i dag) i levende organismer, som, avhengig av innholdet, er delt inn i tre hovedgrupper: makronæringsstoffer, mikroelementer og ultramikroder.

Makronæringsstoffer.

Makroelementer i betydelige mengder er representert i levende organismer, som strekker seg fra hundre prosent av prosent til ti prosent. Hvis innholdet av kjemikalier i kroppen overskrider 0,005% kroppsvekt, refereres dette stoffet til makroelementer. De er en del av de viktigste vevene: blod, bein og muskler. Disse inkluderer for eksempel følgende kjemiske elementer: hydrogen, oksygen, karbon, nitrogen, fosfor, svovel, natrium, kalsium, kalium, klor. Makroelementer utgjør om lag 99% av levende celler, med flertallet (98%) av hydrogen, oksygen, karbon og nitrogen.

Tabellen nedenfor viser de viktigste makronæringsstoffene i kroppen:

For alle fire av de vanligste elementene i levende organismer (hydrogen, oksygen, karbon, nitrogen, som det ble sagt tidligere), er en felles egenskap karakteristisk. Disse elementene mangler en eller flere elektroner i den ytre bane for å danne stabile elektroniske bindinger. Således mangler hydrogenatomet for dannelsen av en stabil elektronbinding en elektron i henholdsvis den ytre bane, oksygenatomer, nitrogen og karbon - to, tre og fire elektroner. I denne forbindelse danner disse kjemiske elementene enkelt kovalente bindinger på grunn av sammenkobling av elektroner, og kan lett samhandle med hverandre og fylle deres ytre elektronskjell. I tillegg kan oksygen, karbon og nitrogen dannes ikke bare enkeltbindinger, men også dobbeltbindinger. Som et resultat øker antallet kjemiske forbindelser som kan dannes fra disse elementene betydelig.

I tillegg er karbon, hydrogen og oksygen - den letteste blant elementene som er i stand til å danne kovalente bindinger. Derfor viste de seg å være den mest egnede for dannelsen av forbindelser som utgjør levende materie. Det bør noteres separat en annen viktig egenskap av karbonatomer - evnen til å danne kovalente bindinger med fire andre karbonatomer samtidig. Takket være denne egenskapen er skjelettene skapt fra et stort utvalg av organiske molekyler.

Sporelementer

Selv om innholdet av sporstoffer ikke overstiger 0,005% for hvert enkelt element, og totalt sett utgjør de kun ca 1% av cellens masse, er sporelementer nødvendige for livets livsviktige aktivitet. I fravær eller mangel på innhold kan ulike sykdommer forekomme. Mange sporstoffer er en del av ikke-protein-enzymgrupper og er nødvendige for gjennomføring av deres katalytiske funksjon.
For eksempel er jern en integrert del av heme, som er en del av cytokromer, som er komponenter i elektronoverføringskjeden, og hemoglobin, et protein som transporterer oksygen fra lungene til vevet. Jernmangel i menneskekroppen forårsaker utvikling av anemi. Mangel på jod, som er en del av skjoldbruskhormonet thyroksin, fører til forekomsten av sykdommer forbundet med mangel på dette hormonet, som endemisk goiter eller kretinisme.

Eksempler på sporelementer er presentert i tabellen nedenfor:

Hvilke kjemiske elementer er relatert til makro og mikronæringsstoffer i cellen?

Hvilke kjemiske elementer er relatert til makro og mikronæringsstoffer i cellen?

Macroelements (en stor prosentandel av kroppen i henhold til innholdet) inneholder følgende kjemiske elementer:

• oksygen (0,2%), svovel (0,2%), fosfor (1%), klor (0, 2%), 1%), resten - magnesium, kalsium, natrium.

Å spore elementer (en liten prosentandel av kroppsinnholdet) inkluderer slike kjemiske elementer:

• kobolt, sink, vanadium, fluor, selen, kobber, krom, nikkel, germanium, jod, ruthenium.

makronæringsstoffer

Makronæringsstoffer er kjemiske elementer som planter absorberer i store mengder. Innholdet av slike stoffer i planter varierer fra hundre prosent av prosent til flere titalls prosent.

Innhold:

elementer

Makroelements er direkte involvert i bygging av organiske og uorganiske forbindelser av anlegget, og utgjør størstedelen av tørrstoffet. De fleste av dem er representert i cellene av ioner.

Makronæringsstoffer og deres forbindelser er aktive stoffer i forskjellige mineralgjødsel. Avhengig av type og form, brukes de som hoved, såing gjødsel og gjødsel. Macroelements inkluderer: karbon, hydrogen, oksygen, nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium, svovel og noen andre, men hovedelementene i plantenæring er nitrogen, fosfor og kalium.

Kroppen til en voksen inneholder ca 4 gram jern, 100 g natrium, 140 g kalium, 700 g fosfor og 1 kg kalsium. Til tross for slike forskjellige tall er konklusjonen åpenbar: stoffene kombinert under navnet "makroelementer" er avgjørende for vår eksistens. [8] Andre organismer har også et stort behov for dem: prokaryoter, planter, dyr.

Proponenter av en evolusjonær teori hevder at behovet for makronæringsstoffer er bestemt av forholdene der livet på Jorden stammer fra. Når landet besto av solide bergarter, var atmosfæren mettet med karbondioksid, nitrogen, metan og vanndamp, og i stedet for regn falt oppløsninger av syrer på bakken, nemlig at makroelementer var den eneste matrisen på grunnlag av hvilken de første organiske stoffene og primitive livsformer kunne oppstå. Derfor, hele tusen år senere, fortsetter alt liv på vår planet å føle behovet for å oppdatere de interne ressursene av magnesium, svovel, nitrogen og andre viktige elementer som danner den fysiske strukturen av biologiske gjenstander.

Fysiske og kjemiske egenskaper

Makroelementer er forskjellige i både kjemiske og fysiske egenskaper. Blant dem er metaller (kalium, kalsium, magnesium og andre) og ikke-metaller (fosfor, svovel, nitrogen og andre).

Noen fysiske og kjemiske egenskaper av makronæringsstoffer, ifølge data: [2]

Makroelement

Fysisk tilstand under normale forhold

sølv-hvitt metall

solidt hvitt metall

sølv-hvitt metall

skjøre gule krystaller

sølv metall

Innholdet av makronæringsstoffer i naturen

Makroelements finnes i naturen overalt: i jorda, bergarter, planter, levende organismer. Noen av dem, som nitrogen, oksygen og karbon, er integrerte elementer i jordens atmosfære.

Symptomer på mangel på visse næringsstoffer i avlinger, ifølge dataene: [6]

element

Vanlige symptomer

Følsomme kulturer

Endre den grønne fargen på bladene til blekgrønn, gulaktig og brun,

Bladstørrelsen faller,

Bladene er smale og ligger i skarp vinkel mot stammen,

Antallet frukt (frø, korn) reduseres kraftig

Hvit og blomkål,

Vri bladene på bladbladet

Lilla farge

Edge brenn av bladene,

Whitening av apical bud,

Whitening unge blader

Bladene er bøyd ned,

Bladets kanter er vridd opp

Hvit og blomkål,

Hvit og blomkål,

Forandringen i intensiteten av bladets grønne farge,

Lavt proteininnhold

Bladfargen endres til hvitt,

• Nitrogenbundet tilstand finnes i vannet i elver, hav, litosfære, atmosfære. Det meste av nitrogenet i atmosfæren er inneholdt i fri tilstand. Uten nitrogen er dannelsen av proteinmolekyler umulig. [2]
• Fosfor blir lett oksidert og er i denne forbindelse ikke funnet i naturen i ren form. Men i forbindelser funnet nesten overalt. Det er en viktig komponent av plante- og animalske proteiner. [2]
• Kalium er tilstede i jorda i form av salter. I planter blir det avsatt hovedsakelig i stilkene. [2]
• Magnesium er allestedsnærværende. I massive bergarter finnes den i form av aluminater. Jorda inneholder sulfater, karbonater og klorider, men silikater dominerer. I form av ion inneholdt i sjøvann. [1]
• Kalsium er et av de vanligste elementene i naturen. Innskuddene finnes i form av kritt, kalkstein, marmor. I planteorganismer funnet i form av fosfater, sulfater, karbonater. [4]
• Serav naturen er svært utbredt: både i fri tilstand og i form av forskjellige forbindelser. Den finnes både i bergarter og i levende organismer. [1]
• Jern er en av de vanligste metaller på jorden, men i fri tilstand finnes den bare i meteoritter. I mineraler med jordbasert opprinnelse er jern til stede i sulfider, oksyder, silikater og mange andre forbindelser. [2]

Rolle i anlegget

Biokjemiske funksjoner

Et høyt utbytte av enhver jordbruksavling er bare mulig under full og tilstrekkelig ernæring. I tillegg til lys, varme og vann, trenger planter næringsstoffer. Sammensetningen av planteorganismer inneholder mer enn 70 kjemiske elementer, hvorav 16 absolutt nødvendige er organogener (karbon, hydrogen, nitrogen, oksygen), askesporelementer (fosfor, kalium, kalsium, magnesium, svovel) og også jern og mangan.

Hvert element utfører sine funksjoner i planter, og det er helt umulig å erstatte ett element med en annen.

Fra atmosfæren

• Kull absorberes fra luften av bladene av planter og litt av røttene fra jorden i form av karbondioksid (CO₂). Det er grunnlaget for sammensetningen av alle organiske forbindelser: fett, proteiner, karbohydrater og andre.
• Hydrogen forbrukes i sammensetningen av vann, det er viktig for syntesen av organiske stoffer.
• Oksygen absorberes av bladene fra luften, av røttene fra jorden, og frigjøres også fra andre forbindelser. Det er nødvendig både for respirasjon og for syntese av organiske forbindelser. [7]

Neste i betydning

• Kväve er et viktig element for planteutvikling, nemlig dannelse av proteinstoffer. Innholdet i proteiner varierer fra 15 til 19%. Det er en del av klorofyll, og deltar derfor i fotosyntese. Nitrogen er funnet i enzymer - katalysatorer av ulike prosesser i organismer. [7]
• Fosfor er tilstede i sammensetningen av cellekjerne, enzymer, fytin, vitaminer og andre like viktige forbindelser. Deltar i prosesser for konvertering av karbohydrater og nitrogenholdige stoffer. I planter finnes det både organisk og mineralform. Mineralforbindelser - salter av ortofosforsyre - brukes i syntesen av karbohydrater. Planter bruker organiske fosforforbindelser (heksofosfater, fosfatider, nukleoproteiner, sukkerfosfater, fytin). [7]
• Kalium spiller en viktig rolle i protein- og karbohydratmetabolisme, forbedrer effekten av bruk av nitrogen fra ammoniakkformer. Ernæring med kalium er en kraftig faktor i utviklingen av individuelle planteorganer. Dette elementet favoriserer opphopningen av sukker i cellesapet, noe som øker plantens motstand mot ugunstige naturlige faktorer i vinterperioden, bidrar til utviklingen av vaskulære bunter og tykker cellene. [7]

Følgende makronæringsstoffer

• Svovel er en komponent av aminosyrer - cystein og metionin, spiller en viktig rolle både i protein metabolisme og i redoks prosesser. En positiv effekt på dannelsen av klorofyll, bidrar til dannelsen av knuter på roten av bælgplanter, samt knuderbakterier som assimilerer nitrogen fra atmosfæren. [7]
• Kalsium - en deltakende i karbohydrat og protein metabolisme, har en positiv effekt på rotvekst. Nødvendig for normal planteernæring. Kalkning av syrejord med kalsium øker jordens fruktbarhet. [7]
• Magnesium er involvert i fotosyntese, innholdet i klorofyll når 10% av dets totale innhold i de grønne delene av planter. Behovet for magnesium i planter er ikke det samme. [7]
• Jern er ikke en del av klorofyll, men det deltar i redoks prosesser, som er essensielle for dannelsen av klorofyll. Spiller en stor rolle i å puste, da det er en integrert del av respiratoriske enzymer. Det er nødvendig for både grønne planter og klorfrie organismer. [7]

Manglende (mangel) av makroelementer i planter

På mangel på en makro i jorden, og dermed i anlegget viser tydelig eksterne tegn. Sensibiliteten til hver planteart til mangel på makronæringsstoffer er strengt individuell, men det er noen lignende tegn. For eksempel, når det er mangel på nitrogen, fosfor, kalium og magnesium, lider de gamle bladene på de nedre nivåene, mens mangelen på kalsium, svovel og jern - unge organer, friske blader og et vekstpunkt.

Spesielt tydelig er mangelen på ernæring manifestert i høyavkastende avlinger.

Overflødig makronæringsstoffer i planter

Tilstanden av planter påvirkes ikke bare av mangelen, men også av overskudd av makronæringsstoffer. Den manifesterer seg hovedsakelig i gamle organer, og senker planteveksten. Ofte er tegn på mangel og overskudd av de samme elementene noe lignende. [6]

Makro og sporstoffer

Omtrent 80 kjemiske elementer finnes i levende organismer, men bare for 27 av disse elementene blir deres funksjoner i cellen og organismen etablert. De gjenværende elementene er til stede i små mengder, og tilsynelatende, gå inn i kroppen med mat, vann og luft.

Avhengig av konsentrasjonen, er de delt inn i makronæringsstoffer og mikroelementer.

Konsentrasjonen av hver av makroelementene i kroppen overskrider 0,01%, og deres totale innhold er 99%. Macroelements inkluderer oksygen, karbon, hydrogen, nitrogen, fosfor, svovel, kalium, kalsium, natrium, klor, magnesium og jern. De fire første nevnte elementene (oksygen, karbon, hydrogen og nitrogen) kalles også organogene, siden de er en del av de viktigste organiske forbindelser. Fosfor og svovel er også komponenter av en rekke organiske stoffer, som proteiner og nukleinsyrer. Fosfor er nødvendig for dannelse av bein og tenner.

Uten de resterende makronæringsstoffer umuliggjorde kroppens normale funksjon.

Så, kalium, natrium og klor er involvert i prosessene for celle excitering. Kalsium er en del av celleveggene av planter, ben, tenner og skall av bløtdyr, det kreves for sammentrekning av muskelceller og blodkoagulasjon. Magnesium er en komponent av klorofyll - pigmentet som sikrer strømmen av fotosyntese. Han deltar også i biosyntesen av protein og nukleinsyrer. Jern er en del av hemoglobin, og er nødvendig for mange enzymer.

Sporelementer finnes i kroppen i konsentrasjoner på mindre enn 0,01%, og deres totale konsentrasjon i cellen når ikke 0,1%. Mikroelementer inkluderer sink, kobber, mangan, kobolt, jod, fluor, etc.

Sink er en del av bukspyttkjertelhormonmolekylet, insulin, kobber er nødvendig for fotosyntese og respirasjon. Kobolt er en komponent av vitamin B12, fravær som fører til anemi. Jod er nødvendig for syntese av skjoldbruskkjertelhormoner, og sikrer en normal strøm av metabolisme, og fluor er forbundet med dannelsen av tannemalje.

Både mangel og overskudd eller nedsatt metabolisme av makro- og mikroelementer fører til utvikling av ulike sykdommer.

Spesielt kalsium og fosformangel forårsaker rickets, nitrogen mangel - alvorlig proteinmangel, jernmangel - anemi, mangel på jod - svekket skjoldbruskhormondannelse og redusert metabolisk hastighet, redusert fluorinntak - karies. Bly er giftig for nesten alle organismer.

Mangelen på makro- og mikroelementer kan kompenseres ved å øke innholdet i mat og drikkevann, samt ved å ta medisiner.

De kjemiske elementene i cellen danner forskjellige forbindelser - uorganisk og organisk.

Emne 2.2. Kjemisk cellesammensetning. - 10-11 klasse, Syvozlazov (arbeidsbok del 1)

1. Gi definisjonene av begreper.
Et element er et sett med atomer med samme nukleare ladning og antall protoner som faller sammen med ordinært (atom) nummer i periodisk tabell.
Sporelement - et element som er i kroppen i svært lave konsentrasjoner.
Makroelement - et element som er i kroppen i høye konsentrasjoner.
Bioelement - et kjemisk element som er involvert i celleaktivitet, danner grunnlaget for biomolekyler.
Cell elemental sammensetning er prosentandelen av kjemiske elementer i en celle.

2. Hva er et bevis på samfunnet av levende og livløs natur?
Den kjemiske sammensetningens enhet. Det er ingen elementer som bare er karakteristiske for livløs natur.

3. Fyll ut bordet.

ELEMENTS SAMMENSETNING AV CELLS

4. Gi eksempler på organiske stoffer hvis molekyler består av tre, fire og fem makronæringsstoffer.
3 elementer: karbohydrater og lipider.
4 elementer: ekorn.
5 elementer: nukleinsyrer, proteiner.

5. Fyll ut bordet.

BIOLOGISK ROLL AV ELEMENTER

6. Studer i § 2.2 avsnittet "De eksterne faktorers rolle i dannelsen av den kjemiske sammensetningen av levende natur" og svar på spørsmålet: "Hva er biokjemiske endemier og hva er årsakene til opprinnelsen deres?"
Biokjemiske endemier er sykdommer i planter, dyr og mennesker, forårsaket av akutt mangel eller overskudd av et element i et bestemt område.

7. Hva er de kjente sykdommene knyttet til mangel på mikronæringsstoffer?
Jodmangel - endemisk goiter. Redusert tyroksinsyntese og den resulterende proliferasjonen av skjoldbruskvæv.
Jernmangel - jernmangel anemi.

8. Husk på hvilke grunnlag kjemiske elementer fordeles på makro-, mikro- og ultramikroelementer. Gi din egen, alternative klassifisering av kjemiske elementer (for eksempel ved funksjoner i en levende celle).
Mikro-, makro- og ultra-mikronæringsstoffer er delt i henhold til et tegn basert på prosentandelen i en celle. I tillegg er det mulig å klassifisere elementer i henhold til funksjonene som regulerer aktiviteten til visse organsystemer: nervøs, muskulær, sirkulasjons- og kardiovaskulær, fordøyelsessystemet etc.

9. Velg riktig svar.
Test 1.
Hvilke kjemiske elementer danner størstedelen av organiske stoffer?
2) C, O, H, N;

Test 2.
Makroelementene gjelder ikke:
4) mangan.

Test 3.
Levende organismer trenger nitrogen, som det tjener:
1) en komponent av proteiner og nukleinsyrer; 10. Bestem symptomet hvor alle elementene som er oppført nedenfor, unntatt ett, blir kombinert i en gruppe. Understreket dette "ekstra" elementet.
Oksygen, hydrogen, svovel, jern, karbon, fosfor, nitrogen. Inkludert i DNA bare. Og resten er alt i proteiner.

11. Forklar opprinnelsen og den generelle betydningen av ordet (term), basert på betydningen av røttene som gjør det opp.

12. Velg et begrep og forklar hvordan dens nåværende verdi tilsvarer den opprinnelige verdien av sine røtter.
Betegnelsen som er valgt er organogen.
Overholdelse: Begrepet svarer i prinsippet til den opprinnelige betydningen, men i dag er det en mer presis definisjon. Tidligere var verdien slik at elementene kun er involvert i bygging av vev og organer. Nå har det blitt funnet at biologisk viktige elementer ikke bare danner kjemiske molekyler i celler, etc., men også regulerer alle prosesser i celler, vev og organer. De er en del av hormoner, vitaminer, enzymer og andre biomolekyler.

13. Formuler og skriv ned de grunnleggende ideene i § 2.2.
Elementets sammensetning er prosentandelen av kjemiske elementer i cellen. Cellelementer klassifiseres vanligvis, avhengig av prosentandelen, på mikro-, makro- og ultramikroelementer. De elementene som er involvert i vital vital aktivitet, danner grunnlaget for biomolekyler, kalt bioelementer.
Macroelements inkluderer: C N H O. De er hovedkomponentene i alle organiske forbindelser i cellen. I tillegg er P S K Ca Na Fe Cl Mg - inkludert i alle større biomolekyler. Uten dem er kroppens funksjon umulig. Mangel på dem fører til døden.
Å spore elementer: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B, etc. De er også nødvendige for kroppens normale funksjon, men ikke så kritisk. Mangel på dem forårsaker sykdom. De er en del av biologisk aktive forbindelser, påvirker stoffskiftet.
Det er ultramikroelementer: Au Ag Be og andre. Den fysiologiske rollen er ikke fullt etablert. Men de er viktige for cellen.
Det er begrepet "biokjemisk endemi" - sykdommer av planter, dyr og mennesker, forårsaket av akutt mangel eller overskudd av noe element i et bestemt område. For eksempel, endemisk goiter (jodmangel).
Med mangel på et element på grunn av mating, kan sykdom eller plager også forekomme. For eksempel, med mangel på jern-anemi. Med mangel på kalsium - hyppige brudd, tap av hår, tenner, muskelsmerter.

I.2. Den kjemiske sammensetningen av cellen. Mikro og makroelementer

Vanligvis er 70-80% av cellemassen vann, hvor forskjellige salter og organiske forbindelser med lav molekylvekt oppløses. De mest karakteristiske komponentene i cellen er proteiner og nukleinsyrer. Noen proteiner er strukturelle komponenter i cellen, andre er enzymer, dvs. katalysatorer som bestemmer hastigheten og retningen av kjemiske reaksjoner som forekommer i celler. Nukleinsyrer tjener som bærere av arvelig informasjon, som implementeres i prosessen med intracellulær proteinsyntese. Ofte inneholder celler en viss mengde reservestoffer som tjener som matreserver. Planteceller lagrer hovedsakelig stivelse, en polymer form av karbohydrater. I celler i leveren og musklene lagres en annen karbohydratpolymer - glykogen. Fettprodukter lagres også ofte, selv om enkelte fett har en annen funksjon, nemlig de er de viktigste strukturelle komponentene. Proteiner i celler (med unntak av frøceller) lagres vanligvis ikke. Det er ikke mulig å beskrive den typiske sammensetningen av cellen, hovedsakelig fordi det er store forskjeller i mengden lagret mat og vann. Leverceller inneholder for eksempel 70% vann, 17% protein, 5% fett, 2% karbohydrater og 0,1% nukleinsyrer; De resterende 6% er salter og organiske forbindelser med lav molekylvekt, spesielt aminosyrer. Planteceller inneholder vanligvis mindre protein, betydelig mer karbohydrater og litt mer vann; unntak er celler som er i ro. Hvilekorns hvilekorn, som er kilden til næringsstoffer til embryoet, inneholder ca 12% proteiner (hovedsakelig lagret protein), 2% fett og 72% karbohydrater. Mengden vann når normalt nivå (70-80%) bare i begynnelsen av kornspiring. Hver celle inneholder mange kjemiske elementer involvert i ulike kjemiske reaksjoner. Kjemiske prosesser som forekommer i en celle, er en av de grunnleggende betingelsene for liv, utvikling og funksjon. Noen kjemiske elementer i cellen mer, andre - mindre. På atomnivå er det ingen forskjeller mellom de organiske og uorganiske verdenene av levende natur: levende organismer består av de samme atomene som kroppene av livløs natur. Imidlertid varierer forholdet mellom forskjellige kjemiske elementer i levende organismer og i jordskorpen sterkt. I tillegg kan levende organismer avvike fra deres omgivelser i isotopblandingen av kjemiske elementer. Konvensjonelt kan alle cellens elementer deles inn i tre grupper:

Makronæringsstoffer. Makroelementene inkluderer oksygen (65-75%), karbon (15-18%), hydrogen (8-10%), nitrogen (2,0-3,0%), kalium (0,15-0,4%), svovel (0,15-0,2%), fosfor (0,2-1,0%), klor (0,05-0,1%), magnesium (0,02-0,03%), natrium (0,02-0,03%), kalsium (0,04-2,00%), jern (0,01-0,0155%). Elementer som C, O, H, N, S, P er en del av organiske forbindelser. Karbon - er en del av alle organiske stoffer; skjelettet av karbonatomer er deres grunnlag. I tillegg er i form av CO2 fastgjort i prosessen med fotosyntese og frigjort under respirasjon, i form av CO (i lave konsentrasjoner) deltar i reguleringen av cellulære funksjoner, i form av CaCO3 er en del av mineralskelettene. Oksygen - er en del av nesten alle organiske stoffer i cellen. Det dannes i løpet av fotosyntese under fotolysen av vann. For aerobiske organismer tjener det som et oksidasjonsmiddel under cellulær respirasjon, og gir celler med energi. I de største mengdene i levende celler er det inneholdt i sammensetningen av vann. Hydrogen - er en del av alle organiske stoffer i cellen. I de største mengdene som finnes i sammensetningen av vann. Noen bakterier oksiderer molekylært hydrogen for energi. Nitrogen - er en del av proteiner, nukleinsyrer og deres monomerer - aminosyrer og nukleotider. Fra dyr av dyr er avledet i sammensetningen av ammoniakk, urea, guanin eller urinsyre som sluttproduktet av nitrogenmetabolisme. I form av nitrogenoksid NO (i lave konsentrasjoner) er involvert i regulering av blodtrykk. Svovel - en del av de svovelholdige aminosyrene finnes derfor i de fleste proteiner. I små mengder finnes det som sulfat-ion i cytoplasma av celler og ekstracellulære væsker. Fosfor - er en del av ATP, andre nukleotider og nukleinsyrer (i form av fosforsyrerester), i sammensetningen av beinvev og tannemalje (i form av mineralsalter) og også tilstede i cytoplasma og intercellulære væsker (i form av fosfationer). Magnesium er en kofaktor av mange enzymer involvert i energi metabolisme og DNA syntese; opprettholder integriteten til ribosomer og mitokondrier, er en del av klorofyll. I dyreceller er det nødvendig for funksjon av muskel- og beinsystemer. Kalsium er involvert i blodkoagulasjon og fungerer også som en av de universelle sekundære mediatorene, som regulerer de viktigste intracellulære prosessene (inkludert deltakelse i vedlikehold av membranpotensial, som er nødvendig for muskelkontraksjon og eksocytose). Uoppløselige kalsiumsalter er involvert i dannelsen av bein og tenner av vertebrat og mineralskelett av hvirvelløse dyr. Natrium er involvert i vedlikehold av membranpotensial, generering av nerveimpulser, prosesser for osmoregulering (inkludert nyrene i mennesker) og opprettelse av et bufferblodsystem. Kalium er involvert i vedlikehold av membranpotensial, generering av nerveimpulser, regulering av hjertemuskulær sammentrekning. Behandlet i ekstracellulære stoffer. Klor - opprettholder elektroneutralitet av cellen.

Sporelementer: Sporelementer som består av 0,001% til 0,000001% av kroppsvekten til levende ting, er vanadium, germanium, jod (del av tyroksin, skjoldbruskhormon), kobolt (vitamin B12), mangan, nikkel, ruthenium, selen, fluor (tann emalje), kobber, krom, sink. Zink - er en del av enzymer involvert i alkoholholdig gjæring, er en del av insulin. Kobber - er en del av oksidative enzymer involvert i syntese av cytokromer. Selen - er involvert i regulatoriske prosesser i kroppen.

Ultra-mikroelementer. Ultramicroelements utgjør mindre enn 0.0000001% i levende organismer, inkludert gull, sølv har en bakteriedrepende effekt, kvikksølv hemmer reabsorpsjonen av vann i nyrene, som påvirker enzymer. Platina og cesium tilhører også ultramikroder. Noen av denne gruppen inneholder også selen, med mangel på å utvikle kreft. Funksjonene til ultramicroelements er fortsatt dårlig forstått. Molekylær sammensetning av cellen (fane №1)

Cell kjemisk sammensetning

Grupper av elementer av den kjemiske sammensetningen av cellen

Vitenskapen som studerer de bestanddelene og strukturen til en levende celle kalles cytologi.

Alle elementer som inngår i kroppens kjemiske struktur, kan deles inn i tre grupper:

• makronæringsstoffer;
• sporstoffer;
• ultramicro-elementer.

Makroelementer inkluderer hydrogen, karbon, oksygen og nitrogen. Nesten 98% av alle bestanddelene faller på sin andel.

Sporelementer er i antall tiendedeler og hundre prosent av prosent. Og et svært lavt innhold av ultramikroelementer - hundre og tusendelen prosent.

Oversatt fra gresk, "makro" er stor, og "mikro" er liten.

Fig. 1 Innhold av kjemiske elementer i cellen

Forskere har funnet ut at det ikke er noen spesielle elementer som er unike for levende organismer. Derfor, den levende, består den livløse naturen av de samme elementene. Dette viser deres forhold.

Til tross for det kjemiske elementets kvantitative innhold, fører fraværet eller reduksjonen av minst en av dem til hele organismenes død. Tross alt har hver av dem sin egen betydning.

Rollen av den kjemiske sammensetningen av cellen

Macroelements er grunnlaget for biopolymerer, nemlig proteiner, karbohydrater, nukleinsyrer og lipider.

Sporelementer er en del av viktige organiske stoffer involvert i metabolske prosesser. De er bestanddeler av mineralsalter, som er i form av kationer og anioner, deres forhold bestemmer det alkaliske miljøet. Oftest er det litt alkalisk, fordi forholdet mellom mineralsalter ikke endres.

Hemoglobin inneholder jern, klorofyll - magnesium, proteiner - svovel, nukleinsyrer - fosfor, metabolisme oppstår med tilstrekkelig mengde kalsium.

Fig. 2. Cellesammensetning

Noen kjemiske elementer er komponenter av uorganiske stoffer, for eksempel vann. Det spiller en viktig rolle i den livlige aktiviteten til både plante- og dyreceller. Vann er et godt løsemiddel, på grunn av dette er alle stoffer inne i kroppen delt inn i:

• Hydrofiloppløselig i vann;
• Hydrofobe - oppløses ikke i vann.

På grunn av forekomsten av vann blir cellen elastisk, den fremmer bevegelsen av organiske stoffer i cytoplasma.

Fig. 3. Cellstoffer.

Tabell "Egenskaper av den kjemiske sammensetningen av cellen"

For å tydelig forstå hvilke kjemiske elementer som er en del av cellen, har vi listet dem i følgende tabell:

makronæringsstoffer

Macroelements inkluderer de elementene som innholdet i celler måles i tiendedeler og hundre prosent av en celle tørrstoff (sjelden når innholdet flere prosent): kalium, natrium, kalsium, magnesium, jern, svovel, klor, jod. Innholdet av makronæringsstoffer i cellene uttrykkes som en prosentandel av den totale tørrmassen av cellen.

Kalium (opp til 1%). Det absorberes i form av hydrerte K + ioner, som passerer godt gjennom membranene. Hovedfunksjonene til kalium:

• 1. Regulerer karbohydratmetabolismen.
• 2. Regulerer osmotisk trykk.
• 3. Deltar i dannelsen av membranpotensialer.
• 4. Aktiverer enzymer under fotosyntese.
• 5. Den radioaktive isotopen 40K er hovedkilden til intern radioaktivitet.

Merk. Osmotisk trykk er en verdi som reflekterer forholdet mellom vann og tørrstoff i cellen. Jo høyere det osmotiske trykket i cellen, desto lettere vil cellen absorbere vann fra det ekstracellulære miljøet, og omvendt jo lavere det intracellulære osmotiske trykket, desto raskere vil cellen redusere vann.

Natrium (opptil 0,1%). Den absorberes i form av hydraterte Na + -ioner som ikke passerer gjennom membranene. Det regulerer karbohydratmetabolismen, osmotisk trykk, deltar i dannelsen av membranpotensialer.

Kalsium. (opptil 2%). Cellen er representert av hydrerte Ca2 + -ioner, uoppløselige salter (for eksempel salter av oksalsyre, fosforsyre, flussyre), organometalliske komplekser. Det regulerer aktiviteten til mange enzymer (for eksempel aktiviteten av kalsiumavhengig ATPase i kontraktile komplekser), stabiliserer strukturen av kromosomer. Kalsiumpektater er grunnlaget for medianplater i plantevev; kalsiumfluorider og fosfater - grunnlaget for beinvev. Et overskudd av kalsium er skadelig for cellen, da fosfatene som er nødvendige for dannelsen av høy-energi-bindinger, blir uoppløselige, Ca3 (PO4) 2.

Magnesium (opptil 3%). Cellene er inneholdt i form av organometalliske komplekser, mindre ofte i form av ioner. Stabiliserer strukturen til ribosomet, regulerer aktiviteten av enzymer, er en del av ATPasen, er en del av klorofylmolekylet i planteceller.

Jern (opptil 0,1%). Det absorberes i form av divalente ioner Fe2 +, mindre ofte - organometalliske komplekser Fe3 +. Cellene er inneholdt i sammensetningen av organometalliske komplekser med en variabel oksidasjonstilstand, mer sjelden i form av Fe2 + -ioner. Evnen til å endre graden av oksidasjon (Fe + 3 + h - Fe + 2) er mye brukt i ulike metabolske prosesser. Jern er en del av hemmet - organometallisk kompleks som inneholder porfyrinkjerner og jernion med varierende oksidasjonstilstand. Heme er en obligatorisk komponent i oksygenbærere: hemoglobiner og myoglobin. Heme er en del av forskjellige oksydoreduktaser: cytokromer (membranbærere av elektroner), katalase (2 H2O2> 2 H20 + O2 ^), peroksidaser (H202> H20 + O), oksidaser (O2 + 2C> O22-), dehydrogenaser ), ferredoksin (elektronbærer under fotosyntese).

Svovel (opptil 1%). Absorbert i form av sulfat SO42 -. Cellen er inneholdt i form av frie sulfationer, i oksidert og redusert form i sammensetningen av organiske forbindelser. Svovel er en komponent av svovelholdige aminosyrer: metionin, cystein; mellom disse aminosyrene danner disulfidbroer som støtter proteinets tertiære struktur. Svovel er en del av cofactor CoA, som serverer Krebs syklusen og andre metabolske prosesser. På grunn av endringen i graden av oksidasjon spiller svovel en stor rolle i kjemosyntese og anaerob oksidasjon:

hydrogensulfid, sulfider molekylsulfatsulfat

redoks oksidasjonsredoksoksydasjonsmiddel

Hydrogensulfid og andre reduserte svovelforbindelser tjener som elektrondonorer for bakteriell fotosyntese.

Klor (opptil 4%). Det absorberes og finnes i cellen i form av klorider. Cl- Deltar i reguleringen av osmotisk trykk.

Jod (opptil 0,01%). Inneholdt i celler i form av jodid J- og organometalliske komplekser. Inkludert i sammensetningen av tyroksin - et skjoldbruskhormon som regulerer membranpermeabilitet.

makronæringsstoffer

Macroelements er nyttige stoffer for kroppen, den daglige prisen for en person er 200 mg.

Mangel på makronæringsstoffer fører til metabolske forstyrrelser, dysfunksjon av de fleste organer og systemer.

Det er et ordtak: vi er det vi spiser. Men selvfølgelig, hvis du spør vennene dine når de spiste sist, for eksempel svovel eller klor, kan du ikke unngå overraskelse i retur. Og i mellomtiden, lever nesten 60 kjemiske elementer i menneskekroppen, hvis reserver, noen ganger uten å innse det, blir etterfylt fra mat. Og rundt 96 prosent består hver av oss av bare 4 kjemiske navn som representerer en gruppe makronæringsstoffer. Og dette:

• oksygen (65% i hver menneskekropp);
• karbon (18%);
• hydrogen (10%);
• nitrogen (3%).

De resterende 4 prosent er andre stoffer fra det periodiske bordet. Sannt, de er mye mindre og de representerer en annen gruppe nyttige næringsstoffer - mikroelementer.

For de vanligste kjemiske elementene-makronæringsstoffer er det vanlig å bruke betegnelsen CHON, som består av hovedbokstavene i betingelsene: karbon, hydrogen, oksygen og nitrogen i latin (karbon, hydrogen, oksygen, nitrogen).

Makroelements i menneskekroppen, naturen har trukket ganske brede krefter. Det avhenger av dem:

• dannelse av skjelett og celler;
• kropps-pH;
• riktig transport av nerveimpulser;
• tilstrekkigheten til de kjemiske reaksjonene.

Som følge av mange eksperimenter ble det etablert: hver dag trenger folk 12 mineraler (kalsium, jern, fosfor, jod, magnesium, sink, selen, kobber, mangan, krom, molybden, klor). Men selv disse 12 vil ikke kunne erstatte funksjonene til næringsstoffer.

Næringsstoffer

Nesten hvert kjemisk element spiller en betydelig rolle i eksistensen av alt liv på jorden, men bare 20 av dem er de viktigste.

Disse elementene er delt inn i:

• 6 store næringsstoffer (representert i nesten alle levende ting på jorden og ofte i ganske store mengder);
• 5 mindre næringsstoffer (funnet i mange levende ting i relativt små mengder);
• sporstoffer (essensielle stoffer som trengs i små mengder for å opprettholde de biokjemiske reaksjonene som livet avhenger av).

Blant næringsstoffer utmerker seg:

De viktigste biogene elementene, eller organogener, er en gruppe karbon, hydrogen, oksygen, nitrogen, svovel og fosfor. Mindre næringsstoffer er representert av natrium, kalium, magnesium, kalsium, klor.

Oksygen (O)

Dette er det andre i listen over de vanligste stoffene på jorden. Det er en bestanddel av vann, og som du vet, utgjør det omtrent 60 prosent av menneskekroppen. I gassform blir oksygen en del av atmosfæren. I denne formen spiller den en avgjørende rolle for å støtte livet på jorden, fremme fotosyntese (i planter) og respirasjon (hos dyr og mennesker).

Karbon (C)

Karbon kan også betraktes som synonymt med livet: Vevene fra alle skapninger på planeten inneholder en karbonforbindelse. I tillegg bidrar dannelsen av karbonbindinger til utviklingen av en viss mengde energi, som spiller en betydelig rolle for strømmen av viktige kjemiske prosesser på cellenivå. Mange forbindelser som inneholder karbon, kan lett antennes, som frigjør varme og lys.

Hydrogen (H)

Dette er det enkleste og mest vanlige elementet i universet (spesielt i form av en diatomisk gass H2). Hydrogen er en reaktiv og brannfarlig substans. Med oksygen dannes det eksplosive blandinger. Den har 3 isotoper.

Nitrogen (N)

Elementet med atomnummer 7 er hovedgassen i jordens atmosfære. Kväve er en del av mange organiske molekyler, inkludert aminosyrer, som er en komponent av proteiner og nukleinsyrer som danner DNA. Nesten all nitrogen produseres i rommet - de såkalte planetariske nebulae opprettet av aldrende stjerner, berik Universet med dette makroelementet.

Andre makronæringsstoffer

Kalium (K)

Kalium (0,25%) er et viktig stoff som er ansvarlig for elektrolyttprosessene i kroppen. I enkle ord: det transporterer ladningen gjennom væsker. Det hjelper med å regulere hjerteslag og overføre impulser i nervesystemet. Også involvert i homeostase. Mangel på et element fører til hjerteproblemer, til og med stopper det.

Kalsium (Ca)

Kalsium (1,5%) er det vanligste næringsstoffet i menneskekroppen - nesten alle reserver av dette stoffet er konsentrert i tennene og beinets vev. Kalsium er ansvarlig for muskelkontraksjon og proteinregulering. Men kroppen vil "spise opp" dette elementet fra beinene (som er farlig ved utvikling av osteoporose), hvis det føles mangel på det daglige dietten.

Kreves av planter for dannelse av cellemembraner. Dyr og mennesker trenger dette makronæringsstoffet for å opprettholde sunne bein og tenner. I tillegg spiller kalsium rollen som "moderator" av prosesser i cytoplasma av celler. I naturen, representert i sammensetningen av mange bergarter (kritt, kalkstein).

Kalsium hos mennesker:

• påvirker nevromuskulær spenning - deltar i muskelkontraksjon (hypokalcemi fører til kramper);
• regulerer glykogenolyse (nedbrytning av glykogen til tilstanden av glukose) i muskler og glukoneogenese (dannelsen av glukose fra ikke-karbohydratformasjoner) i nyrene og leveren;
• reduserer permeabiliteten av kapillærveggene og cellemembranet, og derved forbedrer de antiinflammatoriske og antiallergiske virkningene;
• fremmer blodpropp.

Kalsiumioner er viktige intracellulære budbringere som påvirker insulin og fordøyelsesenzymer i tynntarmen.

Ca absorpsjon avhenger av innholdet av fosfor i kroppen. Utveksling av kalsium og fosfat er regulert hormonalt. Parathyroidhormon (parathyroidhormon) frigir Ca fra bein inn i blodet, og kalsitonin (skjoldbruskhormon) fremmer avsetning av et element i beinene, noe som reduserer konsentrasjonen i blodet.

Magnesium (Mg)

Magnesium (0,05%) spiller en betydelig rolle i strukturen av skjelettet og musklene.

Det er medlem av mer enn 300 metabolske reaksjoner. Typisk intracellulær kation, en viktig komponent av klorofyll. Til stede i skjelettet (70% av totalen) og i musklene. En integrert del av vev og kroppsvæsker.

I menneskekroppen er magnesium ansvarlig for muskelavsla, utskillelse av giftstoffer og forbedring av blodstrømmen til hjertet. Mangel på stoffet forstyrrer fordøyelsen og bremser veksten, fører til rask tretthet, takykardi, søvnløshet, økning i PMS hos kvinner. Men et overskudd av makro er nesten alltid utviklingen av urolithiasis.

Natrium (Na)

Natrium (0,15%) er et elektrolyttfremmende element. Det bidrar til å overføre nerveimpulser gjennom hele kroppen og er også ansvarlig for å regulere nivået av væske i kroppen, og beskytte det mot dehydrering.

Svovel (S)

Svovel (0,25%) finnes i 2 aminosyrer som danner proteiner.

Fosfor (P)

Fosfor (1%) er konsentrert i bein, fortrinnsvis. Men i tillegg er det et ATP-molekyl som gir celler med energi. Presentert i nukleinsyrer, cellemembraner, ben. Som kalsium, er det nødvendig for riktig utvikling og drift av muskel-skjelettsystemet. I menneskekroppen utfører en strukturell funksjon.

Klor (Cl)

Klor (0,15%) finnes vanligvis i kroppen i form av en negativ ion (klorid). Funksjonene inkluderer å opprettholde vannbalanse i kroppen. Ved romtemperatur er klor en giftig grønn gass. Sterkt oksidasjonsmiddel, lett inn i kjemiske reaksjoner, danner klorider.