Biološki značajni elementi (za razliku od biološki inertnih elemenata) su hemijski elementi koji su potrebni živim organizmima da bi osigurali normalan život. Biološki značajni elementi se dijele na:
- makronutrijenti (čiji je sadržaj u živim organizmima veći od 0,01%)
- mikroelementi (sadržaj manji od 0,001%).
Makronutrijenti
Ovi elementi čine meso živih organizama. Makronutrijenti uključuju one elemente čiji je preporučeni dnevni unos veći od 200 mg. Makronutrijenti, po pravilu, ulaze u ljudsko tijelo zajedno s hranom.
Biogeni elementi:
- Kiseonik - 65%
- Ugljik - 18%
- Vodik - 10%
- Azot - 3%
Ovi makronutrijenti se nazivaju biogeni (organogeni) elementi ili makronutrijenti. Organske tvari kao što su proteini, masti, ugljikohidrati i nukleinske kiseline su pretežno građene od makronutrijenata. Akronim CHNO se ponekad koristi za označavanje makronutrijenata, koji se sastoji od oznaka odgovarajućih hemijskih elemenata u periodnom sistemu.
Ostali makronutrijenti
- Kalijum
- Kalcijum
- Magnezijum
- Natrijum
- Fosfor
Elementi u tragovima
Termin "elementi u tragovima" je postao posebno popularan u medicinskoj, biološkoj i poljoprivrednoj naučnoj literaturi sredinom 20. veka. Posebno je agronomima postalo očigledno da čak i dovoljna količina "makroelemenata" u gnojivima (NPK trojstvo - dušik, fosfor, kalij) ne osigurava normalan razvoj biljaka.
Elementi u tragovima su elementi čiji je sadržaj u organizmu mali, ali su uključeni u biohemijske procese i neophodni su živim organizmima. Preporučeni dnevni unos mikronutrijenata za ljude je manji od 200 mg. Nedavno se koristi termin mikronutrijent, pozajmljen iz evropskih jezika.
Održavanje postojanosti unutrašnje sredine (homeostaze) organizma prvenstveno podrazumeva održavanje kvalitativnog i kvantitativnog sadržaja minerala u tkivima organa na fiziološkom nivou.
Osnovni mikronutrijenti
Prema savremenim podacima, više od 30 elemenata u tragovima smatra se bitnim za život biljaka, životinja i ljudi. Među njima (po abecednom redu):
- Iron
- Kobalt
- Mangan
- molibden
- Selen
Što je koncentracija jedinjenja u organizmu niža, to je teže utvrditi biološku ulogu elementa, identifikovati jedinjenja u čijem formiranju učestvuje. Bor, vanadijum, silicijum itd. su nesumnjivo važni.
Kompatibilnost mikronutrijenata
U procesu asimilacije vitamina, mikroelemenata i makroelemenata u organizmu moguć je antagonizam (negativna interakcija) ili sinergija (pozitivna interakcija) između različitih komponenti.
Više o kompatibilnosti mikronutrijenata pročitajte OVDJE:
Nedostatak elemenata u tragovima u organizmu
Glavni razlozi za nedostatak minerala:
- Nepravilna ili jednolična ishrana, nekvalitetna voda za piće.
- Geološke karakteristike različitih regiona Zemlje su endemska (nepovoljna) područja.
- Veliki gubitak minerala zbog krvarenja, Crohnove bolesti, ulceroznog kolitisa.
- Upotreba određenih lijekova koji vezuju ili uzrokuju gubitak mikronutrijenata.
Mikroelementoza
Svi patološki procesi uzrokovani nedostatkom, viškom ili neravnotežom mikroelemenata nazivaju se mikroelementoza.
Osnovna svojstva minerala
Mineralne supstance-makroelementi
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mineralne supstance-elementi u tragovima
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
* - Prosječna dnevna potreba za odrasle: muškarce i žene od 25 do 51 godine. U tabeli su prikazane norme koje preporučuje Njemačko društvo nutricionista (Deutsche Gesselschaft für Ernahrung - DGE).
** - Tabela prikazuje doze koje preporučuje Odbor za hranu i ishranu (FNB) američkog instituta za medicinu i Naučni komitet za hranu (SCF) Evropske unije.
- Željezo - uzrokuje kršenje stvaranja crvenih krvnih stanica (eritropoeza); poremećaj rasta; umor tokom dana i česta buđenja noću; povećan rizik od zaraznih bolesti; anemija, neprirodno bljedilo kože; opšte pogoršanje dobrobiti; lomljiva kosa i nokti; česte glavobolje; razdražljivost; plitko i ubrzano disanje; gastrointestinalne bolesti; zatvor i pukotine u uglovima usana.
- Magnezijum - izaziva apatiju, svrab, mišićnu distrofiju i grčeve; bolesti gastrointestinalnog trakta; poremećaj srčanog ritma; starenje kože; strahovi; nervoza; nestrpljivost; nesanica; glavobolja; stalni osjećaj umora; nekontrolisana iritacija. Uz nedostatak magnezijuma, organizam ga „krade“ iz kostiju. Kod dugotrajnog nedostatka magnezija u organizmu dolazi do pojačanog taloženja kalcijevih soli u zidovima arterijskih žila, srčanom mišiću i bubrezima.
- Kalijum - izaziva mišićnu distrofiju, paralizu mišića, poremećen prenos nervnih impulsa i srčanog ritma, kao i edem i sklerozu.
- Kalcijum - izaziva osteoporozu, napade. Smanjenje njegove koncentracije u krvi je ispunjeno disfunkcijama nervnog sistema. Sa viškom kalcijuma u organizmu, on se taloži u različitim organima i tkivima.
- Natrijum - uzrokuje hipotenziju, tahikardiju, grčeve u mišićima.
- Fosfor – uzrokuje poremećaje rasta, deformacije kostiju, rahitis, osteomalaciju. Nedostatak fosfora je olakšan viškom kalcija uz manjak proteina i vitamina D, a to se očituje gubitkom apetita, apatijom, smanjenom mentalnom i fizičkom performansom, te gubitkom težine. Višak remeti apsorpciju kalcija iz crijeva, inhibira stvaranje aktivnog oblika vitamina D, veže dio kalcija u krvi, što dovodi do njegovog izlučivanja iz kostiju i taloženja kalcijevih soli u bubrezima i krvnim žilama .
- Jod - uzrokuje Gravesovu bolest (difuznu toksičnu strumu), koju karakterizira povećanje funkcije štitne žlijezde, praćeno povećanjem njene veličine, zbog autoimunih procesa u tijelu, kao i usporavanjem razvoja centralnog nervnog sistema.
- Mangan - uzrokuje gubitak težine, dermatitis, mučninu, povraćanje.
- Kobalt - uzrokuje povećanje sinteze nukleinskih kiselina. Kobalt, mangan i bakar sprečavaju ranu sijedu kosu i poboljšavaju stanje, a također učestvuju u općem oporavku organizma nakon teških bolesti.
- Bakar - izaziva anemiju.
- Fluor - uzrokuje poremećaj rasta; kršenje procesa mineralizacije. Nedostatak fluora uzrokuje karijes. Višak fluora uzrokuje osteohondrozu, promjenu boje i oblika zuba i koštane izrasline.
- Cink – uzrokuje poremećaj rasta, slabo zacjeljivanje rana, nedostatak apetita, oštećenje okusa i povećanje prostate.
- Selena - Uzrokuje anemiju, kardiomiopatiju, poremećen rast i formiranje kostiju. Postoji visok rizik od raka rektuma, dojke, materice i jajnika, prostate, bešike, pluća i kože.
- Krom - tjera tijelo da radi s obnovljenom energijom kako bi održao ravnotežu šećera. Kao rezultat, postoji hitna potreba za slatkišima. Višak hroma u prašini uzrokuje astmu.
- Molibden - uzrokuje kršenje razmjene aminokiselina koje sadrže sumpor, kao i poremećaje u radu nervnog sistema.
Mnogi su vjerovatno čuli takve riječi "makro- i mikroelementi"? I, vjerovatno, postavlja se pitanje: koja je razlika između njih?
O tome ćete saznati ovdje.
I više o tome zašto su ovi elementi važni u ljudskom tijelu. I kakve probleme mogu izazvati ako ih nema.
Makronutrijenti- to su minerali prisutni u našem organizmu u količini od 25 g do 1 kg. To uključuje natrijum, hlor, kalijum, fosfor, magnezijum, kalcijum, sumpor.
Elementi u tragovima- to su minerali prisutni u organizmu u količini manjoj od 0,015 g. Tu spadaju: mangan, bakar, molibden, nikl, vanadijum, silicijum, kalaj, bor, kobalt, fluor, gvožđe, cink, selen.
Kalcijum
Kalcijum, telo normalno sadrži oko 1200 g kalcijuma, od čega je 99% koncentrisano u kostima. Svakodnevno se iz koštanog tkiva ukloni do 700 mg kalcijuma, a isto toliko treba deponovati. Koštano tkivo je "skladište" našeg tijela, gdje su pohranjene njegove mineralne (alkalne) rezerve. Kod acidoze (zakiseljavanje tkiva), tijelu su potrebne povećane količine alkalnih rezervi da neutralizira kiselinu. Odatle (iz rezervi) organizam izvlači kalcijum i fosfor uz nedostatak njihovog unosa hranom. Shodno tome, koštano tkivo igra ulogu depoa kalcijuma i fosfora.
Potreba za kalcijumom, u poređenju sa drugim nutrijentima, je ogromna. Treba napomenuti da šećer zakiseljuje krv, uzrokujući eliminaciju kalcijuma iz organizma.
Kalcijum je glavni mineral protiv kiselina. Dakle, što je ishrana ispravnija i što manje namirnice koje stvaraju kiseline u ishrani, to su zubi i kosti bolje.
Kalcijum doprinosi poboljšanju kardiovaskularnog sistema, pomaže u smanjenju nivoa holesterola i triglicerida u krvi i obezbeđuje stabilan san.
Nedostatak kalcijuma povezuje se sa bolovima u kostima po lošem vremenu, jer se smatra da se pri padu atmosferskog pritiska, kalcijum izlučuje iz organizma, što dovodi do "žalbi na loše vremenske prilike", posebno kod starijih osoba. Hiperaktivnost kod djece povezana je s nedostatkom kalcija. Kada dete ne može da sedi mirno i kada je mnogo hirovita.
Kalijum
Kalijum je esencijalni makronutrijent. Osigurava ćelijsku ravnotežu s drugim elektrolitima. Kalijum je odgovoran za normalizaciju krvnog pritiska. Kalijum je usko povezan sa srcem i nedostatak njegovog nivoa u krvi utiče na rad srčanog ritma.
mangan (aspartat)
Mangan je neophodan za proizvodnju prirodnog inzulina i pomaže u regulaciji nivoa šećera u krvi.
Smanjuje rizik od ateroskleroze - jača tkiva arterija, čineći ih otpornijima na stvaranje sklerotičnih plakova, a zajedno sa magnezijumom pomaže u normalizaciji nivoa holesterola i triglicerida, imajući poseban stabilizujući efekat na "loš" holesterol.
Koncentracija mangana u organizmu trebala bi biti niska, ali naša svakodnevna ishrana često nije u stanju da obezbedi ni toliku količinu.
Chromium
Ljudsko tijelo sadrži vrlo malu količinu hroma (u prosjeku oko 5 mg - oko 100 puta manje od cinka ili željeza). Od neorganskih jedinjenja koja se isporučuju hranom apsorbuje se samo 0,5 - 0,7% hroma, a organskih -25%.
Krom stimulira proizvodnju inzulina. Nedostatak hroma može uzrokovati utrnulost i bol u udovima što je uobičajeno kod dijabetesa. Uz nedostatak hroma, osobu privlači slatkiše, a što više šećera pojede, rezerve hroma se iscrpljuju.
Cink
Cink je neophodan za sintezu i proizvodnju inzulina i probavnih enzima. Cink je uključen u više od 80 unutrašnjih procesa koji se odvijaju u tijelu na nivou hormona i enzima. Reguliše nivo hormona i enzima.
Nedostatak cinka dovodi do ozbiljnih posljedica, uključujući šizofreniju i mentalne poremećaje, dijabetes i adenom prostate, katarakte, srčana oboljenja, oštećenja mozga i nervnog sistema, disfunkciju imunog sistema, probavne smetnje i alergije na hranu, te peptički ulkus.
Uz nedostatak cinka dolazi do nakupljanja toksičnih metala, slabog cijeljenja rana, može se razviti osteoporoza, kožna oboljenja, pretjerani umor i gubitak apetita, oštećenje sluha i neravnoteža šećera u krvi.
Cink i kalcijum se "ne vole" - unos kalcija može smanjiti apsorpciju cinka za skoro 50%.Cink se intenzivno izlučuje iz organizma pod stresom, kao i pod uticajem toksičnih metala, pesticida itd.
Selen
Jak antioksidans. Njegovim nedostatkom smanjuje se aktivnost pankreasa, što izaziva nastanak dijabetesa. Kod dijabetesa i štitne žlijezde potreban je unos selena.
Magnezijum
Tijelo odrasle osobe sadrži 25 g magnezijuma. Magnezijum je aktivator više od 300 enzima, uglavnom metabolizma ugljenih hidrata. Magnezijum je najvažniji element za srce i posebno je neophodan osobama sa oboljenjima srca i krvnih sudova.
Magnezijum normalizuje krvni pritisak i rad srca, sprečava lepljenje krvnih ugrušaka (krvnih ugrušaka). Magnezijum je uključen u izmjenu hormona koje luče nadbubrežne žlijezde i daje nam snagu.
Kada u telu ima dovoljno magnezijuma, oslobađanje hormona dostiže vrhunac u ranim jutarnjim satima, održavajući osobu budnom tokom celog dana. S nedostatkom magnezija - takav vrhunac se javlja u večernjim satima i prati ga plima zakašnjele snage i povećana efikasnost do ponoći.
Mikro i makronutrijenti su biološke supstance koje igraju bitnu ulogu u životu živog organizma. Mnoge bolesti i druga nepovoljna stanja osobe su na ovaj ili onaj način povezana s nedostatkom ovih bioloških supstanci. Nemoguće je izdvojiti koji je element primarni, a koji sekundarni, jer je svaki od njih važan za naše tijelo na svoj način. (odgovoran za određenu funkciju)... Sada ću pokušati da vam ispričam detaljno o tome makronutrijenti (lista najbolji prehrambeni proizvodi, stope potrošnje, korisna svojstva).
Morate shvatiti da naše tijelo ne može samostalno sintetizirati makronutrijente. Stoga moraju nužno dolaziti iz hrane, čiste vode itd. Snažan nedostatak jednog ili drugog elementa podrazumijeva fiziološke poremećaje, manifestacije određene bolesti itd.
Lista vitalni makronutrijenti koje možemo dobiti iz hrane: Ca, P, K, Na, S, Cl, Mg
Kalcijum (Ca)
Zašto nam treba:
- pomaže jačanju kostiju i zuba
- čini mišiće elastičnijim
- normalizuje rad srca
- igra važnu ulogu u provodljivosti neuromišićnog tkiva
- povećava otpornost organizma na razne bolesti
Simptomi nedostatka:
- rahitis
- osteoporoza
- konvulzije
- bol u koštanom i mišićnom tkivu
- dosadna kosa
- lomljivi nokti
- upala desni
|
Bebe |
Djeca |
Žene |
Muž. |
|||
|
Dob |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
mi uzimamo. |
hraniti. |
12–70+ |
|
Norm |
400 – 600 |
800 / 1000 |
1000 – 1200 |
1500 |
1500 |
1000 – 1200 |
Najbolji izvori kalcijuma: mlijeko, svježi sir, tvrdi sir, jogurt, kefir, pavlaka, bademi, lješnik, pistacije, susam, pasulj, sjemenke suncokreta, orasi, konzervirana hrana (sardine), rakovi, škampi, bosiljak, peršun, kupus, brokoli, kopar, suve kajsije...
Fosfor (P)
Zašto nam treba:
- igra važnu ulogu u izgradnji ćelija
- učestvuje u procesu formiranja kostiju
- ima pozitivan učinak na funkcionisanje mozga
- poboljšava stanje kostiju, zuba i noktiju
- učestvuje u transformaciji glukoze u energiju
- pozitivno utiče na rad centralnog nervnog sistema i jetre
Simptomi nedostatka:
- rahitis
- parodontalna bolest
- poremećena funkcija rasta
- osteomalacija
- hronični umor
- mišićni grčevi
- gubitak koncentracije
|
Bebe |
Djeca |
Žene |
Muž. |
|||
|
Dob |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
mi uzimamo. |
hraniti. |
12–70+ |
|
Norm |
100 – 275 |
460 / 1000 |
1000 |
1000 |
||
Najbolji izvori fosfora su: teletina, govedina, pasulj, govedina (jetra, mozak, srce, bubrezi, jezik), svinjska džigerica, grašak, griz (heljda, ovsena kaša, biserni ječam, pirinač), raženi i pšenični hljeb, svježi sir, bakalar, iverak, tvrdi sir, kokošje jaje, piletina, mlijeko, kefir.
Kalijum (TO)
Zašto nam treba:
- učestvuje u održavanju acido-bazne ravnoteže
- esencijalna komponenta intracelularne tečnosti
- učestvuje u procesima sinteze proteina i glikogena
- učestvuje u procesima zbrinjavanja toksina
- pozitivno utiče na rad centralnog nervnog sistema
- učestvuje u metaboličkim procesima
Simptomi nedostatka:
- mišićna distrofija
- paraliza mišića
- srčani ritam je poremećen
- konvulzije
- mučnina i povraćanje
|
Bebe |
Djeca |
Žene |
Muž. |
|||
|
Dob |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
mi uzimamo. |
hraniti. |
12–70+ |
|
Norm |
0.4 – 0.7 |
3 – 3.5 / 4.3 |
||||
Najbolji izvori kalijuma: suve kajsije, pasulj, alge, grašak, suhe šljive, suvo grožđe, bademi, lešnici, sočivo, kikiriki, krompir, orasi, morska pastrmka, banana, narandža, mleko.
Natrijum (N / A)
Zašto nam treba:
- učestvuje u održavanju acido-bazne ravnoteže
- bitna komponenta međućelijske tečnosti
- učestvuje u prenosu nervnih impulsa
- učestvuje u procesima održavanja osmotskog pritiska
- zadržava vodu u tkivima
Simptomi nedostatka:
- hipotenzija
- tahikardija
- konvulzije
- kršenje acido-bazne ravnoteže
- slaba apsorpcija ugljikohidrata
|
Bebe |
Djeca |
Žene |
Muž. |
|||
|
Dob |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
mi uzimamo. |
hraniti. |
12–70+ |
|
Norm |
0.5 / 1 |
2 – 5 |
2 – 5 |
2 – 5 |
2 – 5 |
|
Najbolji izvori natrijuma su: jestiva so, soja sos, crveni kavijar, alge, dagnje, jastog, iverak, inćuni, škampi, sardine, kokošja jaja, rakovi, lignje.
Sumpor (S)
Zašto nam treba:
- učestvuje u proizvodnji energije
- učestvuje u procesu zgrušavanja krvi
- sintetiše kolagen
- poboljšava funkcionisanje centralnog nervnog sistema
Simptomi nedostatka:
- bol u zglobovima
- tahikardija
- visok krvni pritisak
- gubitak kose
- zatvor
- poremećen je metabolizam proteina i ugljikohidrata
- razdražljivost
|
Bebe |
Djeca |
Žene |
Muž. |
|||
|
Dob |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
mi uzimamo. |
hraniti. |
12–70+ |
|
Norm |
500 / 700 |
700 – 1200 |
1200 |
1200 |
700 – 1200 |
|
Lista
najbolji izvori takvih makronutrijenti kao sumpor: puretina, govedina, svinjetina, jagnjetina, džigerica (govedina, svinjetina), zec, štuka, brancin, sardine, ružičasti losos, grašak, iverak, som, piletina, kokošje jaje.
Hlor (Cl)
Zašto nam treba:
- učestvuje u razmjeni vode
- proizvodi hlorovodoničnu kiselinu u želucu
- učestvuje u čišćenju jetre od masti
Simptomi nedostatka:
- gastritis
- niske kiselosti
- suva usta
|
Bebe |
Djeca |
Žene |
Muž. |
|||
|
Dob |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
mi uzimamo. |
hraniti. |
12–70+ |
|
Norm |
0.5 / 1 |
2 – 5 |
2 – 5 |
2 – 5 |
2 – 5 |
|
Najbolji izvori hlora su: skuša, inćuni, som, karas, kapelin, roze losos, iverak, oslić, ostrige, tunjevina, kokošja jaja, grašak, pirinač, heljda.
Magnezijum (Mg)
Zašto nam treba:
- učestvuje u procesu formiranja kostiju
- učestvuje u formiranju zuba
- važan za normalno funkcionisanje mišićnog tkiva i centralnog nervnog sistema
- ima pozitivan efekat na imuni sistem
- učestvuje u obnavljanju i obnavljanju tjelesnih tkiva
- pozitivno utiče na rad srca i krvni pritisak
- učestvuje u stvaranju estrogena
- učestvuje u procesu zgrušavanja krvi
- sastavni dio intracelularne tečnosti
- uklanja loš holesterol
Simptomi nedostatka:
- apatija
- mišićna distrofija
- konvulzije
- gastrointestinalne bolesti
- srčani ritam je poremećen
- razdražljivost
- padove pritiska
- utrnulost ruku
- bol u glavi, vratu i leđima
|
Bebe |
Djeca |
Žene |
Muž. |
|||
|
Dob |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
mi uzimamo. |
hraniti. |
12–70+ |
|
Norm |
100 / 200 |
400 – 500 |
400 – 500 |
|||
Najbolji izvori magnezijuma: indijski oraščići, heljda, pinjoli, bademi, pistaći, kikiriki, lješnjaci, morske alge, ječam, zobene pahuljice, proso, orasi, grašak, pasulj, banane, suhe šljive.
Iz ovog članka ste naučili lista najvažniji makronutrijenti... Da biste dobili dovoljnu količinu određenih elemenata, morate se truditi da se hranite što raznovrsnije. Kao što znate, osim makroelemenata, postoje i mikroelementi, ali o njima ćemo govoriti u sljedećem članku.
S poštovanjem,
Video tutorijal 2: Struktura, svojstva i funkcije organskih jedinjenja Pojam biopolimera
Predavanje: Hemijski sastav ćelije. Makro i mikroelementi. Odnos strukture i funkcija neorganskih i organskih supstanci
Ćelijska hemija
Utvrđeno je da je u ćelijama živih organizama oko 80 hemijskih elemenata stalno sadržano u obliku nerastvorljivih jedinjenja i jona. Svi su podijeljeni u 2 velike grupe prema njihovoj koncentraciji:
makronutrijenti, čiji sadržaj nije manji od 0,01%;
elementi u tragovima - koncentracija, koja je manja od 0,01%.
U bilo kojoj ćeliji sadržaj elemenata u tragovima je manji od 1%, makronutrijenata, odnosno više od 99%.
Makronutrijenti:
Natrijum, kalijum i hlor - obezbeđuju mnoge biološke procese - turgor (unutrašnji ćelijski pritisak), pojavu nervnih električnih impulsa.
Azot, kiseonik, vodonik, ugljenik. Ovo su glavne komponente ćelije.
Fosfor i sumpor su važne komponente peptida (proteina) i nukleinskih kiselina.
Kalcij je osnova bilo koje skeletne formacije - zubi, kosti, školjke, ćelijski zidovi. Također, učestvuje u kontrakciji mišića i zgrušavanju krvi.
Magnezijum je komponenta hlorofila. Učestvuje u sintezi proteina.
Gvožđe - komponenta hemoglobina, učestvuje u fotosintezi, određuje rad enzima.
Elementi u tragovima sadržane u vrlo niskim koncentracijama, važne su za fiziološke procese:
Cink je komponenta insulina;
Bakar - učestvuje u fotosintezi i disanju;
Kobalt je komponenta vitamina B12;
Jod - učestvuje u regulaciji metabolizma. Bitna je komponenta hormona štitnjače;
Fluorid je komponenta zubne cakline.
Neravnoteža u koncentraciji mikro i makronutrijenata dovodi do poremećaja metabolizma i razvoja kroničnih bolesti. Nedostatak kalcija - uzrok rahitisa, željeza - anemije, dušika - nedostatak proteina, joda - smanjenje intenziteta metaboličkih procesa.
Razmotrite odnos između organskih i neorganskih supstanci u ćeliji, njihovu strukturu i funkciju.
Ćelije sadrže ogroman broj mikro i makromolekula koji pripadaju različitim hemijskim klasama.
Neorganske supstance ćelije
Voda... Od ukupne mase živog organizma, čini najveći procenat - 50-90% i učestvuje u gotovo svim životnim procesima:
termoregulacija;
kapilarnih procesa, budući da je univerzalni polarni rastvarač, utiče na svojstva intersticijske tečnosti, na brzinu metabolizma. U odnosu na vodu, sva hemijska jedinjenja se dele na hidrofilna (topiva) i lipofilna (topiva u mastima).
Intenzitet metabolizma ovisi o njegovoj koncentraciji u ćeliji – što je više vode, procesi se odvijaju brže. Gubitak od 12% vode u ljudskom tijelu zahtijeva restauraciju pod nadzorom ljekara, uz gubitak od 20% dolazi do smrti.
Mineralne soli. Sadrži se u živim sistemima u otopljenom obliku (disocijacija na jone) i neotopljena. Otopljene soli su uključene u:
prijenos tvari kroz membranu. Kationi metala obezbeđuju "kalijum-natrijum pumpu" promenom osmotskog pritiska ćelije. Zbog toga voda s otopljenim u njoj tvarima juri u ćeliju ili je napušta, odvodeći nepotrebne;
stvaranje nervnih impulsa elektrohemijske prirode;
kontrakcija mišića;
zgrušavanje krvi;
dio su proteina;
fosfatni ion - komponenta nukleinskih kiselina i ATP-a;
karbonatni ion - održava Ph u citoplazmi.
Nerastvorljive soli u obliku cijelih molekula formiraju strukture školjki, školjki, kostiju, zuba.
Ćelijska organska materija
Zajednička karakteristika organske materije- prisustvo karbonskog skeletnog lanca. To su biopolimeri i male molekule jednostavne strukture.
Glavne klase koje se nalaze u živim organizmima:
Ugljikohidrati... U ćelijama su prisutne različite vrste njih – jednostavni šećeri i nerastvorljivi polimeri (celuloza). Procentualno, njihov udio u suhoj tvari biljaka je do 80%, životinja - 20%. Oni igraju važnu ulogu u održavanju života ćelija:
Fruktoza i glukoza (monošećer) se brzo apsorbuju u tijelu, uključuju se u metabolizam i izvor su energije.
Riboza i deoksiriboza (monosaharidi) su jedna od tri glavne komponente sastava DNK i RNK.
Laktoza (odnosi se na disahare) - koju sintetiše životinjski organizam, deo je mleka sisara.
Saharoza (disaharid) - izvor energije, formiran u biljkama.
Maltoza (disaharid) - osigurava klijanje sjemena.
Također, jednostavni šećeri obavljaju i druge funkcije: signalnu, zaštitnu, transportnu.
Polimerni ugljeni hidrati su glikogen rastvorljiv u vodi, kao i nerastvorljiva celuloza, hitin, skrob. Oni igraju važnu ulogu u metabolizmu, obavljaju strukturne, skladišne, zaštitne funkcije.
Lipidi ili masti. Nerastvorljivi su u vodi, ali se međusobno dobro miješaju i otapaju u nepolarnim tekućinama (koje ne sadrže kisik, na primjer, kerozin ili ciklični ugljovodonici su nepolarna otapala). Lipidi su neophodni u tijelu kako bi mu se obezbijedila energija – kada se oksidiraju, formiraju se energija i voda. Masti su energetski veoma efikasne - uz pomoć 39 kJ po gramu koji se oslobađa tokom oksidacije, možete podići teret težak 4 tone na visinu od 1 m. Takođe, mast ima zaštitnu i toplotnoizolacionu funkciju - kod životinja je njena gusta. sloj pomaže u zadržavanju topline u hladnoj sezoni. Supstance slične masti štite perje vodenih ptica od vlaženja, daju zdrav sjaj i elastičnost životinjske dlake i obavljaju funkciju pokrivanja u listovima biljaka. Neki hormoni imaju lipidnu strukturu. Masti čine osnovu strukture membrane.
Proteini ili proteini
su heteropolimeri biogene strukture. Sastoje se od aminokiselina čije su strukturne jedinice: amino grupa, radikal i karboksilna grupa. Svojstva aminokiselina i njihove razlike jedna od druge određuju radikale. Zbog svojih amfoternih svojstava, mogu se međusobno povezati. Protein se može sastojati od nekoliko ili stotina aminokiselina. Ukupno, struktura proteina uključuje 20 aminokiselina, njihove kombinacije određuju raznolikost oblika i svojstava proteina. Desetak aminokiselina je nezamjenjivo – ne sintetiziraju se u životinjskom tijelu i njihov unos se osigurava biljnom hranom. U probavnom traktu, proteini se razlažu na pojedinačne monomere koji se koriste za sintezu vlastitih proteina.
Strukturne karakteristike proteina:
primarna struktura - lanac aminokiselina;
sekundarni - lanac uvijen u spiralu, gdje se između zavoja formiraju vodikove veze;
tercijarni - spirala ili nekoliko njih, smotanih u globulu i povezanih slabim vezama;
Kvartar ne postoji u svim proteinima. To je nekoliko globula povezanih nekovalentnim vezama.
Čvrstoća struktura može biti narušena, a zatim obnovljena, dok protein privremeno gubi karakteristična svojstva i biološku aktivnost. Samo je uništenje primarne strukture nepovratno.
Proteini imaju mnoge funkcije u ćeliji:
ubrzanje hemijskih reakcija
(enzimska ili katalitička funkcija, od kojih je svaka odgovorna za određenu pojedinačnu reakciju);
transport - prenos jona, kiseonika, masnih kiselina kroz ćelijske membrane;
zaštitni- proteini krvi kao što su fibrin i fibrinogen, prisutni su u krvnoj plazmi u neaktivnom obliku, a pod uticajem kiseonika stvaraju krvne ugruške na mestu povrede. Antitela - obezbeđuju imunitet.
strukturalni- peptidi su dijelom uključeni ili su osnova ćelijskih membrana, tetiva i drugih vezivnih tkiva, kose, vune, kopita i noktiju, krila i vanjskih omotača. Aktin i miozin obezbeđuju kontraktilnu aktivnost mišića;
regulatorni- hormonski proteini obezbeđuju humoralnu regulaciju;
energija - u nedostatku hranjivih tvari tijelo počinje razgrađivati vlastite proteine, remeteći proces vlastite vitalne aktivnosti. Zato se tijelo nakon duge gladi ne može uvijek oporaviti bez medicinske pomoći.
Nukleinske kiseline. Ima ih 2 - DNK i RNK. RNK je nekoliko tipova - informaciona, transportna, ribosomska. Otkrio ga je Švajcarac F. Fischer krajem 19. stoljeća.
DNK je deoksiribonukleinska kiselina. Sadrži u jezgru, plastidima i mitohondrijima. Strukturno, to je linearni polimer koji formira dvostruku spiralu od komplementarnih lanaca nukleotida. Ideju o njegovoj prostornoj strukturi stvorili su 1953. godine Amerikanci D. Watson i F. Crick.
Njegove monomerne jedinice su nukleotidi, koji imaju fundamentalno zajedničku strukturu iz:
fosfatne grupe;
deoksiriboza;
dušične baze (koji pripadaju grupi purina - adenin, gvanin, pirimidin - timin i citozin.)
U strukturi polimerne molekule nukleotidi su kombinirani u parovima i komplementarni, što je zbog različitog broja vodikovih veza: adenin + timin - dvije, gvanin + citozin - tri vodikove veze.
Redoslijed nukleotida kodira strukturne sekvence aminokiselina proteinskih molekula. Mutacija se naziva promjena u redoslijedu nukleotida, jer će biti kodirani proteinski molekuli različite strukture.
RNA je skraćenica za ribonukleinsku kiselinu. Strukturne karakteristike njegove razlike od DNK su:
umjesto timinskog nukleotida - uracil;
riboze umjesto dezoksiriboze.
Transportna RNA To je polimerni lanac, koji je u ravnini smotani u obliku lista djeteline, njegova glavna funkcija je da doprema aminokiseline ribozomima.
Matrična (informaciona) RNK se stalno formira u jezgru, komplementaran bilo kojem dijelu DNK. Ovo je strukturna matrica, na osnovu njene strukture, proteinski molekul će se sastaviti na ribosomu. Ova vrsta ukupnog sadržaja RNK molekula iznosi 5%.
Ribosomalni- odgovoran je za proces stvaranja proteinske molekule. Sintetiše se u nukleolu. U kavezu ga ima 85%.
ATP je skraćenica za adenozin trifosfornu kiselinu. To je nukleotid koji sadrži:
3 ostatak fosforne kiseline;
Kao rezultat kaskadnih hemijskih procesa, disanje se sintetiše u mitohondrijima. Glavna funkcija je energija, jedna hemijska veza u njoj sadrži skoro istu količinu energije kao što se dobija oksidacijom 1 g masti.
Učitavanje ...