Біологічно значущі елементи (на противагу біологічно інертним елементам) - хімічні елементи, необхідні живим організмам задля забезпечення нормальної життєдіяльності. Біологічно значущі елементи класифікують на:
- макроелементи (зміст яких у живих організмах становить більше 0,01%)
- мікроелементи (зміст менше 0,001%).
Макроелементи
Ці елементи складають тіло живих організмів. До макроелементів відносять елементи, рекомендована добова доза споживання яких становить понад 200 мг. Макроелементи, як правило, надходять в організм людини разом із їжею.
Біогенні елементи:
- Кисень - 65%
- Вуглець - 18%
- Водень - 10%
- Азот – 3%
Ці макроелементи називають біогенними (органогенними) елементами чи макронутрієнтами (англ. macronutrient). З макронутрієнтів переважно побудовано такі органічні речовини, як білки, жири, вуглеводи та нуклеїнові кислоти. Для позначення макронутрієнтів іноді використовують акронім CHNO, що складається з позначень відповідних хімічних елементів таблиці Менделєєва.
Інші макроелементи
- Калій
- Кальцій
- Магній
- Натрій
- Фосфор
Мікроелементи
Термін «мікроелементи» набув особливого поширення у медичній, біологічній та сільськогосподарській науковій літературі в середині XX століття. Зокрема, для агрономів стало очевидним, що навіть достатня кількість «макроелементів» у добривах (трійця NPK – азот, фосфор, калій) не забезпечує нормального розвитку рослин.
Мікроелементами називаються елементи, вміст яких в організмі замало, але вони беруть участь у біохімічних процесах і необхідні живим організмам. Добова доза споживання мікроелементів для людини, що рекомендується, становить менше 200 мг. Останнім часом став використовуватися запозичений із європейських мов термін мікронутрієнт (англ. micronutrient).
Підтримання сталості внутрішнього середовища (гомеостазу) організму передбачає насамперед підтримку якісного та кількісного вмісту мінеральних речовин у тканинах органів на фізіологічному рівні.
Основні мікроелементи
За сучасними даними понад 30 мікроелементів вважаються необхідними для життєдіяльності рослин, тварин та людини. Серед них (за абеткою):
- Залізо
- Кобальт
- Марганець
- Молібден
- Селен
Чим менша концентрація сполук в організмі, тим важче встановити біологічну роль елемента, ідентифікувати сполуки, у яких він бере участь. До безперечно важливих відносять бор, ванадій, кремній та ін.
Сумісність мікронутрієнтів
У процесі засвоєння організмом вітамінів, мікроелементів та макроелементів можливий антагонізм (негативна взаємодія) або синергізм (позитивна взаємодія) між різними компонентами.
Докладніше про сумісність мікронутрієнтів ТУТ:
Нестача мікроелементів в організмі
Основні причини, що викликають нестачу мінеральних речовин:
- Неправильне чи одноманітне харчування, неякісна питна вода.
- Геологічні особливості різних регіонів землі – ендемічні (несприятливі) райони.
- Велика втрата мінеральних речовин через кровотечі, хвороба Крона, виразковий коліт.
- Вживання деяких лікарських засобів, що зв'язують або викликають втрату мікроелементів.
Мікроелементоз
Усі патологічні процеси, спричинені дефіцитом, надлишком чи дисбалансом мікроелементів, отримали назву – мікроелементоз
Основні властивості мінералів
Мінеральні речовини-макроелементи
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мінеральні речовини-мікроелементи
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
* - Середня добова потреба для дорослих: чоловіки та жінки віком від 25 до 51 року. У таблиці наведено норми, які рекомендує Німецьке товариство нутриціологів (Deutsche Gesselschaft fur Ernahrung - DGE).
** - У таблиці наведено дози, рекомендовані відділом харчових продуктів та харчування (Food and Nutrition Board - FNB) Інституту медицини США та Науковим комітетом з харчових продуктів (Scientific Commitee on Food - SCF) Європейського союзу.
- Заліза – викликає порушення утворення еритроцитів (еритропоезу); порушення зростання; втома протягом усього дня та часті нічні пробудження; збільшення ризику інфекційних захворювань; анемію, неприродну блідість шкіри; загальне погіршення самопочуття; ламкість волосся та нігтів; часті головні болі; дратівливість; поверхневе та прискорене дихання; шлунково-кишкові захворювання; запори та тріщини у куточках рота.
- Магнію - викликає апатію, свербіж, м'язову дистрофію та судоми; захворювання шлунково-кишкового тракту; порушення серцевого ритму; старіння шкіри; страхи; нервозність; нетерпіння; безсоння; головний біль; постійне почуття втоми; неконтрольоване роздратування. При нестачі магнію організм "краде" його з кісток. При тривалій недостатності магнію в організмі спостерігається посилене відкладення солей кальцію в стінках артеріальних судин, серцевому м'язі та нирках.
- Калію – викликає м'язову дистрофію, параліч м'язів, порушення передачі нервового імпульсу та серцевого ритму, а також набряки та склероз.
- Кальція – викликає остеопороз, судоми. Зниження його концентрації в крові чревате порушеннями функцій нервової системи. При надлишку кальцію в організмі відбувається його відкладення у різних органах та тканинах.
- Натрію – викликає гіпотонію, тахікардію, м'язові судоми.
- Фосфор - викликає порушення росту, кісткові деформації, рахіт, остеомаляція. Нестачі фосфору сприяє надлишок кальцію при дефіциті білків та вітаміну D, проявляється це втратою апетиту, апатією, зниженням розумової та фізичної працездатності, схудненням. Надлишок порушує всмоктування кальцію з кишечника, гальмує утворення активної форми вітаміну D, пов'язує частину кальцію в крові, що веде до його виведення з кісток та відкладення солей кальцію у нирках та кровоносних судинах.
- Йода – викликає базедову хворобу (дифузний токсичний зоб), яка характеризується підвищенням функції щитовидної залози, що супроводжується збільшенням її розмірів, внаслідок аутоімунних процесів в організмі, а також уповільнення розвитку центральної нервової системи.
- Марганця – викликає схуднення, дерматит, нудоту, блювання.
- Кобальту – викликає збільшення синтезу нуклеїнових кислот. Кобальт, марганець і мідь попереджають ранню сивину у волоссі і покращують стан, а також бере участь у загальному відновленні організму після тяжких захворювань.
- Міді – викликає анемію.
- Фтору – викликає порушення зростання; порушення процесу мінералізації. Недолік фтору викликає карієс. Надлишок фтору викликає остеохондроз, зміну кольору та форми зубів, кісткові нарости.
- Цинка – викликає порушення росту, погане загоєння ран, відсутність апетиту, порушення смаку, а також збільшення розмірів простати.
- Селена – викликає анемію, кардіоміопатію, порушення росту та утворення кісткової тканини. Високий ризик захворювань на рак прямої кишки, молочної залози, матки та яєчників, простати, сечового міхура, легень та шкіри.
- Хром - змушує організм працювати з подвоєною енергією, щоб підтримувати цукровий баланс. В результаті виникає гостра потреба у солодкому. Надлишок хрому в пилу викликає захворювання на астму.
- Молібден - викликає порушення обміну сірковмісних амінокислот, а також порушення функцій нервової системи.
Чи багато хто, напевно, чув такі слова "макро- і мікроелементи"? І, мабуть, постає питання: у чому між ними різниця?
Про це ви тут дізнаєтесь.
І ще про те, навіщо важливі ці елементи в організмі людини. І які проблеми можуть викликати за їх нестачі.
Макроелементи- це мінерали присутні у нашому організмі у кількості від 25 г до 1 кг. До них належить натрій, хлор, калій, фосфор, магнезія, кальцій, сірка.
Мікроелементи- це мінерали, що присутні в організмі в кількості менше 0,015 г. До них належать: марганець, мідь, молібден, нікель, ванадій, кремній, олово, бор, кобальт, фтор, залізо, цинк, селен.
Кальцій
Кальцій в організмі міститься в нормі близько 1200 г кальцію, 99% його зосереджено в кістках. Щодня з кісткової тканини виводиться до 700 мг кальцію і стільки ж має відкладатися. Кісткова тканина - це "склад" нашого організму, де зберігаються його мінеральні (лужні) резерви. При ацидозі (закисленні тканин) організм потребує підвищених кількостей лужних резервів для нейтралізації кислоти. Звідти (з резервів) витягує організм кальцій і фосфор при нестачі надходження їх з їжею. Отже, кісткова тканина відіграє роль депо кальцію та фосфору.
Потреба у кальції, порівняно з іншими поживними речовинами, у нас величезна. Слід зазначити, що цукор закисляє кров, викликаючи виведення з організму кальцію.
Кальцій – головний із мінералів борець із кислотами. Тому, чим правильніше харчування і менше кислотоутворюючих продуктів у раціоні, тим кращий стан зубів та кісток.
Кальцій сприяє оздоровленню серцево-судинної системи, допомагаючи зниженню рівня холестерину в крові та тригліцеридів, забезпечує стабільний сон.
З дефіцитом кальцію пов'язують болі в кістках за поганої погоди, оскільки вважається, що припадання атмосферного тиску кальцій посилено виводиться з організму, що призводить до "скарг на погану погоду", особливо у людей похилого віку. Із дефіцитом кальцію пов'язана гіперактивність дітей. Коли дитина не може сидіти на місці і коли багато вередує.
Калій
Калій – незамінний макроелемент. Забезпечує клітинну рівновагу з іншими елетролітами. Калій відповідає за нормалізацію артеріального тиску. Калій тісно пов'язаний із серцем і нестача його рівня в крові позначається на роботі серцевого ритму.
Марганець (аспартат)
Марганець незамінний для виробництва природного інсуліну, що сприяє регуляції вмісту цукру в крові.
Знижує ризик атеросклерозу - зміцнює тканини артерій, роблячи їх більш стійкими до утворення склеротичних бляшок, і, разом з магнієм, сприяє номалізації рівнів холестерину і тригліцеридів, надаючи особливу дію, що стабілізує, на "поганий" холестерин.
Концентрація марганцю в організмі має бути невеликою, проте наш повсякденний раціон найчастіше не здатний забезпечити навіть такої кількості.
Хром
В організмі людини міститься дуже невелика кількість хрому (в середньому близько 5 мг - приблизно в 100 разів менше ніж цинку або заліза). З неорганічних сполук, що надходять з їжею, всмоктується лише 0,5 - 0,7% хрому, а органічних -25%.
Хром стимулює вироблення інсуліну. Дефіцит хрому може викликати оніміння і біль у кінцівках, що властиво діабету. При нестачі хрому людини тягне на солодке, і що більше цукру він їсть, то більшою мірою виснажуються запаси хрому.
Цинк
Цинк необхідний для синтезу та виробництва інсуліну, а також травних ферментів. Цинк бере участь у більш ніж 80 внутрішніх процесах, які протікають в організмі лише на рівні гормонів, ферментів. Регулює гормонально-ферментний рівень.
Недолік цинку веде до тяжких наслідків, серед них шизофренія та психічні розлади, діабет та аденома простати, катаракта, хвороби серця, пошкодження мозку та нервової системи, порушення функцій імунної системи, порушення травлення та харчові алергії та виразкова хвороба.
При дефіциті цинку відбувається накопичення токсичних металів, погано гояться рани, може розвинутися остеопороз, шкірні хвороби, надмірна втома та втрата апетиту, порушення слуху, відбувається дисбаланс цукру в крові.
Цинк і кальцій "не люблять" один одного - прийом кальцію здатний знизити засвоєння цинку майже на 50%. Цинк посилено виводиться з організму при стресі, а також під дією отруйних металів, пестицидів та ін.
Селен
Сильний антиоксидант. За його дефіциту знижується активність підшлункової залози, що провокує появу діабету. При діабеті та щитовидці прийом селену є обов'язковим.
Магній
В організмі дорослої людини міститься 25 г магнію. Магній є активатором понад 300 ферментів – переважно вуглеводного обміну. Магній - найважливіший елемент для серця і особливо необхідний людям із захворюванням серця та судин.
Магній нормалізує тиск та серцевий ритм, запобігає злипанню згустків крові (тромбів). Магній бере участь в обміні гормонів, що виділяються наднирниками і надають нам бадьорості.
Коли магнію в організмі достатньо, пік виділення гормонів відбувається рано-вранці, завдяки чому людина зберігає бадьорість протягом дня. При дефіциті магнію - такий пік припадає на вечір і супроводжується припливом запізнілої бадьорості та підвищеної працездатності до півночі.
Мікро та макроелементи – біологічні речовини, які відіграють найважливішу роль у життєдіяльності живого організму. Безліч хвороб та інших несприятливих станів людини тим чи іншим чином пов'язані з нестачею даних біологічних речовин. Неможливо виділити якийсь елемент первинний, а який вторинний, тому що кожен з них по-своєму важливий для нашого організму (Відповідає за ту чи іншу функцію). Зараз я постараюсь докладно розповісти про макроелементи (переліккращих продуктів харчування, норм споживання, корисних властивостей).
Ви повинні розуміти, що наш організм не може самостійно синтезувати макроелементи. Тому вони обов'язково повинні надходити з продуктів харчування, чистої води і т.д. Сильна нестача того чи іншого елемента спричиняє фізіологічні порушення, прояви тієї чи іншої хвороби тощо.
перелікжиттєво необхідних макроелементівякі ми можемо отримати з їжі: Ca, Р, К, Na, S, Cl, Mg
Кальцій (Ca)
Навіщо він нам потрібний:
- сприяє зміцненню кісток та зубів
- робить м'язи більш пружними
- нормалізує роботу серця
- бере важливу участь у нервово-м'язовій провідності тканин
- підвищує стійкість організму до різних хвороб
Симптоми при дефіциті:
- рахіт
- остеопороз
- судоми
- больові відчуття в кісткових та м'язових тканинах
- тьмяність волосся
- ламкість нігтів
- Запалення ясен
|
Грудні діти |
Діти |
Жінки |
Чоловік. |
|||
|
Вік |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
беремо. |
корм. |
12–70+ |
|
Норма |
400 – 600 |
800 / 1000 |
1000 – 1200 |
1500 |
1500 |
1000 – 1200 |
Найкращі джерела кальцію:молоко, сир, твердий сир, йогурт, кефір, сметана, мигдаль, ліщина, фісташки, кунжут, квасоля, насіння соняшнику, волоський горіх, консерви (сардини), краби, креветки, базилік, петрушка, білокачанка .
Фосфор (P)
Навіщо він нам потрібний:
- відіграє важливу роль у побудові клітин
- бере участь у процесі утворення кісткової тканини
- позитивно впливає на роботу головного мозку
- покращує стан кісток, зубів та нігтів
- бере участь у процесі трансформації глюкози в енергію
- позитивно впливає на роботу ЦНС та печінки
Симптоми при дефіциті:
- рахіт
- пародонтоз
- порушення функцій зростання
- остеомаляція
- хронічна втома
- спазми м'язових тканин
- втрата концентрації уваги
|
Грудні діти |
Діти |
Жінки |
Чоловік. |
|||
|
Вік |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
беремо. |
корм. |
12–70+ |
|
Норма |
100 – 275 |
460 / 1000 |
1000 |
1000 |
||
Найкращі джерела фосфору:телятина, яловичина, квасоля, яловича (печінка, мізки, серце, нирки, язик), печінка свиняча, горох, крупа (гречана, вівсяна, перлова, рисова), хліб житній та пшеничний, сир, тріска, камбала, твердий сир, яйце куряче, курчата, молоко, кефір.
Калій (К)
Навіщо він нам потрібний:
- бере участь у підтримці кислотно-лужної рівноваги
- найважливіший компонент внутрішньоклітинної рідини
- бере участь у процесах синтезу білків та глікогену
- бере участь у процесах позбавлення від шлаків
- позитивно впливає роботу ЦНС
- бере участь в обмінних процесах
Симптоми при дефіциті:
- м'язова дистрофія
- параліч м'язових тканин
- порушується серцевий ритм
- судоми
- нудота та блювання
|
Грудні діти |
Діти |
Жінки |
Чоловік. |
|||
|
Вік |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
беремо. |
корм. |
12–70+ |
|
Норма |
0.4 – 0.7 |
3 – 3.5 / 4.3 |
||||
Кращі джерела калію:курага, квасоля, морська капуста, горох, чорнослив, родзинки, мигдаль, фундук, сочевиця, арахіс, картопля, волоський горіх, палтус, тунець, форель, банан, апельсин, молоко.
Натрій (Na)
Навіщо він нам потрібний:
- бере участь у підтримці кислотно-лужної рівноваги
- найважливіший компонент міжклітинної рідини
- бере участь у передачах нервових імпульсів
- бере участь у процесах підтримки осмотичного тиску
- утримує воду в тканинах
Симптоми при дефіциті:
- гіпотонія
- тахікардія
- судоми
- порушення кислотно-лужного балансу
- погане засвоєння вуглеводів
|
Грудні діти |
Діти |
Жінки |
Чоловік. |
|||
|
Вік |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
беремо. |
корм. |
12–70+ |
|
Норма |
0.5 / 1 |
2 – 5 |
2 – 5 |
2 – 5 |
2 – 5 |
|
Найкращі джерела натрію:харчова сіль, соєвий соус, червона ікра, морська капуста, мідії, лобстер, камбала, анчоуси, креветки, сардини, куряче яйце, рак, кальмар.
Сірка (S)
Навіщо вона нам потрібна:
- бере участь у виробленні енергії
- бере участь у процесі згортання крові
- синтезує колаген
- покращує роботу ЦНС
Симптоми при дефіциті:
- біль у суглобах
- тахікардія
- підвищений артеріальний тиск
- випадання волосся
- запори
- порушується білковий та вуглеводний обмін
- дратівливість
|
Грудні діти |
Діти |
Жінки |
Чоловік. |
|||
|
Вік |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
беремо. |
корм. |
12–70+ |
|
Норма |
500 / 700 |
700 – 1200 |
1200 |
1200 |
700 – 1200 |
|
перелік
кращих джерел такого макроелемента, як сірка:індичка, яловичина, свинина, баранина, печінка (яловича, свиняча), кролик, щука, морський окунь, сардини, горбуша, горох, камбала, зубатка, курка, куряче яйце.
Хлор (Cl)
Навіщо він нам потрібний:
- бере участь у водному обміні
- виробляє соляну кислоту у шлунку
- бере участь у очищенні печінки від жиру
Симптоми при дефіциті:
- гастрит
- знижена кислотність
- сухість в роті
|
Грудні діти |
Діти |
Жінки |
Чоловік. |
|||
|
Вік |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
беремо. |
корм. |
12–70+ |
|
Норма |
0.5 / 1 |
2 – 5 |
2 – 5 |
2 – 5 |
2 – 5 |
|
Найкращі джерела хлору:скумбрія, анчоуси, зубатка, карась, мойва, горбуша, камбала, хек, устриці, тунець, яйце куряче, горох, рис, гречка.
Магній (Mg)
Навіщо він нам потрібний:
- бере участь у процесі утворення кісткової тканини
- бере участь у процесі формування зубів
- важливий для нормальної роботи м'язових тканин та ЦНС
- позитивно впливає на імунну систему
- бере участь у відновленні та оновленні тканин організму
- позитивно впливає на серцевий ритм та АТ
- бере участь у створенні естрогенів
- бере участь у процесі згортання крові
- невід'ємний компонент внутрішньоклітинної рідини
- виводить поганий холестерин
Симптоми при дефіциті:
- апатія
- м'язова дистрофія
- судоми
- захворювання ШКТ
- порушується серцевий ритм
- дратівливість
- перепади тиску
- оніміння рук
- болі в області голови, шиї та спині
|
Грудні діти |
Діти |
Жінки |
Чоловік. |
|||
|
Вік |
0–1 |
2–5 / 6–11 |
12–70+ |
беремо. |
корм. |
12–70+ |
|
Норма |
100 / 200 |
400 – 500 |
400 – 500 |
|||
Кращі джерела магнію:кеш'ю, гречка, кедрові горіхи, мигдаль, фісташки, арахіс, фундук, морська капуста, ячна крупа, вівсянка, пшоно, волоський горіх, горох, квасоля, банани, чорнослив.
З цієї статті ви дізналися перелікнайважливіших макроелементів. Щоб отримати достатню кількість тих чи інших елементів, потрібно намагатися максимально різноманітно харчуватися. Так само, як ви знаєте, крім макро, є ще мікроелементи, але про них ми вже поговоримо в наступній статті.
З повагою,
Відеоурок 2: Будова, властивості та функції органічних сполук Поняття про біополімери
Лекція: Хімічний склад клітини. Макро- та мікроелементи. Взаємозв'язок будови та функцій неорганічних та органічних речовин
Хімічний склад клітини
Виявлено, що у клітинах живих організмів постійно містяться у вигляді нерозчинних сполук та іонів близько 80 хімічних елементів. Всі вони поділяються на 2 великі групи за своєю концентрацією:
макроелементи, вміст яких не нижчий за 0,01%;
мікроелементи – концентрація яких становить менше 0,01%.
У будь-якій клітині вміст мікроелементів становить менше 1%, макроелементів відповідно - більше 99%.
Макроелементи:
Натрій, калій і хлор забезпечують багато біологічних процесів - тургор (внутрішній клітинний тиск), поява нервових електричних імпульсів.
Азот, кисень, водень, вуглець. Це є основні компоненти клітини.
Фосфор та сірка – важливі компоненти пептидів (білків) та нуклеїнових кислот.
Кальцій – основа будь-яких скелетних утворень – зубів, кісток, раковин, клітинних стінок. Також бере участь у скороченні м'язів та зсіданні крові.
Магній – компонент хлорофілу. Бере участь у синтезі білків.
Залізо – компонент гемоглобіну, що бере участь у фотосинтезі, визначає працездатність ферментів.
Мікроелементимістяться в дуже низьких концентраціях, важливі для фізіологічних процесів:
Цинк – компонент інсуліну;
Мідь – бере участь у фотосинтезі та диханні;
Кобальт – компонент вітаміну В12;
Йод – бере участь у регуляції обміну речовин. Він є важливим компонентом гормонів щитовидної залози;
Фтор – компонент зубної емалі.
Порушення балансу концентрації мікро та макроелементів призводить до порушень метаболізму, розвитку хронічних хвороб. Нестача кальцію – причина рахіту, заліза – анемія, азоту – дефіцит протеїнів, йоду – зниження інтенсивності метаболітичних процесів.
Розглянемо зв'язок органічних та неорганічних речовин у клітині, їх будову та функції.
У клітинах міститься безліч мікро і макромолекул, що належать до різних хімічних класів.
Неорганічні речовини клітини
Вода. Від загальної маси живого організму вона становить найбільший відсоток – 50-90% та бере участь практично у всіх процесах життєдіяльності:
терморегуляції;
капілярних процесах, оскільки є універсальним полярним розчинником, впливає на властивості міжтканинної рідини, інтенсивності обміну речовин. По відношенню до води всі хімічні сполуки поділяються на гідрофільні (розчинні) та ліпофільні (розчинні у жирах).
Від концентрації їх у клітині залежить інтенсивність обміну речовин – що більше води, то швидше відбуваються процеси. Втрата 12% води людським організмом вимагає відновлення під наглядом лікаря, при втраті 20% настає смерть.
Мінеральні солі. Містяться в живих системах у розчиненому вигляді (дисоціювавши на іони) та нерозчиненому. Розчинені солі беруть участь у:
перенесення речовин крізь мембрану. Катіони металів забезпечують «калієво-натрієвий насос», змінюючи осмотичний тиск клітини. Через це вода з розчиненими в ній речовинами спрямовується в клітину або залишає її, забираючи непотрібні;
формування нервових імпульсів, що мають електрохімічну природу;
скорочення м'язів;
згортанні крові;
входять до складу білків;
фосфат-іон – компонент нуклеїнових кислот та АТФ;
карбонат-іон – підтримує Ph у цитоплазмі.
Нерозчинні солі як цільних молекул утворюють структури панцирів, раковин, кісток, зубів.
Органічні речовини клітини
Загальна характеристика органічних речовин- Наявність вуглецевої скелетної ланцюга. Це біополімери та невеликі молекули простої структури.
Основні класи, що є в живих організмах:
Вуглеводи. У клітинах присутні різні їх види - прості цукри та нерозчинні полімери (целюлоза). У відсотковому відношенні частка їх у сухій речовині рослин – до 80%, тварин – 20%. Вони відіграють важливу роль у життєзабезпеченні клітин:
Фруктоза та глюкоза (моносахара) – швидко засвоюються організмом, включаються до метаболізму, є джерелом енергії.
Рибоза та дезоксирибоза (моносахара) – один із трьох основних компонентів складу ДНК та РНК.
Лактоза (належить до дисахарам) – синтезується тваринним організмом, входить до складу молока ссавців.
Сахароза (дисахарид) – джерело енергії, що утворюється в рослинах.
Мальтоза (дисахарид) – забезпечує проростання насіння.
Також прості цукру виконують і інші функції: сигнальну, захисну, транспортну.
Полімерні вуглеводи – це розчинний у воді глікоген, а також нерозчинні целюлоза, хітин, крохмаль. Вони відіграють важливу роль у метаболізмі, здійснюють структурну, запасну, захисну функції.
Ліпіди чи жири.Вони нерозчинні у воді, але добре змішуються між собою і розчиняються в неполярних рідинах (що не мають у складі кисень, наприклад гас або циклічні вуглеводні відносяться до неполярних розчинників). Ліпіди необхідні в організмі для забезпечення його енергією - при їх окисленні утворюється енергія та вода. Жири дуже енергоефективні - за допомогою 39 кДж на грам, що виділяються при окисленні, можна підняти вантаж вагою в 4 тонни на висоту в 1 м. Також, жир забезпечує захисну і теплоізоляційну функцію - у тварин товстий його шар сприяє збереженню тепла в холодний сезон. Жироподібні речовини оберігають від намокання пір'я водоплавних птахів, забезпечують здоровий лискучий вигляд і пружність вовни тварин, виконують покривну функцію у листя рослин. Деякі гормони мають ліпідну структуру. Жири є основою структури мембран.
Білки чи протеїни
є гетерополімерами біогенної структури. Вони складаються з амінокислот, структурними одиницями яких є: аміногрупа, радикал і карбоксильна група. Властивості амінокислот та його відмінності один від одного визначають радикали. За рахунок амфотерних властивостей можуть утворювати між собою зв'язки. Білок може складатися з кількох чи сотень амінокислот. Загалом у структуру білків входять 20 амінокислот, їх комбінації визначають різноманітність форм та властивостей протеїнів. Близько десятка амінокислот відносяться до незамінних – вони не синтезуються у тваринному організмі та їх надходження забезпечується за рахунок рослинної їжі. У шлунково-кишковому тракті білки розщеплюються окремі мономери, використовувані синтезу власних білків.
Структурні особливості білків:
первинна структура - амінокислотний ланцюжок;
вторинна – скручений у спіраль ланцюжок, де утворюються між витками водневі зв'язки;
третинна - спіраль або кілька їх, згорнуті в глобулу та з'єднані слабкими зв'язками;
четвертинна існує не у всіх білків. Це кілька глобул, поєднаних нековалентними зв'язками.
Міцність структур може порушуватись, а потім відновлюватися, при цьому білок тимчасово втрачає свої характерні властивості та біологічну активність. Необоротним є лише руйнація первинної структури.
Білки виконують у клітині безліч функцій:
прискорення хімічних реакцій
(Ферментативна або каталітична функція, причому кожен з них відповідає за конкретну єдину реакцію);
транспортна - перенесення іонів, кисню, жирних кислот крізь клітинні мембрани;
захисна– такі білки крові як фібрин та фібриноген, присутні у плазмі крові у неактивному вигляді, у місці поранень під дією кисню утворюють тромби. Антитіла - забезпечують імунітет.
структурна– пептиди входять частково або є основою клітинних мембран, сухожиль та інших сполучних тканин, волосся, вовни, копит та нігтів, крил та зовнішніх покривів. Актин та міозин забезпечують скорочувальну активність м'язів;
регуляторна– білки-гормони забезпечують гуморальну регуляцію;
енергетична – за відсутності поживних речовин організм починає розщеплювати власні білки, порушуючи процес власної життєдіяльності. Саме тому після тривалого голоду організм не завжди може відновитись без лікарської допомоги.
Нуклеїнові кислоти. Їх існує 2 – ДНК та РНК. РНК буває кількох видів – інформаційна, транспортна, рибосомна. Відкрито щвейцарцем Ф. Фішером наприкінці 19 століття.
ДНК – дезоксирибонуклеїнова кислота. Міститься в ядрі, пластидах та мітохондріях. Структурно є лінійним полімером, що утворює подвійну спіраль із комплементарних ланцюжків нуклеотидів. Уявлення про її просторову структуру було створено в 1953 р. американцями Д. Вотсоном і Ф. Криком.
Мономірні її одиниці - нуклеотиди, що мають принципово загальну структуру з:
фосфат-групи;
дезоксирибози;
азотистої основи (що належать до групи пуринових – аденін, гуанін, піримідинових – тимін та цитозин.)
У структурі полімерної молекули нуклеотиди об'єднані попарно та комплементарно, що обумовлено різною кількістю водневих зв'язків: аденін+тимін – дві, гуанін+цитозин – водневих зв'язків три.
Порядок розташування нуклеотидів кодує структурні послідовності амінокислот білкових молекул. Мутацією називаються зміни порядку нуклеотидів, оскільки кодуватимуться білкові молекули іншої структури.
РНК – рибонуклеїнова кислота. Структурними особливостями її відхилення від ДНК є:
замість тімінового нуклеотиду – урациловий;
рибоза замість дезоксирибози
Транспортна РНК – це полімерний ланцюжок, який у площині згорнутий у вигляді листочка конюшини, основною її функцією є доставка амінокислоти до рибосом.
Матрична (інформаційна) РНК постійно утворюється в ядрі, комплементарно будь-якій ділянці ДНК. Це структурна матриця, на основі її будови на рибосомі буде збиратися білкова молекула. Від вмісту молекул РНК цей тип становить 5%.
Рибосомна- Відповідає за процес складання молекули білка. Синтезується на ядерці. Її у клітині 85%.
АТФ – аденозинтрифосфорна кислота. Це нуклеотид, що містить:
3 залишки фосфорної кислоти;
В результаті каскадних хімічних процесів дихання синтезується в мітохондріях. Основна функція – енергетична, одна хімічна зв'язок у ній містить майже стільки енергії, скільки виходить при окисленні 1 р жиру.
Loading...