2.3 Chemické složení buněk. Makro a stopové prvky

• Diagnostika

Video tutoriál 2: Struktura, vlastnosti a funkce organických sloučenin Koncept biopolymerů

Přednáška: Chemické složení buněk. Makro a stopové prvky. Vztah struktury a funkcí anorganických a organických látek

makroživiny, jejichž obsah není nižší než 0,01%;

stopových prvků - jejichž koncentrace je menší než 0,01%.

V každé buňce je obsah stopových prvků menší než 1%, makroelementy - více než 99%.

Sodík, draslík a chlor poskytují mnoho biologických procesů - turgor (vnitřní bunkový tlak), vzhled nervových elektrických impulzů.

Dusík, kyslík, vodík, uhlík. Jedná se o hlavní součásti buňky.

Fosfor a síra jsou důležitými složkami peptidů (proteinů) a nukleových kyselin.

Vápník je základem všech skeletálních formací - zuby, kosti, skořápky, buněčné stěny. Podílí se také na svalové kontrakci a koagulaci krve.

Hořčík je složkou chlorofylu. Podílí se na syntéze bílkovin.

Železo je součástí hemoglobinu, účastní se fotosyntézy, určuje účinnost enzymů.

Stopové prvky obsažené ve velmi nízkých koncentracích, důležité pro fyziologické procesy:

Zinek je složkou inzulínu;

Měď - účastní se fotosyntézy a dýchání;

Kobalt - složka vitaminu B12;

Jód - se podílí na regulaci metabolismu. Je to důležitá složka hormonů štítné žlázy;

Fluorid je součástí zubní skloviny.

Nerovnováha koncentrace mikroorganismů a makronutrientů vede k metabolickým poruchám, ke vzniku chronických onemocnění. Nedostatek vápníku - příčina rachit, železo - anémie, nedostatek dusíkatých bílkovin, jod - snížení intenzity metabolických procesů.

Zvažte vztah organických a anorganických látek v buňce, jejich strukturu a funkci.

Buňky obsahují obrovské množství mikro a makromolekul patřících do různých chemických tříd.

Anorganická buněčná hmota

Voda Z celkové hmotnosti živého organismu tvoří největší procento - 50-90% a podílí se téměř na všech životních procesech:

kapilární procesy, protože je to univerzální polární rozpouštědlo, ovlivňuje vlastnosti intersticiální tekutiny, rychlost metabolismu. Ve vztahu k vodě jsou všechny chemické sloučeniny rozděleny na hydrofilní (rozpustné) a lipofilní (rozpustné v tucích).

Intenzita metabolismu závisí na jeho koncentraci v buňce - čím více vody, tím rychleji probíhají procesy. Ztráta 12% vody, je lidské tělo - vyžaduje obnovu pod lékařským dohledem, se ztrátou 20% - došlo k úmrtí.

Minerální soli. Obsahuje se v živých systémech v rozpuštěné formě (disociace na ionty) a nerozpustné. Rozpuštěné soli se podílejí na:

přenosu látky přes membránu. Kationty kovu poskytují "čerpadlo draslíku sodného", které mění osmotický tlak buňky. Z tohoto důvodu voda s látkami rozpuštěnými v ní proniká do buňky nebo ji opouští, zbytečně se zbavuje;

tvorba nervových impulsů elektrochemické povahy;

jsou součástí bílkovin;

fosfátový iont - složka nukleových kyselin a ATP;

uhličitanový iont - podporuje Ph v cytoplazmě.

Nerozpustné soli ve formě celých molekul tvoří struktury skořápek, skořápek, kostí, zubů.

Buněčná organická hmota

Společným rysem organické hmoty je přítomnost řetězce uhlíkového skeletu. Jedná se o biopolymery a malé molekuly jednoduché struktury.

Hlavní třídy dostupné v živých organismech:

Sacharidy. Buňky obsahují různé druhy - jednoduché cukry a nerozpustné polymery (celulóza). V procentech je jejich podíl v rostlinné sušině až 80%, zvířata - 20%. Hrají důležitou roli v podpoře života buněk:

Fruktóza a glukóza (monosacharidy) - rychle absorbovány v těle, jsou zahrnuty v metabolismu, jsou zdrojem energie.

Ribóza a deoxyribóza (monosacharidy) jsou jednou ze tří hlavních složek DNA a RNA.

Laktóza (týká se disacharidy) - syntetizovány zvířecí organismus, část mléka savců.

Sacharóza (disacharid) - zdroj energie, se vytváří v rostlinách.

Maltóza (disacharid) - poskytuje klíčivost semen.

Jednoduché cukry mají také jiné funkce: signální, ochranné, transportní.
Polymerní sacharidy - ve vodě rozpustný glykogenu, jakož i nerozpustná celulóza, chitin, škrob. Hrají důležitou roli v metabolismu, provádějí strukturální, skladovací, ochranné funkce.

Lipidy nebo tuky. Jsou nerozpustné ve vodě, ale vzájemně se dobře míchají a rozpouštějí se v nepolárních kapalinách (neobsahují kyslík, například petrolej nebo cyklické uhlovodíky jsou nepolárními rozpouštědly). Lipidy jsou v těle nezbytné k tomu, aby poskytly energii - během oxidace se vytváří energie a voda. Tuky jsou velmi energeticky účinné - s pomocí 39 kJ za gram uvolněné během oxidace můžete zvednout zátěž o hmotnosti 4 tuny do výšky 1 m. Tuk také poskytuje ochrannou a izolační funkci - u živočichů, její silná vrstva pomáhá udržovat teplo v chladné sezóně. Tukové látky chrání pero vodního ptactva před mokrem, poskytují zdravý lesklý vzhled a pružnost zvířecích chlupů, provádějí krycí funkci na listí rostlin. Některé hormony mají strukturu lipidů. Tuky tvoří základ membránové struktury.

Proteiny nebo bílkoviny jsou heteropolymery biogenní struktury. Obsahují aminokyseliny, jejichž strukturní jednotky jsou: aminoskupina, radikál a karboxylová skupina. Vlastnosti aminokyselin a jejich vzájemné rozdíly určují radikály. Díky amfoterním vlastnostem mohou vytvářet vazby mezi sebou. Protein se může skládat z několika nebo stovek aminokyselin. Celková struktura proteinů obsahuje 20 aminokyselin, jejich kombinace určují různé formy a vlastnosti bílkovin. Asi desítky aminokyselin jsou nepostradatelné - nejsou syntetizovány v těle zvířete a jejich příjem je zajišťován rostlinnými potravinami. V zažívacím traktu jsou proteiny rozděleny do jednotlivých monomerů používaných k syntéze vlastních proteinů.

Strukturní vlastnosti proteinů:

primární struktura - řetězec aminokyselin;

sekundární - řetězec zkroucený do spirály, kde jsou mezi cípy vytvořeny vodíkové vazby;

terciární - spirála nebo několik z nich, přetočená do globule a spojená slabými vazbami;

Kvarterní neexistuje ve všech bílkovinách. Jedná se o několik globulek spojených nekovalentními vazbami.

Pevnost struktur může být přerušena a obnovena, zatímco protein dočasně ztrácí své charakteristické vlastnosti a biologickou aktivitu. Jen destrukce primární struktury je nevratná.

Proteiny mají v buňce mnoho funkcí:

zrychlení chemických reakcí (enzymatická nebo katalytická funkce, z nichž každá je odpovědná za specifickou jedinou reakci);
transport - přenos iontů, kyslíku, mastných kyselin přes buněčné membrány;

protektivní proteiny, jako je fibrin a fibrinogen, jsou přítomny v krevní plazmě v neaktivní formě, tvoří krevní sraženiny v místě poškození kyslíkem. Protilátky - poskytují imunitu.

strukturní peptidy jsou částečně nebo jsou základem buněčných membrán, šlach a jiných pojivových tkání, vlasů, vlny, kopyt a nehtů, křídel a vnějších částí. Actin a myosin poskytují kontraktilní svalovou aktivitu;

regulační hormonální proteiny poskytují humorální regulaci;
energie - při nedostatku živin začne tělo rozbít své vlastní proteiny a naruší proces své vlastní životně důležité činnosti. To je důvod, proč po dlouhém hladovění se tělo nemůže vždy bez pomoci lékaře zotavit.

Nukleové kyseliny. Existují 2 - DNA a RNA. RNA má několik typů - informační, transportní a ribozomální. Objevil švýcarský švýcarský F. Fisher na konci 19. století.

DNA je deoxyribonukleová kyselina. Obsahuje jádro, plastidy a mitochondrie. Strukturálně jde o lineární polymer, který tvoří dvojitou šroubovice komplementárních nukleotidových řetězců. Koncept jeho prostorové struktury vznikl v roce 1953 Američany D. Watsonem a F. Crickem.

Jeho monomerní jednotky jsou nukleotidy, které mají zásadně společnou strukturu z:

dusíkatá báze (patřící do purinové skupiny - adenin, guanin, pyrimidin-thymin a cytosin.)

Ve struktuře molekuly polymeru jsou nukleotidy kombinovány v párech a komplementárně, což je způsobeno různým počtem vodíkových vazeb: adenin + thymin - dva, guanin + cytosin - tři vodíkové vazby.

Řád nukleotidů kóduje strukturní aminokyselinové sekvence proteinových molekul. Mutace je změna v pořadí nukleotidů, jelikož proteinové molekuly jiné struktury budou zakódovány.

RNA - ribonukleová kyselina. Strukturální znaky jejího rozdílu od DNA jsou:

místo tyminového nukleotidu - uracilu;

ribóza místo deoxyribózy.

Transportní RNA je polymerní řetězec, který je v rovině přeložen ve formě listu jetele, jehož hlavní funkcí je dodávka aminokyseliny do ribosomů.

Matrice (messenger) RNA se neustále vytváří v jádře, komplementární k jakékoli části DNA. Jedná se o strukturní matici, na základě její struktury bude na ribozómu shromážděna proteinová molekula. Z celkového obsahu molekul RNA je tento typ 5%.

Ribosomální - je zodpovědný za proces tvorby proteinové molekuly. Syntetizuje se na nukleole. Jeho v kleci je 85%.

ATP - kyselina adenosintrifosfátová. Jedná se o nukleotid obsahující:

Chemické prvky buňky.

Buňky živých organismů v jejich chemickém složení se výrazně liší od okolního neživého prostředí a struktury chemických sloučenin a množiny a obsahu chemických prvků. Celkem je přítomno asi 90 chemických prvků v živých organismech, které jsou v závislosti na jejich obsahu rozděleny do 3 hlavních skupin: makronutrienty, mikroelementy a ultramikroelementy.

Makroelementy.

Makroelementy ve významných množstvích jsou zastoupeny v živých organismech v rozsahu od stotin procent až do desítek procent. Pokud obsah jakékoli chemické látky v těle přesahuje 0,005% tělesné hmotnosti, je tato látka označována jako makroelementy. Jsou součástí hlavních tkání: krev, kosti a svaly. Patří sem například následující chemické prvky: vodík, kyslík, uhlík, dusík, fosfor, síra, sodík, vápník, draslík, chlor. Makroelementy tvoří přibližně 99% hmotnosti živých buněk, přičemž většina (98%) vodíku, kyslíku, uhlíku a dusíku.

Následující tabulka uvádí hlavní makronutrienty v těle:

U všech čtyř nejběžnějších prvků v živých organizmech (vodík, kyslík, uhlík, dusík, jak již bylo řečeno) je charakteristická jedna společná vlastnost. Tyto prvky postrádají jeden nebo více elektronů ve vnější oběžné dráze, aby vytvořily stabilní elektronické vazby. Proto atom vodíku pro vytvoření stabilní elektronové vazby postrádá jeden elektron na vnější oběžné dráze, atomy kyslíku, dusík a uhlík - dva, tři a čtyři elektrony. Z tohoto hlediska tyto chemické prvky snadno vytvářejí kovalentní vazby díky párování elektronů a mohou snadno vzájemně interagovat a plnit své vnější elektronové pláště. Navíc kyslík, uhlík a dusík mohou tvořit nejen jednoduché vazby, ale také dvojné vazby. V důsledku toho se značně zvyšuje počet chemických sloučenin, které mohou vzniknout z těchto prvků.

Kromě toho uhlík, vodík a kyslík - nejsnadnější mezi prvky schopnými vytvářet kovalentní vazby. Proto se ukázaly jako nejvhodnější pro tvorbu sloučenin, které tvoří živou hmotu. Je třeba poznamenat odděleně další důležitou vlastnost uhlíkových atomů - schopnost vytvářet kovalentní vazby se čtyřmi dalšími atomy uhlíku najednou. Díky této schopnosti jsou kostry vytvořeny z velké škály organických molekul.

Stopové prvky

Přestože obsah stopových prvků nepřesahuje pro každý jednotlivý prvek hodnotu 0,005% a celkově tvoří pouze asi 1% hmotnosti buněk, stopové prvky jsou nezbytné pro životně důležitou aktivitu organismů. Při absenci nebo nedostatku obsahu se mohou objevit různé nemoci. Mnoho stopových prvků je součástí enzymových skupin bez bílkovin a je nezbytné pro jejich katalytickou funkci.
Železo je například nedílnou součástí hemu, který je součástí cytochromů, které jsou součástí řetězce přenosu elektronů, a hemoglobinu, což je protein, který transportuje kyslík z plic do tkání. Nedostatek železa v lidském těle způsobuje rozvoj anémie. Nedostatek jódu, který je součástí hormonu thyroxinu ve štítné žláze, vede k výskytu onemocnění spojených s nedostatečností tohoto hormonu, jako je endemická struma nebo kretinismus.

Příklady stopových prvků jsou uvedeny v následující tabulce:

Jaké chemické prvky souvisí s makro a mikronutrienty buňky?

Jaké chemické prvky souvisí s makro a mikronutrienty buňky?

Makroelementy (velké procento těla podle obsahu) buňky obsahují následující chemické prvky:

• kyslík (70%), uhlík 15%, vodík 10%, dusík 2%, draslík 0,3%, síru 0,2%, fosfor 1% chlor, 1%), zbytek - hořčík, vápník, sodík.

Pro sledování prvků (malé procento obsahu těla) jsou zahrnuty takové chemické prvky:

• kobalt, zinek, vanad, fluor, selén, měď, chrom, nikl, germanium, jod, ruthenium.

Macronutrienty

Makronutrienty jsou chemické prvky, které rostliny absorbují ve velkém množství. Obsah těchto látek v rostlinách se pohybuje od stovek procent až po několik desítek procent.

Obsah:

Položky

Makroelementy se přímo podílejí na konstrukci organických a anorganických sloučenin rostlin, které tvoří podstatnou část své sušiny. Většina z nich je v buňkách zastoupena ionty.

Makroživiny a jejich sloučeniny jsou účinné látky různých minerálních hnojiv. V závislosti na typu a tvaru se používají jako hlavní hnojiva a hnojiva. Makroelementy zahrnují: uhlík, vodík, kyslík, dusík, fosfor, draslík, vápník, hořčík, síru a některé další, avšak hlavními prvky rostlinné výživy jsou dusík, fosfor a draslík.

Tělo dospělého člověka obsahuje asi 4 gramy železa, 100 g sodíku, 140 g draslíku, 700 g fosforu a 1 kg vápníku. Navzdory různým číslům je závěr zřejmý: látky kombinované pod jménem "makroekonomické prvky" jsou životně důležité pro naši existenci. [8] Ostatní organismy mají také velkou potřebu: prokaryotes, rostliny, zvířata.

Zástupci evoluční teorie tvrdí, že potřeba makronutrientů je určována podmínkami, v nichž vznikl život na Zemi. Když byla půda tvořena pevnými horninami, atmosféra byla nasycena oxidem uhličitým, dusíkem, metanem a vodní párou a namísto deště klesaly na zem roztoky kyselin, totiž makroelementy byly jedinou matricí, na jejímž základě se mohly objevit první organické látky a primitivní formy života. Proto i nyní, miliardy let později, celý život na naší planetě nadále pociťuje potřebu aktualizovat vnitřní zdroje hořčíku, síry, dusíku a dalších důležitých prvků, které tvoří fyzickou strukturu biologických objektů.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Makroelementy se liší jak chemickými, tak fyzikálními vlastnostmi. Mezi nimi jsou kovy (draslík, vápník, hořčík a další) a nekovy (fosfor, síra, dusík a další).

Některé fyzikální a chemické vlastnosti makronutrientů podle údajů: [2]

Makro prvek

Fyzikální stav za normálních podmínek

stříbrně bílý kov

pevný bílý kov

stříbrně bílý kov

křehké žluté krystaly

stříbrný kov

Obsah makronutrientů v přírodě

Makroelementy se nacházejí v přírodě všude: v půdě, skalách, rostlinách, živých organizmech. Některé z nich, jako je dusík, kyslík a uhlík, jsou nedílnou součástí zemské atmosféry.

Symptomy nedostatku určitých živin v plodinách podle údajů: [6]

Prvek

Běžné příznaky

Citlivé kultury

Změna zelené barvy listů na světle zelené, nažloutlé a hnědé,

Velikost listu klesá,

Listy jsou úzké a nacházejí se v ostrém úhlu k stonku,

Počet ovoce (semena, zrna) prudce klesá

Bílá a květák,

Zakroucení okrajů listového listu

Fialová barva

Spálení okrajů listů,

Bělidlo apikální pupen,

Bělení mladých listů

Hroty listů jsou ohnuté dolů,

Okraje listů jsou zkroucené

Bílá a květák,

Bílá a květák,

Změna intenzity zelené barvy listů,

Nízký obsah bílkovin

Barva listu se změní na bílou,

• Stupeň dusíku je přítomen ve vodách řek, oceánů, litosféry, atmosféry. Většina dusíku v atmosféře je obsažena ve volném stavu. Bez dusíku není tvorba proteinových molekul možná. [2]
• Fosfor je snadno oxidován a v této souvislosti se v přírodě nenachází v čisté formě. Nicméně, ve sloučeninách nalezených téměř všude. Je to důležitá složka rostlinných a živočišných bílkovin. [2]
• Draslík je přítomen v půdě ve formě solí. V rostlinách je ukládán hlavně ve stoncích. [2]
• Hořčík je všudypřítomný. V mohutných horninách je obsažena ve formě hlinitanů. Půda obsahuje sírany, uhličitany a chloridy, převažují silikáty. Ve formě iontů obsažených v mořské vodě. [1]
• Vápník je jedním z nejběžnějších prvků v přírodě. Jeho ložiska se nacházejí ve formě křídy, vápence, mramoru. V rostlinných organismech nalezených ve formě fosforečnanů, síranů, uhličitanů. [4]
• Seravská příroda je velmi rozšířená: jak ve volném stavu, tak ve formě různých sloučenin. Objevuje se jak ve skalách, tak v živých organizmech. [1]
• Železo je jedním z nejběžnějších kovů na Zemi, ale ve volném stavu se nachází pouze v meteoritů. V minerálech suchozemského původu je železo přítomno v sulfidech, oxidů, silikátech a mnoha dalších sloučeninách. [2]

Role v závodě

Biochemické funkce

Vysoký výnos všech zemědělských plodin je možný pouze za plné a dostatečné výživy. Vedle světla, tepla a vody rostliny potřebují živiny. Složení rostlinných organismů zahrnuje více než 70 chemických prvků, z nichž 16 nezbytně nutných jsou organogeny (uhlík, vodík, dusík, kyslík), stopové prvky popela (fosfor, draslík, vápník, hořčík, síra) a také železo a mangan.

Každý prvek plní své funkce v rostlinách a je naprosto nemožné nahradit jeden prvek jiným.

Z atmosféry

• Uhlík je absorbován ze vzduchu listy rostlin a trochu kořeny z půdy ve formě oxidu uhličitého (CO₂). Je základem složení všech organických sloučenin: tuků, bílkovin, sacharidů a dalších látek.
• Vodík se spotřebuje ve složení vody, je velmi nezbytný pro syntézu organických látek.
• Kyslík je absorbován listy ze vzduchu, kořeny z půdy a je také uvolňován z jiných sloučenin. Je zapotřebí jak pro dýchání, tak pro syntézu organických sloučenin. [7]

Další důležitost

• Dusík je základním prvkem pro vývoj rostlin, jmenovitě tvorbu proteinových látek. Obsah bílkovin se pohybuje od 15 do 19%. Je součástí chlorofylu a proto se podílí na fotosyntéze. Dusík se nachází v enzymech - katalyzátorech různých procesů v organizmech. [7]
• Fosfor je přítomen ve složení buněčných jader, enzymů, fytinů, vitaminů a dalších stejně důležitých sloučenin. Účast na procesech přeměny sacharidů a látek obsahujících dusík. V rostlinách je obsažen v organické i minerální formě. Minerální sloučeniny - soli kyseliny ortofosforečné - se používají při syntéze sacharidů. Rostliny používají organické sloučeniny fosforu (hexofosfáty, fosfatidy, nukleoproteiny, cukrové fosfáty, fytin). [7]
• Draslík hraje důležitou roli v metabolismu bílkovin a sacharidů, zvyšuje účinek použití dusíku z amoniaku. Výživa draslíkem je silným faktorem při vývoji jednotlivých rostlinných orgánů. Tento prvek podporuje akumulaci cukru v buňkách, což zvyšuje odolnost rostlin proti nepříznivým přírodním faktorům v zimním období, přispívá k rozvoji cévních svazků a zahušťuje buňky. [7]

Následující makronutrienty

• Síra je složka aminokyselin - cystein a methionin, hraje důležitou roli jak v metabolismu bílkovin, tak v redox procesech. Pozitivní účinek na tvorbu chlorofylu přispívá k tvorbě uzlů na kořeni luštěnin, stejně jako bakterie uzlíku, které asimilují dusík z atmosféry. [7]
• Vápník - účastník metabolismu sacharidů a bílkovin, má pozitivní vliv na růst kořenů. V podstatě je potřeba pro normální výživu rostlin. Kalcifikace kyselých půd s vápníkem zvyšuje úrodnost půdy. [7]
• Hořčík je zapojen do fotosyntézy, jeho obsah chlorofylu dosahuje 10% celkového obsahu zelené části rostlin. Potřeba hořčíku v rostlinách není stejná. [7]
• Železo není součástí chlorofylu, ale podílí se na redoxních procesech, které jsou nezbytné pro tvorbu chlorofylu. Hraje velkou roli při dýchání, protože je nedílnou součástí respiračních enzymů. Je nutná jak pro zelené rostliny, tak pro chlórové organismy. [7]

Nedostatek (makroelementů) v rostlinách

Na nedostatku makro v půdě a následně v rostlině jasně ukazují vnější signály. Citlivost každého druhu rostliny na nedostatek makronutrientů je přísně individuální, ale existují i ​​některé podobné znaky. Například, když je nedostatek dusíku, fosforu, draslíku a hořčíku, staré listy nižších vrstev trpí, zatímco nedostatek vápníku, síry a železa - mladé orgány, čerstvé listy a rostoucí bod.

Zvláště zřetelně se nedostatek výživy projevuje ve vysoce výnosných plodinách.

Nadbytečné makroživiny v rostlinách

Stav rostlin ovlivňuje nejen nedostatek, ale i nadbytek makronutrientů. Vykazuje se především ve starých orgánech a zpomaluje růst rostlin. Často jsou náznaky nedostatku a přebytku stejných prvků poněkud podobné. [6]

Makro a stopové prvky

Asi 80 chemických prvků se nachází v živých organismech, ale pouze u 27 z těchto prvků jsou zřízeny jejich funkce v buňce a organismu. Zbývající prvky jsou přítomny v malých množstvích a zjevně vstupují do těla potravou, vodou a vzduchem.

V závislosti na koncentraci jsou rozděleny na makronutrienty a mikroelementy.

Koncentrace každého z makroelementů v těle přesahuje 0,01% a jejich celkový obsah je 99%. Makroelementy zahrnují kyslík, uhlík, vodík, dusík, fosfor, síru, draslík, vápník, sodík, chlor, hořčík a železo. První čtyři uvedené prvky (kyslík, uhlík, vodík a dusík) se také nazývají organogenní, protože jsou součástí hlavních organických sloučenin. Fosfor a síra jsou také součástí mnoha organických látek, jako jsou proteiny a nukleové kyseliny. Fosfor je nezbytný pro tvorbu kostí a zubů.

Bez zbývajících makronutrientů je nemožné normální fungování těla.

Takže draslík, sodík a chlor se účastní procesů buzení buněk. Vápník je součástí buněčných stěn rostlin, kostí, zubů a skořápky měkkýšů, je nezbytný pro kontrakci svalových buněk a koagulaci krve. Hořčík je složkou chlorofylu - pigmentu, který zajišťuje tok fotosyntézy. Rovněž se účastní biosyntézy proteinů a nukleových kyselin. Železo je součástí hemoglobinu a je nezbytné pro fungování mnoha enzymů.

Stopové prvky jsou obsaženy v těle v koncentracích nižších než 0,01% a jejich celková koncentrace v buňce nedosahuje 0,1%. Mezi mikroelementy patří zinek, měď, mangan, kobalt, jod, fluor, atd.

Zinek je součástí molekuly pankreatického hormonu, inzulínu, mědi je nutná pro fotosyntézu a respiraci. Kobalt je složka vitaminu B12, jejíž nepřítomnost vede k anémii. Jód je nezbytný pro syntézu hormonů štítné žlázy, zajišťuje normální tok metabolismu a fluor je spojen s tvorbou zubní skloviny.

Jak nedostatek, tak přebytek nebo narušení metabolismu makro- a mikroelementů vedou k rozvoji různých onemocnění.

Zejména nedostatek vápníku a fosforu způsobuje rachity, nedostatek dusíku - závažný nedostatek bílkovin, nedostatek železa - anémie, nedostatek jodu - poškozená tvorba hormonů štítné žlázy a snížená rychlost metabolismu, snížený příjem fluoridu - kaz. Olovo je toxické pro téměř všechny organismy.

Nedostatek makro- a mikroelementů může být kompenzován zvýšením jejich obsahu v potravinách a pitné vodě, stejně jako užíváním léků.

Chemické prvky buňky tvoří různé sloučeniny - anorganické a organické.

Téma 2.2. Chemická kompozice buněk. - třída 10-11, Syvozlazov (sešit část 1)

1. Uveďte definice pojmů.
Element je množina atomů se stejným jaderným nábojem a počet protonů shodujících se s ordinálním (atomovým) číslem v periodické tabulce.
Stopový prvek - prvek, který je v těle ve velmi nízkých koncentracích.
Makroelement - prvek, který je v těle ve vysokých koncentracích.
Bioelement - chemický prvek, který se podílí na aktivitě buněk, tvoří základ biomolekul.
Buněčná elementární kompozice je procentní podíl chemických prvků v buňce.

2. Jaký je jeden z důkazů oživené a neživé přírody?
Jednota chemického složení. Neexistují žádné prvky charakterizující pouze neživou povahu.

3. Vyplňte tabulku.

ELEMENTÁLNÍ SLOŽENÍ BUNEK

4. Uveďte příklady organických látek, jejichž molekuly se skládají ze tří, čtyř a pěti makronutrientů.
3 prvky: sacharidy a lipidy.
4 prvky: veverky.
5 prvků: nukleové kyseliny, bílkoviny.

5. Vyplňte tabulku.

BIOLOGICKÁ ROLE PRVKŮ

6. Studium v ​​§ 2.2 sekce "Role vnějších faktorů při tvorbě chemického složení živé přírody" a odpovědět na otázku: "Co jsou biochemické endemie a jaké jsou důvody jejich původu?"
Biochemické endemie jsou onemocnění rostlin, zvířat a lidí způsobená akutním nedostatkem nebo nadbytkem prvku v určité oblasti.

7. Jaké jsou známé nemoci související s nedostatkem mikroživin?
Nedostatek jódu - endemický roubík. Snížená syntéza tyroxinu a výsledná proliferace štítné žlázy.
Nedostatek železa - anémie s nedostatkem železa.

8. Nezapomeňte, na jakém základě jsou chemické prvky distribuovány na makro-, mikro- a ultramikroelementech. Nabídněte vlastní, alternativní klasifikaci chemických prvků (například funkce v živé buňce).
Mikro, makro a ultra mikronutrienty jsou rozděleny podle znaménka na základě jejich procenta v buňce. Kromě toho je možné klasifikovat prvky podle funkcí, které regulují činnost některých orgánových systémů: nervové, svalové, oběhové a kardiovaskulární, zažívací, atd.

9. Zvolte správnou odpověď.
Test 1.
Jaké chemické prvky tvoří většinu organických látek?
2) C, O, H, N;

Test 2.
Makro prvky se nevztahují:
4) manganu.

Test 3.
Živé organismy potřebují dusík, protože slouží:
1) složka proteinů a nukleových kyselin; 10. Určete příznak, podle kterého jsou všechny níže uvedené prvky, s výjimkou jednoho, spojeny do jedné skupiny. Podtrhněte tuto "extra" položku.
Kyslík, vodík, síra, železo, uhlík, fosfor, dusík. Zahrnuty pouze do DNA. A zbytek je v proteinech.

11. Vysvětlete původ a obecný význam slova (termínu), založeného na významu kořenů, které ho tvoří.

12. Vyberte termín a vysvětlete, jak jeho aktuální hodnota odpovídá původní hodnotě jeho kořenů.
Výrazem je organogen.
Soulad: Termín v zásadě odpovídá jeho původnímu významu, dnes však existuje přesnější definice. Dříve byla hodnota taková, že prvky se podílejí pouze na konstrukci tkání a buněk orgánů. Nyní bylo zjištěno, že biologicky důležité prvky nejen tvoří chemické molekuly v buňkách atd., Ale také regulují všechny procesy v buňkách, tkáních a orgánech. Jsou součástí hormonů, vitamínů, enzymů a dalších biomolekul.

13. Formulujte a zapište základní myšlenky § 2.2.
Elementární složení buňky je procento chemických prvků v buňce. Prvky buněk jsou obvykle klasifikovány v závislosti na jejich podílu na mikro-, makro- a ultramikroelementech. Ty prvky, které se podílejí na životně důležité činnosti buňky, tvoří základ biomolekul, nazývaných bioelementy.
Mezi makroelementy patří: C N H O. Jsou to hlavní složky všech organických sloučenin v buňce. Navíc jsou ve všech významných biomolekulů zahrnuty P S K Ca Na Fe Cl Mg. Bez nich není fungování těla možné. Nedostatek z nich vede k smrti.
Pro sledování prvků: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni Ni Br B, atd. Jsou také nezbytné pro normální fungování těla, ale ne tak kritické. Nedostatek z nich způsobuje nemoci. Jsou součástí biologicky aktivních látek, ovlivňují metabolismus.
Existují ultramiklementy: Au Ag Be a další. Fyziologická role není plně zavedena. Ale pro buňku jsou důležité.
Existuje pojem "biochemická endemie" - nemoci rostlin, zvířat a lidí, způsobené akutním nedostatkem nebo přebytkem nějakého prvku v určité oblasti. Například endemický roubík (nedostatek jódu).
Při nedostatku prvku v důsledku způsobu krmení může dojít k onemocnění nebo nemoci. Například s nedostatkem železa - anémie. S nedostatkem vápníku - časté zlomeniny, ztráta vlasů, zubů, bolesti svalů.

I.2. Chemické složení buňky. Mikro a makro prvky

Typicky je 70 až 80% buněčné hmoty vody, ve které jsou rozpuštěny různé soli a organické sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností. Nejcharakterističtější komponenty buňky jsou proteiny a nukleové kyseliny. Některé proteiny jsou strukturální složky buňky, jiné jsou enzymy, tj. katalyzátory, které určují rychlost a směr chemických reakcí vyskytujících se v buňkách. Nukleové kyseliny slouží jako nosiče dědičných informací, které jsou implementovány v procesu syntézy intracelulárních proteinů. Často buňky obsahují určité množství rezervních látek, které slouží jako potravní rezervy. Rostlinné buňky převážně skladují škrob, což je polymerní forma uhlohydrátů. V buňkách jater a svalů je uložen další uhlovodíkový polymer - glykogen. Výrobky z tuku jsou také často skladovány, ačkoli některé tuky plní jinou funkci, a to jsou nejdůležitější stavební prvky. Bielkoviny v buňkách (s výjimkou buněk semen) se obvykle neukládají. Není možné popsat typické složení buňky, a to především proto, že se jedná o velké rozdíly v množství skladovaných potravin a vody. Jaterní buňky obsahují například 70% vody, 17% bílkovin, 5% tuku, 2% sacharidů a 0,1% nukleových kyselin; zbývajících 6% jsou soli a organické sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností, zejména aminokyseliny. Rostlinné buňky obvykle obsahují méně bílkovin, významně více sacharidů a více vody; výjimky jsou buňky, které jsou v klidu. Zbytek buněk pšeničného zrna, který je zdrojem živin pro embryo, obsahuje přibližně 12% bílkovin (převážně skladovaných bílkovin), 2% tuků a 72% sacharidů. Množství vody dosáhne normální úrovně (70-80%) pouze na začátku klíčení zrna. Každá buňka obsahuje mnoho chemických prvků, které se účastní různých chemických reakcí. Chemické procesy vyskytující se v buňce jsou jednou ze základních podmínek pro jeho život, vývoj a fungování. Některé chemické prvky v buňce více, jiné - méně. Na atomové úrovni neexistují žádné rozdíly mezi organickým a anorganickým světem živé přírody: živé organismy se skládají z týchž atomů jako těla neživé přírody. Poměr různých chemických prvků v živých organizmech av zemské kůře se však značně liší. Kromě toho se živé organismy mohou lišit od prostředí v izotopovém složení chemických prvků. Obvykle mohou být všechny prvky buňky rozděleny do tří skupin:

Makroelementy. Makroelementy zahrnují kyslík (65-75%), uhlík (15-18%), vodík (8-10%), dusík (2,0-3,0%), draslík (0,15-0,4%),, síra (0,15-0,2%), fosfor (0,2-1,0%), chlor (0,05-0,1%), hořčík (0,02-0,03%), sodík (0,02 až 0,03%), vápníku (0,04 až 2,00%), železa (0,01 až 0,0155%). Prvky jako C, O, H, N, S, P jsou součástí organických sloučenin. Uhlík - je součástí všech organických látek; kostra atomů uhlíku je jejich základem. Kromě toho je ve formě CO2 fixován v procesu fotosyntézy a uvolňován během dýchání, ve formě CO (v nízkých koncentracích) se podílí na regulaci buněčných funkcí, ve formě CaCO3 je součástí minerálních skeletů. Kyslík - je součástí téměř všech organických látek v buňce. Vzniká v průběhu fotosyntézy během fotolýzy vody. Pro aerobní organismy slouží jako oxidační činidlo během buněčného dýchání a poskytuje buňkám energii. V největších množstvích v živých buňkách je obsaženo složení vody. Vodík - je součástí všech organických látek v buňce. V největších množstvích obsažených ve složení vody. Některé bakterie oxidují molekulární vodík na energii. Dusík - je součástí proteinů, nukleových kyselin a jejich monomerů - aminokyselin a nukleotidů. Z těla zvířat je odvozeno složení amoniaku, močoviny, guaninu nebo kyseliny močové jako konečný produkt metabolismu dusíku. Ve formě oxidu dusnatého NO (v nízkých koncentracích) se podílí na regulaci krevního tlaku. Síra - součást aminokyselin obsahujících síru se proto nachází ve většině proteinů. V malých množstvích je přítomen jako síran-ion v cytoplazmě buněk a extracelulárních tekutin. Fosfor - je součástí ATP, dalších nukleotidů a nukleových kyselin (ve formě zbytků kyseliny fosforečné), ve složení kostní tkáně a zubní skloviny (ve formě minerálních solí) a také přítomných v cytoplazmě a mezibuněčných tekutinách (ve formě fosfátových iontů). Hořčík je kofaktor mnoha enzymů zapojených do energetického metabolismu a syntézy DNA; udržuje integritu ribosomů a mitochondrií, je součástí chlorofylu. V živočišných buňkách je nezbytné pro fungování svalových a kostních systémů. Vápník - se podílí na srážení krve, a také slouží jako univerzální druhý posel regulováním nejdůležitější intracelulární procesů (včetně těch, které se podílí na udržování membránového potenciálu, je nezbytné, aby svalové kontrakce a exocytózy). Nerozpustné vápenaté soli se podílejí na tvorbě kostí a zubů obratlovců a minerálních skeletů bezobratlých. Sodný - se podílí na udržování membránového potenciálu, vytváření nervové impulsy, osmoregulace procesů (včetně ledvin u lidí) a vytvoření systému pufru krve. Draslík se podílí na udržování membránového potenciálu, generování nervových impulsů, regulaci kontrakce srdečního svalu. Obsahuje v extracelulárních látkách. Chlór - udržuje elektroneutralitu buňky.

Stopové prvky: stopové prvky, které tvoří 0,001% až 0,000001% tělesné hmotnosti živých věcí, zahrnují vanad, germanium, jod (část tyroxinu, thyroidní hormon), kobalt (vitamín B12), mangan, nikl, ruthenium, fluor (zubní sklovina), měď, chróm, zinek, zinek - je součástí enzymů zapojených do alkoholové fermentace, je součástí inzulínu. Měď - je součástí oxidačních enzymů podílejících se na syntéze cytochromů. Selén - je zapojen do regulačních procesů těla.

Ultra-mikro prvky. Ultramicroelements je méně než 0.0000001% v organismech živých bytostí, které patří zlato, stříbro má baktericidní účinky, rtuť inhibuje reabsorpci vody v ledvinových kanálcích, které ovlivňují enzymy. Platina a cesium patří také k ultramikulům. Některé z této skupiny také zahrnují selén, jehož nedostatek se vyvíjí rakovina. Funkce ultramikroelementů jsou stále špatně pochopitelné. Molekulární složení buňky (záložka č. 1)

Chemické složení buněk

Skupiny prvků chemického složení buňky

Věda, která studuje součásti a strukturu živé buňky, se nazývá cytologie.

Všechny prvky obsažené v chemické struktuře těla lze rozdělit do tří skupin:

• makronutrienty;
• stopové prvky;
• ultramicro prvky.

Mezi makroelementy patří vodík, uhlík, kyslík a dusík. Téměř 98% všech složek tvoří jejich podíl.

Stopové prvky jsou v počtu desetin a stotin procent. A velmi nízký obsah ultramikroelementů - stotiny a tisícin procent.

Přeloženo z řečtiny, "makro" je velké a "mikro" je malé.

Obr. 1 Obsah chemických prvků v buňce

Vědci zjistili, že neexistují žádné zvláštní prvky, které by byly jedinečné pro živé organismy. Proto žije tato neživá příroda ze stejných prvků. To dokazuje jejich vztah.

Přes kvantitativní obsah chemického prvku, nepřítomnost nebo snížení alespoň jednoho z nich vede ke smrti celého organismu. Koneckonců, každá z nich má svůj vlastní význam.

Úloha chemického složení buňky

Makroelementy jsou základem biopolymerů, jmenovitě bílkovin, sacharidů, nukleových kyselin a lipidů.

Stopové prvky jsou součástí důležitých organických látek, které se podílejí na metabolických procesech. Jsou složkami minerálních solí, které jsou ve formě kationtů a aniontů, jejich poměr určuje alkalické prostředí. Nejčastěji je to mírně alkalické, protože poměr minerálních solí se nemění.

Hemoglobin obsahuje železo, chlorofyl - hořčík, bílkoviny - síru, nukleové kyseliny - fosfor, metabolismus se vyskytuje s dostatečným množstvím vápníku.

Obr. 2. Složení buněk

Některé chemické prvky jsou složkami anorganických látek, například vody. Hraje důležitou roli v životně důležité činnosti rostlinných i živočišných buněk. Voda je dobré rozpouštědlo, proto jsou všechny látky uvnitř těla rozděleny na:

• Hydrofilně rozpustný ve vodě;
• Hydrofobní - nerozpouští se ve vodě.

Díky přítomnosti vody se buňka stává elastickou, podporuje pohyb organických látek v cytoplazmě.

Obr. 3. Buněčné látky.

Tabulka "Vlastnosti chemického složení buňky"

Abychom jasně porozuměli, které chemické prvky jsou součástí buňky, uvádíme je v následující tabulce:

Macronutrienty

Tím makroprvků jsou prvky, jejichž obsah v buňkách a měří se v setinách desetin procenta suché hmoty buněk (zřídka jejich obsah dosahuje několik procent): draslík, sodík, vápník, hořčík, železo, síru, chlor, jod. Obsah makronutrientů v buňkách je vyjádřen jako procento z celkové suché hmotnosti buňky.

Draslík (až 1%). Absorbuje se ve formě hydratovaných iontů K +, které dobře procházejí membránami. Hlavní funkce draslíku:

• 1. Regulace metabolismu uhlohydrátů.
• 2. Regulace osmotického tlaku.
• 3. Podílí se na tvorbě membránových potenciálů.
• 4. Aktivuje enzymy během fotosyntézy.
• 5. Radioaktivní izotop 40K je hlavním zdrojem vnitřní radioaktivity.

Poznámka: Osmotický tlak je hodnota, která odráží poměr vody a sušiny v buňce. Čím vyšší je osmotický tlak v buňce, buňka bude snazší absorbovat vodu z extracelulárního prostředí, a naopak, čím nižší je intracelulární osmotický tlak, tím větší je pravděpodobnost buňka ztratí vodu.

Sodík (až 0,1%). Absorbuje se ve formě hydratovaných iontů Na +, které neprocházejí membránami. Reguluje metabolismus uhlohydrátů, osmotický tlak, podílí se na tvorbě membránových potenciálů.

Vápník. (až 2%). Buňka obsahuje hydratované ionty Ca2 +, nerozpustné soli (například soli šťavelová, kyselina fosforečná, kyselina fluorovodíková), organokovových komplexů. Regulace aktivity mnoha enzymů (například aktivita ATPázy závislé na vápníku v kontraktilních komplexech) stabilizuje strukturu chromozomů. Pektáty vápníku jsou základem mediálních destiček v rostlinných tkáních; fluoridy a fosforečnany vápníku - základ kostní tkáně. Přebytek vápníku je škodlivý pro buňku, protože v tomto případě fosforečnany potřebné pro tvorbu vysokoenergetických vazeb jsou nerozpustné, Ca3 (PO4) 2.

Hořčík (až 3%). Buňky jsou obsaženy ve formě organokovových komplexů, méně často ve formě iontů. Stabilizuje strukturu ribozomu, reguluje aktivitu enzymů, je součástí ATPázy, je součástí molekuly chlorofylu v rostlinných buňkách.

Železo (až 0,1%). Absorbuje se ve formě dvojmocných iontů Fe2 +, méně často - organokovových komplexů Fe3 +. Buňky jsou obsaženy v kompozici organokovových komplexů s proměnlivým oxidačním stavem, méně vzácně ve formě iontů Fe2 +. Schopnost měnit stupeň oxidace (Fe + 3 + h - Fe + 2) je široce používána v různých metabolických procesech. Železo je součástí hemu - organokovového komplexu obsahujícího porfyrinové jádro a ionty železa s proměnlivým oxidačním stavem. Heme je povinná složka nosičů kyslíku: hemoglobiny a myoglobin. Hem je součástí různých oxidoreduktáz: cytochromy (membránové nosiče elektronů), kataláza (2 H2O2> 2H2O + O2 ^), peroxidázy (H2O2> H2O + O), oxidázy (O2 + 2C> ), ferredoxin (elektronový nosič při fotosyntéze).

Síra (až 1%). Absorbováno ve formě síranu SO42 -. Tato buňka je obsažena ve formě volných sulfátových iontů v oxidované a redukované formě ve složení organických sloučenin. Síra je složka aminokyselin obsahujících síru: methionin, cystein; mezi těmito aminokyselinami tvoří disulfidové můstky, které podporují terciární strukturu proteinu. Síra je součástí kofaktoru CoA, sloužící Krebsově cyklu a dalším metabolistickým procesům. Vzhledem ke změně stupně oxidace hraje síra velkou roli při chemosyntéze a anaerobní oxidaci:

sírovodík, sulfidy molekulární síran síry

oxid redox oxidačního činidla

Sírovodík a další redukované sloučeniny síry slouží jako elektronové dárce pro bakteriální fotosyntézu.

Chlór (až 4%). Je absorbován a obsažen v buňce ve formě chloridů. Cl- Podílí se na regulaci osmotického tlaku.

Jod (až 0,01%). Obsahuje se v buňkách ve formě jodidů J- a organokovových komplexů. Zahrnuto do složení thyroxinu - thyroidního hormonu, který reguluje propustnost membrány.

Macronutrienty

Makroelementy jsou užitečné látky pro tělo, jejichž denní dávka pro osobu je 200 mg.

Nedostatek makronutrientů vede k metabolickým poruchám, dysfunkci většiny orgánů a systémů.

Existuje výrok: jsme to, co jíme. Ale samozřejmě, když se zeptáte svých přátel, když jedli naposledy, například síru nebo chlór, nemůžete se vyhnout překvapení. A přitom téměř 60 chemických prvků "žije" v lidském těle, jejichž zásoby, někdy aniž si je uvědomují, jsou doplněny z potravy. A asi o 96 procent každý z nás sestává pouze ze 4 chemických názvů představujících skupinu makronutrientů. A toto:

• kyslík (65% v každém lidském těle);
• uhlík (18%);
• vodík (10%);
• dusík (3%).

Zbývajících 4 procent jsou dalšími látkami z periodické tabulky. Je pravda, že jsou mnohem menší a představují další skupinu užitečných živin - mikroelementů.

U nejběžnějších chemických prvků - makronutrientů je obvyklé používat termín CHON, složený z velkých písmen termínů: uhlík, vodík, kyslík a dusík v latině (uhlík, vodík, kyslík, dusík).

Makroelementy v lidském těle, příroda stáhla poměrně široké síly. Záleží na nich:

• tvorba kostry a buněk;
• tělesné pH;
• řádná doprava nervových impulzů;
• přiměřenosti chemických reakcí.

Výsledkem mnoha experimentů bylo, že každý den potřebují 12 minerálů (vápník, železo, fosfor, jod, hořčík, zinek, selén, měď, mangan, chrom, molybden, chlor). Ale ani tyto 12 nebudou schopny nahradit funkce živin.

Živinové prvky

Téměř každý chemický prvek hraje významnou roli v existenci veškerého života na Zemi, ale pouze 20 z nich je hlavní.

Tyto prvky jsou rozděleny do:

• 6 hlavních živin (zastoupených téměř ve všech živých věcech na zemi a často v poměrně velkém množství);
• 5 drobných živin (nalezených v mnoha živých životech v relativně malém množství);
• stopové prvky (esenciální látky potřebné v malých množstvích k udržení biochemických reakcí, od kterých život závisí).

Mezi živiny se vyznačují:

Hlavní biogenní prvky nebo organogeny jsou skupina uhlíku, vodíku, kyslíku, dusíku, síry a fosforu. Malé živiny představují sodík, draslík, hořčík, vápník, chlor.

Kyslík (O)

Toto je druhá v seznamu nejčastějších látek na Zemi. Je to složka vody a, jak víte, tvoří asi 60 procent lidského těla. V plynné formě se kyslík stává součástí atmosféry. V této podobě hraje rozhodující roli při podpoře života na Zemi, při podpoře fotosyntézy (v rostlinách) a při dýchání (u zvířat a lidí).

Uhlík (C)

Uhlí může být také považován za synonymum života: tkáně všech tvorů na planetě obsahují sloučeninu uhlíku. Navíc tvorba uhlíkových vazeb přispívá k vývoji určitého množství energie, která hraje významnou roli v toku důležitých chemických procesů na úrovni buněk. Mnoho sloučenin, které obsahují uhlík, se snadno zapálí a uvolňuje teplo a světlo.

Vodík (H)

Jedná se o nejjednodušší a nejběžnější prvek ve vesmíru (zejména ve formě diatomického plynu H2). Vodík je reaktivní a hořlavá látka. S kyslíkem tvoří výbušné směsi. Má 3 izotopy.

Dusík (N)

Prvek s atomovým číslem 7 je hlavním plynem v atmosféře Země. Dusík je součástí mnoha organických molekul, včetně aminokyselin, které jsou součástí bílkovin a nukleových kyselin, které tvoří DNA. Téměř veškerý dusík se vyrábí ve vesmíru - tzv. Planetární mlhoviny vytvořené starými hvězdami obohacují vesmír o tento makroekonomický prvek.

Ostatní makronutrienty

Draslík (K)

Draslík (0,25%) je důležitou látkou odpovědnou za elektrolytické procesy v těle. Jednoduše řečeno: transportuje náboj tekutinami. Pomáhá regulovat srdeční tep a přenášet impulsy nervového systému. Také se podílí na homeostáze. Nedostatek prvku vede k problémům se srdcem, dokonce i k zastavení.

Vápník (Ca)

Vápník (1,5%) je nejčastější živinou v lidském těle - téměř všechny rezervy této látky jsou koncentrovány v tkáních zubů a kostí. Vápník je zodpovědný za svalovou kontrakci a regulaci bílkovin. Ale tělo bude "zžít" tento prvek z kostí (což je nebezpečné při rozvoji osteoporózy), pokud pocítí jeho nedostatek v každodenní stravě.

Požadována rostlinami pro tvorbu buněčných membrán. Zvířata a lidé potřebují tento makronutrient k udržení zdravých kostí a zubů. Navíc vápník hraje roli "moderátora" procesů v cytoplazmě buněk. V přírodě, zastoupené ve složení mnoha hornin (křída, vápence).

Vápník u lidí:

• ovlivňuje nervosvalovou excitabilitu - podílí se na svalové kontrakci (hypokalcémie vede ke křečemi);
• reguluje glykogenolýzu (rozklad glykogenu na stav glukózy) ve svalech a glukoneogenezi (tvorba glukózy z jiných než sacharidových formací) v ledvinách a játrech;
• snižuje propustnost kapilárních stěn a buněčné membrány, čímž zvyšuje protizánětlivé a antialergické účinky;
• podporuje srážení krve.

Calcium ionty jsou důležitými intracelulárními posly, které ovlivňují inzulin a trávicí enzymy v tenkém střevě.

Absorpce Ca závisí na obsahu fosforu v těle. Výměna vápníku a fosfátu je regulována hormonálně. Parathyroidní hormon (parathormon) uvolňuje Ca z kostí do krve a kalcitonin (hormon štítné žlázy) podporuje ukládání prvku do kostí, což snižuje jeho koncentraci v krvi.

Hořčík (Mg)

Hořčík (0,05%) hraje významnou roli ve struktuře kostry a svalů.

Je členem více než 300 metabolických reakcí. Typický intracelulární kation, důležitá složka chlorofylu. Prezentace v kostře (70% z celkového počtu) a ve svalech. Nedílnou součástí tkání a tělesných tekutin.

V lidském těle je horčík odpovědný za relaxaci svalů, vylučování toxinů a zlepšení průtoku krve do srdce. Nedostatek látky narušuje trávení a zpomaluje růst, což vede k rychlé únavě, tachykardii, nespavosti, PMS u žen. Ale přebytek makro je téměř vždy vývoj urolitiázy.

Sodík (Na)

Sodík (0,15%) je prvek podporující elektrolyt. Pomáhá přenášet nervové impulsy po celém těle a je také zodpovědný za regulaci hladiny tekutiny v těle a chrání jej před dehydratací.

Síra (S)

Síra (0,25%) se nachází ve 2 aminokyselinách, které tvoří bílkoviny.

Fosfor (P)

Fosfor (1%) je koncentrovaný v kostech, s výhodou. Navíc existuje molekula ATP, která buňkám dodává energii. Prezentováno v nukleových kyselinách, buněčných membránách, kostech. Stejně jako vápník je nezbytné pro správný vývoj a fungování muskuloskeletálního systému. V lidském těle má strukturální funkci.

Chlor (Cl)

Chlor (0,15%) se obvykle nachází v těle ve formě negativního iontu (chloridu). Mezi jeho funkce patří udržování rovnováhy vody v těle. Při pokojové teplotě je chlór jedovatým zeleným plynem. Silné oxidační činidlo, snadno vstupuje do chemických reakcí a vytváří chloridy.