Минеральные вещества клетки, вода

Вода

Н₂О – самое распространенное соединение в живых организмах. Содержание ее в разных клетках колеблется в довольно широких пределах: от 10% в эмали зубов до 98% в теле медузы, но среднем она составляет около 80% массы тела.

Функции воды в организме:

● Роль воды в обеспечении процессов жизнедеятельности обусловлена ее физико-химическими свойствами. Полярность молекул и способность образовывать водородные связи делают воду хорошим растворителем для огромного количества веществ. Большинство химических реакций, протекающих в клетке, может происходить только в водном растворе. Вода участвует и во многих химических превращениях.

● Из-за высокой удельной теплоемкости воды колебания температуры окружающей среды в меньшей степени сказываются на клетке, т. к. при изменении t° внешней среды вода поглощает или выделяет теплоту вследствие разрыва или новообразования водородных связей.

● Высокая теплота испарения лежит в основе эффективного механизма теплоотдачи у растений и животных.

● Вода как растворитель принимает участие в явлениях осмоса, играющего важную роль в жизнедеятельности клетки организма.

Осмосом называют проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор какого-либо вещества.

Полупроницаемыми называются мембраны, которые пропускают молекулы растворителя, но не пропускают молекулы (или ионы) растворенного вещества.

Следовательно, осмос – односторонняя диффузия молекул воды в направлении раствора.

Минеральные соли:

От концентрации солей в большой мере зависят осмотическое давление в клетке и ее буферные свойства.

Буферностью называется способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию ее содержимого на постоянном уровне.

Буферность внутри клетки обеспечивается главным образом ионами Н₂РО₄^- и НРО₄^2-. Во внеклеточных жидкостях и в крови роль буфера играют Н₂СО₃ и НСО₃^-. Анионы связывают ионы Н и гидроксид-ионы (ОН^-), благодаря чему реакция внутри клетки внеклеточных жидкостей практически не меняется.

Различают макро- и микроэлементы.

<О> Макроэлементы – вещества, потребность в которых составляет от нескольких грамм до нескольких миллиграммов в день. К ним относятся: O, C, H, N, Ca, P, S, K, Na, Cl, Mg.

Микроэлементы – вещества, потребность в которых в десятки раз меньше. К ним относятся: Fe, I, Mn, Cu.

Значение макроэлементов:

K (калий) – поддержание кислотно-щелочного равновесия. Обеспечение межклеточных контактов, в т.ч. между нервными клетками. Поддержание водно-солевого баланса, осмотического давления. Замедляет сердечный ритм.

Na (натрий) – в организме человека натрий выполняет "внеклеточные" функции: Поддержание осмотического давления и рН среды. Формирование нервного импульса в клетке. Транспорт углекислого газа.

Ca (кальций) – регуляция внутриклеточных процессов. Регуляция процессов нервной проводимости и мышечных сокращений. Ускоряет сердечный ритм. Формирование костной ткани, минерализация зубов. Участие в процессах свертывания крови. Карбонат кальция входит в состав раковин моллюсков.

Cl (хлор) – анионы участвуют в поддержании гомеостатического равновесия сред организма. Для растений хлор - микроэлемент.

Mg (магний) – отвечает за поддержание целостности рибосом и их нормального функционирования и за работу митохондрий. Участвует в регуляции сердечной деятельности. Является центральным атомом в молекуле хлорофилла.

P (фосфор) – в виде фосфатов входит в состав АТФ и нуклеотидов ДНК и РНК, участвует в процессах кодирования и хранения генетической информации. Неорганический фосфат входит в состав буферной системы крови и регулирует ее кислотно-основное равновесие.

S (сера) – входит в состав некоторых аминокислот (цистеин). Участвует в синтезе гемоглобина, коллагена, инсулина. Выполняет важную роль в процессах регенерации.

Значение микроэлементов:

Fe (железо) – незаменимо в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена. Входит в состав гемоглобина крови. Железо играет важную роль в процессах выделения энергии, в ферментативных реакциях.

Cu (медь) – является жизненно важным элементом, который входит в состав многих витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в процессах обмена веществ, в тканевом дыхании и т.д. Отвечает за перенос кислорода в тканях моллюсков (поэтому у них голубая кровь).

J (йод) – входит в состав гормонов щитовидной железы.

F (фтор) – участвует в образовании костной ткани и формировании эмали и дентина зубной ткани.

Zn (цинк) – необходим для нормального роста и развития, полового созревания, а в дальнейшем — для поддержания репродуктивной функции, а также для нормального кроветворения и заживления ран.

Co (кобальт) – входит в состав витамина В12 и некоторых ферментов.

Se (селен) – участвует в обмене БЖУ, необходим для регуляции нормального синтеза гормонов щитовидной железы. Также способствует полноценному усвоению йода из пищи и воды.

Другие органические вещества клетки

Витамины – органические вещества различной химической природы, которые участвуют во многих реакциях обмена веществ, обеспечивая нормальную жизнедеятельность организма.

Могут быть водо- или жирорастворимыми. Гетеротрофные организмы получают витамины с пищей или в составе поливитаминных комплексов, автотрофы самостоятельно синтезируют эти вещества, либо получают их из окружающей среды.

Большинство витаминов представляют собой коферменты - соединения, необходимые для запуска фермента.

Именно поэтому часть ферментов обмена веществ может работать “не в полную силу”, если нет необходимого для него витамина.

Пигменты – органические вещества различного состава, придающие окраску живым организмам и выполняющие различные функции.

Например, зеленый пигмент растений хлорофилл выполняет важную роль в процессах фотосинтеза.

Билирубин – пигмент, образующийся при распаде белков, содержащих гем. По наличию билирубина в крови, моче или кале можно определить различные патологические состояния.

Гормоны – биологически активные вещества различной природы, вырабатываемые живыми организмами самостоятельно.

Они регулируют различные биохимические процессы в организме, отвечающие за рост, развитие и обмен веществ.