Биологическая роль воды и минеральных солей. Лечебные свойства поваренной соли и вред от ее злоупотребления

Минеральные соли относятся к необходимым компонентам принимаемой пищи, а их отсутствие способно привести к гибели живого организма. Они очень активно участвуют в деятельности всех элементов организма, а также в нормализации функционирования его систем. Минеральные вещества необходимы для кроветворения, формирования различных тканей. Так, например, кальций и фосфор – основные структурные элементы костных тканей. Считается, что человеку необходимо не меньше двадцати различных минеральных солей. В наш они могут поступать с водой и продуктами питания.

Для некоторых видов продуктов характерна высокая концентрация определенных минеральных веществ, в том числе и редких. Злаки содержат много кремния, а морские растения – йода.
Для нашего организма нормальным является определенный кислотно-щелевой баланс. Его поддержание является основой эффективной жизнедеятельности. Такое равновесие должно быть постоянным, но при некоторых сдвигах в питании оно может колебаться в ту или иную сторону.
Для питания людей характерным считается сдвиг в сторону кислотного характера. Это чревато развитием различных заболеваний, в том числе и атеросклероза.

К кислым минеральным веществам относят хлор, фосфор и серу. Они содержатся в рыбе, мясе, хлебе, яйцах, крупах и т.п. Калий, натрий, магний и кальций – щелочные элементы.
На них богаты такие продукты как фрукты и овощи, ягоды, молоко и его производные.
Чем старше становится человек – тем больше щелочных продуктов должно присутствовать в его рационе.

Самыми необходимыми минеральными солями для нашего организма считаются калий, кальций, фосфор, магний и железо.

Калий относится к щелочным металлам. Он нужен нашему организму для построения мускулов, а также для селезенки и печени. Калий способствует нормализации процессов пищеварения, а в особенности активно стимулирует переработку крахмалов и жиров.
Именно этим объясняется польза этого элемента при запорах. Кроме того он незаменим при нарушениях в циркуляции крови, воспалительных процессах на коже, ослабленной работе сердца и приливах крови.

Недостаток калия быстро проявляется дряблостью мышечной массы, а также нарушениями умственной деятельности. Этот элемент содержится в кислых фруктах, сырых овощах, клюкве и барбарисе, а также в орехах, отрубях и миндале.
-Кальций одинаково необходим в любом возрасте. Его соли входят в состав крови, а также межтканевой и клеточной жидкости. Считается, что они необходимы для укрепления защитных систем организма, а также для осуществления и поддержания нервно-мышечной возбудимости.
Роль солей кальция в их важности для сворачиваемости крови, а их недостаток быстро сказывается на деятельности сердечной мышцы. Этот минерал особо необходим для костей скелета.

Кальций присутствует во многих продуктах питания. Но при этом он достаточно тяжело усваивается организмом. Лучше всего его потреблять с молочными продуктами, так, например, в полулитре молока содержится его дневная норма.

При построении рациона питания следует учитывать то, что кальций активно теряется организмом при различных стрессовых ситуациях и во время болезней. Это очень быстро сказывается на состоянии всего организма. Поэтому при потерях кальция следует увеличить его поступления.

Фосфор необходим для стимуляции роста и деятельности организма. Он влияет на развитие костей, а также очень важен для мозга. Стабильное поступление этого элемента необходимо при активной умственной работе. Но следует учитывать, что постоянный избыток фосфора может приводить к образованию опухолей.
Это минеральное вещество содержится в таких продуктах, как печень рыбы, сыр, желток, отруби, огурцы, салат, редиска, миндаль, орехи, чечевица.

Магний необходим для твердости зубов и костей. Этот элемент присутствует и в мускулах, нервах, легких, мозгу, придавая им плотности и эластичности. Недостаток магния в рационе очень быстро сказывается нервным напряжением.
Именно соли магния способны защитить наш от негативных воздействий различных стрессов, с помощью поддержки работы клеточных мембран в нервной системе. Содержится в помидорах, шпинате, орехах, сельдерее, винных ягодах, отрубях.

Железо является основным элементом для окисления крови. Без него невозможно образование гемоглобина – красных шариков. При недостатке этого микроэлемента наблюдается малокровие, апатия, пониженная жизненность и бледная немочь. В организме железо откладывается в печени.

Содержится в салате, шпинате, спарже, землянике, тыкве, луке и арбузе.

Минеральные соли относятся к неорганическим элементам. Это значит, что человеческий не может синтезировать их самостоятельно. Задачей человека является грамотный подход к построению своего рациона питания.
При этом следует учитывать необходимость строгого баланса в соотношении минеральных солей. Их неправильное сочетание или переизбыток могут нанести вред и иметь негативные последствия.
Так, например, излишнее количество кальция в рационе может приводить к образованию кальцийсодержащих камней в почках. Также этот элемент должен грамотно сочетаться с фосфором и калием. При избытке поваренной соли могут появляться отеки и проблемы с сердечнососудистой системой. Это объясняется тем, что соль задерживает жидкость в организме.

Биологическая роль минеральных солей в организме велика. Для их сбалансированного поступления необходимо грамотно подходить к составлению рациона. При этом не лишним будет советоваться с диетологами.

Здравствуйте дорогие читатели! Минеральные соли, какую роль они играют в нашей жизни. На сколько они важны для здоровья. Почему мы должны их употреблять. Почему в нашей пище должны присутствовать помимо витаминов и минералы.

Из статьи вы узнаете на сколько необходимы для нашего организма минеральные соли. Узнаете на сколько важно чтобы в пище присутствовали минералы. Какие самые главные для организма человека.

Такие минеральные соли как: натрий, железо, калий, кальций, кремний, йод. Каждый из этих элементов отвечает за наше здоровье и в целом за весь организм. Какие продукты питания обязательно должны быть в нашем рационе.

Из статьи вы узнаете о таких минеральных солях как – натрий, который отвечает за весь организм и является главным элементом. Железо – вы знаете насколько оно важно для крови. Калий – это наша мускулатура за которую он отвечает.

Минеральные соли обязательно должны находится в нашей пище как и витамины. Это очень важно для нормальной жизнедеятельности организма. Природа одарила нас всем необходимым. Пищей, которая богата как витаминами, так и минералами.

К сожалению из за неправильного питания мы и не до получаем жизненно необходимые минеральные соли и витамины. Ниже вы обязательно узнаете что это за минеральные соли и как их употреблять.

Значение минеральных солей

Искусственное удобрение сейчас очень развито. Такое натуральное удобрение как навоз, да и другие природные полезные компоненты почти вытеснены. Выбрали искусственное удобрение из за того, что оно дает урожайность, красоту и рост. Соответственно растения не успевают получать натуральные соки из земли, в которых они нуждаются.

В результате растения не получают витамины и минералы, а значение минеральных солей очень важно. Как люди, так и организации опрыскивают химическим раствором растительную пищу. Делают этот раствор и опрыскивают им растения для борьбы с насекомыми которые вредят урожаю.

Раньше окуривали, сейчас к сожалению этого не делают. Считается что раствор на много эффективней, но вся беда в том, что в состав раствора входит мышьяк. Конечно это убивает вредителей, но этот раствор попадает на хлебные злаки, овощи и фрукты. Потом их едим мы и отравляем организм.

Кто на самом деле получает витамины и минеральные соли:

Из пшеничных зерен извлекают сердцевину в коммерческих целях и не задумываются что тем самым делают их мертвыми. Чтобы получить хлеб белых сортов, тщательно отсеивают отруби.

Даже не задумываются над тем что витамины находятся в отрубях. Кого кормят отрубями? Животных. Значит самое ценное отдается именно животным. А люди получают хлеб не только вредный, но и мертвый.

Состав минеральных солей

В состав минеральных солей входят, даже не входят, а являются минеральными солями, это – натрий, железо, калий, кальций, фосфор, сера, кремний, фтор, хлор, йод, магний и т.д.

Минеральные соли, неорганические вещества, вода и т.д. входят в состав клетки. Они играют в клетке огромную роль. Это необходимые компоненты для здоровья человека. Они необходимы не только для обмена веществ, но и для нервной системы.

Состав минеральных солей прежде всего это – фосфаты и карбонаты кальция. Минералы делятся на две группы:

1. Макроэлементы – они необходимы организму в больших количествах.

2. Микроэлементы – они необходимы тоже, но в малых количествах.

Функции минеральных солей

Функции минеральных солей, на что они способны и какую роль они играют в нашем организме. Что это за элементы и почему они нужны нам читайте ниже.

Такой элемент как натрий, является в нашем организме самым главным. Для нашей крови очень важно железо. За строение мускулов отвечает калий. Кальций укрепляет кости. Фосфор их развивает. Сера просто необходима всем клеткам нашего организма.

Кремний – этот элемент отвечает за конструирование кожи, волос, ногтей, мускулов и нервов. Как соляная кислота хлор нужен для соединения кальция, натрия и калия. Функции минеральных солей очень важны.

Спинным костям, зубам, немного крови, мускулам и мозгу нужен фтор. За обмен веществ отвечает йод, поэтому в щитовидной железе его должно быть достаточно. Частью минеральных солей является соль. В ней нуждается кровь и ткани.

Теперь дошла очередь до последнего элемента, входящего в состав минеральных солей. Магний – этот элемент дает зубам и костям особую твердость.

Роль минеральных солей

Что такое минеральные соли, какую роль они играют в нашем здоровье и какие они?

1 . Калий – он просто необходим мускулам. Он нужен кишечнику, селезенке и печени. Этот щелочной металл помогает переваривать жиры и крахмал. Чтобы избежать запоров, ешьте больше пищи богатой калием. Крови он тоже необходим.

2 . Кальций – три четверти всех минеральных элементов входящих в кальций находятся в организме человека. Сердце в семь раз больше чем любой другой орган должно получать кальция. В нем нуждаются сердечные мускулы и кровь.

3 . Кремний - он также относится к минеральным солям и отвечает за развитие кожи, волос, ногтей, нервов и мускулов. Для соединения кальция, калия и натрия нужен хлор.

4 . Йод – этот элемент тоже относится к минеральным солям и мы очень нуждаемся в нем, особенно щитовидная железа.

5 . Фтор - играет огромную роль для здоровья спинных костей и зубов.

6 . Магний - укрепляет зубы, кости и дает им особую твердость.

7 . Соль - она тоже является частью минеральных солей. В ней нуждается кровь и ткани.

8 . Фосфор – Если в организме недостаток фосфора, кости развиваются с большой задержкой, даже если кальция в нем достаточно. В фосфоре нуждаются мозги.

9 . Железо – в этом элементе нуждается кровь, оно ее окисляет. Красные шарики в крови образовываются благодаря железу. При недостатке в крови железа, может развиться острое малокровие.

Минеральные соли являются очень важными элементами для нашего здоровья. Да и вообще для жизни, поэтому:

К своему здоровью будьте пожалуйста внимательны. Старайтесь чтобы в организме было достаточно железа, фосфора, хлора, серы, йода, калия и соли. Их переизбыток тоже вреден. Поэтому консультация врача нужна обязательно.

Оставьте пожалуйста свой отзыв если статья вам понравилась. Ваше мнение очень важно. Это поможет писать статьи более интересными и полезными. Буду бесконечно благодарна если вы поделитесь информацией с друзьями и нажмете на кнопочки социальных сетей.

Будьте здоровы и счастливы.

Видео – щелочные минеральные соли

Все мы знаем, что для поддержания здоровья нашего организма нужны белки, углеводы, жиры и, конечно, вода. Минеральные соли также являются важным компонентом пищи, исполняя роль участников обменных процессов, катализаторов биохимических реакций.

Существенную часть полезных веществ составляют хлористые, углекислые, фосфорнокислые соли натрия, кальция, калия и магния. Кроме них в организме присутствуют соединения меди, цинка, железа, марганца, йода, кобальта и других элементов. Полезные вещества в водной среде растворяются и существуют в виде ионов.

Виды минеральных солей

Соли способны распадаться на положительные и отрицательные ионы. Первые называются катионами (заряженные частицы различных металлов), вторые - анионами. Отрицательно заряженные ионы фосфорной кислоты образуют фосфатную буферную систему, основное значение которой заключается в регуляции рН мочи и интерстициальной жидкости. Анионы угольной кислоты образуют бикарбонатную буферную систему, которая отвечает за деятельность легких и поддерживает pH плазмы крови на нужном уровне. Таким образом, минеральные соли, состав которых представлен различными ионами, имеют свое неповторимое значение. Например, участвуют в синтезе фосфолипидов, нуклеотидов, гемоглобина, АТФ, хлорофилла и так далее.

К группе макроэлементов относятся ионы натрия, магния, калия, фосфора, кальция и хлора. Эти элементы должны употребляться в пищу в достаточных количествах. Каково значение минеральных солей группы макроэлементов? Будем разбираться.

Соли натрия и хлора

Одно из самых распространенных соединений, которое человек употребляет каждый день, - поваренная соль. Вещество состоит из натрия и хлора. Первый регулирует количество жидкости в организме, а второй, соединяясь с ионом водорода, образует соляную кислоту желудка. Натрий оказывает влияние на рост организма и на работу сердца. Нехватка элемента может привести к апатии и слабости, способна вызвать отвердение стенок артерий, образование желчных камней, а также непроизвольное подергивание мышц. Избыток хлорида натрия приводит к образованию отеков. За сутки необходимо съедать не больше 2 граммов соли.

Соли калия

За активность головного мозга отвечает данный ион. Элемент способствует увеличению концентрации внимания, развитию памяти. Он поддерживает возбудимость мышечных и нервных тканей, водно-солевой баланс, артериальное давление. Также ион катализирует образование ацетилхолина и регулирует осмотическое давление. При дефиците солей калия человек чувствует дезориентацию, сонливость, нарушаются рефлексы, снижается умственная деятельность. Элемент содержится во многих продуктах, например, в овощах, фруктах, орехах.

Соли кальция и фосфора

Ион кальция участвует в стабилизации оболочек клеток головного мозга, а также нервных клеток. Элемент отвечает за нормальное развитие костей, необходим для свертываемости крови, помогает выведению свинца и тяжелых металлов из организма. Ион является основным источником насыщения крови щелочными солями, что способствует поддержанию жизнедеятельности. Железы человека, выделяющие гормоны, в норме должны всегда содержать достаточное количество ионов кальция, иначе организм начнет преждевременно стареть. Детям требуется данный ион в три раза больше, чем взрослым. Избыток кальция может привести к появлению камней в почках. Недостаток его вызывает прекращение дыхания, а также значительное ухудшение работы сердца.

За производство энергии из питательных веществ отвечает ион фосфора. При его взаимодействии с кальцием и витамином Д активизируются функции головного мозга и нервных тканей. Дефицит ионов фосфора может задержать развитие костей. В сутки его необходимо употреблять не больше 1 грамма. Для организма благоприятным соотношением данного элемента и кальция является один к одному. Избыток ионов фосфора может вызвать различные опухоли.

Соли магния

Минеральные соли в клетке распадаются на различные ионы, одним из них является магний. Элемент незаменим в белковом, углеводном и жировом обмене. Ион магния участвует в проводимости импульсов по нервным волокнам, стабилизирует клеточные оболочки нервных клеток, тем самым защищает организм от влияния стресса. Элемент регулирует работу кишечника. При недостатке магния человек страдает ухудшением памяти, теряет способность долго концентрировать свое внимание, становится раздражительным и нервозным. В сутки достаточно употреблять 400 миллиграммов магния.

Группа микроэлементов включает в себя ионы кобальта, меди, железа, хрома, фтора, цинка, йода, селена, марганца и кремния. Перечисленные элементы необходимы организму в минимальных количествах.

Соли железа, фтора, йода

Суточная потребность иона железа составляет всего 15 миллиграммов. Данный элемент входит в состав гемоглобина, который транспортирует кислород к тканям и клеткам из легких. При недостатке железа появляется анемия.

В составе зубной эмали, костях, мускулах, крови и головном мозге присутствуют ионы фтора. При недостатке данного элемента зубы теряют свою прочность, начинают разрушаться. На данный момент проблема дефицита фтора решается использованием зубных паст с его содержанием, а также употреблением достаточного количества продуктов, богатых фтором (орехи, злаки, фрукты и другие).

Йод отвечает за правильную работу щитовидной железы, тем самым регулирует обмен веществ. При его дефиците развивается зоб и снижается иммунитет. При нехватке ионов йода у детей наблюдается задержка роста и развития. Избыток ионов элемента вызывает Базедову болезнь, также наблюдается общая слабость, раздражительность, потеря веса, атрофия мышц.

Соли меди и цинка

Медь при сотрудничестве с ионом железа насыщает организм кислородом. Поэтому дефицит меди вызывает нарушения синтеза гемоглобина, развитие анемии. Нехватка элемента может привести к различным заболеваниям сердечно-сосудистой системы, появлению бронхиальной астмы и психических расстройств. Избыток ионов меди провоцирует нарушения ЦНС. Больной жалуется на депрессию, снижение памяти, бессонницу. Избыток элемента чаще встречается в организме работников производств по получению меди. В этом случае ионы попадают в тело путем вдыхания паров, что приводит к такому феномену, как медная лихорадка. Медь способна накапливаться в тканях головного мозга, а также в печени, коже, поджелудочной железе, вызывая различные расстройства организма. Человеку требуется 2,5 миллиграмма элемента в сутки.

Ряд свойств ионов меди связан с ионами цинка. В паре они участвуют в деятельности фермента супероксиддисмутазы, который оказывает антиоксидантное, антивирусное, противоаллергическое и противовоспалительное действия. Ионы цинка участвуют в белковом и жировом обменах. Он входит в состав большинства гормонов и ферментов, управляет биохимическими связями между клетками головного мозга. Ионы цинка борются с алкогольной интоксикацией.

По мнению некоторых ученых, дефицит элемента способен вызвать страх, депрессию, нарушение речи, трудности в движении. Избыток иона образуется путем неконтролируемого использования препаратов с содержанием цинка, в том числе мазей, а также при работе на производстве данного элемента. Большое количество вещества приводит к снижению иммунитета, нарушениям функций печени, простаты, поджелудочной железы.

Значение минеральных солей, содержащих ионы меди и цинка, трудно переоценить. И, соблюдая правила питания, перечисленных проблем, связанных с избытком или недостатком элементов, всегда можно избежать.

Соли кобальта и хрома

Минеральные соли, содержащие ионы хрома, играют важную роль в регуляции инсулина. Элемент участвует в синтезе жирных кислот, протеинов, а также в процессе обмена глюкозы. Недостаток хрома может вызвать увеличение количества холестерина в крови, а значит, повысить опасность инсульта.

Одним из компонентов витамина В 12 является ион кобальта. Он принимает участие в производстве гормонов щитовидной железы, а также жиров, белков и углеводов, активизирует ферменты. Кобальт борется с образованием атеросклеротических бляшек, выводя холестерин из сосудов. Данный элемент отвечает за выработку РНК и ДНК, способствует росту костной ткани, активизирует синтез гемоглобина, способен тормозить развитие раковых клеток.

У спортсменов и вегетарианцев часто наблюдается дефицит ионов кобальта, что может привести к различным нарушениям в организме: малокровию, аритмии, вегетососудистой дистонии, расстройствам памяти и др. При злоупотреблении витамином В 12 или при контакте с данным элементом на производстве возникает избыток кобальта в организме.

Соли марганца, кремния и селена

Три элемента, которые входят в группу микроэлементов, также играют важную роль в поддержании здоровья организма. Так, марганец участвует в иммунных реакциях, улучшает процессы мышления, стимулирует тканевое дыхание и кроветворение. Функции минеральных солей, в которых присутствует кремний, заключаются в придании прочности и эластичности стенкам сосудов. Элемент селен в микродозах приносит огромную пользу человеку. Он способен защитить от рака, поддерживает рост организма, укрепляет иммунитет. При недостатке селена образуются воспаления в суставах, слабость в мышцах, нарушается работа щитовидной железы, теряется мужская сила, снижается острота зрения. Суточная потребность в данном элементе составляет 400 микрограммов.

Минеральный обмен

Что входит в данное понятие? Это объединение процессов всасывания, усвоения, распределения, преобразования и выделения различных веществ. Минеральные соли в организме создают внутреннюю среду с постоянными физико-химическими свойствами, благодаря чему обеспечивается нормальная деятельность клеток и тканей.

Поступая с едой в пищеварительную систему, ионы переходят в кровь и лимфу. Функции минеральных солей заключаются в поддержании кислотно-щелочного постоянства крови, в регуляции осмотического давления в клетках, а также в межклеточной жидкости. Полезные вещества принимают участие в образовании ферментов и в процессе свертываемости крови. Соли регулируют общее количество жидкости в организме. Основой осморегуляции является калий-натриевый насос. Ионы калия накапливаются внутри клеток, а в окружающей их среде - ионы натрия. За счет разницы потенциалов происходит перераспределение жидкостей и тем самым поддерживается постоянство осмотического давления.

Соли выводятся тремя путями:

1. Через почки. Таким способом удаляются ионы калия, йода, натрия и хлора.
2. Через кишечник. С калом уходят из организма соли магния, кальция, железа и меди.
3. Через кожу (вместе с потом).

Во избежание задержки солей в организме необходимо употреблять достаточное количество жидкости.

Нарушения минерального обмена

Основными причинами отклонений являются:

1. Наследственные факторы. В этом случае обмен минеральных солей может выразиться в таком феномене, как соль-чувствительность. Почки и надпочечники при этом нарушении вырабатывают вещества, которые способны нарушить содержание калия и натрия в стенках сосудов, тем самым вызывая водно-солевой дисбаланс.
2. Неблагоприятная экология.
3. Употребление с пищей избытка солей.
4. Некачественная пища.
5. Профессиональная вредность.
6. Переедание.
7. Чрезмерное употребление табака и алкоголя.
8. Возрастные нарушения.

Несмотря на небольшое процентное содержание в пище, роль минеральных солей нельзя переоценить. Некоторые из ионов являются строительным материалом скелета, другие заняты регуляцией водно-солевого баланса, третьи участвуют в накоплении и выделении энергии. Недостаток, так же как и избыток минералов, наносит вред организму.

При ежедневном употреблении растительной и животной пищи нельзя забывать про воду. Некоторые продукты питания, например, морские водоросли, злаки, морепродукты, могут неправильно концентрировать минеральные соли в клетке, что наносит вред организму. Для хорошей усваиваемости необходимо делать перерывы между приемами одних и тех же солей на семь часов. Сбалансированное питание - залог здоровья нашего организма.

Каково значение минеральных солей в организме человека, Вы узнаете из этой статьи.

Значение минеральных солей в организме

Кроме углеводов, жиров и белков, система здорового питания в обязательном порядке должна содержать такие минеральные соли, как — кальций, фосфор, железо, калий, натрий, магний и другие. Данные соли активно поглощаются из верхних слоев атмосферы и почвы растениями и только потом попадают через растительную пищу в организм к человеку и животным.

Для правильного функционирования человеческого организма используется60 химических элементов. Основными считаются из них только 22 элемента. На их долю приходится около 4% всего веса человеческого тела.

Те минеральные вещества, которые нужны для нашей жизни, можно разделить на микроэлементы и макроэлементы. К макроэлементам относят:

• Кальций
• Калий
• Магний
• Натрий
• Железо
• Фосфор

Все эти минеральные соли присутствуют в больших количествах в организме человека.

К микроэлементам относят:

• Марганец
• Кобальт
• Никель

Их количество немного меньше, но, тем не менее, роль этих минеральных солей не уменьшается.

В целом минеральные соли поддерживают в организме нужное кислотно-щелочное равновесие и работу эндокринной системы, нормализуют водно-солевой обмен, нормализируют работу сердечно сосудистой, пищеварительной и нервной систем. Также, они берут активное участие в обмене веществ, свертывании и кроветворении крови. Минеральные соли являются участниками межклеточных и биохимических процессов внутри человека.

Минеральные соли в водном растворе клетки диссоциируют на катионы и анионы; некоторые из них могут включаться в комплексы с различными органическими соединениями. Содержание неорганических ионов обычно не превышает 1 % от массы клетки. Катионы солей, такие как калий, натрий, обеспечивают раздражимость клеток. Кальций способствует сцеплению клеток между собой. Анионы слабых кислот отвечают за буферные свойства цитоплазмы, поддерживая в клетках слабощелочную реакцию.

Ниже в качестве примера приводится биологическая роль важнейших химических элементов клетки:

Кислород Компонент органических веществ, воды, анионов неорганических кислот

Углерод Компонент всех органических веществ, углекислого газа, угольной кислоты;

Водород Компонент воды, органических веществ, в форме протона регулирует кислотность среды и обеспечивает формирование трансмембранного потенциала;

Азот Компонент нуклеотидов, аминокислот, пигментов фотосинтеза и многих витаминов;

Сера Компонент аминокислот (цистеин, цистин, метионин), витамина В 1 и некоторых коферментов;

Фосфор Компонент нуклеиновых кислот, пирофосфата, ортофосфорной кислоты, нуклеотидтрифосфатов, некоторых коферментов;

Кальций Участвует в передаче сигналов в клетке;

Калий Влияет на активность ферментов белкового синтеза, участвует в процессах фотосинтеза;

Магний Активатор энергетического обмена и синтеза ДНК, входит в состав молекулы хлорофилла, необходим для сборки микротрубочек веретена деления;

Железо Компонент многих ферментов, участвует в биосинтезе хлорофилла, в процессах дыхания и фотосинтеза;

Медь Компонент некоторых ферментов, участвует в процессах фотосинтеза;

Марганец Является компонентом или регулирует активность некоторых ферментов, участвует в ассимиляции азота и в процессе фотосинтеза;

Молибден Компонент нитратредуктазы, участвует в фиксации молекулярного азота;

Кобальт Компонент витамина В 12 , участвует в азотфиксации

Бор Регулятор роста растений, активатор восстановительных ферментов дыхания;

Цинк Компонент некоторых пептидаз, участвует в синтезе ауксинов (растительных гормонов) и спиртовом брожении.

Существенным является не только содержание элементов, но и их соотношение. Так в клетке поддерживается высокая концентрация ионов К + и низкая Na + , в окружающей среде (морская вода, межклеточная жидкость, кровь) наоборот.

Основные наиболее важные биологические функции минеральных элементов:

1. Поддержание кислотно-щелочного равновесия в клетке;

2. Создание буферных свойств цитоплазмы;

3. Активация ферментов;

4. Создание осмотического давления в клетке;

5. Участие в создании мембранных потенциалов клеток;

6. Образование внутреннего и наружного скелета (простейшие, диатомовые водоросли).

2. Органические вещества

Органические вещества составляют от 20 до 30 % массы живой клетки. Из них примерно 3% приходится на долю низкомолекулярных соединений: аминокислот, нуклеотидов, витаминов, гормонов, пигментов и некоторых других веществ. Основную же часть сухого вещества клетки составляют органические макромолекулы: белки, нуклеиновые кислоты, липиды и полисахариды. В животных клетках, как правило, преобладают белки, в растительных - полисахариды. Существуют определенные различия в соотношении этих соединений и между клетками прокариот и эукариот (табл. 1)

Таблица 1

2.1. Белки - важнейшие незаменимые азотсодержащие органические соединения клетки. Белковые тела играют решающую роль и в построении живой материи и в осуществлении всех процессов жизнедеятельности. Это –главные носители жизни, благодаря тому, что они обладают рядом особенностей, к числу наиболее важных из которых относятся: неисчерпаемое многообразие структуры и вместе с тем ее высокая видовая уникальность; широкий диапазон физических и химических превращений; способность в ответ на внешнее воздействие обратимо и закономерно изменять конфигурацию молекулы; склонность ко образованию надмолекулярных структур, комплексов с другими химическими соединениями; наличие биологической активности - гормональной, ферментативной, патогенной и др.

Белки представляют собой полимерные молекулы, построенные из 20 аминокислот * , расположенных в различной последовательности и соединенных пептидной связью (С-N-одинарная и С=N- двойная). Если количество аминокислот в цепочке не превышает двадцати, такая цепочка называется олигопептидом, от20 до 50 - полипептидом**, более 50 - белком.

Масса белковых молекул колеблется от 6 тыс. до 1 млн и более дальтон (дальтон - единица молекулярной массы, равная массе атома водорода –(1,674x10 -27 кг). В клетках бактерий содержится до трех тысяч различных белков, в организме человека это разнообразие возрастает до пяти миллионов.

Белки содержат 50-55% углерода, 6,5- 7,3% водорода, 15-18% азота, 21-24% кислорода, до 2,5% серы. В составе некоторых белков обнаружены фосфор, железо, цинк, медь и другие элементы. В отличие от других элементов клетки для большинства белков характерна постоянная доля азота (в среднем 16% от сухого вещества). Этот показатель используют при расчете белка по азоту: (масса азота × 6,25). (100: 16 = 6,25).

Молекулы белка имеют несколько структурных уровней.

Первичная структура - это последовательность аминокислот в полипептидной цепи.

Вторичная структура α-спираль или складчатая β-структура, которые формируются за счет стабилизации молекулы электростатическими водородными связями, которые образуются между -С=О и –NН -группами аминокислот.

Третичная структура - пространственная организация молекулы, определяемая первичной структурой. Она стабилизируется водородными, ионными и дисульфидными (-S-S-) связями, которые образуются между серосодержащими аминокислотами, а также гидрофобными взаимодействиями.

Четвертичную структуру имеют только белки, состоящие из двух или нескольких полипептидных цепей, она формируется при объединении отдельных белковых молекул в одно целое. Определенная пространственная организация (глобулярная или фибриллярная) необходима для высокоспецифичной работы белковых молекул. Большинство белков активны только в форме, обеспечиваемой третичной или четвертичной структурой. Вторичной структуры достаточно для функционирования лишь немногих структурных белков. Это фибриллярные белки, а большинство ферментов и транспортных белков имеют глобулярную форму.

Белки, состоящие только из полипептидных цепей, называют простыми (протеины), а имеющие в своем составе компоненты другой природы - сложными (протеиды). Например, в молекуле гликопротеинов содержится углеводныйфрагмент, в молекулу металлопротеинов входят ионы металлов и т.д.

По растворимости в отдельных растворителях: водорастворимые; растворимые в солевых растворах - альбумины, спирторастворимые - альбумины; растворимые в щелочах - глютелины.

Аминокислоты по своей природе амфотерны. Если аминокислота имеет несколько карбоксильных групп, то преобладают кислотные свойства, если несколько аминогрупп - основные. В зависимости от преобладания тех или иных аминокислот, белки также могут иметь основные или кислотные свойства. У глобулярных белков имеется изоэлектрическая точка - значение рН, при котором суммарный заряд белка равен нулю. При более низких значениях рН белок имеет положительный заряд, при более высоких - отрицательный. Поскольку электростатическое отталкивание препятствует слипанию белковых молекул, в изоэлектрической точке растворимость становится минимальной и белок выпадает в осадок. Например, белок молока казеина имеет изоэлектрическую точку при рН 4,7. Когда молочнокислые бактерии подкисляют молоко до этого значения, казеин выпадает в осадок и молоко "сворачивается".

Денатурацией белка называется нарушение третичной и вторичной структуры под действием изменения рН, температуры, некоторых неорганических веществ и т.д. Если при этом первичная структура не была нарушена, то при восстановлении нормальных условий происходит ренатурация - самопроизвольное восстановление третичной структуры и активности белка. Это свойство имеет большое значение при производстве сухих пищевых концентратов и медицинских препаратов, которые содержат денатурированный белок.

*Аминокислоты-соединения, содержащие одну карбоксильную и одну аминную группы, связанные с одним атомом углерода, к которому присоединена боковая цепь - какой-либо радикал. Известно более 200 аминокислот, но в образовании белков участвуют 20, называемых основными или фундаментальными. В зависимости от радикала аминокислоты делятся на неполярные (аланин, метионин, валин, пролин, лейцин, изолейцин, триптофан, фенилаланин), полярные незаряженные (аспарагин, глутамин, серин, глицин, тирозин, треонин, цистеин) и полярные заряженные (основные: аргинин, гистидин, лизин, кислые: аспарагиновая и глутаминовая кислоты). Неполярные аминокислоты гидрофобны, и построенные из них белки ведут себя как капли жира. Полярные аминокислоты гидрофильны.

**Пептиды могут быть получены в результате реакций поликондесации аминокислот, а также при неполном гидролизе белков. Выполняют в клетке регуляторные функции. Ряд гормонов (окситоцин, вазопрессин) являются олигопептидами. Это брадикидин (пептид боли) это опиаты (естественные наркотики - эндорфины, энкефалины) человеческого организма, которые обладают обезболивающим действием. (Наркотики разрушают опиаты, поэтому человек становится очень чувствительным к малейшим нарушениям в организме - ломка). Пептидами являются некоторые токсины (дифтерийный), антибиотики (грамицидин А).

Функции белков:

1. Структурная . Белки служат строительным материалом для всех органелл клетки и некоторых внеклеточных структур.

2. Каталитическая. Благодаря особому строению молекулы или наличию активных групп многие белки обладают способностью каталитически ускорять ход химических реакций. От неорганических катализаторов ферменты отличаются высокой специфичностью, работой в узких температурных рамках (от 35 до 45° С), при слабощелочном рН и атмосферном давлении. Скорость реакций, катализируемых ферментами, намного выше скорости, обеспечиваемой неорганическими катализаторами.

3. Двигательная . Специальные сократительные белки обеспечивают все виды движения клеток. Жгутики прокариот построены из флагеллинов, а жгутики эукариотических клеток - из тубулинов.

4. Транспортная . Транспортные белки переносят вещества в клетку и из клетки. Например, белки порины способствуют переносу ионов; гемоглобин переносит кислород, альбумин - жирные кислоты. Транспортную функцию осуществляют белки - переносчики плазматических мембран.

5. Защитная . Белки-антитела связывают и обезвреживают чужеродные для организма вещества. Группа антиоксидантных ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза) препятствует образованию свободных радикалов. Иммуноглобулины крови, фибрин, тромбин участвуют в свертываемости крови и тем самым останавливают кровотечения. Образование токсинов белковой природы, например, дифтерийного токсина или токсина Васillus turingiensis, в ряде случаев также можно рассматривать как средство защиты, хотя данные белки чаще служат для поражения жертвы в процессе добывания пищи.

6. Регуляторная . Регуляцию работы многоклеточного организма осуществляют гормоны белковой природы. Ферменты, управляя скоростями химических реакций, регулируют внутриклеточный метаболизм.

7. Сигнальная. В цитоплазматической мембране расположены белки, способные реагировать на изменения окружающей среды изменением своей конформацию. Эти сигнальные молекулы отвечают за передачу внешних сигналов в клетку.

8. Энергетическая . Белки могут служить резервом запасных веществ, используемых с целью получения энергии. Расщепление 1 грамма белка обеспечивает выделение 17,6 кДж энергии.