Biologinis cheminių elementų vaidmuo gyvuose organizmuose. Biologijos pristatymas tema "cheminiai elementai ir jų biologinis vaidmuo organizme"

86 rasta žmogaus organizme cheminiai elementai, įtrauktas į periodinę cheminių elementų lentelę D.I. Mendelejevas. Šie elementai paprastai skirstomi į keturias grupes:

  • makroelementai - elementai, kurie sudaro didžiąją ląstelės dalį (maždaug 98–99% sausos masės), įskaitant anglį (C), vandenilį (H), deguonį (O) ir azotą (N);
  • elementų, kurių kiekis ląstelėje, skaičiuojant sausą masę, yra apie 1,9 %. Tai kalis (K), natris (Na), kalcis (Ca), magnis (Mg), siera (S), fosforas (P), chloras (Cl) ir geležis (Fe);
  • elementai, kurių kiekis ląstelėje, skaičiuojant sausąja medžiaga, yra mažesnis nei 0,01 %, yra mikroelementai. Tai cinkas (Zn), varis (Cu), fluoras (F), jodas (I), kobaltas (Co), molibdenas (Mo) ir kt.
  • elementai, kurių kiekis ląstelėje, skaičiuojant nuo sausos masės, yra mažesnis nei 0,00001 % - ultramikroelementai: auksas (Au), uranas (U), radis (Ra) ir kt.

Cheminių elementų vaidmuo gyvų organizmų ląstelėse

Kiekvienas elementas, sudarantis gyvą organizmą, yra atsakingas už tam tikros funkcijos atlikimą (1 lentelė).

1 lentelė. Cheminių elementų vaidmuo gyvų organizmų ląstelėse.

Cheminis elementas Medžiagos, kuriose yra cheminių elementų Procesai, kuriuose dalyvauja cheminis elementas

Anglis, vandenilis, deguonis, azotas

Baltymai, nukleorūgštys, lipidai, angliavandeniai ir kitos organinės medžiagos

Sintezė organinės medžiagos ir visas šių organinių medžiagų atliekamų funkcijų kompleksas

Kalis, natris

Membranų funkcijos užtikrinimas, ypač ląstelės membranos elektrinio potencialo palaikymas, Na + /Ka + siurblio veikimas, nervinių impulsų laidumas, anijonų, katijonų ir osmosinės pusiausvyros.

Dalyvavimas kraujo krešėjimo procese

Kalcio fosfatas, kalcio karbonatas

Kaulinis audinys, dantų emalis, moliuskų kiautai

Kalcio pektatas

Vidurinės plokštelės ir ląstelės sienelės susidarymas augaluose

Chlorofilas

Fotosintezė

Erdvinės baltymų struktūros formavimasis dėl disulfidinių tiltelių susidarymo

Nukleino rūgštys, ATP

Sintezė nukleino rūgštys

Ląstelės membranos elektrinio potencialo palaikymas, Na + /Ka + siurblio veikimas, nervinių impulsų laidumas, anijonų, katijonų ir osmosinės pusiausvyros

Virškinimo fermentų aktyvinimas skrandžio sulčių

Hemoglobinas

Deguonies transportavimas

Citochromai

Elektronų perdavimas fotosintezės ir kvėpavimo metu

Manganas

Dekarboksilazės, dehidrogenazės

Riebalų rūgščių oksidacija, dalyvavimas kvėpavimo ir fotosintezės procesuose

Hemocianinas

Kai kurių bestuburių deguonies pernešimas

Tirozinazė

Melanino susidarymas

Vitaminas B12

Raudonųjų kraujo kūnelių susidarymas

Alkoholio dehidrogenazė

Anaerobinis kvėpavimas augaluose

Anglies anhidrazė

CO 2 pernešimas stuburiniuose gyvūnuose

Kalcio fluoridas

Kaulinis audinys, danties emalis

Tiroksinas

Bazinio metabolizmo reguliavimas

Molibdenas

Azotogenazė

Azoto fiksacija

Bet kurio elemento trūkumas gali sukelti ligas ir net kūno mirtį, nes kiekvienas elementas atlieka tam tikrą vaidmenį. Pirmosios grupės makroelementai sudaro biopolimerų – baltymų, angliavandenių, nukleorūgščių, taip pat lipidų – pagrindą, be kurių gyvybė neįmanoma. Siera yra kai kurių baltymų dalis, fosforas yra nukleorūgščių dalis, geležis yra hemoglobino dalis, o magnis yra chlorofilo dalis. Kalcis vaidina svarbų vaidmenį metabolizme

Kai kurie ląstelėje esantys cheminiai elementai yra neorganinių medžiagų – mineralinių druskų ir vandens – dalis. Mineralinės druskos ląstelėje paprastai randamos katijonų (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) ir anijonų (HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, CI -, HCO) pavidalu. 3 -), santykis, lemiantis ląstelių gyvybei svarbią aplinkos rūgštingumą, daugelio ląstelių silpnai šarminę aplinką ir jos pH beveik nekinta, nes nuolat palaikomas tam tikras katijonų ir anijonų santykis. tai.

Vanduo žaidžia didelis vaidmuo V cheminės reakcijos teka ląstelėje vandeniniai tirpalai. Jis ištirpina organizmui nereikalingus medžiagų apykaitos produktus ir taip skatina jų pasišalinimą iš organizmo. Didelis vandens kiekis ląstelėje suteikia jai elastingumo. Vanduo palengvina įvairių medžiagų judėjimą ląstelėje arba iš ląstelės į ląstelę.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

2 PAVYZDYS

Pratimas Kaip kokio nors būtino elemento trūkumas paveiks ląstelės ir organizmo gyvenimą? Pateikite pavyzdžių.
Atsakymas Dėl kurio nors mikroelemento trūkumo sumažėja organinės medžiagos, kurioje yra šis mikroelementas, sintezė. Dėl to sutrinka augimo, medžiagų apykaitos, dauginimosi ir kt. Pavyzdžiui, jodo trūkumas maiste lemia bendrą organizmo veiklos sumažėjimą ir skydliaukės augimą – endeminę gūžį. Boro trūkumas sukelia augalų viršūninių pumpurų mirtį. Seleno trūkumas gali sukelti vėžį žmonėms ir gyvūnams.

IN šiuolaikinėmis sąlygomis Viena iš opiausių chemijos mokymo problemų – dalykinių žinių praktinio orientavimo užtikrinimas. Tai reiškia, kad reikia išsiaiškinti glaudų ryšį tarp tiriamų teorinių principų ir gyvenimo praktikos, parodyti taikomąjį chemijos žinių pobūdį. Studentai susidomėję pradeda mokytis chemijos. Norint išlaikyti pažintinį mokinių susidomėjimą, būtina įtikinti juos cheminių žinių veiksmingumu ir formuoti asmeninį poreikį įsisavinti mokomąją medžiagą.

Šios pamokos tikslas: plėsti mokinių akiratį ir didinti pažintinį susidomėjimą dalyko studijomis, formuoti ideologines gamtos pažinimo sampratas. Šią pamoką siūloma vesti 8 klasėje, išstudijavus periodinės lentelės cheminius elementus, kai vaikai jau suvokia jų įvairovę.

UŽSIĖMIMŲ LAIKOTARPIU

Mokytojas:

Nieko kito gamtoje nėra
Nei čia, nei ten, kosmoso gelmėse:
Viskas – nuo ​​smulkių smėlio grūdelių iki planetų –
Jį sudaro vienodi elementai.
Kaip formulė, kaip darbo grafikas,
Mendelejevo sistemos struktūra griežta.
Gyvasis pasaulis vyksta aplink tave,
Įeikite, įkvėpkite, palieskite rankomis.

Pamoka prasideda teatralizuota seriale „Kas yra svarbiausias lentelėje? (cm. 1 priedas).

Mokytojas:Žmogaus kūne yra 81 cheminis elementas iš 92 gamtoje. Žmogaus kūnas yra sudėtinga cheminė laboratorija. Sunku įsivaizduoti, nuo ko gali priklausyti mūsų kasdienė savijauta, nuotaika ir net apetitas mineralai. Be jų vitaminai yra nenaudingi, neįmanoma baltymų, riebalų ir angliavandenių sintezė ir skaidymas.

Ant mokinių stalų yra lentelės „Biologinis cheminių elementų vaidmuo“ (žr. 2 priedas). Duodamas laikas su ja susipažinti. Mokytojas ir mokiniai analizuoja lentelę užduodami klausimus.

Mokytojas: Gyvybės pagrindą sudaro šeši pirmųjų trijų periodų elementai (H, C, N, O, P, S), kurie sudaro 98% gyvosios medžiagos masės (likę periodinės lentelės elementai sudaro ne daugiau kaip 2%).
Trys pagrindinės maistinių medžiagų savybės (H, C, N, O, P, S):

  • mažas atominis dydis,
  • maža santykinė atominė masė,
  • gebėjimas sudaryti stiprius kovalentinius ryšius.

Mokiniams pateikiami tekstai (žr 3 priedas). Užduotis: atidžiai perskaitykite tekstą; nustatyti gyvybei reikalingus elementus ir gyviems organizmams pavojingus elementus; raskite juos periodinėje lentelėje ir paaiškinkite jų vaidmenį.
Atlikę užduotį keli mokiniai analizuoja skirtingus tekstus.

Mokytojas: Analogiški elementai natūralioje aplinkoje konkuruoja ir gali būti keičiami gyvuose organizmuose, neigiamai veikiant juos.
Gyvūnų ir žmonių natrio ir kalio pakeitimas ličiu sukelia nervų sistemos sutrikimus, nes tokiu atveju ląstelės nevykdo nervinių impulsų. Tokie sutrikimai sukelia šizofreniją.
Talis, biologinis kalio konkurentas, pakeičia jį ląstelių sienelėse ir veikia centrinę bei periferinę nervų sistemą, virškinamąjį traktą ir inkstus.
Selenas gali pakeisti sierą baltymuose. Tai vienintelis elementas, kuris, esant dideliam kiekiui augaluose, gali sukelti staigią gyvūnų ir žmonių, kurie juos valgo, mirtį.
Kai dirvožemyje trūksta kalcio, organizmas jį pakeičia stronciu, kuris palaipsniui sutrikdo normalią skeleto struktūrą. Ypač pavojingas yra kalcio pakeitimas stronciu-90, kurio didžiuliai kiekiai susikaupia branduolinių sprogimų vietose (branduolinio ginklo bandymų metu) ar avarijų atominėse elektrinėse metu. Šis radionuklidas ardo kaulų čiulpus.
Kadmis konkuruoja su cinku. Šis elementas mažina virškinimo fermentų aktyvumą, sutrikdo glikogeno susidarymo procesą kepenyse, sukelia skeleto deformaciją, stabdo kaulų augimą, taip pat sukelia stiprų apatinės nugaros ir kojų raumenų skausmą, kaulų trapumą (pvz., lūžta šonkauliai, kai kosėjimas). Kitos neigiamos pasekmės – plaučių ir tiesiosios žarnos vėžys, kasos funkcijos sutrikimas. Inkstų pažeidimas, sumažėjęs geležies, kalcio ir fosforo kiekis kraujyje. Šis elementas stabdo savaiminio apsivalymo procesus vandens ir sausumos augaluose (pavyzdžiui, tabako lapuose pastebimas 20-30 kartų padidėjęs kadmio kiekis).
Halogenai gali būti labai lengvai keičiami kūne. Fluoro perteklius aplinkoje (fluorintas vanduo, dirvožemio užterštumas fluoro junginiais aplink aliuminio gamyklą ir kitos priežastys) neleidžia jodui patekti į žmogaus organizmą. Šiuo atžvilgiu atsiranda skydliaukės ir visos endokrininės sistemos ligos.

Iš anksto paruoštos studentų žinutės.

1 mokinys:

Viduramžių alchemikai auksą laikė tobulumu, o kitus metalus – kūrimo veiksmo klaida ir, kaip žinia, labai stengėsi šią klaidą pašalinti. Idėja įvesti auksą į medicinos praktiką priskiriama Paracelsui, kuris paskelbė, kad chemijos tikslas turi būti ne visų metalų pavertimas auksu, o vaistų paruošimas. Iš aukso ir jo junginių pagaminti vaistai buvo išbandyti daugeliui ligų gydyti. Jie buvo naudojami raupsams, vilkligei ir tuberkuliozei gydyti. Auksui jautriems žmonėms jis gali sutrikdyti kraujo sudėtį, sukelti inkstų, kepenų reakciją, paveikti nuotaiką, dantų ir plaukų augimą. Auksas užtikrina nervų sistemos veiklą. Jis randamas kukurūzuose. Ir tvirtovė kraujagyslės priklauso nuo germanio. Vienintelis germanio turintis maisto produktas yra česnakas.

2 mokinys:

Žmogaus organizme didžiausias vario kiekis yra smegenyse ir kepenyse, ir jau vien ši aplinkybė rodo jo svarbą gyvenime. Nustatyta, kad skausmas padidina vario koncentraciją kraujyje ir smegenų skystyje. Sirijoje ir Egipte naujagimiams dovanojamos varinės apyrankės, kad išvengtų rachito ir epilepsijos.

3 mokinys:

ALUMINIUMAS

Aliuminio indai yra vadinami vargšų indais, nes šis metalas prisideda prie senatvinės aterosklerozės išsivystymo. Gaminant maistą tokiuose induose, aliuminis iš dalies patenka į kūną, kur kaupiasi.

4 mokinys:

  • Kokio elemento yra obuoliuose? (Geležinis.)
  • Kas tai biologinis vaidmuo? (Organizme yra 3 g geležies, iš kurių 2 g yra kraujyje. Geležis yra hemoglobino dalis. Nepakankamas geležies kiekis sukelia galvos skausmą ir nuovargį.)

Tada studentai atlieka laboratorinį eksperimentą, kurio tikslas – eksperimentiškai įrodyti tam tikrų metalų druskų poveikį baltymams. Jie sumaišo baltymą su šarmų ir vario sulfato tirpalais ir stebi purpurinių nuosėdų susidarymą. Jie daro išvadą, kad baltymai sunaikinami.

5 mokinys:

Žmogus taip pat yra gamta.
Jis taip pat yra saulėlydis ir saulėtekis.
Ir joje yra keturi metų laikai.
Ir jame yra ypatingas muzikos būdas.

IR ypatingas sakramentas spalvos,
Kartais su žiauria, kartais su gera ugnimi.
Žmogus žiema. Arba vasarą.
Arba rudenį. Su perkūnija ir lietumi.

Jame buvo viskas – mylios ir laikas.
Ir jis tapo aklas nuo atominių audrų.
Žmogus yra ir dirva, ir sėkla.
Ir piktžolė vidury lauko. Ir duona.

O koks ten oras?
Kiek jame vienatvės? Susitikimai?
Žmogus irgi gamta...
Tad tausokime gamtą!

(S. Ostrovojus)

Pamokoje įgytoms žinioms įtvirtinti atliekamas testas „Šypsenos“ (žr. 4 priedas).
Tada jūsų bus paprašyta užpildyti kryžiažodį „Cheminis kaleidoskopas“ (žr. 5 priedas).
Mokytojas apibendrina pamoką, pažymėdamas aktyviausius mokinius.

6 mokinys:

Keisk, keiskis!
Skambutis skamba.
Pagaliau baigta
Varginanti pamoka!

Traukdamas sierą už košės,
Magnis bėgo pro šalį.
Jodas iš klasės išgaravo,
Atrodė, lyg niekad ten nebūčiau buvęs.

Fluoras netyčia padegė vandenį,
Chloras suvalgė kažkieno knygą.
Anglies staiga su vandeniliu
Pavyko tapti nematomu.

Kalis ir bromas kovoja kampe:
Jie nesidalins elektronu.
Deguonis – išdykęs berniukas miške
Jis šuoliavo pro šalį ant žirgo.

Naudotos knygos:

  1. O.V. Baidalina Apie taikomąjį chemijos žinių aspektą. „Chemija mokykloje“ 2005 Nr.5
  2. Chemija ir ekologija mokykliniame kurse. “Rugsėjo pirmoji” 2005 m.14 Nr
  3. I. N. Pimenovas, A. V. Pimenovas„Bendrosios biologijos paskaitos“, pamoka, Saratovas, OJSC leidykla „Licėjus“, 2003 m
  4. Apie chemiją eilėraštyje, Kas lentelėje svarbiausia? „Rugsėjo pirmoji“, 2005 m., 15, Nr
  5. Metalai žmogaus organizme."Chemija mokykloje", 2005 Nr.6.
  6. Kryžiažodis „Cheminis kaleidoskopas“. „Rugsėjo pirmoji“, 2005, Nr.1 ​​4
  7. „Einu į chemijos pamoką“. Knyga mokytojams. M. „Rugsėjo pirmoji“, 2002, 12 p.

1. Pateikite sąvokų apibrėžimus.
Elementas- atomų rinkinys, turintis tą patį branduolio krūvį ir protonų skaičių, sutampantį su serijos (atominiu) numeriu periodinėje lentelėje.
Mikroelementas – elementas, kurio organizme randama labai mažomis koncentracijomis.
Makroelementas - elementas, kurio organizme randama didelėmis koncentracijomis.
Bioelementas- cheminis elementas, dalyvaujantis ląstelės gyvenime ir sudarantis biomolekulių pagrindą.
Elementinė ląstelės sudėtis - cheminių elementų procentas ląstelėje.

2. Kas yra vienas iš gyvosios ir negyvosios gamtos bendrumo įrodymų?
Cheminės sudėties vienovė. Tik negyvajai gamtai būdingų elementų nėra.

3. Užpildykite lentelę.

ELEMENTINĖ LĄSTELĖS SUDĖTIS

4. Pateikite pavyzdžius organinių medžiagų, kurių molekulės susideda iš trijų, keturių ir penkių makroelementų.
3 elementai: angliavandeniai ir lipidai.
4 elementai: baltymai.
5 elementai: nukleino rūgštys, baltymai.

5. Užpildykite lentelę.

BIOLOGINIS ELEMENTŲ VAIDMUO

6. Išstudijuokite skyrių „Vaidmuo“, esantį § 2.2 išoriniai veiksniai formuojantis gyvosios gamtos cheminei sudėčiai“ ir atsakykite į klausimą: „Kas yra biocheminės endemijos ir kokios jų atsiradimo priežastys?
Biocheminės endemijos yra augalų, gyvūnų ir žmonių ligos, kurias sukelia staigus kurio nors elemento trūkumas arba perteklius tam tikroje srityje.

7. Kokias žinote ligas, susijusias su mikroelementų trūkumu?
Jodo trūkumas – endeminė gūžys. Tiroksino sintezės sumažėjimas ir dėl to skydliaukės audinio proliferacija.
Geležies trūkumas – geležies stokos anemija.

8. Prisiminkite, kokiu pagrindu cheminiai elementai skirstomi į makro-, mikro- ir ultra-mikroelementus. Pasiūlykite savo alternatyvią cheminių elementų klasifikaciją (pavyzdžiui, pagal funkciją gyvoje ląstelėje).
Mikro-, makro- ir ultra-mikroelementai skirstomi pagal jų procentą ląstelėje. Be to, galima klasifikuoti elementus pagal funkcijas, kurios reguliuoja veiklą tam tikros sistemos organai: nervų, raumenų, kraujotakos ir širdies bei kraujagyslių, virškinimo ir kt.

9. Pasirinkite teisingą atsakymą.
1 testas.
Kokie cheminiai elementai sudaro daugumą organinių medžiagų?
2) C, O, H, N;

2 testas.
Netaikoma makroelementams:
4) manganas.

3 testas.
Gyviems organizmams reikia azoto, nes jis tarnauja:
1) baltymų ir nukleorūgščių sudedamoji dalis; 10. Nustatykite charakteristiką, pagal kurią visi šie elementai, išskyrus vieną, yra sujungti į vieną grupę. Pabrėžkite šį „papildomą“ elementą.
Deguonis, vandenilis, siera, geležis, anglis, fosforas, azotas. Sudėtyje yra tik DNR. O visa kita yra baltymuose.

11. Paaiškinkite kilmę ir bendrą reikšmęžodžiai (terminai), remiantis juos sudarančių šaknų reikšme.


12. Pasirinkite terminą ir paaiškinkite, kaip jis yra šiuolaikinė prasmė atitinka pirminę savo šaknų reikšmę.
Pasirinktas terminas– organogenas.
Korespondencija: terminas iš esmės atitinka pradinę reikšmę, tačiau šiandien yra daugiau tikslus apibrėžimas. Anksčiau prasmė buvo tokia, kad elementai dalyvavo tik kuriant audinius ir organų ląsteles. Dabar aišku, kad biologiškai svarbius elementus ne tik formuoja chemines molekules ląstelėse ir pan., bet ir reguliuoja visus procesus ląstelėse, audiniuose ir organuose. Jie yra hormonų, vitaminų, fermentų ir kitų biomolekulių dalis.

13. Suformuluokite ir užrašykite pagrindines § 2.2 mintis.
Ląstelės elementinė sudėtis yra cheminių elementų procentinė dalis ląstelėje. Ląstelių elementai paprastai klasifikuojami priklausomai nuo jų procentais, mikro-, makro- ir ultramikroelementams. Tie elementai, kurie dalyvauja ląstelės gyvenime, sudaro biomolekulių pagrindą, vadinami bioelementais.
Makroelementai apima: C N H O. Jie yra pagrindiniai visų komponentai organiniai junginiai narve. Be to, P S K Ca Na Fe Cl Mg – yra visų svarbiausių biomolekulių dalis. Be jų kūnas negali veikti. Jų trūkumas sukelia mirtį.
Mikroelementams: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B ir kt.. Jie taip pat būtini normaliai organizmo veiklai, bet ne tokie kritiški. Jų trūkumas sukelia ligas. Jie yra biologiškai aktyvių junginių dalis ir veikia medžiagų apykaitą.
Yra ultramikroelementų: Au Ag Be ir kt. Fiziologinis vaidmuo nėra galutinai nustatytas. Tačiau jie yra svarbūs ląstelei.
Yra sąvoka „biocheminė endemija“ - augalų, gyvūnų ir žmonių ligos, kurias sukelia staigus kurio nors elemento trūkumas arba perteklius tam tikroje srityje. Pavyzdžiui, endeminis gūžys (jodo trūkumas).
Jei dėl dietos trūksta elemento, taip pat gali atsirasti liga ar liga. Pavyzdžiui, su geležies trūkumu – anemija. Trūkstant kalcio – dažni lūžiai, plaukų slinkimas, dantų slinkimas, raumenų skausmas.

Mineralai (mineralai)- natūralios medžiagos, kurios yra maždaug vienalytės cheminė sudėtis Ir fizines savybes, įtraukta į uolienas, rūdas, meteoritus (iš lotynų kalbos minerala – rūda).

Mineralai kartu su baltymais, riebalais, angliavandeniais ir vitaminais yra gyvybiškai svarbios žmogaus maisto sudedamosios dalys, būtinos gyvų audinių struktūroms kurti ir biocheminėms bei fiziologiniai procesai, kurios yra gyvybinės organizmo veiklos pagrindas. Mineralai dalyvauja svarbiausiuose organizmo medžiagų apykaitos procesuose: vandens-druskos ir rūgščių-šarmų. Daugelis fermentinių procesų organizme neįmanomi be tam tikrų mineralų dalyvavimo.

Žmogaus organizmas šiuos elementus gauna iš aplinkos, maisto ir vandens.

Kiekybinis tam tikro cheminio elemento kiekis organizme nustatomas pagal jo kiekį išorinė aplinka, taip pat paties elemento savybes, atsižvelgiant į jo junginių tirpumą.

Pirmas mokslinis pagrindas mikroelementų doktriną mūsų šalyje pagrindė V.I.Vernadskis (1960). Fundamentalų tyrimą atliko A.P. Vinogradovas (1957) - biogeocheminių provincijų doktrinos įkūrėjas ir jų vaidmuo sergant endeminėmis žmonių ir gyvūnų ligomis bei V.V. Kovalskis (1974) – geocheminės ekologijos ir cheminių elementų biogeografijos įkūrėjas.

Šiuo metu iš 92 natūraliai pasitaikančių elementų 81 cheminis elementas randamas žmogaus organizme.

Mineralai sudaro didelę žmogaus kūno masės dalį (vidutiniškai kūne yra apie 3 kg pelenų). Kauluose mineralai yra kristalų pavidalu, in minkštieji audiniai- tikrojo arba koloidinio tirpalo pavidalu, daugiausia derinant su baltymais. Aiškumo dėlei galime pateikti tokį pavyzdį: suaugusio žmogaus organizme yra apie 1 kg kalcio, 0,5 kg fosforo, 150 g kalio, natrio ir chloro, 25 g magnio, 4 g geležies.

  • Cheminių elementų klasifikacija
    • Cheminių elementų klasifikacija pagal jų biologinę reikšmę. Visus cheminius elementus galima suskirstyti į grupes:
      • 12 struktūrinių elementų yra anglis, deguonis, vandenilis, azotas, kalcis, magnis, natris, kalis, siera, fosforas, fluoras ir chloras.
      • 15 būtinų (gyvybiškai svarbių) elementų – geležies, jodo, vario, cinko, kobalto, chromo, molibdeno, nikelio, vanadžio, seleno, mangano, arseno, fluoro, silicio, ličio.
      • 2 sąlyginai būtini elementai – boras ir bromas.
      • 4 elementai yra rimti „kandidatai į būtinybę“ – kadmis, švinas, aliuminis ir rubidis.
      • Likę 48 elementai yra mažiau svarbūs organizmui.
    • Cheminių elementų klasifikavimas pagal kiekybinį jų kiekio žmogaus organizme įvertinimą Tradiciškai visos mineralinės medžiagos pagal jų kiekį žmogaus organizme skirstomos į dvi grupes.
      • Makroelementai.
      • Mikroelementai.

        Mikroelementų koncentracija organizme maža. Kūne yra kiekiai, matuojami miligramais arba mikrogramais. Mikroelementai yra tie mineralai, kurių apskaičiuotas mitybos poreikis paprastai yra mažesnis nei 1 μg/g ir dažnai mažesnis nei 50 ng/g laboratoriniams gyvūnams ir žmonėms.

        Nepaisant mažo poreikio, šie elementai yra fermentų sistemų dalis kaip kofermentai (biocheminių procesų aktyvatoriai ir katalizatoriai). Mikroelementų grupei priklauso: cinkas, jodas, fluoras, silicis, chromas, varis, manganas, kobaltas, molibdenas, nikelis, boras, bromas, arsenas, švinas, alavas, litis, kadmis, vanadis ir kitos medžiagos.

  • Mineralų įtaka žmogaus organizmui.

    Mineralai, tokie kaip baltymai, riebalai ir angliavandeniai, neturi energetinės vertės. Tačiau be jų žmogaus gyvybė neįmanoma. Tas pats, kaip ir su elementarių dalykų trūkumu maistinių medžiagų ar vitaminų, kai žmogaus organizme trūksta mineralinių medžiagų, atsiranda specifinių sutrikimų, sukeliančių būdingas ligas.

    Mikroelementai ir vitaminai tam tikra prasme net svarbesni už maistinių medžiagų, nes be jų pastarųjų organizmas tinkamai nepasisavins.

    Vaikams mineralai ypač svarbūs intensyvaus kaulų, raumenų augimo laikotarpiais, Vidaus organai. Natūralu, kad nėščioms moterims ir maitinančioms motinoms reikia daugiau vartoti mineralinių medžiagų. Su amžiumi mineralų poreikis mažėja.

    • Mineralų trūkumas ir perteklius

      Medicininiais tikslais aktyviai tiriama mikro ir makroelementų įtaka gyvūnų ir žmonių gyvybinei veiklai. Bet kokią patologiją, bet kokį biologinio organizmo sveikatos nukrypimą lydi arba gyvybiškai svarbių (esminių) elementų trūkumas, arba tiek esminių, tiek toksiškų mikroelementų perteklius. Šis makro- ir mikroelementų disbalansas gavo vienijantį pavadinimą „mikroelementozė“.

      Nuo 1970-ųjų buvo daug spėlionių, kad mikroelementų trūkumas yra svarbus daugelio lėtinių ligų veiksnys. Daugeliu atvejų šis teiginys buvo patvirtintas eksperimentiškai, tačiau kai kurie mokslininkai šiandien mano, kad nepakankamas konkretaus mikroelemento suvartojimas yra reikšmingas tik tada, kai organizmas patiria stresą, dėl kurio padidėja šio mikroelemento poreikis.

      Cheminės medžiagos, nepaisant jų svarbos ir būtinumo žmogaus organizmui, taip pat gali turėti neigiamą poveikį augalams, gyvūnams ir žmonėms, jeigu jų turimų formų koncentracija viršija tam tikras ribas. Kadmis, alavas, švinas ir rubidis laikomi sąlyginai būtinais, nes atrodo, kad jie mažai svarbūs augalams ir gyvūnams ir yra pavojingi žmonių sveikatai net esant santykinai mažoms koncentracijoms. Kai kurių mikroelementų biologinis vaidmuo šiuo metu nėra pakankamai ištirtas.

      Būtina atsiminti tam tikras atsargumo priemones vartojant mineralinius kompleksus (pvz vaistai ir biologiškai aktyvių maisto priedų).

      Vieno mineralo perdozavimas gali sukelti funkcinių sutrikimų ir padidinti kito mineralo išsiskyrimą. Taip pat gali būti, kad nepageidaujamas šalutiniai poveikiai. Pavyzdžiui, dėl cinko pertekliaus sumažėja cholesterolio turinčių didelio tankio lipidų („gerojo“ cholesterolio) kiekis.

      Kalcio perteklius gali sukelti fosforo trūkumą ir atvirkščiai.

      Molibdeno perteklius sumažina vario kiekį.

      Kai kurie mikroelementai (selenas, chromas, varis) yra toksiški per didelėmis dozėmis. Tai ypač pasakytina apie daugelio metalų druskas.

      Vartodami mineralus, turėtumėte griežtai laikytis medicininių rekomendacijų.

    • Sunkiųjų metalų poveikis žmogaus organizmui

      IN pastaraisiais metais atskirti sunkiųjų metalų poveikį žmogaus organizmui. Sunkieji metalai yra cheminių elementų grupė, kurios santykinė atominė masė didesnė nei 40.

      Sąvokos „sunkieji metalai“ atsiradimas literatūroje buvo siejamas su tam tikrų metalų toksiškumo pasireiškimu ir jų pavojingumu gyviems organizmams.

      Tačiau „sunkiųjų“ grupei priklausė ir kai kurie mikroelementai, gyvybiškai būtinieji ir Platus pasirinkimas kurių biologinis poveikis neginčijamai įrodytas.

      „Sunkieji“ metalai yra švinas, kadmis, cinkas, varis, nikelis, chromas.

      Pastaraisiais metais vis labiau patvirtinamas svarbus daugelio „sunkiųjų“ metalų biologinis vaidmuo. Daugybė tyrimų parodė, kad metalų įtaka yra labai įvairi ir priklauso nuo jų kiekio aplinkoje bei jų poreikio mikroorganizmams, augalams, gyvūnams ir žmonėms.

      „Sunkiųjų“ metalų įtaka gyviems organizmams yra labai įvairi. Taip yra, pirma, dėl cheminių metalų savybių, antra, dėl organizmų požiūrio į juos ir, trečia, dėl aplinkos sąlygų.

      Jau daugelyje pasaulio regionų aplinką tampa vis „agresyvesnis“ cheminiu požiūriu. Pastaraisiais dešimtmečiais pagrindiniais biogeocheminių tyrimų objektais tapo pramoninių miestų ir gretimų žemių teritorijos, ypač jei jose auginami ir maistui naudojami žemės ūkio augalai.

Šiuolaikiniai moksliniai duomenys apie tiriamų cheminių elementų biologinį vaidmenį, jų apykaitą žmogaus organizme, paros vartojimo normas, cheminių medžiagų kiekį maisto produktuose pateikiami atskiruose straipsniuose, aprašančiuose kiekvieną cheminį elementą. Straipsniuose taip pat pateikiami duomenys apie trūkumo sąlygas, atsirandančias vartojant nepakankamai šių cheminių medžiagų, taip pat apie organizmo reakciją į perteklinį maistinių medžiagų suvartojimą.

  • Makroelementai
    • Druska
  • Mikroelementai