В чем заключается биологическая значимость таких макроэлементов. Главные функции макроэлементов и микроэлементов. Роль в растении

Любой живой организм полноценно функционирует только при условии достаточного обеспечения микро- и макроэлементами. Они поступают только извне, не синтезируются самостоятельно, но помогают усваиваемости других элементов. Кроме того, такие химические элементы обеспечивают бесперебойную работу всего организма и его восстановление в случае «неполадок». Что такое макро- и микроэлементы, зачем они нам нужны, а также список продуктов, содержащих тот или иной вариант, предлагает наша статья.

Потребность нашего организма в этих химических веществах, именуемыми «микроэлементы», минимальна. Именно поэтому произошло такое название, но польза этой группы далеко не на последнем месте. Микроэлементы - это химические соединения, которые содержаться в организме в ничтожно маленьких пропорциях (менее 0,001% от массы тела). Запасы их необходимо пополнять регулярно, ведь они требуются для ежедневной работы и нормального функционирования организма.

В каких продуктах содержатся необходимые микроэлементы:

Наименование	Дневная норма	Действие на организм	Какие продукты содержат
Железо	От 10 до 30 мг.	Участвует в процессах кроветворения и снабжения всех органов и тканей кислородом.	Свинина, индюшатина, печень, бобовые, орехи, растительные масла, белые грибы, гречневая крупа, яйца, капуста, морская рыба, творог, шиповник, яблоки, свекла, морковь, садовые и лесные ягоды, зелень.
Медь	Детям до 2 мг/сутки, взрослым около 3 мг, беременным и кормящим в среднем 4 – 5 мг.	Способствует формированию гемоглобина, играет важную роль при поддержании оптимального состава крови.	Печень, бобовые и зерновые культуры, сухофрукты, цитрусовые, яйца, молочные и кисломолочные продукты, ягоды.
Йод	Суточная норма составляет 2 – 4 мкг/кг веса человека.	Способствует нормальному синтезу гормонов щитовидной железы. Укрепляет иммунную систему, регулирует работу ЦНС и сердечно – сосудистых систем.	Морская и океаническая рыба, морепродукты, печень трески, морковь, капуста, спаржа, фасоль, зелень и листовые овощи, виноград, клубника, ананас.
Цинк	От 10 до 25 мг, превышение нормы до 150 мг приводит к токсическому воздействию на организм.	Стимуляция мозговой деятельности, половой активности, регенерационных процессов.	Морская рыба и морепродукты, бобовые, творог, яйца, морковь, свекла, грибы, молоко, инжир, мед, яблоки, лимоны, черная смородина и малина.
Хром	Потребление составляет от 100 до 200 мкг/сутки. Переизбыток приводит к легочным заболеваниям.	Укрепляет костную ткань, способствует интоксикации организма и снижает уровень холестерина в крови.	Мясо и субпродукты, бобовые и зерновой хлеб, кисломолочные продукты, картофель, молоко, лук, кукуруза, вишня, слива, топинамбур, черника и фундук.
Кобальт	Около 40 – 70 мкг.	Нормализация работы поджелудочной железы.	Кисломолочные продукты, яйца, рыба, кукуруза, печень и мясные субпродукты, орехи, масло сливочное, бобовые, клубника, земляника, какао и шоколад.
Селен	Оптимальная дозировка от 5 мкг до 1 мг. Переизбыток свыше 5 мг/сутки приводит к отравлению организма.	Нейтрализация токсинов и свободных радикалов. Профилактика вирусных заболеваний.	Оливковое масло, пивные дрожжи, бобовые и зерновые культуры, орехи, рыба, мясные субпродукты, маслины, чеснок, грибы, сметана.
Марганец	От 5 до 10 мг.	Стимулирование иммунной системы, формирование костной ткани, выведение токсинов.	Листовые овощи и зелень, морская рыба, бобовые и зерновые культуры, фрукты, садовые и лесные ягоды, пивные дрожжи, молочные продукты, орехи, яйца, семечки и шоколад.
Молибден	Детям до 10 лет - не более 20 – 150 мкг/сутки, взрослым - 75 – 300 мкг/сутки.	Обеспечение клеточного дыхания, регулировка обменных процессов и выведение из организма мочевой кислоты.	Бобовые и злаковые культуры, рис, кукуруза, капуста, чеснок, шиповник, морковь, подсолнечные семечки, фисташки.
Бор	От 0,2 до 3 мкг.	Укрепление скелета и костной ткани, нормализация гормонального обмена, работы эндокринной системы и липидно – жирового обмена.	Бобовые, все виды капусты, морепродукты, орехи, мясо, рыба, молоко, чернослив, яблоки и груши, сухофрукты, виноград, изюм и мед.
Фтор	От 0,5 до 4 мг/сутки.	Участвует в процессах формирования костной и зубной ткани.	Минеральная вода, печень трески, морская рыба, мясо, молоко, морепродукты, орехи, листовые овощи и зелень, яйца, тыква, фрукты и ягоды.
Бром	От 0,5 до 2 мг/сутки.	Регуляция деятельности нервной системы, повышение активности половой функции.	Молочные и хлебобулочные продукты, орехи, рыба, бобовые, сухофрукты.
Литий	Норма до 90 мкг/сутки, переизбыток и интоксикация происходит при превышении до 150 – 200 мкг/сутки.	Профилактика нервного возбуждения, нейтрализация действия алкоголя в организме.	Мясо и субпродукты, рыба, картофель, томаты, зелень.
Кремний	От 20 до 50 мкг.	Обеспечивает эластичность тканей, укрепляет кости и зубы, улучшает работу сердечно – сосудистой системы.	Злаки, картофель, топинамбур, морковь, свекла, болгарский перец, икра, рыба, грибы, молоко и кисломолочные продукты, минеральная вода, орехи, виноград, лесные ягоды, виноград, абрикосы, бананы, сухофрукты.
Никель	От 100 до 300 мкг/сутки.	Гормональная регуляция, снижение артериального давления.	Морская рыба, мясные субпродукты, молочные и хлебобулочные продукты, морковь, листовая зелень, грибы, ягоды и фрукты.
Ванадий	От 10 до 25 мкг.	Регуляция углеводного обмена, снижение холестерина, обеспечение организма энергией, нормализация работы поджелудочной железы.	Морепродукты, рыба, орехи, бобовые и зерновые культуры, зелень, вишня, земляника, грибы, мясо жирных сортов, печень и мясные субпродукты.

Всего наиболее важных для нашего организма микроэлементов насчитывается около тридцати. Они классифицируются на жизненно важные для нашего организма (их еще часто называют эссенциальными) и условно – эссенциальные, нехватка которых не приводит к серьезным нарушениям. К сожалению, большинство из нас испытывают постоянный или периодический дисбаланс микроэлементов, который может привести к ухудшению здоровья и самочувствия.

Макроэлементы

Химические вещества, потребность организма в которых выше, чем в микроэлементах, называют «макроэлементами». Что же такое макроэлементы? Обычно они представлены не в чистом виде, а в составе органических соединений. В организм они попадают с продуктами питания, а также водой. Суточная потребность также выше, чем в микроэлементах, поэтому нехватка того или иного макроэлемента приводит к заметному дисбалансу и ухудшению самочувствия человека.

Ценность и источники пополнения макроэлементов:

Наименование	Дневная норма	Действие на организм	Какие продукты содержат
Магний	Около 400 мг/сутки.	Отвечает за здоровье мышц, нервов и иммунной системы.	Злаки и бобовые культуры, орехи, молоко, творог, свежие овощи.
Кальций	Взрослым до 800 мг/сутки.	Участвует в процессах формирования костной ткани, нормализует деятельность сердечно – сосудистой системы.	Молочные и кисломолочные продукты, мясо, рыба и морепродукты.
Фосфор	Суточная доза до 1200 мг.	Необходим для мозговой деятельности, строительства костной и мышечной ткани.	Морская и океаническая рыба, мясные и хлебобулочные продукты, бобовые культуры, злаки, твердый сыр.
Натрий	Не более 800 мг/сутки. Переизбыток чреват отечностью и повышением уровня артериального давления.	Необходим для регуляции водного баланса в организме, влияет на уровень артериального давления, формирование костной и мышечной ткани.	Поваренная и морская соль. Многие продукты в чистом виде содержат натрий в минимальных количествах.
Калий	2500 – 5000 мг/сутки.	Обеспечивает сбалансированную работу внутренних систем, нормализует давление и обеспечивает передачу нервных импульсов.	Картофель, бобовые и злаковые культуры, яблоки и виноград.
Хлор	Примерно 2 г/сутки.	Участвует в формировании желудочного сока и плазмы крови.	Поваренная соль и хлебобулочные изделия.
Сера	До 1 г/сутки.	Входит в состав белков, нормализует их структуру и внутренний обмен между тканями организма.	Продукты животного происхождения: яйца, мясо и мясопродукты, рыба, молочные и кисломолочные продукты.

При недостаточном поступлении в организм необходимых микро- и макроэлементов, дефицит восполняют специальными поливитаминными комплексами. Выбор подходящего препарата лучше проводить вместе с врачом, на основании специальных анализов. Они покажут, в чем именно нуждается ваш организм. Также очень важно не допустить переизбыток элементов, ведь это может привести к куда более сложным последствиям. Например, при увеличении нормы потребления брома, селена или фосфора, происходит отравление организма и нарушается его нормальная работа.

Существование незаменимых макро- и микроэлементов открыли относительно недавно, но пользу для нашего организма сложно переоценить. Макро и микроэлементы участвуют в важных процессах функционирования, обеспечивают усваиваемость пищи. Нехватка того или иного элемента негативно отображается на общей работе систем организма, поэтому обязательно стоит уделить внимание максимальному разнообразию рациона питания и поступлению этих элементов извне.

Показать все

Макроэлементы принимают непосредственное участие в построении органических и неорганических соединений растения, составляя основную массу его сухого вещества. Большей частью они представлены в клетках ионами.

В теле взрослого человека содержится порядка 4 граммов , 100 г натрия , 140 г , 700 г и 1 кг . Несмотря на такие разные цифры, вывод очевиден: вещества, объединенные под названием «макроэлементы», жизненно необходимы нам для существования. Большую потребность в них испытывают и другие организмы: прокариоты, растения, животные.

Сторонники эволюционного учения утверждают, что необходимость в макроэлементах определяется условиями, в которых зародилась жизнь на Земле. Когда суша состояла из твердых пород, атмосфера была насыщенна углекислотой, азотом, метаном и водяными парами, а вместо дождя на землю выпадали растворы кислот, именно макроэлементы были единственной матрицей, на основе которых могли появиться первые органические вещества и примитивные формы жизни. Поэтому даже сейчас, миллиарды лет спустя, все живое на нашей планете продолжает испытывать необходимость в обновлении внутренних ресурсов , и других важных элементов, образующих физическую структуру биологических объектов.

Физические и химические свойства

Макроэлементы различны как по химическим, так и по физическим свойствам. Среди них выделяются металлы ( , и прочие) и неметаллы ( , и прочие).

Некоторые физические и химические свойства макроэлементов, согласно данным:
Макроэлемент	Атомный номер	Атомная масса	Группа	Cвойства	Т. кип, °C	Т. плавл, °C	Физическое состояние при нормальны условиях
		14,0		неметалл	195,8	210,00	бесцветный газ
		30,97		неметалл	44,1		твердое вещество
		39,1		металл		63,5
		40,8		металл	1495		твердый белый металл
		24,31		металл	1095		металл серебристо-белого цвета
		3,07		неметалл	444, 6	112,8	хрупкие кристаллы желтого цвета
		55,85	VIII	металл	1539	2870	металл серебристого цвета

Макроэлементы содержатся в природе повсеместно: в почве, горных породах, растениях, живых организмах. Некоторые из них, такие, как азот, кислород и углерод, являются составными элементами земной атмосферы.

Симптомы недостатка некоторых элементов питания у сельскохозяйственных культур, согласно данным:
Элемент	Общие симптомы	Чувствительные культуры
	Изменение зеленой окраски листьев на бледно-зеленую, желтоватую и бурую, Уменьшается размер листьев, Листья узкие и расположены под острым углом к стеблю, Число плодов (семян, зерен) резко уменьшается	Картофель, Репчатый лук, Земляника, Черная смородина,
	Скручивание краев листовой пластинки, Образование фиолетовой окраски	Картофель, Земляника, Красная смородина,
	Краевой ожог листьев, Вялость листьев, Свисание листьев, Полегание растений, Нарушение цветения, Нарушение плодоношения	Картофель, Земляника, Черная смородина,
	Побеление верхушечной почки, Побеление молодых листьев, Кончики листьев загнуты вниз, Края листьев закручиваются вверх	Картофель, Капуста белокочанная и цветная,
	Хлороз листьев	Картофель, Капуста белокочанная и цветная, Черная смородина,
	Изменение интенсивности зеленой окраски листьев, Стебли - деревянистые, Замедление роста,	Подсолнечник,
	Окраска листьев меняется до белой, Хлороз листьев	Плодовые, Картофель, Кукуруза,

Роль в растении

Биохимические функции

Высокий урожай любой сельскохозяйственной культуры возможен только при условии полноценного и достаточного питания. Кроме света, тепла и воды, растениям необходимы питательные вещества. В состав растительных организмов входит более 70 химических элементов, из них 16 абсолютно необходимых - это органогены (углерод, водород, азот, кислород), зольные микроэлементы (фосфор, калий, кальций, магний, сера), а также железо и марганец.

Каждый элемент выполняет в растениях свои функции, и заменить один элемент другим совершенно невозможно.

Из атмосферы

в растения в основном поступают кислород, углерод и водород. На их долю приходится 93,5 % сухой массы, в том числе, на углерод - 45 %, на кислород - 42 %, на водород - 6,5 %.

Следующими по значимости

для растений элементами являются азот, фосфор и калий:

Следующие макроэлементы

не менее важны для успешной жизнедеятельности растений. Их баланс влияет на множество важнейших процессов растения:

Недостаток (дефицит) макроэлементов в растениях

О дефиците того или иного макроэлемента в почве, а следовательно, и в растении отчетливо свидетельствуют внешние признаки. Чувствительность каждого вида растений к недостатку макроэлементов строго индивидуальна, однако имеются и некоторые схожие признаки. Например, при недостатке азота, фосфора, калия и магния страдают старые листья нижних ярусов, при нехватке кальция, серы и железа - молодые органы, свежие листья и точка роста.

Особенно отчетливо недостаток питания проявляется у высокоурожайных культур.

Избыток макроэлементов в растениях

На состояние растений влияет не только недостаток, но и избыток макроэлементов. Он проявляется, прежде всего, в старых органах, и задерживает рост растений. Часто признаки недостатка и избытка одних и тех же элементов бывают несколько схожи.

Симптомы избытка макроэлементов в растениях, согласно данным:
Элемент	Симптомы
	Подавляется рост растений в молодом возрасте Во взрослом - бурное развитие вегетативной массы Снижается урожайность, вкусовые качества и лежкость плодов и овощей Затягивается рост и созревание Снижается устойчивость к грибным заболеваниям Повышается концентрация нитратов Хлороз развивается на краях листьев и распространяется между жилками Коричневый некроз Концы листьев свертываются Листья опадают
	Листья желтеют На концах и краях более старые листья становятся желтоватыми или коричневыми Появляются яркие некротические пятна Раннее опадение листьев
	Неравномерность созревания Полегание Снижение сопротивляемости грибковым заболеваниям Снижение устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям Ткань не некротическая Слабый рост Удлинение междоузлий На листьях пятна Листья вянут и опадают
	Межжилковый хлороз с беловатыми некротическими пятнами Пятна окрашены либо имеют наполненные водой концентрические кольца Рост листовых розеток Отмирание побегов Опадание листьев
	Листья темнеют Листья немного уменьшаются Сморщивание молодых листьев Концы листьев втянуты и отмирают
	Снижается урожай Общее огрубение растений
	Ткань не некротическая Хлороз развивается между жилками молодых листьев Жилки зеленые, позднее весь лист - желтый и беловатый

Содержание макроэлементов в различных соединениях

Рекомендуются к применению на достаточно увлажненных дерново-подзолистых, серых лесных почвах, а также на выщелоченных черноземах. Они способны обеспечить до половины от общей прибавки урожая, получаемой от полной минеральной подкормки (NPK).

Однокомпонентные азотные удобрения делят на несколько групп:

. Это соли азотной кислоты и селитры. Азот содержится в них в нитратной форме.
и аммиачные удобрения : выпускают твердые и жидкие. Содержат азот в аммонийной и, соответственно, аммиачной форме.
. Это азот в аммонийной и нитратной форме. Пример - аммиачная селитра.
Амидные удобрения . Азот в амидной форме. К ним относятся мочевина и карбамид.
. Это карбамид-амиачная селитра, водный раствор мочевины и аммиачной селитры.

Источник получения промышленных азотных удобрений - синтетический аммиак, образованный из молекулярного азота и воздуха.

Фосфорные удобрения делят на несколько групп:

Содержащие в водорастворимой форме - суперфосфаты простой и двойной. Фосфор удобрений данной группы легко доступен растениям.
Содержащие , не растворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах (в 2%-ной лимонной) и щелочном растворе цитрата аммония. К ним относятся томасшлак, преципитат, термофосфаты и другие. Фосфор доступен растениям.
Содержащие , не растворимый в воде и плохо растворимый в слабых кислотах . Полностью фосфор данных соединений может растворяться только в сильных кислотах. Это костяная и фосфоритная мука. Считаются наиболее труднодоступными источниками фосфора для растений.

Основные источники получения фосфорных удобрений - природные фосфорсодержащие руды (апатиты и фосфориты). Кроме того, для получения этого вида удобрений используют богатые фосфором отходы металлургической промышленности (мартеновские шлаки, томасшлак).

Применение этого вида удобрений рекомендовано на почвах с легким гранулометрическим составом, а также на торфянистых почвах с низким содержанием калия. На прочих почвах с высоким валовым запасом калия потребность в данных удобрениях возникает только при возделывании калиелюбивых культур. К ним относятся корнеплоды, клубнеплоды, силосные, овощные культуры, подсолнечник и прочие. Характерно, что эффективность калийных удобрений тем сильнее, чем выше обеспеченность растений прочими основными элементами питания.

Калийные удобрения подразделяют на:

Местные калийсодержащие материалы . Это непромышленные калийсодержащие материалы: сырые калийные соли, кварц-глауконитовые пески, отходы алюминиевой и цементной продукции, растительная зола Однако использование этих источников неудобно. В районах с залежами калийсодержащих материалов их действие ослаблено, а дальняя транспортировка нерентабельна.
Промышленные калийные удобрения . Получают в результате обработки калийных солей промышленными способами. К ним относятся хлористый калий, хлоркалий-электролит, калимагнезия, калимаг и другие.

Источник производства калийных удобрений - природные месторождения калийных солей.

Магниевые удобрения

По составу подразделяют на:

Простые - содержат только один питательный элемент. Это магнезит и дунит.
Сложные - содержат два и более питательных элемента. К ним относятся азотно-магниевые (аммошенит или доломит-аммиачная селитра), фосфорно-магниевые (фосфат магниевый плавленый), калийно-магниевые (калимагнезия, полигалит карналлит), бормагниевые (борат магния), известково-магниевые (доломит), содержащие азот, фосфор и магний (магний-аммонийфосфат).

Источники производства магнийсодержащих удобрений - природные соединения. Некоторые используются непосредственно как источники магния, другие перерабатываются.

Соединения железа в почву не вносят, поскольку железо способно очень быстро переходить в неусвояемые растениями формы. Исключение составляют хелаты - органические соединения железа. Для обогащения железом растения опрыскивают железным купоросом, слабыми растворами хлорного и лимоннокислого железа.

Известковые удобрения

Известкование почв - это один из методов химической мелиорации. Считается самым выгодным способом повышения урожайности на кислых почвах. Действующее вещество известковых удобрений - это кальций (Ca) в форме карбоната кальция (CaCO 3) или оксида кальция СаО.

Известковые удобрения делятся на:

Содержание макроэлементов в органических удобрениях

Органические удобрения содержат значительное количество макроэлементов и являются важным средством для воспроизводства плодородия почв и роста продуктивности земледелия. Содержание макроэлементов в органических удобрениях колеблется от долей процента до нескольких процентов и зависит от многих природных факторов.

Свежий на соломенной подстилке

включает в состав весь спектр необходимых для жизни растения микроэлементов: азота - 0,45 - 0, 83 %, фосфора - 0,19 - 0,28 %, калия 0,50 - 0,67%, кальция 0,18 - 0,40 %, магния 0,09 - 0,18 %, серы 0,06 - 0,15% от всего объема вещества, включая воду и органику.

Полупревший подстилочный

содержит несколько больше макроэлементов: азота - 0,5 - 0,86%, фосфора - 0,26 - 0,47 %, калия - 0,59 - 0,60%.

Верховой

Переходный

Низинный

Навозная жижа

При молочно-товарных фермах

На сегодняшний день науке известны 92 химических элемента, и 81 из них присутствует в организме человека. Каждый из них выполняет определенную роль в процессах жизнедеятельности человека. Все эти вещества разделены на несколько групп по определенному признаку, и одни из таких веществ называются макроэлементы. Почему их так называют и чем они отличаются от микроэлементов, в чем их польза и где они содержатся, вы узнаете, прочитав нашу статью.

Значение термина

Все обнаруженные в организме человека химические составляющие разделяются на макро- и микроэлементы. Четыре макроэлемента называют главными, или органогенными, потому что они составляют основу всего нашего организма. Это углерод, водород, кислород и азот. Оставшиеся составляют другие макроэлементы, чье содержание не столь велико, как основных, а также микроэлементы.

Макроэлементами называют те вещества, процентное содержание которых в нашем организме выше 0,005% индекса массы тела, то есть они концентрируют в себе львиную долю массы клеток. Эти элементы присутствуют во всех главных тканях - костной, мышечной и крови. И если сложить процент органогенных и остальных макроэлементов, то в итоге мы получим 99% всей массы человеческого тела.

Список макроэлементов

К списку макроэлементов относятся:

кальций;
хлор;
фтор;
калий;
магний;
натрий;
фосфор;
сера.

Роль и значение в организме

Теперь, зная, какую часть нашего с вами организма составляют макроэлементы, становится совершенно ясно, что они жизненно необходимы для нас. Если хотя бы одного элемента будет недостаточно, то это приведет к проблемам со здоровьем и нежелательным последствиям. Правда, переизбыток также не ведет ни к чему хорошему. Именно поэтому очень важно знать норму содержания макроэлементов в организме человека, какие функции они выполняют и где содержатся.

У взрослого человека содержится около 1-1,5 кг этого макроэлемента. Для многих, наверное, не секрет, что кальций - это основа для нашей костной системы, а также наших зубов и волос. Однако на этом его функции не заканчиваются, он участвует в различных процессах, например, в нейронных и мышечных реакциях, отвечает за свертываемость крови, приводит в норму показатели инсулина и глюкозы. Кроме этого, он - основная составляющая тканевой жидкости, клеточных мембран и ядра.

Кальций помогает в борьбе с аллергией и воспалением, регулирует производство гормонов и ферментов, а наряду с натрием осуществляет контроль проходимости мембран у клетки. Также убирает из нашего организма опасные соли тяжелых металлов и представляет собой пробиотик и антиоксидант. Мы нуждаемся в этом макроэлементе постоянно, а потребность его становится больше в стрессовых и непредвиденных ситуациях, у женщин в интересном положении. А чтобы малыши были здоровыми и нормально развивались, он просто жизненно важен.

В день человек должен получить 1-1,2 г кальция. Однако этот показатель зависит от возраста и других индивидуальных факторов и выглядит следующим образом:

возраст до трех лет - 0,6 г;
возраст от 4 до 10 лет - 0,8 г;
возраст от 10 до 13 лет - 1 г;
возраст от 13 до 16 лет - 1,2 г;
возраст от 16 до 25 лет - 1 г;
взрослые от 25 до 50 лет - 0,8-1,2 г;
женщины в период беременности и кормления грудью - 1500-2000 мг.

Для нормального показателя содержания кальция необходимо включать в свой рацион:

молоко и другие молочные продукты;
рыбу и морепродукты;
мясо;
орехи;
сыр тофу;
зеленую часть репы;
листья одуванчика;
капусту;
бобовые.

Чтобы кальций лучше усваивался, одновременно с ним нужно употреблять дополнительно витамины D и C, еще необходимы лактоза и жирные ненасыщенные кислоты. Когда кальций усваивается, то в этом процессе участвует магний, а если его недостаточно, то кальций быстрее вымывается из наших костей и попадает в мышцы. Примечательно, что этот макроэлемент плохо усваивается при употреблении таких препаратов и веществ, как аспирин, щавелевая кислота, гормон эстроген и его производные.

Важно! Чрезмерное употребление кофе и алкогольных напитков способствует выведению кальция, поэтому при нехватке у вас этого элемента лучше сократить или вообще исключить эти напитки из своего меню.

Неважно то, что хлор в газообразном состоянии может привести к летальному исходу, а в виде соляной кислоты может вызвать сильнейшие ожоги, все равно этот элемент жизненно нам необходим. Он отвечает за поддержание водного баланса и еще выполняет множество полезных дел. В нашем организме нет таких органов и тканей, где не было бы хлора, но самая большая его концентрация в эпителии. Всего у взрослого человека присутствует 75-100 г этого макроэлемента.

Хлор, калий и натрий совместно обеспечивают водно-электролитный баланс. Кроме того, этот элемент оказывает помощь в задержке воды в тканях, приводит в норму кислотно-щелочной баланс, его можно обнаружить в желудочном соке, который расщепляет пищу и нормализует пищеварительный процесс.

Также хлор убирает отечность, отвечает за гибкость наших мышц, суставов, улучшает функционирование печени, способствует повышению аппетита и процессу расщепления жиров. Данный элемент играет существенную роль в поддержании уровня pH клеток, участвует в процессе выведения углекислого газа, токсических веществ из тела человека, благодаря ему эритроциты находятся в стабильном состоянии.

Чтобы поддерживать хорошее самочувствие всего организма, нам нужно всего 4-6 г хлора в сутки. Груднички получают хлор с молоком матери, поэтому она должна следить за уровнем этого элемента в своем организме.

Важно! Поскольку хлор находится в составе поваренной соли, его потребность возрастает, когда вы обильно потеете.

Помимо привычной нам каменной соли, хлор еще можно обнаружить в такой пище, как мясо, яйца, горбуша, зубатка, карась, мойва, камбала и другая рыба. Есть он и в крупах, бобовый и оливках, но его содержание значительно меньше.

Фтор, подобно кальцию, имеет влияние на костную ткань, отвечая за ее прочность и твердость. Именно от количества этого элемента зависит правильность формирования скелетных костей, здоровье и внешний вид волос, ногтей и зубов.

Кальций и фтор в паре мешают развитию кариеса, проникая в маленькие трещинки в эмали зуба. Фтор - один из участников сложного процесса кроветворения, осуществляет поддержку иммунной системы, служит профилактическим средством от остеопороза, а в том случае, если у вас перелом, то данный макроэлемент поможет быстрее срастись костям. Железо благодаря ему лучше усваивается нашим организмом, а соли тяжелых металлов и радионуклидов быстрее выводятся.

Каждый день человек должен получать от 0,5 до 4 мг этого элемента. Лучшим вариантом его получения является вода, которую мы пьем, поскольку фтор отлично усваивается из нее. Хотя с обычной едой фтор мы тоже употребляем. Он находится в:

черном и зеленом чае;
морепродуктах и рыбе;
грецких орехах;
крупах;
отрубях;
муке грубого помола;
мясе и яйцах;
молоке;
печени;
картофеле;
зеленых листовых овощах;
яблоках и грейпфрутах;
вине.

Правда, чтобы усвоить ежедневную норму фтора, нам необходимо съедать все это просто в огромных количествах, например, 700 г красной рыбы или 20 л молока. Поэтому вода - это основной источник фтора для нас, из которой этот элемент усваивается на 70%. Именно по этой причине в регионах, где в природной питьевой воде имеется мало фтора, его добавляют искусственно.

Калий - еще один важный элемент для нас с вами, и роль его незаменима в большинстве процессов обмена.

Поскольку функций у калия много, перечислим их в виде списка:

регулирует водный баланс;
поддерживает сердечный ритм в норме;
обеспечивает водно-солевой обмен;
приводит в норму PH-показатели организма;
убирает отеки;
участвует в активации ферментов;
помогает работе мышц, особенно сердца;
присутствие солей калия во всех мягких тканях организма (сосуды, мышцы, капилляры, клетки мозга, почки, печень и железы внутренней секреции);
имеет противосклеротическое действие, благодаря ему соли натрия не накапливаются на стенках сосудов и в клетках;
препятствует чрезмерному утомлению, поэтому необходим для спортсменов-профессионалов и людей в возрасте для хорошего самочувствия.

Норма калия в сутки для взрослых людей находится в пределах 1800-5000 мг, а для деток - в пределах 600-1700 мг. Такое различие в цифрах вызвано тем, что потребность в данном элементе напрямую зависит от вашего возраста, веса и того, какие у вас физические нагрузки, где вы проживаете и других факторов. Повышенное употребление калия рекомендовано людям, страдающим диареей, рвотой, если вы сильно потеете и в случае употребления мочегонных средств.

Чтобы получать необходимую дозу калия, обязательно включайте в свое меню следующие продукты:

сухофрукты;
свежие овощи и фрукты;
ягоды;
проросшие зерна;
разные виды орехов;
хлеб;
зелень мяты;
разнообразные молочные продукты;
рыбу.

Важно! Чтобы калий лучше усвоился, принимайте его одновременно с витамином В6, а вот алкогольными напитками злоупотреблять не нужно, это ухудшит его усвоение.

Магний присутствует в более чем трехстах реакциях жизнедеятельности нашего организма. Он помогает лучше усваиваться кальцию и витаминам группы В, стимулирует выработку витамина С, натрия, фосфора, калия, а ферменты лучше работают с ним на 50%. Доля магния в наших мышцах - 40%, а в клетках -10%.

Данный элемент принимает участие в углеводно-белковом и в межклеточном обмене энергией, содействует сокращению мышц сердца, приводит в норму пульс и уровень кислорода в крови, способствует снижению артериального давления, уменьшению образования тромбов, расширяя сосуды, выступает как регулятор содержания сахара в крови. Также этот элемент оказывает благотворное влияние на функционирование нервной системы, помогает бороться с усталостью, раздражительностью, бессонницей, способствует снятию мышечного напряжения и уменьшению количества спазмов.

Для женщин данный элемент играет еще более важную роль, поскольку способствует улучшению развития плода в период беременности и снижению риска преждевременных родов или выкидыша. С магнием лучше выполняет свои функции кишечник и желчный пузырь, он предохраняет желудок от несварения и гладкую мускулатуру печени от спазмов.

Мочеполовой системе тоже не обойтись без него, ведь он отвечает за вывод мочи, предотвращает спазмы, возникающие в данной области, особенно при ПМС у женского пола. Достаточный уровень магния помогает кальцию хорошо усваиваться, а не откладываться в виде камней, улучшает состояние больных астмой и бронхитом. Кости и зубы у детей в этом случае растут лучше, здоровее и качественнее.

Для взрослых людей в сутки нужно 350-500 мг магния. А у женщин в интересном положении эта норма повышается до 1000-1200 мг. Магний лучше усваивается вместе такими элементами, как кальций, фосфор и витамины С, Д, В1, В6, Е. Но некоторые вещества и продукты могут затруднять процесс его усвоения. К таким относятся: кальций в больших объемах, жиры, фосфаты, кобальт, цинк, свинец, кадмий, никель, а также кофе, алкоголь, некоторые препараты и антибиотики.

Обнаружить магний можно в:

листовых овощах и фруктах;
бобовых;
коричневом рисе;
продуктах из сои;
сухофруктах;
пшеничных зародышах;
цитрусовых;
кунжуте и семечках подсолнечника;
рыбе и морепродуктах;
молочных продуктах.

Знаете ли вы? Недостача такого макроэлемента, как магний, наблюдается у 90% человеческого населения! Такая цифра неприятно впечатляет и заставляет задуматься.

Натрий тоже относится к макроэлементам, нужным для нас. Его роль - обеспечение проводимости нервных импульсов, регуляция водного баланса, еще вы обнаружите его в составе крови. Натрий - это основа для межклеточных жидкостей, и им же заполнены все пространства между клетками. Калий и натрий на пару поддерживают нормальный баланс жидкости у нас, тем самым не допускают обезвоживания.

Как одна из составляющих крови, этот элемент отвечает за расширяемость сосудов, приводит в норму давление и оказывает влияние на функционирование миокарда. Пищеварительной системе без него тоже не обойтись по причине того, что он является участником в образовании желудочного сока, помогает с транспортировкой глюкозы нашим клеткам и, помимо этого, является активатором большинства ферментов для пищеварения.

Еще натрий оказывает свое влияние на функции выделительной системы, держит на нужном уровне pH баланс в организме и оказывает помощь в сохранении и накоплении многих необходимых элементов в крови.

Натрий в той форме, к которой мы привыкли, представляет собой обычную соль. Его норма на день для нас - это 4-6 г, а это приблизительно 10-15 г кухонной соли. Если у вас выделяется большое количество пота, то необходимость в этом веществе увеличивается.

Поваренная соль - это основной поставщик натрия, однако его можно найти и в обычных продуктах питания. Такими являются свекла, морская капуста, говядина, морковь, морепродукты, почки и сельдерей.

Доля фосфора в нашем теле примерно 1% от общей массы, при этом наибольшая его концентрация находится в костях (около 85%), а еще 15% распространены по всему организму.

Фосфор незаменим в таких процессах:

хорошая работа мозга;
формирование и развитие костей;
нормальное функционирование сердечно-сосудистой системы;
выработка гормонов и ферментов;
функционирование нервной системы;
обмен жирами, углеводами и белками;
работа сердца;
окислительно-восстановительные реакции;
образование фосфорилированных соединений (фосфолипиды, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты, фосфопротеиды, фосфорные эфиры углеводов, витамины, коферменты и другие), задействованных в метаболизме;
при перераспределении энергии и генетической информации по всем системам организма через межклеточную жидкость.

Есть интенсивная взаимосвязь между фосфором и кальцием. Эти два макроэлемента улучшают усвоение друг друга нашим организмом, совместно участвуют в формировании скелета и зубов. Помимо этого, необходимо наличие у нас таких элементов, как железо, магний, калий, витамины А, D, F, ферменты и белки. Без них фосфор будет плохо усвоен. А вот снижение уровня этого элемента случается из-за наличия алюминия, эстрогенов, магния, андрогенов, кортикостероидов и тироксина.

Каждый день взрослый нуждается в 1-2 г фосфора, а беременные и кормящие женщины - в 3-3,8 г, дети и подростки - в 1,5-2,5 г.

Важно! Если вы испытываете большие физические нагрузки, то ваша нужда в фосфоре значительно возрастет, почти на 100%.

Теперь выясним, какие продукты нужно употреблять в пищу, чтобы проблема нехватки этого важного макроэлемента никогда вас не коснулась. Найти фосфор можно в:

крупах;
хлебе;
в грибах;
в овощах (картофель, тыква, морковь, чеснок, капуста);
зелени;
грецких орехах и семечках подсолнечника;
в бобовых;
черной икре;
говяжьей печени и мозгах;
рыбе;
мясе кролика;
молочных продуктах;
яйцах.

Серу еще называют минералом красоты по той причине, что она является непременной составляющей для красивых волос, ногтей и кожи. Однако данный элемент влияет не только на внешность, но и на организм в целом. Сера занимает 0,25% от общего объема тела человека, она является одной из составляющих клеток, а также нервной, костной и хрящевой тканей. Сера задействована в процессах жизнедеятельности, является материалом, из которого состоят аминокислоты, ферменты, витамины и гормоны.

Центральная роль ей отведена в поддержке баланса кислот в крови и слаженной работы нервной системы. Сера приводит к норме уровень сахара в крови, улучшает иммунитет и является сильным антиаллергеном. Также она эффективно заживляет раны, убирает воспаления, повышает противостояние организма радиоизлучению, стимулирует печень выводить желчь, выводит шлаки и токсины из организма. Сера избавляет от мышечных судорог, а также от болей в мышцах и суставах.

В сутки человеку требуется 500-1200 мг серы. Чтобы достигнуть своей нормы, вам поможет употребление таких продуктов:

крупы и злаки;
хлебобулочные изделия;
лук, капуста, чеснок, спаржа;
хрен и горчица;
крыжовник, яблоки и виноград;
куриные яйца;
постная говядина;
рыба;
молочные продукты, в особенности сыр.

Органогенные элементы и их польза

Мы уже упоминали в начале статьи о самых существенных макроэлементах, которые составляют самую большую часть нашего организма. Это кислород, углерод, водород и азот. Рассмотрим каждый из этих элементов по отдельности и узнаем, какую роль они играют для поддержания нашей здоровой жизнедеятельности.

Кислород окружает нас повсюду, без него не было бы жизни на планете Земля, а так как мы являемся обитателями этой планеты, то потребность в кислороде стоит у нас на самом первом месте. Человеческий организм содержит примерно 65% кислорода, а это, на минуточку, где-то 40 килограммов! Для человека, как и для остальных жителей планеты, кислород является универсальным химическим окислителем. Без него не представляется возможным синтез АТФ -основной источник энергии для практически всех жителей планеты.

Благодаря кислороду мы имеем возможность высвобождать энергию из потребляемых нами веществ. Также он выводит продукты распада, в том числе углерода, находящегося в составе выдыхаемого нами углекислого газа. В свободной форме кислород находится в атмосфере, а в связанном виде почти во всех химических соединениях (преимущественно в воде). В состоянии покоя человек потребляет около 2 г кислорода в минуту. Источником кислорода для человека служит сам дыхательный процесс, при котором кислород попадает в организм из атмосферы а также через пищу и воду.

Процентное соотношение углерода в теле человека составляет 18%, это около 12 кг для взрослого человека. Как и прочие органогенные элементы, углерод приобретает биологическую ценность только в составе разнообразных соединений:

углеродные соединения - это материал, из которого состоят все ткани организма;
углерод - это структурный элемент органических соединений;
он является участником абсолютно всех процессов жизнедеятельности;
во время окисления углеродных соединений высвобождается энергия, которая нужна человеку ежедневно;
оксид углерода стимулирует работу легких и контролирует уровень pH в крови.

Углерод присутствует во всей пище в форме органических соединений, его суточная потребность для человека не определена.

Часть водорода в теле человека занимает 10%, а по количеству атомов - 50%, то есть каждый второй атом в нашем теле - это водород. Водород в отдельности не несет никакой ценности, он приобретает ее только в составе химических соединений - воды, протеинов, жиров, углеводов и других веществ. Наиболее ценное соединение для людей - это водород с кислородом, то есть вода, являющаяся средой для жизни и размножения клеток.

Знаете ли вы? Человек на целых 60 % состоит из воды! Однако распределяется по организму она по-разному, например, в жировой ткани количество воды достигает лишь 20 %, в костях - 25%, в печени - 70%, в мышечной ткани - 75%, в крови - 80%, а в мозге даже больше воды, чем в жидкой крови, - целых 85%.

Другая, не менее важная значимая группа водородных соединений - это кислоты, которые вырабатывают ион водорода и тем самым формируют pH среду. Еще одной задачей водорода является то, что он создает водородные связи, формирующие формы активных белков и двухцепочечную структуру ДНК.

Водород есть почти во всех продуктах, однако больше всего человек получает его из воды.

Массовая доля азота в человеческом теле достигает 2,5%. Азот является составляющим аминокислот, нуклеотидов, гемоглобина, некоторых гормонов и медиаторов. В аминокислотах он вырабатывает пептиды и белки, в нуклеотидах - ДНК и РНК, а в гемоглобине помогает транспортировать кислород по всем частям организма.

Несколько гормонов, образованных от аминокислот, также имеют азот в составе. Средства «общения» нервных клеток между собой - медиаторы также содержат ацетилхолин (атом азота).

Оксид азота, входящий в состав некоторых лекарств, влияет на стенки сосудов, расслабляя и расширяя их.

Азот - это 80% атмосферы, однако наш организм не способен перерабатывать этот элемент в простейшем виде. Его мы получаем из протеинов, пептидов, аминокислот, а также через соединения, его содержащие, - нуклеотиды, пурины и т. д. Норма азота в сутки - 10-20 г, что приблизительно равно 60-100 г белковой пищи в сутки.

Что происходит в организме при нехватке или избытке

Как бы человек не заботился о своем здоровье, современные условия жизни приводят к тому, что даже при самом разнообразном рационе может возникнуть нехватка какого-либо макроэлемента. Иногда также бывает, что человек сам себе ставит диагноз и принимает дополнительные добавки с макроэлементами, хотя на самом деле он в этом не нуждается. Чтобы вовремя определить нехватку или избыток макроэлементов, перечислим симптомы, которые возникают в таких случаях.

Симптомы нехватки

К основным симптомам недостаточного количества макроэлементов относятся:

суставные боли;
судороги;
усталость и сонливость;
проблемы с пищеварительной системой;
головные боли и головокружения;
отсутствие аппетита;
тошнота и рвота;
перепады настроения;
ломкость ногтевой пластины и выпадение волос;
остеопороз, артрит, камни в почках;
сухость кожи и потеря ее эластичности;
нарушение работы ЦНС и функционирования внутренних органов;
тахикардия;
частые простуды.

Избыток макроэлементов

Во время избытка макроэлементов могут возникнуть такие симптомы:

тошнота и рвота;
слабый или отсутствующий аппетит;
плохая работа почек;
аритмия;
общее недомогание;
рассеянное внимание;
брадикардия;
остеопороз;
пониженное или повышенное артериальное давление;
отеки;
раздражения и воспаления на коже;
появление камней в мочевом пузыре;
рези в глазах;
сухой кашель;
головная боль;
высокая температура тела;
при избытке фтора может развиться бронхит и пневмония.

Микроэлементы и макро: в чем разница?

Не секрет, что макро- и микроэлементы представляют огромную ценность для нашего здоровья, и нужно всегда следить за их достаточным уровнем в организме. Да, действительно и те, и другие очень важны, но есть довольно существенная разница между ними, и заключается она в том количестве, в котором они есть в организме.

Повторим еще раз, что макроэлементы - это элементы, присутствие которых в нашем организме колеблется от 25 г до 1 кг, а вот количество микроэлементов начинается от 0,015 г и ниже. Однако от этого их роль ничуть не уменьшается, будет появляться множество неприятных симптомов во время недостатка или избытка микроэлементов, точно также, как и во время недостатка или избытка макроэлементов. Микроэлементы также задействованы в большинстве жизненных процессов, каждый из них выполняет определенную задачу в нашей слаженной системе.

Работу нашего организма можно сравнить с работой большого механизма, в котором есть большие и маленькие детальки - макроэлементы и микроэлементы. При недостатке любой детали механизм уже будет работать неправильно, разница состоит в том, что при нехватке маленькой детали (т. е. микроэлемента) нарушения в работе будут не так заметны, а вот при недостатке большой детали (т. е. макроэлемента) работа механизма будет заметно нарушена.

Делая выводы, можно сказать, что за работой своего механизма нужно внимательно следить и помнить, что для хорошей слаженной работы важна каждая деталь. Макроэлементы - это одни из самых важных деталей, без них не было бы жизни и нас самих. Надеемся, что эта статья была для вас полезной и познавательной. Желаем крепкого здоровья вам и вашим близким!

Макроэлементами являются натрий, калий, магний, фосфор. Калий и натрий играют огромную роль в поддержании электролитного обмена. Они абсолютно необходимы для нормальной работы мышцы сердца, но при одном условии: соотношение этих макроэлементов должно быть на строго определенном уровне. Калий и натрий как бы дополняют друг друга: первый является внутриклеточным ионом, второй - внеклеточным. К сожалению, в организм современного человека нередко больше поступает солей натрия. Здесь речь прежде всего идет о любителях соленых блюд. В этом случае может возникнуть как абсолютная, так и относительная недостаточность солей калия. При хроническом дефиците калия могут возникнуть различного рода сердечные аритмии. Избыток солей натрия часто приводит к задержке в организме жидкости, возникновению отеков, что еще больше усугубляет сердечную недостаточность. Вот почему больным сердечной недостаточностью рекомендуют ограничить прием соленого.

Кстати, растительная и животная пища, которую мы употребляем, как правило, содержит достаточное для удовлетворения суточной потребности человека количество солей натрия и в принципе нет необходимости досаливать натуральную пищу. А вот продукты, богатые калием (сухие фрукты, капуста, особенно морская, мука грубого помола, картофель), следует регулярно употреблять.

Кальций и фосфор являются составными частями костного скелета, в построении которого они играют главную роль. Соли кальция необходимы для нормальной функции сердца и мышц. Фосфор же в биологическом аспекте по праву можно назвать наиболее жизненно важным элементом. Он входит в состав важнейших аминокислот, участвующих в синтезе генетических структур. Этот элемент является необходимым для нормальной работы нервных клеток. Активность кальция и фосфора зависит от строго определенного их соотношения в тканях организма, которое, кстати, осуществляется при наличии витамина Д. Весьма богаты кальцием молочные продукты, а фосфором - рыба, печень, яйца, сыр, молоко.

Магний - элемент, благодаря которому осуществляется проводимость по волокнам нервной системы. Он необходим и для нормальной работы сердца и костного скелета. Этот элемент регулирует просвет кровеносных сосудов, а также работу кишечника. Дефицит магния в организме нарушает функцию сердечно-сосудистой и мочевыделительной систем. Значительное количество его имеется в таких продуктах, как горох, фасоль, крупы гречневая и овсяная. При сердечно-сосудистых заболеваниях, особенно протекающих на фоне атеросклероза, хороший эффект дают так называемые магниевые диеты.

Kaзьмин B.Д.

Видеоурок 2: Строение, свойства и функции органических соединений Понятие о биополимерах

Лекция: Химический состав клетки. Макро- и микроэлементы. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ

Химический состав клетки

Обнаружено, что в клетках живых организмов постоянно содержатся в виде нерастворимых соединений и ионов около 80 химических элементов. Все они подразделяются на 2 большие группы по своей концентрации:

макроэлементы, содержание которых не ниже 0,01%;

микроэлементы – концентрация, которых составляет меньше 0,01%.

В любой клетке содержание микроэлементов составляет менее 1%, макроэлементов соответственно -- больше 99%.

Макроэлементы:

Натрий, калий и хлор – обеспечивают многие биологические процессы – тургор (внутреннее клеточное давление), появление нервных электрических импульсов.

Азот, кислород, водород, углерод. Это основные компоненты клетки.

Фосфор и сера – важные компоненты пептидов (белков) и нуклеиновых кислот.

Кальций – основа любых скелетных образований – зубов, костей, раковин, клеточных стенок. Также, участвует в сокращении мышц и свертывании крови.

Магний – компонент хлорофилла. Участвует в синтезе белков.

Железо – компонент гемоглобина, участвует в фотосинтезе, определяет работоспособность ферментов.

Микроэлементы содержатся в очень низких концентрациях, важны для физиологических процессов:

Цинк – компонент инсулина;

Медь – участвует в фотосинтезе и дыхании;

Кобальт – компонент витамина В12;

Йод – участвует в регуляции обмена веществ. Он является важным компонентом гормонов щитовидной железы;

Фтор – компонент зубной эмали.

Нарушение баланса концентрации микро и макроэлементов приводит к нарушениям метаболизма, развитию хронических болезней. Недостаток кальция – причина рахита, железа – анемия, азота – дефицит протеинов, йода – снижение интенсивности метаболитических процессов.

Расмотрим связь органических и неорганических веществ в клетке, их строение и функции.

В клетках содержится огромное количество микро и макромолекул, относящихся к разным химическим классам.

Неорганические вещества клетки

Вода . От общей массы живого организма она составляет наибольший процент – 50-90% и принимает участие практически во всех процессах жизнедеятельности:

терморегуляции;

капиллярных процессах, так как является универсальным полярным растворителем, влияет на свойства межтканевой жидкости, интенсивности обмена веществ. По отношению к воде все химические соединения делятся на гидрофильные (растворимые) и липофильные (растворимые в жирах).

От концентрации ее в клетке зависит интенсивность обмена веществ – чем больше воды, тем быстрее происходят процессы. Потеря 12% воды человеческим организмом – требует восстановления под наблюдением врача, при потере 20% – наступает смерть.

Минеральные соли. Содержатся в живых системах в растворенном виде (диссоциировав на ионы) и нерастворенном. Растворенные соли участвуют в:

переносе веществ сквозь мембрану. Катионы металлов обеспечивают «калиево-натриевый насос», изменяя осмотическое давление клетки. Из-за этого вода с растворенными в ней веществами устремляется в клетку либо покидает ее, унося ненужные;

формировании нервных импульсов, имеющих электрохимическую природу;

сокращении мышц;

свертывании крови;

входят в состав белков;

фосфат-ион – компонент нуклеиновых кислот и АТФ;

карбонат-ион – поддерживает Ph в цитоплазме.

Нерастворимые соли в виде цельных молекул образуют структуры панцирей, раковин, костей, зубов.

Органические вещества клетки

Общая черта органических веществ – наличие углеродной скелетной цепи. Это биополимеры и небольшие молекулы простой структуры.

Основные классы, имеющиеся в живых организмах:

Углеводы . В клетках присутствуют различные их виды -- простые сахара и нерастворимые полимеры (целлюлоза). В процентном отношении доля их в сухом веществе растений -- до 80%, животных – 20%. Они играют важную роль в жизнеобеспечении клеток:

Фруктоза и глюкоза (моносахара) – быстро усваиваются организмом, включаются в метаболизм, являются источником энергии.

Рибоза и дезоксирибоза (моносахара) – один из трех основных компонентов состава ДНК и РНК.

Лактоза (относится к дисахарам) – синтезируется животным организмом, входит в состав молока млекопитающих.

Сахароза (дисахарид) – источник энергии, образуется в растениях.

Мальтоза (дисахарид) – обеспечивает прорастание семян.

Также, простые сахара выполняют и другие функции: сигнальную, защитную, транспортную.
Полимерные углеводы – это растворимый в воде гликоген, а также нерастворимые целлюлоза, хитин, крахмал. Они играют важную роль в метаболизме, осуществляют структурную, запасающую, защитную функции.

Липиды или жиры. Они нерастворимы в воде, но хорошо смешиваются между собой и растворяются в неполярных жидкостях (не имеющих в составе кислород, например – керосин или циклические углеводороды относятся к неполярным растворителям). Липиды необходимы в организме для обеспечения его энергией – при их окислении образуется энергия и вода. Жиры очень энергоэффективны – с помощью выделяющихся при окислении 39 кДж на грамм можно поднять груз весом в 4 тонны на высоту в 1 м. Также, жир обеспечивает защитную и теплоизоляционную функцию – у животных толстый его слой способствует сохранению тепла в холодный сезон. Жироподобные вещества предохраняют от намокания перья водоплавающих птиц, обеспечивают здоровый лоснящийся вид и упругость шерсти животных, выполняют покровную функцию у листьев растений. Некоторые гормоны имеют липиднуюструктуру. Жиры входят в основу структуры мембран.

Белки или протеины являются гетерополимерами биогенной структуры. Они состоят из аминокислот, структурными единицами которых являются: аминогруппа, радикал, и карбоксильная группа. Свойства аминокислот и их отличия друг от друга определяют радикалы. За счет амфотерных свойств – могут образовывать между собой связи. Белок может состоять из нескольких или сотен аминокислот. Всего в структуру белков входят 20 аминокислот, их комбинации определяют разнообразие форм и свойств протеинов. Около десятка аминокислот относятся к незаменимым – они не синтезируются в животном организме и их поступление обеспечивается за счет растительной пищи. В ЖКТ белки расщепляются на отдельные мономеры, используемые для синтеза собственных белков.

Структурные особенности белков:

первичная структура – аминокислотная цепочка;

вторичная – скрученная в спираль цепочка, где образуются между витками водородные связи;

третичная – спираль или несколько их, свернутые в глобулу и соединенные слабыми связями;

четвертичная существует не у всех белков. Это несколько глобул, соединенных нековалентными связями.

Прочность структур может нарушаться, а затем восстанавливаться, при этом белок временно теряет свои характерные свойства и биологическую активность. Необратимым является только разрушение первичной структуры.

Белки выполняют в клетке множество функций:

ускорение химических реакций (ферментативная или каталитическая функция, причем каждый из них отвечает за конкретную единственную реакцию);
транспортная – перенос ионов, кислорода, жирных кислот сквозь клеточные мембраны;

защитная – такие белки крови как фибрин и фибриноген, присутствуют в плазме крови в неактивном виде,в месте ранений под действием кислорода образуют тромбы. Антитела -- обеспечивают иммунитет.

структурная – пептиды входят частично или являются основой клеточных мембран, сухожилий и других соединительных тканей, волос, шерсти, копыт и ногтей, крыльев и внешних покровов. Актин и миозин обеспечивают сократительную активность мышц;

регуляторная – белки-гормоны обеспечивают гуморальную регуляцию;
энергетическая – во время отсутствия питательных веществ организм начинает расщеплять собственные белки, нарушая процесс собственной жизнедеятельности. Именно поэтому после длительного голода организм не всегда может восстановиться без врачебной помощи.

Нуклеиновые кислоты. Их существует 2 – ДНК и РНК. РНК бывает нескольких видов – информационная, транспортная, рибосомная. Открыты щвейцарцем Ф. Фишером в конце 19-го века.

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Содержится в ядре, пластидах и митохондриях. Структурно является линейным полимером, образующим двойную спираль из комплементарных цепочек нуклеотидов. Представление о ее пространственной структуре было создано в в 1953 г американцами Д. Уотсоном и Ф. Криком.

Мономерные ее единицы --нуклеотиды, имеющие принципиально общую структуру из:

фосфат-группы;

дезоксирибозы;

азотистого основания (принадлежащие к группе пуриновых – аденин, гуанин, пиримидиновых – тимин и цитозин.)

В структуре полимерной молекулы нуклеотиды объединены попарно и комплементарно, что обусловлено разным количеством водородных связей: аденин+тимин – две, гуанин+цитозин – водородных связей три.

Порядок расположения нуклеотидов кодирует структурные последовательности аминокислот белковых молекул. Мутацией называются изменения порядка нуклеотидов, так как будут кодироваться белковые молекулы другой структуры.

РНК – рибонуклеиновая кислота. Структурными особенностями ее отличия от ДНК являются:

вместо тиминового нуклеотида – урациловый;

рибоза вместо дезоксирибозы.

Транспортная РНК – это полимерная цепочка, которая в плоскости свернута в виде листочка клевера, основной ее функцией является доставка аминокислоты к рибосомам.

Матричная (информационная) РНК постоянно образуется в ядре, комплементарно какому-либо участку ДНК. Это -- структурная матрица, на основе ее строения на рибосоме будет собираться белковая молекула. От всего содержания молекул РНК этот тип составляет 5%.

Рибосомная – отвечает за процесс составления молекулы белка. Синтезируется на ядрышке. Ее в клетке 85%.

АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. Это нуклеотид, содержащий:

3 остатка фосфорной кислоты;

В результате каскадных химических процессов дыхания синтезируется в митохондриях. Основная функция – энергетическая, одна химическая связь в ней содержит почти столько же энергии, сколько получается при окислении 1 г жира.

Предыдущая статья: Кто такой психопат и как его распознать Следующая статья: Истинная сущность библейского (иудохристианского) бога