ارزش نمک های معدنی برای بدن انسان نقش بیولوژیکی نمک های معدنی در بدن مهم ترین عملکرد نمک های معدنی این است که

نقش بیولوژیکی آب چیست؟ نمک های معدنی؟

آب فراوان ترین ترکیب معدنی موجودات زنده است. عملکرد آن تا حد زیادی توسط ماهیت دوقطبی ساختار مولکول های آن تعیین می شود.

1. آب یک حلال قطبی جهانی است. بسیاری از مواد شیمیایی در حضور آب به یون ها - کاتیون ها و آنیون ها تجزیه می شوند.

2. آب محیطی است که در آن واکنش های شیمیایی مختلفی بین مواد موجود در سلول صورت می گیرد.

3. آب یک عملکرد حمل و نقل را انجام می دهد. بیشتر مواد تنها زمانی می توانند به غشای سلولی نفوذ کنند که در آب حل شوند.

4. آب یک واکنش دهنده مهم در واکنش های هیدراتاسیون و محصول نهایی بسیاری از واکنش های بیوشیمیایی از جمله اکسیداسیون است.

5. آب به عنوان یک ترموستات عمل می کند که با هدایت حرارتی خوب و ظرفیت گرمایی آن تضمین می شود و به شما اجازه می دهد تا دمای داخل سلول را در زمان نوسان دمای محیط حفظ کنید.

6. آب محیط زندگی بسیاری از موجودات زنده است.

زندگی بدون آب غیرممکن است.

مواد معدنی نیز برای فرآیندهایی که در موجودات زنده اتفاق می‌افتد، مهم هستند. غلظت نمک ها در سلول خواص بافری آن را تعیین می کند - توانایی سلول برای حفظ واکنش کمی قلیایی محتویات آن در یک سطح ثابت.

سلول حاوی 1-1.5٪ نمک معدنی است. نمک ها ترکیبات یونی هستند، یعنی. آنها حاوی اتم هایی با بارهای مثبت و منفی جزئی هستند. در آب، نمک ها به راحتی حل می شوند و به یون ها تجزیه می شوند. تجزیه می شود تا یک کاتیون فلزی و یک آنیون باقیمانده اسید تشکیل شود. مثلا:

NaCl ––> Na + + Сl – ;

H 3 PO 4 ––> 2H + + HPO 4 2– ;

H 3 PO 4 ––> H + + H 2 PO 4 – .

بنابراین می گوییم نمک ها به صورت یون در سلول وجود دارند. به بیشترین میزان در سلول نشان داده می شوند و بیشترین اهمیت را دارند

کاتیون ها: K +، Na +، Ca2+، Mg2+.

آنیون ها: HPO 4 2 –، H 2 PO 4 –، Cl –، HCO 3 –، HSO 4 –.

بافت های زنده همچنین حاوی نمک هایی هستند که در حالت جامد هستند، به عنوان مثال، فسفات کلسیم، که بخشی از ماده بین سلولی بافت استخوان و پوسته نرم تن است.

اهمیت بیولوژیکی کاتیون ها

بیایید اهمیت مهم ترین کاتیون ها را در زندگی سلول و ارگانیسم در نظر بگیریم.

1. کاتیون های سدیم و پتاسیم (K + و Na +) که غلظت آنها در سلول و در فضای بین سلولی بسیار متفاوت است - غلظت K + در داخل سلول بسیار زیاد و Na + کم است. در حالی که سلول زنده است، تفاوت در غلظت این کاتیون ها کاملاً حفظ می شود. به دلیل اختلاف غلظت کاتیون های سدیم و پتاسیم در دو طرف غشای سلولی، اختلاف پتانسیل روی آن ایجاد و حفظ می شود. همچنین به لطف این کاتیون ها امکان انتقال تحریک در طول رشته های عصبی وجود دارد.

2. کاتیون های کلسیم (Ca 2+) فعال کننده آنزیم ها هستند، باعث لخته شدن خون می شوند، بخشی از استخوان ها، پوسته ها، اسکلت های آهکی هستند و در مکانیسم های انقباض عضلانی شرکت می کنند.

3. کاتیون های منیزیم (Mg 2+) نیز فعال کننده آنزیم هستند و بخشی از مولکول های کلروفیل هستند.

4. کاتیون های آهن (Fe 2+) بخشی از هموگلوبین و سایر مواد آلی هستند.

اهمیت بیولوژیکی آنیون ها

با وجود این واقعیت که در طول عمر سلول اسیدها و قلیاها به طور مداوم تشکیل می شوند، معمولاً واکنش سلول کمی قلیایی و تقریباً خنثی است (pH = 7.2). این امر توسط آنیون های اسیدهای ضعیف موجود در آن تضمین می شود که یون های هیدروژن را متصل یا آزاد می کنند و در نتیجه واکنش محیط سلول تقریباً بدون تغییر باقی می ماند.

توانایی یک سلول برای حفظ غلظت معینی از یون های هیدروژن (pH) نامیده می شود بافر کردن.

در داخل سلول، بافر عمدتاً توسط آنیون های H 2 PO 4 ارائه می شود - این سیستم بافر فسفات PH مایع داخل سلولی را بین 6.9 - 7.4 حفظ می کند.

در مایع خارج سلولی و در پلاسمای خون، نقش بافر توسط CO 3 2 – و HCO 3 – ایفا می شود - این سیستم بی کربنات PH را در 7.4 حفظ می کند.

نقش و عملکرد ویتامین ها، طبقه بندی آنها و اختلالات اصلی که با هیپو و ویتامینوز رخ می دهد را بشناسید.

متابولیسم آب نمک مجموعه ای از فرآیندهای توزیع آب و مواد معدنی بین فضاهای خارج و داخل سلولی بدن و همچنین بین بدن و محیط خارجی است. توزیع آب بین فضاهای آبی بدن به فشار اسمزی مایعات در این فضاها بستگی دارد که تا حد زیادی با ترکیب الکترولیت آنها تعیین می شود. سیر تمام فرآیندهای حیاتی به ترکیب کمی و کیفی مواد معدنی موجود در مایعات بدن بستگی دارد.

حفظ ثبات اسمزی، حجم و تعادل یونی مایعات خارج و داخل سلولی بدن با استفاده از مکانیسم‌های رفلکس، هموستاز آب-الکترولیت نامیده می‌شود. تغییر در مصرف آب و املاح، از دست دادن بیش از حد این مواد با تغییر در ترکیب محیط داخلی همراه است و توسط گیرنده های مربوطه درک می شود. سنتز اطلاعات وارد شده به سیستم عصبی مرکزی با این واقعیت به پایان می رسد که کلیه، ارگان مؤثر اصلی تنظیم کننده تعادل آب و نمک، محرک های عصبی یا هومورال را دریافت می کند که کار خود را با نیازهای بدن تطبیق می دهد.

توابع آب:

1) جزء اجباری پروتوپلاسم سلول ها، بافت ها و اندام ها. بدن یک فرد بالغ 50 تا 60 درصد (40 تا 45 لیتر) از آب تشکیل شده است.

2) حلال خوب و حامل مواد معدنی و مواد مغذی، محصولات متابولیک؛

3) مشارکت در واکنش های متابولیک (هیدرولیز، تورم کلوئیدها، اکسیداسیون پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها).

4) تضعیف اصطکاک بین سطوح تماس در بدن انسان.

5) جزء اصلی هموستاز آب-الکترولیت، بخشی از پلاسما، لنف و مایع بافتی.

6) تنظیم دمای بدن؛

7) اطمینان از انعطاف پذیری و کشش پارچه.

8) بخشی از شیره های گوارشی (همراه با نمک های معدنی) است.

نیاز روزانه یک فرد بالغ به آب در حالت استراحت 35-40 میلی لیتر به ازای هر کیلوگرم وزن بدن است. این مقدار از منابع زیر وارد بدن می شود:

1) آب مصرفی به عنوان نوشیدنی (1-1.1 لیتر) و همراه با غذا (1-1.1 لیتر)؛

2) آب، که در نتیجه تبدیل شیمیایی مواد مغذی (0.3-0.35 لیتر) تشکیل می شود.

اعضای اصلی که آب را از بدن خارج می کنند کلیه ها، غدد عرق، ریه ها و روده ها هستند. کلیه ها روزانه 1-1.5 لیتر آب، غدد عرق از طریق پوست - 0.5 لیتر، ریه ها 0.35 لیتر به صورت بخار (با افزایش و عمیق شدن تنفس - تا 0.8 لیتر در روز) از طریق پوست خارج می کنند. روده با مدفوع - 100-150 میلی لیتر آب.

نسبت بین مقدار آب ورودی به بدن و مقدار خارج شده از آن تعادل آب است. برای عملکرد طبیعی بدن مهم است که تامین آب مصرف را به طور کامل پوشش دهد، در غیر این صورت در نتیجه از دست دادن آب، اختلالات جدی در عملکردهای حیاتی ایجاد می شود. از دست دادن 10 درصد آب منجر به کم آبی (کم آبی) می شود؛ با از دست دادن 20 درصد آب، مرگ رخ می دهد. با کمبود آب در بدن، مایع از سلول ها به فضای بین بافتی و سپس به بستر عروقی حرکت می کند. اختلالات موضعی و عمومی متابولیسم آب در بافت ها می تواند خود را به شکل ادم و قطره نشان دهد. ادم تجمع مایع در بافت ها، قطره چکان تجمع مایع در حفره های بدن است. مایعی که در حین ادم در بافت ها و در حین ریزش در حفره ها جمع می شود ترانسودات نامیده می شود.

بدن نه تنها به آب، بلکه به نمک های معدنی نیز نیاز دارد که با غذا و آب وارد بدن می شود، به استثنای نمک خوراکی که به طور ویژه به غذا اضافه می شود. در مجموع، 70 عنصر شیمیایی در بدن حیوانات و انسان یافت شد که 43 عنصر غیر قابل جایگزینی (ضروری؛ lat. essentia - ذات) در نظر گرفته شده است. نیاز بدن به مواد معدنی مختلف متفاوت است. برخی از عناصر (درشت عناصر) به مقدار قابل توجهی (بر حسب گرم و دهم گرم در روز) وارد بدن می شوند: سدیم، منیزیم، پتاسیم، کلسیم، فسفر، کلر. سایر عناصر - ریز عناصر (آهن، منگنز، کبالت، روی، فلوئور، ید) در مقادیر بسیار کم (در میکروگرم در میلی گرم) مورد نیاز بدن هستند.

وظایف نمک های معدنی:

1) ثابت های بیولوژیکی هموستاز هستند.

2) ایجاد و حفظ فشار اسمزی در خون و تعادل اسمزی در بافت ها؛ 3) حفظ ثبات واکنش خون فعال (pH = 7.36-7.42) 4) شرکت در واکنش های آنزیمی.

5) در متابولیسم آب نمک شرکت کنید.

6) یون های سدیم، پتاسیم، کلسیم، کلر نقش مهمی در فرآیندهای تحریک و مهار، انقباض عضلانی و لخته شدن خون دارند.

7) بخشی جدایی ناپذیر از استخوان ها (فسفر، کلسیم)، هموگلوبین (آهن)، هورمون تیروکسین (ید)، آب معده (اسید کلریدریک) هستند.

8) اجزای جدایی ناپذیر تمام شیره های گوارشی هستند.

1) سدیم به صورت نمک خوراکی وارد بدن می شود (نیاز روزانه یک فرد بالغ 15-10 گرم)، تنها نمک معدنی است که به غذا اضافه می شود، در حفظ تعادل اسمزی و حجم مایعات در بدن شرکت می کند، تاثیر می گذارد. رشد بدن همراه با پتاسیم، فعالیت عضله قلب را تنظیم می کند و تحریک پذیری آن را تغییر می دهد. علائم کمبود سدیم: ضعف، بی تفاوتی، انقباض عضلانی، از دست دادن انقباض بافت عضلانی.

2) پتاسیم با سبزیجات، گوشت و میوه ها وارد بدن می شود. هنجار روزانه 1 گرم است. همراه با سدیم در ایجاد پتانسیل غشای بیوالکتریک (پمپ پتاسیم سدیم) شرکت می کند، فشار اسمزی مایع داخل سلولی را حفظ می کند و تشکیل استیل کولین را تحریک می کند. با کمبود، مهار فرآیندهای جذب (آنابولیسم)، ضعف، خواب آلودگی، هیپورفلکسی (کاهش رفلکس) مشاهده می شود.

3) کلر به شکل نمک خوراکی است. آنیون های کلر به همراه کاتیون های سدیم در ایجاد فشار اسمزی پلاسمای خون و سایر مایعات بدن نقش دارند. کلر نیز در اسید هیدروکلریک شیره معده وجود دارد. هیچ علامت کمبود یافت نشد.

4) کلسیم از لبنیات، سبزیجات (برگ های سبز) به دست می آید. همراه با فسفر در استخوان ها موجود است و یکی از مهم ترین ثابت های بیولوژیکی خون است. مقدار طبیعی کلسیم در خون انسان 2.25-2.75 mmol/l است. کاهش کلسیم منجر به انقباضات غیرارادی عضلات (تتانی کلسیم) و مرگ به دلیل ایست تنفسی می شود. کلسیم برای لخته شدن خون ضروری است. نیاز روزانه - 0.8 گرم.

5) فسفر از محصولات لبنی، گوشت و غلات به دست می آید. نیاز روزانه 1.5 گرم است که همراه با کلسیم در استخوان ها و دندان ها یافت می شود و بخشی از ترکیبات پر انرژی (ATP، کراتین فسفات) است. رسوب فسفر در استخوان ها فقط در صورت وجود ویتامین D امکان پذیر است با کمبود فسفر در بدن، دمینرالیزاسیون استخوان ها مشاهده می شود.

6) آهن از گوشت، جگر، لوبیا و میوه های خشک به دست می آید. نیاز روزانه 12-15 میلی گرم است. این جزء هموگلوبین خون و آنزیم های تنفسی است. بدن حاوی 3 گرم آهن است که 2.5 گرم آن در گلبول های قرمز به عنوان جزئی از هموگلوبین یافت می شود و 0.5 گرم باقی مانده بخشی از سلول های بدن است. کمبود آهن سنتز هموگلوبین را مختل می کند و در نتیجه منجر به کم خونی می شود.

7) ید از نوشیدن آب غنی شده با آن هنگام عبور از سنگ ها یا از نمک خوراکی با افزودن ید به دست می آید. نیاز روزانه 0.03 میلی گرم است. در سنتز هورمون های تیروئید شرکت می کند. کمبود ید در بدن منجر به گواتر بومی - بزرگ شدن غده تیروئید (بعضی از مناطق اورال، قفقاز، پامیر) می شود.

ویتامین ها(لاتین vita - زندگی + آمین) - مواد ضروری تامین شده با غذا که برای حفظ عملکردهای حیاتی بدن ضروری است. بیش از 50 ویتامین شناخته شده است.

عملکرد ویتامین ها:

1) کاتالیزورهای بیولوژیکی هستند و با آنزیم ها و هورمون ها تعامل دارند.

2) کوآنزیم هستند، یعنی. اجزای آنزیم با وزن مولکولی کم؛

3) در تنظیم فرآیند متابولیک به شکل مهار کننده ها یا فعال کننده ها شرکت کنید.

4) در تشکیل هورمون ها و واسطه ها شرکت کنید.

5) کاهش التهاب و ترویج ترمیم بافت آسیب دیده.

6) رشد، بهبود متابولیسم مواد معدنی، مقاومت در برابر عفونت ها، محافظت در برابر کم خونی، افزایش خونریزی.

7) ارائه عملکرد بالا.

بیماری هایی که در صورت عدم وجود ویتامین در غذا ایجاد می شوند، کمبود ویتامین نامیده می شوند. اختلالات عملکردی که با کمبود نسبی ویتامین رخ می دهد، هیپوویتامینوز است. بیماری های ناشی از مصرف زیاد ویتامین ها هیپرویتامینوز است. ویتامین ها با حروف الفبای لاتین، نام های شیمیایی و فیزیولوژیکی مشخص می شوند. بر اساس حلالیت، تمام ویتامین ها به 2 گروه محلول در آب و چربی تقسیم می شوند.

ویتامین های محلول در آب

1) ویتامین C - اسید اسکوربیک، ضد اسکوربوت. موجود در گل رز، مویز سیاه، لیمو. نیاز روزانه 50-100 میلی گرم است. در غیاب ویتامین C، اسکوربوت (اسکوربوت) ایجاد می شود: خونریزی و شل شدن لثه، از دست دادن دندان، خونریزی در عضلات و مفاصل. بافت استخوان متخلخل تر و شکننده تر می شود (شکستگی ممکن است رخ دهد). ضعف عمومی، بی حالی، خستگی، کاهش مقاومت در برابر عفونت ها،

2) ویتامین B1 - تیامین، آنتی نورین. موجود در مخمر آبجو، جگر، گوشت خوک، آجیل، غلات کامل و زرده تخم مرغ. نیاز روزانه 2-3 میلی گرم است. در غیاب ویتامین B1، بیماری بری بری ایجاد می شود: پلی نوریت، اختلال در قلب و دستگاه گوارش.

3) ویتامین B2 - ریبوفلاوین (لاکتوفلاوین)، ضد سبوره. موجود در کبد، کلیه ها، مخمر. نیاز روزانه 2-3 میلی گرم است. با کمبود ویتامین در بزرگسالان، اختلالات متابولیک، آسیب به چشم، مخاط دهان، لب ها، آتروفی پاپیلاهای زبان، سبوره، درماتیت، کاهش وزن مشاهده می شود. در کودکان - عقب ماندگی رشد.

4) ویتامین B3 - اسید پانتوتنیک، ضد درماتیت. نیاز روزانه 10 میلی گرم است. کمبود ویتامین باعث ضعف، خستگی، سرگیجه، درماتیت، آسیب به غشاهای مخاطی و التهاب عصبی می شود.

5) ویتامین B6 - پیریدوکسین، آنتی درماتیت (آدرمین). موجود در سبوس برنج، لوبیا، مخمر، کلیه ها، جگر، گوشت. توسط میکرو فلور روده بزرگ سنتز می شود. نیاز روزانه 2-3 میلی گرم است. کمبود ویتامین باعث تهوع، ضعف و درماتیت در بزرگسالان می شود. در نوزادان، تظاهر کمبود ویتامین تشنج (تشنج) است.

6) ویتامین B12 - سیانوکوبالامین، ضد کم خونی. موجود در جگر گاو و مرغ. توسط میکرو فلور روده بزرگ سنتز می شود. نیاز روزانه 2-3 میکروگرم است. بر خون سازی تأثیر می گذارد و از آنمی بدخیم T. Addison-A محافظت می کند. بیرمرا.

7) Viatmin Sun - اسید فولیک (فولاسین)، ضد کم خونی. موجود در کاهو، اسفناج، کلم، گوجه فرنگی، هویج، گندم، جگر، گوشت، تخم مرغ. در روده بزرگ توسط میکرو فلورا سنتز می شود. نیاز روزانه - 3 میلی گرم. بر سنتز اسیدهای نوکلئیک، خون سازی تأثیر می گذارد و از آنمی مگالوبلاستیک محافظت می کند.

8) ویتامین P - روتین (سیترین)، یک ویتامین تقویت کننده مویرگ ها. موجود در لیمو، گندم سیاه، توت سیاه، chokeberries و رز هیپ. نیاز روزانه 50 میلی گرم است. نفوذپذیری و شکنندگی مویرگ ها را کاهش می دهد، اثر ویتامین C را افزایش می دهد و باعث تجمع آن در بدن می شود.

9) ویتامین B5 (PP) - اسید نیکوتینیک (نیکوتینامید، نیاسین)، ضد پلاگریک. موجود در مخمر، سبزیجات تازه، گوشت. نیاز روزانه 15 میلی گرم است. در روده بزرگ از اسید آمینه تریپتوفان سنتز می شود. محافظت در برابر پلاگر: درماتیت، اسهال (اسهال)، زوال عقل (اختلالات روانی).

ویتامین های محلول در چربی

1) ویتامین A - رتینول، ضد اکسروفتالمیک. موجود در روغن ماهی، ماهی کاد و جگر ماهی هالیبوت. نیاز روزانه 1.5 میلی گرم است. رشد را افزایش می دهد و در برابر شب کوری یا شب کوری (همرالوپیا)، خشکی قرنیه (گزروفتالمی)، نرم شدن و نکروز قرنیه (کراتومالاسی) محافظت می کند. پیش ساز ویتامین A کاروتن است که در گیاهان یافت می شود: هویج، زردآلو، برگ جعفری.

2) ویتامین D - کلسیفرول، آنتی راشیتیک. موجود در کره گاو، زرده تخم مرغ، روغن ماهی. نیاز روزانه 5-10 میکروگرم است، برای نوزادان - 10-25 میکروگرم. تبادل کلسیم و فسفر در بدن را تنظیم می کند و از راشیتیسم محافظت می کند. پیش ساز ویتامین D در بدن 7-دهیدروکلسترول است که تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش در بافت ها (پوست) به ویتامین D تبدیل می شود.

3). ویتامین E - توکوفرول، ویتامین ضد استریل. موجود در کاهو، جعفری، روغن نباتی، بلغور جو دوسر، ذرت. نیاز روزانه 10-15 میلی گرم است. عملکرد تولید مثل و بارداری طبیعی را فراهم می کند. در غیاب آن، تحلیل عضلانی رخ می دهد، ضعف عضلانی و آتروفی استخوان ایجاد می شود.

4). ویتامین K - ویکازول (فیلوکینون)، ویتامین ضد خونریزی. موجود در برگ های اسفناج، کاهو، کلم، گزنه، گوجه فرنگی، توت روون و جگر. توسط میکرو فلور روده بزرگ سنتز می شود. صفرا برای جذب لازم است. نیاز روزانه 0.2-0.3 میلی گرم است. بیوسنتز پروترومبین را در کبد تقویت می کند و باعث لخته شدن خون می شود.

5). ویتامین F مجموعه ای از اسیدهای چرب غیر اشباع (لینولئیک، لینولنیک، آراشیدونیک) است که برای متابولیسم طبیعی چربی در بدن ضروری است. نیاز روزانه -10-12 گرم.

تقریباً تمام عناصر شناخته شده به طور شبانه روزی به نفع سلامت انسان کار می کنند. نمک های معدنی تعادل اسیدی و باز ثابت را تضمین می کنند و متابولیسم را تنظیم می کنند.

نقش فعال نمک های معدنی در فرآیندهای متابولیک بدن و تنظیم عملکرد آن تردیدی در ضرورت آنها باقی نمی گذارد. سنتز درون زا آنها غیرممکن است، به همین دلیل است که آنها از سایر مواد با عملکرد مشابه، به عنوان مثال، هورمون ها و حتی ویتامین ها جدا هستند.

فرآیندهای حیاتی بدن انسان با حفظ تعادل اسید-باز، غلظت معینی از نمک های معدنی خاص و نسبت متقابل مقادیر آنها کنترل می شود. این شاخص ها بر فعالیت و تولید هورمون ها، آنزیم ها تأثیر می گذارد و سیر واکنش های بیوشیمیایی را تعیین می کند.

بدن انسان تقریباً تمام عناصر شناخته شده در جدول تناوبی را دریافت و استفاده می کند، اما معنی و عملکرد بیشتر آنها هنوز ناشناخته است. مرسوم است که عناصر خرد را بسته به سطح تقاضا به دو گروه تقسیم می کنند:

• ریز عناصر؛
• عناصر کلان

تمام املاح معدنی به طور مداوم از بدن خارج می شوند؛ به همان میزان، باید با غذا دوباره پر شوند، در غیر این صورت مشکلات سلامتی اجتناب ناپذیر است.

نمک

معروف ترین نمک معدنی که نقش مهمی در هر سفره ای دارد؛ تقریباً هیچ غذایی بدون وجود آن کامل نمی شود. از نظر شیمیایی، کلرید سدیم است.

کلر در تشکیل اسید کلریدریک نقش دارد که برای هضم، محافظت در برابر آلودگی های کرمی ضروری است و جزء جدایی ناپذیر شیره معده است. کمبود کلر تأثیر بسیار منفی بر روند هضم غذا دارد و باعث ایجاد مسمومیت با خون در ادرار می شود.

سدیم عنصر بسیار مهمی است که میزان آب بدن را تنظیم می کند و بر عملکرد سیستم عصبی انسان تأثیر می گذارد. منیزیم و آهک را در سلول های بافتی و سیستم گردش خون حفظ می کند. نقش کلیدی در تنظیم تبادل املاح معدنی و آب در بدن دارد که کاتیون اصلی خارج سلولی است.

پتاسیم

پتاسیم، همراه با سدیم، عملکرد مغز را تعیین می کند، تغذیه آن را با گلوکز تقویت می کند و تحریک پذیری عضلات و بافت عصبی را حفظ می کند. بدون پتاسیم، تمرکز غیرممکن است، مغز قادر به انجام کار نیست.

تأثیر نمک های پتاسیم بر هضم نشاسته و لیپیدها ضروری است، آنها در تشکیل ماهیچه ها شرکت می کنند و قدرت و قدرت آنها را تضمین می کنند. همچنین بر تبادل املاح معدنی و آب در بدن تأثیر می گذارد که کاتیون اصلی درون سلولی است.

منیزیم

اهمیت منیزیم برای انسان و انواع متابولیسم بسیار بالاست. علاوه بر این، هدایت رشته های سلول عصبی را تضمین می کند، عرض لومن رگ های خونی در سیستم گردش خون را تنظیم می کند و در کار روده ها شرکت می کند. محافظی برای سلول ها، تقویت غشاهای آنها و به حداقل رساندن اثرات استرس است. نمک های منیزیم استحکام اسکلت و دندان ها را تضمین می کند و ترشح صفرا را تحریک می کند.

کمبود نمک های منیزیم منجر به افزایش تحریک پذیری، اختلال در عملکردهای بالاتر فعالیت عصبی مانند حافظه، توجه و اختلال در عملکرد همه اندام ها و سیستم های آنها می شود. بدن به طور موثری منیزیم اضافی را از طریق پوست، روده و کلیه ها دفع می کند.

منگنز

نمک منگنز از کبد انسان در برابر چاقی محافظت می کند، به کاهش سطح کلسترول کمک می کند و در متابولیسم کربوهیدرات ها و چربی ها نقش فعال دارد. تأثیر مثبت آنها بر عملکرد سیستم عصبی، استقامت عضلانی، خون سازی و رشد استخوان نیز شناخته شده است. منگنز لخته شدن خون را افزایش می دهد و به جذب ویتامین B1 کمک می کند.

کلسیم

اول از همه، کلسیم برای تشکیل و توسعه بافت استخوانی ضروری است. به لطف این عنصر، غشای سلول های عصبی تثبیت می شود و مقدار صحیح آن نسبت به پتاسیم عملکرد طبیعی قلب را تضمین می کند. همچنین جذب فسفر و پروتئین ها را تقویت می کند و نمک های کلسیم موجود در خون بر لخته شدن آن تأثیر می گذارد.

اهن

نقش آهن در فرآیندهای تنفس سلولی به خوبی شناخته شده است، زیرا جزء هموگلوبین و میوگلوبین عضلانی است. کمبود آهن باعث گرسنگی اکسیژن می شود که عواقب آن بر کل بدن تأثیر می گذارد. مغز به ویژه در برابر این عامل آسیب پذیر است و فوراً توانایی خود را برای کار از دست می دهد. جذب نمک های آهن با کمک اسید اسکوربیک و سیتریک افزایش می یابد، اما به دلیل بیماری های دستگاه گوارش کاهش می یابد.

فلز مس

نمک های مس در ارتباط نزدیک با آهن و اسید اسکوربیک کار می کنند و در فرآیندهای خون سازی و تنفس سلولی شرکت می کنند. حتی با وجود آهن کافی، کمبود مس منجر به کم خونی و گرسنگی اکسیژن می شود. کیفیت فرآیندهای خونساز و سلامت روان انسان نیز به این عنصر بستگی دارد.

کمبود فسفر با ارائه یک رژیم غذایی متعادل عملاً از بین می رود. با این حال، باید در نظر داشت که بیش از حد آن بر میزان املاح کلسیم و تامین آنها برای بدن تأثیر نامطلوب دارد. حوزه مسئولیت آن شامل فرآیندهای تولید انرژی و گرما از مواد مغذی است.

تشکیل استخوان و سیستم عصبی بدون فسفر و املاح آن غیرممکن است، همچنین حفظ عملکرد کافی کلیه ها، کبد، قلب و سنتز هورمون ها ضروری است.

فلوئور

فلوراید بخشی از مینای دندان و استخوان ها است و به حفظ سلامت آنها کمک می کند. مقدار کافی نمک آن در رژیم غذایی یک زن باردار خطر ابتلا به پوسیدگی دندان در آینده را در فرزندش کاهش می دهد. نقش آنها در فرآیندهای بازسازی پوست و بهبود زخم بسیار زیاد است، آنها جذب آهن توسط بدن را بهبود می بخشند و به عملکرد غده تیروئید کمک می کنند.

ید

نقش اصلی ید مشارکت آن در عملکرد غده تیروئید و سنتز هورمون های آن است. مقداری ید در خون، تخمدان ها و ماهیچه ها یافت می شود. سیستم ایمنی بدن انسان را تقویت می کند، در رشد بدن شرکت می کند و به تنظیم دمای بدن کمک می کند.

ساختن ناخن، پوست و مو، بافت عصبی و عضلانی بدون نمک های سیلیکون غیرممکن است. همچنین برای رشد بافت استخوانی و تشکیل غضروف و حفظ خاصیت ارتجاعی دیواره عروق اهمیت زیادی دارد. کمبود آن خطر ابتلا به دیابت شیرین و تصلب شرایین را ایجاد می کند.

کروم

کروم به عنوان یک تنظیم کننده انسولین عمل می کند و فعالیت سیستم آنزیمی درگیر در متابولیسم گلوکز و سنتز پروتئین ها و اسیدهای چرب را کنترل می کند. عدم مصرف کافی آن می تواند به راحتی منجر به دیابت شود و همچنین یک عامل خطر برای سکته مغزی است.

کبالت

مشارکت کبالت در فرآیندهای تضمین تامین اکسیژن به مغز ما را ملزم می کند که بر آن تاکید ویژه ای داشته باشیم. این در بدن به دو شکل ارائه می شود: به عنوان بخشی از ویتامین B12 به صورت متصل، در این شکل است که نقش خود را در سنتز گلبول های قرمز خون ایفا می کند. مستقل از ویتامین

فلز روی

روی متابولیسم لیپید و پروتئین را تضمین می کند و بخشی از حدود 150 ماده فعال بیولوژیکی است که توسط بدن تولید می شود. برای رشد موفقیت آمیز کودکان بسیار مهم است، زیرا در شکل گیری ارتباطات بین سلول های مغز شرکت می کند و عملکرد موفق سیستم عصبی را تضمین می کند. نمک های روی نیز در اریتروپوئیز نقش دارند و عملکرد غدد درون ریز را عادی می کنند.

گوگرد

گوگرد تقریباً در همه جای بدن وجود دارد، در تمام بافت ها و ادرار. کمبود گوگرد به ایجاد تحریک پذیری، اختلال در عملکرد سیستم عصبی، توسعه تومورها و بیماری های پوستی کمک می کند.

نمک های معدنی در محلول سلولی آبی به کاتیون ها و آنیون ها تجزیه می شوند. برخی از آنها را می توان در کمپلکس هایی با ترکیبات آلی مختلف گنجاند. محتوای یون های معدنی معمولاً از 1٪ جرم سلول تجاوز نمی کند. کاتیون های نمک مانند پتاسیم و سدیم تحریک پذیری سلول را فراهم می کنند. کلسیم باعث افزایش چسبندگی سلول ها به یکدیگر می شود. آنیون های اسیدهای ضعیف مسئول خواص بافری سیتوپلاسم هستند و واکنش کمی قلیایی را در سلول ها حفظ می کنند.

در زیر، به عنوان مثال، نقش بیولوژیکی مهم ترین عناصر شیمیایی سلول آورده شده است:

اکسیژن جزء مواد آلی، آب، آنیونهای اسیدهای معدنی

کربن جزء تمام مواد آلی، دی اکسید کربن، اسید کربنیک.

هیدروژن جزء آب، مواد آلی، به شکل پروتون، اسیدیته محیط را تنظیم می کند و تشکیل پتانسیل گذرنده را تضمین می کند.

نیتروژن جزء نوکلئوتیدها، اسیدهای آمینه، رنگدانه های فتوسنتزی و بسیاری از ویتامین ها.

گوگرد جزء اسیدهای آمینه (سیستئین، سیستین، متیونین)، ویتامین B1 و برخی کوآنزیم ها.

فسفر جزء اسیدهای نوکلئیک، پیروفسفات، اسید اورتوفسفریک، نوکلئوتید تری فسفات ها، برخی کوآنزیم ها.

کلسیم در سیگنال دهی سلولی شرکت می کند.

پتاسیم بر فعالیت آنزیم های سنتز پروتئین تأثیر می گذارد، در فرآیندهای فتوسنتز شرکت می کند.

منیزیم فعال کننده متابولیسم انرژی و سنتز DNA، بخشی از مولکول کلروفیل، لازم برای مونتاژ میکروتوبول های دوک.

آهن جزء بسیاری از آنزیم ها است که در بیوسنتز کلروفیل، در فرآیندهای تنفس و فتوسنتز نقش دارد.

مس یکی از اجزای آنزیم هایی است که در فتوسنتز نقش دارند.

منگنز یک جزء است یا فعالیت آنزیم های خاصی را تنظیم می کند، در جذب نیتروژن و در فرآیند فتوسنتز شرکت می کند.

مولیبدن جزء نیترات ردوکتاز، در تثبیت نیتروژن مولکولی.

کبالت جزء ویتامین B 12 که در تثبیت نیتروژن نقش دارد

تنظیم کننده رشد گیاه بور، فعال کننده آنزیم های تنفسی ترمیمی.

روی جزء برخی از پپتیدازها است که در سنتز اکسین ها (هورمون های گیاهی) و تخمیر الکلی نقش دارد.

تنها محتوای عناصر مهم نیست، بلکه نسبت آنها نیز مهم است. بنابراین، غلظت بالای یون K + و یون Na + کم در سلول حفظ می شود، در حالی که در محیط (آب دریا، مایع بین سلولی، خون) برعکس است.

مهمترین عملکردهای بیولوژیکی عناصر معدنی:

1. حفظ تعادل اسید و باز در سلول.

2. ایجاد خواص بافر سیتوپلاسم.

3. فعال شدن آنزیم ها;

4. ایجاد فشار اسمزی در سلول;

5. مشارکت در ایجاد پتانسیل های غشای سلولی.

6. تشکیل اسکلت داخلی و خارجی(تک یاخته ها، دیاتوم ها) .

2. مواد آلی

مواد آلی 20 تا 30 درصد از جرم یک سلول زنده را تشکیل می دهند. از این تعداد تقریباً 3٪ ترکیبات کم مولکولی هستند: اسیدهای آمینه، نوکلئوتیدها، ویتامین ها، هورمون ها، رنگدانه ها و برخی مواد دیگر. بخش اصلی ماده خشک سلول از ماکرومولکول های آلی تشکیل شده است: پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، لیپیدها و پلی ساکاریدها. در سلول های حیوانی، به عنوان یک قاعده، پروتئین ها غالب هستند، در سلول های گیاهی، پلی ساکاریدها غالب هستند. تفاوت های خاصی در نسبت این ترکیبات بین سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی وجود دارد (جدول 1).

میز 1

ترکیب	درصد از جرم یک سلول زنده
	باکتری ها	حیوانات
پلی ساکاریدها

2.1. سنجاب ها- مهمترین ترکیبات آلی حاوی نیتروژن غیر قابل تعویض سلول. اجسام پروتئینی نقش تعیین کننده ای در ساختن ماده زنده و در اجرای تمامی فرآیندهای حیات دارند. اینها حاملان اصلی زندگی هستند، زیرا دارای تعدادی ویژگی هستند که مهمترین آنها عبارتند از: تنوع پایان ناپذیر ساختار و در عین حال منحصر به فرد بودن بالای آن. طیف گسترده ای از تحولات فیزیکی و شیمیایی؛ توانایی تغییر برگشت پذیر و طبیعی پیکربندی یک مولکول در پاسخ به تأثیرات خارجی؛ تمایل به تشکیل ساختارها و کمپلکس های فوق مولکولی با سایر ترکیبات شیمیایی؛ وجود فعالیت بیولوژیکی - هورمونی، آنزیمی، بیماری زا و غیره.

پروتئین‌ها مولکول‌های پلیمری هستند که از 20 اسید آمینه ساخته شده‌اند* که در توالی‌های مختلف قرار دارند و با یک پیوند پپتیدی (C-N-single و C=N-double) به هم متصل می‌شوند. اگر تعداد اسیدهای آمینه در یک زنجیره از بیست تجاوز نکند، چنین زنجیره ای الیگوپپتید نامیده می شود، از 20 تا 50 - یک پلی پپتید **، بیش از 50 - یک پروتئین.

جرم مولکول های پروتئین از 6 هزار تا 1 میلیون دالتون یا بیشتر متغیر است (دالتون واحدی از جرم مولکولی است که برابر با جرم اتم هیدروژن است - (27-10×1.674 کیلوگرم). سلول های باکتری حاوی حداکثر سه هزار پروتئین مختلف هستند. در بدن انسان این تنوع تا پنج میلیون افزایش می یابد.

پروتئین ها حاوی 50-55٪ کربن، 6.5-7.3٪ هیدروژن، 15-18٪ نیتروژن، 21-24٪ اکسیژن، تا 2.5٪ گوگرد هستند. برخی از پروتئین ها حاوی فسفر، آهن، روی، مس و عناصر دیگر هستند. بر خلاف سایر عناصر سلولی، بیشتر پروتئین ها با نسبت ثابتی از نیتروژن (به طور متوسط ​​16٪ ماده خشک) مشخص می شوند. این شاخص هنگام محاسبه پروتئین توسط نیتروژن استفاده می شود: (جرم نیتروژن × 6.25). (100: 16 = 6.25).

مولکول های پروتئین دارای چندین سطح ساختاری هستند.

ساختار اولیه توالی اسیدهای آمینه در یک زنجیره پلی پپتیدی است.

ساختار ثانویه یک مارپیچ α یا ساختار β چین خورده است که به دلیل تثبیت مولکول توسط پیوندهای هیدروژنی الکترواستاتیکی که بین گروه های اسیدهای آمینه -C=O و -NH تشکیل می شود، ایجاد می شود.

ساختار سوم، سازماندهی فضایی یک مولکول است که توسط ساختار اولیه تعیین می شود. با پیوندهای هیدروژنی، یونی و دی سولفیدی (-S-S-) که بین اسیدهای آمینه حاوی گوگرد و همچنین برهمکنش های آبگریز تشکیل می شود، تثبیت می شود.

فقط پروتئین‌هایی که از دو یا چند زنجیره پلی‌پپتیدی تشکیل شده‌اند، ساختار چهارتایی دارند؛ این ساختار زمانی تشکیل می‌شود که مولکول‌های پروتئین منفرد در یک واحد ترکیب شوند. یک سازمان فضایی خاص (کروبی یا فیبریلار) برای عملکرد بسیار خاص مولکول های پروتئین ضروری است. بیشتر پروتئین‌ها فقط به شکلی فعال هستند که ساختار سوم یا چهارمی دارند. ساختار ثانویه برای عملکرد تنها چند پروتئین ساختاری کافی است. اینها پروتئین های فیبریلار هستند و بیشتر آنزیم ها و پروتئین های انتقالی کروی شکل هستند.

پروتئین هایی که فقط از زنجیره های پلی پپتیدی تشکیل شده اند ساده (پروتئین) و پروتئین هایی که دارای اجزای ماهیت متفاوت هستند پیچیده (پروتئین) نامیده می شوند. به عنوان مثال، یک مولکول گلیکوپروتئین حاوی یک قطعه کربوهیدرات، یک مولکول متالوپروتئین حاوی یون های فلزی و غیره است.

با توجه به حلالیت در حلال های فردی: محلول در آب. محلول در محلول های نمکی - آلبومین ها، محلول در الکل - آلبومین ها؛ گلوتلین های محلول در قلیایی

اسیدهای آمینه ماهیت آمفوتریک دارند. اگر یک آمینو اسید دارای چندین گروه کربوکسیل باشد، خواص اسیدی غالب است، اگر چندین گروه آمینه وجود داشته باشد، ویژگی های اساسی غالب است. بسته به غلبه آمینو اسیدهای خاص، پروتئین ها می توانند خواص بازی یا اسیدی نیز داشته باشند. پروتئین های کروی دارای یک نقطه ایزوالکتریک هستند - مقدار pH که در آن بار کل پروتئین صفر است. در مقادیر pH پایین پروتئین دارای بار مثبت و در مقادیر pH بالاتر دارای بار منفی است. از آنجایی که دافعه الکترواستاتیکی از چسبیدن مولکول های پروتئین به یکدیگر جلوگیری می کند، در نقطه ایزوالکتریک حلالیت به حداقل می رسد و پروتئین رسوب می کند. به عنوان مثال، پروتئین شیر کازئین دارای نقطه ایزوالکتریک در pH 4.7 است. وقتی باکتری های اسید لاکتیک شیر را تا این حد اسیدی می کنند، کازئین رسوب می کند و شیر «کشک» می شود.

دناتوره شدن پروتئین عبارت است از به هم خوردن ساختار سوم و ثانویه تحت تأثیر تغییرات pH، دما، برخی مواد معدنی و غیره. اگر ساختار اولیه مختل نشده باشد، پس از بازیابی شرایط عادی، بازسازی مجدد اتفاق می افتد - بازسازی خود به خودی ساختار سوم و فعالیت پروتئین. این خاصیت در تولید کنسانتره های غذای خشک و فرآورده های پزشکی حاوی پروتئین دناتوره شده از اهمیت بالایی برخوردار است.

*آمینو اسیدها ترکیباتی هستند که شامل یک گروه کربوکسیل و یک گروه آمین هستند که به یک اتم کربن متصل هستند که یک زنجیره جانبی به آن متصل است - نوعی رادیکال. بیش از 200 اسید آمینه شناخته شده است، اما 20 اسید آمینه که پایه یا بنیادی نامیده می شوند، در تشکیل پروتئین ها نقش دارند. بسته به نوع رادیکال، اسیدهای آمینه به غیرقطبی (آلانین، متیونین، والین، پرولین، لوسین، ایزولوسین، تریپتوفان، فنیل آلانین)، بدون بار قطبی (آسپارژین، گلوتامین، سرین، گلیسین، تیروزین، ترئونین، پولارسیستین) تقسیم می شوند. باردار (پایه: آرژنین، هیستیدین، لیزین، اسیدی: آسپارتیک و اسیدهای گلوتامیک). اسیدهای آمینه غیرقطبی آبگریز هستند و پروتئین های ساخته شده از آنها مانند قطرات چربی رفتار می کنند. اسیدهای آمینه قطبی آبدوست هستند.

**پپتیدها را می توان در نتیجه واکنش های چند تراکمی اسید آمینه و همچنین از هیدرولیز ناقص پروتئین ها به دست آورد. انجام عملکردهای تنظیمی در سلول. تعدادی از هورمون ها (اکسی توسین، وازوپرسین) اولیگوپپتید هستند. این برادیکیدین (پپتید درد) است، اینها مواد افیونی (داروهای طبیعی - اندورفین ها، انکفالین ها) بدن انسان هستند که دارای اثر ضد درد هستند. (مواد مخدر مواد افیونی را از بین می برد، بنابراین فرد نسبت به کوچکترین اختلالات در بدن - ترک - بسیار حساس می شود). پپتیدها شامل برخی از سموم (دیفتری)، آنتی بیوتیک ها (گرامیسیدین A) هستند.

وظایف پروتئین ها:

1. ساختاری. پروتئین ها به عنوان مواد ساختمانی برای تمام اندامک های سلولی و برخی از ساختارهای خارج سلولی عمل می کنند.

2. کاتالیزوری.به دلیل ساختار خاص مولکول یا وجود گروه های فعال، بسیاری از پروتئین ها توانایی تسریع کاتالیزوری روند واکنش های شیمیایی را دارند. آنزیم ها از کاتالیزورهای معدنی در ویژگی بالا متفاوت هستند و در محدوده دمایی باریک (از 35 تا 45 درجه سانتیگراد)، در pH کمی قلیایی و فشار اتمسفر عمل می کنند. سرعت واکنش هایی که توسط آنزیم ها کاتالیز می شود بسیار سریعتر از واکنش های کاتالیزورهای معدنی است.

3. موتور. پروتئین های انقباضی ویژه انواع حرکت سلول را فراهم می کنند. تاژک های پروکاریوت ها از فلاژلین ها ساخته شده اند، در حالی که تاژک های سلول های یوکاریوتی از توبولین ها ساخته شده اند.

4. حمل و نقل. پروتئین های حمل و نقل مواد را به داخل و خارج سلول منتقل می کنند. به عنوان مثال، پروتئین های پورین انتقال یون را تسهیل می کنند. هموگلوبین حامل اکسیژن است، آلبومین حامل اسیدهای چرب است. عملکرد حمل و نقل توسط پروتئین ها - ناقل غشاهای پلاسما انجام می شود.

5. محافظ. پروتئین های آنتی بادی مواد خارجی را به بدن متصل کرده و خنثی می کنند. گروهی از آنزیم های آنتی اکسیدانی (کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز) از تشکیل رادیکال های آزاد جلوگیری می کند. ایمونوگلوبولین های خون، فیبرین، ترومبین در لخته شدن خون نقش دارند و در نتیجه خونریزی را متوقف می کنند. تشکیل سموم با ماهیت پروتئینی، به عنوان مثال، سم دیفتری یا سم Vasillus turingiensis، در برخی موارد نیز می تواند به عنوان وسیله ای برای محافظت در نظر گرفته شود، اگرچه این پروتئین ها اغلب به آسیب رساندن به قربانی در فرآیند تهیه غذا کمک می کنند.

6. نظارتی. عملکرد یک ارگانیسم چند سلولی توسط هورمون های پروتئینی تنظیم می شود. آنزیم ها با کنترل سرعت واکنش های شیمیایی، متابولیسم داخل سلولی را تنظیم می کنند.

7. علامت.غشای سیتوپلاسمی حاوی پروتئین هایی است که می توانند با تغییر ساختار خود به تغییرات محیطی پاسخ دهند. این مولکول های سیگنال دهنده مسئول انتقال سیگنال های خارجی به داخل سلول هستند.

8. انرژی. پروتئین ها می توانند به عنوان ذخیره ای از مواد ذخیره ای مورد استفاده برای به دست آوردن انرژی عمل کنند. تجزیه 1 گرم پروتئین باعث آزاد شدن 17.6 کیلوژول انرژی می شود.