Химические элементы в организме человека.

Химические элементы в организме человека.

Многим химикам известны крылатые слова, сказанные в 40-х годах минувшего столетия немецкими учеными вальтером и Идой ноддак, что в каждом булыжнике на мостовой присутствуют все элементы периодической системы. Вначале эти слова были встречены далеко не с единодушным одобрением. Однако, по мере того как разрабатывались всё более точные методы аналитического определения химических элементов, учёные всё больше убеждались в справедливости этих слов.

Только в том случае, если согласиться с тем, что в каждом булыжнике содержатся все элементы, то это должно быть справедливо и для живого организма. Все живые организмы на земле, в том числе и человек, находятся в тесном контакте с окружающей средой. Жизнь постоянного обмена веществ в организме требует. Поступлению в организм химических элементов способствуют питание и потребляемая вода. В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определённом уровне (табл. 1. столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержания находятся в относительном постоянстве.

Организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества и 6% - на неорганические. Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород, кислород, в их состав входят также азот, фосфор и сера. В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I, F, Se. Например, если вес человека составляет 70 кг, то в нём содержится (в граммах: кальция - 1700, калия - 250, натрия - 70, магния - 42, железа - 5, цинка - 3. учёные договорились, что если массовая доля элемента в организме превышает 10 -2%, то его следует считать макроэлементом. Доля микроэлементов в организме составляет 10? - 3 - 10? - 5%. Внимание! Только в том случае, если содержание элемента ниже 10 - 5%,, его считают ультрамикроэлементом. Конечно, такая градация условна. По ней магний попадает в промежуточную область между макро - и микроэлементами.

Жизненно необходимые элементы.

Несомненно, время внесёт коррективы в современные представления о числе и биологической роли определённых химических элементов в организме человека. В данной статье мы будем исходить изтого, что уже достоверно известно. Роль макроэлементов, входящих в состав неорганических веществ, очевидна. Например, основное количество кальция и фосфора входит в кости (гидроксофосфат кальция Ca10(PO4) 6 (OH) 22), а хлор в виде соляной кислоты содержится в желудочном соке.

Микроэлементы вошли в отмеченный выше ряд 22 элементов, обязательно присутствующих в организме человека. Заметим, что большинство из них - металлы, а из металлов больше половины являются d - элементами. Последние в организме образуют координационные соединения со сложными органическими молекулами. Так, установлено, что многие биологические катализаторы - ферменты содержат ионы переходных металлов (d - элементов. Например, известно, что марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо - в 70, медь - в 30, а цинк - более чем в 100. Микроэлементы называют жизненно необходимыми, если при их отсутствии или недостатке нарушается нормальная жизнедеятельность организма. Характерным признаком необходимого элемента является колоколообразный вид кривой доза (n) - ответная реакция (R, эффект) (рис. 1. при малом поступлении данного элемента организму наносится существенный ущерб. Он на грани выживания функционирует. В основном это объясняется снижением активности ферментов, в состав которых входит данный элемент. При повышении дозы элемента ответная реакция возрастаети достигает нормы (плато. При дальнейшем увеличении дозы проявляется токсическое действие избытка данного элемента, в результате чего не исключается и летальный исход. Кривую на рис. 1 можно трактовать так: всё должно быть в меру и очень мало и очень много вредно. Например, недостаток в организме железа приводит к анемии, так как оно входит в состав гемоглобина крови, а точнее, его составной части - гема. У взрослого человека в крови содержится около 2, 6 г железа. В процессе жизнедеятельности в организме происходят постоянный распад и синтез гемоглобина. Для восполнения железа, потерянного с распадом гемоглобина, человеку необходимо суточное поступление в организм с пищей в среднем около 12 мг этого элемента. Связь анемии с недостатком железа была известна врачам давно, так как ещё в Xvii веке в некоторых европейских странах при малокровии прописывали настой железных опилок в красном вине. Однако избыток железа в организме тоже вреден. С ним связан сидероз глаз и лёгких - заболевания, вызываемые отложением соединений железа в тканях этих органов. Главный регулятор содержания железа в крови - печень.

Недостаток в организме меди приводит к деструкции кровеносных сосудов, патологическому росту костей, дефектам в соединительных тканях. Кроме того, считают, что дефицит меди служит одной из причин раковых заболеваний. В некоторых случаях поражение лёгких раком у людей пожилого возраста врачи связывают с возрастным снижением содержания меди в организме. Однако избыток меди в организме приводит к нарушению психики и параличу некоторых органов (болезнь Вильсона. Человеку причиняют вред лишь относительно большие количества соединений меди. В малых дозах их используют в медицине как вяжущее и бактериостазное (задерживающее рост и размножение бактерий) средство. Так, например, сульфат меди (II) применяют при лечении конъюктивитов в виде глазных капель (25%- ный раствор), а также для прижиганий при трахоме в виде глазных карандашей (сплав сульфата меди (II), нитрата калия, квасцов и камфоры. При ожогах кожи фосфором проводят её обильное смачивание 5%-ным раствором сульфата меди (II.

Примесные элементы.

Имеется большое число химических элементов, особенно среди тяжёлых, являющихся ядами для живых организмов, - они оказывают неблагоприятное биологическое воздействие. В табл. 3 приведены эти элементы в соответствии с периодической системой Д. и. Менделеева.

За исключением бериллия и бария, эти элементы образуют прочные сульфидные соединения. Существует мнение, что причина действия ядов связана с блокированием определённых функциональныхгрупп (в частности, сульфгидрильных) протеина или же с вытеснением из некоторых ферментов ионов металлов, например меди и цинка. Элементы, представленные в табл. 3, называют примесными. Их диаграмма доза - эффект имеет другую форму по сравнению с жизненно необходимыми (рис. 2. до определённого содержания этих элементов организм не испытывает вредного воздействия, но при значительном увеличении концентрации они становятся ядовитыми.

Встречаются элементы, которые в относительно больших количествах являются ядами, а в низких концентрациях оказывают полезное влияние. Например, мышьяк - сильный яд, нарушающий сердечно-сосудистую систему и поражающий почки и печень, в небольших дозах полезен, и врачи прописывают его для улучшения аппетита. Кислород, необходимый человеку для дыхания, в высокой концентрации (особенно под давлением) оказывает ядовитое действие.

Из этих примеров видно, что концентрация элемента в организме играет весьма существенную, а порой и катастрофическую роль. Среди примесных элементов имеются и такие, которые в малых дозах обладают эффективными лечащими свойствами. Так, давно было замечено бактерицидное (вызывающее гибель различных бактерий) свойство серебра и его солей. Например, в медицине раствор коллоидного серебра (колларгол) применяют для промывания гнойных ран, мочевого пузыря, при хронических циститах и уретитах, а также в виде глазных капель при гнойных конъюктивитах и бленнорее. Карандаши из нитрата серебра применяют для прижигания бородавок, грануляций. В разбавленных растворах (0, 1-0, 25%) нитрат серебра используют как вяжущее и противомикробное средство для примочек, а также в качестве глазных капель. Учёные считают, что прижигающее действие нитрата серебра связано с его взаимодействием с белками тканей, что приводит к образованию белковых солей серебра - альбуминатов. Серебро пока не относят к жизненно необходимым элементам, однако уже экспериментально установлено его повышенное содержание в мозгу человека, в железах внутренней секреции, печени. В организм серебро поступает с растительной пищей, например с огурцами и капустой.

В табл. 4 приведена периодическая система, в которой охарактеризована биоактивность отдельных элементов. Оценка на проявлении симптомов дефицита или избытка определённого элемента основана. Она учитывает следующие симптомы (в порядке возрастания эффекта: 1 - снижение аппетита; 2 - потребность в изменении диеты; 3 - значительные изменения состава тканей; 4 - повышенная повреждаемость одной или нескольких биохимических систем, проявляющаяся в специальных условиях; 5 - недееспособность этих систем в специальных условиях; 6 - субклинические признаки недееспособности; 7 - клинические симптомы недееспособности и повышенная повреждаемость; 8 - заторможенный рост; 9 - отсутствие репродуктивной функции. Крайней формой проявления дефицита или избытка элемента в организме является смертельный исход. Оценка биоактивности элемента сделана по девятибальной шкале в зависимости от характера симптома, для которого выявлена специфичность. При такой оценке наиболее высоким баллом характеризуются жизненно необходимые элементы.

Заключение.

Выявление биологической роли отдельных химических элементов в функционировании живых организмов (человека, животных, растений) - важная и увлекательная задача. Минеральные вещества, как и витамины, часто действуют как коферменты при катализе химических реакций, происходящих всё время в организме.

Весьма интересен вопрос о принципах отбора природой химических элементов для функционирования живых организмов. Не вызывает сомнения, что их распространённость не является решающим фактором. Здоровый организм сам способен регулировать содержание отдельных элементов. При наличии выбора (пищи и воды) животные инстинктивно могут вносить лепту в это регулирование. Возможности растений в данном процессе ограничены. Сознательное регулирование человеком содержания микроэлементов в почве сельскохозяйственных угодий также одна из важных задач, стоящих перед исследователями. Знания, полученные учёными в этом направлении, уже оформились в новую отрасль химической науки - бионеорганическую химию. Поэтому уместно напомнить слова выдающегося учёного XIX века а. ампера: "Счастливы те, кто Развивает Науку в Годы, Когда она не Завершена, но Когда в ней уже Назрел Решительный Поворот". Эти слова могут быть особенно полезны тем, кто стоит перед выбором профессии.

Химический состав клетки. Химическая организация клетки

Химическая организация клетки  — совокупность всех веществ, входящих в состав клетки . В состав клетки входит большое количество химических элементов Периодической системы , из которых 86 постоянно присутствуют, 25 необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, а 16—18 из них абсолютно необходимы.

Органогены — химические элементы, входящие в состав всех органических соединений и составляющие около 98% массы клетки.

Элемент	% содержание	Функция
Кислород	65—75	Входит в состав большинства органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды.
Углерод	15—18	Входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO2фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO3входит в состав минеральных скелетов.
Водород	8—10	Входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.
Азот	2—3	Входит в состав аминокислот, белков (в том числе ферментов и гемоглобина), нуклеиновых кислот, хлорофилла, некоторых витаминов.

Элементы, представленные в клетке в меньшем количестве — десятые и сотые доли процента.

Элемент	% содержание	Функция
Кальций	0,04—2,00	Содержится в мембране клетки, межклеточном веществе и костях. Участвует в регуляции внутриклеточных процессов, поддержания мембранного потенциала, передаче нервных импульсов, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза . Нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных.
Фосфор	0,2—1,0	Входит в состав АТФ в виде остатка фосфорной кислоты (PO43-). Содержится в костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).
Калий	0,15—0,4	Участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы. Содержится в межклеточных веществах. Участвует в фотосинтезе.
Сера	0,15—0,2	Содержится в некоторых аминокислотах, ферментах, тиамине . В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.
Хлор	0,05—0,1	Участвует в формировании осмотического потенциала плазмы крови и других жидкостей в виде аниона. Содержится в желудочном соке.
Натрий	0,02—0,03	Участвует в поддержании мембранного потенциала , генерации нервного импульса, процессах осморегуляции(в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови.
Магний	0,02—0,03	Кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.

К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела живых существ, относят ванадий , германий , йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец , никель , рутений , селен , фтор (зубная эмаль), медь , хром , цинк , молибден (участвует в связывании атмосферного азота), бор (влияет на ростковые процессы у растений).

Ультрамикроэлементы составляют менее 0,000001 % в организмах живых существ, к ним относят золото , серебро , которые оказывают бактерицидное воздействие, ртуть , подавляющую обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Также к ультрамикроэлементам относят платину и цезий , бериллий , селен , радий и уран . Функции ультрамикроэлементов ещё малопонятны.

Вещества в организме человека. Минеральные вещества в организме человека и их значение

Минеральными веществами в народе называют химические элементы, которые необходимы живым существам для поддержания нормальной работы. В медицине их называют биологически значимые элементы, потому что термин «минерал» обозначает твердое тело с кристаллической решеткой. В дальнейшем в этой статье под словосочетанием минеральные вещества будем подразумевать как раз необходимые для человека химические элементы.

По содержанию минеральные вещества в организме человека подразделяют на:

• Макроэлементы – содержание в теле более 0,01%
• Микроэлементы – содержание менее 0,01%

Все вокруг состоит их химических элементов, включая живых существ. Если Теория большого взрыва верна, то возраст вселенной примерно 13 млрд. лет. Сначала она была практически однородной, затем образовались легкие элементы, спустя некоторое время тяжелые. Вполне возможно, что кислород , который составляет 65% веса клетки человека, образовался 5 или может быть 10 млрд. лет назад!

Второй по массовой доле элемент в теле человека – углерод, примерно 18%, затем водород – 10%, азот – 3%. Эти четыре элемента называются органогенными. Они составляют большую часть органических структур органов и тканей.

Минеральные вещества в организме человека занимают главное место наряду с витаминами и другими питательными веществами. Они участвуют всех процессах, например, контроль цикла сна и бодрствования. Ученые из Дании установили, что во время сна уровень ионов в головном мозге отличается от уровня во время бодрствования. К тому же ионный баланс во время бодрствования делает нейроны более восприимчивыми, в отличие от баланса во время сна .

Рост, метаболизм, гомеостаз – все это осуществляется с помощью химически активных веществ.

Биологическая роль химических элементов в организме человека. Понятие гомеостаза

Исследование химического состава земной коры, почвы, морской воды, растений, животных и человека показали, что живые организмы содержат почти все элементы, что есть в земной коре и морской воде.

В результате естественного отбора основу живых систем составили 6 элементов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Они называются органогенами. Для них характерно образование водорастворимых соединений и многообразие химических связей. Элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности различных клеток и организмов, называются биогенными. В зависимости от концентрации в организме человека их делят на 3 группы (по Вернадскому):

• 1. Макроэлементы. Их содержание в организме более 102%. О, С, Н, N, Р, S, Са, Mg, Na, Cl.
• 2. Микроэлементы. Их содержание в организме находится в пределах от 1(Г3до КГ5% . I, Си, As, F, Вг, Sr, Ва, Со.
• 3. Ультрамикроэлементы. Их содержание ниже 1(Г5%. Hg, Au, V, Th, Ra, Se, Sb и другие.

В настоящее время в литературе ультрамикроэлементы объединены с микроэлементами в одну группу. В табл. 3.1 приведены уточненные данные по содержанию химических элементов в организме человека.

По значимости для жизнедеятельности химические элементы разделяют на жизненно необходимые (Са, Mg, К, Na, Р, Cl, Fe, Си, I, Zn, Mn, Cr, F, Мо, Со) и примесные элементы, биологическая роль которых недостаточно выяснена.

Биологическая роль химических элементов в организме человека разнообразна. Главная функция макроэлементов состоит в построении тканей, они входят в состав белков, нуклеиновых кислот, жиров и углеводов и поддерживают постоянное осмотическое давление, ионный и кислотно-основной состав.

Микроэлементы входят в состав ферментов, гормонов, витаминов, участвуют в обмене веществ, тканевом дыхании и обезвреживании токсических веществ. Они влияют на процесс кроветворения, восстановления-окисления, проницаемость сосудов и тканей.

Элементы могут проявлять специфическое сродство по отношению к некоторым органам и содержатся в них в высоких концентрациях. Хорошо известно, что цинк концентрируется в поджелудочной железе, иод — в щитовидной, фтор — в эмали зубов, алюминий, мышьяк, ванадий накапливаются в волосах и ногтях, кадмий, ртуть, молибден — в почках, олово — в тканях кишечника, стронций — в предстательной железе, костной ткани, барий — в пигментной сетчатке глаза, бром, марганец, хром — в гипофизе и т. д. Данные по распределению (топографии) некоторых макро- и микроэлементов в организме человека приведены на рис. 11.

В организме человека поддерживается баланс оптимальных концентраций биогенных элементов — химический гомеостаз. Гомеостаз (от греч. homoios — подобный, stasis — стояние) — способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять относительное динамическое постоянство своей структуры и свойств. Термин «гомеостаз» введен в 1932 г. американским физиологом У. Кэнноном. Поддержание гомеостаза — непременное условие существование организмов. Нарушение баланса оптимальных концентраций вследствие недостатка или избытка биогенного элемента мо-

Рис. 11. Концентрирование некоторых химических элементов в органах, тканях и биожидкостях человека

жет приводить к различным заболеваниям. Например, дефицит фтора вызывает кариес зубов, дефицит иода — эндемический зоб, избыток Мо — эндемическую подагру.

Жизненную необходимость, дефицит, токсичность химического элемента представляют в виде кривой зависимости «концентрация или доза химического вещества, воздействующего на организм — реакция организма» (рис. 12).

Плато описывает область концентраций, соответствующих оптимальному росту, здоровью, воспроизведению.

Протяженность плато определяет способность организма приспосабливаться к меняющимся условиям в окружающей среде. Боль-

Рис. 12. Кривая зависимости реакции организма от концентрации

веществ в пище

шая протяженность плато указывает на малую токсичность элемента и большую способность организма к адаптации по отношению к значительным изменениям содержания этого элемента. Наоборот, узкое плато свидетельствует о значительной токсичности элемента и резком переходе от необходимых организму количеств к опасным для жизни.

У биологических объектов низшего иерархического уровня плато более выпукло. Значения Д и Д называются критическими (пороговыми) значениями. Область гомеостаза — это область отрицательной обратной связи, так как организм работает в сторону возвращения системы в исходное (стационарное) состояние. При сильных нарушениях гомеостаза объект может перейти в область положительной обратной связи, когда изменения, вызванные воздействием вредных веществ, могут стать необратимыми, и объект все дальше и дальше будет отклоняться от стационарного состояния вплоть до летального исхода.

Для токсинов и ксенобиотиков восходящая ветвь отсутствует, плато короткое (или отсутствует), а крутизна нисходящей ветви характеризует токсичность вещества (рис. 13).

На основании этих зависимостей устанавливают ПДК для различных веществ. Однако гибель организма происходит как при переизбытке, так и при недостатке жизненно необходимых веществ. Поэтому дальше мы рассмотрим роль биогенных элементов в функционировании организма человека, нормы их поступления в организм и заболевания, возникающие при отклонении от этих норм.

Установлено, что в ряде случаев неблагоприятное действие на человека промышленных выбросов может усиливаться дефицитом биологически активных микроэлементов, которые в недостаточном количестве поступают с пищей в организм.

Рис. 13. Отклонение от нормы в зависимости от концентрации ксенобиотиков

Для большинства микроэлементов определены суточные нормы поступления их в организм человека. Разработаны рекомендации и по использованию пищевых продуктов, компенсирующих недостаток в организме тех или иных химических элементов (табл. 3.2).

Роль химических элементов в функционировании организма человека, нормы их поступления и перечень основных источников

Таблица 3.2

Химический элемент	Функция в организме	Среднесуточная потребность взрослого человека, мг	Лучшие пищевые источники
Кальций	Основной структурный компонент костей и зубов, входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. При его дефиците у взрослых развивается остеопороз — деминерализация костной ткани, а у детей нарушается развитие скелета, начинается рахит	800-1200	Молоко и молочные продукты (сыры и творог), зеленый лук, петрушка, фасоль
Магний	Участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и сердечной мышцы, стимулирует желчеотделение, повышает активность кишечника	350	Растительные продукты (крупы, пшеничные отруби, бобовые, урюк, курага, чернослив)
Калий	Участвует в передаче нервных импульсов, регулирует водно-солевой обмен, участвует в регуляции деятельности сердца. При его дефиците в организме человека развиваются нарушения функций нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем

Органические и неорганические вещества. Органические вещества

Органические соединения отличаются от неорганических, прежде всего, своим составом. Если неорганические вещества могут быть образованы любыми элементами Периодической системы, то в состав органических должны непременно входить атомы C и H. Такие соединения называют углеводородами (CH4 – метан, C6H6 – бензол). Углеводородное сырье (нефть и газ) приносит человечеству огромную пользу. Однако и распри вызывает нешуточные.

Производные углеводородов содержат в своем составе еще и атомы O и N. Представители кислородсодержащих органических соединений – спирты и изомерные им простые эфиры (C2H5OH и CH3-O-CH3), альдегиды и их изомеры – кетоны (CH3CH2CHO и CH3COCH3), карбоновые кислоты и сложные эфиры (CH3-COOH и HCOOCH3). К последним принадлежат также жиры и воски. Углеводы – тоже кислородсодержащие соединения.

Азотсодержащими называют амины (CH3-NH2), аминокислоты(NH2-CH2-COOH) и их межклассовые изомеры – нитросоединения (CH3-CH2-NO2), а также белки. Гетероциклические соединения бывают кислород-, азот- серсодержащими.

Почему же ученые объединили вещества растительные и животные в одну группу – органические соединения и в чем их отличие от неорганических? Одного четкого критерия, позволяющего разделить органические и неорганические вещества, нет. Рассмотрим ряд признаков, объединяющих органические соединения.

1. Состав (построены из атомов C, H, O, N, реже P и S).
2. Строение (связи С- Н и С – С обязательны, они образуют разной длины цепи и циклы);
3. Свойства (все органические соединения горючи, образуют при горении СО2 и H2O).

Среди органических веществ много полимеров природного (белки, полисахариды, натуральный каучук и др.), искусственного (вискоза) и синтетического (пластмассы, синтетические каучуки, полиэстер и другие) происхождения. Они обладают большой молекулярной массой и более сложным, по сравнению с неорганическими веществами, строением.

Наконец, органических веществ насчитывают более 25 миллионов.

Это лишь поверхностный взгляд на органические и неорганические вещества. О каждой из этих групп написан не один десяток научных трудов, статей и учебников.

Какой элемент в организме человека содержится в большом количестве. Что такое макро и микроэлементы

Все полезные и необходимые для организма вещества попадают в него благодаря продуктам питания, биологическим добавкам, призванным устранить дефицит определенных веществ. Поэтому к своему рациону необходимо отнестись предельно внимательно.

Перед тем как приступить к изучению функций микро и макроэлементов необходимо понимать их определение.

Так, макроэлементами принято считать соединения химических элементов или одиночные элементы, которые содержатся в организме в большом количестве, измеряемом граммами.

А значение микроэлементов отличается от макро количественными показателями. Ведь в данном случае химические элементы содержатся преимущественно в достаточно малом количестве.

Для того чтобы организм функционировал и в его работе не происходили сбои необходимо позаботиться о регулярном достаточном поступлении в него необходимых макро и микроэлементов. Информацию относительного этого можно рассмотреть на примере таблиц. Первая таблица наглядно продемонстрирует, какая суточная норма употребления тех или иных элементов является оптимальной для человека, а также поможет определиться с выбором всевозможных источников.

Данная таблица может быть использована в качестве наглядного примера и поможет сориентироваться при составлении меню. Таблица очень полезна и незаменима в случаях корректировки питания, вызванной возникновением заболеваний.

Строение белковых молекул

В настоящее время белковые молекулы изучены достаточно хорошо. На основе имеющихся данных сформулировано современное определение белков.

Белки — это высокомолекулярные органические соединения, построенные из аминокислот, соединенных пептидными связями, и имеющие большую молекулярную массу и сложную структурную организацию.

Исходя из методических соображений, в строении белковых молекул выделяют несколько уровней организации: первичный , вторичный , третичный и четвертичный.

Первичная структура

Формирование белковых молекул начинается с соединения аминокислот друг с другом. Это первый уровень или первичная структура белка.

Первичная структура белка — это нолинентидная цепь, в которой аминокислоты соединены пептидными связями.

Установление первичной структуры белка требует выполнения нескольких операций в определенной последовательности, которые перечислены в табл. 4.2.

Алгоритм действий при определении первичной структуры белка

Выполняемая операция	Цель и сущность превращения
Разрыв S-S-мости ков (если они есть)	Разворачивание полипептидной цепи. Осуществляют окислением S—S-мостиков иадмуравьиной кислотой до SO:jH-rpynn, которые не разрушаются при дальнейшем анализе
Частичный гидролиз но- линеитидных цепей	Укорачивание аминокислотных последовательностей, что облегчает их дальнейшую расшифровку. Осуществляют селективным ферментативным гидролизом (трипсином или химотрипсином) или химическими агентами (бром- циаиом, 2,4-динитрофторбензолом и др.)
Фракционирование полученных пептидов	Отделение полученных полипептидиых цепей друг от друга. Осуществляют методом электрофореза
Расшифровка аминокислотной последовательности в коротких пептидах	Определение первичной структуры в отдельных поли- пептидных цепях. Осуществляют масс-спектрометричес- ким методом или с использованием секвенатора

Макро-и микроэлементы в организме человека. Что такое макро- и микроэлементы

Макроэлементы содержатся в нашем организме в значительном количестве (больше 0,01% массы тела, иначе говоря, их содержание в теле взрослого человека измеряется граммами и даже килограммами). Макроэлементы подразделяют на:

• биогенные элементы, или макронутриенты, составляющие структуру живого организма. Из них формируются белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты. Это кислород, азот, водород, углерод;
• остальные макроэлементы, которые имеются в организме в больших количествах: кальций, калий, магний, натрий, сера, фосфор.

К микроэлементам относятся: железо, цинк, йод, селен, медь, молибден, хром, марганец, кремний, кобальт, фтор, ванадий, серебро, бор. Они участвуют во всех процессах жизнедеятельности и являются катализаторами биохимических реакций. Их суточное потребление менее 200 мг, и содержатся они в организме в маленьких дозах (менее 0,001% массы тела).

Влияние химических элементов на организм человека. 2 Влияние химических элементов на здоровье человека

Способность химических элементов вызывать нарушение жизнедеятельности организма называется токсичностью. В зависимости от степени воздействия на человека химические элементы делятся на классы опасности (СН 245-71): I – чрезвычайно опасные; II – высокоопасные; III – умеренно опасные; IV - малоопасные.

Среди химических элементов поступающих в почву из выбросов, сбросов и отходов наиболее опасными (I класс опасности) являются: мышьяк, кадмий, ртуть, свинец,селен, цинк, бенз(а)пирен и фтор; умеренную опасность (II класс опасности) представляют: бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма и хром; мало опасны (III класс опасности) – барий, ванадий, вольфрам, марганец, и стронций.

Большинство из выше перечисленных химических элементов I-го и II-го классов опасности по их содержанию в воде относятся ко II классу опасности, за исключением ртути, а также бериллия и таллия, которые относятся к I классу опасности.

Комплексный и куммулятивный характер действия загрязняющих веществ на живые организмы, полиэлементность техногенных геохимических аномалий требуют разработки более синтетических показателей оценки качества среды. Так геохимическими и гигиеническими исследованиями установлена зависимость между показателями здоровья населения и уровнем загрязнения почв территории, на которой оно проживает (табл. 18.1).

Видео Роль химических элементов в организме человека