Розділ «Тема 3. ЕЛЕМЕНТНИЙ СКЛАД ОРГАНІЗМІВ»

Магній (Mg). У вигляді йонів активує діяльність ферментів енергетичного обміну і синтезу ДНК, підтримує цілісність рибосом, зв'язуючи РНК і білок. У складі хлорофілу бере участь у фотосинтезі, а у вигляді солей входить до складу кісток, зубів.

Ферум (Fe). У складі гемоглобіну й міоглобіну здійснює транспорт газів, у складі ферментів (цитохромів, каталази, фередоксину) забезбечує перенесення електронів у процесах дихання й фотосинтезу. Є необхідним для утворення хлорофілів.

Фосфор (Р). У вигляді фосфатів міститься в кістковій тканині тварин й людини, входить до складу складних білків-фосфопротеїдів, нуклеїнових кислот, АТФ, фосфоліпідів, коферментів НАДФ тощо. У вигляді залишків ортофосфорної кислоти утворює макроергічні зв'язки. Для рослин є другим за важливістю (після Нітрогену) елементом мінерального живлення.

Хлор (Сl). У тварин входить до складу хлоридної кислоти шлункового соку, у вигляді йонів бере участь у регуляції осмотичного тиску плазми крові, стимулює процеси фотолізу води у рослин.

Сульфур (S). Бере участь у побудові сірковмісних амінокислот (метіоніну, цистеїну, цистину), вітамінів B1, Н і деяких ферментів. У складі вихідних сполук велике значення має для хемосинтезуючих і фотосинтезуючих бактерій. У живленні рослин займає третє місце після Нітрогену і Фосфору.

Особливості та біологічне значення мікроелементів. Мікроелементи – це хімічні елементи, на частку яких припадає від 0,000001 до 0,1% від маси тіла. Мікроелементами є Цинк, Йод, Купрум, Манган, Молібден, Кобальт та ін. Ці хімічні елементи розташовуються в нижніх періодах таблиці і є у переважній більшості металами з відносною атомною масою більше 50. Тому їх біологічна роль пов'язана з їх включенням до складу речовин (дихальних пігментів, вітамінів, гормонів, ферментів), що беруть участь у регуляції життєвих процесів. Мікроелементи називають у науці "каталізаторами каталізаторів".

Яке ж значення для організму основних мікроелементів?

Бор (В). У рослин впливає на ріст, процеси синтезу й перетворення вуглеводів. При нестачі відмирають провідні тканини, верхівкові бруньки, квіти і зав'язь.

Флуор. (F). У тварин входить до складу кісток і емалі зубів. Його нестача викликає карієс, а надлишок – плямисту емаль зубів. Є потужним інгібітором ферментів гліколізу.

Манган (Мn). Визначає активність ферментів-оксидаз, тому має велике значення для фотосинтезу, дихання, росту, азотного обміну.

Кобальт (Со). У тварин є складовою вітаміну В12 (ціанокобаламіну), який регулює кровотворення. У рослин бере активну участь у процесах азотфіксації, нуклеїнового обміну, запліднення.

Купрум (Сu). Бере участь у синтезі гемоглобіну, входить до складу гемоціаніну молюсків. У рослин є в складі ферментів дихання, фотосинтезу, фіксації азоту, підвищує стійкість до посухи.

Цинк (Ζn). У тварин є чинником росту, входить до складу ферменту карбоангід- рази, який каталізує виділення СO2 із Н2СО3. У рослин відіграє важливу роль у синтезі фітогормонів, входить до складу деяких ферментів.

Бром (Вr). Має заспокійливу дію на організм людини і тварин, поглиблюючи гальмівні процеси у ЦНС.

Молібден (Мо). Впливає на діяльність продихів, ростових процесів, підвищує стійкість рослин до грибкових захворювань. Унікальною здатністю до його накопичення характеризуються бобові рослини.

Иод (І). У тварин входить до складу гормонів щитоподібної залози. Є потужним інгібітором ферментів гліколізу.

Ультрамікроелементи – це хімічні елементи, вміст яких у клітинах не перевищує 0,000001%. Це Плюмбум, Платина, Аргентум, Аурум та ін. Фізіологічна роль цих елементів у біосистемах ще недостатньо вивчена. Наприклад, відомо, що лікарі-гомеопати успішно використовують для профілактики атеросклерозу препарати золота (в дуже малих кількостях), хоча механізм їхньої дії абсолютно невідомий.

Потреби організмів у хімічних елементах

Вміст елементів у різних організмів може залежати від особливостей життєдіяльності, вмісту елементів у довкіллі, типу живлення тощо. Потреби біосистем у хімічних елементах формувалися упродовж їхнього історичного розвитку, тому надходження і вміст елементів обов'язково регулюється різними способами нервовою системою, гормонами, "зв'язуючими" білками, сполуками із довкілля, які споживаються організмами. Серед елементів є такі, що присутні в клітинах усіх видів організмів, і такі, що мають значення лише для певних груп живих істот. Хімічні елементи організми поглинають із середовища і можуть концентрувати в тканинах та органах (так зване біологічне концентрування). Біологічне концентрування, або біоакумуляція – процес нагромадження з часом в організмі або окремих його органах певних речовин чи елементів, що надходять із довкілля. Завдяки біоакуміляції кількість елементів у біосистемах може в багато разів перевищувати їх концентрацію у навколишньому середовищі. У різних організмів вміст того чи іншого елемента в органах може дуже відрізнятися (наприклад, у орлів, які мають надзвичайно гострий зір, вміст Селену в сітківці в 100 разів більший, ніж у людини).

Різні органи організмів акумулюють різну кількість окремих елементів. Так, щитоподібна залоза хребетних накопичує йод, зернівки кукурудзи накопичують золото. Організми можуть концентрувати елементи з ґрунту, повітря, води та їжі, яка споживається. Концентрування елементів у біосистемах може бути пов'язане із: а) захистом від надмірного надходження елементів шляхом їхнього зв'язування або ізоляції; б) використанням для побудови опорних утворів (наприклад, кальцію для черепашок); в) використанням для побудови біомолекул (наприклад, Сульфуру для синтезу амінокислот); г) використанням у процесах життєдіяльності (наприклад, калію для регуляції роботи серця). Надмірне накопичення біосистемами деяких елементів може бути наслідком їхнього надмірного вмісту в навколишньому середовищі, що пов'язано із забрудненням важкими металами, радіонуклідами, появою ксенобіотиків тощо.