Біогенні елементи

Біогенні елементи

Натрій і Калій - дуже важливі життєво необхідні елементи, які містяться в плазмі крові, лімфі. Найбільше Калію в печінці, нирках, серці, м'язах та в мозку. Загальний вміст Калію в організмі дещо більший від Натрію.

Основна біологічна функція розчинних у воді сполук s-елементів полягає у підтриманні водно-електролітного балансу. Катіони цих елементів істотно впливають на стан наводнення клітин та в'язкість цитоплазми. Входячи до складу електролітів крові, йони Натрію забезпечують сталу величину осмотичного тиску, а як компоненти буферних систем — підтри­мують на певному рівні рН біологічних рідин .

Йони К⁺ і Nа⁺ необхідні живим організмам для генерування біопотенціалів у нервовій системі, м'язах та секреторній тканині, а також для регулювання роботи серцевого м'яза (міокарда). Важливо знати, що йони Натрію Nа⁺ є основними позаклітинними йонами, а Калію К⁺ - внутрішньоклітинними .

Так, концентрація йонів K⁺ всередині клітини в 35 разів вища, ніж у позаклітинній рідині, а йонів Na⁺, навпаки, - в 14 разів більша в позаклітинному середовищі, ніж всередині клітини. Такий нерівномірний розподіл йонів Калію і Натрію по обидва боки клітинної мембрани є причиною виникнення біопотенціалів у клітинах.

Кальцій

У плазмі крові близько 46 % Кальцію знаходиться в йонізованому стані решта зв'язана з білками (альбумінами) та іншими аніонами (фосфат-, гідрогенкарбонат-, сульфат-, цитрат-іонами). Фізіологічно важливим чинником для біосистем є наявність вільного (йонізованого) Кальцію. Існує стан рівноваги між концентрацією йонів Са²⁺, що містяться в позаклітинній рідині і цитоплазмі. Градієнт концентрацій йонів Кальцію між поза- і внутрішньоклітинною рідинами є значним.

Незмінність концентрації лужних і лужноземельних металів усередині клітини і в позаклітинному просторі пов'язана зі своєрідним механізмом транспорту йонів крізь мембрани. Він здійснюється шляхом активного транспорту проти градієнту концентрацій за рахунок енергії гідролізу АТФ та шляхом дифузії йонів за градієнтом концентрацій, яка залежить від активності йонофорів.

Йони кальцію, що містяться в крові, посилюють її зсідання. Значне збільшення концентрації йонів Са²⁺, особливо у серцевому м'язі, негативно впливає на метаболічні процеси і може викликати руйнування клітинних структур. У зв'язку з цим у медичну практику впроваджена група лікарських засобів, так званих антагоністів Кальцію, які блокують проникнення йонів Кальцію в міокард, поліпшуючи роботу серцевого м'яза.

Відомо, що йони Кальцію гальмують збудження ЦНС, а тому істотне зменшення його концентрації в тканинах організму призводить до посилення збудження, аж до приступів тетанії.

Як зазначалось, мінеральні солі Кальцію у вигляді гідроксиапатиту та фторапатиту є основою кісткової тканини. Тому йони Кальцію впливають на ріст скелета, формування кісток, емалі зубів тощо.

Надмірне нагромадження Кальцію в деяких органах призводить до утворення каменів, що є причиною таких захворювань, як нефролітіаз або панкрсолітіаз, поліартрит, остеохондроз, катаракта.

Добова потреба дорослої людини в сполуках Кальцію становить 1,0-/,3 г. Вона забезпечується за рахунок рослинної їжі, молока, питної води. Засвоєння Кальцію організмом залежить від наявності в ньому вітаміну Д концентрація якого регулюється гормонами щитовидної залози.

Магній

Сполуки Магнію містяться у внутрішньоклітинних рідинах у вигляді гідратованих йонів, а у кістках скелету та емалі зубів - у вигляді нерозчинних фосфатів. Йони Магнію входять до складу біокомплексів з нуклеїновими кислотами. У складі комплексу з АТФ.

Залежно від концентрації Магній може як прискорювати, так і гальмувати процес передачі імпульсів по нервових волокнах. Він впливає на дихальні, рухові та інші центри мозку і. в цілому, заспокійливо діє на нервову систему, впливає на обмін Калію і Кальцію.

Магній входить до складу ферментів з групи трансфераз, які пришвидшують реакції перенесення різних функціональних груп від одного субстрату до іншого. Він позитивно впливає на вуглеводний та фосфорний обмін  сприяє виділенню жовчі, стимулює перистальтику кишківника.

Хлорофіл бере участь у синтезі вуглеводів і кисню, зв'язуючи вуглекислий газ з повітря і воду. Цей процес дає змогу підтримувати рівновагу кисню і вуглекислого газу в довкіллі, забезпечуючи життя на Землі.