Водно-минеральный обмен

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таганрогский институт имени А. П. Чехова (филиал)

«Ростовского государственного экономического

Университета (РИНХ)»

РЕФЕРАТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «Биохимия»

НА ТЕМУ: «Водно - минеральный обмен»

Выполнила работу студентка

Группы ФСП - 121:

Энс Ирина Сергеевна

Проверил кандидат технических наук, доцент

кафедры физической культуры:

Хало Павел Владимирович

Таганрог 2020г.

Оглавление

Введение

1.Физико-химические свойства воды. Распределение и состояние воды в организме человека

1.1 Регуляция водного обмена

2. Элементарный состав организма

3.Биологическая роль макроэлементов К, Na, Mg, Ca, P, S, Fe,Cl

4.Биологическая роль микроэлементов Mn, Cu, Zn, I,Co,Se,Mo

Заключение

Список литературы

вода микроэлемент минеральный

Введение

Вода - одно из самых важных веществ по своим физико-химическим свойствам. Большое количество воды внутри и вне клеток указывает на необходимость ее для процессов жизнедеятельности организма. Функции клеток зависят от общего количества внутриклеточной и внеклеточной воды, от обводнения субклеточных структур, от водного микроокружения макромолекул. Содержание воды в теле человека и распределение ее внутри и вне клеток зависит от возраста. Нарушение водного баланса клеток организма приводит к тяжелым последствиям, вплоть до его гибели.

С обменом воды тесно связан минеральный обмен. Живые организмы содержат большое количество элементов периодической системы. Минеральные вещества вместе с водой создают среду, в которой протекают все обменные процессы в клетках. С минеральными веществами связаны все биоэлектрические и электрофизиологические явления в организме. Минеральные вещества обеспечивают осмотическое давление. Они выполняют многие другие функции. Нарушение минерального обмена также приводит к тяжелой патологии.

Вода играет важную роль не только как обязательная составная часть всех клеток, но и как среда для протекания химических реакций. Масса воды убывает в зависимости от возраста: у трехмесячного эмбриона содержание воды составляет 96%, к моменту рождения - 76%, у взрослых мужчин воды 60%, у женщин - 50%. Больше всего воды в плазме крови, спинномозговой жидкости, моче, поте, где на ее долю приходится 90%. В сердце, мышцах, легких воды 80%, в костях - 25%, в эмали зуба - 2%.

1. Физико-химические свойства воды. Распределение и состояние воды в организме человека

Химически чистая вода - это прозрачная жидкость без запаха и вкуса. Молекула воды содержит 11,19% водорода и 88,81% кислорода. Молекулярная масса воды составляет 18,016, температура замерзания - 0°С, температура кипения +100°С, плотность воды при 4°C -1 г/см3.

Рис.1. Структурная формула H?O

Вода - отличный растворитель многих органических и минеральных веществ, что связано со структурой ее молекулы. Для воды характерна водородная связь, определяющая в значительной степени ее свойства и значение. Водородные связи возникают между частичным отрицательным зарядом атома кислорода одной молекулы воды и частичным положительным зарядом атома водорода соседней. Концентрацию ионов водорода в биологических системах выражают через водородный показатель - pH. Различают пресную, солоноватую и соленую воду. Вода содержит неорганические ионы, примеси органических веществ.

Вода в организме выполняет ряд жизненно важных функций. Прежде всего, она является универсальным растворителем минеральных и органических веществ, входящих в корма, и продуктов обмена веществ. Вода - пластический материал, из которого построены органы, ткани и клетки.

Вода необходима для нормального функционирования организма, так как доставляет к клеткам кислород и питательные вещества; позволяет перерабатывать пищу в энергию, выводит шлаки и отходы из нашего организма; участвует в регулировании температуры тела. Вода способствует тому, чтобы пища, которую мы едим, быстро переваривалась и усваивалась организмом. Вода служит в качестве смазки для наших суставов, а также регулирует и поддерживает температуру нашего тела.

Несмотря на то, что вода не имеет энергетической ценности (в ней отсутствуют белки, жиры и углеводы), она необходима для растворения витаминов, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека

Множественные функции воды определяются ее физико-химическими свойствами. Молекулы воды ассоциированы между собой при помощи водородных связей. На разрыв этих связей затрачивается значительное количество энергии. Благодаря этому вода играет важную роль в процессах терморегуляции организмов. Около 25% избытка тепловой энергии выделяется из организма в результате испарения воды с поверхности кожи. Приблизительно столько же тепла выделяется из организма с парами выдыхаемого воздуха.

Молекулы воды участвуют в создании вторичной и третичной структуры молекул белков. Все питательные вещества корма усваиваются в пищевом канале с участием воды (реакции гидролиза). Для воды характерна очень низкая вязкость, что придает водным растворам хорошую текучесть и быстрое перемещение жидкостей в организме. Вода и ее растворы смачивают трущиеся поверхности, способствуя улучшению их скольжения.

Состояния и виды воды в организме. Содержащуюся в организме воду условно разделяют на свободную и иммобилизованную. Свободная вода содержится в плазме крови, лимфе, спинномозговой жидкости, пищеварительных соках, моче. В межклеточных пространствах ее сравнительно мало и она удерживается там капиллярными силами. Свободная вода обеспечивает приток к тканям питательных веществ и удаление из них конечных продуктов обмена.

Иммобилизованная вода бывает двух видов: гидратационная и иммобильная. В отличие от свободной она лишена способности к свободному перемещению, причем меньшая ее часть прочно связана с полярными группами белков и других биополимеров (гидратационная вода). Она составляет около 4% всей воды тканей, 10-80% такой воды связывают белки. Белки тканей настолько активно гидратируются, что на каждые 100 г могут связывать от 18 до 50 г воды. Гидратационная вода по целому ряду признаков отличается от свободной. Она не замерзает при охлаждении до 0°С и несколько ниже, имеет повышенную плотность (1,48-2,45), в ней не растворяются растворимые в обычной воде вещества. Эти отличия обусловлены упорядоченным расположением молекул (диполей) воды вокруг полярных групп гидрофильных коллоидов.

Другая часть иммобилизованной воды (иммобильная), хотя и не связана полярными группами, лишена способности к свободному перемещению, так как она заключена в надмолекулярных клеточных структурах (мембраны, органеллы, фибриллярные агрегаты). Ее молекулы размещаются между мембранами клетки, волокнистыми молекулами и структурами. Такая вода сохраняет способность растворять соли и другие растворимые вещества, обеспечивает высокую скорость химических реакций в тканях, придает тканям упругость, способствует сохранению ими постоянной формы. Сольватация (гидратация) белков тканей и иммобилизация воды фибриллярными и мембранными структурами препятствует вытеканию последней при рассечении тканей.

С возрастом количество гидратационной воды в организме постепенно уменьшается в связи с падением у коллоидов способности к гидратации. Это приводит к тому, что коллоиды цитоплазмы постепенно подвергаются синерезису, вследствие чего ткани теряют упругость, сморщиваются. Между различными видами воды существует динамическое равновесие. Количество свободной воды возрастает в патологии (при нефритах, перикардитах, абсцессах, флегмонах). Возникают отеки. При кратковременной работе (10-15 мин) в организме накапливается межклеточная (свободная) вода, при длительной (свыше 30-60 мин) - внутриклеточная (иммобильная) вода.

Виды воды. Ткани и клетки используют два вида воды: экзо- и эндогенную. Экзогенная вода поступает в организм извне - с кормом и питьем. В общей массе она составляет 6/7 всей воды, необходимой для жизни организма. 1/7общей массы воды образуется в тканях животного как конечный продукт окисления нуклеиновых кислот, белков, липидов, углеводов. Это эндогенная вода. Установлено, что при полном окислении 100 г жиров организм получает 107,1 г воды, углеводов - 55,6 и белков -- 41,3 г воды. Количественное соотношение экзо- и эндогенной воды в организме зависит от вида и возраста животного, уровня его продуктивности и условий внешней среды (окружающей температуры, влажности, зоны обитания), рациона, сезона года и др.

1.1 Регуляция водного обмена

Регуляция водного обмена осуществляется нейрогуморальным путем, в частности, различными отделами центральной нервной системы: корой больших полушарий, промежуточным и продолговатым мозгом, симпатическими и парасимпатическими ганглиями. Также участвуют многие железы внутренней секреции. Действие гормонов в данном случае сводится к тому, что они изменяют проницаемость клеточных мембран для воды, обеспечивая ее выделение или реадсорбцию. Потребность организма в воде регулируется чувством жажды. Уже при первых признаках сгущения крови в результате рефлекторного возбуждения определенных участков коры головного мозга возникает жажда. Потребляемая при этом вода всасывается через стенку кишечника, причем ее избыток не вызывает разжижения крови. Из крови она быстро переходит в межклеточные пространства рыхлой соединительной ткани, печени, кожи и др. Указанные ткани служат депо воды в организме. На поступление и выделение воды из тканей определенное влияние оказывают отдельные катионы. Ионы Na+(натрия) способствуют связыванию коллоидными частицами белков, ионы К+(калия) и Са2+ (кальция) стимулируют выделение воды из организма.

Так, вазопрессин нейрогипофиза (антидиуретический гормон) способствует реадсорбции из первичной мочи воды, уменьшая выделение последней из организма.

Рис.2. Структурная формула вазопрессина

Гормоны коры надпочечников - альдостерон, дезоксикортикостерол - способствует задержке натрия в организме, а так как катионы натрия повышают гидратацию тканей, то в них задерживается и вода.

Рис.3. Структурная формула альдостерона

Рис.4. Структурная формула дезоксикортикостерола

Другие гормоны стимулируют выделение воды почками: тироксин - гормон щитовидной железы, параттгормон - гормон паращитовидной железы, андрогены и эстрогены - гормоны половых желез.

Рис.5. Структурная формула тироксина

Рис.6. Структурные формулы андрогенов и эстрогенов

Гормоны щитовидной железы стимулируют выделение воды через потовые железы. Количество воды в тканях, в первую очередь свободной, повышается при заболевании почек, нарушении функции сердечнососудистой системы, при белковом голодании, при нарушении функции печени (цирроз). Увеличение содержания воды в межклеточных пространствах приводит к отекам. Недостаточное образование вазопрессина приводит к увеличению диуреза, к заболеванию несахарным диабетом. Обезвоживание организма также наблюдается при недостаточном образовании в коре надпочечников альдостерона.

Вода и растворенные в ней вещества, в том числе минеральные соли, создают внутреннюю среду организма, свойства которой сохраняются постоянными или изменяются закономерным образом при изменении функционального состояния органов и клеток. Основными параметрами жидкой среды организма являются осмотическое давление, рН и объем.

Осмотическое давление внеклеточной жидкости в значительной мере зависит от соли (NaCl), которая в этой жидкости содержится в наибольшей концентрации. Поэтому основной механизм регуляции осмотического давления связан с изменением скорости выделения либо воды, либо NaCl, вследствие чего изменяется концентрация NaCl в жидкостях тканей, а значит, изменяется и осмотическое давление. Регуляция объема происходит путем одновременного изменения скорости выделения и воды, и NaCl. Кроме того, механизм жажды регулирует потребление воды. Регуляция рН обеспечивается избирательным выделением кислот или щелочей с мочой; рН мочи в зависимости от этого может изменяться в пределах от 4,6 до 8,0. С нарушением водно-солевого гомеостаза связаны такие патологические состояния, как дегидратация тканей или отеки, повышение или снижение кровяного давления, шок, ацидоз, алкалоз.

Регуляция осмотического давления и объема внеклеточной жидкости. Выделение воды и NaCl почками регулируется антидиуретическим гормоном и альдостероном.

Антидиуретический гормон (вазопрессин). Вазопрессин синтезируется в нейронах гипоталамуса. Осморецепторы гипоталамуса при повышении осмотического давления тканевой жидкости стимулируют освобождение вазопрессина из секреторных гранул. Вазопрессин увеличивает скорость реабсорбции воды из первичной мочи и тем самым уменьшает диурез (объём мочи, образуемой за определённый промежуток времени). Моча при этом становится более концентрированной. Таким путем антидиуретический гормон сохраняет необходимый объем жидкости в организме, не влияя на количество выделяемого NaCl. Осмотическое давление внеклеточной жидкости при этом уменьшается, т. е. ликвидируется стимул, который вызвал выделение вазопрессина. При некоторых болезнях, повреждающих гипоталамус или гипофиз (опухоли, травмы, инфекции), синтез и секреция вазопрессина уменьшается и развивается несахарный диабет.

Рис.7. Гормональная регуляция водно-минерального обмена - Антидиуретический гормон

Кроме снижения диуреза вазопрессин вызывает также сужение артериол и капилляров (отсюда и название), а, следовательно, и повышение кровяного давления.

Альдостерон. Этот стероидный гормон вырабатывается в коре надпочечников. Секреция увеличивается при снижении концентрации NaCl в крови. В почках альдостерон увеличивает скорость реабсорбции Na+(а вместе с ним и С1) в канальцах нефронов, что вызывает задержку NaCl в организме. Тем самым устраняется стимул, который вызвал секрецию альдостерона. Избыточная секреция альдостерона приводит, соответственно, к избыточной задержке NaCl и повышению осмотического давления внеклеточной жидкости. А это служит сигналом освобождения вазопрессина, который ускоряет реабсорбцию воды в почках. В результате в организме накапливается и NaCl, и вода; объем внеклеточной жидкости увеличивается при сохранении нормального осмотического давления.

Рис.8. Гормональная регуляция водно-минерального обмена - Альдостерон

Система ренин-ангиотензин. Эта система служит главным механизмом регуляции секреции альдостерона; от нее зависит также и секреция вазопрессина. Ренин представляет собой протеолитический фермент, синтезирующийся в гранулярные клетки (за огромное количество гранул в цитоплазме) , окружающих приносящую артериолу почечного клубочка.

Рис.9. Гормональная регуляция водно-минерального обмена - Ренин-ангиотензин

Ренин-ангиотензиновая система играет важную роль при восстановлении объема крови, который может уменьшиться в результате кровотечения, обильной рвоты, диареи, потения. Сужение сосудов под действием ангиотензина II играет роль экстренной меры для поддержания кровяного давления. Затем поступающие с питьем и пищей вода и NaCl задерживаются в организме в большей мере, чем в норме, что обеспечивает восстановление объема и давления крови. После этого ренин перестает выделяться, уже имеющиеся в крови вещества-регуляторы разрушаются и система приходит в исходное состояние.

Значительное уменьшение объема циркулирующей жидкости может стать причиной опасного нарушения кровоснабжения тканей, прежде чем регуляторные системы восстановят давление и объем крови. При этом нарушаются функции всех органов, и, прежде всего, головного мозга; возникает состояние, которое называют шоком. В развитии шока (а также отеков) существенная роль принадлежит изменению нормального распределения жидкости и альбумина между кровеносным руслом и межклеточным пространством. Вазопрессин и альдостерон участвуют в регуляции водно-солевого баланса, действуя на уровне канальцев нефрона - изменяют скорость реабсорбции компонентов первичной мочи.

Водно-солевой обмен и секреция пищеварительных соков. Объем суточной секреции всех пищеварительных желез достаточно велик. В нормальных условиях вода этих жидкостей вновь всасывается в кишечнике; обильная рвота и диарея могут быть причиной значительного снижения объема внеклеточной жидкости и дегидратации тканей. Значительная потеря жидкости с пищеварительными соками влечет за собой повышение концентрации альбумина в плазме крови и межклеточной жидкости, поскольку альбумин с секретами не выводится; по этой причине повышается осмотическое давление межклеточной жидкости, вода из клеток начинает переходить в межклеточную жидкость и функции клеток нарушаются. Высокое осмотическое давление внеклеточной жидкости приводит также к снижению или даже прекращению образования мочи.

Роль почек в водно-солевом обмене. В почках происходит фильтрация, реабсорбции, секреция натрия, калия. На почки оказывают регулирующее влияние альдостерон, антидиуретический гормон. В почках вырабатывается ренин - пусковой фермент ангиотензиновой системы. Почки осуществляют выделение протонов, и тем самым, регулируют рН.

2.Элементарный состав организма человека

Известно, что в состав органов и тканей животных и человека входят свыше 70 элементов из периодической системы Д.И. Менделеева. По количественному содержанию в организме их можно разделить на макроэлементы (их концентрация выше 0,001 %), микроэлементы (концентрация которых составляет 10-6 - 10-3 %) и ультромикроэлементы (концентрация меньше 10-6 %). К группе макроэлементов относятся: кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор, кальций, натрий, калий, магний, хлор и железо. К микроэлементам - йод, фтор, марганец, цинк, медь, молибден, кобальт, селен, бор, бром и др. и к ультромикроэлементам относятся: литий, алюминий, кремний, олово, мышьяк, титан, ванадий, хром, серебро, вольфрам и другие. Почти 99 % от перечисленных элементов приходится на долю кислорода, водорода, углерода и азота, в то время как содержание трех последних в земной коре ничтожно. Они являются составными компонентами воды, белков, липидов и минеральных веществ организма.

Таблица 1. Содержание элементов в организме.

3.Биологическая роль макроэлементов: Na, К, Ca, P, Mg, Cl, S,Fe,

Натрий. Натрий - основной катион внеклеточной жидкости (135-155 ммоль/л плазмы крови) - практически не поступает в клетки, и следовательно, определяет осмотическое давление плазмы и интерстициальной жидкости. При потере натрия появляется «осмотически свободная» вода, часть которой может перемещаться в клетки вследствие разницы осмотического давления (осмотический градиент), что приводит к набуханию клеток. Часть воды выводится почками. В конечном счете, то и другое уменьшает объем внеклеточного водного сегмента, в том числе и объем крови. Избыток натрия вызывает задержку дополнительного количества воды, увеличивающего внеклеточное пространство, к формированию отеков.

Натрий является одним из электролитов в организме, которые представляют собой минералы, необходимые организму в относительно больших количествах. Электролиты переносят электрический заряд, когда они растворены в жидкости организма, такой, как кровь.

Большая часть натрия в организме находится в крови и в жидкости внеклеточного пространства. Натрий помогает организму поддерживать нормальный баланс жидкостей. Натрий играет основную роль в нормальном функционировании нервов и мышц.

Калий. Его содержание в организме животных достигает 0,22-0,23% общей массы. Калий участвует в поддержании осмотического давления внутри клетки, передаче нервного импульса, регуляции сокращений сердечной и других мышц, входит в состав буферных систем крови и тканей, поддерживает гидратацию ионов и коллоидных частиц, активирует деятельность многих ферментов (АТФ-азы, пируват- и фруктокиназ и др.), является составной частью натрий - калиевого насоса клетки.

Калий относится к числу внутриклеточных элементов, где одним из его назначений является обеспечение внутриклеточного осмотического давления. В целом ионы К+ повышают скорость аэробного и угнетают анаэробное окисление углеводов. Ионы калия вместе с ионами натрия участвуют в процессе передачи нервного возбуждения с нерва на иннервируемый орган, а также между нейронами. При этом они обеспечивают образование медиаторов (ацетилхолина) на нервных окончаниях, а также в формировании соответствующей реакции иннервируемой ткани на воздействие медиатора. Он необходим для активирования ферментов, катализирующих заключительные этапы синтеза белков. Растения и бактерии могут использовать аммиак для синтеза белков только при наличии определенного количества калия и фосфора.

Кальций. Кальций участвует в создании структуры костной ткани, в процессах свертывания крови. Он снижает возбудимость нервной системы, стимулирует деятельность сердечной мышцы, понижает проницаемость клеточных мембран, уменьшает способность коллоидов связывать воду, участвует в регуляции деятельности многих ферментов.

Обмен кальция в организме регулируется паратгормоном и кальцитонином. Избыток кальция из организма выделяется с калом (в основном путем секреции слизистых оболочек кишок) и мочой.

Фосфор. Фосфор -- один из распространенных элементов органического мира. В организме животных встречаются как минеральные (различные фосфорнокислые соли), так и органические соединения фосфора. Одно из таких веществ -- гидроксиапатит -- основное минеральное соединение костной ткани.

Обмен фосфора в организме регулируется паратгормоном, частично-- половыми гормонами.

Магний. В основном магний сосредоточен в скелете и мягких тканях. Магний входит в состав костей и зубов, участвует в функционировании нервно-мышечного аппарата и иммунобиологических процессах, является составной частью и активатором многих ферментов (АТФ-азы мышц, АХЭ, фосфатаз), «регулятором» окислительного фосфорилирования и др. Магний обеспечивает сохранность уникальной структуры митохондрий и осуществление в них сопряжения окисления с фосфорилированием.

Хлор. Хлор составляет около 0,08% общей массы животного. Хлор содержится в виде анионов солей (натрия, калия, кальция, магния и др.) во всех жидкостях животных. Анионы хлора вместе с катионами натрия и калия поддерживают осмотическое давление плазмы и других жидкостей. Перемещаясь свободно через мембраны клеток, анионы хлора обеспечивают динамическое равновесие Н-ионов в клетках и окружающей их среде.

Обмен хлора в организме регулируется минералокортикоидами коры надпочечников.

Сера. Сера участвует в биосинтезе кератинов шерсти, принимает участие в образовании многих белков, гормонов, хондроитинсерной и таурохолевой кислот. Некоторая часть серы подвергается окислению, превращаясь в серную кислоту, которая используется клетками печени для нейтрализации токсических продуктов (индол, скатол) в виде парных соединений - фенолсерной кислоты, животного индикана.

Железо. Широко распространенный в природе элемент, имеющий большое биологическое значение. В организме животных железо содержится в сравнительно небольшом количестве - примерно 0,005 % от живой массы. Из этого количества 20-25% железа является резервным, 5-10% входит в состав миоглобина, около 1% содержится в дыхательных ферментах, катализирующих процессы дыхания в клетках и тканях. Данный химический элемент входит в состав более 70 различных ферментов.

4. Биологическая роль отдельных микро - и ультрамикроэлементов в организме человека

Медь Важнейшая функция меди в организме состоит в том, что она является катализатором при образовании гемоглобина крови, хотя сама и не входит в его состав. В физиологическом отношении железо и медь тесно связаны между собой, так как медь в синтезе гемоглобина по значению напоминает железо в синтезе хлорофилла, хотя последнее не входит в его структуру. Данный элемент повышает всасывание железа в кишечнике и использование его запасов в тканях, способствует поступлению железа в костный мозг, где они совместно принимают участие в созревании эритроцитов.

Медь оказывает влияние на углеводный обмен, ускоряет окисление глюкозы, задерживает распад гликогена и способствует его накоплению в печени. Она необходима также для синтеза йодированных соединений щитовидной железы. Оказывая влияние на обмен и использование углеводов, медь в организме животных находится в тесном взаимодействии с инсулином и адреналином.

Цинк. Биологическая роль цинка, в первую очередь, связана с функцией ферментов. Известно, что он является незаменимым металлокомпонентом более 80 ферментов, среди которых важнейшими являются алкогольдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа, глутаматдегидрогеназа, карбоангидраза, ДНК- и РНК- полимеразы, карбоксипептидаза, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа, альдолаза. Входя в структуру дегидрогеназ, цинк принимает участие в окислительно-восстановительных процессах клеток и тканей организма. В составе ДНК- и РНК-полимераз, микроэлемент имеет значение в реализации генетической информации при биосинтезе белка.

Цинк входит в состав некоторых гормонов (инсулин, кортикотропный гормон). Оказывает гипогликемическое действие, что объясняется не столько стабилизирующим влиянием цинка на инсулин, сколько инактивирующим его воздействием на фермент инсулиназу, положительно влияет на оссификацию, а также на образование соляной кислоты в сычуге и молочную продуктивность. Таким образом, с наличием данного элемента в организме, связаны процессы клеточного дыхания, обмен белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов, плодовитость, иммунитет, а также энергетический обмен.

Кобальт необходим для стимуляции роста микрофлоры рубца и синтеза витамина В12,который является коферментом энзимов, катализирующих реакции трансметилирования и биосинтеза гемсодержащих белков (гемоглобин, цитохромы, каталаза). Кобальт заметно активирует аргиназу и в меньшей степени дипептидазу, пируваткарбоксилазу, рибофлавинкиназу, щелочную фосфатазу и др. Однако он понижает активность пепсина и уреазы. Данный элемент участвует в обмене жирных кислот, в углеводном обмене и реализации функции фолиевой кислоты. Принимая участие в процессах гликолиза, ионы кобальта повышают антитоксическую функцию печени. Кобальт активизирует защитную функцию эпителиальных тканей кожи, кишечника и бронхов в отношении действия микроорганизмов и их токсинов.

Марганец играет роль активатора окислительного фосфорилирования. Он входит в состав ферментов - фосфоглюкомутазы, енолазы и др., активирует активность фосфофруктокиназы, аргиназы, дипептидазы, костную и щелочную фосфатазу. Считается, что он может оказывать профилактическое действие в отношении развития недостаточности венечных артерий сердца, диабета, патологии щитовидной железы, нарушении углеводного и липидного обменов.

Молибден. Данный элемент входит в состав ряда ферментов, участвующих в детоксикации чужеродных для организма веществ. Способствует задерживанию в организме фтора и таким образом препятствует развитию кариеса, а также метаболизма железа в печени. Молибден входит в состав простетической группы ксантиноксидазы - фермента, с помощью которого осуществляется пуриновый обмен в организме животных и человека. Содержится данный элемент также в ферменте альдегидоксидазе, который отвечает за превращение спиртов на стадии окисления альдегидов. Предполагается также, что в малых дозах молибден стимулирует образование гемоглобина, а в больших наоборот, тормозит этот процесс. Наибольшее количество молибдена содержат те органы, которые принимают наиболее активное участие в обмене веществ, - печень, почки и мезентеральные лимфоузлы, меньше его содержание в мышцах.

Селен является мощным антиоксидантом. Он контролирует окислительно-восстановительные процессы на клеточном уровне (обмен глюкозы, цикл Кребса, калиево-натриево-кальциевый обмен и др.), связан с функцией более 100 ферментов, участвующих в детоксикации продуктов метаболизма, регулирует окисление жирных кислот, участвует в синтезе важнейших гормонов. Так под влиянием селена активность адреналина понижается, инсулина - повышается. Это приводит к появлению гипогликемического эффекта: в крови уменьшается количество сахара, а в мышцах увеличивается содержание гликогена. Селен способен вытеснять серу и образовывать селен-гемоглобин, вызывая при этом гипохромную анемию.

Йод, активно влияя на обмен веществ и усиливая процессы диссимиляции, необходим для эндогенного синтеза гормонов щитовидной железы, а также для обеспечения нормального морфофункционального состояния щитовидной железы. При поступлении йодидов в клетки эпителия фолликула щитовидной железы йодид-ионы под влиянием фермента йодид-пероксидазы окисляются с образованием элементарного йода, который включается в молекулу тирозина. При этом одна часть радикалов тирозина в тиреоглобулине йодируется с образованием тиронинов, основными из которых являются тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3). Тиронины образуют комплекс с белком тиреоглобулином, который депонируется в коллоиде фолликула щитовидной железы. Известно также влияние йода на липидный, белковый и углеводный обмен и воспроизводительную функцию.

Фтор. В организме животных данный микроэлемент составляет 0,009% от общей массы. Участвует в образовании опорных тканей, особенно костной, и зубов. Оказывает действие на активность многих ферментов и на обмен веществ в целом. В организм животных поступает больше с водой, чем с едой. Быстро поглощается вначале щитовидной железой, затем почками и надпочечниками. В дальнейшем концентрируется в эмали зубов, дентине, диафизах и эпифизах костей, селезенке, волосах и шерсти. С возрастом содержание фтора в организме возрастает. Основная масса фтора депонируется в костях.

Хром активирует фосфоглюкомутазу, трипсин, гликогенсинтетазу и образует комплексы с РНК. В связи с этим считают, что хром стимулирует биосинтез гликогена и белка, а также нормализует липидный обмен. Он способствует поддержанию уровня сахара в крови, профилактике атеросклероза и сердечнососудистых нарушений, снижает уровень содержания в крови холестерина.

Никель. В сыворотке крови никель находится в составе низкомолекулярных комплексов, а также связан с сывороточным альбумином. Кроме того, известен специфический никельсодержащий белок класса макроглобулинов, названный никелоплазмином.

Кадмий относится к тяжелым металлам. Основной причиной кадмиевого токсикоза является загрязнение внешней среды данным элементом. При содержании кадмия более 5 мг в 1 кг растительного корма этот элемент начинает накапливаться в органах и тканях животных, особенно почках, меньше в печени и костях.

Заключение

В связи с повсеместным распространением воды ее часто рассматривают как инертную жидкость, как простой заполнитель пространства внутри живых организмов. В действительности же вода - это в высшей степени реакционно способное вещество, обладающее необычными свойствами и очень сильно отличающееся как в химическом, так и в физическом отношении от большинства других жидкостей. Первые клетки, возникшие в первичном океане, должны были приспособиться к уникальным свойствам воды, и, живые организмы в конечном счете научились эффективно использовать эти свойства. Вода и продукты ее диссоциации - водородные и гидроксильные ионы - являются важными факторами, определяющими структуру и биологические свойства белков, нуклеиновых кислот, липидов, а также мембран и многих других компонентов.

Обмен воды тесно связан с обменом электролитов. Значительная часть солей в организме находится в растворенном состоянии. Другая часть образует прочные нерастворимые комплексы с белками. Некоторое количество минеральных веществ входит в состав органических веществ: железо содержится в геме гемоглобина, цитохромов, каталазы, миоглобина; магний, марганец, цинк, медь - в ряде ферментов, йод - в тироксине, кобальт - в витамине В12.

Список литературы

1. Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача // Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994, 384 с.;

2. Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки // Москва: Мир, 1974, 956 с.;

3. Пустовалова Л. М. Практикум по биохимии // Ростов на Дону: Феникс, 1999, 540 с.;

4. Хмельницкий Р. А. Физическая и коллоидная химия // Москва: Высш. шк., 1988, 400 с.

Размещено на Allbest.ru