Interested Article - Биологически значимые элементы

golda
  • 2020-05-28
  • 1

Биологически значимые элементы (в противоположность биологически инертным элементам ) — химические элементы , необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности .

Элементы, обеспечивающие жизнедеятельность организма , классифицируют по разным признакам — содержанию в организме, степени необходимости, биологической роли, тканевой специфичности и др. По содержанию в теле человека и других млекопитающих элементы делят на:

  • макроэлементы (сотые доли процента и более);
  • микроэлементы (от стотысячных до тысячных долей процента);
  • ультрамикроэлементы (миллионные доли процента и менее) .

Некоторые авторы проводят границы между этими типами по другим значениям концентрации . Иногда ультрамикроэлементы не отделяют от микроэлементов .

Макроэлементы

Доли содержания биологически значимых элементов в теле человека по Скальному А. В. (2019)

Эти элементы слагают основу тел организмов . Содержатся в организме взрослого человека в значительных количествах, от десятков граммов ( хлор , магний ) до десятков килограммов ( кислород , углерод ); другими словами, к макроэлементам относятся все биоэлементы, содержание которых в организме превышает 0,1 % массы тела .

Органогенные элементы

Основную долю массы клетки составляют 4 элемента (указано их содержание в теле человека) :

Эти макроэлементы называют органогенными элементами или макронутриентами ( англ. macronutrient ) . Преимущественно из них построены белки , жиры , углеводы , нуклеиновые кислоты и многие другие органические вещества . Иногда эти четыре элемента обозначают акронимом CHNO , состоящим из их обозначений в таблице Менделеева .

Другие макроэлементы

Ниже перечислены другие макроэлементы и их содержание в теле человека .

Микроэлементы

Термин « микроэлементы » получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века. В частности, для агрономов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в удобрениях (троица NPK — азот , фосфор , калий ) не обеспечивает нормального развития растений .

Микроэлементы — элементы, содержание которых в организме человека находится в пределах от 0,001 до 0,00001 % (от нескольких г до нескольких мг); другими словами, к микроэлементам относятся все элементы, содержание которых меньше 0,1 % массы тела. По своему значению для обеспечения жизнедеятельности организма , микроэлементы можно разделить на три группы: микроэлементы эссенциальные, микроэлементы условно эссенциальные, микроэлементы токсичные и малоизученные . Сложность подобной классификации микроэлементов состоит в том, что сами эссенциальные микроэлементы при определённых условиях могут вызывать токсичные реакции, а отдельные токсические микроэлементы при определённой дозировке и экспозиции могут обнаруживать свойства эссенциальных, то есть оказываться жизненно важными . Содержание микроэлементов в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Поддержание их содержания в тканях на физиологическом уровне необходимо для поддержания постоянства внутренней среды ( гомеостаза ) организма .

Эссенциальные микроэлементы

Эссенциальными (или жизненно необходимыми) называют микроэлементы, которые постоянно присутствуют в организме и для которых установлена их исключительная роль в обеспечении жизнедеятельности. Все жизненно необходимые микроэлементы поступают в организм с пищей и питьевой водой . Среди них (в алфавитном порядке) :

Условно эссенциальные микроэлементы

Условно эссенциальными (или условно жизненно необходимыми) называют микроэлементы, в отношении которых накапливается всё больше данных об их важной роли в обеспечении жизнедеятельности организма . Среди них (в алфавитном порядке) :

Токсичные и малоизученные микроэлементы

К токсичным и малоизученным относится большая группа элементов, которые в микроколичествах постоянно присутствуют в организме, однако их биологическая роль изучена ещё недостаточно. Так как многие из этих элементов обладают относительно высокой токсичностью, обычно основное внимание уделяется именно их вредному воздействию на организм. Токсичные и малоизученные микроэлементы не входят в число эссенциальных микроэлементов . Среди них (в алфавитном порядке) :

Биогенные элементы

Биогенными (биофильными) называют химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определённые биологические функции. Элементы и их соединения, требующиеся биоте в больших количествах, называют макробиогенными (С, О, N, H, Ca, P, S), а в малых количествах — микробиогенными. Для растений это: Fe, Mg, Cu, Zn, B, Si, Mo, Cl, V, Ca, которые обеспечивают функции фотосинтеза, азотного обмена и метаболическую функцию. Для животных требуются как перечисленные элементы (кроме B), так и дополнительно Se, Cr, Ni, F, I и Sn. Несмотря на малые количества, все эти элементы необходимы для жизнедеятельности биосистем .

Взаимодействие и гомеостаз

Ионная природа элементов приводит к образованию их комплексов под действием различных неабсорбированных компонентов пищи. Не все факторы, влияющие на эти процессы, хорошо изучены . В числе прочего гомеостаз элементов в организме человека зависит от следующего:

Биологически значимые элементы не только усваиваются в желудочно-кишечном тракте , для многих из них он является местом выделения. В идеале большая часть выделенных в желудочно-кишечный тракт элементов реабсорбируется . Одни элементы могут усваиваться путём активного транспорта или стимулирования диффузии ; другие усваиваются посредством пассивной диффузии, некоторые — с помощью двух и более механизмов. Усвоение необходимых элементов контролируется гомеостазом, что обеспечивает их нормальное, или симметричное, распределение .

Существует определённое физиологическое взаимодействие между элементами, конкурирующими за места образования связей на щёточной каёмке энтероцитов , за определённые органические комплексообразующие элементы внутри энтероцитов или за сайты на специфических транспортных белках . Существует и конкуренция за рецепторы перед встраиванием в их дефинитивную матрицу в функциональных клетках. Физические и химические свойства элементов определяются при этом их электронной конфигурацией .

Недостаток минеральных веществ в организме

Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ:

  • Неправильное или однообразное питание, некачественная питьевая вода.
  • Геологические особенности различных регионов Земли — эндемические (неблагоприятные) районы (см. Эндемические заболевания ).
  • Большая потеря минеральных веществ по причине кровотечений, болезнь Крона , язвенный колит .
  • Употребление алкоголя и некоторых лекарственных средств, связывающих микроэлементы или вызывающих их потерю организмом.

Использование термина «минерал» по отношению к биологически значимым элементам

Микро- и макроэлементы попадают в организм главным образом с пищей . Для их обозначения в английском языке существует термин dietary minerals .

В конце XX века российские производители некоторых лекарственных препаратов и биологически активных добавок стали использовать для обозначения макро- и микроэлементов термин «минерал». С научной точки зрения такое употребление этого термина является неправильным, так как он означает только геологическое природное тело с кристаллической структурой [ источник не указан 570 дней ] . Тем не менее производители т. н. «биологических добавок» стали называть свою продукцию витаминно-минеральными комплексами, имея в виду минеральные добавки к витаминам .

См. также

Примечания

Комментарии
  1. Иногда органогенными элементами (органогенами) называют только C , H , N , O , иногда — ещё и P и S , а иногда — все элементы, играющие какую-либо роль в жизни организмов .
  2. Иногда макронутриентами называют белки, жиры и углеводы .
Источники
  1. ↑ Скальный А. В., Рудаков И. А. Биоэлементы в медицине. — Оникс 21 век, Мир, 2004. — С. 18—23. — 272 с. — ISBN 5-329-00930-8 .
  2. // Словарь ботанических терминов / И.А. Дудка. — Киев: Наукова Думка, 1984.
  3. // Словарь ботанических терминов / И.А. Дудка. — Киев: Наукова Думка, 1984.
  4. // Словарь ботанических терминов / И.А. Дудка. — Киев: Наукова Думка, 1984.
  5. ↑ Авцын А. П. , Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека. — М. : Медицина, 1991. — 496 с. — ISBN 5-225-02128-X .
  6. Кидин В.В., Торшин С.П. . — Проспект, 2015. — 619 с. — ISBN 9785392187676 .
  7. Полянская Ирина Сергеевна. . cyberleninka.ru . Журнал «Молочнохозяйственный вестник» Вологодской государственной молочнохозяйственной академии им. Н.В. Верещагина, номер 1(13), С. 34-42 (2014). Дата обращения: 19 марта 2021. 26 марта 2020 года.
  8. ↑ Скальный А.В. , Рудаков И.А., Нотова С.В., Скальный В.В., Бурцева Т.И., Баранова О.В., Губайдулина С.Г. . window.edu.ru . ГОУ «Оренбургский государственный университет» (2005). Дата обращения: 6 апреля 2021. 31 октября 2017 года.
  9. Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — Оникс, 2009. — С. 20. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6 .
  10. ↑ Starr C., McMillan B. // Human Biology. — 11 ed. — Cengage Learning, 2014. — P. 16. — 608 p. — ISBN 9781305445949 .
  11. // Большая медицинская энциклопедия / гл. ред. А. М. Прохоров. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  12. Дедю И. И. // Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев, 1989.
  13. Дата обращения: 19 июля 2017. 6 августа 2017 года.
  14. ↑ Скальный А.В. Микроэлементы: бодрость, здоровье, долголетие. — Издательство Перо - С.11, 2019.
  15. Ковальский В.В. , Раецкая Ю. И., Грачёва Т. И. Микроэлементы в растениях и кормах. — АН СССР. Науч. совет по микроэлементам в растениеводстве и животноводстве. Всесоюз. акад. с.-х. наук им. В. И. Ленина. - Москва: Колос, 1971.
  16. Underwood EJ. . pubmed.ncbi.nlm.nih.gov . Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences (1979). Дата обращения: 16 апреля 2021. 16 апреля 2021 года.
  17. Бабенко Г. А. , Решеткина Л. П. Микроэлементы в экспериментальной и клинической медицине. — Киев: Здоров`я, 1965.
  18. ↑ Скальный А.В. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. — Санкт-Петербург: Наука, 2008.
  19. Osamu WADA. . med.or.jp . Journal of the Japan Medical Association (Vol. 129, No. 5, 2003, pages 607–612) (2003). Дата обращения: 16 апреля 2021. 29 марта 2017 года.
  20. Козловский Е. А., Ледовских А. А. (гл. редакторы) и др. . ecoindustry.ru . Российская геологическая энциклопедия. В трех томах. Т. 1 (А-И). – М. – СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ (2010). — « ISBN 978-5-93761-180-2 ». Дата обращения: 5 апреля 2021. 26 марта 2017 года.
  21. Биогенные элементы // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров . — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  22. : [ 27 сентября 2020 ] // «Банкетная кампания» 1904 — Большой Иргиз. — М. : Большая российская энциклопедия, 2005. — С. 486. — ( Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 3). — ISBN 5-85270-331-1 .
  23. O'Dell B.L. Effect of dietary components upon zinc availability. — The American Journal of Clinical Nutrition, 1969.
  24. Prasad A.S., Oberleas D. Factors affecting zinc homeostasis. — Trace Elements in Human Health and Disease, Vol. I, p. 155-162. New York, Academic Press, 1977.
  25. Liebscher K., Smith H. Essential and non-essential trace elements. — Archives of Environmental & Occupational Health 17(6): 881-890, 1968.
  26. Hill C.H., Matrone G. Chemical parameters in the study of in vivo and in vitro interactions of transition elements. — Federation Proceedings 29(4):1474-1481, 1970.
  27. . sciencedirect.com . Trends in Food Science & Technology (2017). Дата обращения: 7 мая 2021.
  28. Гороховская Г.Н., Зимаева Ю.О., Петина М.М. . rmj.ru . Русский медицинский журнал, №5 с. 345 (7 марта 2008). Дата обращения: 7 мая 2021. 17 января 2021 года.

Литература

  • Ultratrace minerals. Authors: Nielsen, Forrest H. USDA, ARS Source: / editors, Maurice E. Shils … et al.. Baltimore: Williams & Wilkins, c 1999., p. 283—303. Issue Date: 1999.
  • Авцын А. П., Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека. — М. : Медицина, 1991. — С. 16. — 496 с. — ISBN 5-225-02128-X .
  • Скальный А. В., Рудаков И. А. Биоэлементы в медицине. — Оникс 21 век, Мир, 2004. — С. 18—19. — 272 с. — ISBN 5-329-00930-8 .
Источник —

golda
  • 2020-05-28
  • 1
  • Tags:

Same as Биологически значимые элементы

The title for the last searches