Hücredeki bazı elementlerin anlamı. "Kimyasal elementlerin biyolojik rolü" projesi

Daha fazlası, diğerleri - daha az.

Atomik düzeyde, canlı doğanın organik ve inorganik dünyası arasında hiçbir fark yoktur: Canlı organizmalar, cisimlerle aynı atomlardan oluşur. cansız doğa. Ancak canlı organizmalarda ve yer kabuğunda farklı kimyasal elementlerin oranları büyük farklılıklar gösterir. Ayrıca canlı organizmalar, kimyasal elementlerin izotopik bileşimi bakımından çevrelerinden farklılık gösterebilir.

Geleneksel olarak hücrenin tüm elemanları üç gruba ayrılabilir.

Makrobesinler

Çinko- alkolik fermantasyon ve insülinde rol oynayan enzimlerin bir parçasıdır

Bakır- sitokromların sentezinde rol oynayan oksidatif enzimlerin bir parçasıdır.

Selenyum- Vücudun düzenleyici süreçlerine katılır.

Ultramikro elementler

Ultramikro elementler canlıların organizmalarında% 0.0000001'den daha azını oluşturur; bunlar arasında altın, gümüş bulunur, bakteri yok edici etkiye sahiptir, böbrek tübüllerinde suyun yeniden emilimini baskılayarak enzimleri etkiler. Ultramikro elementler ayrıca platin ve sezyumu da içerir. Bazı kişiler selenyumu da bu gruba dahil eder; eksikliğiyle birlikte kanser gelişir; Ultramikroelementlerin işlevleri hala tam olarak anlaşılamamıştır.

Hücrenin moleküler bileşimi

Ayrıca bakınız

• Bakteri, bitki ve hayvanların hücre yapılarının karşılaştırılması

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde “Hücrenin kimyasal bileşiminin” ne olduğuna bakın:

Bir bakteri hücresinin yapısının genel diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. İç organizasyon Bakteri hücresi karmaşıktır. Her sistematik mikroorganizma grubunun kendine ait bir yapısı vardır. spesifik özellikler binalar. Hücre çeperi... ... Biyolojik ansiklopedi

Kırmızı alglerin hücre içi yapısının benzersizliği, hem sıradan hücresel bileşenlerin özelliklerinden hem de spesifik hücre içi kapanımların varlığından oluşur. Hücre zarları. İÇİNDE hücre zarları kırmızı... ... Biyolojik ansiklopedi

- (Argentum, argent, Silber), kimyasal. Ag işareti. S., eski çağlardan beri insanoğlunun bildiği metallerden biridir. Doğada hem doğal halinde hem de diğer cisimlerle (kükürtlü, örneğin Ag 2S) bileşikler halinde bulunur.

- (Argentum, argent, Silber), kimyasal. Ag işareti. S., eski çağlardan beri insanoğlunun bildiği metallerden biridir. Doğada hem doğal halde hem de diğer cisimlerle (kükürtlü, örneğin Ag2S gümüş ...) bileşikler halinde bulunur. ansiklopedik sözlük F. Brockhaus ve I.A. Efron

Bu terimin başka anlamları da vardır, bkz. Hücre (anlamlar). İnsan kan hücreleri (HBC) ... Vikipedi

Biyoloji terimi, seçkin Fransız doğa bilimci ve evrimci Jean Baptiste Lamarck tarafından 1802'de yaşam bilimini doğanın özel bir olgusu olarak tanımlamak için önerildi. Bugün biyoloji, inceleyen bir bilimler kompleksidir... ... Vikipedi

Tablo 4.1

Makroelementlerin vücuttaki işlevi

Tablo 4.1 (son)

İnsan vücudundaki mikro elementlerin ve ultramikro elementlerin işlevi

Organik madde

Organik bileşikler canlı bir organizmanın hücre kütlesinin ortalama %20-30'unu oluşturur. Bunlar arasında biyolojik polimerler (proteinler, nükleik asitler ve polisakkaritlerin yanı sıra yağlar ve bir dizi düşük moleküler ağırlık) bulunur. organik madde– amino asitler, basit şekerler, nükleotidler vb.

Polimerler, hidroliz sırasında monomerlere ayrışan karmaşık, dallanmış veya doğrusal moleküllerdir. Bir polimer bir tür monomerden oluşuyorsa, böyle bir polimere homopolimer denir; polimer molekülü farklı monomerler içeriyorsa, o zaman bu bir heteropolimerdir.

Bir polimer molekülünde bir grup farklı monomer tekrarlanıyorsa düzenli bir heteropolimerdir; belirli bir monomer grubunun tekrarı yoksa düzensiz bir heteropolimerdir.

Hücrenin bir parçası olarak proteinler, karbonhidratlar, yağlar, nükleik asitler (DNA ve RNA) ve adenozin trifosfat (ATP) ile temsil edilirler.

Sincaplar

Hücrenin organik maddelerinden miktar ve önem bakımından ilk sırada proteinler gelir. Proteinler veya proteinler (Yunan protosundan - ilk olarak ana), hidroliz sırasında amino asitlere ayrışan organik maddeler olan yüksek moleküler heteropolimerlerdir.

Basit proteinler (yalnızca amino asitlerden oluşan) karbon, hidrojen, nitrojen, oksijen ve kükürt içerir.

Proteinlerin bir kısmı ( karmaşık proteinler) fosfor, demir, çinko ve bakır içeren diğer moleküllerle kompleksler oluşturur - bunlar, amino asitlere ek olarak protein olmayan bir protez grubu da içeren karmaşık proteinlerdir. Metal iyonları (metaloproteinler - hemoglobin), karbonhidratlar (glikoproteinler), lipitler (lipoproteinler), nükleik asitler (nükleoproteinler) ile temsil edilebilir.

Proteinlerin molekül ağırlığı çok büyüktür: Proteinlerden biri olan süt globulininin molekül ağırlığı 42.000'dir.

Proteinler, monomerleri a-amino asitler olan düzensiz heteropolimerlerdir. Hücrelerde ve dokularda 170'den fazla farklı amino asit bulunmuştur, ancak proteinler yalnızca 20 a-amino asit.

Amino asitlerin vücutta sentezlenip sentezlenemeyeceğine bağlı olarak, bunlar ayırt edilir: esansiyel olmayan amino asitler - vücutta sentezlenen on amino asit ve esansiyel amino asitler - vücutta sentezlenmeyen amino asitler. Esansiyel amino asitlerin vücuda gıda yoluyla sağlanması gerekir.

Amino asit bileşimine bağlı olarak, proteinler tamamlandı esansiyel amino asitlerin tamamını içeriyorsa ve arızalı Bileşimlerinde bazı esansiyel amino asitler eksikse.

Amino asitlerin genel formülü şekilde gösterilmiştir. Tüm α -amino asitler α -karbon atomu bir hidrojen atomu, bir karboksil grubu (-COOH) ve bir amino grubu (-NH2) içerir. Molekülün geri kalanı bir radikal ile temsil edilir.

Amino grubu kolaylıkla bir hidrojen iyonuna bağlanır; temel özellikler gösterir. Karboksil grubu kolayca bir hidrojen iyonunu verir ve bir asidin özelliklerini sergiler. Amino asitler amfoterik Bileşikler çözelti halindeyken hem asit hem de baz gibi davranabilirler. İÇİNDE sulu çözeltiler Amino asitler farklı iyonik formlarda bulunur. Bu, çözeltinin pH'ına ve amino asidin nötr, asidik veya bazik olmasına bağlıdır.

Amino asitlerin bileşiminde yer alan amino gruplarının ve karboksil gruplarının sayısına bağlı olarak, bir karboksil grubuna ve bir amino grubuna sahip nötr amino asitler, radikalde bir amino grubu daha bulunan bazik amino asitler ve asidik amino asitler ayırt edilir. radikalinde bir karboksil grubu daha bulunan asitler.

Peptitler- olmayanlardan oluşan organik maddeler büyük miktar Peptit bağlarıyla bağlanan amino asit kalıntıları. Peptitlerin oluşumu, amino asitlerin yoğunlaşma reaksiyonunun bir sonucu olarak ortaya çıkar. (Şekil 4.6).

Bir amino asidin amino grubu diğerinin karboksil grubuyla etkileşime girdiğinde aralarında kovalent bir nitrojen-karbon bağı oluşur. peptit. Peptitte bulunan amino asit kalıntılarının sayısına bağlı olarak dipeptitler, tripeptitler, tetrapeptitler vb. ayırt edilir. Bir peptid bağının oluşumu birçok kez tekrarlanabilir. Bu oluşuma yol açar polipeptitler. Bir polipeptit çok sayıda amino asit kalıntısından oluşuyorsa, buna zaten protein denir. Molekülün bir ucunda serbest bir amino grubu (N-terminali olarak adlandırılır), diğer ucunda ise serbest bir karboksil grubu (C-terminali olarak adlandırılır) bulunur.

Bir protein molekülünün yapısı

Proteinler tarafından belirli spesifik fonksiyonların performansı, moleküllerinin uzaysal konfigürasyonuna bağlıdır; ayrıca, hücrenin proteinleri bir zincir şeklinde katlanmamış bir formda tutması enerji açısından elverişsizdir, bu nedenle polipeptit zincirleri katlanmaya uğrayarak bir katlanma elde eder; kesin üç boyutlu yapı, veya konformasyon. Proteinlerin mekansal organizasyonunun 4 seviyesi vardır.

Birincil yapı protein - protein molekülünü oluşturan polipeptit zincirindeki amino asit kalıntılarının düzenlenme dizisi. Amino asitler arasındaki bağ peptid bağıdır.

Bir protein molekülünün birincil yapısı, protein moleküllerinin özelliklerini ve uzaysal konfigürasyonunu belirler. Bir polipeptit zincirinde yalnızca bir amino asidin diğeriyle değiştirilmesi, proteinin özelliklerinde ve işlevlerinde değişikliğe yol açar.

Örneğin, hemoglobinin b alt birimindeki altıncı glutamin amino asidinin valin ile değiştirilmesi, hemoglobin molekülünün bir bütün olarak ana işlevini - oksijen taşınmasını - yerine getirememesine yol açar (bu gibi durumlarda, kişi bir hastalık geliştirir - orak hücre). anemi).

Amino asit dizisi belirlenen ilk protein insülin hormonuydu. Araştırma gerçekleştirildi Cambridge Üniversitesi F. Sanger, 1944'ten 1954'e. İnsülin molekülünün disülfür köprüleri ile birbirine yakın tutulan iki polipeptit zincirinden (21 ve 30 amino asit kalıntısı) oluştuğu bulunmuştur. Özenli çalışması nedeniyle F. Sanger, Nobel Ödülü'ne layık görüldü.

Pirinç. 4.6. Bir protein molekülünün birincil yapısı

İkincil yapı– polipeptit zincirinin sıralı katlanması α-sarmal(uzatılmış bir yay gibi görünüyor) ve β-yapısı (katlanmış katman). İÇİNDE α- spiraller NH grubu Bu amino asit kalıntısı ile etkileşime girer CO grubu dördüncü kalıntısı. Hemen hemen tüm “CO-” ve “NH-grupları” hidrojen bağlarının oluşumunda rol alır. Bunlar peptid olanlardan daha zayıftır ancak birçok kez tekrarlandığında bu konfigürasyona stabilite ve sağlamlık kazandırır. İkincil yapı düzeyinde proteinler vardır: fibroin (ipek, örümcek ağı), keratin (saç, tırnaklar), kollajen (tendonlar).

Üçüncül yapı- polipeptit zincirlerinin döşenmesi kürecikler kimyasal bağların (hidrojen, iyonik, disülfür) ortaya çıkması ve amino asit kalıntılarının radikalleri arasında hidrofobik etkileşimlerin oluşması sonucu ortaya çıkar. Üçüncül yapının oluşumundaki ana rol, hidrofilik-hidrofobik etkileşimler tarafından oynanır. Sulu çözeltilerde hidrofobik radikaller, kürecik içinde gruplanarak sudan saklanma eğilimindedir. hidrofilik radikaller Hidrasyon (su dipolleri ile etkileşim) sonucunda molekülün yüzeyinde görünme eğilimi gösterirler.

Bazı proteinlerde üçüncül yapı, iki sistein kalıntısının kükürt atomları arasında oluşan disülfit kovalent bağları ile stabilize edilir. Üçüncül yapı seviyesinde enzimler, antikorlar ve bazı hormonlar bulunur. Molekülün şekline bağlı olarak proteinler küresel ve fibriler olarak ayrılır. Fibriler proteinler esas olarak destekleyici işlevleri yerine getiriyorsa, küresel proteinler çözünürdür ve hücrelerin sitoplazmasında veya vücudun iç ortamında birçok işlevi yerine getirir.

Kuaterner yapı Molekülleri iki veya daha fazla kürecikten oluşan karmaşık proteinlerin karakteristiği. Alt birimler molekülde özellikle hidrojen ve hidrofobik olmak üzere kovalent olmayan bağlarla tutulur.

Kuaterner yapıya sahip en çok çalışılan protein hemoglobin. İki a-alt birimi (141 amino asit kalıntısı) ve iki b-alt biriminden (146 amino asit kalıntısı) oluşur. Her alt birim, demir içeren bir hem molekülü ile ilişkilidir. Kuaterner yapıya sahip birçok protein yer kaplar ara konum moleküller ve hücresel organeller arasında - örneğin hücre iskeletinin mikrotübülleri proteinden oluşur tübülin, iki alt birimden oluşur. Dimerlerin uca bağlanması sonucu tüp uzar.

Herhangi bir nedenle proteinlerin uzaysal yapısı normalden saparsa, protein işlevlerini yerine getiremez.

Pirinç. 4.7. Protein moleküllerinin yapıları

Proteinlerin özellikleri

1. Proteinler amfoterik bileşikler, temel ve birleştirin asit özellikleri amino asit radikalleri tarafından belirlenir. Asidik, bazik ve nötr proteinler vardır. H+ bağışlama ve ekleme yeteneği belirlendi arabellek özellikleri En güçlü tamponlardan biri olan proteinler, kırmızı kan hücrelerinde bulunan ve kanın pH'ını sabit bir seviyede tutan hemoglobindir.
2. Sincaplar var çözünür, Orada çözünmez mekanik işlevleri yerine getiren proteinler (fibroin, keratin, kollajen).
3. Kimyasal olarak proteinler var aktif(enzimler), kimyasal olarak yemek aktif değil.
4. Yemek yemek sürdürülebilirçeşitli çevre koşullarının etkisine ve son derece dengesiz. Dış faktörler (sıcaklıktaki değişiklikler, ortamın tuz bileşimi, pH, radyasyon) protein molekülünün yapısal organizasyonunun bozulmasına neden olabilir.
5. Belirli bir protein molekülünün doğasında bulunan üç boyutlu konformasyonun kaybolması sürecine denir. denatürasyon. Denatürasyonun nedeni, belirli bir protein yapısını stabilize eden bağların kopmasıdır. Aynı zamanda denatürasyona polipeptit zincirinin yıkımı eşlik etmez. Uzaysal konfigürasyondaki bir değişiklik, proteinin özelliklerinde bir değişikliğe yol açar ve sonuç olarak proteinin doğal biyolojik işlevlerini yerine getirmesini imkansız hale getirir. .
6. Denatürasyon şunlar olabilir: geri dönüşümlü denatürasyondan sonra protein yapısını geri yükleme işlemine denir renatürasyon. Proteinin uzaysal konfigürasyonunun restorasyonu mümkün değilse, denatürasyon denir. geri döndürülemez.
7. Yıkım Birincil yapı protein molekülüne denir bozulma.

Pirinç. 4.8. Protein denatürasyonu ve renatürasyonu

Proteinlerin fonksiyonları

Proteinler hücrede çeşitli işlevleri yerine getirir.

Üçüncül yapısal organizasyona sahip proteinler fonksiyonel aktiviteye sahiptir, ancak çoğu durumda yalnızca üçüncül organizasyondaki proteinlerin dördüncül yapıya geçişi belirli bir işlev sağlar.

Enzimatik fonksiyon

Tüm biyolojik reaksiyonlarözel biyolojik katalizörlerin - enzimlerin katılımıyla hücre içinde ilerler ve herhangi bir enzim bir proteindir, enzimler tüm hücre organellerinde lokalizedir ve sadece gidişatı yönlendirmekle kalmaz çeşitli reaksiyonlar ama aynı zamanda onları onlarca, yüzbinlerce kez hızlandırır. Her enzim kesinlikle spesifiktir.

Bu nedenle, nişastanın parçalanması ve şekere (glikoz) dönüşmesine amilaz enzimi neden olur, şeker kamışı yalnızca invertaz enzimi vb. tarafından parçalanır.

Pek çok enzim uzun süredir tıp ve gıda (fırınlama, bira yapımı vb.) endüstrilerinde kullanılmaktadır.

Enzimler spesifiktir; bir tür reaksiyonu katalize edebilirler; spesifik bir substrat molekülü aktif merkeze girer.

Hemen hemen tüm enzimler protein olduğundan (vardır) ribozimler, belirli reaksiyonları katalize eden RNA'lar), aktiviteleri fizyolojik olarak en yüksek seviyededir. normal koşullar: çoğu enzim yalnızca şu durumlarda en aktif şekilde çalışır: Belirli bir sıcaklık, pH, hız, enzimin ve substratın konsantrasyonuna bağlıdır.

Sıcaklık belirli bir değere yükseldiğinde (ortalama 50°C'ye kadar), katalitik aktivite artar (her 10°C için reaksiyon hızı yaklaşık 2 kat artar).

Yapısal işlev

Proteinler, hücreyi ve organelleri çevreleyen ve bunlara nüfuz eden tüm zarların bir parçasıdır.

Protein, DNA ile birleştiğinde kromozomların gövdesini, RNA ile birleştiğinde ise ribozomların gövdesini oluşturur.

Düşük molekül ağırlıklı proteinlerin çözeltileri hücrelerin sıvı fraksiyonlarının bir parçasıdır.

Düzenleme işlevi

Bazı proteinler hormonlardır; metabolik süreçlerin düzenlenmesinde rol alan çeşitli bezler tarafından kana salınan biyolojik olarak aktif maddelerdir.

Hormonlar insülin ve glukagon Kandaki karbonhidrat seviyesini düzenler.

Taşıma işlevi

Hayvanların ve insanların vücudundaki oksijenin yanı sıra hormonların transferiyle ilişkili proteinlerdir (kan proteini hemoglobin tarafından gerçekleştirilir).

Motor fonksiyon

Her türlü hücre motor reaksiyonu, kas kasılmasını, protozoadaki flagella ve siliaların hareketini, hücre bölünmesi sırasında kromozomların hareketini ve bitkilerin hareketini belirleyen özel kasılma proteinleri aktin ve miyozin tarafından gerçekleştirilir.

Koruyucu fonksiyon

Pek çok protein, vücudu zararlı etkilerden, örneğin azgın oluşumlardan (saç, tırnaklar, toynaklar, boynuzlar) koruyan koruyucu bir kaplama oluşturur. Bu mekanik korumadır. Yabancı proteinlerin (antijenlerin) vücuda girmesine yanıt olarak kan hücreleri, onları nötralize eden ve vücudu zararlı etkilerden koruyan protein maddeleri (antikorlar) üretir. Bu immünolojik bir savunmadır.

Enerji fonksiyonu

Proteinler enerji kaynağı olarak hizmet edebilir. Nihai parçalanma ürünlerine (karbondioksit, su ve nitrojen içeren maddeler) ayrılarak, hücredeki birçok yaşam süreci için gerekli olan enerjiyi 17,6 KJ açığa çıkarırlar.

Alıcı işlevi

Reseptör proteinleri, belirli bir kimyasal maddenin eklenmesine yanıt olarak yapılarını değiştirebilen, membranın içine yerleştirilmiş protein molekülleridir.

Depolama işlevi

Bu işlev, fetüsün besin kaynağı olan, örneğin yumurta proteinleri (ovalbümin) gibi yedek proteinler adı verilen proteinler tarafından gerçekleştirilir. Sütteki ana proteinin (kazein) ayrıca öncelikli olarak besleyici bir işlevi vardır.

Vücutta bir dizi başka protein, biyolojik olarak öncü olan amino asitlerin kaynağı olarak kullanılır. aktif maddeler metabolik süreçlerin düzenlenmesi.

Toksik fonksiyon

Toksinler, toksik maddeler doğal kökenli. Toksinler genellikle şu şekilde sınıflandırılır: yüksek moleküler ağırlıklı bileşikler(proteinler, polipeptitler vb.) vücuda girdiklerinde antikorlar üretilir.

Eylem hedefine göre toksinler aşağıdaki gruplara ayrılır:

Hematik zehirler kanı etkileyen zehirlerdir.

Nörotoksinler sinir sistemini ve beyni etkileyen zehirlerdir.

Miyoksik zehirler kaslara zarar veren zehirlerdir.

Hemotoksinler kan damarlarına zarar veren ve kanamaya neden olan toksinlerdir.

Hemolitik toksinler kırmızı kan hücrelerine zarar veren toksinlerdir.

Nefrotoksinler böbreklere zarar veren toksinlerdir.

Kardiyotoksinler kalbe zarar veren toksinlerdir.

Nekrotoksinler dokuları yok eden ve onların ölmesine (nekroz) neden olan toksinlerdir.

Toksik maddeler, fallotoksinler ve amatoksinler çeşitli türlerde bulunur: mantar, pis kokulu sinek mantarı, bahar sinek mantarı.

Karbonhidratlar

Karbonhidratlar, veya sakkaritler, - karbon, oksijen, hidrojen içeren organik maddeler. Karbonhidratlar, hayvan hücrelerinde kuru madde kütlesinin yaklaşık %1'ini, karaciğer ve kas hücrelerinde ise %5'e kadarını oluşturur. Bitki hücreleri karbonhidrat bakımından en zengin olanlardır (kuru kütlenin %90'ına kadar).

Kimyasal bileşim karbonhidratlar genel formülleri Cm(H2O)n ile karakterize edilir, burada m≥n. Karbonhidrat moleküllerindeki hidrojen atomlarının sayısı genellikle iki katına çıkar daha fazla atom oksijen (yani su molekülünde olduğu gibi). Dolayısıyla adı - karbonhidratlar.

Bitki hücrelerinde hayvan hücrelerine göre çok daha fazlası vardır. Karbonhidratlar yalnızca karbon, hidrojen ve oksijen içerir.

En basit karbonhidratlar arasında basit şekerler (monosakkaritler) bulunur. Beş (pentoz) veya altı (heksoz) karbon atomu ve aynı sayıda su molekülü içerirler.

Monosakkaritlerin örnekleri, birçok bitki meyvesinde bulunan glikoz ve fruktozdur. Kanda bitkilerin yanı sıra glikoz da bulunur.

Kompleks karbonhidratlar birkaç basit karbonhidrat molekülünden oluşur. İki monosakkaritten bir disakkarit oluşur.

Örneğin sofra şekeri (sakkaroz), bir glikoz molekülü ve bir fruktoz molekülünden oluşur.

Fazla daha büyük sayı basit karbonhidrat molekülleri bu türlere dahil edilir kompleks karbonhidratlar nişasta, glikojen, lif (selüloz) gibi.

Örneğin bir lif molekülünde 300 ile 3000 arasında glikoz molekülü bulunur.

Karbonhidratların fonksiyonları

Enerji fonksiyonu

Karbonhidratların temel işlevlerinden biri. Karbonhidratlar (glikoz) hayvan vücudundaki ana enerji kaynaklarıdır. Günlük enerji tüketiminin %67'sini (en az %50'sini) sağlayın. 1 gr karbonhidrat parçalandığında 17,6 kJ su ve karbondioksit açığa çıkar.

Kaydetme fonksiyonu

Glikoz kaynağı rolünü oynayan bitki hücrelerinde nişasta ve hayvan hücrelerinde glikojenin birikmesiyle ifade edilir ve gerektiğinde kolayca salınır.

Destek ve inşaat işlevi

Karbonhidratlar hücre zarlarının ve hücre duvarlarının bir parçasıdır (selüloz bitkilerin hücre duvarının bir parçasıdır, eklembacaklıların kabuğu kitinden oluşur, murein bakterilerin hücre duvarını oluşturur). Lipitler ve proteinlerle birleşerek glikolipitler ve glikoproteinler oluştururlar. Riboz ve deoksiriboz, nükleotidlerin monomerlerinin bir parçasıdır.

Alıcı işlevi

Glikoproteinlerin oligosakarit fragmanları ve hücre duvarlarının glikolipitleri, dış ortamdan gelen sinyalleri algılayarak bir reseptör işlevi görür.

Koruyucu işlev

Çeşitli bezler tarafından salgılanan mukus, karbonhidratlar ve bunların türevleri (örneğin glikoproteinler) açısından zengindir. Yemek borusunu, bağırsakları, mideyi, bronşları mekanik hasarlardan korur, bakteri ve virüslerin vücuda girmesini engeller.

Lipitler

Lipitler - bir grup organik bileşikler tek bir kimyasal özelliğe sahip olmayanlar. Ortak noktaları, hepsinin suda çözünmemesi, ancak organik çözücülerde (eter, kloroform, benzin) yüksek oranda çözünür olmasıdır.

Basit ve karmaşık lipitler vardır.

Basit lipitler, yüksek yağ asitleri ve bir miktar alkolün (çoğunlukla gliserol) esterlerinden oluşan iki bileşenli maddelerdir.

Karmaşık lipitler çok bileşenli moleküllerden oluşur.

İtibaren basit lipitler dikkate almak yağlar ve mumlar.

Yağlar doğada yaygın olarak dağılmıştır. Yağlar esterler daha yüksek yağ asitleri ve trihidrik alkol – gliserol. Kimyada, bu organik bileşik grubuna genellikle trigliseritler adı verilir, çünkü üçü de hidroksil grupları Yağ asitlerine bağlı gliserol.

Molekülleri benzer yapıya sahip olan trigliseritlerde 500'den fazla yağ asidi bulunmuştur.

Amino asitler gibi, yağ asitleri de tüm asitler için aynı gruplandırmaya sahiptir; onları birbirinden ayıran hidrofilik karboksil grubu (-COOH) ve hidrofobik radikal. Bu yüzden Genel formül yağ asitleri R-COOH formundadır. Radikal, -CH2 gruplarının sayısında farklı yağ asitlerinde farklılık gösteren bir hidrokarbon kuyruğudur.

Çoğu yağ asitleri “kuyrukta” 14 ila 22 (çoğunlukla 16 veya 18) arasında çift sayıda karbon atomu içerir. Ek olarak hidrokarbon kuyruğu şunları içerebilir: farklı miktarçift ​​bağlar. Hidrokarbon kuyruğundaki çift bağların varlığına veya yokluğuna göre ayırt edilirler. doymuş yağ asitleri Hidrokarbon kuyruğunda çift bağ içermeyen ve doymamış yağ asitleri içeren çift ​​bağlar karbon atomları arasında (-CH=CH-). Trigliseritlerde doymuş yağ asitleri baskınsa, oda sıcaklığında katıdırlar (yağlar), doymamışsa sıvıdırlar (yağlar). Yağların yoğunluğu suyunkinden daha düşüktür, bu nedenle suda yüzerler ve yüzeyde bulunurlar.

Balmumu– daha yüksek yağ asitleri ve daha yüksek molekül ağırlıklı alkollerin esterlerinden oluşan bir grup basit lipit. Hem hayvan hem de bitki aleminde bulunurlar ve esas olarak koruyucu işlevler yerine getirirler.

Örneğin bitkilerde yaprakları, gövdeleri ve meyveleri ince bir tabaka ile kaplayarak onları suyla ıslanmaktan ve mikroorganizmaların girişinden korurlar. Meyvenin raf ömrü balmumu kaplamanın kalitesine bağlıdır. Bal, balmumu örtüsü altında saklanır ve larvalar gelişir.

Kompleks lipitlere fosfolipitleri, glikolipitleri, lipoproteinleri, steroidleri, steroid hormonlarını, A, D, E, K vitaminlerini içerir.

Fosfolipitler– fosforik asit kalıntısı içeren daha yüksek yağ asitlerine sahip polihidrik alkollerin esterleri. Bazen ek gruplar (azotlu bazlar, amino asitler) bununla ilişkilendirilebilir.

Kural olarak, bir fosfolipid molekülü iki yüksek yağ asidi kalıntısı ve bir fosforik asit kalıntısı içerir. Fosfolipidler, canlıların tüm hücrelerinde bulunur ve esas olarak hücre zarlarının fosfolipid çift katmanının oluşumuna katılır - fosforik asit kalıntıları hidrofiliktir ve her zaman dışarıya doğru yönlendirilir ve iç yüzey membranlar ve hidrofobik kuyruklar membran içinde birbirine doğru yönlendirilir.

Glikolipidler- Bunlar lipitlerin karbonhidrat türevleridir. Molekülleri polihidrik alkol ve yüksek yağ asitlerinin yanı sıra karbonhidrat da içerir. Esas olarak dış yüzeyde lokalize olurlar. hücre zarı karbonhidrat bileşenlerinin diğer hücre yüzeyi karbonhidratları arasında yer aldığı yer.

Lipoproteinler– proteinlerle ilişkili lipit molekülleri. Membranlarda bunlardan birçoğu vardır, proteinler zara doğrudan nüfuz edebilir, zarın altında veya üstünde bulunur ve lipit çift katmanına farklı derinliklere daldırılabilir.

Lipoidler- yağ benzeri maddeler. Bunlar şunları içerir: steroidler(hayvan dokularında, kolesterol ve türevlerinde - adrenal korteks hormonları - mineralokortikoidler, glukokortikoidler, estradiol ve testosteron - sırasıyla kadın ve erkek cinsiyet hormonlarında yaygın olarak dağılmıştır). Lipoidler arasında terpenler (bitkilerin kokusunun bağlı olduğu uçucu yağlar), gibberellinler (bitki büyüme maddeleri), bazı pigmentler (klorofil, bilirubin), yağda çözünen vitaminler (A, D, E, K) bulunur.

Lipidlerin fonksiyonları Tablo 4.1'de gösterilmektedir.

Tablo 4.2.

Yağların fonksiyonları

Pirinç. 9. Kimyasal yapı lipitler ve karbonhidratlar

Adenozin trifosfat (ATP)

Aşağıdakilerden birini gerçekleştiren herhangi bir hücrenin parçasıdır: temel fonksiyonlar- enerji depolama cihazı. ATP molekülleri azotlu baz adenin, karbonhidrat riboz ve üç molekül fosforik asitten oluşur.

Dengesiz Kimyasal bağlar ATP'deki fosforik asit moleküllerini bağlayan enerji açısından çok zengindir (makroerjik bağlar): bu bağlar kırıldığında enerji açığa çıkar ve canlı bir hücrede hayati süreçleri ve organik maddelerin sentezini desteklemek için kullanılır.

Pirinç. 4.10. ATP molekülünün yapısı

4.4. Pratik görev

Günümüzde periyodik tablonun birçok kimyasal elementi keşfedilmiş ve saf hallerinde izole edilmiştir ve bunların beşte biri her canlı organizmada bulunmaktadır. Tuğlalar gibi organik ve inorganik maddelerin ana bileşenleridirler.

Hücrenin bileşiminde hangi kimyasal elementler bulunur, biyolojiye göre vücutta hangi maddelerin varlığına karar verilebilir - tüm bunları makalenin ilerleyen kısımlarında ele alacağız.

Kimyasal bileşimin değişmezliği nedir?

Vücuttaki stabiliteyi korumak için her hücre, bileşenlerinin her birinin konsantrasyonunu sabit bir seviyede tutmalıdır. Bu seviye türler, habitat ve çevresel faktörler tarafından belirlenir.

Bir hücrenin bileşiminde hangi kimyasal elementlerin yer aldığı sorusunu cevaplamak için, herhangi bir maddenin periyodik tablonun bileşenlerinden herhangi birini içerdiğini açıkça anlamak gerekir.

Bazen Hakkında konuşuyoruz Bir hücredeki belirli bir elementin içeriği yaklaşık yüzde biri ve binde biri kadardır, ancak söz konusu sayıdaki binde bir oranındaki bir değişiklik bile vücut için zaten ciddi sonuçlar doğurabilir.

Bir insan hücresindeki 118 kimyasal elementten en az 24'ü bulunmalıdır. Canlı bir organizmada bulunabilecek, ancak doğadaki cansız nesnelerin parçası olmayan hiçbir bileşen yoktur. Bu gerçek, bir ekosistemdeki canlılarla cansızlar arasındaki yakın bağlantıyı doğrulamaktadır.

Hücreyi oluşturan çeşitli elementlerin rolü

Peki bir hücreyi hangi kimyasal elementler oluşturur? Vücudun yaşamındaki rollerinin doğrudan oluşum sıklığına ve sitoplazmadaki konsantrasyonlarına bağlı olduğu belirtilmelidir. Ancak hücredeki elementlerin içeriği farklı olmasına rağmen her birinin önemi aynı derecede yüksektir. Bunlardan herhangi birinin eksikliği, metabolizmanın en önemli biyokimyasal reaksiyonlarını devre dışı bırakarak vücut üzerinde zararlı etkilere yol açabilir.

İnsan hücresini oluşturan kimyasal elementleri sıralarken, daha sonra ele alacağımız üç ana türden bahsetmemiz gerekir:

Hücrenin temel biyojenik elemanları

O, C, H, N elementlerinin tamamı organik ve birçok inorganik madde oluşturduğundan biyojenik olarak sınıflandırılması şaşırtıcı değildir. Vücut için gerekli olan bu bileşenler olmadan proteinleri, yağları, karbonhidratları veya nükleik asitleri hayal etmek imkansızdır.

Bu elementlerin işlevi vücuttaki yüksek içeriğini belirledi. Birlikte toplam kuru vücut kütlesinin %98'ini oluştururlar. Bu enzimlerin aktivitesi başka nelerde ortaya çıkabilir?

1. Oksijen. Hücredeki içeriği toplam kuru kütlenin yaklaşık% 62'sidir. İşlevleri: Organik ve inorganik maddelerin yapımı, solunum zincirine katılım;
2. Karbon. İçeriği% 20'ye ulaşır. Ana fonksiyon: hepsine dahildir;
3. Hidrojen. Konsantrasyonu %10 değerini alır. Bu element organik madde ve suyun bir bileşeni olmasının yanı sıra enerji dönüşümlerine de katılır;
4. Azot. Miktar %3-5'i geçmez. Başlıca rolü amino asitlerin, nükleik asitlerin, ATP'nin, birçok vitaminin, hemoglobin, hemosiyanin, klorofilin oluşumudur.

Bunlar hücreyi oluşturan ve normal yaşam için gerekli maddelerin çoğunu oluşturan kimyasal elementlerdir.

Makro Besinlerin Önemi

Makrobesinler aynı zamanda hücrede hangi kimyasal elementlerin bulunduğunu söylemenize de yardımcı olacaktır. Biyoloji dersinden, kuru kütlenin ana kütlelerine ek olarak% 2'sinin periyodik tablonun diğer bileşenlerinden oluştuğu açıkça görülmektedir. Ve makro elementler, içeriği% 0,01'den düşük olmayanları içerir. Ana fonksiyonları tablo şeklinde sunulmaktadır.

Yukarıdakilerden hangi kimyasal elementlerin hücrenin parçası olduğunu ve makro elementlere ait olduğunu belirlemenin zor olmayacağını umuyoruz.

Mikro elementler

Ayrıca vücudun normal şekilde çalışamayacağı hücre bileşenleri de vardır, ancak içerikleri her zaman %0,01'den azdır. Hangi kimyasal elementlerin hücrenin bir parçası olduğunu ve mikro elementler grubuna ait olduğunu belirleyelim.

Organik ve inorganik maddeler

Listelenenlere ek olarak hücrenin bileşiminde başka hangi kimyasal elementler bulunur? Cevaplar vücuttaki çoğu maddenin yapısını inceleyerek bulunabilir. Bunlar arasında organik ve inorganik kökenli moleküller ayırt edilir ve bu grupların her biri sabit bir dizi element içerir.

Organik maddelerin ana sınıfları proteinler, nükleik asitler, yağlar ve karbonhidratlardır. Tamamen temelden inşa edilmişlerdir besinler: molekülün iskeleti her zaman karbondan oluşur ve hidrojen, oksijen ve nitrojen radikallerin bir parçasıdır. Hayvanlarda baskın sınıf proteinler, bitkilerde ise polisakkaritlerdir.

İnorganik maddeler her şeydir mineral tuzlar ve tabii ki su. Hücredeki tüm inorganikler arasında en fazlası, geri kalan maddelerin içinde çözündüğü H 2 O'dur.

Yukarıdakilerin tümü, hangi kimyasal elementlerin hücrenin parçası olduğunu belirlemenize yardımcı olacak ve bunların vücuttaki işlevleri artık sizin için bir sır olmayacaktır.

Kimyasal elementlerin canlı organizmalardaki biyolojik rolü

1. Çevredeki ve insan vücudundaki makro ve mikro elementler

Kimyasal elementlerin insan vücudundaki biyolojik rolü son derece çeşitlidir.

Makroelementlerin ana işlevi dokuları inşa etmek ve sabit tutmaktır. ozmotik basınç, iyonik ve asit-baz bileşimi.

Kompleksleştirici maddeler veya aktivatörler olarak enzimlerin, hormonların, vitaminlerin, biyolojik olarak aktif maddelerin bir parçası olan mikro elementler, metabolizmada, üreme süreçlerinde, doku solunumunda ve toksik maddelerin nötralizasyonunda rol oynar. Mikro elementler hematopoez, oksidasyon - redüksiyon, kan damarlarının ve dokuların geçirgenliğini aktif olarak etkiler. Makro ve mikro elementler - kalsiyum, fosfor, flor, iyot, alüminyum, silikon kemik ve diş dokularının oluşumunu belirler.

İnsan vücudundaki bazı elementlerin içeriğinin yaşla birlikte değiştiğine dair kanıtlar vardır. Böylece böbreklerdeki kadmiyum ve karaciğerdeki molibden içeriği yaşlılıkla birlikte artar. Ergenlik döneminde maksimum çinko içeriği gözlenir, daha sonra azalır ve yaşlılıkta minimuma ulaşır. Vanadyum ve krom gibi diğer eser elementlerin içeriği de yaşla birlikte azalır.

Çeşitli mikro elementlerin eksikliği veya aşırı birikimi ile ilişkili birçok hastalık tanımlanmıştır. Florür eksikliği diş çürüklerine, iyot eksikliği endemik guatra, molibden fazlalığı ise endemik gut hastalığına neden olur. Bu tür modeller, insan vücudunun biyojenik elementlerin optimal konsantrasyonları (kimyasal homeostazis) arasındaki dengeyi sürdürmesiyle ilişkilidir. Elementin eksikliği veya fazlalığı nedeniyle bu dengenin bozulması çeşitli hastalıklara yol açabilmektedir.

Karbonhidratları, yağları, proteinleri ve nükleik asitleri oluşturan altı ana makro elemente (organojenler) ek olarak karbon, hidrojen, nitrojen, oksijen, kükürt ve fosfor, "inorganik" makro elementler - kalsiyum, klor, magnezyum, potasyum, sodyum - ve eser elementler - bakır, flor, iyot, demir, molibden, çinko ve ayrıca muhtemelen (hayvanlar için kanıtlanmıştır), selenyum, arsenik, krom, nikel, silikon, kalay, vanadyum.

Diyette demir, bakır, flor, çinko, iyot, kalsiyum, fosfor, magnezyum ve diğer bazı elementlerin eksikliği insan sağlığı açısından ciddi sonuçlara yol açmaktadır.

Ancak kimyasal homeostazis bozulduğu için sadece eksikliğin değil, besin fazlasının da vücuda zararlı olduğu unutulmamalıdır. Örneğin, aşırı manganez yiyecekle tüketildiğinde, plazmadaki bakır seviyesi artar (Mn ve Cu sinerjisi) ve böbreklerde azalır (antagonizm). Gıdalardaki molibden içeriğinin artması karaciğerdeki bakır miktarının artmasına neden olur. Gıdadaki fazla çinko, demir içeren enzimlerin aktivitesinin inhibisyonuna neden olur (Zn ve Fe antagonizması).

İhmal edilebilir miktarlarda hayati önem taşıyan mineral bileşenler, daha yüksek konsantrasyonlarda toksik hale gelir.

Bir dizi element (gümüş, cıva, kurşun, kadmiyum vb.) toksik olarak kabul edilir, çünkü mikro miktarlarda bile vücuda girmeleri ciddi patolojik olaylara yol açar. Kimyasal mekanizma Bazı eser elementlerin toksik etkileri aşağıda tartışılacaktır.

Biyojenik elementler tarımda yaygın olarak kullanılmaktadır. Toprağa küçük miktarlarda mikro elementlerin (bor, bakır, manganez, çinko, kobalt, molibden) eklenmesi birçok ürünün verimini önemli ölçüde artırır. Mikro elementlerin bitkilerdeki enzimlerin aktivitesini artırarak proteinlerin, vitaminlerin, nükleik asitlerin, şekerlerin ve nişastanın sentezini teşvik ettiği ortaya çıktı. Bazı kimyasal elementler fotosentez üzerinde olumlu etkiye sahiptir, bitkilerin büyüme ve gelişmesini, tohumların olgunlaşmasını hızlandırır. Verimliliği artırmak için hayvan yemlerine mikro elementler eklenir.

Yaygın olarak kullanılan çeşitli unsurlar ve bunların bileşiklerini ilaç olarak kullanıyoruz.

Böylece, kimyasal elementlerin biyolojik rolünün incelenmesi, bu elementlerin diğer biyolojik olarak aktif maddeler (enzimler, hormonlar, vitaminler) ile değişimi arasındaki ilişkinin aydınlatılması, yeni maddelerin yaratılmasına katkıda bulunur. ilaçlar ve hem terapötik hem de profilaktik amaçlar için optimal dozaj rejimlerinin geliştirilmesi.

Elementlerin özelliklerini ve özellikle biyolojik rollerini incelemenin temeli, D.I.'nin periyodik yasasıdır. Mendeleev. Fizikokimyasal özellikler ve dolayısıyla bunların fizyolojik ve patolojik rolleri, bu elementlerin D.I.'nin periyodik tablosundaki konumu ile belirlenir. Mendeleev.

Kural olarak, atomların nükleer yükündeki artışla, belirli bir grubun elementlerinin toksisitesi artar ve vücuttaki içerikleri azalır. İçerikteki azalma açıkça birçok elementin büyük atomik ve iyonik yarıçap, yüksek çekirdek yükü, karmaşıklık elektronik konfigürasyonlar Düşük çözünürlüklü bileşikler canlı organizmalar tarafından zayıf bir şekilde emilir. Vücuttaki önemli miktarlar hafif elementler içerir.

Makro elementler, birinci (hidrojen), üçüncü (sodyum, magnezyum) ve dördüncü (potasyum, kalsiyum) periyotların s-elementlerini ve ayrıca ikinci (karbon, nitrojen, oksijen) ve üçüncünün (fosfor, kükürt, kükürt) p-elementlerini içerir. klor) dönemleri. Hepsi hayati önem taşıyor. İlk üç periyodun (Li, B, Al, F) geri kalan s- ve p-elementlerinin çoğu fizyolojik olarak aktiftir, s- ve p-elementlerdir uzun dönemler(n>4) nadiren yeri doldurulamaz olarak hareket eder. Bunun istisnası s elementleridir - potasyum, kalsiyum, iyot. Dördüncü ve beşinci periyotların bazı s ve p elementleri (stronsiyum, arsenik, selenyum, brom) fizyolojik olarak aktif olarak sınıflandırılır.

D elementleri arasında esas olarak dördüncü periyodun elementleri hayati öneme sahiptir: manganez, demir, çinko, bakır, kobalt. Son zamanlarda, bu döneme ait diğer bazı d-elementlerin fizyolojik rolünün yadsınamaz olduğu tespit edilmiştir: titanyum, krom, vanadyum.

d-Molibden hariç beşinci ve altıncı periyotların elementleri belirgin pozitif fizyolojik aktivite sergilemez. Molibden bir dizi redoks enziminin (örneğin, ksantin oksit, aldehit oksidaz) bir parçasıdır ve biyokimyasal süreçlerin seyrinde önemli bir rol oynar.

2. Ağır metallerin canlı organizmalar üzerindeki toksisitesinin genel yönleri

Durum değerlendirmesiyle ilgili sorunların kapsamlı bir çalışması doğal çevre ekolojik sistemlerdeki değişimin doğal ve antropojenik faktörleri arasında net bir sınır çizmenin çok zor olduğunu göstermektedir. Son on yıl bizi buna ikna etti. İnsanın doğa üzerindeki etkisinin yalnızca doğrudan, kolayca tespit edilebilir bir hasara neden olmakla kalmayıp, aynı zamanda çevreyi dönüştüren veya yok eden bir dizi yeni, çoğunlukla gizli süreçlere de neden olduğu. Biyosferdeki doğal ve antropojenik süreçler karmaşık bir ilişki ve karşılıklı bağımlılık içindedir. Tamam hadi gidelim kimyasal dönüşümler Toksik maddelerin oluşumuna yol açan iklim, koşullar gibi etkenlerden etkilenir. toprak örtüsü, su, hava, radyoaktivite seviyesi vb. Mevcut koşullarda, ekosistemlerin kimyasal kirlenme süreçleri incelenirken, esas olarak doğal faktörlerden dolayı, belirli kimyasal elementlerin veya bileşiklerin içerik seviyelerinin doğal bulunması sorunu ortaya çıkmaktadır. Bu sorunun çözümü ancak uzun vadede mümkündür. sistematik gözlemler biyosferin bileşenlerinin durumu, içlerindeki çeşitli maddelerin içeriği, yani çevresel izleme temelinde.

Kirlilik çevre Ağır metaller süpertoksik maddelerin çevresel-analitik olarak izlenmesiyle doğrudan ilişkilidir, çünkü bunların birçoğu eser miktarlarda bile yüksek toksisite sergiler ve canlı organizmalarda yoğunlaşma kapasitesine sahiptir.

Doğal çevrenin ağır metallerle kirlenmesinin ana kaynakları doğal (doğal) ve yapay (antropojenik) olarak ayrılabilir. Doğal volkanik patlamalar şunları içerir: toz fırtınası, orman ve bozkır yangınları, deniz tuzları, rüzgar, bitki örtüsü vb. tarafından yükseltilmiş. Doğal kirlilik kaynakları ya sistematik, tekdüze ya da doğada kısa vadeli kendiliğinden oluşur ve kural olarak, çevre üzerinde çok az etkisi vardır. genel seviye kirlilik. Ana ve çoğu tehlikeli kaynaklar Doğanın ağır metallerle kirlenmesi antropojeniktir.

Metallerin kimyasını ve biyosferdeki biyokimyasal döngülerini inceleme sürecinde, bunların fizyolojide oynadıkları ikili rol ortaya çıkar: bir yandan metallerin çoğu yaşamın normal akışı için gereklidir; diğer taraftan yüksek konsantrasyonlarda yüksek toksisite sergilerler, yani Kötü etkisi Canlı organizmaların durumu ve aktivitesi hakkında. Elementlerin gerekli ve toksik konsantrasyonları arasındaki sınır çok belirsizdir ve bu da bunların çevre üzerindeki etkilerini güvenilir bir şekilde değerlendirmeyi zorlaştırır. Bazı metallerin gerçekten tehlikeli hale gelme miktarı yalnızca ekosistemleri kirletme derecelerine değil, aynı zamanda kimyasal özellikler onların biyokimyasal döngüsü. Masada Şekil 1, metallerin molar toksisite serisini göstermektedir. farklı şekiller canlı organizmalar.

Tablo 1. Metallerin molar toksisitesinin temsili dizisi

Organizmalar Toksisite serisi Alg>Сu>Сd>Fe>Сr>Zn>Со>Мn MantarlarАg>Нg>Сu>Сd>Сr>Ni>Рb>Со>Zn>FeÇiçekli bitkilerHg>Рb>Сu>Сd>Сr>Ni>ZnAnnelidsHg >Сu >Zn > Pb> CdFishAg>Hg>Cu>Pb>Cd>Al>Zn>Ni>Cr>Co >Mn>>SrMemelilerAg, Hg, Cd> Cu, Pb, Sn, Be>> Mn, Zn, Ni , Fe , Сr >> Sr >Сs, Li, Al

Her organizma türü için, tablonun satırlarındaki metallerin soldan sağa doğru sırası, artışı yansıtır. molar miktar Toksisite etkisinin ortaya çıkması için gerekli metal. Minimum molar değer, en büyük toksisiteye sahip metali ifade eder.

V.V. Kowalski, yaşam için önemlerine dayanarak kimyasal elementleri üç gruba ayırdı:

Vücutta sürekli olarak bulunan hayati (yeri doldurulamaz) elementler (enzimlerin, hormonların ve vitaminlerin bir kısmı): H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Fe, Mo, V. Eksiklikleri insanların ve hayvanların normal işleyişinin bozulmasına yol açar.

Tablo 2. Bazı metaloenzimlerin özellikleri - biyoinorganik kompleksler

Metal enzim Merkezi atom Ligand ortamı Konsantrasyon nesnesi Enzim etkisi Karbonik anhidraz Zn (II) Amino asit kalıntıları Kırmızı kan hücreleri Geri dönüşümlü hidrasyonu katalize eder karbon dioksit: CO 2+H 2O↔H 2CO 3↔H ++KDV 3Carbosky peptidaz Zn (II) Amino asit kalıntıları Pankreas, karaciğer, bağırsaklar Proteinlerin sindirimini katalize eder, peptit bağının hidrolizine katılır: R 1CO-NH-R 2+H 2O↔R 1-COOH+R 2N.H. 2KatalazFe (III)Amino asit kalıntıları, histidin, tirozinKanHidrojen peroksitin ayrışma reaksiyonunu katalize eder: 2H 2HAKKINDA 2= 2H 2Ç + Ç 2PeroksidazFe(III)ProteinlerDoku, kanSubstratların oksidasyonu (RH) 2) hidrojen peroksit: RH 2+H 2Ö 2= R + 2H 2OksiredüktazCu(II)Amino asit kalıntılarıKalp, karaciğer, böbrekler moleküler oksijen: 2 saat 2R+O 2= 2R + 2H 2O Piruvat karboksilaz Mn (II) Doku proteinleri Karaciğer, tiroid bezi Hormonların etkilerini artırır. Piruvik asit ile karboksilasyon sürecini katalize eder Aldehit oksidaz Mo (VI) Doku proteinleri Karaciğer Aldehitlerin oksidasyonuna katılır Ribonükleotid redüktaz Co (II) Doku proteinleri Karaciğer Ribonükleik asitlerin biyosentezine katılır

• vücutta sürekli bulunan yabancı maddeler: Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, An, Cs, Al, Ba, Ge, As, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, U, Se. Biyolojik rolleri yeterince anlaşılmamış veya bilinmemektedir.
• vücutta bulunan yabancı maddeler Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb vb. miktar ve miktarlarına ilişkin veriler biyolojik rol net değil.
• Tablo, Zn, Fe, Cu, Mn, Mo gibi hayati metalleri içeren bir dizi metaloenzimin özelliklerini göstermektedir.
• Canlı sistemlerdeki davranışlarına bağlı olarak metaller 5 türe ayrılabilir:
• - eksikliği vücutta fonksiyonel bozukluklara neden olan gerekli unsurlar;
• - uyarıcılar (vücut için hem gerekli hem de gereksiz metaller uyarıcı görevi görebilir);
• Belirli konsantrasyonlarda zararsız olan ve vücut üzerinde herhangi bir etkisi olmayan inert elementler (örneğin, cerrahi implant olarak kullanılan inert metaller):
• tıpta kullanılan terapötik ajanlar;
• toksik elementler, yüksek konsantrasyonlarda geri dönüşü olmayan fonksiyonel bozukluklara ve vücudun ölümüne yol açar.
• Konsantrasyona ve temas süresine bağlı olarak metal belirtilen türlerden birinde hareket edebilir.
• Şekil 1, vücudun durumunun metal iyonlarının konsantrasyonuna bağımlılığının bir diyagramını göstermektedir. Diyagramdaki katı eğri, gerekli elementin konsantrasyon değerleri maksimumu geçtikten sonra anında pozitif tepkiyi, optimal seviyeyi ve pozitif etkinin negatif etkiye geçişini açıklar. Yüksek konsantrasyonlarda gerekli metal toksik hale gelir.
• Noktalı eğri, vücut için toksik olan ve gerekli veya uyarıcı bir elementin etkisine sahip olmayan bir metale verilen biyolojik tepkiyi gösterir. Bu eğri bir miktar gecikmeyle oluşur; bu, canlı bir organizmanın küçük miktarlardaki toksik maddeye (eşik konsantrasyonu) "tepki vermeme" yeteneğini gösterir.
• Diyagram, temel elementlerin aşırı miktarlarda toksik hale geldiğini göstermektedir. Hayvan ve insan vücudu, homeostaz adı verilen bir dizi fizyolojik süreç aracılığıyla elementlerin konsantrasyonunu optimal aralıkta tutar. İstisnasız tüm temel metallerin konsantrasyonu homeostazisin sıkı kontrolü altındadır.

• Şekil 1 Metal konsantrasyonuna bağlı biyolojik tepki. ( Karşılıklı düzenleme koşullu olarak konsantrasyon ölçeğine göre iki eğri)
• metal toksisitesi iyon zehirlenmesi
• Özel ilgi insan vücudundaki kimyasal elementlerin içeriğini temsil eder. İnsan organları çeşitli kimyasal elementleri farklı şekillerde yoğunlaştırır, yani makro ve mikro elementler farklı organ ve dokular arasında eşit olmayan şekilde dağılır. Çoğu mikro element (vücuttaki içerik 10 dahilindedir) -3-10-5%) karaciğerde, kemikte ve kas dokusu. Bu kumaşlar birçok metalin ana deposudur.
• Elementler belirli organlara özel bir ilgi gösterebilir ve bu organlarda yüksek konsantrasyonlarda bulunabilir. Çinkonun pankreasta yoğunlaştığı, iyotun tiroid bezinde, vanadyumun alüminyum ve arsenikle birlikte saç ve tırnaklarda, kadmiyum, cıva, molibdenin böbreklerde, kalayın bağırsak dokularında, stronsiyumun ise böbreklerde biriktiği bilinmektedir. prostat bezi, kemik dokusu, hipofiz bezindeki manganez vb. Vücutta mikro elementler her ikisinde de bulunabilir Bağlı devlet ve serbest iyonik formlar şeklinde. Beyin dokusunda alüminyum, bakır ve titanyumun proteinlerle kompleks halinde, manganın ise iyonik formda olduğu tespit edilmiştir.
• Canlı organizma, elementlerin aşırı konsantrasyonlarının vücuda alınmasına yanıt olarak, belirli detoksifikasyon mekanizmalarının varlığı nedeniyle ortaya çıkan toksik etkiyi sınırlayabilir veya hatta ortadan kaldırabilir. Metal iyonlarıyla ilgili spesifik detoksifikasyon mekanizmaları şu anda tam olarak anlaşılamamıştır. Vücuttaki birçok metal aşağıdaki yollarla daha az zararlı formlara dönüştürülebilir:
• bağırsak sisteminde çözünmeyen komplekslerin oluşumu;
• metalin kanla birlikte immobilize edilebileceği diğer dokulara taşınması (Pb+2 gibi) kemiklerde);