Биохимическая роль отдельных макро- и микроэлементов.

Кальций. Основной физиологически активной формой кальция в тканях и жидкостях организма человека является ионизированная форма. Ионам Са²⁺ принадлежит важная роль в формировании костной ткани, они входят в состав клеточных мембран, являясь одним из важнейших компонентов системы, регулирующей их проницаемость. Ионы Са²⁺ участвуют в соединении мембранных поверхностей смежных клеток в тканях. Эту функцию они выполняют, являясь составной частью межклеточного гликозамингликанового (мукополисахаридного) комплекса, а также путем снижения поверхностного отрицательного заряда клеток.

В клетках гладких мышц, миокарда и проводящей системы сердца ионы Са²⁺ участвуют в генерации нервных импульсов, стимулируя таким образом деятельность сердечной мышцы. Кроме того, они принимают участие в свертывании крови, уменьшают способность клеточных коллоидов связывать воду, снижают возбудимость центральной нервной системы, повышают устойчивость организма к инфекциям, способствуют обмену железа, устраняют вредное действие избыточного количества ионов калия, натрия, магния и т.д. В присутствии ионов Са²⁺, как отмечалось выше, стабилизируются третичная и четвертичная структуры α -амилазы и трипсина, а также активируется ряд ферментов (рибонуклеаза, лецитиназа, актомиозинаденозинтрифосфатаза и др.).

Фосфор является одним из основных структурных элементов организма. Он входит в состав костей и зубов, участвует в построении фосфатидов и фосфопротеидов, а также нуклеиновых кислот, которые служат носителями генетической информации, регулирующей биосинтез белка и иммунитет.

Трудно назвать в организме физиологическую функцию, в осуществлении которой не принимали бы участия соединения фосфора. Благодаря фосфорилированию протекают процессы гликолиза и прямого окисления углеводов, транспортирование липидов, обмен аминокислот и т.д. Фосфор в составе фосфорной кислоты входит в состав многих коэнзимов — ацетил-КоА, ииридоксальфосфата, НАД, НАДФ. липотиаминпирофосфата, АДФ, АТФ.

Исключительно важную роль играет фосфорсодержащее соединение АТФ в мышечной деятельности, в процессе которой химическая энергия превращается в механическую.

В последние годы установлена важная роль циклического АМФ (цАМФ) — производного АТФ, с помощью которого реализуется действие многих гормонов на ферментные системы.

Таким образом, можно сказать, что все виды обмена в организме — белковый, липидный, углеводный, минеральный и энергетический — неразрывно связаны с превращениями фосфорной кислоты.

Магний. Ионизированный магний является основным катионом внутриклеточной среды, где концентрация его в 10—15 раз выше, чем во внеклеточной жидкости. Ионы Mg²⁺ активируют процессы окислительного фосфорилирования в митохондриях, они являются активаторами ферментов, переносящих фосфатные группы в обменных реакциях, а также карбоксилазы и оксидазы пировиноградной кислоты, ферментов, участвующих в реакциях цикла Кребса.

Важную роль играют ионы Мg²⁺ в обмене нуклеиновых кислот и нуклеотидов в клетках. Они активируют ДНК- и РНК-полимеразы, полинуклеотидфосфорилазу и ряд других ферментов нуклеинового обмена, принимают участие в биосинтезе белка.

Магний также необходим для формирования костной ткани.

Калий участвует в поддержании кислотно-основного состояния и осмотического давления в клетке. Он является кофактором фермента, переносящего фосфатную группу с АТФ на пировиноградную кислоту, активирует ряд других ферментов внутриклеточного метаболизма. Совместно с ионами Na⁺ ионы К⁺ участвуют в проведении нервного импульса, необходимы для нормальной возбудимости мышц.

Соли калия в небольших количествах снижают частоту и амплитуду сердечных сокращений, входят в состав буферных систем крови и тканей. С участием ионов К⁺, содержащихся в эритроцитах, осуществляется перенос кислорода и углекислого газа гемоглобином.

В последнее время появляются сообщения о том, что калий имеет непосредственное отношение к процессам биосинтеза белков.

Натрий не выполняет в организме какой-либо специфической функции, но тем не менее он необходим для нормальной жизнедеятельности организма. Составляя более 90 % всех катионов плазмы, натрий играет главную роль в поддержании осмотического давления внеклеточных жидкостей, является также важным компонентом буферных систем. Ионы Na⁺ способствуют набуханию белковых коллоидов, вместе с ионами К⁺ поддерживают нормальную деятельность сердечной мышцы и участвуют в процессах нервно-мышечной возбудимости.

Хлор является наиболее важным анионом водной фазы организма и вместе с ионами Na⁺ участвует в поддержании осмотического давления и кислотно-основного состояния организма.

Обладая способностью проникать через мембрану эритроцитов, ионы Хлора способствуют обмену других ионов между плазмой и эритроцитами. Благодаря этому происходит связывание углекислого газа в форме гидрокарбоната и освобождение его в капиллярах легких.

Ионы хлора служат компонентом для образования соляной кислоты желудочного сока. Имеются также сведения, что ионы С1^- активизируют некоторые ферменты, в частности α -амилазу слюны и панкреатического сока.

Сера входит в состав аминокислот цистина, цистеина, метио-нина, а вместе с ними — в состав тканевых белков, гормонов, витаминов и т.д. Цистеин служит предшественником кофермента А, играющего важную роль в обмене белков, жиров и углеводов. При замене атома водорода сульфгидрильной группы ацетилом образуется ацетил-КоА, включающийся в цикл трикарбоновых кислот и являющийся звеном, связывающим жировой обмен с углеводным.

В молекуле цистина сера представлена дисульфидной группой (—S—S—), обратимое превращение которой в сульфгидрильную группу является основной реакцией в транспортировании водорода.

Сера входит в состав эфиров серной кислоты, которые выполняют в организме структурную и защитную функции. Например, содержащийся в хрящах хондроитинсульфат способен присоединять белки и фиксировать некоторые катионы, играя тем самым важную роль в процессах кальцификации костей. Мукоитинсульфаты являются ингибиторами протеолитических ферментов и предотвращают переваривание стенок пищевого канала пищеварительными ферментами. Смесь сульфатированных полисахаридов является составной частью гепарина, который служит антикоагулянтом.

Сера входит также в состав некоторых желчных кислот, парных и других соединений.

Железо является составной частью многих окислительно-восстановительных ферментов, играющих важную роль в процессах тканевого дыхания. Такими ферментами являются цитохромы, цитохромоксидаза, каталаза, пероксидаза. В организме железо сосредоточено главным образом в гемоглобине, ферритине и миоглобине.

Железо является необходимым элементом в процессах кроветворения.

Медь необходима для процессов кроветворения. Она катализирует включение железа в структуру гема и способствует созреванию эритроцитов. Медь участвует в защитных функциях организма, пигментации и кератизации волос; является составной частью цитохромоксидазы, тирозиназы, ксантиноксидазыи других ферментов, играющих важную роль в окислительно-восстановительных процессах, катализирует отдельные этапы тканевого дыхания.

Медь необходима для синтезаинсулина, каталазы; стимулирует развитие половых желез, биосинтезвазопрессина и окситоцина.

Цинк влияет на рост, развитие, воспроизводительную функцию организма, образование костей, кроветворение, обмен нуклеиновых кислот, белков, углеводов В качестве структурного компонента цинк входит в состав некоторых ферментов, участвует в поддержании определенной конфигурации РНК и таким образом влияет на биосинтез белков и передачу генетической информации. Цинк стабилизирует дыхание при высоких температурах, регулирует функцию половых желез, энергетический обмен, способен в шесть раз продлевать действие инсулина.

Марганец принимает активное участие в окислительно-восстановительных процессах, тканевом дыхании, оказывает влияние на функцию эндокринных желез, рост, кроветворение, размножение. Он обладает специфическим липотропным действием, повышает утилизацию жиров в организме и противодействует жировой дегенерации печени. Является активатором многих ферментов, участвует в активации цикла трикарбоновых кислот.

Иод содержится во всех тканях и жидкостях организма, однако большая его часть сосредоточена в щитовидной железе. Основная роль иода обусловлена его наличием в составе тиреоидных гормонов, которые регулируют обмен углеводов, белков и жиров, процессы теплообразования, оказывают влияние на рост, развитие и воспроизводительную функцию организма.

⇐ Предыдущая14151617181920212223

Поделиться: