Composizione chimica della cellula

Sali minerali

acqua.
buon solvente

Idrofilo(dal greco idro- acqua e filleo

Idrofobo(dal greco idro- acqua e Phobos

elasticità

Acqua. Acqua- solvente universale idrofilo. 2- idrofobico. .3- capacità termica. 4- L'acqua è caratterizzata 5- 6- L'acqua fornisce movimento delle sostanze 7- Nelle piante è l'acqua a determinare turgore funzioni di supporto, 8- L'acqua è parte integrante fluidi lubrificanti melma

Sali minerali. potenziale d'azione ,

Proprietà fisico-chimiche dell'acqua come mezzo principale nel corpo umano.

Tra le sostanze inorganiche che compongono la cellula, la più importante è l'acqua. La sua quantità varia dal 60 al 95% della massa cellulare totale. L'acqua svolge un ruolo fondamentale nella vita delle cellule e degli organismi viventi in generale. Oltre a far parte della loro composizione, per molti organismi è anche un habitat. Il ruolo dell'acqua in una cellula è determinato dalle sue proprietà chimiche e fisiche uniche, associate principalmente alle piccole dimensioni delle sue molecole, alla polarità delle sue molecole e alla loro capacità di formare legami idrogeno tra loro.

Lipidi. Funzioni dei lipidi nel corpo umano.

I lipidi sono un ampio gruppo di sostanze di origine biologica, altamente solubili in solventi organici come metanolo, acetone, cloroformio e benzene. Allo stesso tempo, queste sostanze sono insolubili o leggermente solubili in acqua. La scarsa solubilità è associata al contenuto insufficiente di atomi con un guscio elettronico polarizzabile, come O, N, S o P, nelle molecole lipidiche.

Il sistema di regolazione umorale delle funzioni fisiologiche. Principi dell'hum..

La regolazione fisiologica umorale utilizza i fluidi corporei (sangue, linfa, liquido cerebrospinale, ecc.) per trasmettere informazioni. I segnali vengono trasmessi attraverso sostanze chimiche: ormoni, mediatori, sostanze biologicamente attive (BAS), elettroliti, ecc.

Caratteristiche della regolazione umorale: non ha un destinatario esatto - con il flusso di fluidi biologici, le sostanze possono essere consegnate a qualsiasi cellula del corpo; la velocità di consegna delle informazioni è bassa - determinata dalla velocità del flusso dei fluidi biologici - 0,5-5 m/s; durata dell'azione.

La trasmissione della regolazione umorale avviene tramite il flusso sanguigno, linfatico, per diffusione, la regolazione nervosa viene effettuata dalle fibre nervose. Il segnale umorale viaggia più lentamente (con il flusso sanguigno attraverso il capillare ad una velocità di 0,05 mm/s) rispetto al segnale nervoso (la velocità di trasmissione del nervo è di 130 m/s). Un segnale umorale non ha un destinatario così preciso (funziona secondo il principio “tutti, tutti, tutti”) come quello nervoso (ad esempio, un impulso nervoso viene trasmesso dalla contrazione dei muscoli di un dito). Ma questa differenza non è significativa, poiché le cellule hanno una sensibilità diversa alle sostanze chimiche. Pertanto, le sostanze chimiche agiscono su cellule strettamente definite, cioè su quelle che sono in grado di percepire queste informazioni. Le cellule che hanno una sensibilità così elevata a qualsiasi fattore umorale sono chiamate cellule bersaglio.
Tra i fattori umorali, le sostanze con una stretta
spettro d'azione, cioè azione diretta su un numero limitato di cellule bersaglio (ad esempio l'ossitocina) e più ampio (ad esempio l'adrenalina), per le quali esiste un numero significativo di cellule bersaglio.
La regolazione umorale viene utilizzata per garantire reazioni che non richiedono elevata velocità e precisione di esecuzione.
La regolazione umorale, come quella nervosa, viene sempre effettuata
un circuito normativo chiuso in cui tutti gli elementi sono interconnessi da canali.
Per quanto riguarda l'elemento di monitoraggio del circuito del dispositivo (SP), esso è assente come struttura indipendente nel circuito di regolazione umorale. La funzione di questo collegamento è solitamente svolta dal sistema endocrino.
cellula.
Le sostanze umorali che entrano nel sangue o nella linfa si diffondono nel fluido intercellulare e vengono rapidamente distrutte. A questo proposito, il loro effetto può estendersi solo alle cellule degli organi vicini, cioè la loro influenza è di natura locale. A differenza degli effetti locali, gli effetti a distanza delle sostanze umorali si estendono alle cellule bersaglio a distanza.

ORMONI DELL'IPOTALAMO

effetto ormonale

Corticoliberina - Stimola la formazione di corticotropina e lipotropina

Ormone di rilascio delle gonadotropine - Stimola la formazione di lutropina e follitropina

Prolattoliberina - Promuove il rilascio di prolattina

Prolattostatina - Inibisce il rilascio di prolattina

Somatoliberina Stimola la secrezione dell'ormone della crescita

Somatostatina - Inibisce la secrezione dell'ormone della crescita e della tireotropina

Tiroliberina - Stimola la secrezione di tireotropina e prolattina

Melanoliberina - Stimola la secrezione dell'ormone stimolante i melanociti

Melanostatina - Inibisce la secrezione dell'ormone stimolante i melanociti

ORMONI ADENOGIPOFISICI

STH (somatotropina, ormone della crescita) - Stimola la crescita corporea, la sintesi proteica nelle cellule, la formazione di glucosio e la disgregazione dei lipidi

Prolattina - Regola l'allattamento nei mammiferi, l'istinto di allattare la prole, la differenziazione dei vari tessuti

TSH (tireotropina) - Regola la biosintesi e la secrezione degli ormoni tiroidei

Corticotropina - Regola la secrezione di ormoni dalla corteccia surrenale

FSH (follitropina) e LH (ormone luteinizzante) - LH regola la sintesi degli ormoni sessuali femminili e maschili, stimola la crescita e la maturazione dei follicoli, l'ovulazione, la formazione e il funzionamento del corpo luteo nelle ovaie L'FSH ha un effetto sensibilizzante sui follicoli e cellule di Leydig all'azione dell'LH, stimola la spermatogenesi

ORMONI TIROIDEI Il rilascio degli ormoni tiroidei è controllato da due ghiandole endocrine “superiori”. L'area del cervello che collega il sistema nervoso ed endocrino è chiamata ipotalamo. L'ipotalamo riceve informazioni sul livello degli ormoni tiroidei e secerne sostanze che influenzano la ghiandola pituitaria. Pituitaria si trova anche nel cervello nell'area di una depressione speciale: la sella turcica. Secerne diverse dozzine di ormoni complessi nella struttura e nell'azione, ma solo uno di essi agisce sulla ghiandola tiroidea: ormone stimolante la tiroide o TSH. Il livello degli ormoni tiroidei nel sangue e i segnali provenienti dall’ipotalamo stimolano o inibiscono il rilascio di TSH. Ad esempio, se la quantità di tiroxina nel sangue è piccola, sia la ghiandola pituitaria che l'ipotalamo lo sapranno. La ghiandola pituitaria rilascerà immediatamente TSH, che attiva il rilascio di ormoni dalla ghiandola tiroidea.

La regolazione umorale è la coordinazione delle funzioni fisiologiche del corpo umano attraverso il sangue, la linfa e il fluido tissutale. La regolazione umorale viene effettuata da sostanze biologicamente attive - ormoni che regolano le funzioni del corpo a livello subcellulare, cellulare, tissutale, di organo e di sistema e mediatori che trasmettono gli impulsi nervosi. Gli ormoni sono prodotti dalle ghiandole endocrine (endocrine), nonché dalle ghiandole secrezionali esterne (tessuti - pareti dello stomaco, intestino e altri). Gli ormoni influenzano il metabolismo e l'attività di vari organi, entrandovi attraverso il sangue. Gli ormoni hanno le seguenti proprietà: elevata attività biologica; Specificità – effetti su determinati organi, tessuti, cellule; Vengono rapidamente distrutti nei tessuti; Le molecole sono di piccole dimensioni e penetrano facilmente attraverso le pareti dei capillari nei tessuti.

Ghiandole surrenali - accoppiate ghiandole endocrine dei vertebrati animali e persona. La zona glomerulosa produce ormoni chiamati mineralcorticoidi. Questi includono :Aldosterone (di base ormone mineralcorticosteroide corteccia surrenale) Corticosterone (insignificante e relativamente inattivo ormone glucocorticoide). Aumento dei mineralcorticoidi riassorbimento Escrezione di Na+ e K+ nei reni. Nella zona del raggio si formano glucocorticoidi, che include: Cortisolo. I glucocorticoidi hanno un effetto importante su quasi tutti i processi metabolici. Stimolano l'istruzione glucosio da grasso E aminoacidi(gluconeogenesi), opprimere infiammatorio, immune E allergico reazioni, riducono la proliferazione tessuto connettivo e aumentare anche la sensibilità organi di senso E eccitabilità del sistema nervoso. Prodotto nella zona mesh ormoni sessuali (androgeni, che sono sostanze precursori estrogeni). Questi ormoni sessuali svolgono un ruolo leggermente diverso rispetto agli ormoni secreti gonadi. Producono cellule del midollo surrenale catecolamine - adrenalina E norepinefrina . Questi ormoni aumentano la pressione sanguigna, aumentano la funzione cardiaca, dilatano il lume dei bronchi e aumentano i livelli di zucchero nel sangue. Quando sono a riposo, rilasciano costantemente piccole quantità di catecolamine. Sotto l'influenza di una situazione stressante, la secrezione di adrenalina e norepinefrina da parte delle cellule della midollare surrenale aumenta notevolmente.

Il potenziale di membrana a riposo è una carenza di cariche elettriche positive all'interno della cellula, derivante dalla fuoriuscita di ioni potassio positivi da essa e dall'azione elettrogenica della pompa sodio-potassio.

Potenziale d'azione (AP). Tutti gli stimoli che agiscono sulla cellula provocano principalmente una diminuzione del PP; quando raggiunge un valore critico (soglia), si verifica una risposta di propagazione attiva, PD. Ampiezza AP circa = 110-120 mv. Una caratteristica della AP, che la distingue dalle altre forme di risposta cellulare alla stimolazione, è che obbedisce alla regola “tutto o niente”, cioè si verifica solo quando lo stimolo raggiunge un certo valore di soglia, e un ulteriore aumento della l'intensità dello stimolo non influisce più sull'ampiezza, né sulla durata dell'AP. Il potenziale d'azione è una delle componenti più importanti del processo di eccitazione. Nelle fibre nervose assicura la conduzione dell'eccitazione dalle terminazioni sensoriali ( recettori) al corpo della cellula nervosa e da essa alle terminazioni sinaptiche situate su varie cellule nervose, muscolari o ghiandolari. La conduzione del PD lungo le fibre nervose e muscolari viene effettuata dal cosiddetto. correnti locali, o correnti d'azione che sorgono tra le sezioni eccitate (depolarizzate) e quelle di riposo della membrana ad essa adiacenti.

I potenziali postsinaptici (PSP) sorgono in aree della membrana delle cellule nervose o muscolari direttamente adiacenti ai terminali sinaptici. Hanno un'ampiezza dell'ordine di diversi mv e durata 10-15 ms. I PSP si dividono in eccitatori (EPSP) e inibitori (IPSP).

I potenziali del generatore sorgono nella membrana delle terminazioni nervose sensibili: i recettori. La loro ampiezza è dell'ordine di diversi mv e dipende dalla forza della stimolazione applicata al recettore. Il meccanismo ionico dei potenziali generatori non è stato ancora sufficientemente studiato.

Potenziale d'azione

Un potenziale d'azione è un rapido cambiamento nel potenziale di membrana che si verifica quando i nervi, i muscoli e alcune cellule ghiandolari vengono eccitati. La sua presenza si basa sui cambiamenti nella permeabilità ionica della membrana. Nello sviluppo di un potenziale d'azione si distinguono quattro periodi successivi: risposta locale, depolarizzazione, ripolarizzazione e potenziali traccia.

L'irritabilità è la capacità di un organismo vivente di rispondere alle influenze esterne modificando le sue proprietà fisico-chimiche e fisiologiche. L'irritabilità si manifesta in cambiamenti nei valori attuali dei parametri fisiologici che superano i loro spostamenti a riposo. L'irritabilità è una manifestazione universale dell'attività vitale di tutti i biosistemi. Questi cambiamenti ambientali che causano la risposta di un organismo possono includere un ampio repertorio di reazioni, che vanno dalle reazioni protoplasmatiche diffuse nei protozoi alle reazioni complesse e altamente specializzate negli esseri umani. Nel corpo umano, l'irritabilità è spesso associata alla proprietà dei tessuti nervosi, muscolari e ghiandolari di rispondere sotto forma di produzione di un impulso nervoso, contrazione muscolare o secrezione di sostanze (saliva, ormoni, ecc.). Negli organismi viventi privi di sistema nervoso, l'irritabilità può manifestarsi nei movimenti. Pertanto, le amebe e altri protozoi lasciano soluzioni sfavorevoli con elevate concentrazioni di sale. E le piante cambiano la posizione dei germogli per massimizzare l'assorbimento della luce (allungarsi verso la luce). L'irritabilità è una proprietà fondamentale dei sistemi viventi: la sua presenza è un classico criterio con cui si distinguono gli esseri viventi da quelli non viventi. L'entità minima dello stimolo sufficiente per la manifestazione dell'irritabilità è chiamata soglia di percezione. I fenomeni di irritabilità nelle piante e negli animali hanno molto in comune, sebbene le loro manifestazioni nelle piante differiscano nettamente dalle solite forme di attività motoria e nervosa degli animali

Leggi di irritazione dei tessuti eccitabili: 1) legge della forza– l’eccitabilità è inversamente proporzionale alla forza di soglia: maggiore è la forza di soglia, minore è l’eccitabilità. Tuttavia, affinché si verifichi l’eccitazione, la forza della stimolazione da sola non è sufficiente. È necessario che questa irritazione duri qualche tempo; 2) legge del tempo azione dello stimolo. Quando la stessa forza viene applicata a tessuti diversi, saranno necessarie durate diverse di irritazione, che dipendono dalla capacità di un dato tessuto di manifestare la sua specifica attività, cioè l'eccitabilità: il minor tempo sarà necessario per tessuti con elevata eccitabilità e il tempo più lungo per i tessuti con bassa eccitabilità. Pertanto l’eccitabilità è inversamente proporzionale alla durata dello stimolo: quanto più breve è la durata dello stimolo, tanto maggiore è l’eccitabilità. L'eccitabilità del tessuto è determinata non solo dalla forza e dalla durata dell'irritazione, ma anche dalla velocità (velocità) di aumento della forza dell'irritazione, che è determinata dalla terza legge: legge del tasso di aumento della forza dell'irritazione(il rapporto tra la forza dello stimolo e il tempo della sua azione): maggiore è il tasso di aumento della forza della stimolazione, minore è l'eccitabilità. Ogni tessuto ha il proprio tasso di soglia di aumento della forza dell'irritazione.

La capacità di un tessuto di modificare la sua attività specifica in risposta alla stimolazione (eccitabilità) dipende inversamente dall'entità della forza di soglia, dalla durata dello stimolo e dalla velocità (velocità) di aumento della forza di stimolazione.

Il livello critico di depolarizzazione è il valore del potenziale di membrana, al raggiungimento del quale si verifica un potenziale d'azione. Il livello critico di depolarizzazione (CLD) è il livello di potenziale elettrico della membrana di una cellula eccitabile dal quale il potenziale locale si trasforma in potenziale d'azione.

Si verifica una risposta locale agli stimoli sottosoglia; si estende su 1-2 mm con attenuazione; aumenta con l’aumentare della forza dello stimolo, cioè obbedisce alla legge della “forza”; riassume: aumenta con ripetute stimolazioni sottosoglia frequenti aumenti di 10 - 40 mV.

Il meccanismo chimico della trasmissione sinaptica, rispetto a quello elettrico, garantisce in modo più efficace le funzioni fondamentali della sinapsi: 1) trasmissione del segnale unidirezionale; 2) amplificazione del segnale; 3) convergenza di molti segnali su una cellula postsinaptica, plasticità della trasmissione del segnale.

Le sinapsi chimiche trasmettono due tipi di segnali: eccitatori e inibitori. Nelle sinapsi eccitatorie, il neurotrasmettitore rilasciato dalle terminazioni nervose presinaptiche provoca un potenziale postsinaptico eccitatorio nella membrana postsinaptica - depolarizzazione locale, e nelle sinapsi inibitorie - un potenziale postsinaptico inibitorio, di regola, iperpolarizzazione. La diminuzione della resistenza di membrana che si verifica durante un potenziale postsinaptico inibitorio cortocircuita la corrente postsinaptica eccitatoria, indebolendo o bloccando così la trasmissione dell'eccitazione.

Composizione chimica della cellula

Gli organismi sono costituiti da cellule. Cellule di organismi diversi hanno composizioni chimiche simili. Nelle cellule degli organismi viventi si trovano circa 90 elementi e circa 25 di essi si trovano in quasi tutte le cellule. In base al loro contenuto nella cellula, gli elementi chimici sono divisi in tre grandi gruppi: macroelementi (99%), microelementi (1%), ultramicroelementi (meno dello 0,001%).

I macroelementi includono ossigeno, carbonio, idrogeno, fosforo, potassio, zolfo, cloro, calcio, magnesio, sodio, ferro. I microelementi includono manganese, rame, zinco, iodio, fluoro. Gli ultramicroelementi includono argento, oro, bromo, selenio.

Una carenza di qualsiasi elemento può portare alla malattia e persino alla morte del corpo, poiché ogni elemento svolge un ruolo specifico. I macroelementi del primo gruppo costituiscono la base dei biopolimeri: proteine, carboidrati, acidi nucleici e lipidi, senza i quali la vita è impossibile. Lo zolfo fa parte di alcune proteine, il fosforo fa parte degli acidi nucleici, il ferro fa parte dell'emoglobina e il magnesio fa parte della clorofilla. Il calcio svolge un ruolo importante nel metabolismo. Alcuni degli elementi chimici contenuti nella cellula fanno parte di sostanze inorganiche: sali minerali e acqua.

Sali minerali si trovano nella cellula, di regola, sotto forma di cationi (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) e anioni (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3), il cui rapporto determina l'acidità dell'ambiente, importante per la vita delle cellule.

Tra le sostanze inorganiche nella natura vivente, gioca un ruolo enorme acqua.
Costituisce una massa significativa della maggior parte delle cellule. Nelle cellule del cervello e degli embrioni umani è contenuta molta acqua: più dell'80% di acqua; nelle cellule del tessuto adiposo - solo il 40,% Con l'età, il contenuto di acqua nelle cellule diminuisce. Una persona che ha perso il 20% dell'acqua muore. Le proprietà uniche dell'acqua determinano il suo ruolo nel corpo. È coinvolto nella termoregolazione, dovuta all'elevata capacità termica dell'acqua: il consumo di una grande quantità di energia durante il riscaldamento. Acqua - buon solvente. A causa della loro polarità, le sue molecole interagiscono con ioni caricati positivamente e negativamente, favorendo così la dissoluzione della sostanza. In relazione all'acqua, tutte le sostanze cellulari sono divise in idrofile e idrofobe.

Idrofilo(dal greco idro- acqua e filleo- amore) sono chiamate sostanze che si dissolvono nell'acqua. Questi includono composti ionici (ad esempio sali) e alcuni composti non ionici (ad esempio zuccheri).

Idrofobo(dal greco idro- acqua e Phobos- paura) sono sostanze insolubili in acqua. Questi includono, ad esempio, i lipidi.

L'acqua svolge un ruolo importante nelle reazioni chimiche che si verificano nella cellula in soluzioni acquose. Dissolve i prodotti metabolici di cui il corpo non ha bisogno e quindi favorisce la loro eliminazione dal corpo. L'elevato contenuto di acqua nella cella lo fornisce elasticità. L'acqua facilita il movimento di varie sostanze all'interno di una cellula o da una cellula all'altra.

Composti inorganici nel corpo umano.

Acqua. Tra le sostanze inorganiche che compongono la cellula, la più importante è l'acqua. La sua quantità varia dal 60 al 95% della massa cellulare totale. L'acqua svolge un ruolo fondamentale nella vita delle cellule e degli organismi viventi in generale. Oltre a far parte della loro composizione, per molti organismi è anche un habitat. Il ruolo dell'acqua in una cellula è determinato dalle sue proprietà chimiche e fisiche uniche, associate principalmente alle piccole dimensioni delle sue molecole, alla polarità delle sue molecole e alla loro capacità di formare legami idrogeno tra loro. L'acqua come componente dei sistemi biologici svolge le seguenti funzioni essenziali: 1- Acqua- solvente universale per sostanze polari, come sali, zuccheri, alcoli, acidi, ecc. Le sostanze altamente solubili in acqua sono chiamate idrofilo. 2- L'acqua non dissolve le sostanze non polari e non si mescola con esse, poiché non può formare legami idrogeno con esse. Vengono chiamate le sostanze insolubili in acqua idrofobico. Le molecole idrofobe o parti di esse vengono respinte dall'acqua e in sua presenza sono attratte l'una dall'altra. Tali interazioni svolgono un ruolo importante nel garantire la stabilità delle membrane, così come di molte molecole proteiche, acidi nucleici e una serie di strutture subcellulari. .3- L'acqua ha un'elevata specificità capacità termica. 4- L'acqua è caratterizzata elevato calore di vaporizzazione, ad es. e. la capacità delle molecole di portare via una quantità significativa di calore raffreddando contemporaneamente il corpo. 5- È caratteristico esclusivamente dell'acqua elevata tensione superficiale. 6- L'acqua fornisce movimento delle sostanze nella cellula e nel corpo, assorbimento di sostanze ed escrezione di prodotti metabolici. 7- Nelle piante è l'acqua a determinare turgore cellule, e in alcuni animali si esibisce funzioni di supporto, essendo uno scheletro idrostatico (rotondi e anellidi, echinodermi). 8- L'acqua è parte integrante fluidi lubrificanti(sinoviale - nelle articolazioni dei vertebrati, pleurico - nella cavità pleurica, pericardico - nel sacco pericardico) e melma(facilitare il movimento delle sostanze attraverso l'intestino, creare un ambiente umido sulle mucose delle vie respiratorie). Fa parte della saliva, della bile, delle lacrime, dello sperma, ecc.

Sali minerali. I moderni metodi di analisi chimica hanno rivelato 80 elementi della tavola periodica nella composizione degli organismi viventi. In base alla loro composizione quantitativa si dividono in tre gruppi principali. I macroelementi costituiscono la maggior parte dei composti organici e inorganici, la loro concentrazione varia dal 60% allo 0,001% del peso corporeo (ossigeno, idrogeno, carbonio, azoto, zolfo, magnesio, potassio, sodio, ferro, ecc.). I microelementi sono principalmente ioni di metalli pesanti. Contenuto negli organismi nella quantità dello 0,001% - 0,000001% (manganese, boro, rame, molibdeno, zinco, iodio, bromo). La concentrazione di ultramicroelementi non supera lo 0,000001%. Il loro ruolo fisiologico negli organismi non è stato ancora completamente chiarito. Questo gruppo comprende uranio, radio, oro, mercurio, cesio, selenio e molti altri elementi rari. Non solo il contenuto, ma anche il rapporto degli ioni nella cellula è significativo. La differenza tra la quantità di cationi e anioni sulla superficie e all'interno della cellula ne garantisce l'avvenimento potenziale d'azione , ciò che è alla base del verificarsi dell'eccitazione nervosa e muscolare.

La maggior parte dei tessuti degli organismi viventi che abitano la Terra sono costituiti da elementi organogeni: ossigeno, carbonio, idrogeno e azoto, da cui sono costituiti principalmente composti organici: proteine, grassi, carboidrati.

introduzione

Ho scelto un argomento piuttosto complesso, poiché unisce molte scienze, il cui studio è molto importante nel mondo: biologia, ecologia, chimica, ecc. Il mio argomento è significativo nei corsi scolastici di chimica e biologia. L'uomo è un organismo vivente molto complesso, ma studiarlo mi è sembrato piuttosto interessante. Credo che ogni persona dovrebbe sapere in cosa consistono.

Bersaglio: studiare più in dettaglio gli elementi chimici che compongono l'uomo e la loro interazione nel corpo.

Per raggiungere questo obiettivo sono stati fissati: compiti:

• 1) Studiare la composizione elementare degli organismi viventi;
• 2) Identificare i principali gruppi di elementi chimici: micro e macroelementi;
• 3) Determinare quali elementi chimici sono responsabili della crescita, della funzione muscolare, del sistema nervoso, ecc.;
• 4) Condurre esperimenti di laboratorio confermando la presenza di carbonio, azoto e ferro nel corpo umano.

Metodi e tecniche: analisi della letteratura scientifica, analisi comparativa, sintesi, classificazione e generalizzazione del materiale selezionato; metodo di osservazione, esperimento (fisico e chimico).

Elementi chimici nel corpo umano

Tutti gli organismi viventi sulla Terra, compreso l’uomo, sono in stretto contatto con l’ambiente. Il cibo e l'acqua potabile contribuiscono all'ingresso di quasi tutti gli elementi chimici nel corpo. Vengono introdotti e rimossi dal corpo ogni giorno. Le analisi hanno dimostrato che il numero dei singoli elementi chimici e il loro rapporto nel corpo sano di persone diverse è approssimativamente lo stesso.

Molti scienziati ritengono che non solo tutti gli elementi chimici siano presenti in un organismo vivente, ma che ciascuno di essi svolga una funzione biologica specifica. È stato stabilito in modo affidabile il ruolo di circa 30 elementi chimici, senza i quali il corpo umano non può esistere normalmente. Questi elementi sono chiamati vitali. Il corpo umano è composto per il 60% da acqua, per il 34% da sostanze organiche e per il 6% da sostanze inorganiche.

Il corpo di una persona che pesa 70 kg è costituito da:

Carbone - 12,6 kg Cloro - 200 grammi

Ossigeno-45,5 kg Fosforo-0,7 kg

Idrogeno-7 kg Zolfo-175 grammi

Azoto-2,1 kg Ferro-5 grammi

Calcio-1,4 kg Fluoro-100 grammi

Sodio-150 grammi Silicio-3 grammi

Potassio-100 grammi Iodio-0,1 grammi

Magnesio-200 grammi Arsenico-0,0005 grammi

4 pilastri della vita

Carbonio, ossigeno, azoto e idrogeno sono i quattro elementi chimici che i chimici chiamano le “balene della chimica”, e che allo stesso tempo sono gli elementi base della vita. Non solo le proteine ​​viventi, ma tutta la natura intorno a noi e in noi è costruita dalle molecole di questi quattro elementi.

Da solo, il carbonio è una pietra morta. L'azoto, come l'ossigeno, è un gas libero. L'azoto non è vincolato da nulla. L'idrogeno combinato con l'ossigeno forma l'acqua e insieme creano l'Universo.

Nei loro composti semplici sono l'acqua sulla Terra, le nuvole nell'atmosfera e l'aria. Nei composti più complessi si tratta di carboidrati, sali, acidi, alcali, alcoli, zuccheri, grassi e proteine. Diventando ancora più complessi, raggiungono lo stadio di sviluppo più alto: creano la vita.

Carbonio - la base della vita.

Tutte le sostanze organiche da cui sono costituiti gli organismi viventi differiscono da quelle inorganiche in quanto sono basate sull'elemento chimico carbonio. Le sostanze organiche contengono anche altri elementi: idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo e fosforo. Ma tutti si concentrano attorno al carbonio, che è l’elemento centrale principale.

L'accademico Fersman l'ha definita la base della vita, perché senza carbonio la vita è impossibile. Non esiste nessun altro elemento chimico con proprietà così uniche come il carbonio.

Tuttavia, ciò non significa affatto che il carbonio costituisca la maggior parte della materia vivente. In ogni organismo c'è solo il 10% di carbonio, l'80% di acqua e il restante 10% proviene da altri elementi chimici che compongono il corpo.

Una caratteristica del carbonio nei composti organici è la sua capacità illimitata di legare diversi elementi in gruppi atomici in una varietà di combinazioni.

Un po' di chimica

Dei 92 elementi chimici attualmente conosciuti dalla scienza, 81 elementi si trovano nel corpo umano. Tra questi ci sono 4 principali: C (carbonio), H (idrogeno), O (ossigeno), N (azoto), nonché 8 macro e 69 microelementi.

Macronutrienti

Macronutrienti- si tratta di sostanze il cui contenuto supera lo 0,005% del peso corporeo. Questo Ca (calcio), Cl (cloro), F (fluoro). K (potassio), Mg (magnesio), Na (sodio), P (fosforo) e S (zolfo). Fanno parte dei tessuti principali: ossa, sangue, muscoli. Insieme, gli elementi principali e i macroelementi costituiscono il 99% del peso corporeo di una persona.

Microelementi

Microelementi- si tratta di sostanze il cui contenuto non supera lo 0,005% per ogni singolo elemento e la loro concentrazione nei tessuti non supera lo 0,000001%. I microelementi sono molto importanti anche per la vita normale.

Un sottogruppo speciale di microelementi è ultramicroelementi, contenuti nel corpo in quantità estremamente piccole, sono l'oro, l'uranio, il mercurio, ecc.

Il 70-80% del corpo umano è costituito da acqua, il resto è costituito da sostanze organiche e minerali.

Materia organica

Materia organica possono essere formati (o sintetizzati artificialmente) da minerali. Il componente principale di tutte le sostanze organiche è carbonio(lo studio della struttura, delle proprietà chimiche, dei metodi di produzione e dell'uso pratico di vari composti del carbonio è oggetto di chimica organica). Carbonioè l'unico elemento chimico in grado di formare un numero enorme di composti diversi (il numero di questi composti supera i 10 milioni!). È presente nelle proteine, nei grassi e nei carboidrati, che determinano il valore nutrizionale del nostro cibo; fa parte di tutti gli organismi animali e vegetali.

Oltre al carbonio, spesso contengono composti organici ossigeno, azoto, A volte - fosforo, zolfo e altri elementi, ma molti di questi composti hanno proprietà inorganiche. Non esiste una linea netta tra sostanze organiche e inorganiche. Principale segni di composti organici gli idrocarburi hanno caratteristiche diverse composti carbonio-idrogeno e loro derivati. Le molecole di qualsiasi sostanza organica contengono frammenti di idrocarburi.

Una scienza speciale si occupa dello studio di vari tipi di composti organici presenti negli organismi viventi, della loro struttura e proprietà - biochimica.

A seconda della loro struttura, i composti organici sono suddivisi in semplici - aminoacidi, zuccheri e acidi grassi, più complessi - pigmenti, nonché vitamine e coenzimi (componenti non proteici degli enzimi) e quelli più complessi - scoiattoli E acidi nucleici.

Le proprietà delle sostanze organiche sono determinate non solo dalla struttura delle loro molecole, ma anche dal numero e dalla natura delle loro interazioni con le molecole vicine, nonché dalla loro reciproca disposizione spaziale. Questi fattori si manifestano più chiaramente nelle differenze nelle proprietà delle sostanze situate in luoghi diversi stati di aggregazione.

Viene chiamato il processo di trasformazione delle sostanze, accompagnato da un cambiamento nella loro composizione e (o) struttura reazione chimica. L'essenza di questo processo è la rottura dei legami chimici nelle sostanze di partenza e la formazione di nuovi legami nei prodotti di reazione. La reazione è considerata completa se la composizione materiale della miscela di reazione non cambia più.

Reazioni dei composti organici (reazioni organiche) obbediscono alle leggi generali delle reazioni chimiche. Tuttavia il loro decorso è spesso più complesso che nel caso dell'interazione di composti inorganici. Pertanto, in chimica organica, viene prestata molta attenzione allo studio dei meccanismi di reazione.

Minerali

Minerali nel corpo umano meno di quelli organici, ma sono anche vitali. Tali sostanze includono ferro, iodio, rame, zinco, cobalto, cromo, molibdeno, nichel, vanadio, selenio, silicio, litio ecc. Nonostante la piccola necessità in termini quantitativi, influenzano qualitativamente l'attività e la velocità di tutti i processi biochimici. Senza di essi, la normale digestione del cibo e la sintesi degli ormoni sono impossibili. Con una carenza di queste sostanze nel corpo umano si verificano disturbi specifici che portano a malattie caratteristiche. I microelementi sono particolarmente importanti per i bambini durante il periodo di crescita intensiva di ossa, muscoli e organi interni. Con l'età, il fabbisogno di minerali di una persona diminuisce leggermente.

Come sapete, tutte le sostanze possono essere suddivise in due grandi categorie: minerali e organiche. Puoi fornire un gran numero di esempi di sostanze inorganiche o minerali: sale, soda, potassio. Ma quali tipi di connessioni rientrano nella seconda categoria? Le sostanze organiche sono presenti in qualsiasi organismo vivente.

Scoiattoli

L'esempio più importante di sostanze organiche sono le proteine. Contengono azoto, idrogeno e ossigeno. Oltre a loro, a volte in alcune proteine ​​si possono trovare anche atomi di zolfo.

Le proteine ​​sono tra i composti organici più importanti e sono quelli più comunemente presenti in natura. A differenza di altri composti, le proteine ​​hanno alcune caratteristiche caratteristiche. La loro proprietà principale è il loro enorme peso molecolare. Ad esempio, il peso molecolare di un atomo di alcol è 46, il benzene è 78 e l'emoglobina è 152.000. Rispetto alle molecole di altre sostanze, le proteine ​​sono dei veri giganti, contenenti migliaia di atomi. A volte i biologi le chiamano macromolecole.

Le proteine ​​sono le più complesse tra tutte le strutture organiche. Appartengono alla classe dei polimeri. Se esamini una molecola di polimero al microscopio, puoi vedere che si tratta di una catena costituita da strutture più semplici. Si chiamano monomeri e si ripetono molte volte nei polimeri.

Oltre alle proteine, esiste un gran numero di polimeri: gomma, cellulosa e amido normale. Inoltre, molti polimeri sono stati creati da mani umane: nylon, lavsan, polietilene.

Formazione delle proteine

Come si formano le proteine? Sono un esempio di sostanze organiche, la cui composizione negli organismi viventi è determinata dal codice genetico. Nella loro sintesi, nella stragrande maggioranza dei casi, vengono utilizzate varie combinazioni

Inoltre, nuovi amminoacidi possono formarsi già quando la proteina inizia a funzionare nella cellula. Tuttavia, contiene solo alfa aminoacidi. La struttura primaria della sostanza descritta è determinata dalla sequenza dei residui aminoacidici. E nella maggior parte dei casi, quando si forma una proteina, la catena polipeptidica viene attorcigliata in una spirale, le cui spire si trovano l'una vicina all'altra. Come risultato della formazione di composti di idrogeno, ha una struttura abbastanza forte.

Grassi

Un altro esempio di sostanze organiche sono i grassi. L'uomo conosce molti tipi di grassi: burro, olio di manzo e di pesce, oli vegetali. I grassi si formano in grandi quantità nei semi delle piante. Se metti un seme di girasole sbucciato su un foglio di carta e lo premi, sul foglio rimarrà una macchia oleosa.

Carboidrati

I carboidrati non sono meno importanti nella natura vivente. Si trovano in tutti gli organi vegetali. La classe dei carboidrati comprende zucchero, amido e fibre. I tuberi di patata e i frutti di banana ne sono ricchi. È molto facile rilevare l'amido nelle patate. Quando reagisce con lo iodio, questo carboidrato diventa blu. Puoi verificarlo lasciando cadere un po' di iodio su una patata tagliata.

Anche gli zuccheri sono facili da individuare: hanno tutti un sapore dolce. Molti carboidrati di questa classe si trovano nei frutti di uva, angurie, meloni e mele. Sono esempi di sostanze organiche prodotte anche in condizioni artificiali. Ad esempio, lo zucchero viene estratto dalla canna da zucchero.

Come si formano i carboidrati in natura? L'esempio più semplice è il processo di fotosintesi. I carboidrati sono sostanze organiche che contengono una catena di diversi atomi di carbonio. Contengono anche diversi gruppi idrossilici. Durante la fotosintesi, lo zucchero inorganico si forma da monossido di carbonio e zolfo.

Cellulosa

Un altro esempio di materia organica è la fibra. La maggior parte si trova nei semi di cotone, così come negli steli e nelle foglie delle piante. La fibra è costituita da polimeri lineari, il suo peso molecolare varia da 500mila a 2 milioni.

Nella sua forma pura, è una sostanza che non ha odore, sapore o colore. Viene utilizzato nella produzione di pellicole fotografiche, cellophane ed esplosivi. La fibra non viene assorbita dal corpo umano, ma è una parte necessaria della dieta, poiché stimola il funzionamento dello stomaco e dell'intestino.

Sostanze organiche ed inorganiche

Possiamo dare moltissimi esempi di formazione di sostanze organiche e seconde sempre originate da minerali – quelli non viventi che si formano nelle profondità della terra. Si trovano anche in varie rocce.

In condizioni naturali, durante la distruzione di minerali o sostanze organiche si formano sostanze inorganiche. D'altra parte, le sostanze organiche si formano costantemente a partire dai minerali. Ad esempio, le piante assorbono l'acqua con i composti disciolti in essa, che successivamente passano da una categoria all'altra. Gli organismi viventi utilizzano principalmente sostanze organiche per la nutrizione.

Ragioni della diversità

Spesso gli scolari o gli studenti devono rispondere alla domanda su quali siano le ragioni della diversità delle sostanze organiche. Il fattore principale è che gli atomi di carbonio sono collegati tra loro mediante due tipi di legami: semplici e multipli. Possono anche formare catene. Un altro motivo è la varietà di diversi elementi chimici contenuti nella materia organica. Inoltre, la diversità è dovuta anche all'allotropia, il fenomeno dell'esistenza dello stesso elemento in composti diversi.

Come si formano le sostanze inorganiche? Le sostanze organiche naturali e sintetiche e i loro esempi sono studiati sia nelle scuole superiori che in istituti di istruzione superiore specializzati. La formazione di sostanze inorganiche non è un processo così complesso come la formazione di proteine ​​o carboidrati. Ad esempio, da tempo immemorabile le persone estraggono la soda dai laghi di soda. Nel 1791, il chimico Nicolas Leblanc propose di sintetizzarlo in laboratorio utilizzando gesso, sale e acido solforico. C'era una volta la soda, che oggi è familiare a tutti, era un prodotto piuttosto costoso. Per eseguire l'esperimento è stato necessario calcinare il sale da cucina insieme all'acido, quindi calcinare il solfato risultante insieme al calcare e al carbone.

Un altro è il permanganato di potassio o permanganato di potassio. Questa sostanza è ottenuta industrialmente. Il processo di formazione consiste nell'elettrolisi di una soluzione di idrossido di potassio e di un anodo di manganese. In questo caso, l'anodo si dissolve gradualmente per formare una soluzione viola: questo è il noto permanganato di potassio.

ELEMENTI CHIMICI NEL CORPO UMANO (KUKUSHKIN Y. N., 1998), CHIMICA

Per il corpo umano è stato definitivamente stabilito il ruolo di circa 30 elementi chimici, senza i quali non può esistere normalmente. Questi elementi sono chiamati vitali. Oltre a loro ci sono elementi che in piccole quantità non influenzano il funzionamento del corpo, ma a certi livelli sono veleni.

ELEMENTI CHIMICI NEL CORPO UMANO

Yu.N.KUKUSHKIN

Istituto tecnologico statale di San Pietroburgo

INTRODUZIONE

Molti chimici conoscono le famose parole pronunciate negli anni '40 di questo secolo dagli scienziati tedeschi Walter e Ida Noddack, secondo cui ogni ciottolo sul marciapiede contiene tutti gli elementi della tavola periodica. Inizialmente queste parole non furono accolte con approvazione unanime. Tuttavia, man mano che venivano sviluppati metodi sempre più accurati per la determinazione analitica degli elementi chimici, gli scienziati si convinsero sempre più della verità di queste parole.

Se siamo d'accordo che ogni ciottolo contiene tutti gli elementi, allora questo dovrebbe valere anche per un organismo vivente. Tutti gli organismi viventi sulla Terra, compreso l’uomo, sono in stretto contatto con l’ambiente. La vita richiede un metabolismo costante nel corpo. L'ingresso degli elementi chimici nel corpo è facilitato dall'alimentazione e dall'acqua consumata. In conformità con la raccomandazione della Commissione Dietetica dell'Accademia Nazionale degli Stati Uniti, l'assunzione giornaliera di elementi chimici dal cibo dovrebbe essere ad un certo livello (Tabella 1). Ogni giorno il corpo deve espellere lo stesso numero di elementi chimici, poiché il loro contenuto è relativamente costante.

Le ipotesi di alcuni scienziati vanno oltre. Credono che non solo tutti gli elementi chimici siano presenti in un organismo vivente, ma che ciascuno di essi svolga una funzione biologica specifica. È del tutto possibile che questa ipotesi non venga confermata. Tuttavia, con lo sviluppo della ricerca in questa direzione, viene rivelato il ruolo biologico di un numero crescente di elementi chimici.

Il corpo umano è composto per il 60% da acqua, per il 34% da materia organica e per il 6% da materia inorganica. I componenti principali delle sostanze organiche sono carbonio, idrogeno, ossigeno, comprendono anche azoto, fosforo e zolfo. Le sostanze inorganiche del corpo umano contengono necessariamente 22 elementi chimici: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, Io, F, Se. Ad esempio, se una persona pesa 70 kg, contiene (in grammi): calcio - 1700, potassio - 250, sodio - 70, magnesio - 42, ferro - 5, zinco - 3.

Gli scienziati hanno concordato che se la frazione di massa di un elemento nel corpo supera il 10-2%, allora dovrebbe essere considerato un macroelemento. La proporzione di microelementi nel corpo è del 10 -3 -10 -5%. Se il contenuto di un elemento è inferiore al 10 -5%, viene considerato ultramicroelemento. Naturalmente tale gradazione è arbitraria. Attraverso di esso, il magnesio entra nella regione intermedia tra macro e microelementi.

Tabella 1. Apporto giornaliero di elementi chimici nel corpo umano

Elemento chimico	Dose giornaliera, mg
	adulti
	Circa 0,2 (vitamina B 12)

ELEMENTI VITALI

Indubbiamente, il tempo modificherà le idee moderne sul numero e sul ruolo biologico di alcuni elementi chimici nel corpo umano. In questo articolo procederemo da quanto già attendibilmente noto. Il ruolo dei macroelementi che compongono le sostanze inorganiche è ovvio. Ad esempio, la quantità principale di calcio e fosforo entra nelle ossa (idrossifosfato di calcio Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2) e il cloro sotto forma di acido cloridrico si trova nel succo gastrico.

I microelementi rientrano nella suddetta serie di 22 elementi che sono necessariamente presenti nel corpo umano. Si noti che la maggior parte di essi sono metalli e più della metà dei metalli lo sono D-elementi. Questi ultimi formano composti di coordinazione nel corpo con molecole organiche complesse. Pertanto, è stato stabilito che molti catalizzatori biologici - enzimi contengono ioni di metalli di transizione ( D-elementi). Ad esempio, è noto che il manganese fa parte di 12 diversi enzimi, il ferro - 70, il rame - 30 e lo zinco - più di 100. I microelementi sono definiti vitali se la loro assenza o carenza interrompe il normale funzionamento del corpo. Una caratteristica dell'elemento richiesto è l'aspetto a campana della curva di dose ( N) - reattività ( R, effetto) (Fig. 1).

Riso. 1. Dipendenza dalla risposta ( R) dalla dose ( N) per gli elementi vitali

Con una piccola assunzione di questo elemento, si causano danni significativi al corpo. Funziona al limite della sopravvivenza. Ciò è dovuto principalmente ad una diminuzione dell’attività degli enzimi che contengono questo elemento. All'aumentare della dose dell'elemento, la risposta aumenta e raggiunge la norma (altopiano). Con un ulteriore aumento della dose appare l'effetto tossico di un eccesso di questo elemento, per cui non si può escludere la morte. La curva in Fig. 1 può essere interpretato così: tutto dovrebbe essere moderato e poco e molto sono dannosi. Ad esempio, la mancanza di ferro nel corpo porta all'anemia, poiché fa parte dell'emoglobina nel sangue, o più precisamente, del suo componente: l'eme. Il sangue di un adulto contiene circa 2,6 g di ferro. Nel processo della vita, il corpo si scompone e sintetizza costantemente l'emoglobina. Per ricostituire il ferro perso con la degradazione dell'emoglobina, una persona ha bisogno di un apporto medio giornaliero di circa 12 mg di questo elemento dal cibo. La connessione tra anemia e carenza di ferro è nota ai medici da molto tempo, poiché già nel XVII secolo in alcuni paesi europei per l'anemia veniva prescritto un infuso di limatura di ferro nel vino rosso. Tuttavia, anche l’eccesso di ferro nel corpo è dannoso. È associato alla siderosi degli occhi e dei polmoni - malattie causate dalla deposizione di composti di ferro nei tessuti di questi organi. Il principale regolatore del contenuto di ferro nel sangue è il fegato.

Una mancanza di rame nel corpo porta alla distruzione dei vasi sanguigni, alla crescita ossea patologica e ai difetti nei tessuti connettivi. Inoltre, si ritiene che la carenza di rame sia una delle cause del cancro. In alcuni casi, i medici associano il cancro ai polmoni negli anziani a una diminuzione correlata all’età del contenuto di rame nel corpo. Tuttavia, un eccesso di rame nel corpo porta a disturbi mentali e paralisi di alcuni organi (morbo di Wilson). Solo quantità relativamente elevate di composti di rame sono dannose per l’uomo. A piccole dosi vengono utilizzati in medicina come agente astringente e batteriostatico (inibizione della crescita e della riproduzione dei batteri). Ad esempio, il solfato di rame (II) viene utilizzato nel trattamento della congiuntivite sotto forma di colliri (soluzione al 25%), nonché per la cauterizzazione del tracoma sotto forma di matite per occhi (una lega di solfato di rame (II), nitrato di potassio, allume e canfora). In caso di ustioni cutanee con fosforo, la pelle viene accuratamente inumidita con una soluzione al 5% di solfato di rame (II).

Tabella 2. Sintomi caratteristici della carenza di elementi chimici nel corpo umano

Carenza di elementi	Sintomo tipico
	Crescita scheletrica più lenta
	Crampi muscolari
	Anemia, disturbi del sistema immunitario
	Danni alla pelle, crescita rallentata, pubertà ritardata
	Debolezza arteriosa, disfunzione epatica, anemia secondaria
	Infertilità, deterioramento della crescita scheletrica
	Crescita cellulare lenta, suscettibilità alla carie
	Anemia perniciosa
	Aumento dell'incidenza di depressione, dermatiti
	Sintomi del diabete
	Disturbo della crescita scheletrica
	Carie dentale
	Disfunzione tiroidea, metabolismo lento
	Debolezza muscolare (in particolare cardiaca).

La funzione biologica degli altri metalli alcalini in un corpo sano non è ancora chiara. Tuttavia, ci sono indicazioni che introducendo ioni di litio nel corpo è possibile trattare una delle forme di psicosi maniaco-depressiva. Diamo un tavolo. 2, da cui è visibile l'importante ruolo di altri elementi vitali.

ELEMENTI IMPURITÀ

Esistono numerosi elementi chimici, soprattutto pesanti, che sono veleni per gli organismi viventi: hanno effetti biologici avversi. Nella tabella 3 mostra questi elementi secondo la tavola periodica di D.I. Mendeleev.

Tabella 3.

Periodo	Gruppo

Ad eccezione del berillio e del bario, questi elementi formano forti composti solforati. Si ritiene che la ragione dell'azione dei veleni sia associata al blocco di alcuni gruppi funzionali (in particolare i gruppi sulfidrilici) delle proteine ​​o allo spostamento di ioni metallici, come rame e zinco, da alcuni enzimi. Gli elementi presentati in tabella. 3 sono chiamate impurità. Il loro diagramma dose-risposta ha una forma diversa rispetto a quello salvavita (Figura 2).

Riso. 2. Dipendenza dalla risposta ( R) dalla dose ( N) per impurità elementi chimici Fino a un certo contenuto di questi elementi, il corpo non sperimenta alcun effetto dannoso, ma con un aumento significativo della concentrazione diventano tossici.

Ci sono elementi che sono velenosi in quantità relativamente grandi, ma hanno un effetto benefico a basse concentrazioni. Ad esempio, l’arsenico, un potente veleno che distrugge il sistema cardiovascolare e colpisce i reni e il fegato, è benefico a piccole dosi e i medici lo prescrivono per migliorare l’appetito. L'ossigeno, di cui una persona ha bisogno per respirare, in alte concentrazioni (soprattutto sotto pressione) ha un effetto tossico.

Da questi esempi è chiaro che la concentrazione dell'elemento nel corpo gioca un ruolo molto significativo, e talvolta catastrofico. Tra gli elementi impuri ci sono anche quelli che, a piccole dosi, hanno efficaci proprietà curative. Pertanto, la proprietà battericida (che causa la morte di vari batteri) dell'argento e dei suoi sali è stata notata molto tempo fa. Ad esempio, in medicina, una soluzione di argento colloidale (collargol) viene utilizzata per lavare ferite purulente, vescica, cistite cronica e uretite, nonché sotto forma di collirio per congiuntivite purulenta e blennorrea. Le matite in nitrato d'argento vengono utilizzate per cauterizzare verruche e granulazioni. In soluzioni diluite (0,1-0,25%), il nitrato d'argento viene utilizzato come agente astringente e antimicrobico per lozioni e anche come collirio. Gli scienziati ritengono che l'effetto cauterizzante del nitrato d'argento sia associato alla sua interazione con le proteine ​​​​dei tessuti, che porta alla formazione di sali proteici di argento - albuminati. L'argento non è ancora classificato come elemento vitale, ma il suo maggiore contenuto nel cervello umano, nelle ghiandole endocrine e nel fegato è già stato stabilito sperimentalmente. L'argento entra nel corpo attraverso alimenti vegetali, come cetrioli e cavoli.

L'articolo presenta la tavola periodica, in cui è caratterizzata la bioattività dei singoli elementi. La valutazione si basa sulla manifestazione di sintomi di carenza o eccesso di un particolare elemento. Tiene conto dei seguenti sintomi (in ordine crescente di efficacia): 1 - perdita di appetito; 2 - necessità di cambiare dieta; 3 - cambiamenti significativi nella composizione dei tessuti; 4 - aumento del danno a uno o più sistemi biochimici, manifestato in condizioni speciali; 5 - incapacità di questi sistemi in condizioni particolari; 6 - segni subclinici di incapacità; 7 - sintomi clinici di incapacità e aumento del danno; 8 - crescita inibita; 9 - mancanza di funzione riproduttiva. La forma estrema di manifestazione della carenza o dell'eccesso di un elemento nel corpo è la morte. La bioattività dell'elemento è stata valutata su una scala a nove punti a seconda della natura del sintomo per il quale è stata identificata la specificità.

Con questa valutazione gli elementi vitali sono caratterizzati dal punteggio più alto. Ad esempio, gli elementi idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno, sodio, magnesio, fosforo, zolfo, cloro, potassio, calcio, manganese, ferro, ecc. sono caratterizzati da un punteggio pari a 9.

CONCLUSIONE

Identificare il ruolo biologico dei singoli elementi chimici nel funzionamento degli organismi viventi (uomo, animali, piante) è un compito importante ed entusiasmante. I minerali, come le vitamine, spesso agiscono come coenzimi per catalizzare le reazioni chimiche che si verificano continuamente nel corpo.

Gli sforzi degli specialisti mirano a rivelare i meccanismi di manifestazione della bioattività dei singoli elementi a livello molecolare (vedi articoli di N.A. Ulakhnovich “Complessi metallici negli organismi viventi”: Soros Educational Journal. 1997. No. 8. P. 27- 32; D.A. Lemenovsky “Composti di metalli nella natura vivente”: Ibid. Non c’è dubbio che negli organismi viventi gli ioni metallici si trovano principalmente sotto forma di composti di coordinazione con molecole “biologiche” che fungono da ligandi. A causa delle limitazioni di spazio, l'articolo contiene materiale relativo principalmente al corpo umano. Chiarire il ruolo dei metalli nella vita delle piante sarà senza dubbio utile per l'agricoltura. Il lavoro in questa direzione è ampiamente svolto nei laboratori di vari paesi.

Una domanda molto interessante riguarda i principi della selezione naturale degli elementi chimici per il funzionamento degli organismi viventi. Non c’è dubbio che la loro prevalenza non sia un fattore decisivo. Un corpo sano stesso è in grado di regolare il contenuto dei singoli elementi. Data la possibilità di scelta (cibo e acqua), gli animali possono istintivamente contribuire a questa regolazione. Le capacità delle piante in questo processo sono limitate. Anche la regolamentazione consapevole da parte dell'uomo del contenuto di microelementi nel suolo dei terreni agricoli è uno dei compiti importanti che devono affrontare i ricercatori. Le conoscenze acquisite dagli scienziati in questa direzione si sono già trasformate in una nuova branca della scienza chimica: la chimica bioinorganica. Pertanto, è opportuno ricordare le parole dell'eccezionale scienziato del XIX secolo A. Ampere: "Felici coloro che sviluppano la scienza negli anni in cui non è completata, ma quando in essa è già maturata una svolta decisiva". Queste parole possono essere particolarmente utili a chi si trova di fronte alla scelta di una professione.

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Yuri Nikolaevich Kukushkin, dottore in scienze chimiche, professore, capo. Dipartimento di Chimica Inorganica dell'Istituto Tecnologico Statale di San Pietroburgo, Scienziato Onorato della Federazione Russa, vincitore del Premio omonimo. LA. Chugaev dell'Accademia delle scienze dell'URSS, accademico dell'Accademia russa delle scienze naturali. Area di interessi scientifici: chimica di coordinazione e chimica dei metalli del platino. Autore e coautore di oltre 600 articoli scientifici, 14 monografie, libri di testo e libri di divulgazione scientifica, 49 invenzioni.