Biologiskt betydelsefulla element

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 14 juli 2022; kontroller kräver 4 redigeringar .

Biologiskt betydelsefulla beståndsdelar (i motsats till biologiskt inerta beståndsdelar ) är kemiska beståndsdelar som är nödvändiga för att levande organismer ska säkerställa normalt liv .

Element som säkerställer organismens vitala aktivitet klassificeras enligt olika kriterier - innehåll i kroppen, nödvändighetsgrad, biologisk roll, vävnadsspecificitet, etc. [1] . Beroende på innehållet i människokroppen och andra däggdjur delas elementen in i

Vissa författare drar gränser mellan dessa typer enligt andra koncentrationsvärden [5] [6] [7] . Ibland separeras inte ultramikroelement från mikroelement [5] .

Makronäringsämnen

Dessa element utgör grunden för organismers kroppar . Finns i en vuxens kropp i betydande mängder, från tiotals gram (klor, magnesium) till tiotals kilogram (syre, kol); med andra ord inkluderar makroelement alla bioelement, vars innehåll i kroppen överstiger 0,1 % av kroppsvikten. [åtta]

Organogena element

Huvuddelen av cellens massa är 4 element [9] (deras innehåll i människokroppen anges) [10] :

Dessa makronäringsämnen kallas organogena element [komm. 1] [8] eller makronäringsämnen ( eng.  macronutrient ) [komm. 2] . Proteiner , fetter , kolhydrater , nukleinsyror och många andra organiska ämnen byggs huvudsakligen av dem . Ibland betecknas dessa fyra element med akronymen CHNO , som består av deras beteckningar i det periodiska systemet .

Andra makronäringsämnen

Nedan listas andra makronäringsämnen [1] och deras innehåll i människokroppen. [10] [14]

Spårelement

Termen " mikronäringsämnen " fick speciell spridning i den medicinska, biologiska och jordbruksvetenskapliga litteraturen i mitten av 1900-talet. I synnerhet blev det uppenbart för agronomer att även en tillräcklig mängd "makroelement" i gödningsmedel ( NPK trinity  - kväve , fosfor , kalium ) inte säkerställer normal utveckling av växter. [15] [16] [17]

Spårämnen - element, vars innehåll i människokroppen är i intervallet från 0,001 till 0,00001% (från flera g till flera mg); med andra ord inkluderar spårämnen alla grundämnen vars innehåll är mindre än 0,1 % av kroppsvikten. Beroende på deras betydelse för kroppens liv kan mikroelement delas in i tre grupper: essentiella mikroelement, villkorligt essentiella mikroelement, giftiga och föga studerade mikroelement. [8] Komplexiteten i en sådan klassificering av spårämnen ligger i det faktum att väsentliga mikroelement i sig under vissa förhållanden kan orsaka toxiska reaktioner, och enskilda toxiska mikroelement vid en viss dos och exponering kan uppvisa väsentliga egenskaper, det vill säga visa sig vara avgörande. [5] [18] Innehållet av spårämnen i kroppen är litet, men de är involverade i biokemiska processer och är nödvändiga för levande organismer. Att upprätthålla deras innehåll i vävnader på fysiologisk nivå är nödvändigt för att upprätthålla konstantheten i den inre miljön ( homeostas ) i kroppen. [19]

Viktiga spårelement

Essentiella (eller livsnödvändiga) är mikroelement som ständigt finns i kroppen och för vilka deras exklusiva roll för att säkerställa att livet är etablerat. Alla vitala spårämnen kommer in i kroppen med mat och dricksvatten. [8] Bland dem (i alfabetisk ordning): [14] [18]

Villkorligt väsentliga spårelement

Villkorligt väsentliga (eller villkorligt vitala) mikroelement kallas, i förhållande till vilka mer och mer data ackumuleras om deras viktiga roll för att säkerställa kroppens vitala aktivitet. [8] Bland dem (i alfabetisk ordning): [14] [5]

Giftiga och föga studerade spårämnen

Giftigt och föga studerat omfattar en stor grupp av grundämnen som ständigt finns i mikromängder i kroppen, men deras biologiska roll har ännu inte studerats tillräckligt. Eftersom många av dessa ämnen är relativt giftiga ligger fokus vanligtvis på deras skadliga effekter på kroppen. Giftiga och föga studerade spårämnen ingår inte i antalet essentiella spårämnen. [8] Bland dem (i alfabetisk ordning): [18] [5]

Biogena element

Biogena (biofila) är kemiska element som ständigt ingår i organismers sammansättning och utför vissa biologiska funktioner. Grundämnen och deras föreningar som krävs av biota i stora mängder kallas makrobiogena (C, O, N, H, Ca, P, S), och i små mängder - mikrobiogena. För växter är dessa: Fe, Mg, Cu, Zn, B, Si, Mo, Cl, V, Ca, som tillhandahåller funktionerna fotosyntes, kvävemetabolism och metabolisk funktion. Djur kräver både de listade elementen (förutom B) och dessutom Se, Cr, Ni, F, I och Sn. Trots små mängder är alla dessa element nödvändiga för biosystemens liv. [20] [21] [22]

Interaktion och homeostas

Den joniska naturen hos elementen leder till bildandet av deras komplex under verkan av olika oabsorberade livsmedelskomponenter. Alla faktorer som påverkar dessa processer är inte välkända. [23] [24] Bland annat beror homeostasen av element i människokroppen på följande:

Biologiskt signifikanta element absorberas inte bara i mag-tarmkanalen , för många av dem är det platsen för utsöndring. Helst återupptas de flesta av de element som släpps ut i mag-tarmkanalen . Vissa element kan absorberas av aktiv transport eller diffusionsstimulering ; andra assimileras genom passiv diffusion, några genom två eller flera mekanismer. Assimileringen av de nödvändiga elementen styrs av homeostas, vilket säkerställer deras normala eller symmetriska fördelning. [25]

Det finns en viss fysiologisk interaktion mellan element som konkurrerar om bindningsställen på penselgränsen för enterocyter , för vissa organiska komplexbildande element i enterocyter, eller om platser på specifika transportproteiner . Det finns också konkurrens om receptorer innan de införlivas i deras definitiva matris i funktionella celler. Grundämnenas fysikaliska och kemiska egenskaper bestäms av deras elektroniska konfiguration . [26]

Brist på mineraler i kroppen

De främsta orsakerna till bristen på mineraler:

Användning av termen "mineral" i relation till biologiskt signifikanta element

Mikro- och makroelement kommer in i kroppen huvudsakligen med mat . För deras beteckning på engelska finns en term dietary minerals . [27]

I slutet av 1900-talet började ryska tillverkare av vissa läkemedel och kosttillskott använda termen "mineral" för att beteckna makro- och mikroelement. Ur vetenskaplig synvinkel är denna användning av denna term felaktig, eftersom den endast betyder en geologisk naturlig kropp med en kristallin struktur. Ändå tillverkarna av den sk. "biologiska kosttillskott" började kalla sina produkter för vitamin-mineralkomplex, vilket betyder mineraltillskott till vitaminer . [28]

Se även

Anteckningar

Kommentarer
  1. ↑ Ibland kallas endast C , H , N , O [11] för organogena grundämnen (organogener) , ibland kallas även P och S [1] , och ibland alla grundämnen som spelar någon roll i organismers liv [12] .
  2. ↑ Proteiner, fetter och kolhydrater kallas ibland för makronäringsämnen [13] .
Källor
  1. ↑ 1 2 3 4 Skalny A. V., Rudakov I. A. Bioelements in medicine. - Onyx 2000-talet, Mir, 2004. - S. 18-23. — 272 sid. — ISBN 5-329-00930-8 .
  2. ↑ Makronäringsämnen // Dictionary of Botanical Terms / I.A. Dudka. - Kiev: Naukova Dumka, 1984.
  3. ↑ Mikroelement // Dictionary of Botanical Terms / I.A. Dudka. - Kiev: Naukova Dumka, 1984.
  4. ↑ Ultramicroelements // Dictionary of Botanical Terms / I.A. Dudka. - Kiev: Naukova Dumka, 1984.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 Avtsyn A.P. , Zhavoronkov A.A., Rish M.A., Strochkova L.S. Mänskliga mikroelementoser. - M . : Medicin, 1991. - 496 sid. — ISBN 5-225-02128-X .
  6. ↑ Kidin V.V., Torshin S.P. Agrokemi. Lärobok . - Prospect, 2015. - 619 sid. — ISBN 9785392187676 .
  7. ↑ Polyanskaya Irina Sergeevna. Ny klassificering av bioelement inom bioelementologi . cyberleninka.ru . Journal "Dairy Business Bulletin" från Vologda State Dairy Academy. N.V. Vereshchagin, nr 1(13), s. 34-42 (2014). Hämtad 19 mars 2021. Arkiverad från originalet 26 mars 2020.
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 Skalny A.V. , Rudakov I.A., Notova S.V., Skalny V.V., Burtseva T.I., Baranova O.V., Gubaidulina S.G. Bioelementologi: grundläggande begrepp och termer. Terminologisk ordbok . window.edu.ru _ GOU "Orenburg State University" (2005). Hämtad 6 april 2021. Arkiverad från originalet 31 oktober 2017.
  9. ↑ Bilich G. L., Kryzhanovsky V. A. Biology. Hel kurs: I 4 volymer - 5:e upplagan, kompletterad och reviderad. - Onyx, 2009. - S. 20. - 864 sid. - ISBN 978-5-488-02311-6 .
  10. ↑ 1 2 Starr C., McMillan B. 2.1. Atomer och element // Human Biology. — 11 uppl. - Cengage Learning, 2014. - S. 16. - 608 sid. — ISBN 9781305445949 .
  11. ↑ Organogena element // Big Medical Encyclopedia / kap. ed. A. M. Prokhorov. - M . : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
  12. ↑ Dedy I. I. Organogens // Ekologisk encyklopedisk ordbok. - Chisinau, 1989.
  13. ↑ Riktlinjer 2.3.1.2432-08. Normer för fysiologiska behov av energi och näringsämnen för olika grupper av befolkningen i Ryska federationen. . Hämtad 19 juli 2017. Arkiverad från originalet 6 augusti 2017.
  14. ↑ 1 2 3 Skalny A.V. Spårämnen: vitalitet, hälsa, livslängd. - Perot Publishing - P.11, 2019.
  15. ↑ Kovalsky V.V. , Raetskaya Yu. I., Gracheva T. I. Spårämnen i växter och foder. - Sovjetunionens vetenskapsakademi. Vetenskaplig råd om spårämnen i växtodling och boskapsproduktion. All-Union. acad. s.-x. Vetenskaper dem. V. I. Lenin. - Moskva: Kolos, 1971.
  16. ↑ Underwood EJ. Spårämnen och hälsa: en översikt . pubmed.ncbi.nlm.nih.gov . Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Serie B, Biologiska vetenskaper (1979). Hämtad 16 april 2021. Arkiverad från originalet 16 april 2021.
  17. ↑ Babenko G. A. , Reshetkina L. P. Spårämnen i experimentell och klinisk medicin. - Kiev: Hälsa, 1965.
  18. ↑ 1 2 3 4 Skalny A.V. Makro- och mikroelementens biologiska roll i människor och djur. - St. Petersburg: Nauka, 2008.
  19. ↑ Osamu WADA. Vad är spårämnen? Deras brist och överskott tillstånd . med.or.jp . Journal of the Japan Medical Association (Vol. 129, No. 5, 2003, pages 607–612) (2003). Hämtad 16 april 2021. Arkiverad från originalet 29 mars 2017.
  20. ↑ Kozlovsky E. A., Ledovskikh A. A. (chefredaktörer) och andra. Biofila (biogena) element . ecoindustry.ru . Ryska geologiska uppslagsverket. I tre volymer. T. 1 (A-I). - M. - St. Petersburg: VSEGEI Publishing House (2010). - ISBN 978-5-93761-180-2 . Hämtad 5 april 2021. Arkiverad från originalet 26 mars 2017.
  21. ↑ Biogena element // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
  22. ↑ Vetenskapligt förlag "Great Russian Encyclopedia". BIOGENA ELEMENT . bigenc.ru . Stora ryska encyklopedin . Hämtad 5 april 2021. Arkiverad från originalet 27 september 2020.
  23. ↑ O'Dell BL Effekt av kostkomponenter på zinktillgänglighet. — American Journal of Clinical Nutrition, 1969.
  24. ↑ Prasad AS, Oberleas D. Faktorer som påverkar zinkhomeostas. — Trace Elements in Human Health and Disease, Vol. I, sid. 155-162. New York, Academic Press, 1977.
  25. ↑ Liebscher K., Smith H. Väsentliga och icke-väsentliga spårämnen. - Archives of Environmental & Occupational Health 17(6): 881-890, 1968.
  26. ↑ Hill CH, Matrone G. Kemiska parametrar i studiet av in vivo och in vitro interaktioner av övergångselement. - Federation Proceedings 29(4):1474-1481, 1970.
  27. ↑ Dietmineraler . sciencedirect.com . Trender inom Food Science & Technology (2017). Hämtad: 7 maj 2021.
  28. ↑ Gorokhovskaya G.N., Zimaeva Yu.O., Petina M.M. Vitamin-mineralkomplex i modern klinisk praxis . rmj.ru. _ Rysk medicinsk tidskrift, nr 5 sid. 345 (07.03.2008). Hämtad 7 maj 2021. Arkiverad från originalet 17 januari 2021.

Litteratur

 Ekosystem
naturområden
Funktionella komponenter
Strukturella komponenter
Abiotiska komponenter
Fungerande
  • Följd
  • successionsserie
  • Ekosystemförsämring
  • Ekosystemutveckling
Ekosystemföroreningar