Макроэлементы это группа химических элементов, значение, таблица
Человечеству давно известно про необходимость употребления достаточного количества макроэлементов с пищей или водой. Изучены негативные последствия их недостатка для организма человека. Разработаны различные поливитаминные комплексы с целью восстановления их баланса. В данной статье рассмотрим их значение для человека.
Макроэлементы – это химические элементы, входящие в состав таблицы Менделеева, участвующие в физиологических реакциях. Поступают с пищей и водой. Отличие от микроэлементов заключается в количестве, необходимом организму. Данный порог выявлен: 200 мг. Вещество из периодической таблицы, которые требуются человеку в дозе меньше 200 мг в сутки, носит название микроэлемента.
Классификация макроэлементов
К макроэлементам относятся азот, кислород, углерод, водород. Они составляют основу клеток и тканей, представлены различными соединениями. Водород и кислород составляют молекулу воды. Без кислорода невозможна жизнь. При отсутствии притока кислорода с кровью на протяжении 3 минут, человеческий мозг погибает.
Макроэлемент азот – важнейшая составляющая аминокислот, которые являются строительными кирпичиками белков. Все знают, что белок – наш строительный материал. Это наш мышечно-скелетный каркас. Все ферменты – белки. А без ферментов ни один физиологический процесс невозможен. Углерод присутствует в каждой клеточке. Обмен его соединений обеспечивает энергией жизнедеятельность клетки, органов, всего организма. Рассмотрим, еще какие химические элементы называются макроэлементами. Это калий, кальций, магний, сера, хлор, фосфор, натрий.
Роль макроэлементов в организме человека
Макроэлементы в организме человека играют чрезвычайно важную роль. Без достаточного присутствия калия нарушатся процессы свертывания крови. Без элемента калия невозможна работа сердечной мышцы, возможна остановка сердца.
Макроэлемент хлор чрезвычайно важен в поддержании кислотно-основного баланса крови (pH крови) и клеток. Благодаря натрию также происходят процессы возбуждения клетки, передача импульсов. Фосфор – важнейший элемент клеточных мембран. Он регулирует кальциевый обмен в организме.
Кальций – строительный материал костей. Без кальция невозможно мышечное сокращение. При недостатке его возникают мышечные спазмы, особенно, в ночное время. Кальций влияет на проницаемость сосудов. Магний – важнейший элемент многих физиологических процессов. При его недостатке возникают мышечные спазмы, нарушения в нормальной работе нервной системы.
Таблица макроэлементов, их основная характеристика, содержание в продуктах питания
Рассмотрим макроэлементов список подробнее:
Калий K
| Элемент | Польза | Дефицит | Источники макроэлементов |
|---|---|---|---|
| Калий | • Участвует в расслаблении и сокращении мышц (калиево-натриевый насос). | • В дефиците возможно замедление ритма, аритмии, остановка сердца. • Гипотония мышц, вплоть до параличей | Виноград. Печеный картофель. Морковь. Болгарский перец. Дрожжи. Изюм. |
Кальций
| Элемент | Польза | Дефицит | Где содержится |
|---|---|---|---|
| Кальций | • Составляющая часть костей, зубов. • Участвует в сократительной способности мышц. • Влияет на проницаемость мембраны клетки. • Влияет на свертываемость крови. • Отвечает за состояние волос. • Синтез гормонов | • Остеопороз. • Рахит у детей. • Судороги в икроножных мышцах. • Ломкость волос. • Хрупкость сосудов. | Кунжутное семя. Продукты из молока. Сардина. Крапива. Капуста белокочанная и цветная. Курага Миндаль Репа Фасоль Стоит иметь ввиду, что кальций и железо являются антагонистами. |
Магний
| Элемент | Для чего нужен | Недостаток | Источники |
|---|---|---|---|
| Магний | • В составе зубов, волос. • Кофактор многих более 300 ферментов. • Участвует в обмене углеводов, белков, в синтезе нуклеиновых кислот. • Способствует образованию АТФ. • Нормализует сердечный ритм, давление. • Регулирует процесс торможения в ЦНС. • Препятствует тромбообразованию. • Расслабляет гладкую мускулатуру. • Участвует в синтезе нейромедиаторов. | • Ломкость ногтей, волос. • Аритмии, гипертония. • Неврозы, раздражительность, тики, бессонница. • Непроизвольное сокращение мышц, судороги в ногах, онемение, зуд. • Выкидыши, невынашивание беременности, предменструальный синдром. • Запоры, камнеобразование в желчных путях. • Депрессия. • Спастический колит, диарея. • Бронхоспазм. | Зелень. Какао. Гречка. Отруби: рисовые, пшеничные, овсяные. Бобовые и зерновые культуры Кунжут, семена тыквы и подсолнечника. Минеральная вода. |
Натрий
| Название элемента | Характеристика | Дефицит | Продукты |
|---|---|---|---|
| Натрий | • Регулятор баланса внеклеточной и внутриклеточной жидкости в организме. Предотвращает клетку от разрыва или от обезвоживания. • Обеспечивает передачу нервных импульсов. • Обеспечивает кислотно-основное равновесие. • Переносит в клетку глюкозу и аминокислоты. • Расширяет сосуды. • Участвует в переносе углекислого газа к легким. • Способствует синтезу пищеварительных ферментов. | • Обезвоживание организма, слабость, апатия, потеря сознания. • Аритмия. • Судороги. • Выпадение волос, кожа становится морщинистой. | Соль. Соленья. Морские водоросли. Томаты. Свекла. Репа. |
Сера
| Название элемента | Функции | Недостаток | Содержание в продуктах |
|---|---|---|---|
| Сера | • Входит в состав ферментов, аминокислот, гормонов, молекулы белка сцепляются между собой благодаря дисульфидному мостику. • Есть в составе инсулина. • Коллаген состоит из серы. • Благодаря этому укрепляет мышцы, связки, суставы, соединительную ткань. • Участвует в витаминообразовании (В). • Соединения серы – антиоксиданты. Гепарин содержит серу. | • Гипергликемия – повышения сахара. • Ломкость ногтей. • Недостаточная упругость кожи. • Патология сустава, связок, болевой синдром. • Диспепсические явления. • Гиперхолестеринемия. | Мясные продукты. Бобовые. Орехи. Молочные. Яйца. Минеральная вода. |
Фосфор
| Элемент | Функции фосфора | Симптомы недостатка | Где содержится |
|---|---|---|---|
| Фосфор | • Строительный материал фосфолипидов, гидроксилапатита (кости),зубов – фторапатита. • Есть в составе нуклеиновых кислот, АТФ. • Обеспечивает кислотно-основное равновесие. • Участвует в ферментообразовании. | • Остеопороз, рахит. • Снижение умственной деятельности. • Ухудшение работы эндокринных желез. • Снижение иммунной защиты организма. • Быстрая утомляемость. | Мясные продукты. Яйца. Злаки. Орехи. Подсолнечник. Тыква. |
Хлор
| Элемент | Характеристика | Дефицит | Где содержится |
|---|---|---|---|
| Хлор | • Поддержание водно-солевого баланса. • Обеспечивает пищеварение благодаря наличию в соляной кислоте желудка. • Выводит углекислый газ из организма. | • Мышечная слабость. • Сонливость. • Сухость во рту. • Отсутствие аппетита. Стремительное снижение – кома. | Поваренная соль. Морские водоросли. Хлеб. Мясо. |
Симптомы избытка и дефицита в организме человека
В результате соблюдения диеты, патологии в организме, возможно снижение содержания макроэлементов. К чему это приводит указано в таблице. Избыточное поступление в организм, либо сбой в регуляции обмена элементов, приводит к накоплению в органах и тканях.
Избыточное содержание макроэлемента кальция в организме приводит к его откладыванию в сосудах, что чревато повышением давления и ускоренным образованиям атеросклеротических бляшек. Откладывание в органах ведет к образованию очагов кальцинатов. Если этот очаг находится в головном мозге, то возможно развитие эпилептических приступов, галлюцинаций. Для мускулатуры характерно снижение мышечного тонуса, что ведет, например к брадикардии. Характерно повышенное камнеобразование в желчном пузыре, мочевыводящей системе. А также характерно развитие гиперацидного гастрита. К подобным состояниям может привести, к примеру, злокачественное новообразование костной ткани, при котором в организме идет усиленно разрушение костной ткани.
Избыток магния возникает при передозировке витаминами, препаратами магния. Такие болезни, как онкология, миеломная болезнь, почечная недостаточность могут привести к избытку. При этом наблюдается заторможенность, вплоть до комы, аритмии, повышение давления.
В результате злоупотребления солью в организме может возникнуть гипернатриемия. Об этом можно догадаться при появлении отеков тела. А также к этому состоянию приводят заболевания почек и надпочечников. Повышение уровня элемента серы недостаточно изучено. Известно, что оно проявляется аллергическими высыпаниями, проблемами с ЖКТ.
Гиперфосфатемия возможна в результате повышенного употребления белковых продуктов. Это чревато формированием камней в мочевыделительной и желчевыделительной системах, вымыванием макроэлемента кальция из костей, невропатией, анемией. Гиперхлоремия протекает образованием отеков, в более тяжелых случаях – повышение АД, нарушением сознания, комой, перебоями в работе сердца.
При здоровом питании, отсутствии ограничений в еде, человек обеспечивает себя всеми необходимыми элементами. Достаточно прислушаться к нему и дать то, что он требует.
их значение, биологическая роль и функции, таблица элементов
Макро и микроэлементы различаются потребностью организма в них. Первые нужны телу в количестве, измеряемом в граммах, а вторые — в малозаметных миллиграммах или даже следах. Значительную часть важных веществ мы получаем с пищей, которую едим каждый день. Но для слаженной работы всех процессов стоит соблюдать баланс, чтобы каждое соединение поступало в достаточном количестве.Значение макро и микроэлементов
Разберемся, что такое макро и микроэлементы. Под это определение попадают минералы, которые входят в состав организма и хорошо знакомы нам по таблице Менделеева. Среди них натрий, калий, кальций железо, цинк, медь и другие минеральные вещества. Незаменимыми считаются 16 элементов. Они поступают с едой и классифицируются по норме содержания в тканях и жидкостях. Те минералы, которые нужны в большом количестве имеют приставку «макро», а те, что нужны лишь в незначительных дозах — «микро».
Как только организм начинает испытывать дефицит определенного элемента, нарушается связанный с ним процесс, который приводит к недомоганиям: от легкой мышечной слабости и апатии до судорог, депрессии и даже остановки дыхания.
Кальций
Главная задача кальция — формировать твердые ткани костей и зубов. Основное его содержание в организме приходится на эти ткани и только один процент — на внутренние органы и кровь: он отвечает за ее свертываемость. Недостаток может привести к рахиту, остеопорозу, судорогам и слабости. В большом количестве содержится в молоке, сыре, орехах и семенах, инжире, капусте.
Калий
Этот элемент отвечает за то, чтобы наполнять водой клетки и регулировать кислотно-щелочной баланс. Помимо этого он принимает участие в синтезе белка и передаче импульсов нервным клеткам. При недостатке человек ощущает обезвоживание и слабость, а сильный дефицит приводит к параличу, нарушению в работе сердца и желудка. Источники: картошка, бананы, курага, петрушка. Встречается в зелени, фруктах, овощах.
Натрий
Вместе калием помогает передавать нервные импульсы, участвует в формировании жидкостей в организме, помогает регулировать метаболизм и осмотическое давление, транспортирует в клетки полезные вещества. Недостаток приводит к нарушениям в работе нервной системы, мышечной слабости, выпадению волос, судорогам.
Важно!
Человек в последнее время потребляет слишком много натрия: он поступает с обработанными продуктами, фастфудом. Избыток приводит к отекам, нарушению работы почек, сильному переутомлению.
Магний
Этот элемент имеет самый широкий функционал. Он участвует в формировании костных и мышечных тканей, отвечает за выделение желудочного сока, понижает давление, помогает стабилизировать состояние нервной системы. Магний активно участвует в обмене веществ, помогает в процессе обработки еды. Нехватка грозит аритмией, осложнениями в работе пищеварительной и нервной системы. Содержится в орехах и отрубях, чае, кофе, какао-бобах.
Фосфор
Как и кальций, этот элемент принимает активное участие в формировании органических тканей. Он входит в состав мышц, костей, а также различных веществ, которые содержатся в живых организмах: нуклеотиды, ферменты и т.д. Дефицит приводит к развитию остеопороза, может служить причиной депрессии, снижения иммунитета. Часто причиной недостатка фосфора становится чрезмерное употребление алкоголя, хронические заболевания почек и период активного роста. Содержится в продуктах с высоким содержанием белка: мясо, молоко, морепродукты. Также содержится в злаках и фруктах, но из растительной пищи его труднее усваивать.
Железо
Раньше этот жизненно важный элемент относили к макрогруппе из-за его высокого содержания в организме. Но затем ученые выяснили, что основная часть его содержится в гемоглобине, а его общая концентрация сравнительно мала. Роль железа в жизни человека очень важна: он транспортирует кислород и электроны, участвует в окислительных процессах. Если вещества поступает недостаточно, то организм истощается, развивается анемия, замедляется рост, становится труднее переносить холод, возникают головокружения и головная боль. Железо в большом количестве находится в бобовых, красном мясе, листовых овощах.
Йод
Единственный элемент, который входит в состав гормонов и участвует в их синтезе. Он стимулирует рост и развитие, отвечает за обмен веществ, давление, способствует повышению температуры тела. Йод может поступать в организм в ограниченных количествах или же выводиться слишком быстро — например, при нарушении регуляции или приеме лекарств. При дефиците нарушается выработка гормонов, снижается температура и скорость обмена веществ, увеличивается щитовидная железа. Йод можно найти в морепродуктах, водорослях, специальной йодированной соли.
Марганец
Препятствует окислению, участвует в синтезе белка, регулирует обмен инсулина и гормонов. Марганец катализирует реакции в организме и является частью многих ферментов. С помощью этого элемента могут плавно развиваться мышцы и соединительные ткани. Недостаток приводит к снижению умственных способностей и иммунитета, задержке развития, сильной слабости и переутомлению. Найти этот элемент можно в ржаном хлебе, отрубях, картофеле, бобовых, томатах, кофе, чае, чернике.
Медь
Половина от общего числа меди в организме содержится в мышцах, а еще 10 процентов приходится на печень. Этот элемент входит в состав многих ферментов, повышает усвоение питательных веществ, отвечает за структуру и эластичность тканей, снимает воспаление, формирует гемоглобин. Без меди в организме начинается поражение сердца и сосудов, снижение иммунитета, развитие склероза. Дефицит, впрочем, встречается достаточно редко. Содержится в морепродуктах, субпродуктах, картофеле, грибах, листовых овощах. Встречается в питьевой воде.
Молибден
Этот минерал входит в состав ферментов, которые регулируют метаболизм аминокислот. С помощью молибдена усиливается воздействие антиоксидантов, улучшается накопление азота. При дефиците возникает угроза рака пищеварительной системы, тахикардии. Может снизиться зрение в темноте, появиться раздражительность. Чаще всего этот элемент встречается в мясе — свинине, говядине, баранине. А из растительных продуктов им богаты чечевица, пшеничная мука, зерновые.
Селен
Этот эссенциальный компонент долго считался токсином, и только в конце прошлого столетия его заслуги были оценены. Селен является частью защиты организма с помощью антиоксидантов, моделирует иммунитет, участвует в обменных процессах, снижает действие вредных токсинов. Недостаток сразу проявляется внешне: шелушится кожа, возникает экзема, выпадают волосы. У мужчин дефицит селена может привести к бесплодию. Встречается в крабах, омарах, орехах, крупах, яйцах, чесноке и оливковом масле.
Хром
С помощью хрома организм может поддерживать оптимальный уровень глюкозы в крови, а также усиливать действие инсулина. Взаимодействует с щитовидной железой и может даже заменять действие йода при его недостатке. Регулирует обмен липидов и выводит токсины. При дефиците человек быстрее устает, повышается риск сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета. Содержится в субпродуктах, мясе, зерновых, фруктах, рыбе.
Цинк
Этот элемент влияет на рост и развитие клеток, участвует в метаболизме многих витаминов и минералов, повышает иммунитет и репродуктивную функцию. Важен для роста ногтей и волос. При недостатке цинка может нарушаться процесс восстановления и заживления, теряются вкусовые ощущения, уходит масса тела. Сильный дефицит приводит к бесплодию. В избытке содержится в омарах и устрицах, встречается во фруктах, овощах, орехах и семенах.
Значение микроэлементов и макроэлементов сложно переоценить.
Суточная потребность
Роль макро и микроэлементов в организме человека очень важна, поэтому стоит следить за тем, чтобы потреблять их в достаточных количествах. Для этого существуют нормы поступления веществ. Они зависят от комплекции, образа жизни, здоровья и текущих обстоятельств. Например, в период роста или беременности требуется больше минералов, а вымывание их из тканей может ускориться. Недостаток важных химических элементов в организме человека часто приводит к нарушениям здоровья, которые ощущаются физически и психологически. От дефицита нарушается сон, появляется слабость, а в будущем могут развиться серьезные заболевания.
Все элементы, которые важны для выполнения основных функций и должны поступать регулярно, можно разделить на следующие группы:
• биогенные;
• структурные;
• эссенциальные.
Существует группа условно-необходимых — это те минералы, которые важны для действия организма, но при этом их дефицит практически не встречается. Помимо этого есть те элементы, необходимость которых не выявлена — ванадий, рубидий и свинец. Их роль мало изучена, поэтому не существует норм по их потреблению. Выделяют также группу токсичных веществ: алюминий, кадмий, мышьяк, свинец. Эти элементы содержатся в организме и поступают с едой, но организм в них по последним исследованиям не нуждается.
По количеству, которое содержится в теле человека все важные вещества минерального происхождения можно разделить на три группы:
• макроэлементы — потребность в граммах;
• микроэлементы — потребность в миллиграммах;
• ультрамикроэлементы — потребность в микрограммах.
Важны как макро, так и ультра и микроэлементы в организме человека, и их значение не зависит от количества. Список важных веществ с суточной нормой потребления приведен в таблице.
Важно!
Некоторые элементы важны только в активной форме. Например, кобальт используется только в виде конечного соединения — витамина В12.
Функции микроэлементов в организме столь же важны, как и макро. Разница только в количестве поступающих веществ: если дозу калия или натрия стоит набирать, то кобальт или селен поступают в нужном количестве за один раз.
Таблица содержания важных минералов в еде
В питании человека важен баланс. Организм может испытывать не только дефицит полезных веществ, но и их избыток, который тоже приводит к нарушениям и заболеваниям. Контролировать прием витаминов и минералов помогает правильно составленный рацион. В нем должно быть достаточно рыбы и морепродуктов, овощей, фруктов и зерновых культур. От готовой еды и полуфабрикатов лучше отказаться — в них содержание минералов в основном меньше, а переизбыток натрия встречается наоборот чаще. Чтобы составить здоровое меню, стоит ориентироваться на таблицы. В них перечислены эссенциальные элементы и продукты, в которых они содержатся.
Важно!
Биологически активные добавки и витамины часто содержат суточную дозу полезных веществ. При приеме следите за тем, чтобы не превышать норму.
Полезные минералы важны не только для нормального функционирования организма, они входят в состав всего живого. Роль макро и микроэлементов в организации жизни на нашей планете огромна. Эти минералы отвечают за обменные процессы, входят в состав всех органов и тканей. Их значение так велико, что без них мы просто не смогли бы существовать. Поэтому так важно контролировать их поступление с едой и грамотно составлять рацион, дополняя его витаминами и минералами при необходимости.
Дата: 24.04.2019 / 10:29
Макроэлементы – список
Микро и Макроэлементы – биологические вещества, которые играют важнейшую роль в жизнедеятельности живого организма. Множество болезней и прочих неблагоприятных состояний человека тем или иным образом связаны с недостачей данных биологических веществ. Невозможно выделить какой элемент первичный, а какой вторичный, так как каждый из них по-своему важен для нашего организма (отвечает за ту или иную функцию). Сейчас я постараюсь подробно рассказать про макроэлементы (список лучших продуктов питания, норм потребления, полезных свойств).
Вы должны понимать, что наш организм не может самостоятельно синтезировать макроэлементы. Поэтому, они в обязательном порядке должны поступать из продуктов питания, чистой воды и т.д. Сильная недостача того или иного элемента влечет за собой физиологические нарушения, проявления той или иной болезни и т.д.
Список жизненно необходимых макроэлементов которые мы можем получить из пищи: Ca, Р, К, Na, S, Cl, Mg
Кальций (Ca)
Для чего он нам нужен:
- участвует в процессе образования костной ткани
- способствует укреплению костей и зубов
- делает мышцы более упругими
- принимает участие в процессе свертывания крови
- нормализует работу сердца
- принимает важное участие в нервно – мышечной проводимости тканей
- повышает устойчивость организма к различным болезням
Симптомы при дефиците:
- рахит
- остеопороз
- судороги
- болевые ощущения в костных и мышечных тканях
- тусклость волос
- ломкость ногтей
- воспаление десен
Рекомендуемая суточная потребность (мг):
Грудные дети | Дети | Женщины | Муж. | |||
Возраст | 0–1 | 2–5 / 6–11 | 12–70+ | берем. | корм. | 12–70+ |
Норма | 400 – 600 | 800 / 1000 | 1000 – 1200 | 1500 | 1500 | 1000 – 1200 |
Лучшие источники кальция: молоко, творог, твердый сыр, йогурт, кефир, сметана, миндаль, лещина, фисташки, кунжут, фасоль, семена подсолнуха, грецкий орех, консервы (сардины), крабы, креветки, базилик, петрушка, белокочанная капуста, брокколи, укроп, курага.
Фосфор (P)
Для чего он нам нужен:
- играет важную роль в построении клеток
- участвует в процессе образования костной ткани
- принимает участие в обменных процессах
- положительно влияет на работу головного мозга
- улучшает состояние костей, зубов и ногтей
- участвует в процессе трансформации глюкозы в энергию
- положительно влияет на работу ЦНС и печени
- участвует в поддержании кислотно – щелочного равновесия
Симптомы при дефиците:
- рахит
- пародонтоз
- нарушение функций роста
- остеомаляция
- хроническая усталость
- спазмы мышечных тканей
- потеря концентрации внимания
Рекомендуемая суточная потребность (мг):
Грудные дети | Дети | Женщины | Муж. | |||
Возраст | 0–1 | 2–5 / 6–11 | 12–70+ | берем. | корм. | 12–70+ |
Норма | 100 – 275 | 460 / 1000 | 700 | 1000 | 1000 | 700 |
Лучшие источники фосфора: телятина, говядина, фасоль, говяжья (печень, мозги, сердце, почки, язык), печень свиная, горох, крупа (гречневая, овсяная, перловая, рисовая), хлеб ржаной и пшеничный, творог, треска, камбала, твердый сыр, яйцо куриное, цыплята, молоко, кефир.
Калий (К)
Для чего он нам нужен:
- участвует в поддержании кислотно – щелочного равновесия
- важнейший компонент внутриклеточной жидкости
- участвует в процессах синтеза белков и гликогена
- участвует в процессах избавления от шлаков
- положительно влияет на работу ЦНС
- принимает участие в обменных процессах
Симптомы при дефиците:
- мышечная дистрофия
- паралич мышечных тканей
- нарушается сердечный ритм
- судороги
- повышенное артериальное давление
- тошнота и рвота
Рекомендуемая суточная потребность (г):
Грудные дети | Дети | Женщины | Муж. | |||
Возраст | 0–1 | 2–5 / 6–11 | 12–70+ | берем. | корм. | 12–70+ |
Норма | 0.4 – 0.7 | 3 – 3.5 / 4.3 | 4.7 | 5 | 5 | 4.7 |
Лучшие источники калия: курага, фасоль, морская капуста, горох, чернослив, изюм, миндаль, фундук, чечевица, арахис, картофель, грецкий орех, палтус, тунец, форель, банан, апельсин, молоко.
Натрий (Na)
Для чего он нам нужен:
- участвует в поддержании кислотно – щелочного равновесия
- важнейший компонент межклеточной жидкости
- участвует в передачах нервных импульсов
- участвует в процессах поддержания осмотического давления
- удерживает воду в тканях
Симптомы при дефиците:
- гипотония
- тахикардия
- судороги
- нарушение кислотно – щелочного баланса
- плохое усвоение углеводов
Рекомендуемая суточная потребность (г):
Грудные дети | Дети | Женщины | Муж. | |||
Возраст | 0–1 | 2–5 / 6–11 | 12–70+ | берем. | корм. | 12–70+ |
Норма | 0.3 | 0.5 / 1 | 2 – 5 | 2 – 5 | 2 – 5 | 2 – 5 |
Лучшие источники натрия: пищевая соль, соевый соус, красная икра, морская капуста, мидии, лобстер, камбала, анчоусы, креветки, сардины, куриное яйцо, рак, кальмар.
Сера (S)
Для чего она нам нужна:
- участвует в выработке энергии
- принимает участие в процессе свертывания крови
- синтезирует коллаген
- улучшает работу ЦНС
Симптомы при дефиците:
- боль в суставах
- тахикардия
- повышенное артериальное давление
- выпадение волос
- запоры
- нарушается белковый и углеводный обмен
- раздражительность
Рекомендуемая суточная потребность (мг):
Грудные дети | Дети | Женщины | Муж. | |||
Возраст | 0–1 | 2–5 / 6–11 | 12–70+ | берем. | корм. | 12–70+ |
Норма | 300 | 500 / 700 | 700 – 1200 | 1200 | 1200 | 700 – 1200 |
Список лучших источников такого макроэлемента, как сера: индейка, говядина, свинина, баранина, печень (говяжья, свиная), кролик, щука, морской окунь, сардины, горбуша, горох, камбала, зубатка, курица, куриное яйцо.
Хлор (Cl)
Для чего он нам нужен:
- принимает участие в водном обмене
- вырабатывает соляную кислоту в желудке
- принимает участие в очищении печени от жира
Симптомы при дефиците:
- гастрит
- пониженная кислотность
- сухость во рту
Рекомендуемая суточная потребность (г):
Грудные дети | Дети | Женщины | Муж. | |||
Возраст | 0–1 | 2–5 / 6–11 | 12–70+ | берем. | корм. | 12–70+ |
Норма | 0.3 | 0.5 / 1 | 2 – 5 | 2 – 5 | 2 – 5 | 2 – 5 |
Лучшие источники хлора: скумбрия, анчоусы, зубатка, карась, мойва, горбуша, камбала, хек, устрицы, тунец, яйцо куриное, горох, рис, гречка.
Магний (Mg)
Для чего он нам нужен:
- участвует в процессе образования костной ткани
- участвует в процессе формирования зубов
- важен для нормальной работы мышечных тканей и ЦНС
- положительно влияет на иммунную систему
- участвует в восстановлении и обновлении тканей организма
- положительно влияет на сердечный ритм и АД
- принимает участие в создании эстрогенов
- принимает участие в процессе свертывания крови
- неотъемлемый компонент внутриклеточной жидкости
- выводит плохой холестерин
Симптомы при дефиците:
- апатия
- зуд
- мышечная дистрофия
- судороги
- заболевания ЖКТ
- нарушается сердечный ритм
- раздражительность
- перепады давления
- онемения рук
- боли в области головы, шеи и спине
Рекомендуемая суточная потребность (мг):
Грудные дети | Дети | Женщины | Муж. | |||
Возраст | 0–1 | 2–5 / 6–11 | 12–70+ | берем. | корм. | 12–70+ |
Норма | 50 | 100 / 200 | 300 | 400 – 500 | 400 – 500 | 300 |
Лучшие источники магния: кешью, гречка, кедровые орехи, миндаль, фисташки, арахис, фундук, морская капуста, ячневая крупа, овсянка, пшено, грецкий орех, горох, фасоль, бананы, чернослив.
Из этой статьи вы узнали список важнейших макроэлементов. Что бы получить достаточное количество тех или иных элементов, нужно стараться максимально разнообразно питаться. Так же, как вы знаете, кроме макро, есть еще и микроэлементы, но про них мы уже поговорим в следующей статье.
С уважением, Сергей Гарбарь
Другие статьи по теме:
6. Химический состав клеточного вещества. Микро и макро- элементы.
В составе клетки обнаружено более 80 химических элементов, при этом каких-либо спеуиальных элементов, характерных только для живых организмов, не выявлено. Однако, только в отношении 27 элементов известно, какие функции они выполняют. остальные 53 элемента, вероятно, попадают в организм из внешней среды.
По содержанию элементы, входящие в состав клетки, можно разделить на три группы:
1. Макроэлементы
Они составляют основную массу вещества клетки. На их долю приходится около 99% массы всей клетки. Особенно высока концентрация четырех элементов: кислорода (65-75%), углерода (15-18%), азота (1.5-3%) и водорода (8-10%). К макроэлементам относят также элементы, содержание которых в клетке исчисляется десятыми и сотыми долями процента. Это, например, калий, магний, фосфор, сера, железо, хлор, натрий.
2. Микроэлементы
К ним относятся преимущественно атомы металлов, входящие в состав ферментов, гормонов и других жизненно важных веществ. В организме эти элементы содержатся в очень небольших количествах: от 0,001 до 0,000001%; в числе таких элементов бор, кобальт, медь, молибден, цинк, йод, бром и др.
3. Ультрамикроэлементы
Концентрация их не превышает 0,000001%. К ним относят уран, радий, золото, ртуть, бериллий, цезий и другие редкие элементы. Физиологическая роль большинства этих элементов в организмах растений, животных, грибов и бактерий пока не установлена.
7. Строение и функционирование эукариотической клетки. Организация цитоплазматического аппарата
Эукариотические клетки в среднем намного крупнее прокариотических, разница в объёме достигает тысяч раз. Клетки эукариот включают около десятка видов различных структур, известных как органоиды (или органеллы, что, правда, несколько искажает первоначальное значение этого термина), из которых многие отделены от цитоплазмы одной или несколькими мембранами (в прокариотических клетках внутренние органоиды, окруженные мембраной, встречаются редко)
Строение эукариотической клетки.
Эндоплазматическая сеть — это разветвлённая сеть каналов и полостей в цитоплазме клетки, образованная мембранами. На мембранах каналов находятся многочисленные ферменты, обеспечивающие жизнедеятельность клетки. Различают 2 вида мембран ЭДС — гладкие и шероховатые. На мембранах гладкой эндоплазматической сети находятся ферментные системы, участвующие в жировом и углеводном обмене. Основная функция шероховатой эндоплазматической сети — синтез белков, который осуществляется в рибосомах, прикрепленных к мембранам. Эндоплазматическая сеть — это общая внутриклеточная циркуляционная система, по каналам которой транспортируются вещества внутри клетки и из клетки в клетку.
Рибосомы осуществляют функцию синтеза белков. Рибосомы представляют собой сферические частицы диаметром 15-35нм, состоящие из 2 субъединиц неравных размеров и содержащие примерно равное количество белков и РНК. Рибосомы в цитоплазме располагаются или прикрепляются к наружной поверхности мембран эндоплазматической сети. В зависимости от типа синтезируемого белка рибосомы могут объединяться в комплексы — полирибосомы. Рибосомы присутствуют во всех типах клеток.
Комплекс Гольджи. Основным структурным элементом комплекса Гольджи является гладкая мембрана, которая образует пакеты уплощенных цистерн, или крупные вакуоли, или мелкие пузырьки. Цистерны комплекса Гольджи соединены с каналами эндоплазматической сети. Синтезированные на мембранах эндоплазматической сети белки, полисахариды, жиры транспортируются к комплексу, конденсируются внутри его структур и «упаковываются» в виде секрета, готового к выделению, либо используются в самой клетке в процессе её жизнедеятельности.
Митохондрии. Всеобщее распространение митохондрий в животном и растительном мире указывают на важную роль, которую митохондрии играют в клетке. Митохондрии имеют форму сферических, овальных и цилиндрических телец, могут быть нитевидной формы. Размеры митохондрий 0,2-1мкм в диаметре, до 5-7 мкм в длину. Длина нитевидных форм достигает 15-20мкм. Количество митохондрий в клетках различных тканей неодинаково, их больше там, где интенсивны синтетические процессы (печень) или велики затраты энергии. Стенка митохондрий состоит из 2-х мембран — наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, а от внутренней внутрь органоида отходят перегородки — гребни, или кристы. На мембранах крист находятся многочисленные ферменты, участвующие в энергетическом обмене. Основная функция митохондрий — синтез АТФ.
Лизосомы — небольшие овальные тельца диаметром около 0,4мкм, окруженные одной трехслойной мембраной. В лизосомах находится около 30 ферментов, способных расщеплять белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды и др. вещества. Расщепление веществ с помощью ферментов называется лизисом, поэтому и органоид назван лизосомой. Полагают, что лизосомы образуются из структур комплекса Гольджи либо непосредственно из эндоплазматической сети. Функции лизосом: внутриклеточное переваривание пищевых веществ, разрушение структуры самой клетки при её отмирании в ходе эмбрионального развития, когда происходит замена зародышевых тканей на постоянные, и в ряде других случаев.
Центриоли. Клеточный центр состоит из 2-х очень маленьких телец цилиндрической формы, расположенных под прямым углом друг к другу. Эти тельца называются центриолями. Стенка центриоли состоит из 9-ти пар микротрубочек. Центриоли способны к самосборке и относятся к самовоспроизводящимся органоидам цитоплазмы. Центриоли играют важную роль в клеточном делении: от них начинается рост микротрубочек, образующих веретено деления.
Ядро. Ядро — важнейшая составная часть клетки. Оно содержит молекулы ДНК и поэтому выполняет две главные функции: 1) хранение и воспроизведение генетической информации, 2) регуляция процессов обмена веществ, протекающих в клетке. Клетка утратившая ядро, не может существовать. Ядро также неспособно к самостоятельному существованию. Большинство клеток имеет одно ядро, но можно наблюдать 2-3ядра в одной клетке, например в клетках печени. Известны многоядерные клетки с числом ядер в несколько десятков. Формы ядер зависят от формы клетки. Ядра бывают шаровидные, многолопастные. Ядро окружено оболочкой, состоящей из двух мембран, имеющих обычное трёхслойное строение. Наружная ядерная мембрана покрыта рибосомами, внутренняя мембрана гладкая. Главную роль в жизнедеятельности ядра играет обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Содержимое ядра включает ядерный сок, или кариоплазму, хроматин и ядрышко. В состав ядерного сока входят различные белки, в том числе большинство ферментов ядра, свободные нуклеотиды, аминокислоты, продукты деятельности ядрышка и хроматина, перемещающиеся из ядра в цитоплазму. Хроматин содержит ДНК, белки и представляет собой спирализованные и уплотненные участки хромосом. Ядрышко представляет собой плотное округлое тельце, располагающееся в ядерном соке. Число ядрышек колеблется от 1 до 5-7 и более. Ядрышки есть только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают, а после завершения деление образуются вновь. Ядрышко не является самостоятельным органоидом клетки, оно лишено мембраны и образуется вокруг участка хромосомы, в котором закодирована структура рРНК. В ядрышке формируются рибосомы, которые затем перемещаются в цитоплазму. Хроматином называют глыбки, гранулы и сетевидные структуры ядра, интенсивно окрашивающиеся некоторыми красителями и отличные по форме от ядрышка.
Макроэлементы — это что? Какими бывают макроэлементы и микроэлементы?
Макроэлементы — это вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека. Они должны поступать с пищей в количестве от 25 граммов. Макроэлементы — это простые химические вещества. Это могут быть как металлы, так и неметаллы. Однако они необязательно должны поступать в организм в чистом виде. В большинстве случаев макро- и микроэлементы поступают с пищей в составе солей и других химических соединений.
Макроэлементы — это какие вещества?
В организм человека должно поступать 12 макроэлементов. Из них четыре называют биогенными, так как их количество в организме наибольшее. Такие макроэлементы — это основа жизни организмов. Из них состоят клетки.
Биогенные
К макроэлементам относятся:
- углерод;
- кислород;
- азот;
- водород.
Их называют биогенными, так как они являются основными составляющими живого организма и входят в состав почти всех органических веществ.
Другие макроэлементы
К макроэлементам относятся:
- фосфор;
- кальций;
- магний;
- хлор;
- натрий;
- калий;
- сера.
Их количество в организме меньше, чем биогенных макроэлементов.
Что такое микроэлементы?
Микро- и макроэлементы отличаются тем, что микроэлементов организму необходимо меньше. Чрезмерное поступление их в организм оказывает негативное влияние. Однако и их недостаток также вызывает заболевания.
Вот список микроэлементов:
- железо;
- фтор;
- медь;
- марганец;
- хром;
- цинк;
- алюминий;
- ртуть;
- свинец;
- никель;
- йод;
- молибден;
- селен;
- кобальт.
Некоторые микроэлементы при превышении дозировки становятся чрезвычайно токсичными, например ртуть и кобальт.
Какую роль эти вещества выполняют в организме?
Рассмотрим функции, которые выполняют микроэлементы и макроэлементы.
Роль макроэлементов:
- Фосфор. Входит в состав нуклеиновых кислот и протеинов, а также солей, из которых формируются кости и зубы.
- Кальций. Входит в состав костей, а также зубов. Кроме того, необходим для сокращения мышц. Из кальция также состоят раковины моллюсков.
- Магний. Входит в состав хлорофилла, который обеспечивает фотосинтез у растений. В организме животных участвует в синтезе белка.
- Хлор. Его ионы участвуют в процессе возбуждения клеток.
- Натрий. Выполняет ту же функцию, что и хлор.
- Калий. Обеспечивает удержание нужной воды в клетке. Участвует в процессах возбуждения клетки, а также необходим для функционирования ферментов.
- Сера. Являются составляющей нуклеиновых кислот и белков.
Функции, выполняемые некоторыми микроэлементами, до сих пор не до конца изучены, так как чем меньше элемента присутствует в организме, тем сложнее определить процессы, в которых он принимает участие.
Роль микроэлементов в организме:
- Железо. Участвует в процессе дыхания и фотосинтеза. Входит в состав белка гемоглобина, который транспортирует кислород.
- Фтор. Является одной из составляющих эмали зубов.
- Медь. Принимает участие в фотосинтезе и дыхании.
- Марганец. Обеспечивает функционирование нервной системы.
- Хром. Участвует в регуляции углеводного обмена и регулирует уровень сахара в крови. Кроме того, может замещать собой йод.
- Цинк. Является компонентом инсулина — гормона, необходимого для превращения глюкозы в гликоген.
- Алюминий. Участвует в процессе регенерации — восстановления тканей.
- Ртуть. Является компонентом некоторых биологически активных веществ. Ее роль в организме человека до конца не изучена.
- Свинец. Регулирует содержание гемоглобина в крови. Активирует некоторые ферменты. Участвует в обмене веществ. Стимулирует деление клеток.
- Никель. Участвует в процессах кроветворения и синтеза организмом гормонов. Активизирует действие гормона инсулина и угнетает действие адреналина.
- Йод. Обеспечивает нормальное функционирование щитовидной железы. Необходим для синтеза тиреоидных гормонов.
- Молибден. Выводит из организма свободные радикалы. Участвует в синтезе аминокислот. Выводит из организма излишки железа, задерживает фтор.
- Селен. Способствует усвоению йода, является компонентом биологически активных веществ, входит в состав сердца, поперечно-полосатой мускулатуры.
Макроэлементы клетки и ее микроэлементы
Рассмотрим ее химический состав в таблице.
| Элемент | Процентное содержание в клетке |
| Кислород | 65-75 |
| Углерод | 15-18 |
| Азот | 1,5-3 |
| Водород | 8-10 |
| Сера | 0,4-0,5 |
| Фосфор | 0,2-1 |
| Калий | 0,15-0,4 |
| Хлор | 0,05-0,1 |
| Кальций | 0,04-2 |
| Магний | 0,02-0,03 |
| Натрий | 0,02-0,03 |
| Железо | 0,01-0,015 |
| Другие | до 0,1 в общей сложности |
Мы рассмотрели химический состав клетки на уровне элементов, но стоит учесть, что они, естественно, не содержатся в ней в чистом виде, а объединяются в органические и неорганические химические элементы.
В какой еде есть нужные организму элементы?
Рассмотрим в таблице, в каких продуктах содержатся макро- и микроэлементы.
| Элемент | Продукты |
| Марганец | Черника, орехи, смородина, бобы, овсянка, гречка, черный чай, отруби, морковь |
| Молибден | Бобы, злаки, курятина, почки, печень |
| Медь | Арахис, авокадо, соя, чечевица, моллюски, лосось, раки |
| Селен | Орехи, бобы, морепродукты, брокколи, лук, капуста |
| Никель | Орехи, злаки, брокколи, капуста |
| Фосфор | Молоко, рыба, желток |
| Сера | Яйца, молоко, рыба, мясо, орехи, чеснок, бобы |
| Цинк | Семечки подсолнечника и кунжута, ягнятина, сельдь, бобы, яйца |
| Хром | Дрожжи, говядина, помидоры, сыр, кукуруза, яйца, яблоки, телячья печень |
| Железо | Абрикосы, персики, черника, яблоки, бобы, шпинат, кукуруза, гречка, овсянка, печень, пшеница, орехи |
| Фтор | Растительные продукты |
| Йод | Морская капуста, рыба |
| Калий | Курага, миндаль, фундук, изюм, фасоль, арахис, чернослив, горох, морская капуста, картошка, горчица, кедровые орешки, грецкие орехи |
| Хлор | Рыба (камбала, тунец, карась, мойва, скумбрия, хек и др.), яйца, рис, горох, гречка, соль |
| Кальций | Молокопродукты, горчица, орехи, овсянка, горох |
| Натрий | Рыба, морская капуста, яйца |
| Алюминий | Почти во всех продуктах |
Теперь вы знаете практически все о макро- и микроэлементах.
Конспект «Химический состав клетки» — УчительPRO
«Химический состав клетки»
Раздел ЕГЭ: 2.3. Химический состав клетки. Макро- и микроэлементы. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, АТФ), входящих в состав клетки. Роль химических веществ в клетке и организме человека.
Химические элементы клетки образуют неорганические и органические вещества. Несмотря на то что в живых организмах преобладают неорганические вещества, именно органические вещества определяют уникальность их химического состава и феномена жизни в целом, поскольку они синтезируются преимущественно организмами в процессе жизнедеятельности и играют в реакциях важнейшую роль.
Следует отметить, что содержание химических веществ в различных клетках и тканях может существенно различаться. Например, если в животных клетках среди органических соединений преобладают белки, то в клетках растений — углеводы.
Макро- и микроэлементы
В живых организмах встречается около 80 химических элементов, однако только для 27 из этих элементов установлены их функции в клетке и организме. Остальные элементы присутствуют в незначительных количествах, и, по-видимому, попадают в организм с пищей, водой и воздухом. В зависимости от концентрации их делят на макроэлементы и микроэлементы.
Концентрация каждого из макроэлементов в организме превышает 0,01 % , а их суммарное содержание — 99 %. К макроэлементам относят кислород, углерод, водород, азот, фосфор, серу, калий, кальций, натрий, хлор, магний и железо. Первые четыре из перечисленных элементов (кислород, углерод, водород и азот) называют также органогенными, поскольку они входят в состав основных органических соединений. Фосфор и сера также являются компонентами ряда органических веществ, например белков и нуклеиновых кислот. Фосфор необходим для формирования костей и зубов.
Без оставшихся макроэлементов невозможно нормальное функционирование организма.
Так, калий, натрий и хлор участвуют в процессах возбуждения клеток. Кальций входит в состав клеточных стенок растений, костей, зубов и раковин моллюсков, требуется для сокращения мышечных клеток и свертывания крови. Магний является компонентом хлорофилла — пигмента, обеспечивающего протекание фотосинтеза. Он также принимает участие в биосинтезе белка и нуклеиновых кислот. Железо входит в состав гемоглобина, и необходимо для функционирования многих ферментов.
Микроэлементы содержатся в организме в концентрациях менее 0,01 % , а их суммарная концентрация в клетке не достигает и 0,1 %. К микроэлементам относятся цинк, медь, марганец, кобальт, йод, фтор и др.
Цинк входит в состав молекулы гормона поджелудочной железы — инсулина, медь требуется для процессов фотосинтеза и дыхания. Кобальт является компонентом витамина В12, отсутствие которого приводит к анемии. Йод необходим для синтеза гормонов щитовидной железы, обеспечивающих нормальное протекание обмена веществ, а фтор связан с формированием эмали зубов.
Как недостаток, так и избыток или нарушение обмена макро- и микроэлементов приводят к развитию различных заболеваний.
В частности, недостаток кальция и фосфора вызывают рахит, нехватка азота — тяжелую белковую недостаточность, дефицит железа — анемию, отсутствие йода — нарушение образования гормонов щитовидной железы и снижение интенсивности обмена веществ, уменьшение поступления фтора — кариес. Свинец токсичен почти для всех организмов.
Недостаток макро- и микроэлементов можно компенсировать путем увеличения их содержания в пище и питьевой воде, а также за счет приема лекарственных препаратов.
Химические элементы клетки образуют различные соединения — неорганические и органические.
Неорганические вещества
К неорганическим веществам клетки относятся вода, минеральные соли, кислоты и др.
Вода (Н2О) — наиболее распространенное неорганическое вещество клетки, обладающее уникальными физико-химическими свойствами. В теле взрослого человека ее в среднем 66 %, однако кости содержат около 20 % воды, печени — 70 %, а мозг — 86 %.
В клетке вода является растворителем, средой для протекания реакций, исходным веществом и продуктом химических реакций, выполняет транспортную и терморегуляторную функции, придает клетке упругость, обеспечивает тургор растительной клетки. Все вещества делятся на растворимые в воде (гидрофильные) и нерастворимые в ней (гидрофобные).
Минеральные соли могут находиться в растворенном или нерастворенном состояниях. Растворимые соли диссоциируют на ионы — катионы и анионы. Наиболее важными катионами являются ионы калия и натрия, облегчающие перенос веществ через мембрану и участвующие в возникновении и проведении нервного импульса, а также ионы кальция, которые принимают участие в процессах сокращения мышечных волокон и свертывании крови; магния, входящего в состав хлорофилла; железа, входящего в состав ряда белков, в том числе гемоглобина. Важнейшими анионами являются фосфат-анион, входящий в состав АТФ и нуклеиновых кислот, и остаток угольной кислоты, смягчающий колебания рН среды. Ионы минеральных солей обеспечивают проникновение самой воды в клетку и ее удержание в ней. Если в среде концентрация солей ниже, чем в клетке, то вода проникает в клетку. Также ионы определяют буферные свойства цитоплазмы, т. е. ее способность поддерживать постоянство слабощелочной рН цитоплазмы, несмотря на постоянное образование в клетке кислотных и щелочных продуктов.
Нерастворимые соли (CaCO3, Ca3(PO4)2 и др.) входят в состав костей, зубов, раковин и панцирей одноклеточных и многоклеточных животных.
Кроме того, в организмах могут вырабатываться и другие неорганические соединения, например кислоты и оксиды. Так, обкладочные клетки желудка человека вырабатывают соляную кислоту, которая активирует пищеварительный фермент пепсин, а оксид кремния пропитывает клеточные стенки хвощей и образует панцири диатомовых водорослей.
Органические вещества
К органическим веществам клетки относят углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты, АТФ, витамины и др. они могут быть представлены как относительно простыми молекулами, так и более сложными. В тех случаях, когда сложная молекула (макромолекула) образована значительным числом повторяющихся более простых молекул, ее называют полимером, а ее структурные единицы — мономерами. В зависимости от того, повторяются или нет звенья полимеров, их относят к регулярным или нерегулярным.
Углеводы
Углеводы — это органические соединения, в состав которых входят в основном три химических элемента — углерод, водород и кислород, хотя целый ряд углеводов содержит также азот или серу.
Общая формула углеводов — Cm(H2O)n. Их делят на моно-, олиго- и полисахариды.
1) Моносахариды содержат единственную молекулу сахара, которую невозможно расщепить на более простые. Это кристаллические вещества, сладкие на вкус и хорошо растворимые в воде. Моносахариды принимают активное участие в обмене веществ в клетке и входят в состав сложных углеводов — олигосахаридов и полисахаридов.
Моносахариды классифицируют по количеству углеродных атомов (C3 — C9), например пентозы (C5) и гексозы (C6). К пентозам относятся рибоза и дезоксирибоза. Рибоза входит в состав РНК и АТФ. Дезоксирибоза является компонентом ДНК. Гексозы (С6Н12О6) — это глюкоза, фруктоза, галактоза и др. Глюкоза (виноградный сахар) встречается во всех организмах, в том числе в крови человека, поскольку является энергетическим резервом. Она входит в состав сахарозы, лактозы, мальтозы, крахмала, целлюлозы и др. Фруктоза (плодовый сахар) в наибольших концентрациях содержится в плодах, меде, корнеплодах сахарной свеклы. Она не только принимает активное участие в процессах обмена веществ, но и входит в состав сахарозы и некоторых полисахаридов, например инсулина.
2) К олигосахаридам относят углеводы, образованные несколькими остатками моносахаридов. Они в основном также хорошо растворимы в воде и сладки на вкус. В зависимости от количества этих остатков различают дисахариды (два остатка), трисахариды (три) и др.
К дисахаридам относятся сахароза, лактоза, мальтоза и др. Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) состоит из остатков глюкозы и фруктозы, она встречается в запасающих органах некоторых растений. Особенно много сахарозы в корнеплодах сахарной свеклы и сахарного тростника, откуда их получают промышленным способом. Она служит эталоном сладости углеводов. Лактоза (молочный сахар), образована остатками глюкозы и галактозы, содержится в материнском и коровьем молоке. Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух остатков глюкозы. Она образуется в процессе расщепления полисахаридов в семенах растений и в пищеварительной системе человека, используется при производстве пива.
3) Полисахариды — это биополимеры, мономерами которых являются остатки моно- или дисахаридов. Большинство полисахаридов нерастворимы в воде и несладкие на вкус. К ним относятся крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин. Крахмал — это белое порошкообразное вещество, не смачиваемое водой, но образующее при заваривании горячей водой взвесь — клейстер. Мономером крахмала является глюкоза (рис. 3). Крахмал — основное запасное вещество растений, которое накапливается в запасающих органах растений. Качественной реакцией на крахмал является реакция с йодом, при которой он окрашивается в сине-фиолетовый цвет.
Гликоген (животный крахмал) — это запасной полисахарид животных и грибов, который у человека в наибольших количествах накапливается в мышцах и печени. Мономером гликогена является глюкоза. По сравнению с молекулами крахмала молекулы гликогена более разветвлены.
Целлюлоза, или клетчатка, — основной опорный полисахарид растений. Мономером целлюлозы является глюкоза. Целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений. Целлюлоза является основой древесины, она используется в строительстве, при производстве тканей, бумаги, спирта и многих органических веществ.
Хитин — это полисахарид, мономером которого является азотсодержащий моносахарид на основе глюкозы. Он входит в состав клеточных стенок грибов и панцирей членистоногих.
Функции углеводов. Углеводы выполняют в клетке пластическую (строительную), энергетическую, запасающую и опорную функции. Энергетическая ценность расщепления 1 г углеводов составляет 17,2 кДж. Углеводы могут также входить в состав сложных липидов и белков, образуя гликолипиды и гликопротеины, в частности в клеточных мембранах.
Липиды
Липиды — это разнородная в химическом отношении группа низкомолекулярных веществ с гидрофобными свойствами. Данные вещества нерастворимы в воде, образуют в ней эмульсии, но при этом хорошо растворяются в органических растворителях. Липиды маслянисты на ощупь, многие из них оставляют на бумаге характерные невысыхающие следы.
В зависимости от строения молекулы липиды делят на простые и сложные. К простым липидам относятся нейтральные липиды (жиры), воски, стерины и стероиды. Сложные липиды содержат и другой, нелипидный компонент. Наиболее важными из них являются фосфолипиды и гликолипиды.
Жиры являются производными трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. Среди жирных кислот есть как насыщенные, так и ненасыщенные, то есть содержащие двойные связи.
Из насыщенных жирных кислот чаще всего встречаются пальмитиновая и стеариновая, а из ненасыщенных — олеиновая. Некоторые ненасыщенные жирные кислоты не синтезируются в организме человека или синтезируются в недостаточном количестве, и поэтому являются незаменимыми. Остатки глицерина образуют гидрофильные «головки», а остатки жирных кислот — «хвосты». Жиры растений большей частью содержат ненасыщенные жирные кислоты, вследствие чего они являются жидкими и называются маслами. Масла содержатся в семенах многих растений, таких как подсолнечник, соя, рапс и др.
Воски — это сложные смеси жирных кислот и жирных спиртов. У растений они образуют пленку на поверхности листа, которая защищает от испарения, проникновения возбудителей заболеваний и т. п. У ряда животных они также покрывают тело или служат для построения сот.
К стеринам относятся такой липид, как витамин D, и холестерол — обязательный компонент клеточных мембран, а к стероидам — половые гормоны: эстрадиол, тестостерон и др.
Фосфолипиды, помимо остатков глицерина и жирных кислот, содержат остаток ортофосфорной кислоты. Они входят в состав клеточных мембран и обеспечивают их барьерные свойства.
Гликолипиды также являются компонентами мембран, но их содержание там невелико. Нелипидной частью гликолипидов являются углеводы.
Функции липидов. Липиды выполняют в клетке пластическую (строительную), энергетическую, запасающую, защитную и регуляторную функции. При расщеплении 1 г липидов выделяется 38,9 кДж энергии. Они откладываются в запас в различных органах растений и животных. Подкожная жировая клетчатка защищает внутренние органы животных от переохлаждения или перегревания, от ударов, а у водных животных — еще и повышает плавучесть. Регуляторная функция липидов связана с тем, что некоторые из них являются гормонами.
Белки
Белки — это высокомолекулярные соединения, биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты, связанные пептидными связями. Аминокислотой называют органическое соединение, имеющее аминогруппу, карбоксильную группу и радикал. В состав белка могут входить 20 аминокислот, которые различаются радикалами. Аминокислоты делят на заменимые и незаменимые.
Заменимые аминокислоты, образуются в организме человека в необходимом количестве, а незаменимые должны поступать с пищей, но могут частично синтезироваться микроорганизмами кишечника. Полностью незаменимых аминокислот насчитывается 8: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин.
Последовательность из двух аминокислот, связанных пептидными связями, называется дипептидом, из трех — трипептидом и т. д. Среди пептидов встречаются такие важные соединения, как гормоны (окситоцин, вазопрессин), антибиотики и др. Цепочка из более чем двадцати аминокислот называется полипептидом, а полипептиды, содержащие более 60 аминокислотных остатков, — это белки.
Уровни структурной организации белка. Белки могут иметь первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры. Третичная структура характерна для большинства белков организма, например миоглобина мышц.
По форме молекулы различают фибриллярные и глобулярные белки. Первые из них вытянуты, как, например, коллаген соединительной ткани или кератины волос и ногтей. Глобулярные же белки имеют форму клубка (глобулы), как миоглобин мышц.
Простые и сложные белки. Простые белки состоят только из аминокислот, тогда как сложные белки (липопротеины, хромопротеины, гликопротеины, нуклеопротеины и др.) содержат белковую и небелковую части. Хромопротеины содержат окрашенную небелковую часть. К ним относятся гемоглобин, миоглобин, хлорофилл, цитохромы и др. Небелковой частью липопротеинов является липид, а гликопротеинов — углевод. Как липопротеины, так и гликопротеины входят в состав клеточных мембран. Нуклеопротеины представляют собой комплексы белков и нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Они выполняют важнейшие функции в процессах хранения и передачи наследственной информации.
Свойства белков. Многие белки хорошо растворимы в воде, однако есть среди них и такие, которые растворяются только в растворах солей, щелочей, кислот или органических растворителях. Структура молекулы белка и его функциональная активность зависят от условий окружающей среды. Утрата белковой молекулой своей структуры, вплоть до первичной, называется денатурацией. Она происходит вследствие изменения температуры, рН, атмосферного давления, под действием кислот, щелочей, солей тяжелых металлов, органических растворителей и т. п. Обратный процесс восстановления вторичной и более высоких структур называется ренатурацией, однако он не всегда возможен. Полное разрушение белковой молекулы называется деструкцией.
Функции белков. Белки выполняют в клетке ряд функций: пластическую (строительную), каталитическую (ферментативную), энергетическую, сигнальную (рецепторную), сократительную (двигательную), транспортную, защитную, регуляторную и запасающую.
Энергетическая ценность 1 г белка составляет 17,2 кДж. Белки-рецепторы мембран принимают активное участие в восприятии сигналов окружающей среды и их передаче по клетке. Без белков невозможно движение клеток и организмов в целом, так как они составляют основу жгутиков и ресничек, а также обеспечивают сокращение мышц и перемещение внутриклеточных компонентов. В крови человека и многих животных белок гемоглобин переносит кислород и часть углекислого газа, другие белки транспортируют ионы и электроны. Защитная роль белков связана, в первую очередь, с иммунитетом, поскольку белок интерферон способен уничтожать многие вирусы, а белки-антитела подавляют развитие бактерий и иных чужеродных агентов. Среди белков и пептидов немало гормонов, например, гормон поджелудочной железы инсулин, регулирующий концентрацию глюкозы в крови. У некоторых организмов белки могут откладываться в запас, как в семенах бобовых, или белки куриного яйца.
Нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты — это биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. В настоящее время известно два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК).
Нуклеотид образован азотистым основанием, остатком сахара-пентозы и остатком ортофосфорной кислоты. Особенности нуклеотидов в основном определяются азотистыми основаниями, входящими в их состав, поэтому даже условно нуклеотиды обозначаются по первым буквам их названий. В состав нуклеотидов могут входить пять азотистых оснований: аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т), урацил (У) и цитозин (Ц). Пентозы нуклеотидов — рибоза и дезоксирибоза — определяют, какой нуклеотид будет образован — рибонуклеотид или дезоксирибонуклеотид. Рибонуклеотиды являются мономерами РНК, могут выступать в качестве сигнальных молекул (цАМФ) и входить в состав макроэргических соединений, например АТФ, и коферментов, таких как НАДФН + Н+, НАДН + Н+, ФАДН2 и др., а дезоксирибонуклеотиды входят в состав ДНК.
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — двухцепочечный биополимер, мономерами которого являются дезоксирибонуклеотиды. В состав дезоксирибонуклеотидов входят только четыре азотистых основания из пяти возможных — аде-нин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц), а также остатки дезоксирибозы и ортофосфорной кислоты. Нуклеотиды в цепи ДНК соединяются между собой через остатки ортофосфорной кислоты, образуя фосфодиэфирную связь. При образовании двухцепочечной молекулы азотистые основания направлены вовнутрь молекулы. Однако соединение цепей ДНК происходит не случайным образом — азотистые основания разных цепей соединяются между собой водородными связями по принципу комплементарности: аденин соединяется с тимином двумя водородными связями (А=Т), а гуанин с цитозином — тремя (Г^Ц) (рис. 14). Для нее были установлены правила Чаргаффа.
Структура ДНК была расшифрована Ф. Криком и Д. Уотсоном. Согласно их модели третичная структура молекулы ДНК представляет собой правозакрученную двойную спираль. Расстояние между нуклеотидами в цепи ДНК равно 0,34 нм.
Основной функцией ДНК является хранение и передача наследственной информации, которая записана в виде последовательностей нуклеотидов.
ДНК эукариотических клеток сосредоточена в ядре, митохондриях и пластидах, а прокариотических — находится прямо в цитоплазме. Ядерная ДНК является основой хромосом, она представлена незамкнутыми молекулами. ДНК митохондрий, пластид и прокариот имеет кольцевую форму.
Рибонуклеиновая кислота (РНК) — биополимер, мономерами которого являются рибонуклеотиды. Они содержат также четыре азотистых основания — аденин (А), урацил (У), гуанин (Г) и цитозин (Ц), отличаясь тем самым от ДНК по одному из оснований (вместо тимина в РНК встречается урацил). Остаток сахара-пентозы в рибонуклеотидах представлен рибозой. РНК — в основном одноцепочечные молекулы, за исключением некоторых вирусных. Выделяют три основных типа РНК: информационные, или матричные (иРНК, мРНК), рибосомальные (рРНК) и транспортные (тРНК). Все они образуются в процессе транскрипции — переписывания с молекул ДНК.
иРНК составляют наименьшую фракцию РНК в клетке (2—4 %). Они являются матрицами для синтеза полипептидных цепей. Информация о структуре белка записана в них в виде последовательностей нуклеотидов, причем каждую аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов — кодон.
рРНК представляют собой наиболее многочисленный тип РНК в клетке (до 80 °%). Они образуются в ядрышках и входят в состав клеточных органоидов — рибосом.
тРНК — наименьшие из молекул РНК, так как содержат всего 73—85 нуклеотидов. Их доля от общего количества РНК клетки составляет около 16 °%. Функция тРНК — транспорт аминокислот к месту синтеза белка (на рибосомы). Вторичная структура молекулы тРНК напоминает листок клевера. На одном из концов молекулы находится участок для прикрепления аминокислоты, а в одной из петель — триплет нуклеотидов, комплементарный кодону иРНК и определяющий, какую именно аминокислоту будет переносить тРНК — антикодон (рис. 16).
Все типы РНК принимают активное участие в процессе реализации наследственной информации, которая с ДНК переписывается на иРНК, а на последней осуществляется синтез белка. тРНК в процессе синтеза белка доставляет аминокислоты к рибосомам, а рРНК входит в состав непосредственно рибосом.
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — это нуклеотид, содержащий, помимо азотистого основания аденина и остатка рибозы, три остатка фосфорной кислоты. Связи между остатками фосфорной кислоты — макроэргические (при расщеплении выделяется 42 кДж/ моль энергии, тогда как стандартная химическая связь при расщеплении дает 12 кДж/моль).
При необходимости макроэргическая связь АТФ расщепляется с образованием аденозиндифосфорной кислоты (АДФ), фосфорного остатка и выделением энергии:
АТФ + Н2О → АДФ + H3PO4 + 42 кДж.
АДФ также может расщепляться с образованием АМФ (аденозинмонофосфорной кислоты) и остатка фосфорной кислоты:
АДФ + Н2О → АМФ + H3PO4 + 42 кДж.
В процессе энергетического обмена (при дыхании, брожении), а также в процессе фотосинтеза АДФ присоединяет фосфорный остаток и превращается в АТФ. Реакция восстановления АТФ называется фосфорилированием. АТФ является универсальным источником энергии для всех процессов жизнедеятельности живых организмов.
Это конспект по теме «Химический состав клетки». Выберите дальнейшие действия:
их роль и значение. Таблица
Для обеспечения оптимальной деятельности организма в нем присутствуют различные минералы. Они разделены на две категории. Макроэлементы присутствуют в объеме большем — 0,01%, а микроэлементов содержится меньше 0,001%. Однако вторые, несмотря на такую концентрацию, имеют особую ценность. Далее разберемся, какие присутствуют микроэлементы в организме человека, что это такое и для чего они нужны.
Общие сведения
Роль микроэлементов в организме человека достаточно велика. Эти соединения обеспечивают нормальное течение почти всех биохимических процессов. Если содержание микроэлементов в организме человека находится в пределах нормы, то все системы будут функционировать стабильно. Согласно статистике, около двух миллиардов людей на планете страдают от дефицита этих соединений. Недостаток микроэлементов в организме человека приводит к умственной отсталости, слепоте. Многие младенцы при дефиците минералов погибают, едва появившись на свет.
Значение микроэлементов в организме человека
Соединения прежде всего отвечают за формирование и развитие ЦНС. Роль микроэлементов в организме человека распределяется и на уменьшение числа наиболее распространенных внутриутробных нарушений при образовании сердечно-сосудистой системы. Каждое соединение оказывает влияние на определенную область. Немаловажным является значение микроэлементов в организме человека при формировании защитных сил. Например, у людей, которые получают минералы в необходимом количестве, многие патологии (кишечные инфекции, корь, грипп и прочие) протекают гораздо легче.
Основные источники минералов
Макро- и микроэлементы, витамины присутствуют в продуктах животного и растительного происхождения. В современных условиях соединения можно синтезировать в лабораторных условиях. Однако проникновение минералов с растительной либо животной пищей приносит гораздо больше пользы, чем применение соединений, полученных в процессе синтеза. Основные микроэлементы в организме человека – это бром, бор, ванадий, йод, железо, марганец, медь. В обеспечении жизнедеятельности участвуют кобальт, никель, молибден, селен, хром, фтор, цинк. Далее рассмотрим подробнее, как действуют эти микроэлементы в организме человека и их значение для здоровья.
Бор
Данный элемент присутствует практически во всех тканях и органах человека. Больше всего бора обнаруживается в костях скелета, зубной эмали. Элемент оказывает благоприятное влияние на весь организм, в целом. За счет него работа эндокринных желез становится более стабильной, формирование скелета – более правильным. Кроме того, повышается концентрация половых гормонов, что имеет особое значение для женщин в период климакса. Бор присутствует в сое, гречке, кукурузе, рисе, свекле, бобовых. При недостатке данного элемента отмечаются гормональные сбои. У женщин это чревато развитием таких патологий, как остеопороз, миома, рак, эрозии. Высок риск появления мочекаменной болезни и нарушений в работе суставов.
Бром
Этот элемент оказывает влияние на правильную активность щитовидной железы, участвует в функционировании ЦНС, усиливает процессы торможения. К примеру, у человека, принимающего препарат, содержащий бром, снижается половое влечение. Этот элемент присутствует в таких продуктах, как орехи, бобовые, зерновые. При дефиците брома в организме нарушается сон, снижается уровень гемоглобина.
Ванадий
Этот элемент принимает участие в регулировании деятельности сосудов и сердца. Ванадий способствует стабилизации концентрации холестерина. Это, в свою очередь, снижает вероятность возникновения атеросклероза, а также уменьшаются опухоли и отечность. Элемент нормализует работу печени и почек, способствует улучшению зрения. Ванадий участвует в регулировании в крови глюкозы и гемоглобина. Элемент присутствует в злаковых, редисе, рисе, картофеле. При дефиците ванадия повышается концентрация холестерина. Это чревато развитием атеросклероза и сахарного диабета.
Железо
Этот микроэлемент является одним из компонентов гемоглобина. Железо отвечает за формирование кровяных телец и участвует в клеточном дыхании. Этот элемент присутствует в горчице, тыквенных семечках, гранате, кунжуте, яблоках, лесных орехах, морской капусте. Состояние клеток кожи, ротовой полости, кишечника и желудка напрямую зависит от концентрации железа. При недостатке этого элемента отмечается постоянная сонливость, быстрая утомляемость, ухудшение состояния ногтевых пластин. Кожа при этом становится сухой, грубеет, во рту часто пересыхает, развивается анемия. В некоторых случаях могут изменяться вкусовые ощущения.
Йод
Этот микроэлемент принимает участие в выработке тироксина – гормона щитовидной железы. В ней присутствует большая часть (порядка 15 из 25 мг) йода. Если этого элемента будет в организме достаточно, то работа простаты, яичников, печени, почек будет проходить без нарушений. Йод присутствует в пшенице, молочных продуктах, шампиньонах, водорослях, ржи, фасоли, шпинате. При дефиците элемента отмечается увеличение щитовидки (зоб), мышечная слабость, замедление в развитии умственных способностей, дистрофические изменения.
Кобальт
Этот элемент является составной частью процесса образования кровяных клеток. Кобальт принимает участие в формировании витамина В12 и производстве инсулина. Элемент присутствует в бобовых, сое, груше, соли, манной крупе. При дефиците кобальта может начаться анемия, человек быстрее утомляется и все время хочет спать.
Марганец
Данный элемент отвечает за состояние костей, репродуктивной функции, участвует в регулировании деятельности ЦНС. Благодаря марганцу повышается потенция, под его воздействием активнее проявляются рефлексы мускулатуры. Элемент способствует снижению нервного напряжения и раздражения. Марганец присутствует в имбире, орехах. При дефиците элемента нарушается процесс окостенения скелета, начинают деформироваться суставы.
Медь
В большом количестве этот элемент обнаруживается в печени. Медь является компонентом меланина, принимает участие в выработке коллагена и пигментации. С помощью меди процесс усвоения железа проходит гораздо лучше. Элемент присутствует в подсолнухе, морской капусте, кунжуте, какао. При дефиците меди наблюдается анемия, снижение веса, облысение. Также уменьшается уровень гемоглобина, начинают развиваться дерматозы разной природы.
Молибден
Этот элемент является основой фермента, участвующего в утилизации железа. Данный процесс предотвращает развитие анемии. Молибден присутствует в соли, зерновых, бобовых. Последствия дефицита элемента в организме на сегодня изучены недостаточно.
Никель
Этот микроэлемент участвует в формировании кровяных клеток и насыщении их кислородом. Никель также регулирует жировой обмен, гормональный уровень, понижает артериальное давление. Элемент присутствует в кукурузе, груше, сое, яблоках, чечевице и прочих бобовых.
Селен
Этот элемент – антиоксидант. Он препятствует росту аномальных клеток, тем самым предупреждая возникновение и распространение рака. Селен обеспечивает защиту организма от негативного действия тяжелых металлов. Он необходим для выработки белков, нормальной и стабильной работы щитовидки и поджелудочной железы. Селен присутствует в составе семенной жидкости, а также поддерживает детородную функцию. Микроэлемент содержится в пшенице и ее зародышах, семечках подсолнуха. При его дефиците повышается риск развития аллергий, дисбактериоза, рассеянного склероза, мышечной дистрофии, инфаркта.
Фтор
Этот элемент участвует в формировании зубной эмали и ткани. Элемент присутствует в просе, орехах, тыкве, изюме. При дефиците фтора наблюдается постоянный кариес.
Хром
Данный микроэлемент оказывает влияние на ускоренное формирование инсулина. Хром также улучшает углеводный обмен. Микроэлемент присутствует в свекле, редисе, персике, сое, грибах. В случае дефицита хрома отмечается ухудшение состояния волос, ногтей, костей.
Цинк
Этот микроэлемент регулирует множество важных процессов в организме. К примеру, он участвует в метаболизме, работе репродуктивной системы, формировании клеток крови. Цинк присутствует в зародышах пшеницы, кунжуте. При его дефиците появляются белые пятна на ногтях, человек быстро утомляется, становится подвержен аллергиям и инфекционным патологиям.
Совместимость с витаминами
В процессе усвоения микроэлементов происходит их взаимодействие с разными соединениями, в том числе, поступающими извне. В этом случае имеют место различные комбинации. Одни из них обладают благотворным воздействием на состояние здоровья, другие – способствуют взаимному разрушению, а третьи отличаются нейтральным влиянием друг на друга. В таблице, представленной ниже, можно увидеть совместимые витамины и микроэлементы в организме человека.
Таблица 1
Минерал | Витамин |
Цинк | D |
Железо | А |
Селен | Е |
Магний | В (В6 и прочие) |
В следующей таблице указаны несовместимые соединения и микроэлементы в организме человека.
Таблица 2
Кальций | Фосфор |
Медь + Железо | В12 |
Цинк, кальций, магний | Железо |
Цинк | В9 (фолиевая к-та) |
В существующих сегодня мультивитаминных и минеральных комплексах присутствуют те или иные сочетания в определенных пропорциях. В случае необходимости принимать такого рода препараты следует предварительно проконсультироваться с доктором и внимательно прочитать аннотацию. Не стоит забывать, что влияние микроэлементов на организм человека может быть не только положительным. При неграмотном приеме препаратов вероятны серьезные последствия.