Минеральные вещества
Особенно велико значение минеральных элементов в функционировании ферментативного аппарата любого живого организма. Действие неорганических ионов на ферменты может быть прямым и косвенным.
При прямом ионы либо входят в состав ферментативной молекулы или фермент-субстратного комплекса, либо выступают в роли аллостерических эффекторов и неспецифических агентов, влияющих на физико-химические свойства ферментов, их конформацию, не будучи их обязательными компонентами. Многие ферментативные реакции протекают только в присутствии определенных ионов.
Косвенное действие неорганических ионов на ферменты может осуществляться через изменения:
) физико-химических свойств цитоплазмы, структуры воды в клетке;
) структуры и свойств биомембран, поскольку многие ферменты являются мембраносвязанными;
) содержания субстратов отдельных ферментов;
) активности биосинтеза ферментативных белков.
Роль зольных веществ в жизнедеятельности организмов связана с рядом других явлений и процессов. Так, Саз(Р04)2 придает прочность костной ткани; Na2СОз участвует в транспорте СО2 от дышащих тканей к легочным альвеолам. Особое значение среди минеральных веществ имеют микроэлементы. Они входят в состав живых организмов в очень малых количествах- тем не менее крайне необходимы, так как их отсутствие приводит к серьезным нарушениям метаболизма. Объясняется это тем, что микроэлементы активируют многие ферментативные процессы (будучи в составе или самих ферментов, или их активаторов), а также необходимы для образования некоторых витаминов и гормонов.
К микроэлементам относятся: В, Мп, Zn, Си, Мо, Со. Ni. Li, Se, I, CI, Br. As и некоторые другие элементы. Компонентами молекул ряда ферментов являются Си, Zn, Мо. Мп активирует ферменты ЦТК, некоторые ферменты азотного обмена, а также ферменты биосинтеза ауксина - важнейшего фитогормона, способствует образованию витамина С у растений, входит в состав гормонов щитовидной железы - тироксина и трийодтиронина, Со-в молекулу витамина В12. Вr принимает участие в биосинтезе гормонов гипофиза.
В организме человека и позвоночных животных из катионов особенно много содержится Са (около 15 г/кг массы тела, преимущественно в костях), К (-3,5 г/кг), Na + (-1,5 г/кг), Mg (-0,5г/кг), Fe (-0,04 г/кг). Из металлоидов преобладают Р (-10г), Se (2,2 г), СL (-1,5 г). Потребность организма взрослого человека минеральных солях в сутки составляет 4-6 г Na, 2-4 г CI, К, 0.7-0,8 г Са, 1,5-2 г. Р и 0,015-0,020 г Fе. Потребность в Са и Р при беременности и в детском возрасте до 8 лет возрастает. Поступление NaCl связано с привычными вкусовыми ощущениями и резко превышает потребное количество. Всасывание растворимых солей происходит на всем протяжении тонкого кишечника без количественных ограничений. Изменение осмотического давления и ионного состава крови и тканевых жидкостей при этом не наступает благодаря усилению выделения солей через почки и потреблению организмом избытка воды (хорошо известно, что после приема соленой пищи жажда резко возрастает).
Выделение не использованных организмом солей происходит с мочой, калом, потом. При работе в горячих цехах, во время продолжительных маршей, при активных занятиях спортом и т.д. происходит обильное потоотделение, которое может вызвать заметное «обессоливание». В этих случаях рекомендуют питье с небольшими добавками NaCl. При недостаточном поступлении в организм минеральных элементов возникают тяжелые заболевания. Снижение содержания I в питьевой воде приводит к развитию эндемического зоба. Недостаток Сu и Со вызывает анемию (малокровие) различного характера. Минеральный обмен тесно связан с обменом гормонов. Так, в контроле обмена Са участвуют паращитовидные железы, гормоны коры надпочечников регулируют содержание Na и К. Солевой обмен тесно связан с водным обменом. При тяжелых патологических процессах, связанных с обезвоживанием, наблюдается и обессоливание, в частности обесхлоривание.