Минеральные соли - просто незаменимый элемент для жизни и здоровья каждого человека. Находятся эти вещества в обычном виде простых соединений в природе. Некоторое из них - комплексные соли - имеют сложное строение и широко применяются в промышленности. Простые соединения являются составляющими компонентами всех органов и тканей и занимают пять процентов от общего веса тела. Наиболее важны для человека следующие: калий, натрий, кальций, сера, фосфор, магний, марганец, кобальт, йод и фтор. Выводятся они вместе с остальными продуктами, поэтому человеку нужно постоянно заботиться о надлежащем уровне солей в организме. Обычно при правильном и рациональном питании вопрос о нехватке солей не возникает - природные продукты, которые мы потребляем, в достаточном количестве содержат необходимые для организма полезные вещества.
Если человек будет питаться однообразно, то минеральные соли из определенного продукта не будут удовлетворять всего разнообразия, которое нужно. Вследствие этого нарушится механизм всасывания солей и их выведения, что приведет к заболеванию. Например, если у маленьких детей не хватает кальция, то им грозит рахит, а у взрослых людей могут разрушаться зубы, выпадать волосы, становятся ломкими кости. Недостаток железа отразится на составе крови и спровоцирует так называемое малокровие (железодефицитная анемия).
Природные свойства солей кальция, магния и натрия способствуют слаженной работе органов пищеварения, благодаря чему у человека нормализуется обмен веществ, ускоряется метаболизм, энергообмен. Потребность индивида в кальции довольно значительна - в сутки требуется около одного грамма, чтобы полноценно участвовать во всех процессах. Пополнять соли кальция можно посредством таких продуктов, как творог, сыр, молоко, кефир, яичный желток, шпинат, салат, цветная капуста. Из этого набора легче всего усваивается кальций из молочных продуктов, поэтому пренебрегать ими не стоит.
Для нормализации работы нервной системы незаменим фосфор. Содержатся его соли в печени, яйцах, мозгах, ржаном хлебе, сырах. За сутки необходимо дать организму два с половиной грамма фосфора. С учетом того, что лучше всего он высвобождается из продуктов растительного происхождения, то и получать этот элемент необходимо оттуда.
Также бесценна для организма обычная соль. Человеку нужно в сутки около пятнадцати граммов - употреблять ее с пищей, но учитывать то, что этот элемент есть и в некоторых продуктах. Если человек ест продукты животного происхождения, то солить их можно совсем чуть-чуть, ведь соль содержится в употребляемой пище. Однако многие люди для улучшения вкуса любят чрезмерно приправлять блюда, что приводит к избытку ее в организме. Это может провоцировать определенные расстройства, ведь соль задерживает воду, а значит, могут возникнуть отеки, осложнения на почки, печень, сердце. Повышается давление, хуже работает нервная система.
За свои чудодейственные свойства минеральные соли получили заслуженное признание в косметологии. Во время процедур омоложения кожи, изготовления масок для лица, соли применяются очень широко. Они разглаживают морщинки, железо обогащает кожу кислородом, калий создает оптимальное между клетками кожи, сохраняет влагу, медь является своеобразным антисептиком - она препятствует размножению бактерий, марганец на клеточном уровне участвует в процессе дыхания, энергообмена, микроциркуляции веществ.
Минеральные соли продаются в аптеках, с ними можно принимать ванны, делать и ног, маски для лица, мыть волосы, укреплять ногти.
Всем известно, что наш организм в основном состоит из воды (ее около 65% у взрослых и 85% у детей), но мало кому известно, что является остальными «строительными» компонентами. Это неорганические вещества, а именно микроэлементы и минеральные соли. Но, несмотря на то, что процент их содержания всего лишь 4-5%, они играют огромную роль в нашей жизнедеятельности.
Более того они являются необходимы для выполнения множества функций. Например, они являются неким строительным материалом нашего скелета, зубов. Некоторые из минеральных солей регулируют водно-солевой баланс, другие играют свою значительную роль при выделении, накоплении и использовании энергии. Они входят в состав крови и обеспечивают процесс кроветворения. Эти минеральные соли в организме человека необходимы при регенерации его тканей.
Ионы растворимых солей K+, Na+, Mg2+, Cl-, SO4 2- выполняют ряд функций:
* регулируют мембранную проницаемость;
* организовывают условия для передачи нервных импульсов;
* держат в норме осмотическое давление крови и регулируют водный баланс;
* участвуют в сокращениях мышц;
* усиливают воздействие соков желудка, участвуют в формировании щелочных и кислых ферментов.
* уравновешивают pH баланс;
Следовательно, их недостаток наносит вред организму. Но все хорошо в меру, так например избыток солей приводит к скоплению лишней воды в организме, нарушается кровяное давление. К тому же их накопление в органах и тканях может спровоцировать множество малоприятных заболеваний.
Современные специалисты утверждают, что человеку для нормальной жизни необходимо 20 минеральных веществ. Попасть в организм они могут с пищей, но и не только. Также их поступление происходит во время дыхания и курения, ведь они содержатся в листьях табака.
К сожалению, до сих пор ни одна организация, в том числе и ВОЗ (Всемирная Организация Здоровья), не смогли точно определить норму минеральных солей в организме человека, разработаны лишь рекомендации. Точно выяснено лишь, что необходимое количество зависит от условий и образа жизни конкретного индивидуума.
В любом случае, чтобы держать в норме их содержание необходимо соблюдать правильное питание, а именно ежедневно употреблять пищу растительного и животного происхождения, а также норму воды.
Ко всему прочему, минеральные соли в виде ионов, а также различных соединений с другими веществами, уже присутствуют в клетках нашего тела. Одними из важнейших веществами для жизнедеятельности считаются натрий, магний, калий и кальций. Стоит отметить и роль хлора, фосфора вкупе с серой. За сутки нам нужны лишь их миллиграммы.
Стоит быть осторожными с некоторыми продуктами питания, так как они способны порой неправильно концентрировать в себе отдельные минеральные соли, для человека же это недопустимо. К ним относятся злаки, морские водоросли, морепродукты.
Также мы с редакцией сайта www.сайт предупреждаем вас, что нарушив баланс минеральных солей в организме мы рискуем сбить кислотно-щелочное равновесие. А это ведет к таким заболеваниям как .
В результате нехватки магния, может возникнуть глухота. При дефиците железа возникает .
Больше других минеральных солей мы употребляем хлорид натрия. Натрий регулирует количество воды в организме, а хлор, соединившись с водородом, образует ту самую соляную кислоту сока желудка, которая так важна для переваривания пищи. Нехватка ведет к усиленному выводу воды из организма и плохому перевариванию пищи. Ее излишек создает задержки воды в организме и отеки. Так что значение соли для человека велико! И не менее важно придерживаться норм ее потребления – не более 1-2 г в сутки. Такая же примерная норма есть и у других солей.
Чтобы этого избежать, надо запомнить, что кислые минеральные вещества, а с ними и соли содержаться в мясе, рыбе, хлебе, . А щелочные вырабатываются при переваривании овощей и фруктов.
Пожилым людям необходимо усилить потребление именно последней категории продуктов. Так они восполнят , магния, железа и .
Это важно, так как например соли кальция составляют нашу кровь, соки клеток и тканей. Они обеспечивают работу защитных механизмов организма, а также поддерживают мышцы и нервы в нужной форме. Недостаток этого минерального вещества ведет к ослаблению сердечной мышцы.
Лучше всего организм усваивает кальций из молочных продуктов и сыра. А вот из хлебных продуктов его усвоить тяжело.
Думаю, у вас нет сомнений - нужны ли минеральные соли человеку. Важно еще знать, что они при поступлении в организм могут быть не усвоены им.
Для правильной усвояемости минеральных веществ необходимо делать перерыв в употреблении продуктов богатых одними и теми же солями на 7 часов. В противном случае они становятся малодоступными для усвоения и в конце концов это приводит к расстройству работы желудка.
Очень важно употреблять пищу каждый день в одно и то же время. Это вырабатывает определенный рефлекс, и пища лучше усваивается, а соответственно и соли, и минеральные вещества. Если вы отступили от этого правила, то в организме происходит сбой, приводящий к различным заболеваниям. Таким как гастриты, язвы.
Вредно много есть перед сном. Так вы не даете организму отдохнуть. Работа желудочно-кишечного тракта должна делать перерыв как минимум на 6 часов, а наедаясь вечером вы лишаете ее этого законного права. Лучше всего, чтобы последний прием пищи был за 3 часа до отхода ко сну, и чтобы состоял он из кисломолочных продуктов и фруктов.
Не забывайте, что минеральные соли нужны нашему организму для нормальной работы так же, как и витамины. Поэтому не пренебрегайте вышеизложенными рекомендациями.
Соль поступает в организм человека не только в чистом виде как пищевая добавка, но и вместе с жидкостью. Избыток данного камня, точно так же, как и недостаток, негативно сказывается на организме в целом. Сколько необходимо употреблять в день соли, а также как ее вывести рассмотрено в этой статье.
Для начала стоит уточнить, что в каждом уже содержится определенное количество соли. Следовательно, за весь день человек получает достаточно пищевой добавки. Однако вкусовые предпочтения сегодня кардинально изменились - мы добавляем приправу практически везде. Точно сказать норму соли нельзя, так как сами ученые не определились с цифрой. В среднем, за сутки нужно употреблять не больше пяти граммов соли. Американские врачи рекомендуют ограничиваться четырьмя граммами, бразильские - двумя, а доктора из Британии считают нормой шесть граммов. Таким образом, рекомендуемая доза зависит еще и от особенностей того или иного народа, а также климатической расположенности. В более холодных климатических поясах в день достаточно употреблять 3-5 граммов соли, в жарких районах - 6-8 г. Кроме того, потребность возрастает при физических нагрузках.
Стоит также отметить, что половина соли из пяти дозволенных граммов должна поступать непосредственно из продуктов питания.
Недостаток и избыток солей
Соль - важнейшее вещество, которое поддерживает баланс в организме. А, как известно, тело на 70% состоит из жидкости.
Недостаток соли проявляется по-разному:
- у человека появляется усталость, наблюдается депрессивное состояние и головная боль;
- нарушается работа пищеварительной и сердечно-сосудистой систем: появляется тошнота;
- разрушаются кости и мышцы, появляются спазмы;
- остеопороз, анорексия;
- менее «болезненный» симптом - жажда, которая не утоляется даже при обильном питье.
Функция минеральных солей в организме
Соли выполняют ряд важных функций в организме человека:
- они поддерживают кислотно-щелочной баланс;
- регулируют осмотическое давление в клетках;
- принимают непосредственное участие в образовании ферментов;
- контролируют процесс свертывания крови.
Помимо этого, соль способна притягивать . Благодаря этому свойству в организме жидкость накапливается в нужном количестве.
Соли магния
Соли магния - важнейшее вещество, без которого невозможны какие-либо процессы в организме.
Ионы магния участвуют в обмене веществ, образовании белка, регулировании давления, очищении организма от шлаков и токсинов. Таким образом, без магния невозможно существование. Врачами было замечено, что, если у будущей матери был недостаток данных солей, роды затягивались. Объяснение этому достаточно простое - все процессы в организме «затянулись». Более того, у новорожденного ребенка могут наблюдаться судороги.
Симптомы недостатка ионов магния:
- головокружение, возможны обмороки;
- непродолжительные судороги в мышцах;
- «пятна» в глазах;
- различные спазмы;
- волосы становятся ломкими, в последствии выпадают, ноги легко ломаются;
- депрессивное состояние и т. д.
Исправить ситуацию можно употреблением витаминов, которые пропишет доктор, и продуктов, богатых магнием.
Соли калия в организме
Как и в случае с магнием, соли калия регулируют не только водный баланс в организме, но и работу нервной системы, а также сердечно-сосудистой. Калий крайне необходим для мышечных волокон, в частности мозга, сердца и печени и т. д.
Если в мало калия, возможны такие заболевания, как водянка и гипокалиемия. Нарушается работа всей сердечной системы, а также разрешаются кости. Однако и избыток этого вещества вреден - может образоваться язва тонкого кишечника.
Наибольшее количество калия содержится в сухих и свежих фруктах, овощах, орехах, бобовых, зерновых. Кроме того, богата данным элементом и мята.
Соли кальция
Как известно, кальций является основным составляющим всего скелета человека, включая зубы и ногти. Кроме того, он поддерживает иммунную систему, препятствуя проникновению в организм различных вирусов и микробов. Он также участвует в кроветворении, является антидепрессантом, поддерживая в тонусе нервную систему.
Сами по себе соли кальция не могут усваиваться в организме без солей фосфора. В связи с этим, в теле человека содержится около двух килограммов кальция и 700 граммов фосфора. В случае нехватки первого элемента в определенных органах и системах, организм «возьмет» его из скелета. Суточной нормой кальция считается не менее одного грамма.
Мочевые соли
Моча человека состоит из 95% воды, остальное же - и соли. В зависимости от рациона человека и его пищевых предпочтений, в данной жидкости может содержаться слишком много солей, что негативно сказывается на здоровье в целом.
Стоит отметить, что слишком много соли в моче - это еще не свидетельство заболевания. Причин данному явлению может быть несколько:
- человек выпивает мало воды в течение дня, из-за чего концентрация соли увеличивается;
- рацион питания не соответствует норме. Скорее всего, употребляется слишком соленые блюда;
- кроме того, причиной солей в моче может стать щавельная кислота, которой достаточно много в ягодах, помидорах и шоколаде;
- в организме в больших количествах содержится этиленгликоль, содержащийся в красках, лаках и т.п.;
- нарушился обмен веществ;
- также может влиять экологический фактор.
Соблюдение диеты - наилучший метод нормализовать количество солей в моче.
Химический состав клеток растений и животных весьма сходен, что говорит о единстве их происхождения. В клетках обнаружено более 80 химических элементов, однако только в отношении 27 из них известна физиологическая роль.
Все элементы делят на три группы:
- макроэлементы, содержание которых в клетке составляет до 10 - 3%. Это кислород, углерод, водород, азот, фосфор, сера, кальций, натрий и магний, составляющие вместе свыше 99% массы клеток;
- микроэлементы, содержание которых колеблется от 10 - 3% до 10 - 12%. Это марганец, медь, цинк, кобальт, никель, йод, бром, фтор; на их долю приходится менее 1,0 % массы клеток;
- мультрамикроэлементы, составляющие менее 10 - 12%. Это золото, серебро, уран, селен к др. - в сумме менее 0,01% массы клетки. Физиологическая роль большинства этих элементов не установлена.
Все перечисленные элементы входят в состав неорганических и органических веществ живых организмов или содержатся в виде ионов.
Неорганические соединения клеток представлены водой и минеральными солями.
Самое распространенное неорганическое соединение в клетках живых организмов - вода. Ее содержание в разных клетках колеблется от 10% в эмали зуба до 85% в нервных клетках и до 97 % в клетках развивающегося зародыша. Количество воды в клетках зависит от характера обменных процессов: чем они интенсивнее, тем выше содержание воды. В среднем в теле многоклеточных содержится около 80 % воды. Такое высокое содержание воды говорит о важной роли, обусловленной ее химической природой.
Дипольный характер молекулы воды позволяет ей формировать вокруг белков водную (сольватную) оболочку, препятствующую склеиванию их друг с другом. Это связанная вода, составляющая 4 - 5% от всего ее содержания. Остальную воду (около 95%) называют свободной. Свободная вода является универсальным растворителем для многих органических и неорганических соединений. Большинство химических реакций идет только в растворах. Проникновение веществ в клетку и выведение из нее продуктов диссимиляции в большинстве случаев возможно только в растворенном виде. Вода принимает и непосредственное участие в биохимических реакциях, протекающих в клетке (реакции гидролиза). С водой связана также регуляция теплового режима клеток, так как она обладает хорошей теплопроводностью и теплоемкостью.
Вода активно участвует в регуляции осмотического давления в клетках. Проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор вещества называется осмосом, а давление, с которым растворитель (вода) проникает через мембрану, - осмотическим. Величина осмотического давления возрастает с увеличением концентрации раствора. Осмотическое давление жидкостей организма человека и большинства млекопитающих равно давлению 0,85 % раствора хлорида натрия. Растворы с таким осмотическим давлением называются изотоническими, более концентрированные - гипертоническими, а менее концентрированные - гипотоническими. Явление осмоса лежит в основе напряжения стенок растительных клеток (тургор).
По отношению к воде все вещества делятся на гидрофильные (водорастворимые) - минеральные соли, кислоты, щелочи, моносахариды, белки и др. и гидрофобные (водонерастворимые) - жиры, полисахариды, некоторые соли и витамины и др. Кроме воды растворителями могут быть жиры и спирты.
Минеральные соли в определенных концентрациях необходимы для нормальной жизнедеятельности клеток. Так, азот и сера входят в состав белков, фосфор - в состав ДНК, РНК и АТФ, магний - в состав многих ферментов и хлорофилла, железо - в состав гемоглобина, цинк - в состав гормона поджелудочной железы, йод - в состав гормонов щитовидной железы и т. д. Нерастворимые соли кальция и фосфора обеспечивают прочность костной ткани, катионы натрия, калия и кальция - раздражимость клеток. Ионы кальция принимают участие в свертывании крови.
Анионы слабых кислот и слабые щелочи связывают ионы водорода (Н+) и гидроксила (ОН-), вследствие чего в клетках и межклеточной жидкости на постоянном уровне поддерживается слабощелочная реакция. Это явление называется буферностъю.
Органические соединения составляют около 20 - 30 % массы живых клеток. К ним относятся биологические полимеры - белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды, а также жиры, гормоны, пигменты, АТФ и др.
Белки
Белки составляют 10 - 18 % от общей массы клетки (50 - 80 % от сухой массы). Молекулярная масса белков колеблется от десятков тысяч до многих миллионов единиц. Белки - это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Все белки живых организмов построены из 20 аминокислот. Несмотря на это, разнообразие белковых молекул огромно. Они различаются по величине, структуре и функциям, которые определяются количеством и порядком расположения аминокислот. Помимо простых белков (альбумины, глобулины, гистоны) имеются и сложные, представляющие собой соединения белков с углеводами (гликопротеиды), жирами (липопротеиды) и нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды).
Каждая аминокислота состоит из углеводородного радикала, соединенного с карбоксильной группой, имеющей кислотные свойства (-СООН), и аминогруппой (-NH2), обладающей основными свойствами. Аминокислоты отличаются одна от другой только радикалами. Аминокислоты являются амфотерными соединениями, обладающими одновременно свойствами и кислот, и оснований. Это явление обусловливает возможность соединения кислот в длинные цепочки. При этом устанавливаются прочные ковалентные (пептидные) связи между углеродом кислотной и азотом основной групп (-CO-NH-) с выделением молекулы воды. Соединения, состоящие из двух аминокислотных остатков, называются дипептидами, из трех - трипептидами, из многих - полипептидами.
Белки живых организмов состоят из сотен и тысяч аминокислот, т. е. представляют собой макромолекулы. Различные свойства и функции белковых молекул определяются последовательностью соединения аминокислот, которая закодирована в ДНК. Эту последовательность называют первичной структурой молекулы белка, от которой, в свою очередь, зависят последующие уровни пространственной организации и биологические свойства белков. Первичная структура белковой молекулы обусловлена пептидными связями.
Вторичная структура белковой молекулы достигается ее спирализацией благодаря установлению между атомами соседних витков спирали водородных связей. Они слабее ковалентных, но, многократно повторенные, создают довольно прочное соединение. Функционирование в виде закрученной спирали характерно для некоторых фибриллярных белков (коллаген, фибриноген, миозин, актин и др.).
Многие белковые молекулы становятся функционально активными только после приобретения глобулярной (третичной) структуры. Она формируется путем многократного сворачивания спирали в трехмерное образование - глобулу. Эта структура сшивается, как правило, еще более слабыми дисульфидными связями. Глобулярную структуру имеет большинство белков (альбумины, глобулины и др.).
Для выполнения некоторых функций требуется участие белков с более высоким уровнем организации, при котором возникает объединение нескольких глобулярных белковых молекул в единую систему - четвертичную структуру (химические связи могут быть разные). Например, молекула гемоглобина состоит из четырех различных глобул и геминовой группы, содержащей ион железа.
Утрата белковой молекулой своей структурной организации называется денатурацией. Причиной ее могут быть различные химические (кислоты, щелочи, спирт, соли тяжелых металлов и др.) и физические (высокие температура и давление, ионизирующие излучения и др.) факторы. Вначале разрушается очень слабая - четвертичная, затем третичная, вторичная, а при более жестких условиях и первичная структура. Если под действием денатурирующего фактора не затрагивается первичная структура, то при возвращении белковых молекул в нормальные условия среды их структура полностью восстанавливается, т. е. происходит ренатурация. Это свойство белковых молекул широко используется в медицине для приготовления вакцин и сывороток и в пищевой промышленности для получения пищевых концентратов. При необратимой денатурации (разрушении первичной структуры) белки теряют свои свойства.
Белки выполняют следующие функции: строительную, каталитическую, транспортную, двигательную, защитную, сигнальную, регуляторную и энергетическую.
Как строительный материал белки входят в состав всех клеточных мембран, гиалоплазмы, органоидов, ядерного сока, хромосом и ядрышек.
Каталитическую (ферментативную) функцию выполняют белки-ферменты, в десятки и сотни тысяч раз ускоряющие течение биохимических реакций в клетках при нормальном давлении и температуре около 37 °С. Каждый фермент может катализировать только одну реакцию, т. е. действие ферментов строго специфично. Специфичность ферментов обусловлена наличием одного или нескольких активных центров, в которых происходит тесный контакт между молекулами фермента и специфического вещества (субстрата). Некоторые ферменты применяются в медицинской практике и пищевой промышленности.
Транспортная функция белков заключается в переносе веществ, например кислорода (гемоглобин) и некоторых биологически активных веществ (гормонов).
Двигательная функция белков состоит в том, что все виды двигательных реакций клеток и организмов обеспечиваются специальными сократительными белками - актином и миозином. Они содержатся во всех мышцах, ресничках и жгутиках. Их нити способны сокращаться с использованием энергии АТФ.
Защитная функция белков связана с выработкой лейкоцитами особых белковых веществ - антител в ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов. Антитела связывают, нейтрализуют и разрушают не свойственные организму соединения. Примером защитной функции белков может служить превращение фибриногена в фибрин при свертывании крови.
Сигнальная (рецепторная) функция осуществляется белками благодаря способности их молекул изменять свою структуру под влиянием многих химических и физических факторов, вследствие чего клетка или организм воспринимают эти изменения.
Регуляторная функция осуществляется гормонами, имеющими белковую природу (например, инсулин).
Энергетическая функция белков заключается в их способности быть источником энергии в клетке (как правило, при отсутствии других). При полном ферментативном расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.
Углеводы
Углеводы - обязательный компонент как животных, так и растительных клеток. В растительных клетках их содержание достигает 90 % сухой массы (в клубнях картофеля), а в животных - 5 % (в клетках печени). В состав молекул углеводов входят углерод, водород и кислород, причем количество атомов водорода в большинстве случаев вдвое превышает число атомов кислорода.
Все углеводы подразделяются на моно-, ди- и полисахариды. Моносахариды чаще содержат пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода, столько же кислорода и вдвое больше водорода (например, C6H12OH - глюкоза). Пентозы (рибоза и дезоксирибоза) входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Гексозы (глюкоза и фруктоза) постоянно присутствуют в клетках плодов растений, придавая им сладкий вкус. Глюкоза содержится в крови и служит источником энергии для клеток и тканей животных. Дисахариды объединяют в одной молекуле два моносахарида. Пищевой сахар (сахароза) состоит из молекул глюкозы и фруктозы, молочный сахар (лактоза) включает глюкозу и галактозу. Все моно- и дисахариды хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус. Молекулы полисахаридов образуются в результате полимеризации моносахаридов. Мономером полисахаридов - крахмала, гликогена, целлюлозы (клетчатки) является глюкоза. Полисахариды практически нерастворимы в воде и не обладают сладким вкусом. Основные полисахариды - крахмал (в растительных клетках) и гликоген (в клетках животных) откладываются в виде включений и служат запасными энергетическими веществами.
Углеводы образуются в зеленых растениях в процессе фотосинтеза и могут использоваться в дальнейшем для биосинтеза аминокислот, жирных кислот и других соединений.
Углеводы выполняют три основные функции: строительную (структурную), энергетическую и запасающую. Целлюлоза образует стенки растительных клеток; сложный полисахарид - хитин - наружный скелет членистоногих. Углеводы в соединении с белками (гликопротеиды) входят в состав костей, хрящей, сухожилий и связок. Углеводы выполняют роль основного источника энергии в клетке: при окислении 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии. Гликоген откладывается в мышцах и клетках печени в качестве запасного питательного вещества.
Липиды
Липиды (жиры) и липоиды являются обязательными компонентами всех клеток. Жиры представляют собой сложные эфиры высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина, а липоиды - жирных кислот с другими спиртами. Эти соединения нерастворимы в воде (гидрофобны). Липиды могут образовывать сложные комплексы с белками (липопротеиды), углеводами (гликолипиды), остатками фосфорной кислоты (фосфолипиды) и др. Содержание жиров в клетке колеблется от 5 до 15 % массы сухого вещества, а в клетках подкожной жировой клетчатки - до 90 %.
Жиры выполняют строительную, энергетическую, запасающую и защитную функции. Бимолекулярный слой липидов (преимущественно фосфолипиды) образует основу всех биологических мембран клеток. Липиды входят в состав оболочек нервных волокон. Жиры являются источником энергии: при полном расщеплении 1 г жира высвобождается 38,9 кДж энергии. Они служат источником воды, выделяющейся при их окислении. Жиры являются запасным источником энергии, накапливаясь в жировой ткани животных и в плодах и семенах растений. Они защищают органы от механических повреждений (например, почки окутаны мягким жировым «футляром»). Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке некоторых животных (киты, тюлени), жиры выполняют теплоизоляционную функцию.
Нуклеиновые кислоты Нуклеиновые кислоты имеют первостепенное биологическое значение и представляют собой сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Они впервые были обнаружены в ядрах клеток, откуда и их название.
Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). ДНК входит в основном в хроматин ядра, хотя небольшое ее количество содержится и в некоторых органоидах (митохондрии, пластиды). РНК содержится в ядрышках, рибосомах и в цитоплазме клетки.
Структура молекулы ДНК была впервые расшифрована Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г. Она представляет собой две полинуклеотидные цепи, соединенные друг с другом. Мономерами ДНК являются нуклеотиды, в состав которых входят: пятиуглеродный сахар - дезоксирибоза, остаток фосфорной кислоты и азотистое основание. Нуклеотиды отличаются один от другого только азотистыми основаниями. В состав нуклеотидов ДНК входят следующие азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Нуклеотиды соединяются в цепочку путем образования ковалентных связей между дезоксирибозой одного и остатком фосфорной кислоты соседнего нуклеотида. Обе цепочки объединяются в одну молекулу водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями разных цепочек, причем в силу определенной пространственной конфигурации между аденином и тимином устанавливаются две связи, а между гуанином и цитозином - три. Вследствие этого нуклеотиды двух цепочек образуют пары: А-Т, Г-Ц. Строгое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК называется комплементарное. Это свойство лежит в основе репликации (самоудвоения) молекулы ДНК, т. е. образования новой молекулы на основе исходной.
Репликация
Репликация происходит следующим образом. Под действием специального фермента (ДНК-полимеразы) разрываются водородные связи между нуклеотидами двух цепочек, и к освободившимся связям по принципу комплементарности присоединяются соответствующие нуклеотиды ДНК (А-Т, Г-Ц). Следовательно, порядок нуклеотидов в «старой» цепочке ДНК определяет порядок нуклеотидов в «новой», т. е. «старая» цепочка ДНК является матрицей для синтеза «новой». Такие реакции называются реакциями матричного синтеза, они характерны только для живого. Молекулы ДНК могут содержать от 200 до 2 x 108 нуклеотидов. Огромное разнообразие молекул ДНК достигается разными их размерами и различной последовательностью нуклеотидов.
Роль ДНК в клетке заключается в хранении, воспроизведении и передаче генетической информации. Благодаря матричному синтезу наследственная информация дочерних клеток точно соответствует материнской.
РНК
РНК, как и ДНК, представляет собой полимер, построенный из мономеров - нуклеотидов. Структура нуклеотидов РНК сходна с таковой ДНК, но имеются следующие отличия: вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов РНК входит пятиуглеродный сахар - рибоза, а вместо азотистого основания тимина - урацил. Остальные три азотистых основания те же: аденин, гуанин и цитозин. По сравнению с ДНК в состав РНК входит меньше нуклеотидов и, следовательно, ее молекулярная масса меньше.
Известны двух- и одноцепочечные РНК. Двухцепочечные РНК содержатся в некоторых вирусах, выполняя (как и ДНК) роль хранителя и передатчика наследственной информации. В клетках других организмов встречаются одноцепочечные РНК, которые представляют собой копии соответствующих участков ДНК.
В клетках существуют три типа РНК: информационная, транспортная и рибосомальная.
Информационная РНК (и-РНК) состоит из 300 - 30 000 нуклеотидов и составляет примерно 5 % от всей РНК, содержащейся в клетке. Она представляет собой копию определенного участка ДНК (гена). Молекулы и-РНК выполняют роль переносчиков генетической информации от ДНК к месту синтеза белка (в рибосомы) и непосредственно участвуют в сборке его молекул.
Транспортная РНК (т-РНК) составляет до 10 % от всей РНК клетки и состоит из 75-85 нуклеотидов. Молекулы т-РНК транспортируют аминокислоты из цитоплазмы в рибосомы.
Основную часть РНК цитоплазмы (около 85 %) составляет рибосомальная РНК (р-РНК). Она входит в состав рибосом. Молекулы р-РНК включают 3 - 5 тыс. нуклеотидов. Считают, что р-РНК обеспечивает определенное пространственное взаиморасположение и-РНК и т-РНК.
Минеральные соли относятся к необходимым компонентам принимаемой пищи, а их отсутствие способно привести к гибели живого организма. Они очень активно участвуют в деятельности всех элементов организма, а также в нормализации функционирования его систем. Минеральные вещества необходимы для кроветворения, формирования различных тканей. Так, например, кальций и фосфор – основные структурные элементы костных тканей. Считается, что человеку необходимо не меньше двадцати различных минеральных солей. В наш организм они могут поступать с водой и продуктами питания.
Для некоторых видов продуктов характерна высокая концентрация определенных минеральных веществ, в том числе и редких. Злаки содержат много кремния, а морские растения – йода.
Для нашего организма нормальным является определенный кислотно-щелевой баланс. Его поддержание является основой эффективной жизнедеятельности. Такое равновесие должно быть постоянным, но при некоторых сдвигах в питании оно может колебаться в ту или иную сторону.
Для питания людей характерным считается сдвиг в сторону кислотного характера. Это чревато развитием различных заболеваний, в том числе и атеросклероза.
К кислым минеральным веществам относят хлор, фосфор и серу. Они содержатся в рыбе, мясе, хлебе, яйцах, крупах и т.п. Калий, натрий, магний и кальций – щелочные элементы.
На них богаты такие продукты как фрукты и овощи, ягоды, молоко и его производные.
Чем старше становится человек – тем больше щелочных продуктов должно присутствовать в его рационе.
Самыми необходимыми минеральными солями для нашего организма считаются калий, кальций, фосфор, магний и железо.
Калий относится к щелочным металлам. Он нужен нашему организму для построения мускулов, а также для селезенки и печени. Калий способствует нормализации процессов пищеварения, а в особенности активно стимулирует переработку крахмалов и жиров.
Именно этим объясняется польза этого элемента при запорах. Кроме того он незаменим при нарушениях в циркуляции крови, воспалительных процессах на коже, ослабленной работе сердца и приливах крови.
Быстро проявляется дряблостью мышечной массы, а также нарушениями умственной деятельности. Этот элемент содержится в кислых фруктах, сырых овощах, клюкве и барбарисе, а также в орехах, отрубях и миндале.
Кальций одинаково необходим в любом возрасте. Его соли входят в состав крови, а также межтканевой и клеточной жидкости. Считается, что они необходимы для укрепления защитных систем организма, а также для осуществления и поддержания нервно-мышечной возбудимости.
Роль солей кальция в их важности для сворачиваемости крови, а их недостаток быстро сказывается на деятельности сердечной мышцы. Этот минерал особо необходим для костей скелета.
Кальций присутствует во многих продуктах питания. Но при этом он достаточно тяжело усваивается организмом. Лучше всего его потреблять с молочными продуктами, так, например, в полулитре молока содержится его дневная норма.
При построении рациона питания следует учитывать то, что кальций активно теряется организмом при различных стрессовых ситуациях и во время болезней. Это очень быстро сказывается на состоянии всего организма. Поэтому при потерях кальция следует увеличить его поступления.
Фосфор необходим для стимуляции роста и деятельности организма. Он влияет на развитие костей, а также очень важен для мозга. Стабильное поступление этого элемента необходимо при активной умственной работе. Но следует учитывать, что постоянный избыток фосфора может приводить к образованию опухолей.
Это минеральное вещество содержится в таких продуктах, как печень рыбы, сыр, желток, отруби, огурцы, салат, редиска, миндаль, орехи, чечевица.
Магний необходим для твердости зубов и костей. Этот элемент присутствует и в мускулах, нервах, легких, мозгу, придавая им плотности и эластичности. Недостаток магния в рационе очень быстро сказывается нервным напряжением.
Именно соли магния способны защитить наш организм от негативных воздействий различных стрессов, с помощью поддержки работы клеточных мембран в нервной системе. Содержится в помидорах, шпинате, орехах, сельдерее, винных ягодах, отрубях.
Железо является основным элементом для окисления крови. Без него невозможно образование гемоглобина – красных шариков. При недостатке этого микроэлемента наблюдается малокровие, апатия, пониженная жизненность и бледная немочь. В организме железо откладывается в печени.
Содержится в салате, шпинате, спарже, землянике, тыкве, луке и арбузе.
Минеральные соли относятся к неорганическим элементам. Это значит, что человеческий организм не может синтезировать их самостоятельно. Задачей человека является грамотный подход к построению своего рациона питания.
При этом следует учитывать необходимость строгого баланса в соотношении минеральных солей. Их неправильное сочетание или переизбыток могут нанести вред и иметь негативные последствия.
Так, например, излишнее количество кальция в рационе может приводить к образованию кальцийсодержащих камней в почках. Также этот элемент должен грамотно сочетаться с фосфором и калием. При избытке поваренной соли могут появляться отеки и проблемы с сердечнососудистой системой. Это объясняется тем, что соль задерживает жидкость в организме.
Биологическая роль минеральных солей в организме велика. Для их сбалансированного поступления необходимо грамотно подходить к составлению рациона. При этом не лишним будет советоваться с диетологами.
