Метали в човешкото тяло
Конспекти и конспекти на лекции по география, физика, химия, история, биология. Универсална подготовка за изпит, GIA, ZNO и DPA!
Метали в човешкото тяло
За живота на живите същества е необходима енергията на храната, в клетките на живия организъм тя се превръща в
енергия на клетъчно гориво – АТФ. Енергията на храната е трансформираната енергия на Слънцето: всички сме деца на Космоса. Растителните клетки съдържат хлорофил, който има способността да обработва слънчевата енергия, като я използва за създаване на основни хранителни вещества. Процесът на образуване на органични вещества от неорганични в зелените растения с помощта на слънчева енергия се нарича фотосинтеза.
По време на фотосинтезата растенията използват въглероден диоксид, въздух и вода, за да създадат органични вещества. Във фотосинтезата участват минерални вещества: фосфор, калий, азот, калций. магнезий, сяра, желязо, манган. Тези елементи са необходими за осигуряване на образуването на хлорофилни съединения с растителни протеини. Магнезият и азотът се използват директно в биосинтезата на хлорофила, те са част от неговите молекули. Когато една молекула на хлорофил се облъчва със слънчева светлина, един от електроните на нейната молекула преминава в състояние на възбуждане, след като е получил резерв от енергия. той дава част от енергията си за образуването на молекула АТФ и част за образуването на хранителни вещества, необходими за растителната клетка. Отдавайки енергия, електронът се връща към нормалното си енергийно ниво. и пренесената енергия вече се използва от растителната клетка за синтез на нишесте и други вещества, за клетъчно дишане, за осигуряване живота на цялото растение. По време на фотосинтезата растенията абсорбират въглероден диоксид, който образува живи организми. Растенията и живите организми се допълват взаимно. Растенията, като живи същества,използвайки кислород за дишане, но зеленото растение произвежда 20 пъти повече хранителни вещества и кислород, отколкото са необходими на растителния организъм за живота. Изчислено е, че запасите от кислород на земята ще бъдат изчерпани след 2000 години, ако растенията не го възстановят. Благодарение на хлорофилните растения годишно се абсорбират до 200 милиарда тона въглероден диоксид и се произвеждат до 145 милиарда тона кислород.
В процеса на фотосинтезата от въглероден диоксид и вода се образува голямо количество органични вещества - годишно до 100 милиарда тона органични съединения. Човек живее в атмосфера на азот, но не може да го асимилира - азотът и въглеродът могат да постъпят в човешкото тяло само с храна. А растенията вземат азот от почвата, в която растат. Те абсорбират азота от почвата, образувайки силно хранителни вещества - протеини.
Въпреки това растителните организми образуват витамини, необходими за живота на тялото, вещества, които служат като катализатори на жизнените процеси в човешкото тяло. Моркови, кайсии, морски зърнастец, планинска пепел, орехи, трева съдържат витамин А, липсата на който засяга човешкото зрение. Витамин К, който насърчава кръвообращението, се намира в трева от бял равнец, листа от коприва и царевични близалца.
Растенията са източник на хранителни, витаминни, тонизиращи и други вещества за живите същества. Растенията са брънка във веригата: слънчеви лъчи – хлорофил – фотосинтеза – енергия – живот. Без фотосинтеза нямаше да има живот, без фотосинтеза нямаше да има хлорофил и нямаше да има хлорофил без магнезий. Магнезият с разпространение на земята заема 8-мо място. Има много от него на планетата, особено в морската вода. Той заема трето място в него след натрий и хлор. Съдържано впраскови, кайсии, домати, зеле. Богат на магнезий и картофите.
Човешкото тяло има до 20 грама магнезий. Той е част от голяма група ензими. Пренасящият енергия АТФ магнезий играе важна роля в протеиновия синтез. При липса на магнезий в човешкото тяло възниква инфаркт на миокарда. Забелязано. Че при претоварване в кръвта на пациента концентрацията на магнезий е по-ниска от нормалната. Нивото на раздразнителност на човек, неговото нервно състояние зависи от концентрацията на магнезий в кръвта. За формирането на скелета магнезият е не по-малко важен от калция. Молекулата на хлорофила е подобна на молекулата на хемоглобина в човешката кръв по това, че съдържа желязо. Желязото в човешкото тяло се съдържа от 2 до 5 грама, в зависимост от възрастта, пола и телесното тегло на човека. Две трети от общото количество желязо се намира в кръвта. Поради съдържанието на желязо, кръвният хемоглобин има способността да свързва кислород, въздух към себе си, да го транспортира, лесно да го отдава, да заменя кислорода с въглероден диоксид. Кръвта, която тече през вените и е наситена с въглероден диоксид, има черешовочервен цвят, а артериалната кръв има ясночервен цвят поради съдържанието на кислород. Желязото влиза в човешкото тяло с храната. Намира се в животински продукти и растителни храни. Най-богати на железни съединения са агнешко, свинско, телешко, черен дроб, малко по-малко желязо в яйцата, пилешкото меяши. До 20% от желязото се абсорбира от месната храна от човешкото тяло, до 6% от растителната храна.
Усвоено по време на храносмилането на храната в червата, желязото навлиза в кръвния поток, където образува комплекс с кръвните протеини. Протеинът транспортира желязото до костния мозък, където желязото се прехвърля от транспортния протеин към протеина в червените кръвни клетки, образувайки хемоглобин. Еритроцитите живеят около 4 месеца, след което се разрушават. Протеинова частеритроцитите се преработват в аминокиселини и се абсорбират от клетките на тялото, а частта, която съдържа желязо, преминава в жлъчните пигменти на черния дроб. Малка част от желязото навлиза в далака, част отива в черния дроб, където желязото образува резервен фонд. Желязото, съхранявано в резерв, се свързва с телесните протеини и се свързва с телесните протеини и може да се съхранява в свързан протеинов комплекс за доста дълго време, докато стане необходимо. Например, по време на кървене желязото се използва спешно за синтеза на хемоглобин. Такива сложни съединения на желязото с протеини се намират в гъбите, цветята и нисшите животни. Желязото се намира и в други клетки на човешкото тяло. Играе ролята на катализатор в процеса на дишане на клетките, катализира процеса на разграждане на водородния прекис, който се образува като страничен продукт по време на окислителните реакции Ензим, който разгражда водородния прекис, намиращ се в слюнката, черния дроб, бъбреците, левкоцитите, панкреатичния сок. Съдържа корен от хрян и смокиново дърво. В този случай желязото е част от ензима, играе защитна функция.
При липса на желязо в организма възниква желязодефицитна анемия. Железни препарати, като общоукрепващо средство, са били използвани в древен Китай, Египет и Гърция. В края на миналия век немският учен Густав Бунге каза, че желязото не трябва да се купува от аптеката, а от пазара и особено яйцата и спанака. Той имаше предвид, че е необходимо да се "храни" здраво тяло с онези железни съединения, които се съдържат в храната.
Важен биометал е манганът. Той участва в метаболизма в растителните клетки заедно с магнезиевите йони. Манганът също може да промени магнезия в някои биохимични процеси. Липсата на манган в храната на животните може да доведе до тяхната смърт. Манган в човешкото тяловлиза в състава на два ензима и активира действието на много ензими. Стимулира синтеза на холестерол и мастни киселини, насърчава по-доброто усвояване на желязото и медта, активира процеса на хемопоеза, насърчава образуването на инсулин в панкреаса и участва в синтеза на жизненоважния витамин С. Не по-малко важни елементи са хромът и никелът. Дефицит на никел се наблюдава при различни форми на анемия. Никеловите соли стимулират синтеза на аминокиселини. При липса на хром се наблюдава забавяне на растежа на животните, нарушение на въглехидратния метаболизъм, появата на диабет и очни заболявания.
Значението на молибдена в живота на растенията е, че той е част от ензим, който катализира превръщането на свободния азот във форми, които лесно се абсорбират. При животни и хора в малки дози стимулира образуването на хемоглобин, в големи дози забавя този процес. Балансът на молибден е много важен за човека. При излишък на метал бъбреците нямат време да отстранят основната киселина от тялото и тя се отлага под формата на соли в органите и тъканите. Има деформация на ставите, човек губи подвижност. Най-голямо количество молибден при хората се намира в кожата и черния дроб. Молекулата B12 съдържа тривалентен кобалт. При животните B12 се синтезира от микроорганизми, намиращи се в стомашно-чревния тракт.
При хората микроорганизмите произвеждат малко количество витамин B12 и по-голямата част от него идва от храната. При недостиг на B12 се наблюдават нарушения в възстановяването на кръвта и възниква пернициозна анемия. Цинкът е част от много ензими. Влияе върху работата на шлунка - насърчава образуването на солна киселина, работата на слюнчените жлези и панкреаса, допринасяйки за освобождаването на алкални секрети. Цинкът насърчава отделянето на въглероден диоксид от тялотогазът, отделен по време на дишането на тъканите, участва в метаболизма на протеините и метаболизма на фосфора. Цинкът е от съществено значение за формирането на скелета. Работата на жлезите с вътрешна секреция зависи от наличието на цинк, който е част от молекулата на панкреатичния хормон инсулин. Нарушаването на метаболизма на цинка в организма води до левкемия, цироза на черния дроб, атеросклероза. Липсата на цинк в диетата води до забавяне на растежа. В отдалечени райони на Африка живеят племена джуджета, които имат дефицит на цинк. Дневната нужда от цинк е 12 милиграма, докато общият цинк в човешкото тяло е не повече от 2 грама. При новородените има много малко цинк в тялото, докато в телата на възрастните хора цинкът е най-голям.
Необходим компонент на нашата храна е солта - натриев хлорид. Тя е почитана от дълго време. В древен Рим солта е плащана на легионерите вместо пари. Хлорният йон е необходим на човек, за да образува солна киселина в стомашно-чревния тракт. А натриевият йон, заедно с калиевият йон, участва в генерирането на биохимични потоци, които осигуряват енергия за доставяне на хранителни вещества към клетките през бариерата, която образува клетъчната мембрана. Натриевите и калиевите йони, имащи различен потенциал, създават условия за преминаване на нервните импулси. Наличието на баланс между натриеви и калиеви йони осигурява нормалното функциониране на сърцето, кръвоносните съдове, кръвната реакция, нормалното кръвно налягане в артериите и нормалната вярност на нервните импулси. Забелязва се, че при употребата на определени лекарства натриевите и калиеви йони се екскретират от тялото. На такива пациенти се предписват калиеви соли и храна, богата на калиеви йони (сушени кайсии, картофи, стафиди, череши, бобови растения и др.). Натриевите йони влизат в тялото с животински продукти. Забелязано е, че хората, които ядат растителна храна, се нуждаят от повече сол, отколкото хората, коитокоито ядат животинска храна. За нормален здрав човек нуждата от сол е 10-15 грама на ден. Съществува баланс между съдържанието на калиеви и натриеви йони.
Френският учен Бунге цитира статистически данни, че селянинът, който приема калий със зеленчукова храна, консумира повече сол, отколкото жител на града, който приема предимно животинска храна, бедна на калий.
Калият и натрият могат да бъдат наречени метали близнаци - дисбалансът между тях води до заболяване на сърдечно-съдовата система (коронарна болест на сърцето, миокарден инфаркт, хипертония) и нарушения в бъбреците. И двата метала са много разпространени в природата. Те се срещат както в почвата, така и в морската вода. За растенията калиевите соли са необходим компонент на плодородната почва. По своите биологични свойства калцият няма равен не само сред металите, но и сред другите химични елементи. Калцият се намира във всички тъкани и телесни течности на хора, животни и растения. Калциевите йони са необходими в почти всички процеси, протичащи в клетките, активират действието на много ензими, които насърчават съсирването на кръвта, регулират пропускливостта на клетъчните мембрани, стимулират предаването на нервни импулси и са основните връзки в механизма на мускулна контракция. Човешкото тяло съдържа до 1 кг калций. По-голямата част от калция е концентрирана в скелета; ако е необходимо, тялото може да отстрани три пъти повече калций от костната тъкан, отколкото се съдържа в интерстициалната течност. Калцият влиза в човешкото тяло с питейната вода и храната. Калциевият метаболизъм се регулира от биологично активни вещества - витамин D2 и хормони на щитовидната и паращитовидните жлези. При липса на витамин D2 се наблюдава забавяне на притока на калций в косттатекстил.