Читаем Контрольная работа "Общая характеристика химического состава организма. Основные макро- и микроэлементы, входящие в состав организма" (СИ) полностью

Известно, что организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества и 6% – на неорганические. Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород, кислород, в их состав входят также азот, фосфор и сера. В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I, F, Se. Например, если вес человека составляет 70 кг, то в нём содержится (в граммах): кальция – 1700, калия – 250, натрия – 70, магния – 42, железа – 5, цинка – 3. Учёные договорились, что если массовая доля элемента в организме превышает 10-2 %, то его следует считать макроэлементом. Доля микроэлементов в организме составляет 10-3 – 10-5 %. Если содержание элемента ниже 10-5 %, его считают ультрамикроэлементом. Конечно, такая градация условна. По ней магний попадает в промежуточную область между макро- и микроэлементами [2].

Таблица 1: Химический состав некоторых органов и тканей, % (по Раппопорту С. М.).

Орган, ткань

Вода

Белки

Липиды

Минеральные вещества

Кожа

58

27

14

0,6

Кости

28

20

25

27

Мышцы

70

22

6

1

Жировая ткань

23

6

71

0,2

Печень

71

22

3

1,4

Мозг

75

11

12

1,4

Большинство биомолекул состоят в основном из углерода, кислорода, водорода и азота (таблица 2). Важным компонентом нуклеиновых кислот и других молекул является фосфат; в ионизированной форме он широко представлен в организме человека. Ключевую роль в многочисленных биологических процессах играет кальций; этот вопрос находится в центре внимания многих современных исследований [5, с. 12].

Таблица 2: Приблизительный элементный состав организма человека (в процентах к сухому весу).

Элемент

%

Элемент

%

Углерод

50

Сера

0,8

Кислород

20

Натрий

0,4

Водород

10

Хлор

0,4

Азот

8,5

Магний

0,1

Кальций

4

Железо

0,01

Фосфор

2,5

Марганец

0,001

Калий

1

Йод

0,00005

2. Жизненно необходимые элементы

Несомненно, время внесёт коррективы в современные представления о числе и биологической роли определённых химических элементов в организме человека. В данной работе мы исходим из того, что уже достоверно известно. Роль макроэлементов, входящих в состав неорганических веществ, очевидна. Например, основное количество кальция и фосфора входит в кости (гидроксофосфат кальция Ca10(PO4)6(OH)22), а хлор в виде соляной кислоты содержится в желудочном соке.

Микроэлементы вошли в отмеченный выше ряд 22 элементов, обязательно присутствующих в организме человека. Примечательно, что большинство из них – металлы, а из металлов больше половины являются d-элементами. Последние в организме образуют координационные соединения со сложными органическими молекулами. Так, установлено, что многие биологические катализаторы – ферменты содержат ионы переходных металлов (d-элементов). Например, известно, что марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо – в 70, медь – в 30, а цинк – более чем в 100. Микроэлементы называют жизненно необходимыми, если при их отсутствии или недостатке нарушается нормальная жизнедеятельность организма. Характерным признаком необходимого элемента является колоколообразный вид кривой доза (n) – ответная реакция (R, эффект), что отображено на рисунке:

Зависимость ответной реакции (R) от дозы (n) для жизненно необходимых элементов.

При малом поступлении данного элемента организму наносится существенный ущерб. Он функционирует на грани выживания. В основном это объясняется снижением активности ферментов, в состав которых входит данный элемент. При повышении дозы элемента ответная реакция возрастает и достигает нормы (плато). При дальнейшем увеличении дозы проявляется токсическое действие избытка данного элемента, в результате чего не исключается и летальный исход. Кривую на приведенном выше рисунке можно трактовать так: всё должно быть в меру – и очень мало и очень много вредно [2].

Например, недостаток в организме железа приводит к анемии, так как оно входит в состав гемоглобина крови, а точнее, его составной части – гема. У взрослого человека в крови содержится около 2,6 г железа. В процессе жизнедеятельности в организме происходят постоянный распад и синтез гемоглобина. Для восполнения железа, потерянного с распадом гемоглобина, человеку необходимо суточное поступление в организм с пищей в среднем около 12 мг этого элемента. Связь анемии с недостатком железа была известна врачам давно, так как ещё в XVII веке в некоторых европейских странах при малокровии прописывали настой железных опилок в красном вине [4]. Однако избыток железа в организме тоже вреден. С ним связан сидероз глаз и лёгких – заболевания, вызываемые отложением соединений железа в тканях этих органов. Главный регулятор содержания железа в крови – печень.