минеральный обмен

План лекции
1.

Минеральный обмен – совокупность процессов всасывания, усвоения, распределения, превращения и выделения из организма тех веществ, которые находятся в нём преимущественно в виде неорганических соединений.

Цель – выявить биологическую активность химических элементов, составляющих минеральную основу организма.

биологической роли химических элементов (основатель биогеохимии). В организме было обнаружено

Н2N-C-NН2 Н2N-СН-СООН
O СН2
Мочевина S- СН3
(продукт обезвреживания аммиака) аминокислота – метионин

Большинство химических элементов в ПСЭ представлены металлами, но природа использует в качестве материалов для строительства живых организмов, главным образом неметаллы. Пять Э составляют органическую основу живых организмов: О - 62,4%, С - 21,2%, Н – 9,7%, N -3,1% и S ˂ 1%, т.е. более 96% веса.

жиров (15%) и углеводов (3%). Остальные элементы (чуть более 3%),

Из минеральных компонентов 75% приходится на долю кальция, фосфора и магния.
По количественному содержанию в организме минеральные компоненты делятся на макроэлементы, если их больше чем 0,01 % от массы тела (К, Na, P, Cl, Са, Мg) и микроэлементы (Cu, Zn, Cr, Mn, Fe, Co, Se, F, I).

Главным критерием, по которому обычно отличают макро- и микроэлементы является ежедневная суточная потребность организма в элементе. Макроэлемент - потребность >100 мг в сутки, микроэлемент – не превышает 10 мг в сутки (и даже мкг).

- кислотно-щелочного резерва (КЩР) крови, осмотического давления, буферной емкости (калий,

2. Формирование и сохранение структур плотных тканей, например скелета (кальций, фосфор, магний, фтор).

3. Специфическая регуляция ферментативных реакций, где макро-или микроэлементы участвуют в качестве кофактора;

4. Детоксикация (железо в составе цитохрома Р-450).

5. Основа биоэлектрических явлений: проведение нервного импульса, мышечное сокращение (натрий, калий, кальций).

6. Участие в системе свертывания крови (кальций).
7. Гормональной регуляция (йод, цинк входят в состав гормонов).
8. Входят в состав комплексных соединений (гемоглобин, миоглобин, цитохромы, витВ12).

в плазме крови, межклеточной и спинномозговой жидкостях из катионов преобладает

женщинам и подросткам – до 1500 мг.

Основные источники – молоко, твердые сыры, творог и др. молочные продукты.
(Кальцием богаты люцерна и ботва сахарной свеклы).
Из всего алиментарного Са2+ (поступившего с пищей) в кишечнике усваивается только 30-50%.

от всего веса организма). Са2+ почти целиком находится в костях

75% гидроксиапатита 3Са3(РО4)2 Са(ОН)2

20% карбоапатита 3Са3(РО4)2 СаСО3

0,7% фторапатита 3Са3(РО4)2 Са(ОН)F

половина связана с органическими фосфатами и белками и свободные ионы

цитоплазматическую мембрану позволяет поддерживать его содержание в клетке на низком

Ионы Са2+ являются вторичными посредниками действия гормонов и медиаторов (А,

В возбудимых клетках (нейроны, мышечные волокна) при входе ионов Са2+ в клетку происходит деполяризация мембраны, в рез-те мышцы сокращаются или происходит передача нервного импульса.

участвуют в свертывании крови. Са является IV фактором (из 13)

D3 синтезируется в коже из холестерина под действием УФО
Витамин D3
Регуляция

всасывание Са в кишечнике -
стимулирует синтез кальцийсвязывающего белка.

депонирование Са в кости

Паратгормон

Кальцитонин

вымывание солей Са (резорбция) из костной ткани

подавление резорптивных процессов в костной ткани

жизни - нервная возбудимость, беспокойство….
К 1 году – остеомаляция.
У взрослых

Остеопороз –разрежение костной ткани

(молоко, сыр). Много - в фасоли, горохе, крупах (овсяной, перловой,

Пищевая недостаточность фосфатов практически не встречается.

костной ткани и зубной эмали.

Са2+ образует с фосфором плохо растворимые

Соотношение Са:Р = 2:1

- 50 кДж/моль,
Креатинфосфат - 12,6 кДж/моль,
Фосфоенолпируват - 60 кДж/моль
Макроэргические связи

креатинфосфат

АТФ

нуклеотидов, соединяя их между собой фосфодиэфирными связями.

бобы, зерновая завязь, необработанные злаки (удаление оболочки из зародышевых слоев

в костной ткани.
Mg2+ находится внутри клеток – второй по

Играет важную роль в поддержании К,Nа-гомеостаза.
¶ участвует в передачи нервного импульса
¶ поддерживает осмотического давления внутри клетки
Магний необходим для работы транспортного белка Na+/К+-АТФазы, которая регулирует выброс Na из клетки (против градиента концентрации.

состояние возбуждения
Мембрана деполяризуется, Na+
входит в клетку. Содержание его в клетке

+ + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - -

Na+ 144 ммоль/л

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +

АХ связывается с R

Na+

канал

Na+

реакций:
а) трансляция белка (синтез белка)
б) синтез РНК, ДНК из нуклеотидов
Во

приводит к мышечным сокращениям.

и чая.

Дефицит магния встречается часто и проявляется нарушением психики:

меньше железа содержат растительные продукты: брусника, черника, гранаты. Такое же

железо

Суточная потребность 12-15 мг, в некоторых случаях до 30 мг.

от всего веса человека).
В кишечнике Fe2+,соединяясь с апоферритином

Основная масса сконцентрирована в дыхательном пигменте эритроцитов – гемоглобине, в миоглобине и цитохромах – ферментах тканевого дыхания.

ē цита ē

Процесс тканевого дыхания

развивается железодефицитная анемия.
Нарушается процесс тканевого дыхания и, как следствие,

на кг веса. В рыбе его – 5 до 15

и зубов (фторапатит). Недостаток фтора кариес зубов.
Избыток – флюороз.
Содержание фтора

экстрагируют магний из лимфы, мобилизуют кальций из костей, что приводит

йода могут быть йодированная соль, морские продукты, особенно морская капуста,

В организме 25 мг I2, больше половины сосредоточено в щитовидной железе.

к развитию эндемического зоба. Заболевание, поражающее население определённых географических районов

Масса такой железы может достигнуть 4-5 кг

Щит.железе не хватает строительного материала для синтеза тироксина – йода. Это побуждает ее к усиленной деятельности, она увеличивается, в ее железистой ткани - пузырьках накапливается много коллоида, но синтезировать тироксин она не в состоянии.

Пандемия – всеобщий охват
Эндемия – в некоторых местностях

в зерне (особенно пшеница), а также чесноке, грибах свиных и

защиты. Ферменты разрушают перекись водорода и органические перекиси:

Антиоксидантное свойство

циркулирует в составе белка -
селенпротеина (открыт 1977 и изучен 1987

провинции на северо-востоке Китая) выражается кардиомиопатией: аритмия, увеличение размеров сердца,

благодатным материалом. В период роста они подпитываются циркулирующей кровью, лимфой,

Некоторые токсичные вещества можно обнаружить только этим способом.

Спектральный анализ волос и ногтей

Волос хранит интегральную информацию о минеральном обмене организма – от нескольких недель до нескольких месяцев или лет (в среднем волос вырастает на 0,1мм в день).

взрослого содержится до 100 мг Cu. Суточная потребность 2,5-5 мг.

(депо) и мозге. Соединения меди обладают высокой биологической активностью. В

Последняя р-ция тканевого дыхания, в которой Cu передает 4ē на молекулярный кислород, превращая его в атомарный. При взаимодействии с 4 Н+ образует эндогенную воду:
4Н+ + 2О-2 = 2Н2О

супероксиддисмутазы (СОД), участвующей в нейтрализации свободных радикалов кислорода (АФК).

Поэтому не рекомендуется пользоваться при приготовлении пищи медной посудой: при

Кольцо Кайзера — Флейшера у пациента с симптомами болезни Вильсона — Коновалова

фармакопее значатся глазные цинковые капли (0,25%-ный раствор ZnSO4). Как присыпка

Суточная потребность 10-15 мг/день. Дефицит Zn при недостаточном поступлении этого элемента в организм (менее 1 мг/день), а порог токсичности составляет 600 мг/день.
Zn содержится в говядине, печени, морских продуктах (устрицы, моллюски, сельдь), тыквенные семечки, пшеничных зародышах, рисовых отрубях, овсяной муке.

В организме взрослого человека содержится 1,5-3 г цинка.

В организме взрослого человека содержится 1,5-3 г цинка.

плазме 80 - 85% цинка связано с альбуминами, 1-2% цинка

Цинк способствует синтезу белка.
Содержится в РНК- и ДНК-полимеразах, ферментах осуществляющих синтез нуклеиновых кислот. Входит в состав фермента ключевой реакции биосинтеза гема. Способствует делению, росту, размножению клеток. Поэтому называется анаболическим эл-том.

Zn помогает поджелудочной железе вырабатывать инсулин и связываться ему с клеточными рецепторами.

Zn особенно много в сетчатке глаза, он является важным веществом для поддержания и улучшения зрения. Дефицит цинка нарушает усвоение глюкозы клетками хрусталика глаза и способствует образованию катаракты. Способствует усвоению витамина А, необходимого для поддержания зрения.

крови карбоангидразы. Этот фермент содержится в эритроцитах.

У мужчин Zn необходим для продукции спермы и мужского гормона тестостерона. Регулирует уровень метаболита тестостерона - дигидротестостерона, избыток которого обусловливает гиперплазию (увеличение) простаты.

входит в структуру рецепторов для эстрогенов, регулируя таким образом все

Zn

но так же с нарушением иммунитета. Zn активизирует иммунные реакции,

При дефиците цинка на ногтях появляются белые пятна. Это явление называется лейконихия.