Mineralinės druskos yra tiesiog nepakeičiamas elementas kiekvieno žmogaus gyvybei ir sveikatai. Šios medžiagos randamos įprasta forma paprasti junginiai gamtoje. Kai kurios iš jų – kompleksinės druskos – turi sudėtingą struktūrą ir plačiai naudojamos pramonėje. Paprasti junginiai yra visų organų ir audinių sudedamosios dalys ir užima penkis procentus Bendras svoris kūnai. Žmonėms svarbiausi yra šie: kalis, natris, kalcis, siera, fosforas, magnis, manganas, kobaltas, jodas ir fluoras. Jie išsiskiria kartu su kitais produktais, todėl žmogus turi nuolat rūpintis tinkamu druskų kiekiu organizme. Paprastai, su dešine ir racionali mityba druskų trūkumo klausimas nekyla - natūraliuose produktuose, kuriuos vartojame, yra pakankamai to, kas būtina organizmui naudinga medžiaga.

Jei žmogus valgo monotoniškai, tada mineralinės druskos iš konkretus produktas nepatenkins visos reikalingos įvairovės. Dėl to bus sutrikdytas druskos įsisavinimo ir išsiskyrimo mechanizmas, o tai sukels ligas. Pavyzdžiui, jei mažiems vaikams nepakanka kalcio, jiems gresia rachitas, o suaugusiems gali gesti dantys, slinkti plaukai, trapūs kaulai. Geležies trūkumas paveiks kraujo sudėtį ir išprovokuos vadinamąją anemiją. Geležies stokos anemija).

Natūralios savybės kalcio, magnio ir natrio druskos prisideda prie koordinuoto virškinimo organų veikimo, dėl to normalizuojasi žmogaus medžiagų apykaita, pagreitėja medžiagų apykaita ir energijos mainai. Individualus kalcio poreikis yra gana didelis – norint visapusiškai dalyvauti visuose procesuose, per dieną reikia maždaug vieno gramo. Kalcio druskų atsargas galite papildyti tokiais produktais kaip varškė, sūris, pienas, kefyras, kiaušinio trynys, špinatai, salotos, žiedinių kopūstų. Iš šio rinkinio kalcis lengviausiai pasisavinamas iš pieno produktų, todėl nereikėtų jų apleisti.

Normalizuoti darbą nervų sistema Fosforas yra nepakeičiamas. Jo druskų yra kepenyse, kiaušiniuose, smegenyse, ruginė duona, sūriai. Per dieną organizmui reikia duoti du su puse gramo fosforo. Atsižvelgiant į tai, kad jis geriausiai išsiskiria iš produktų augalinės kilmės, tada jums reikia gauti šį elementą iš ten.

Įprasta druska taip pat yra neįkainojama organizmui. Žmogui per dieną reikia apie penkiolika gramų – vartokite su maistu, tačiau atsižvelkite į tai, kad šio elemento yra ir kai kuriuose produktuose. Jei žmogus valgo gyvulinės kilmės produktus, tuomet jų galima sūdyti tik šiek tiek, nes druskos yra vartojamame maiste. Tačiau daugelis žmonių mėgsta per daug pagardinti savo patiekalus, kad pagerintų skonį, o tai lemia jo perteklių organizme. Tai gali išprovokuoti tam tikrus sutrikimus, nes druska sulaiko vandenį, todėl gali atsirasti inkstų, kepenų, širdies patinimų ir komplikacijų. Pakyla kraujospūdis, blogėja nervų sistemos veikla.

Jūsų stebuklingų savybių mineralinės druskos sulaukė pelnyto pripažinimo kosmetologijoje. Atliekant odos atjauninimo procedūras ir gaminant veido kaukes, druskos naudojamos labai plačiai. Jie išlygina raukšles, geležis praturtina odą deguonimi, kalis sukuria optimalias sąlygas tarp odos ląstelių ir sulaiko drėgmę, varis yra savotiškas antiseptikas – neleidžia daugintis bakterijoms, manganas ląstelių lygiu dalyvauja kvėpavimo procese, energijos mainai, medžiagų mikrocirkuliacija.

Vaistinėse parduodamos mineralinės druskos, su jomis galima išsimaudyti, daryti pėdų procedūras, veido kaukes, plauti plaukus, stiprinti nagus.

Neorganinės ląstelės medžiagos. Mineralinės druskos

Mineralinės druskos organizme gali būti ištirpusio pavidalo (disocijuotų į jonus) arba netirpioje formoje.

Svarbų vaidmenį ląstelės gyvenime vaidina tirpios mineralinės druskos, kurias daugiausia sudaro katijonai K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+ ir anijonai HPO 4 2-, H 2 PO 4-, Cl - , HCO 3-.

Daugelis jonų yra netolygiai pasiskirstę tarp ląstelės ir aplinką. Tokių koncentracijos gradientų dėka vyksta daug svarbių gyvybės procesų, tokių kaip, pavyzdžiui, sužadinimas. nervų ląstelės ir sumažinimas raumenų skaidulų.

Išorinėje ląstelės membranoje yra didelė Na + jonų koncentracija, o vidinėje – didelė K + jonų koncentracija. Šis faktas lemia sužadinimo perdavimą per nervus ir raumenis. Ca +2, Mg +2 yra daugelio fermentų aktyvatoriai, jei jų nepakanka, sutrinka medžiagų apykaitos procesas. Mg +2 palaiko ribosomų vientisumą ir mitochondrijų funkcionavimą. Ca 3 (PO 4) 2 randama kauluose, o CaCO 3 – moliuskų kiautuose.

Jonai tirpios druskos Na + , K + , Cl - Mg 2+ , SO 4 2- atlieka daugybę svarbių funkcijų žmogaus ir gyvūno organizme:

sudaryti sąlygas nerviniams impulsams perduoti;
reguliuoti membranos pralaidumą;
dalyvauti raumenų susitraukimai;
palaikyti kraujo osmosinį slėgį ir normalizuoti vandens balansas;
reguliuoti rūgščių ir šarmų pusiausvyrą;
sustiprina skrandžio sulčių poveikį, dalyvauja formuojant rūgštinius ir šarminius fermentus.

Išlaikant dalyvauja silpnų rūgščių anijonai rūgščių-šarmų balansas(pH) ląstelės. Fosforo rūgšties anijonai būtini pagrindinės energijos molekulės – ATP, nukleotidų ir nukleorūgščių (DNR ir RNR) sintezei.

Buferio savybės, tai yra, gebėjimas išlaikyti šiek tiek šarminę aplinką, priklauso nuo druskų koncentracijos ląstelės viduje. Ląstelės viduje buferį užtikrina anijonai H 2 PO 4 -, tarpląsteliniame skystyje ir kraujyje buferio vaidmenį atlieka HPO 4 -2, HCO 3 -.

Neorganinės druskos – KNO 3, CaSO 4, Na 3 PO 4 – yra svarbios augalų mineralinės mitybos sudedamosios dalys.

Funkcijos mineralinės druskos ląstelėje ir kūne

Vaidmuo	Paaiškinimas	Pavyzdžiai
Osmosinio balanso sukūrimas	Mineralinių druskų sudėtis ir jų koncentracija lemia osmosinį skysčių slėgį ląstelėse ir kūno ertmėse. Osmosinio slėgio dėka susidaro bestuburių hidroskeletas ir augalų turgoras	Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl - , HCO 3 - , H 2 PO 4 - , HPO 4 2 - , SO 4 2-
Buferio savybių palaikymas	Buferis – gebėjimas palaikyti pH esant tam tikras lygis. Fosfatinės ir bikarbonatinės buferinės sistemos yra atsakingos už ląstelių ir audinių pH palaikymą.	HPO 4 2- + H + ↔ H 2 PO 4 - ; HCO 3 - + H + ↔ H 2 CO 3
Koncentracijos gradientų palaikymas	Ląstelėje ir tarpląstelinėje erdvėje palaikoma tam tikra jonų koncentracija. Dėl koncentracijos gradientų vyksta tokie svarbūs gyvybiniai procesai kaip nervų ląstelių sužadinimas ir raumenų skaidulų susitraukimas.	Na + , K + , Ca 2+ , Cl -
Skeleto darinių susidarymas	Stuburinių skeleto kaulai daugiausia sudaryti iš kalcio ir magnio fosfatų. Moliuskų lukštai susidaro iš kalcio karbonato	Ca 2+, Mg 2+, PO 4 3-, CO 3 2-
Nervinių impulsų perdavimas	Dalyvauti cheminių sinapsių veikloje	Ca 2+ , K + , Na + , Cl -

Mineralinės druskos

„Maistas, kuriame nėra mineralinių druskų, nors ir šiaip tenkina mitybos sąlygas, sukelia lėtą mirtį nuo bado, nes organizmo išeikvojimas druskomis neišvengiamai sukelia mitybos sutrikimus“ (F.F. Erisman).

Mineralinės druskos atlieka nepaprastai svarbų vaidmenį reguliuojant medžiagų apykaitos procesus ir esmines funkcijasŽmogaus kūnas. Žmogaus kūnas ne tik atlieka darbą, jame nuolat vyksta organizmo ląstelių ir audinių formavimosi procesai. Kai kurios ląstelės miršta, o jų vietoje atsiranda naujos. Už visa tai" remonto darbai" reikia statybinė medžiaga, kurią organizmas gauna maistinių medžiagų, įskaitant mineralines druskas, pavidalu. Todėl neatsitiktinai iš 88 periodinės lentelės elementų apie 40 jų buvo aptikta gyvuose organizmuose.

Priklausomai nuo mineralinių druskų kiekio žmogaus organizme ir jų poreikio, makroelementai (kalis, natris, kalcis, fosforas, magnis, siera, chloras) ir mikroelementai (aliuminis, varis, nikelis, vanadis, geležis, stroncis, jodas) selenas, kobaltas), išskiriami fluoras, silicis, cinkas, manganas, chromas, molibdenas).

Žmogaus organizmas, išskyrus kalcį, fosforą, geležį ir jodą, neturi mineralinių druskų atsargų. Todėl mineralinės druskos yra būtinos maistinės medžiagos, nes jų organizmas nesigamina. Sistemingas mineralinių druskų suvartojimas iš maisto yra svarbi subalansuotos mitybos sąlyga.

Mineralai įvairiai veikia gyvybines žmogaus organizmo funkcijas. Jie yra fermentų ir hormonų dalis, dalyvauja visų tipų medžiagų apykaitoje, aktyvina vitaminų veikimą, yra plastikinė medžiaga atraminei audiniams (kaulams, kremzlėms, dantims), padeda hematopoezės ir kraujo krešėjimo procesams, užtikrina normalų kūno funkcionavimą. nervų, raumenų ir širdies ir kraujagyslių sistemos virškinimo sistemos. Mineralinės druskos yra įtrauktos į reglamentą vandens-druskos metabolizmas, osmosinis slėgis ląstelėse ir tarpląsteliniuose skysčiuose. Kiekvienas iš mineraliniai elementai turi specifinę funkcinę paskirtį.

Kai kurių pagrindinių mineralinių druskų, kurios turi ypatingą reikšmę žmonių mitybai, charakteristikos

Kalis būtini normaliai raumenų ir inkstų veiklai. Kasdienis poreikis suaugusiam sveikas žmogus kalyje 2500-5000 mg. Produktai, kuriuose gausu kalio: kiauliena, menkė, jūrų lydeka, skumbrė, kalmarai (filė), avižiniai dribsniai, pupelės, žirniai, žalieji žirneliai, bulvės, pomidorai, burokėliai, ridikai, žalieji svogūnai, jūros dumbliai, džiovintos slyvos, razinos, vyšnios, serbentai (juodieji) ir raudona), vynuogės, abrikosai, persikai.

Natrio dalyvauja reguliuojant vandens-druskų apykaitą, osmosinį slėgį ląstelėse ir tarpląsteliniuose skysčiuose. Sveiko suaugusio žmogaus paros natrio poreikis yra 4000–6000 mg. Natrio turtingas maistas: dešros, sūriai, kvietinė duona, miesto vyniotiniai, žuvies konservai, sūdytas sviestas, vandenyno makaronai.

Natris ir chloridai į žmogaus organizmą patenka daugiausia forma Valgomoji druska. Stalo druskos kasdienis poreikis suaugusiems yra 10-15 g, kurį patenkina jos kiekis maisto produktuose (6-10 g), ypač duonoje (3-5 g) ir valgomoji druska, naudojama maistui ruošti ir dedant. paragauti valgant.

Kalcis vaidina svarbų vaidmenį formuojant kaulus, turi priešuždegiminių ir antialerginių savybių. Suaugusio sveiko žmogaus paros kalcio poreikis yra 1000-1200 mg. Produktai, kuriuose gausu kalcio: pienas, kefyras, grietinė, varškė, sūriai, stauridė, silkė, karpis, ikrai, vandenyno makaronai, kiaušiniai, grūdai (grikiai ir avižiniai dribsniai), žirniai, pupelės, morkos, petražolės, žalieji svogūnai.

Fosforas Vietoj kalcio jis sudaro pagrindą kaulinis audinys, suteikia protinę ir raumenų veiklą. Suaugusio sveiko žmogaus paros fosforo poreikis yra 1000-1500 mg. Maistas, kuriame gausu fosforo: jautienos kepenėlės, vištiena, žuvis, ikrai, varškė, sūriai, grūdai (avižiniai dribsniai, perlinės kruopos, grikiai), soros, žirniai, šokoladas.

Magnis normalizuoja nervų sistemos jaudrumą ir širdies raumens veiklą, turi kraujagysles plečiantį poveikį, stimuliuoja motorinė funkcijažarnyną ir tulžies sekreciją, skatina cholesterolio pasišalinimą iš organizmo. Kasdienis sveiko suaugusio žmogaus magnio poreikis yra 400 mg. Produktai, kuriuose gausu magnio: kviečių sėlenos, skumbrė, silkė, kalmarai (filė), vandenyno makaronai, jūros dumbliai, kiaušiniai, duona iš II klasės miltų, pupelės, žirniai, grūdai (avižiniai dribsniai, grikiai, perlinės kruopos), soros, abrikosai, džiovintos slyvos , petražolės, krapai, salotos.

Geležis aktyviai dalyvauja kraujodaros procese. Suaugusio sveiko žmogaus paros geležies poreikis yra 15 mg (vyrams) ir 18 mg (moterims). Produktai, kuriuose gausu geležies: jautiena, ėriena, kepenys (kiauliena, jautiena), mėsa (vištiena, triušis, kalakutiena), jautienos liežuvis, rūkytos dešrelės, skumbrė, rožinė lašiša, eršketų ikrai, vandenyno makaronai, kiaušiniai, II rūšies miltinė duona, dribsniai (grikiai, avižiniai dribsniai, miežiai, manų kruopos), soros, špinatai, rūgštynės, svarainiai, persikai, obuoliai, persimonai, kriaušės, slyvos, abrikosai, mėlynės.

Varis, manganas, kobaltas ir vanadis dalyvauja kraujodaros procesuose, o manganas ir stroncis – kaulų formavimosi procesuose. Cinkas yra būtinas normalus ūgis, vystymasis ir brendimas, skonis ir kvapas. Fluoras padeda apsaugoti dantų emalį nuo pažeidimų. Jodas aktyviai dalyvauja veikloje Skydliaukė ir jo hormono – tiroksino – susidarymas.

Patenkinti dienos poreikisįvairiose maistinėse medžiagose, įskaitant mineralines druskas, reikia žinoti jų kiekį įvairiuose maisto produktuose. Norėdami tai padaryti, turėtumėte naudoti atitinkamas lenteles, kuriose pateikiami kiekybiniai tam tikrų maistinių medžiagų kiekio įvairiuose produktuose rodikliai.

Dėl tinkama mityba Svarbus ne tik absoliutus maistinių medžiagų kiekis, bet ir optimalūs jų santykiai. Pavyzdžiui, norint visiškai pasisavinti, kalcio ir fosforo santykis maiste turi būti 1,1:1,5, o kalcio ir magnio – 1:0,5. Įprastas komplektas maisto produktai, į kurį įeina pakankamas daržovių, vaisių, duonos ir pieno kiekis, patenkina žmogaus organizmo poreikius visų jam reikalingų mineralų.

Vanduo

Prisiminkime, kad suaugęs žmogus sudaro 65% vandens. Vanduo negali būti laikomas inertiniu skysčiu, nes vanduo ir jo disociacijos produktai yra svarbius veiksnius, nustatantis visų kūno audinių ir organų sandarą ir funkcijas. Vanduo iš čiaupo yra kai kurių mineralų (kalcio, magnio, geležies, fluoro, vario ir kt.) šaltinis, kurių kiekis labai skiriasi priklausomai nuo vandens tiekimo šaltinio. Tokiame vandenyje mineralinių medžiagų yra mažiau, o distiliuotame praktiškai jų nėra.

Daržovėse ir vaisiuose yra daug vandens (75-95%). Dėl mineralinės sudėties vanduo greitai pasišalina iš organizmo, skatindamas medžiagų apykaitos produktų pasišalinimą (diuretikų poveikį).

Žmogaus paros vandens poreikis yra 2-2,5 litro. Per dieną reikia išgerti 1–1,5 litro vandens, nes 600–800 g jo gaunama su maistu, o dar 300–400 g susidaro organizme dėl medžiagų apykaitos procesų.

Vandens trūkumas ir perteklius neigiamai veikia žmonių sveikatą. Atminkite, kad be maisto žmogus gali gyventi kelias savaites, bet be vandens jis po kelių dienų miršta. Kūno netekimas daugiau nei 10% vandens kelia grėsmę jo gyvybinėms funkcijoms. Kai organizme trūksta vandens, kraujas tirštėja ir medžiagų apykaitos procesai, prastėja širdies ir smegenų veikla, pasunkėja inkstų veikla, su šlapimu prastai pasišalina medžiagų apykaitos produktai. Perteklinis vandens suvartojimas padidina cirkuliuojančio kraujo kiekį, didina širdies ir inkstų apkrovą, skatina pernelyg didelį vitaminų ir mineralinių druskų išsiskyrimą iš organizmo.

Lisovskis V.A., Evsejevas S.P., Golofejevskis V.Ju., Mironenko A.N.

Vaidina vanduo ir mineralinės druskos vyksta svarbiausi organizme vykstantys fizikiniai ir cheminiai procesai. Taigi vandenyje ištirpusių mineralinių druskų koncentracija lemia kraujo ir audinių skysčio osmosinį slėgį, kurio išsaugojimas pastoviu lygiu yra būtina sąlyga normalus gyvenimas. Neorganinės medžiagos taip pat svarbios palaikant rūgščių ir šarmų pusiausvyrą bei palaikant santykinį aktyvios kraujo ir audinių reakcijos pastovumą. Be to, mineralinės druskos ir vanduo dalyvauja difuzijos ir osmoso reiškiniuose, kurie atlieka svarbų vaidmenį absorbcijos ir išskyrimo procesuose.

Be to, mineralinės druskos ir vanduo prisideda prie gyvos protoplazmos koloidinės būklės išsaugojimo. Vandens kiekio pokyčiai organizme ir kūno skysčių bei audinių struktūrų druskų sudėties pokytis sukelia koloidų stabilumo pažeidimą, dėl kurio gali negrįžtamai pažeisti atskiros ląstelės arba visas kūnas ir žūti.

Vandens ir mineralinių druskų atėmimas iš organizmo sukelia sunkūs pažeidimai ir mirtis. Žmonėms vandens trūkumas gali sukelti mirtį per kelias dienas. Šį faktą reikėtų palyginti su tuo, kad visišku badavimu ir neribotu vandens tiekimu galima išsaugoti žmogaus gyvybę net 40-45 dienas. Visiškai nevalgius svorio netekimas gali siekti 40%, o vandens stoka net 10% kūno svorio netekimą lydi sunkūs sutrikimai, o netekus 20-22% kūno svorio, mirtis.

Svarbus mineralinių druskų vaidmuo buvo nustatytas tiesioginiais stebėjimais. Taigi, gyvūnams visiškai netekus mineralinių druskų, t.y., mineralinio bado metu, nepaisant pakankamo visų kitų maistinių medžiagų ir vandens tiekimo į organizmą, buvo stebimas apetito praradimas, atsisakymas ėsti, išsekimas ir mirtis.
Nuolatinio mineralinių druskų ir vandens tiekimo poreikis paaiškinamas tuo, kad organizmas nuolat netenka dalies jų su šlapimu, prakaitu ir išmatomis.

Skirtingų elektrolitų fiziologinis vaidmuo yra skirtingas ir įvairus. Taigi, kalcio ir fosforo jonai yra būtini kauliniam audiniui kurti. Kalcio jonai svarbūs ryšiui tarp sužadinimo ir raumenų susitraukimo; natrio ir kalio jonai yra būtini bioelektriniams potencialams atsirasti. Fosforo jonai fosforo rūgšties liekanų pavidalu yra daug energijos turinčių junginių (adenozino trifosforo rūgšties, kreatino fosforo rūgšties ir kt.), taip pat fosfatidų ir fosfoproteinų, turinčių svarbu nervų audinio ir medžiagų apykaitos funkcijose.

Kai kurie cheminiai elementai, kurie yra kūno dalis labai mažais kiekiais (todėl jie vadinami mikroelementais), tokie kaip jodas, cinkas, geležis, kobaltas, dalyvauja sudėtingų organinių junginių, turinčių didelę funkcinę reikšmę, sintezėje.

Jodas (jo bendras kiekis suaugusio žmogaus organizme yra apie 0,03 g) būtinas skydliaukės hormono – tiroksino – sintezei. Itin svarbų vaidmenį atlieka geležis, kurios kiekis organizme neviršija 3-5 g.. Geležis dalyvauja oksidaciniai procesai ir deguonies pernešimas krauju. Cinkas yra fermento dalis ir svarbus hormono insulino susidarymui. Kobaltas yra dalis vitamino B12, kuris yra būtinas hematopoezei.

Mineralinės druskos vandeninis tirpalas ląstelės disocijuoja į katijonus ir anijonus; kai kurie iš jų gali būti įtraukti į kompleksus su įvairiais organiniais junginiais. Neorganinių jonų kiekis paprastai neviršija 1% ląstelės masės. Druskos katijonai, tokie kaip kalis ir natris, suteikia ląstelių dirglumą. Kalcis skatina ląstelių sukibimą tarpusavyje. Silpnų rūgščių anijonai yra atsakingi už citoplazmos buferines savybes, palaiko šiek tiek šarminę reakciją ląstelėse.

Žemiau, kaip pavyzdys, yra svarbiausio biologinis vaidmuo cheminiai elementai ląstelės:

Deguonis Organinių medžiagų, vandens, neorganinių rūgščių anijonų komponentas

Anglis Visų organinių medžiagų sudedamoji dalis, anglies dioksidas, anglies rūgštis;

Vandenilis Vandens komponentas, organinės medžiagos, protono pavidalu, reguliuoja aplinkos rūgštingumą ir užtikrina transmembraninio potencialo susidarymą;

Azotas Nukleotidų, aminorūgščių, fotosintezės pigmentų ir daugelio vitaminų sudedamoji dalis;

Siera Aminorūgščių (cisteino, cistino, metionino), vitamino B 1 ir kai kurių kofermentų sudedamoji dalis;

Fosforas Nukleino rūgščių, pirofosfato, ortofosforo rūgšties, nukleotidų trifosfatų, kai kurių kofermentų komponentas;

Kalcis Dalyvauja ląstelių signalizacijoje;

Kalis Įtakoja baltymų sintezės fermentų veiklą, dalyvauja fotosintezės procesuose;

Magnis Energijos apykaitos ir DNR sintezės aktyvatorius, chlorofilo molekulės dalis, būtinas verpstės mikrovamzdelių surinkimui;

Geležis Daugelio fermentų komponentas, dalyvauja chlorofilo biosintezėje, kvėpavimo ir fotosintezės procesuose;

Varis Kai kurių fermentų komponentas, dalyvaujantis fotosintezėje;

Manganas yra komponentas arba reguliuoja tam tikrų fermentų veiklą, dalyvauja azoto asimiliacijoje ir fotosintezės procese;

Molibdenas Nitratų reduktazės komponentas, dalyvaujantis molekulinio azoto fiksavime;

Kobaltas Vitamino B12 komponentas, dalyvaujantis azoto fiksavime

Boras Augalų augimo reguliatorius, atkuriamųjų kvėpavimo fermentų aktyvatorius;

Cinkas Kai kurių peptidazių komponentas, dalyvauja auksinų (augalų hormonų) sintezėje ir alkoholinėje fermentacijoje.

Svarbu ne tik elementų turinys, bet ir jų santykis. Taip ląstelė palaiko didelę K + jonų koncentraciją ir mažą Na + jonų koncentraciją aplinkoje ( jūros vandens, tarpląstelinis skystis, kraujas) atvirkščiai.

Pagrindinis svarbiausias biologines funkcijas mineraliniai elementai:

1. Rūgščių-šarmų pusiausvyros palaikymas ląstelėje;

2. Citoplazmos buferinių savybių sukūrimas;

3. Fermentų aktyvinimas;

4. Osmosinio slėgio ląstelėje sukūrimas;

5. Dalyvavimas kuriant ląstelių membranų potencialą;

6. Vidinio ir išorinio skeleto susidarymas(pirmuoniai, diatomai) .

2. Organinės medžiagos

Organinės medžiagos sudaro 20–30% gyvos ląstelės masės. Iš jų maždaug 3% yra mažos molekulinės masės junginiai: aminorūgštys, nukleotidai, vitaminai, hormonai, pigmentai ir kai kurios kitos medžiagos. Pagrindinę ląstelės sausosios medžiagos dalį sudaro organinės makromolekulės: baltymai, nukleino rūgštys, lipidai ir polisacharidai. Gyvūnų ląstelėse, kaip taisyklė, vyrauja baltymai, augalų ląstelėse – polisacharidai. Yra tam tikrų skirtumų tarp šių junginių santykio tarp prokariotinių ir eukariotinių ląstelių (1 lentelė).

1 lentelė

Junginys	% gyvos ląstelės masės
Junginys	Bakterijos	Gyvūnai




Polisacharidai

2.1. Voverės– svarbiausi nepakeičiami azoto turintys organiniai ląstelės junginiai. Baltymų kūnai vaidina lemiamą vaidmenį kuriant gyvąją medžiagą ir įgyvendinant visus gyvybės procesus. Tai pagrindiniai gyvybės nešėjai dėl to, kad turi nemažai ypatybių, tarp kurių svarbiausios yra: neišsemiama struktūros įvairovė ir kartu didelis specifinis unikalumas; platus fizinių ir cheminių transformacijų spektras; gebėjimas grįžtamai ir natūraliai keisti molekulės konfigūraciją reaguojant į išorinį poveikį; polinkis formuoti supramolekulines struktūras ir kompleksus su kitais cheminiais junginiais; biologinio aktyvumo buvimas - hormoninis, fermentinis, patogeninis ir kt.

Baltymai yra polimero molekulės, sudarytos iš 20 aminorūgščių*, išsidėsčiusios skirtingose sekose ir sujungtos peptidine jungtimi (C-N-single ir C=N-double). Jeigu aminorūgščių skaičius grandinėje neviršija dvidešimties, tokia grandinė vadinama oligopeptidu, nuo 20 iki 50 – polipeptidu**, daugiau nei 50 – baltymu.

Baltymų molekulių masė svyruoja nuo 6 tūkstančių iki 1 milijono ir daugiau daltonų (daltonas yra molekulinės masės vienetas, lygus vandenilio atomo masei – (1,674x10 -27 kg). Bakterijų ląstelėse yra iki trijų tūkstančių skirtingų baltymų, žmogaus organizme ši įvairovė padidėja iki penkių mln.

Baltymuose yra 50-55% anglies, 6,5-7,3% vandenilio, 15-18% azoto, 21-24% deguonies, iki 2,5% sieros. Kai kuriuose baltymuose yra fosforo, geležies, cinko, vario ir kitų elementų. Skirtingai nuo kitų ląstelių elementų, daugumai baltymų būdinga pastovi azoto dalis (vidutiniškai 16 % sausosios medžiagos). Šis rodiklis naudojamas apskaičiuojant baltymą pagal azotą: (azoto masė × 6,25). (100:16 = 6,25).

Baltymų molekulės turi keletą struktūrinių lygių.

Pirminė struktūra yra aminorūgščių seka polipeptidinėje grandinėje.

Antrinė struktūra yra α-spiralė arba sulankstyta β-struktūra, kuri susidaro dėl molekulės stabilizavimo elektrostatiniais vandenilio ryšiais, kurie susidaro tarp aminorūgščių -C=O ir -NH grupių.

Tretinė struktūra – tai erdvinė molekulės struktūra, nulemta pirminės struktūros. Jį stabilizuoja vandenilio, joninės ir disulfidinės (-S-S-) ryšiai, susidarantys tarp sieros turinčių aminorūgščių, taip pat hidrofobinė sąveika.

Tik baltymai, susidedantys iš dviejų ar daugiau polipeptidinių grandinių, turi ketvirtinę struktūrą, kuri susidaro, kai atskiros baltymų molekulės susijungia į vieną. Labai specifinei baltymų molekulių veiklai būtina tam tikra erdvinė organizacija (rutulinė arba fibrilinė). Dauguma baltymų yra aktyvūs tik tokia forma, kurią suteikia tretinė arba ketvirtinė struktūra. Antrinės struktūros pakanka tik kelių struktūrinių baltymų funkcionavimui. Tai yra fibriliniai baltymai, o dauguma fermentų ir transportavimo baltymų yra rutulinės formos.

Baltymai, susidedantys tik iš polipeptidinių grandinių, vadinami paprastais (baltymais), o turintys kitokio pobūdžio komponentų – kompleksiniais (baltymais). Pavyzdžiui, glikoproteino molekulėje yra angliavandenių fragmentas, metaloproteino molekulėje yra metalo jonų ir kt.

Pagal tirpumą atskiruose tirpikliuose: tirpus vandenyje; tirpsta druskos tirpalai- albuminai, alkoholyje tirpūs - albuminai; šarmuose tirpūs gliutelinai.

Aminorūgštys yra amfoterinės prigimties. Jei aminorūgštis turi keletą karboksilo grupių, vyrauja rūgštinės savybės, jei yra kelios amino grupės, vyrauja bazinės savybės. Priklausomai nuo tam tikrų aminorūgščių vyravimo, baltymai gali turėti ir bazinių arba rūgščių savybių. Rutuliniai baltymai turi izoelektrinį tašką – pH reikšmę, kuriai esant bendras baltymo krūvis lygus nuliui. Su daugiau žemos vertės Baltymų pH turi teigiamą krūvį, o esant aukštesniam pH lygiui – neigiamas. Kadangi elektrostatinis atstūmimas neleidžia baltymų molekulėms sulipti, izoelektriniame taške tirpumas tampa minimalus ir baltymas nusėda. Pavyzdžiui, pieno baltymo kazeino izoelektrinis taškas yra 4,7 pH. Kai pieno rūgšties bakterijos parūgština pieną iki šio taško, kazeinas nusėda ir pienas „varškė“.

Baltymų denatūracija – tai tretinės ir antrinės struktūros ardymas, pakitus pH, temperatūrai, tam tikroms neorganinėms medžiagoms ir kt. Jei pirminė struktūra nebuvo sutrikdyta, tada, atsistačius normalioms sąlygoms, vyksta renatūracija – spontaniškai atsistato tretinė baltymo struktūra ir aktyvumas. Ši savybė turi didelę reikšmę gaminant sauso maisto koncentratus ir medicininius preparatus, kuriuose yra denatūruotų baltymų.

*Amino rūgštys – tai junginiai, turintys vieną karboksilo ir vieną amino grupę, sujungtą su vienu anglies atomu, prie kurios prijungta šoninė grandinė – kažkoks radikalas. Yra žinoma daugiau nei 200 aminorūgščių, tačiau 20, vadinamų bazinėmis arba pagrindinėmis, dalyvauja formuojant baltymus. Priklausomai nuo radikalo, aminorūgštys skirstomos į nepolines (alaninas, metioninas, valinas, prolinas, leucinas, izoleucinas, triptofanas, fenilalaninas), polines neįkrautas (asparaginas, glutaminas, serinas, glicinas, tirozinas, treoninas, cisteinas) ir polines. įkrautas (bazinis: argininas, histidinas, lizinas, rūgštinis: aspartas ir glutamo rūgštis). Nepolinės aminorūgštys yra hidrofobinės, o iš jų pagaminti baltymai elgiasi kaip riebalų lašeliai. Polinės aminorūgštys yra hidrofilinės.

**Peptidai gali būti gaunami dėl aminorūgščių polikondensacijos reakcijų, taip pat dėl nepilnos baltymų hidrolizės. Atlikti reguliavimo funkcijas ląstelėje. Kai kurie hormonai (oksitocinas, vazopresinas) yra oligopeptidai. Tai bradikidinas (skausmo peptidas), tai žmogaus organizmo opiatai (natūralūs vaistai – endorfinai, enkefalinai), turintys analgetinį poveikį. (Narkotikai naikina opiatus, todėl žmogus labai jautriai reaguoja į menkiausius organizmo sutrikimus – abstinenciją). Peptidams priklauso kai kurie toksinai (difterija), antibiotikai (gramicidinas A).

Baltymų funkcijos:

1. Struktūrinis. Baltymai yra visų ląstelių organelių ir kai kurių tarpląstelinių struktūrų statybinė medžiaga.

2. Katalizinis. Dėl ypatingos molekulės struktūros ar buvimo aktyvios grupės daugelis baltymų turi savybę kataliziškai įsibėgėti cheminės reakcijos. Fermentai skiriasi nuo neorganinių katalizatorių dideliu specifiškumu, veikiant siaurame temperatūros diapazone (nuo 35 iki 45 °C), esant šiek tiek šarminiam pH ir atmosferos slėgiui. Reakcijų, kurias katalizuoja fermentai, greitis yra daug greitesnis nei neorganinių katalizatorių.

3. Variklis. Specialūs susitraukiantys baltymai užtikrina visų tipų ląstelių judėjimą. Prokariotų žvyneliai yra pagaminti iš flagellinų, o eukariotų ląstelių žvyneliai yra pagaminti iš tubulinų.

4. Transportas. Transporto baltymai perneša medžiagas į ląstelę ir iš jos. Pavyzdžiui, porino baltymai palengvina jonų pernešimą; hemoglobinas perneša deguonį, albuminas – riebalų rūgštis. Transportavimo funkciją atlieka baltymai – plazmos membranų pernešėjai.

5. Apsauginis. Antikūnų baltymai suriša ir neutralizuoja organizmui svetimas medžiagas. Antioksidacinių fermentų grupė (katalazė, superoksido dismutazė) neleidžia susidaryti laisviesiems radikalams. Kraujo imunoglobulinai, fibrinas, trombinas dalyvauja kraujo krešėjimo procese ir taip stabdo kraujavimą. Baltyminio pobūdžio toksinų, pavyzdžiui, difterijos toksino ar Vasillus turingiensis toksino, susidarymas kai kuriais atvejais taip pat gali būti laikomas apsaugos priemone, nors šie baltymai dažniau kenkia aukai maisto gavimo procese.

6. Reguliavimo. Daugialąsčio organizmo funkcionavimą reguliuoja baltyminiai hormonai. Fermentai, kontroliuodami cheminių reakcijų greitį, reguliuoja tarpląstelinį metabolizmą.

7. Signalas. Citoplazminėje membranoje yra baltymų, kurie gali reaguoti į aplinkos pokyčius keisdami savo konformaciją. Šios signalinės molekulės yra atsakingos už išorinių signalų perdavimą į ląstelę.

8. Energija. Baltymai gali būti atsarginių medžiagų, naudojamų energijai gauti, rezervas. Suskaidžius 1 gramą baltymų, išsiskiria 17,6 kJ energijos.