Из чего состоит человек, его каждая составляющая? Что входит в состав крови, костей, кожи, волос, мышц? Из чего состоит тело человека

Цели урока

1. Расширение и углубление знаний учащихся о роли металлов в жизнедеятельности человеческого организма.
2. Развитие навыков самостоятельной работы; умения использовать знания, полученные ранее при изучении биологии и химии; работать с таблицами; сравнивать, анализировать, делать выводы.
3. Воспитание бережного отношения к природе и здоровью человека, чувства коллективизма, уважения друг к другу, ответственности за общее дело.

Оборудование и материалы

1. Демонстрационный материал: таблица «Химический состав организма человека»; карточки с рисунками для составления схемы «Проникновение ионов свинца в организм человека».
2. Раздаточный материал: таблицы «Химический состав организма человека», «Влияние металлов на жизнедеятельность человеческого организма», «Перекресток»; текстовое изложение домашнего задания.
3. К практической работе: растворы солей свинца и белка, пробирки, пипетки, штативы.
4. Видеофильм «Транспорт в городе».
5. Отрывки из литературных произведений о влиянии металлов на человеческий организм.
6. На доске – эпиграф: «Природа не признает шуток; она всегда правдива, всегда серьезна, всегда строга; она всегда права, ошибки же и заблуждения исходят от людей» (В.Гете) .

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Учитель химии. На прошлом уроке мы закончили изучение темы «Металлы», в ходе которого рассматривали металлы как элементы неживой природы. Вы знаете, что роль металлов в неживой природе очень велика: к ним относятся 92 из 114 химических элементов, входящих в периодическую таблицу. Сегодня с помощью учителя биологии мы с вами поговорим о роли металлов в живой природе.

Учитель биологии. К живой природе относятся все живые организмы, в том числе и человек, поэтому с ролью металлов в живой природе мы познакомимся на примере организма человека. (Учитель просит учащихся сформулировать тему урока, записывает ее на доске, а учащиеся записывают ее в тетрадях .)
Сегодня мы вспомним то, что вы узнали о металлах на уроках химии и об организме человека на уроках биологии в 8-м классе, обобщим и расширим эти знания и применим их к выяснению роли металлов в организме человека. Работать вы будете в командах, поэтому каждый из вас имеет возможность получить по две оценки – за индивидуальную работу и работу в группе. За верные ответы на вопросы по химии и по биологии вы будете получать жетоны двух типов. Три жетона одного типа позволят вам получить оценку «отлично», два жетона – «хорошо». Кроме того, каждый верный ответ принесет вашей команде 1 балл (неверные ответы не засчитываются), все баллы заносятся в командную таблицу. Оценки за групповую работу будут выставлены после проверки домашнего задания и окончательного подведения итогов урока. Оценки за индивидуальную работу – сегодня в конце урока.

II. Актуализация знаний

Учитель химии. Природа создала множество живых организмов – простых и сложных, похожих и совершенно не похожих друг на друга. Вместе с неживой природой они образовали сложную, но гармоничную систему – природу Земли. В качестве эпиграфа к нашему уроку мы выбрали слова великого немецкого поэта Гете. (Учитель обращает внимание учащихся на эпиграф, написанный на доске, читает первую его часть .) Однако человек своей деятельностью нарушает гармонию природы, нанося тем самым вред не только окружающей среде, но и собственному здоровью. (Учитель читает вторую часть эпиграфа .) Спустя полтора столетия слова поэта получили, к сожалению, полное подтверждение.

III. Основная часть

Учитель биологии. В состав клеток живых организмов, в том числе и человека, входят органические и неорганические вещества. Они перечислены в таблицах «Химический состав организма человека», которые есть у каждого на столе. Химические элементы и их соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма в сравнительно больших количествах, называются макроэлементами , а элементы, требующиеся организмам в крайне малых количествах, – микроэлементами . Среди макроэлементов есть как неметаллы – кислород, углерод, водород, азот, фосфор и хлор, так и металлы. Назовите их, используя данные табл. 1. Среди микроэлементов также есть и неметаллы, и металлы. Воспользовавшись таблицей, попробуйте назвать их. Из данных таблицы видно, насколько разнообразны металлы, входящие в состав организма человека.

Учитель химии. В каком виде металлы содержатся в клетках организма человека? Давайте вспомним, какова биологическая роль металлов, изученных на уроках химии. Для этого воспользуемся обобщающими таблицами в тетради по химии. (Учащиеся повторяют биологическую роль натрия, калия, кальция, магния, железа. За правильные ответы получают жетоны. )

Учитель биологии. А теперь посмотрите на табл. 2. Как бы вы озаглавили ее? (Учащиеся знакомятся с содержанием таблицы, предлагают ее название, вписывают его над таблицей и вклеивают таблицу в рабочие тетради. ) Какой вывод можно сделать из содержания этой таблицы? Очевидно, что металлы необходимы клеткам тела человека для нормальной жизнедеятельности. Как избыток, так и недостаток металлов оказывает отрицательное влияние на организм, а некоторые металлы могут оказывать даже токсичное влияние. (Вывод записывается в тетрадь. )

Учитель химии. Мы постарались в различных литературных источниках найти этому подтверждение. Постараетесь с помощью своих таблиц определить, о действии каких металлов идет речь.

Таблица 1. Химический состав организма человека

Рост – 170 см. Масса тела – 70 кг.
Поверхность тела – 1,89 м2.
Продолжительность жизни 70 лет.

Состав тела

Вещество

Масса, кг

% к массе тела

Вода
Белок
Жир
Углеводы
Зола

40–46
10
7
0,7
3,5

57–66
14
10
1
5

Химические элементы в клетках человека

В % к сухой массе

В % к сухой массе

Кислород
Углерод
Водород
Азот
Кальций
Фосфор
Калий
Сера
Натрий
Хлор
Магний
Железо

65
18
10
3
1,5
1
0,35
0,25
0,15
0,15
0,05
0,004

Марганец
Медь
Йод
Кобальт
Цинк
Молибден
Никель
Алюминий
Барий
Стронций
Титан
Литий

0,0003
0,0002
0,0004
Следы
Следы
Следы
Следы
Следы
Следы
Следы
Следы
Следы

1. Цитата из статьи «Помощь пришла по системе «Интернет»» из журнала «Ридерс дайджест», октябрь 1996 г.:

«У молодой студентки, изучавшей в Пекинском университете химию, внезапно начались головокружения, сильные кишечные спазмы, жгучие боли в ладонях и ступнях. Затем у нее стали выпадать волосы. Родители срочно отправили ее в больницу, но девушка погрузилась в кому.
По мнению врачей, головокружения и режущие боли в ладонях и ступнях, а также в суставах указывали на серьезное невралгическое расстройство. Однако пункция позвоночника не выявила никаких отклонений. Анализы на отравление мышьяком и свинцом также оказались отрицательными».

2. Цитата из рассказа Валентина Распутина «Век живи – век люби»:

(Учащиеся работают с таблицами и приходят к выводу, что в первой цитате идет речь об отравлении таллием, а во втором случае говорится о цинке .)

Учитель биологии. Особо хотелось бы остановиться на вредном воздействии на организм человека тяжелых металлов. Одним из «поставщиков» тяжелых металлов, таких как свинец, медь, хром, является автомобильный транспорт, точнее его выхлопные газы. Давайте посмотрим небольшой видеофрагмент (демонстрируется фрагмент видеофильма «Транспорт в городе» ). Такая картина типична для всех крупных городов, в том числе и для Челябинска. Давайте подробно рассмотрим влияние ионов свинца на организм человека. В табл. 2 написано, что свинец даже в небольших количествах вызывает анемию, почечную недостаточность, заболевания мозга. Кроме того, свинец способен заменять кальций в костях. А как ионы свинца могут попасть в организм человека? Составим схему «Проникновение ионов свинца в организм человека». Один ученик будет выполнять эту работу у доски, используя магнитные карточки с рисунками, остальные составят схему в тетради и сопроводят ее соответствующими записями.

Таблица 2

Химический эелемент

Дефицит металла

Избыток металла

Дефицит приводит к психическому расстройству.

Избыток вызывает общую заторможенность, нарушение дыхания и сердечного ритма, слабость, сонливость, потерю аппетита, жажду, а также дерматит лица и рук.

Поддерживает у человека нормальную возбудимость мышечных клеток, поддерживает кислотно-щелочной баланс в организме, принимает участие в регуляции сердечной деятельности (успокаивает), удерживает воду в организме.

Избыток приводит к нарушению водного баланса, сгущению крови, нарушению функции почек, сердечно-сосудистой системы, а также к общему нарушению обмена веществ.

Регулирует белковый и углеводный обмен, влияют на процессы фотосинтеза и рост растений. Необходим для нормального функционирования всех мышц, особенно сердечной, способствует выделению избыточного натрия, избавляя организм от лишней воды и устраняя отеки.

При избытке происходит усиление двигательной активности, нарушение сердечного ритма, нарушение углеводного, жирового и белкового обмена.

Проявляет антисептическое и сосудорасширяющее действие, понижает артериальное давление и содержание холестерина в крови, играет большую роль в профилактике рака. Благотворно влияет на органы пищеварения.

Повышенное содержание приводит к нарушению минерального обмена. Нарушение баланса обмена магния вызывает повышенную смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и болезней желудочно-кишечного тракта.

Необходим для процессов кроветворения, обмена веществ, для уменьшения проницаемости сосудов, нормального роста скелета, благотворно влияет на состояние нервной системы, оказывает противовоспалительное действие.

При избытке кальция возникает цистит. Если кальций попадает в организм в виде цементной пыли, то страдают органы дыхания, у детей снижается возбудимость нервной системы и обонятельного анализатора.

Стронций

Влияет на процесс образования костей.

При избытке стронция поражаются костная ткань, печень, кровь; наблюдается повышенная ломкость костей, выпадение волос.

Алюминий

Содержится в легких, печени, костях, головном мозге; действует на пищеварительную и нервную систему.

Избыток приводит к нарушению минерального обмена.

Входит в состав крови и мышечной ткани, является катализатором многих реакций; входит в состав инсулина, участвует в белковом обмене.

При высоких концентрациях является мутагеном и онкогеном.

Является биологическим конкурентом цинка, при избытке снижает активность пищеварительных ферментов, нарушает функцию поджелудочной железы, углеводный обмен, поражает почки и тормозит рост костей, увеличивает опасность переломов костей.

При избытке поражает центральную нервную систему, сосредоточивается в почках, нарушает их деятельность; накапливается в клетках мозга и оболочке рта.
Барий При избытке поражает костную ткань, костный мозг и печень, нервную систему, приводит к хрупкости костей за счет вытеснения кальция.

При избытке поражает периферическую нервную систему, желудочно-кишечный тракт и почки. Таллий биологический конкурент калия из-за сходства между ионами, накапливается в волосах, костях, почках, мышцах. Характерный признак отравления таллием – выпадение волос.

Избыток вызывает анемию, почечную недостаточность, заболевания мозга. Способен заменять кальций в костях.

Избыток приводит к развитию болезни Вильсона, нарушению деятельности печени.

Учитель химии. Установлено, что содержание ионов свинца особенно высоко на прилегающих к дорогам участках. Это было проверено учащимися нашей школы. У вас на столах имеется табл. «Перекресток». В ней представлены результаты исследований проб почвы, отобранных у перекрестка улиц Доватора и Федорова. Как видно из данных таблицы наибольшее количество ионов свинца обнаруживается у самой дороги, наименьшее – на расстоянии около 100 м. Проверим на опыте, как влияют ионы свинца на живые организмы. Для этого мы с вами проделаем лабораторный опыт «Взаимодействие солей свинца с белком». Вывод запишем в тетрадь. (Учащиеся выполняют лабораторный опыт, самостоятельно делают вывод, записывают его в тетрадь .)

Таблица 3. «Перекресток»

Количество автомашин (за 15 мин)

Количество вредных (газообразных) выбросов

Наличие ионов свинца:
– у самой дороги;
– в 10 м от дороги;
– в 50 м от дороги;
– в 100 м от дороги.

черный осадок с раствором NaS;
черный осадок;
помутнение;
не обнаруживается

Запыленность:
– лето
– зима

В парке – умеренная; на перекрестке – очень сильная;
В парке – умеренная; на перекрестке – сильная

V. Домашнее задание

Учитель биологии. Сегодня мы рассмотрели влияние некоторых металлов на жизнедеятельность человеческого организма, но недостаточно уделили внимания проблеме проникновения в него ионов металлов. Вы рассмотрите эту проблему, выполняя домашнее задание. (Домашнее задание разной степени сложности получают группы учащихся; списки учащихся каждой группы раздаются вместе с текстом домашнего задания ).

1-я группа. Рассмотреть способы проникновения ионов натрия, калия, кальция и железа в организм человека, воспользовавшись текстом учебника химии. Результаты представить в виде таблицы в тетради по химии.

2-я группа. Ознакомиться с содержанием этикеток и инструкций на препаратах бытовой химии, свои предположения представить в виде таблицы.

3-я группа. Используя справочную и дополнительную литературу, составить схемы проникновения в организм человека ионов селена и тяжелых металлов – меди, кадмия, ртути.

V. Самостоятельная работа

Учитель химии. В заключение нашего урока мы предлагаем вам выполнить небольшую самостоятельную работу. Каждый из вас получит карточку с текстом. С помощью таблицы 1 попробуйте определить, о каком металле идет речь, впишите его название вместо точек в карточку. (По окончании работы учащиеся проводят взаимопроверку, результаты вписывают в командную таблицу .)

VI. Подведение итогов урока

Учитель химии. Наш урок почти закончен. Осталось еще раз вспомнить, о чем вы сегодня узнали, и ответить на несколько вопросов, сделать окончательный вывод и записать его в тетрадь. (Учащиеся читают вопросы, написанные на доске, отвечают на них, обсуждают вывод, записывают его в тетради.)
Учитель биологии подводит итоги урока, объявляет общую сумму баллов по командам, комментирует индивидуальную работу учащихся, выставляет оценки по количеству жетонов.

    Введение.

    Элементный состав организмов.

    Молекулы и ионы, входящие в состав организма человека, их содержание и функции.

    Уровни структурной организации химических соединений живых организмов.

    Общие закономерности обмена веществ и энергии в организме человека.

    Особенности протекания обменных процессов при различных состояниях организма.

    Введение. Чем занимается биохимия?

Биохимия изучает химические процессы, происходящие в живых системах. Иначе говоря, биохимия изучает химию жизни. Наука эта относительно молодая. Она родилась в 20 веке. Условно курс биохимии можно разделить на три части.

Общая биохимия занимается общими закономерностями химического состава и обмена веществ разных живых существ от мельчайших микроорганизмов и кончая человеком. Оказалось, что эти закономерности во многом повторяются.

Частная биохимия занимается особенностями химических процессов, протекающих у отдельных групп живых существ. Например, биохимические процессы у растений, животных, грибов и микроорганизмов имеют свои особенности, причем, в ряде случаев очень существенные.

Функциональная биохимия занимается особенностями биохимических процессов протекающих в отдельных организмах, связанных с особенностями их образа жизни. Направление функциональной биохимии, исследующее влияние физических упражнений на организм спортсмена называетсябиохимией спорта или спортивной биохимией .

Развитие физической культуры и спорта требует от спортсменов и тренеров хороших знаний в области биохимии. Это связано с тем, что без понимания того, как работает организм на химическом, молекулярном уровне трудно надеяться на успех в современном спорте. Многие методики тренировки и восстановления базируются в наше время именно на глубоком понимании того, как работает организм на субклеточном и молекулярном уровне. Без глубокого понимания биохимических процессов невозможно бороться и допингом – злом, которое может погубить спорт.

  1. Элементный состав организмов

Организм человека включает химические элементы, которые встречаются также и в неживой природе. Однако по количественному составу химических элементов живые организмы существенно отличаются от неживой природы. Так, например, количественное содержание железа и кремния в неживой природе существенно выше, чем в живых организмах. Характерной отличительной чертой живых организмов является высокое содержание углерода, что связано с преобладанием в них органических соединений.

Человеческий организм состоит из структурных элементов: С-углерод, О-кислород, Н-водород, N-азот, Ca-кальций, Mg-магний, Na-натрий, K-калий, S-сера, P-фосфор, Cl-хлор. Например, Н 2 О, молекула воды, состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. 70-80% организма человека состоит из воды. Однако жидкости в теле человека, в его клетках, его крови включают кроме воды 0,9% поваренной соли NaCl, молекула которой состоит из натрия и хлора. Все биохимические процессы происходят именно в 0,9% водном растворе поваренной соли, который называют физиологическим раствором. Поэтому даже лекарства для уколов и капельниц растворяют в физиологическом растворе.

В организме человека содержится около 3 кг минеральных веществ, что составляет 4% массы тела. Минеральный состав организма очень разнообразен и в нем можно обнаружить почти всю таблицу Менделеева.

Минеральные вещества распределены в организме крайне неравномерно. В крови, мышцах, внутренних органах содержание минеральных веществ низкое – около 1%. А вот в костях на долю минеральных веществ приходится около половины массы. Эмаль зубов на 98% состоит из минеральных веществ.

Формы существования минеральных веществ в организме также разнообразны.

Во-первых в костях они встречаются в форме нерастворимых солей.

Во-вторых, минеральные элементы могут входить в состав органических соединений.

В-третьих, минеральные элементы могут находиться в организме в виде ионов.

Суточная потребность в минеральных веществах невелика и поступают они в организм с пищей. Их количества обычно в пище достаточно. Однако в редких случаях их может не хватать. Например, в некоторых местностях не хватает йода, в других избыток магния и кальция.

Выводятся из организма минеральные вещества тремя путями в составе мочи, кишечником – в составе кала и с потом – кожей.

Биологическая роль этих веществ этих веществ очень разнообразна.

В организме человека и животных обнаружен около 90 элементов таблицы Д.И. Менделеева. Биогенные химические элементы – химические элементы, присутствующие в живых организмах. По количественному содержанию их принято подразделять на несколько групп:

    Макроэлементы.

    Микроэлементы.

    Ультрамикроэлементы.

Если массовая доля элемента в организме превышает 10 -2 %, то его следует считатьмакроэлементом . Долямикроэлементов в организме составляет 10 -3 -10 -5 %. Если содержание элемента ниже 10 -5 %, его считаютультрамикроэлементом . Конечно, такая градация условна. По ней магний попадает в промежуточную область между макро- и микроэлементами.

Минеральные вещества в организме человека находятся в разном состоянии. В соответствии с этим проявляется и их дей­ствие.

Одна из форм - это когда они являются составной частью органических веществ. Так, например, сера вхо­дит в состав аминокислот цистеина и метионина, железо являет­ся составной частью гемоглобина, йод - гормона щитовидной железы - тироксина, фосфор присутствует в разнообразных ор­ганических соединениях - ATФ, АДФ, других нуклеотидах, нук­леиновых кислотах, фосфатидах (лецитины и кефалины), раз­личных эфирах с гексозами, триозами и т. д.

Вторая форма - это прочные нерастворимые от­ложения солей углекислого, фосфорнокислого кальция и маг­ния, фтористых и других солей в твердых тканях - в костях, зу­бах, рогах, копытах, пере и т. д. Они составляют их минераль­ный остов.

И третья форма - минеральные вещества, растворённые в тканевых жидкостях. Эта группа мине­ральных веществ обеспечивает ряд условий, необходимых для сохранения процессов жизнедеятельности организма. К числу этих условий относятся осмотическое давление, реакция среды, коллоидное состояние белков, состояние нервной системы и т. д. Эти условия в свою очередь зависят от количества минеральных элементов, их соотношения и качественных особенностей по­следних.

Все многообразие веществ животного и растительного мира построено из сравнительно небольшого количества исходных составных частей. Это химические элементы и химические вещества. Из 107 известных химических элементов в живых организмах обнаружено 60, однако в концентрациях, позволяющих не считать этот элемент случайной примесью, только 22. Все химические элементы, встречающиеся в живых организмах, в соответствии с их концентрацией в клетках делят на три группы:

Макроэлементы: C, H, O, N, P, S, Cl, Na, K, Ca.

На их долю приходится более 0,01%. Количество макроэлементов показано в таблице; Микроэлементы: Fe, Mg, Zn, Cu, Co, J, Br, V, F, Mo, Al, Si и др.

На их долю приходится от 0,01 до 0,000001%;

Ультрамикроэлементы: Hg, Au, Ag, Ra и др. На их долю приходится менее 0,000001%.

Элементы

Макроэлементы составляют около 99,9% массы клетки и могут быть подразделены на две группы.Главные биогенные химические элементы (кислород, углерод, водород, азот) составляют 98% от массы всех живых клеток. Они составляют основу органических соединений, а также образуют воду, которая присутствует во всех живых системах в значительных количествах.Во вторую группу макроэлементов входят фосфор, калий, сера, хлор, кальций, магний, натрий, железо, в сумме составляющие 1,9%. Они крайне важны для обеспечения жизнедеятельности организмов, без них невозможно существование любых живых существ.

Натрий и калий находятся в организме в виде ионов. Ионы натрия содержатся вне клеток, а ионы калия сосредоточены внутри клетки. Эти ионы играют важную роль в создании осмотического давления и клеточного потенциала, необходимы для нормальной работы миокарда.

Калий . Около 90% калия находится внутри клеток. Он вместе с другими солями обеспечивает осмотическое давление; участвует в передаче нервных импульсов;регуляции водно-солевого обмена; способствует выведению воды, а, следовательно, и шлаков из организма; поддерживает кислотно-щелочное равновесие внутренней среды организма; участвует в регуляции деятельности сердца и других органов; необходим для функционирования ряда ферментов.

Калий хорошо всасывается из кишечника, а его избыток быстро удаляется из организма с мочой. Суточная потребность в калии взрослого человека составляет 2000-4000 мг. Она увеличивается при обильном потоотделении, при употреблении мочегонных средств, заболеваниях сердца и печени. Калий не является дефицитным нутриентом в питании, и при разнообразном питании недостаточность калия не возникает. Дефицит калия в организме появляется при нарушении функции нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем, сонливости, снижении артериального давления, нарушении ритма сердечной деятельности. В таких случаях назначается калиевая диета.

Большая часть калия поступает в организм с растительными продуктами. Богатыми источниками его являются урюк, чернослив, изюм, шпинат, морская капуста, фасоль, горох, картофель, другие овощи и плоды (100 - 600 мг/100 г продукта). Меньше калия содержится в сметане, рисе, хлебе из муки высшего сорта (100 - 200 мг/100 г).

Натрий содержится во всех тканях и биологических жидкостях организма. Он участвует в поддержании осмотического давления в тканевых жидкостях и крови;в передаче нервных импульсов; регуляции кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена; повышает активность пищеварительных ферментов.

Кальций и магний находятся в основном в косной ткани в виде нерастворимых солей. Эти соли придают костям твердость. Кроме того в ионном виде они играют важную роль в сокращении мышц.

Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов; входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами; участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов, в молекулярном механизме мышечных сокращений, контролирует активность ряда ферментов. Таким образом, кальций выполняет не только пластические функции, но и влияет на многие биохимические и физиологические процессы в организме.

Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Поступающие в организм человека с пищей соединения кальция практически не растворимы в воде. Щелочная среда толстого кишечника способствует образованию трудноусвояемых соединений кальция, и лишь воздействие желчных кислот обеспечивает его всасывание.

Ассимиляция кальция тканями зависит не только от содержания его в продуктах, но и от соотношения его с другими компонентами пищи и, в первую очередь, с жирами, магнием, фосфором, белками. При избытке жиров возникает конкуренция за желчные кислоты и значительная часть кальция выводится из организма через толстый кишечник. На всасывание кальция отрицательно сказывается избыток магния; рекомендуемое соотношение этих элементов составляет 1: 0,5. Наиболее крепкие кости получаются при соотношении Ca:P - 1:1,7.Приблизительно такое соотношение в клубнике и грецких орехах.Если количество фосфора превышает уровень кальция в пище более чем в 2 раза, то образуются растворимые соли, которые извлекаются кровью из костной ткани. Кальций поступает в стенки кровеносных сосудов, что обуславливает их ломкость, а также в ткани почек, что может способствовать возникновению почечно-каменной болезни. Для взрослых рекомендовано соотношение кальция и фосфора в пище 1:1,5. Трудность соблюдения такого соотношения обусловлена тем, что большинство широко потребляемых продуктов значительно богаче фосфором, чем кальцием. Отрицательное влияние на усвоение кальция оказывает фитин и щавелевая кислота, содержащиеся в ряде растительных продуктов. Эти соединения образуют с кальцием нерастворимые соли.

Суточная потребность в кальции взрослого человека составляет 800 мг, а у детей и подростков - 1000 мг и более.

При недостаточном потреблении кальция или при нарушении всасывания его в организме (при недостатке витамина D) развивается состояние кальциевого дефицита. Наблюдается повышенное выведение его из костей и зубов. У взрослых развивается остеопороз - деминерализация костной ткани, у детей нарушается становление скелета, развивается рахит.

Лучшими источниками кальция являются молоко и молочные продукты, различные сыры и творог (100-1000 мг/100 г продукта), зеленый лук, петрушка, фасоль. Значительно меньше кальция содержится в яйцах, мясе, рыбе, овощах, фруктах, ягодах (20-40 мг/100 г продукта).

Магний. ,

При недостатке магния нарушается усвоение пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций, развивается ряд других патологических явлений. У человека недостаток ионов магния, обусловленный характером питания, крайне маловероятен. Однако большие потери этого элемента могут происходить при диарее

Фосфор играет в организме важную роль. Он является составной частью солей, входящих в кости. Фосфорная кислота играет исключительно важную роль в энергетическом обмене. Фосфор. Фосфор входит в состав всех тканей организма, особенно мышц и мозга. Этот элемент принимает участие во всех процессах жизнедеятельности организма: синтезе и расщеплении веществ в клетках; регуляции обмена веществ; входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов; необходим для образования АТФ.

В тканях организма и пищевых продуктах фосфор содержится в виде фосфорной кислоты и ее органических соединений (фосфатов). Основная его масса находится в костной ткани в виде фосфорнокислого кальция, остальной фосфор входит в состав мягких тканей и жидкостей. В мышцах происходит наиболее интенсивный обмен соединений фосфора. Фосфорная кислота участвует в построении молекул многих ферментов, нуклеиновых кислот и т. д.

При длительном дефиците фосфора в питании организм использует собственный фосфор из костной ткани. Это приводит к деминерализации костей и нарушению их структуры - разрежению. При обеднении организма фосфором снижается умственная и физическая работоспособность, отмечается потеря аппетита, апатия.

Суточная потребность в фосфоре для взрослых составляет 1200 мг. Она возрастает при больших физических или умственных нагрузках, при некоторых заболеваниях.

Большое количество фосфора содержится в продуктах животного происхождения, особенно в печени, икре, а также в зерновых и бобовых. Его содержание в этих продуктах составляет от 100 до 500 мг в 100 г продукта. Богатым источником фосфора являются крупы (овсяная, перловая), в них содержится 300-350 мг фосфора/100 г. Однако из растительных продуктов соединения фосфора усваиваются хуже, чем при потреблении пищи животного происхождения.

Сера. Значение этого элемента в питании определяется, в первую очередь, тем, что он входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот(метионина и цистина), а также является составной частью некоторых гормонов и витаминов.

Как компонент серосодержащих аминокислот сера участвует в процессах белкового обмена, причем потребность в ней резко возрастает в период беременности и роста организма, сопровождающихся активным включением белков в образующиеся ткани, а также при воспалительных процессах. Серосодержащие аминокислоты, особенно в сочетании с витаминами С и Е, оказывают выраженное антиоксидантное действие. Наряду с цинком и кремнием сера определяет функциональное состояние волос и кожи.

Хлор. Этот элемент участвует в образовании желудочного сока, формировании плазмы, активирует ряд ферментов. Этот нутриент легко всасывается из кишечника в кровь. Интересна способность хлора отлагаться в коже, задерживаться в организме при избыточном поступлении, выделяться с потом в значительных количествах. Выделение хлора из организма происходит главным образом с мочой (90%) и потом.

Нарушения в обмене хлора ведут к развитию отеков, недостаточной секреции желудочного сока и др. Резкое уменьшение содержания хлора в организме может привести к тяжелому состоянию, вплоть до смертельного исхода. Повышение его концентрации в крови наступает при обезвоживании организма, а также при нарушении выделительной функции почек.

Суточная потребность в хлоре составляет примерно 5000 мг. Хлор поступает в организм человека в основном в виде хлористого натрия при добавлении его в пищу.

Магний. Этот элемент необходим для активности ряда ключевых ферментов, обеспечивающих метаболизм организма. Магний участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца; оказывает сосудорасширяющее действие; стимулирует желчеотделение; повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению шлаков из организма (в том числе холестерина).

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище. Ежедневная потребность в магнии точно не определена; считают, однако, что доза 200-300 мг/сут предотвращает проявление недостаточности (предполагается, что всасывается около 30% магния).

При недостатке магния нарушается усвоение пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций.

Железо входит в составгема, составной части гемоглобина. Этот элемент необходим для биосинтеза соединений, обеспечивающих дыхание, кроветворение; он участвует в иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях; входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер и ряда ферментов.

Ассимиляции железа препятствует щавелевая кислота и фитин. Для усвоения этого нутриента необходим витамин В 12 .Усвоению железа способствует также аскорбиновая кислота, поскольку железо всасывается в виде двухвалентного иона.

Недостаток железа в организме может привести к развитию анемии, нарушаются газообмен, клеточное дыхание, то есть фундаментальные процессы обеспечивающие жизнь. Развитию железодефицитных состояний способствуют: недостаточное поступление в организм железа в усвояемой форме, понижение секреторной активности желудка, дефицит витаминов (особенно В 12 , фолиевой и аскорбиновой кислот) и ряд заболеваний, вызывающих кровопотери. Потребность взрослого человека в железе (14 мг/сут) с избытком удовлетворяется обычным рационом.Однако при использовании в пище хлеба из муки тонкого помола, содержащего мало железа, у городских жителей весьма часто наблюдается дефицит железа. При этом следует учесть, что зерновые продукты, богатые фосфатами и фитином, образуют с железом труднорастворимые соединения и снижают его ассимиляцию организмом.

Железо - широко распространенный элемент. Он содержится в субпродуктах, мясе, яйцах, фасоли, овощах, ягодах. Однако в легкоусвояемой форме железо содержится только в мясных продуктах, печени (до 2000 мг/100 г продукта), яичном желтке.

Микроэлементы (марганец, медь, цинк, кобальт, никель, йод, фтор) составляют менее 0,1% от массы живых организмов. Однако эти элементы необходимы для жизни организмов. Микроэлементы содержатся в сверхмалых концентрациях. Их потребность в сутки составляет микрограммы, то есть миллионные доли грамма. Из них есть незаменимые и условно незаменимые.

Незаменимые: Ag-серебро, Co-кобальт, Cu-медь, Cr-хром, F-фтор, Fe - железо, I -йод, Li - литий, Mn - марганец, Mo - молибден, Ni - никель, Se - селен, Si - кремний, V - ванадий, Zn - цинк.

Условно незаменимые: B - бор, Br - бром.

Возможно незаменимые: Al - алюминий, As - мышьяк, Сd - кадмий, Pb - свинец, Rb - рубидий.

Марганец оказывает благоприятное воздействие на нервную систему, способствует выработке нейромедиаторов - веществ, ответственных за передачу импульсов между волокнами нервной ткани, также способствует нормальному развитию костей, укрепляет иммунную систему, способствует нормальному протеканию пищеварительного процесса инсулинового и жирового обменов. К тому же, процесс обмена витаминов А, С и группы В может нормально происходить только в том случае, когда в организме присутствует достаточное количество марганца. Благодаря марганцу обеспечивается нормальный процесс образования и роста клеток, рост и восстановление хрящей, быстрейшее заживление тканей, хорошая работа головного мозга и правильный обмен веществ, обладает отличными антиоксидантными свойствами. Этот элемент регулирует баланс сахара в крови, а также способствует нормальному процессу образования молока у кормящих женщин. Оптимальное содержание марганца можно обеспечить благодаря употреблению сырых овощей, фруктов и зелени.

Роль меди в организме огромна. Прежде всего, она принимает активное участие в построении многих необходимых нам белков и ферментов, а также в процессах роста и развития клеток и тканей. Медь необходима для нормального процесса кроветворения и работы иммунной системы.Медь - входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов.

Цинк - входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в составинсулина

Кобальт влияет на физиологическое и патофизиологическое состояние организма человека. Есть сведения о влиянии его на метаболизм углеводов и липидов, на функцию щитовидной железы, состояние миокарда. В состав витамина В12 входит кобальт.

Для организма человека и животных никель – необходимый питательный элемент, но учёные немного знают о его биологической роли. В животных и растительных организмах он участвует в ферментативных реакциях, а у птиц накапливается в перьях. У нас он содержится в печени и почках, поджелудочной железе, гипофизе и лёгких. Никель влияет на процессы кроветворения, сохраняет структуру нуклеиновых кислот и клеточных мембран; участвует в обмене витаминов С и В12, кальция и других веществ.

Йод очень важен для нормального роста и развития детей и подростков: он участвует в образовании костно-хрящевой ткани, синтезе белка, стимулирует умственные способности, улучшает работоспособность и уменьшает утомляемость. В организме йод участвует в процессе синтеза тироксина и трийодтиронина – гормонов, необходимых для нормальной работы щитовидной железы.

Фтор нужен для формирования эмали зубов, йод входит в состав гормонов щитовидной железы, кобальт является составной частью витамина В12.

К ультрамикроэлементам относятся большое количество химических элементов (литий, кремний, олово, селен, титан, ртуть, золото, серебро и многие другие), которые суммарно составляют менее 0,01% массы клетки. Для ряда из ультрамикроэлементов установлено их биологическое значение, для других нет. Возможно накопление некоторых из них в клетках и тканях человека и других организмов является случайным и связано с антропогенным загрязнением окружающей среды. С другой стороны, возможно, что биологическое значение ряда ультрамикроэлементов еще не выявлено.

Литий способствует снижению нервной возбудимости, улучшает общее состояние при заболеваниях нервной системы, оказывает антиаллергическое и антианафилактическое действие, имеет некоторое влияние на нейроэндокринные процессы, принимает участие в углеводном и липидном обменах, повышает иммунитет, нейтрализует действие радиации и солей тяжелых металлов на организм, а также действие этилового спирта.

Кремний участвует в усвоении организмом более 70 минеральных солей и витаминов, способствует усвоению кальция и росту костей, предупреждает остеопороз, стимулирует иммунную систему. Кремний необходим для здоровья волос, улучшает состояние ногтей и кожи, укрепляет соединительные ткани и сосуды, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний, укрепляет суставы - хрящи и сухожилия.

Известно, что олово улучшает процессы роста, является одним из составляющих желудочного фермента гастрина, воздействует на активность флавиновых ферментов (биокатализаторы некоторых окислительно-восстановительных реакций в организме), играет существенную роль в правильном развитии костных тканей.

Селен - участвует в регуляторных процессах организма. Селен, входя в состав фермента глютатионпероксидазы препятствует оседанию тромбов на стенках сосудов, благодаря чему является антиоксидантом и препятствует развитию атеросклероза. Не так давно выяснено, что недостаток селена приводит к развитию онкологических заболеваний.

Титан является постоянной составной частью организма и выполняет определенные жизненно важные функции: повышает эритропоэз, катализирует синтез гемоглобина, иммуногенез, стимулируют фагоцитоз и активируют реакции клеточного и гуморального иммунитета.

Ртуть обладает определенным биотическим эффектом и оказывает стимулирующее действие на процессы жизнедеятельности (в количествах, соответствующих физиологическим, т. е. нормальным для человека, концентрациям). Есть сведения о присутствии ртути в ядерной фракции живых клеток и о значении этого металла в реализации информации, заложенной в ДНК, и ее передаче при помощи транспортных РНК. Говоря проще, полное удаление ртути из организма, видимо, нежелательно, и те самые 13 мг, «заложенные» в нас природой, должны всегда содержаться в человеке (что, кстати, вполне согласуется с упомянутым выше законом Кларка-Вернадского о всеобщем рассеянии элементов).

Золото и серебро оказывают бактерицидное воздействие Многие микроэлементы и ультрамикроэлементы в больших количествах токсичны для человека.

Недостаток или избыток в питании каких-либо минеральных веществ вызывает нарушение обмена белков, жиров, углеводов, витаминов, что приводит к развитию ряда заболеваний. Наиболее распространенным следствием несоответствия в рационе количества кальция и фосфора является кариес зубов, разрежение костной ткани. При недостатке фтора в питьевой воде разрушается зубная эмаль, дефицит йода в пище и воде приводит к заболеваниям щитовидной железы. Таким образом, минеральные вещества очень важны для устранения и профилактики ряда заболеваний.

В представленных таблицах приведены характерные (типичные) симптомы при дефиците различных химических элементов в организме человека:

В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии Национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определенном уровне (табл. 5.2). Столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержание в нем находится в относительном постоянстве.

Роль минеральных веществ в организме человека чрезвычайно разнообразна, несмотря на то, что они не являются обязательным компонентом питания. Минеральные вещества содержатся в протоплазме и биологических жидкостях, играют основную роль в обеспечении постоянства осмотического давления, что является необходимым условием для нормальной жизнедеятельности клеток и тканей. Они входят в состав сложных органических соединений (например, гемоглобина, гормонов, ферментов), являются пластическим материалом для построения костной и зубной ткани. В виде ионов минеральные вещества участвуют в передаче нервных импульсов, обеспечивают свертывание крови и другие физиологические процессы организма.

Ионы макро -и микроэлементов активно транспортируютсяферментами через клеточную мембрану. Только в составе ферментов ионы макро- и микроэлементы могут выполнять свою функцию. Поэтому пищевые продукты и лекарственные травы предпочтительнее химиотерапевтическим препаратам для лечения гипомикроэлементоза. К тому же, если учесть, что из продуктов и растений человеческий организм берет микроэлемента ровно столько, сколько ему нужно, это помогает избежать гипермикроэлементоза. А превышение макро- и микроэлементов в организме бывает гораздо опаснее, чем их недостаток. При применении химических препаратов кальция типичным является отложение кальция в молочных железах, желчном пузыре, печени, почках, в общем, везде, где угодно, но не в костях

Ферменты - это маленькие частицы, которые активно обеспечивают работу всех функциональных систем. Они производят пищеварение, например, амилаза (диастаза) слюны переваривает крахмалы картофеля и злаков, липаза поджелудочной железы переваривает жиры, химотрипсин переваривает белки и т.д. Кроме того, ферменты «перетягивают» нужные вещества через клеточные мембраны, например, в почках осуществляется активный транспорт ионов кальция, натрия, хлора и других, а, следовательно, они регулируют кальциевый состав костей и артериальное давление. Фермент лизоцим «убивает» вредные микробы. Фермент цитохром Р-450 участвует во многих биохимических реакциях, например, разлагает химические лекарства и выводит их из клеток, окисляет холестерин до стероидных гормонов (т.е. производит гормоны) и т.д. Этих маленьких работяг, - ферментов, - в организме тысячи видов, и нет никаких биохимических и физиологических преобразований, в которых они бы не участвовали. Как и функциональный элемент микроциркуляции органа, так ифермент - это первичный элемент, первооснова любых процессов, и это должно всегда учитываться в лечении болезни. Очень важно знать, что в химическом лекарстве нет ферментов, а в травах и продуктах они есть. Например, корни хрена содержат фермент лизоцим. Кроме того, ферменты есть в меде, например, инвертаза, диастаза, каталаза, фосфатаза, пероксидаза, липаза и т.д. Мед нежелательно растапливать и нагревать выше 38 0 , потому что тогда ферменты распадаются.

В состав фермента входит несколько молекул белка, соединенных между собой и представляющих в микромире огромный размер и две маленьких части, одна из них - витамин, вторая - микроэлемент. Именно потому лечение травами предпочтительнее химии, что трава содержит и белки, и витамины, и микроэлементы, - этот гармоничный состав фермента создан Творцом. В натуральных продуктах, например, в меде, содержатся все 22 незаменимые аминокислоты, которые нужны для синтеза белков. В меде имеются макроэлементы, все незаменимые микроэлементы кроме фтора, йода и селена, а также почти все условно незаменимые микроэлементы. И наоборот, химические лекарства, вырабатываемые промышленностью, особым непостижимым образом связаны с отцом промышленности Каином. И следствием подобной связи является лишение фармакологических средств, состоящих из одной химической формулы, всего богатства мира, созданного Творцом, одной из маленьких трудолюбивых первочастиц которого являетсяфермент .

Человеческий организм очень сложно устроен. Внутри нас функционирует четко организованная система, где всё взаимосвязано. Для того, чтобы разобраться, из чего состоит человек, надо очень много знать и понимать, но всё по порядку.

Из чего состоит скелет человека?

Из костей - скажете вы, и будете правы. В целом, наша «основа», с головы до ног, состоит из комплекса скелетов, разных его частей, имеющих следующее строение:

  • Кости черепа распределены между мозговой, включающей лобную, затылочную, теменные и височные, и лицевой, составленной из челюстей, скуловых, а также носовых, слезных, небных и подъязычных, долей;
  • Позвоночный столб разделяется на пять отделов, начиная с шейного, затем грудного (с грудиной и ребрами) и поясничного, а заканчивается позвонками, крестца и копчика, напрямую связанных с нашей вертикальной походкой;
  • «Пояса», прикрепляющие к оси наши руки и ноги с помощью, соответственно, ключиц и лопаток, а также тазовых костей, называются, соответственно, плечевым и тазовым;
  • Кости плеча, предплечья и кисти составляют остов верхних конечностей, а бедра, голени и стопы - нижних.

Всего в скелет человека входит более чем двести костей (точнее 206) , обеспечивающих нашу опору и защиту внутренних органов, а костный мозг выполняет функцию кроветворения.

Из чего состоит кровь?

Являясь жидкой тканью, она циркулирует по сосудам, а также находится «в запасниках» организма, составляя от 4,5 до 6 литров, или 6-8% от массы тела человека.

Состав крови:

  1. Плазма, или жидкая часть, состоит в основном из воды, а 10% раствора представлена белками «в лице» альбуминов, глобулинов и фибриногена, и минеральными солями, а также гормонами и ферментами;
  2. Форменные элементы, находящиеся в плазме в виде взвеси. Это:
  • Эритроциты, основой которых является гемоглобин - белок, содержащий железо. Он также образует комплексы с кислородом или углекислым газом в результате переноса их от легких к тканям и обратно, от чего цвет крови изменяется от ярко-алого (в артериях) до темно-красного (в венах);
  • Лейкоциты выполняют защитную роль по поглощению и уничтожению чужеродных тел, а также вырабатывают антитела, участвуя в работе иммунитета;
  • Тромбоциты способствуют процессу свертывания крови, спасая нас от излишней ее потери.

По антигенным свойствам эритроцитов кровь разделяется на 1-4 группы по системе «АВ0» и на положительную и отрицательную - по резус-фактору. Это - величина постоянная в течение всей жизни человека.

Из чего состоит нервная система человека?

Все нервы объединены в единую ткань организма, которая «отвечает» за контакт человека с внешним миром. Состоит из двух главных отделов:

  1. Центральной нервной системы (ЦНС), включающей в свой состав головной и спинной мозг;
  2. Периферической, имеющей черепно- и спинномозговые нервы с их узлами и разветвлениями.

Функционально ЦНС делится на:

  • Соматическую, которая регулирует работу скелетных мышц и органов чувств и может контролироваться сознанием человека (согнуть и разогнуть конечность);
  • Вегетативную, дело которой - управление клеточными процессами, обменом веществ, функционированием внутренних органов.

Основным элементом системы является нервная клетка, или нейрон, состоящий из тела и отростков, по которым распространяются «туда-сюда» нервные импульсы, а механизмом деятельности - рефлекс . Его стадии:

  • Прием внешнего сигнала;
  • Отправка его «в центр»;
  • Передача в ЦНС и от нее - к «исполнителю»;
  • Ответ соответствующего органа - его действие.

В работе рефлекторной дуги участвуют рецепторы, нейроны разных видов: сенсорные, вставочные, двигательные, а также мышца-«ответчик» - наша реакция.

Из чего состоит кожа?

Кожа - наш покров, самый большой орган площадью 1,5-2 м 2 и устроена она следующим образом:

  • Многослойный эпидермис, состоящий из пяти слоев, является верхним и обновляется на разных участках с периодичностью 1 раз в 10-30 дней;
  • Соединительная ткань, или дерма, имеет сосочковый и сетчатый слои, через которые проходят кровеносные и лимфатические сосуды и нервные окончания;
  • Структура подкожно-жировой клетчатки построена на основе рыхлых волокон с жировыми скоплениями между ними.
  • По химическому составу кожа состоит из белков (коллаген - до 70% в обезвоженной и обезжиренной коже, эластин и ретикулин в сальных и потовых железах, кератин - в роговом слое), продуктов их распада в виде мочевины, аммиака, креатина, аминокислот; а также из углеводов (глюкоза, гликоген и др.) и липидов
  • В подкожной клетчатке человека до 70% жиров представлено низкоплавкой фракцией (триолеин) с температурой плавления плюс 15 о С;
  • Количество воды в составе кожи - 60-70%.

У кожи есть придатки, к которым относятся волосы, ногти, сальные и потовые железы.

Из чего состоит волос?

Являясь частью кожи, волосы также служат человеку защитным покровом. Процесс роста делится на три стадии:

  1. Активная - длится 2-4 года. На голове таких волос примерно 93% от общего количества;
  2. Промежуточная имеет самый короткий срок: от 15 до 20 дней, на нее приходится всего 1%;
  3. Прекращение роста волос происходит в течение трех-четырех месяцев и составляет 6% от их числа;

Строение волоса таково:

  • Зачатком является волосяная луковица, расположенная под эпидермисом и окруженная фолликулом или волосяным мешочком. Волос растет за счет деления ее клеток;
  • Волосы, которые все видят на нашей голове, называются стержнями и состоят из трех слоев ороговевших клеток;
  • В центре их находится мозговое вещество, образованное клетками кератина и воздушными полостями и имеющее рыхлую структуру;
  • Средний слой называется корковым или кортексом. Он придает волосам прочность и определяет их естественный цвет за счет входящего в его состав пигмента меланина;
  • Наружный слой образован кутикулой, или органической пленкой, имеющей вид чешуек и выполняющей защитную роль.

Вид волос (прямые, кудрявые) зависит от формы фолликула .

Из чего состоят мышцы человека?

Мышца - это мускул. Состоит она из мышечной ткани и относится вместе со скелетом к опорно-двигательной системе человека. Есть разные классификации мышц:

  1. По строению они делятся на гладкие и поперечнополосатые:
  • Первые образованы клетками миоцитами и характерны для внутренних органов и сосудов. Их сокращение называют непроизвольным;
  • Вторые состоят из мышечного волокна сложного строения и разделяются на скелетные и мышцу миокарда. Скелетные мышцы называют произвольной мускулатурой, т.к. они обеспечивают движение конечностей по воле человека. Сердце состоит из той же мышцы, но является особым органом, т.к сокращается непроизвольно, и руководит этим вегетативная нервная система;
  1. Мышцы принадлежат разным органам (голова, туловище и т.д.), могут быть длинными или короткими и разной формы: плоские, квадратные, иметь форму веретена, ромба или трапеции;
  2. По направлению пучков волокон относятся к прямым, косым, круговым, поперечным и их разновидностям;
  3. Функционально деление идет на сгибатели и разгибатели, а также на вращатели, поднимающие, отводящие и их антагонисты.

По разным признакам мышца может одновременно относиться к нескольким видам.

В шуточной песенке для детей сказано, из чего сделаны мальчишки и девчонки, но ничего не говорится для серьезных взрослых о том, из чего состоит человек. Эту задачку они решают сами.

Видео: человек состоит из пустоты?

В данном ролике Евгений Рогозин расскажет, почему на самом деле тела всех людей на 90% наполняет пустота, с точки зрения физики:

Основными компонентами химического состава организма человека являются белки, жиры, углеводы, вода и минеральные вещества, при этом наибольшая часть приходится на долю воды.

ВОДА. Это самое распространенное и самое аномальное соединение на земном шаре. Вода - вечный минерал, т.к. является очень стойким соединением и ее количество на земном шаре не изменяется. Вода может находиться в различных агрегатных состояниях:

Твердом;

Газообразном.

При нагревании вода закипает, превращаясь в пар, который заметно не разлагается даже при температуре 1000° С, при охлаждении вновь дает воду, а если понижать температуру дальше, то образуется лед, который при таянии снова дает воду.

Вода обладает необычайными физико-химическими свойствами, которые отличают ее от всех других веществ. Вода - принята за эталон физических констант для всех других веществ.

Вода обладает следующими свойствами, необходимыми для биологических объектов:

1. Большой теплоемкостью. Это значит, что существенное увеличение тепловой энергии вызывает лишь сравнительно небольшое повышение ее температуры. Благодаря этому биохимические процессы протекают в меньшем интервале температур;

2. Большой теплотой испарения. Энергия, необходимая молекулам воды для испарения, черпается из их окружения, таким образом, испарение сопровождается охлаждением;

3.Большой теплотой плавления;

4. Единственное вещество, обладающее в жидком состоянии боль шей плотностью, чем в твердом;

5.Большим поверхностным натяжением и когезией (так называемым слипанием молекул);

б.Многообразием участия в процессах метаболизма как peaгента:

Служит универсальным растворителем во внеклеточном, клеточном пространствах, во всех биосредах организма;

Участвует в гидролитических реакциях распада биополимеров;

Служит реагентом в анаболических процессах;

Выполняет электрон - донорную функцию для реакций.

В организме человека и животных вода распределена в нескольких жидкостных фазах. У взрослого человека количество воды составляет около 60 % массы тела, у мужчин по сравнению с женщинами содержание воды больше из-за меньшего количества жира. Из общего количества воды, принимаемого за 100 %, внутри клеток находится 55 %, во внеклеточной жидкости - 45 % . Последняя включает воду, содержащуюся в плазме крови, межклеточной жидкости, в костях и плотной соединительной ткани. Часть воды входит в состав жидкостей, секретируемых специальными клетками. Это, например, спинно-мозговая, внутриглазная жидкости, а также секреты, выделяемые железами в просвет желудочно-кишечного тракта. Всасывание воды, поступающей в составе пищи, происходит по всему желудочно-кишечному тракту. Основное же ее количество реабсорбируется в тонком кишечнике.


Выведение воды из организма осуществляется с мочой, калом, потом и при дыхании.

Почки являются основным органом выведения воды и электролитов из организма. С мочой теряется около 1,5 л воды в сутки. Эти потери условно подразделяют на обязательные и факультативные. Обязательные - составляют то наименьшее количество жидкости (0,5 л), с которой в максимальной концентрации удаляются продукты обмена. Это количество не зависит от степени гидратации организма. Факультативные или управляемые потери (0,8 - 1,3 л) варьируют в зависимости от степени гидратации организма и состояния нейроэндокринных механизмов регуляции диуреза. Потеря воды через желудочно-кишечный тракт не превышает 0,1 л в сутки. Потеря воды с потом и при дыхании составляет около 1 л в сутки. Зависит от степени гидратации организма, температуры окружающей среды, физической нагрузки.

Регуляция водно-солевого обмена обеспечивается ЦНС, эндокринной системой и почками при ведущей роли ЦНС. Повышение осмолярности плазмы через ЦНС вызывает усиленное выделение гормона задней доли гипофиза - вазопрессина, который уменьшает выведение воды из организма за счет реабсорбции воды в почечных канальцах. Вода, задерживаясь в организме, снижает осмотическое давление, вследствие чего прекращается секреция вазопрессина. Гиперпродукция гормона приводит к накоплению жидкости в организме и отекам, а гипопродукция вызывает усиленное выделение жидкости из организма, вплоть до мочеизнурения (несахарный диабет). На водный обмен влияет также гормон альдостерон, секретируемый клубочковым слоем коры надпочечников. Его действие связано с влиянием на уровень натрия в плазме крови. Снижение концентрации натрия приводит к падению осмотического давления плазмы и к усилению потери воды из организма. Гипонатриемия стимулирует секрецию альдостерона, он усиливает обратимое всасывание натрия в почках и, следовательно, способствует задержанию воды в организме. Гипернатриемия тормозит выделение альдостерона. Почки участвуют в регуляции объема воды в организме своими физиологическими функциями - процессами фильтрации и реабсорбции воды и минеральных солей, синтезом и секрецией ряда веществ. В почках продуцируется гормон ренин. Усиливается его секреция при уменьшении объема внутрисосудистой жидкости и снижении артериального давления. Ренин способствует мобилизации в сосудистое русло тканевой жидкости и нормализации артериального давления, необходимого для физиологического течения процессов фильтрации мочи в нефроне.

Общая концентрация растворенных веществ, определяющих осмоляльность жидкости (или ее осмотическое давление), практически одинакова в клетках и окружающей их внеклеточной жидкости. Однако эти жидкости принципиально отличаются друг от друга по концентрации отдельных ионов, что имеет большое значение для нормального функционирования живых клеток.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА, Элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности различных клеток и организмов, называют биогенными элементами. Основу живых систем составляют только семь элементов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера, кальций, называемых органогенами. Эти элементы составляют в организме 97,4 %. Из всех известных на сегодняшний день элементов только для 24 установлена биогенность.

Все минеральные вещества, содержащиеся в организме человека, можно разделить на 4 группы:

1.Макробиогенные - содержание которых в организме выше 1 % (О, С, N, Н, Са, Р);

2.Олигобиогенные - содержание которых от 0,1 до 1 % (К, Na, Cl, S, Mg, Fe);

3. Микробиогенные - содержание которых ниже 0,1 % (Zn, Mn, Со, Сu, F, Вг, I);

4.Ультрамикробиогенные - содержание которых 10 4 - 10" 6 %.

Органы человека по-разному концентрируют в себе различные химические элементы, они неравномерно распределяются по разным органам и тканям. В организме элементы могут находиться как в связанном состоянии, так и в виде свободных ионных форм.

Биологическая роль химических элементов в организме человека чрезвычайно разнообразна.

Главная функция макробиогенных элементов:

Построение тканей;

Поддержание постоянства осмотического давления;

Ионного и кислотно-основного состава.

Олигобиогенные и микробиогенные элементы, входя в состав ферментов, гормонов, витаминов, биологически активных веществ, в качестве комплексообразователей или активаторов, участвуют в процессах размножения; в обмене веществ, включая:

Тканевое дыхание,

Обезвреживание токсических веществ; влияют на процессы кроветворения; окисления - восстановления, проницаемость сосудов и тканей.

Кальций, фосфор, фтор, йод, алюминий, кремний определяют формирование костной и зубной тканей.

Содержание некоторых элементов в организме человека меняется с возрастом. Выявлено немало заболеваний, связанных с недостатком или избыточным накоплением различных биогенных элементов. Дефицит фтора вызывает кариес, дефицит йода - эндемический зоб, избыток молибдена -эндемическую подагру. Такого рода закономерности связаны с тем, что в организме человека поддерживается баланс оптимальных концентраций биогенных элементов - химический гомеостаз.

Недостаток в пищевом рационе минеральных веществ приводит к серьезным последствиям для здоровья человека. Однако, для организма вреден не только недостаток, но и избыток биогенных элементов, так как при этом нарушается химический гомеостаз. Минеральные компоненты, которые в ничтожно малых количествах являются жизненно необходимыми, при более высоких концентрациях становятся токсичными. Наряду с заболеваниями, вызванными загрязнением окружающей среды, существуют заболевания, связанные с аномальным содержанием некоторых элементов в той или иной географической зоне, называемые эндемическими. Существуют биогеохимические провинции с пониженным и повышенным содержанием в них какого-либо элемента.

Общая характеристика s-элементов. К блоку s-элементов относятся 13 элементов, общим для которых является застраивание в их атомах s-подуровня внешнего энергетического уровня. Как следует из электронных формул, элементы IA - группы (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr) имеют на внешнем энергетическом уровне по одному s-электрону, а элементы ПА- группы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) - по два электрона. Химические свойства элементов IA и ПА групп сходны. Они являются сильными восстановителями. Элементные вещества - типичные металлы, обладающие блеском, высокой электрической проводимостью, химически весьма активны.

Говорят, жизнь - «это форма существования белковых тел». Другими словами, человек - это тоже белковое тело. Что это значит? Почему именно белковые, а не какие-нибудь другие? Что такое белок? Живое и неживое состоит из одних и тех же химических соединений. Белок - это определенным образом упорядоченный набор аминокислот. Аминокислоты широко распространены в природе. Известно около 80 их видрв. Но в состав белков входит только двадцать. Двадцать аминокислот дали жизнь всему живому. Элементарный состав аминокислот хорошо известен. Он включает атомы углерода, водорода, кислорода и азота.

Среди всех химических элементов углерод был, пожалуй, первым элементом, с которым соприкоснулся человек. Древесный уголь - тоже углерод, равно как графит и алмаз. Но основная заслуга углерода - не драгоценные камни, не уголь и нефть, а зарождение жизни.

Водород - то вещество, из которого строились звезды. Он есть и в человеке. Водород, соединяясь с горючим кислородом, образует воду, из которой на 2/3 состоим и мы. Практически все биохимические реакции внутри живых клеток протекают в водных растворах. Тело человека на 60-85 % состоит из воды. Чем моложе организм, тем он богаче водой.

Месячный эмбрион состоит на 97 % из воды, новорожденный - на 75-80 %. В пожилых людях содержание воды - 57 и менее процентов.

В разных тканях содержание воды различно. Кровь, к примеру, жидкая, водянистая ткань. Много воды содержит печень, почки, мышцы (75-80 %). Бедные водой кости (15-30 %) и особенно жировая ткань (10-12 %). Каждая живая клетка организма человека содержит живительный водный раствор различных питательных веществ.

«Азот» в переводе с греческого «нежизненный». Однако это далеко не так. На долю азота приходится около 3 % массы человеческого тела. Азот входит в состав белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла, гормонов, многих витаминов. Его большее значение для организма нашло отражение в слове «витамин» вита - «жизнь» и амин - «содержащий азот». И хотя, как оказалось, не все витамины содержат азот, но слово прочно закрепилось, укоренилось, вошло в обиход.

Это не единственные вещества, входящие в состав клеток. В человеке также есть немного железа; больше 1 кг кальция (фосфаты и карбонаты Са3 (РО4)2 и СаСО3 - основные минеральные вещества костей скелета); фосфор (в костях, мышцах, в мозговой ткани и нервах), калий, магний, медь, сера и др. В целом, клетка состоит из 1,5 млн атомов семидесяти с лишним химических элементов. Четыре из них можно назвать жизнеобразующими (углерод, водород, кислород и азот), шесть встречаются в большом количестве и обеспечивают жизнедеятельность организма. Это уже упомянутые кальций, фосфор, сера, натрий, кремний, хлор. В состав клетки входят даже некоторые редкие элементы таблицы Менделеева. Трудно поверить, что появление их случайно.

Железо - один из важнейших элементов жизни. Именно благодаря наличию в организме железа кровь приобретает красный цвет. Железо также определяет основное свойство крови связывать и отдавать кислород. Эту функцию выполняет гемоглобин. Его недостаток вызывает опасное заболевание - лейкемию, или белокровие.

Соли кальция способствуют свертыванию крови, управляют проницаемостью клеточных мембран и нервно-мышечным возбуждением, активизируют действие некоторых ферментов. Именно ионы кальция первыми реагируют на изменение электромагнитного поля и участвуют в тончайшей нейрогормональной регуляции.

В теле человека содержится около 4,5 кг фосфора, чаще всего в соединении с кальцием. Большая часть этого количества приходится на кости - примерно 4,4 кг, приблизительно 150 г (чуть больше обычной пачки чая) - на мышцы, 12 г содержится в нервной и мозговой ткани.

Фосфор принимает непосредственное участие почти во всех жизненно важных реакциях в организме. С фосфором связаны явления иммунитета, процесс развития и роста, проницаемость клеток и т. д. Это неудивительно, ведь фосфор входит в состав ДНК и РНК.

Химические элементы входящие в состав клеток человека

Химические элементы, входящие в состав клеток Содержание в %
Первая группа
кислород 65-75
углерод 15-18
водород 8-10
азот 1,5-3,0
Вторая группа
кальций 0,04-2,00
фосфор 0,20-1,00
калий 0,15-0,40
сера 0,15-0,20
хлор 0,05-0,10
магний 0,02-0,03
натрий 0,02-0,03
железо 0,01-0,015
Третья группа
цинк 0,0003
медь 0,0002
фтор 0,0001
йод 0,0001

Первая группа - это элементы, которые необходимы людям в первую очередь.

Вторая группа в общей сложности составляет не более 2 % от массы всего организма.

Третья группа - микроэлементы. В живой клетке таких элементов очень мало, однако без них невозможно нормальное функционирование организма.

Сахара, углеводы, жиры, гормоны и ферменты - все, что ни есть в организме, как бы сложно оно не называлось, - все это соединения упомянутых исходных элементов. Даже трудно выговариваемая дезоксирибонуклеиновая кислота состоит из углерода, водорода (сахара), фосфорной кислоты и азотного основания.

Хочется подчеркнуть различие в назначении углеводов, жиров и белков как компонентов пищи. Жиры и углеводы важны как источники энергии для организма, белки же - его основной строительный материал.

Углеводы и жиры откладываются про запас. Белки - нет. Они поступают во все клетки организма, где претерпевают соответствующие превращения.

Нет похожих записей.