Elementele semnificative din punct de vedere biologic (spre deosebire de elementele biologic inerte ) sunt elemente chimice necesare organismelor vii pentru a asigura o viață normală .
Elementele care asigură activitatea vitală a organismului sunt clasificate după diverse criterii – conținut în organism, grad de necesitate, rol biologic, specificitate tisulară etc. [1] . În funcție de conținutul din corpul uman și din alte mamifere, elementele sunt împărțite în
Unii autori trasează limite între aceste tipuri în funcție de alte valori ale concentrației [5] [6] [7] . Uneori, ultramicroelementele nu sunt separate de microelemente [5] .
Aceste elemente formează baza corpurilor organismelor . Conținut în corpul unui adult în cantități semnificative, de la zeci de grame (clor, magneziu) la zeci de kilograme (oxigen, carbon); cu alte cuvinte, macroelementele includ toate bioelementele, al căror conținut în organism depășește 0,1% din greutatea corporală. [opt]
Partea principală a masei celulei este de 4 elemente [9] (conținutul lor în corpul uman este indicat) [10] :
Acești macronutrienți se numesc elemente organogenice [comm. 1] [8] sau macronutrienți ( ing. macronutrient ) [comm. 2] . Proteinele , grăsimile , carbohidrații , acizii nucleici și multe alte substanțe organice sunt construite în principal din acestea . Uneori, aceste patru elemente sunt notate prin acronimul CHNO , constând din desemnările lor în tabelul periodic .
Mai jos sunt enumerate alți macronutrienți [1] și conținutul lor în corpul uman. [10] [14]
Termenul „ micronutrienți ” a primit o distribuție specială în literatura științifică medicală, biologică și agricolă la mijlocul secolului al XX-lea. În special, a devenit evident pentru agronomi că chiar și o cantitate suficientă de „macroelemente” în îngrășăminte ( NPK trinitate - azot , fosfor , potasiu ) nu asigură dezvoltarea normală a plantelor. [15] [16] [17]
Oligoelemente - elemente, al căror conținut în corpul uman este în intervalul de la 0,001 la 0,00001% (de la câteva g la câteva mg); cu alte cuvinte, oligoelemente includ toate elementele al căror conținut este mai mic de 0,1% din greutatea corporală. În funcție de importanța lor pentru viața organismului, microelementele pot fi împărțite în trei grupe: microelemente esențiale, microelemente esențiale condiționat, microelemente toxice și puțin studiate. [8] Complexitatea unei astfel de clasificări a oligoelementelor constă în faptul că microelementele esențiale însele în anumite condiții pot provoca reacții toxice, iar microelementele toxice individuale la o anumită doză și expunere pot prezenta proprietăți esențiale, adică se dovedesc a fi vital. [5] [18] Conținutul de oligoelemente din organism este mic, dar ele sunt implicate în procese biochimice și sunt necesare organismelor vii. Menținerea conținutului lor în țesuturi la nivel fiziologic este necesară pentru a menține constanta mediului intern ( homeostazia ) organismului. [19]
Esențiale (sau vitale) sunt microelementele care sunt prezente constant în organism și pentru care se stabilește rolul lor exclusiv în asigurarea vieții. Toate oligoelementele vitale intră în organism cu alimente și apă de băut. [8] Printre acestea (în ordine alfabetică): [14] [18]
Se numesc microelemente esențiale condiționat (sau vitale condiționat), în raport cu care se acumulează din ce în ce mai multe date despre rolul lor important în asigurarea activității vitale a organismului. [8] Printre acestea (în ordine alfabetică): [14] [5]
Toxic și puțin studiat include un grup mare de elemente care sunt prezente în mod constant în microcantități în organism, dar rolul lor biologic nu a fost încă suficient studiat. Deoarece multe dintre aceste elemente sunt relativ toxice, accentul se pune de obicei pe efectele lor nocive asupra organismului. Oligoelementele toxice și puțin studiate nu sunt incluse în numărul de oligoelemente esențiale. [8] Printre acestea (în ordine alfabetică): [18] [5]
Biogene (biofile) sunt elemente chimice care sunt incluse constant în compoziția organismelor și îndeplinesc anumite funcții biologice. Elementele și compușii lor necesari biotei în cantități mari se numesc macrobiogene (C, O, N, H, Ca, P, S), iar în cantități mici - microbiogene. Pentru plante, acestea sunt: Fe, Mg, Cu, Zn, B, Si, Mo, Cl, V, Ca, care asigură funcțiile de fotosinteză, metabolismul azotului și funcția metabolică. Animalele necesită atât elementele enumerate (cu excepția B) și, în plus, Se, Cr, Ni, F, I și Sn. În ciuda cantităților mici, toate aceste elemente sunt necesare pentru viața biosistemelor. [20] [21] [22]
Natura ionică a elementelor duce la formarea complexelor lor sub acțiunea diferitelor componente alimentare neabsorbite. Nu toți factorii care influențează aceste procese sunt bine înțeleși. [23] [24] Printre altele, homeostazia elementelor din corpul uman depinde de următoarele:
Elementele semnificative din punct de vedere biologic nu sunt absorbite numai în tractul gastrointestinal , pentru mulți dintre ele este locul excreției. În mod ideal, majoritatea elementelor eliberate în tractul gastrointestinal sunt reabsorbite . Unele elemente pot fi absorbite prin transportul activ sau stimularea difuziei ; altele sunt asimilate prin difuzie pasiva, unele prin doua sau mai multe mecanisme. Asimilarea elementelor necesare este controlată de homeostazie, care asigură distribuția lor normală, sau simetrică. [25]
Există o anumită interacțiune fiziologică între elementele care concurează pentru situsurile de legare de pe marginea periei a enterocitelor , pentru anumite elemente de complexare organică din enterocite sau pentru situsurile pe anumite proteine de transport . Există, de asemenea, competiție pentru receptori înainte de încorporarea în matricea lor definitivă în celulele funcționale. Proprietățile fizice și chimice ale elementelor sunt determinate de configurația lor electronică . [26]
Principalele motive pentru lipsa de minerale:
Elementele micro și macro pătrund în organism în principal cu alimente . Pentru denumirea lor în limba engleză există un termen de minerale dietetice . [27]
La sfârșitul secolului al XX-lea, producătorii ruși de anumite medicamente și suplimente alimentare au început să folosească termenul de „mineral” pentru a desemna macro și microelemente. Din punct de vedere științific, această utilizare a acestui termen este incorectă, deoarece înseamnă doar un corp natural geologic cu o structură cristalină. Cu toate acestea, producătorii de așa-numitele. „suplimentele biologice” au început să numească produsele lor complexe vitamine-minerale, adică suplimente minerale la vitamine . [28]
| Ecosistem | |
|---|---|
| zone naturale | |
| Componente funcționale | |
| Componente structurale |
|
| Componente abiotice |
|
| Functionare |
|
| Poluarea ecosistemelor | |