Введение в биохимию. Химиче­ский состав организма человека. Общие закономерности обмена веществ

Вопросы:

  1. Введение.

  2. Элементный состав организмов.

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

  4. Уровни структурной организации химических соединений живых организмов.

  5. Общие закономерности обмена веществ и энергии в организме человека.

  6. Особенности протекания обменных процессов при различных состояниях организма.

  1. Введение.Чем занимается биохимия?

Биохимияизучает 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 биохимиязанимается 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, Н2О, 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:

  1. Макроэлементы.

  2. Микроэлементы.

  3. Ультрамикроэлементы.

Если массовая доля элемента в организме превышает 10-2%, то его следует считатьмакроэлементом. Долямикроэлементовв 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%.

Таблица. Содержание химических элементов в живом организме

Элементы

С

О

Н

N

Ca

P

K

S

Na

Cl

Прочие

%

18

65

10

3

2

1,1

0,35

0,25

0,15

0,15

следы

Макроэлементы составляют около 99,9% массы клетки и могут быть подразделены на две группы.Главныебиогенные 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 входятфосфор, 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).

Натрийсодержится 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 магнийнаходятся 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.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, 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.

Содержание серы обычно пропорционально содержанию белков в пищевых продуктах, поэтому ее больше в животных продуктах, чем в растительных. Потребность в сере (400 - 600 мг в сутки) удовлетворяется обычным суточным рационом.

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 В12.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 В12, 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.

Марганецоказывает 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 организмеогромна. 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

Кобальтвлияет 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.

Йодочень 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.

Фторнужен 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.

Литийспособствует 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.

Кремнийучаствует 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.

Титанявляется 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.

Ртутьобладает 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 сереброоказывают 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-имикроэлементовактивно транспортируютсяферментамичерез 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 380, потому что тогда ферменты распадаются.

В состав ферментавходит 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.

studfiles.net

описание, строение и интересные факты

Человек – уникальное существо. За долгие тысячелетия существования мы постоянно менялись. Но современным ученым так и не удалось полностью изучить наш организм. Однако кое-что все же удалось выяснить. Так, ученые смогли определить химически состав человека, узнать строение органов, систем, определить присущие потребности.

Из чего мы состоим?

С химической точки зрения в нашем организме сосредоточена почти вся таблица химических элементов Менделеева. Все эти вещества поступают с пищей, воздухом, а сами они не вырабатываются в организме. Если нарушается химический состав человека, то происходят сбои в работе тех или иных органов, систем: не растут зубы, волосы, повышается ломкость костей, нарушается обмен веществ, начинают одолевать различные болезни.

Группы веществ

Элементы химического состава человека делят на две большие группы минеральных веществ, а именно: микроэлементы, макроэлементы. К последним относятся калий, кальций, фосфор, магний, хлор и сера, а также другие вещества.

Потребности в микроэлементах ограничивается в небольших количествах. К этим веществам относят железо, йод, цинк, медь, фтор, кобальт, марганец.

Каждое вещество, входящее в химический состав человека, имеет свою функцию и предназначение, и должно поступать в определенном количестве в организм с пищей. При недостатке элементов происходят самые разные сбои в нормальном функционировании организма.

Калий

Для поддержания водно-солевого баланса человеческому организму необходим калий. Он также отвечает за питание клеток, укрепление иммунитета, оказывает воздействие на функционирование мышечной, сердечной и нервной систем. Чтобы восполнить химический состав организма человека калием, необходимо включить в рацион продукты, богатые этим веществом, а именно: бананы, авокадо, фасоль, горох, картофель, петрушку, изюм.

Йод

Йод оказывает тонизирующее действие на мышцы, обеспечивает нормальное функционирование щитовидной железы, принимает участие в метаболизме, способствует укреплению иммунитета, а также положительно влияет на нервную систему. В большом количестве этот микроэлемент содержится в водорослях, морской капусте, морепродуктах, в мясе и твороге, свекле, яблоках, винограде и сливах.

Кальций

Входящий в химический состав организма человека кальций отвечает за развитие зубов, укрепляет костную ткань, обеспечивает нормальное функционирование сердечной мышцы, участвует в свертываемости крови. Кальций в больших количествах содержится в лососевых, зеленых овощах, белом хлебе, молочных продуктах, сардинах.

Магний

Входящий в химический состав клеток организма человека магний оказывает воздействие на мышечные, нервные, энергетические функции. Этот элемент необходим для нормального развития костной структуры. При недостатке магния возникает хроническая усталость.

Магний содержится в бананах, отрубях, коричневом рисе, семечках, орехах, горохе.

Фосфор

Нормальное усвоение жиров, углеводов, протеина, происходит при участии фосфора. Это вещество необходимо для нормального развития костей. Если химический состав клетки человека будет нарушен, и фосфора будет поступать в недостаточном количестве, то будет развиваться слабость, боль в костях, раздражительность, беспокойство. Фосфор содержится в большом количестве в молоке, мясе, рыбе, картофеле.

Железо

При анализе химического состава крови человека ученые выявили, что в ней присутствует железо. Оно участвует в кровообразовании, обеспечивает клетки кислородом. При дефиците железа развивается усталость, железодефицитная анемия.

Чтобы восполнить железо в организме, необходимо включить в рацион печень, отруби, чернослив, хлеб из муки грубого помола, гранаты, шоколад.

Цинк

Цинк играет не последнюю роль в развитии половой системы, оказывает влияние на функционирование органов пищеварения, а также принимает участие в реализации гормональных функций, способствует заживлению ран. Больше всего цинка содержится в грибах, орехах, устрицах и семечках.

Селен

В небольших количествах нашему организму нужен селен. Этот элемент защищает клетки от разрушения, предотвращает раннее старение, замедляет развитие раковых клеток. Селен в больших количествах содержится в кокосах, морепродуктах, семечках.

Состав человеческого тела

Ученые смогли точно установить, из чего состоит человек. Химический состав нашего тела, в соответствии с данными анализа ученого-биолога Дж. Хенсона, входит 375 млн атомов водорода, 132 млн атомов кислорода и 85 млн атомов углерода, трех молекул молибдена и одного атома кобальта. Такое набор мы имеем в момент рождения. В течение жизни меняется соотношение химических веществ, увеличивается их количество, появляются новые элементы, такие как металлы, золото.

Ученый провел необычные подсчеты. В результате анализа Хенсону удалось выяснить, что в человеческом организме содержится столько кислорода, что его будет достаточно для заполнения объема, равного шести слонам, углерода – 16 килограмм. Водорода содержится столько, что можно заполнить емкость, эквивалентную объему кита, а азота - 400 литров.

Человеческое тело способно стать источником дохода. По подсчетам ученого, если среднестатистический человек на протяжении своей жизни будет сохранять ногти, то он сможет извлечь из них золото, стоимостью около десятой цента США.

Кроме золота, в теле содержится более 60 элементов. Если их выделить в чистом виде и продать на рынке, то можно заработать около пары тысяч долларов.

Другие вещества

Организм человека содержит много кислорода. Его мы получаем не только из воздуха, но и из воды. Это самый важный компонент тела, без которого невозможна жизнь.

На втором месте по количеству стоит углерод. В организме человека его содержится огромное количество. Его больше только в нефти и угле.

Примерно 10 % нашего тела – это водород. Он поступает в организм с водой, воздухом. Три процента состава – азот.

Основной частью аминокислот, коферментов является сера. Это вещество с неприятным видом и запахом содержится в человеческом организме в достаточно больших количествах. Помимо серы, мы еще состоим из другого яда – хлора, а точнее, хлорида. Этот элемент содержится в плазме крови.

Интересные факты

При недостатке любого вещества человеческий организм перестает нормально функционировать. Так, даже сотая доля нехватки железа может привести к развитию анемии. В норме этого элемента у мужчин содержится больше, чем у женщин. Это связано не только с питанием, но и с физиологией организма: во время менструации женщины теряют значительную долю железа.

Ученые все еще не до конца уверены, что фтор необходим человеческому организму. Этот элемент содержится в большом количестве в зубах, костях. Но фтор, как и селен, очень токсичен при передозировке.

fb.ru

Из чего состоит человек

Человек, как бы это ни было удивительно, содержит в себе практически все химические элементы таблицы Менделеева. Какие-то из них присутствуют в большом количестве, другие составляют ничтожную долю. Состав человека, количество элементов в нем можно описывать очень долго, но для слаженной работы организма главное не количество, а качество. Но все же, каждый из них незаменим для нашего организма, независимо от его массы или процентного содержания в нашем теле.

Наше тело на 96% состоит из атомов углерода и водорода, а также кислорода и азота. Но не так важны для организма атомы, как химические соединения, которые просто не могут происходить без них. Ведь они являются главными составляющими для осуществления жизненно необходимых соединений для нашего организма. Остальные 4% составляют прочие химические элементы. Но, несмотря на их низкое содержание, не стоит уменьшать их влияние на наш организм. Химические элементы, а точнее, их соединения, являются составляющими нашего организма.

Тело человека, весящего 70 кг, содержит:

Как известно, человек на треть своей массы состоит из воды. У детей процент содержания жидкости в организме достигает 80%. У пожилых людей он равен 50%. Поэтому восполнять запасы жидкости просто необходимо, для этого употребляйте воду в объеме 2 литра в сутки, в жаркое время это количества увеличивается. Вода является неотъемлемой составляющей нашего организма.

На 20% человек состоит из белков, углевода и жиров и соединений из них. Одной из важных составляющих этих элементов является углерод, без него соединения просто не будут происходить. Именно поэтому углерод можно отнести к одному из главных составляющих элементов нашего организма. Для получения жиров и углеводов требуется лишь три составляющих: углерод, водород и кислород. Присоединив молекулы азота, получается белок. Как видите, наш организм способен производить жизненно необходимые микроэлементы и соединения, использую при этом все лишь четыре химических элемента.

Для правильной работы нашего организма необходимо употреблять только полезную и правильную пищу. Пища, которую человек потребляет ежедневно, должна быть насыщенна белками, углеводами и жирами.

Наш организм самостоятельно производит все необходимые соединения. Нам следует лишь пополнять его полезными веществами, пополнять водный запас, больше находиться на свежем воздухе, и тогда наш организм будет работать как часы.

www.alto-lab.ru

Что входит в химический состав организма человека?

Химический состав организма человека включает в себя большую часть таблицы Менделеева: йод, железо, калий, кальций и много других элементов. Эти вещества поступают в органы вместе с пищей и с воздухом, так как сами они нашим организмом не вырабатываются. При дефиците какого-нибудь элемента в нашем организме происходит сбой в работе важных органов, перестают расти зубы, ногти и волосы, ломаются кости, нарушается обмен веществ, появляются болезни.

Химический состав организма человека включает в себя две группы минеральных веществ: макроэлементы и микроэлементы. Макроэлементы (фосфор, калий, кальций, натрий, сера, магний, хлор и др.) требуются организму в сравнительно больших дозах. Потребность в микроэлементах (марганец, железо, йод, медь, цинк, кобальт и фтор) ограничивается ничтожно малым количеством.

Сегодня мы расскажем Вам про основные вещества, входящие в химический состав организма человека, их функции и последствия их дефицита.

Калий необходим для поддержания в организме водно-солевого баланса, питания клеток и укрепления иммунитета. Также он влияет на функционирование мышечной, нервной и сердечной систем. В большом количестве калий содержится в авокадо, бананах, изюме, кураге, петрушке, горохе, фасоли и картофеле.

Йод тонизирует мышцы, обеспечивает нормальную работу щитовидной железы, поддерживает обмен веществ, укрепляет иммунитет, благотворно влияет на нервную систему. Содержится в большом количестве в морских водорослях, морской капусте, рыбе, в других морепродуктах, во всех сортах мяса, в твороге, в зерновых, в свекле, капусте, картофеле, яблоках, хурме, сливах и винограде.

Кальций, входящий в химический состав организма человека, необходим для укрепления костей, развития зубов, нормальной деятельности сердечной мышцы и для обеспечения правильной свертываемости крови. Содержится в молочных продуктах, лососе, сардинах, белом хлебе и зеленых овощах.

Магний полезен для нервных, энергетических и мышечных функций, для нормального развития костной структуры. Его дефицит характерен для людей, ведущих малоподвижный образ жизни, и вызывает «синдром хронической усталости». Содержится в бананах, пшеничных отрубях, горохе, соевых бобах, орехах, коричневом рисе и в семечках.

Фосфор нужен для развития костей и для нормального усвоения организмом жиров, протеина и углеводов. Недостаток фосфора чреват слабостью и болью в костях, беспокойством и раздражительностью. Много фосфора содержат молоко, рыба, мясо, картофель, запеченный в мундире, и женьшень.

Железо, входящее в химический состав организма человека, оказывает общеукрепляющее действие, участвует в кровообразовании и снабжает клетки кислородом. Дефицит железа вызывает у человека малокровие и усталость. Содержится железо в печени, почках, в отрубях всех злаков, в черной икре, черносливе, кураге, хлебе из муки грубого помола, гранатах, в чистом шоколаде.

Цинк играет важную роль в развитии половой системы, деятельности пищеварительных органов, в реализации гормональных функций и способствует заживлению ран. Содержится в грибах, в проросшей пшенице, орехах, семечках и устрицах.

Селен необходим организму в очень малых дозах, тем не менее, он необходим для защиты клеток от разрушения, для предотвращения преждевременного старения, для замедления роста раковых клеток. Содержится в кокосе, рыбе и морепродуктах, в бразильских орехах, семечках подсолнуха и в хлебе из муки грубого помола.

Мы рассмотрели основной химический состав организма человека. Надеемся, эта информация поможет Вам сохранить здоровье.

 

opyt-of-woman.com

Химический состав человека - ДЛЯ ВСЕХ И ОБО ВСЕМ


Всё- химия"- выражение, которое чаще всего можно услышать от преподавателей химии в школе, тем не менее, оно правильно. Так как, в конечном счёте, абсолютно всё состоит из химических элементов. Наше тело тоже.

1. Кислород. Он не только существенная часть вдыхаемого нами воздуха и питьевой воды, он так же занимает значимое место в нашем теле. С 65 % общей массы нашего тела, кислород, самый важный химический элемент в составе человеческого организма.

2. Углерод может похвастаться не только самым большим количеством химических соединений в периодической системе, (самые известные из них- уголь и нефть). Он так же занимает почётное второе место в нашем списке.

3. Водород, как и кислород- составной элемент воздуха и питьевой воды. И он также относится к основным компонентам человеческого тела. 10% нашего веса состоят из водорода.

4. Несмотря на то, что азот также содержится в воздухе, он более известен как теплоноситель, в жидкой форме. Всё же, его таинственно испаряющейся газы не должны вводить в заблуждение- 3 % массы нашего тела состоят из азота.

5. Даже если он и составляет всего 1,5 %, кальций- важный металл в нашем организме. Именно он придаёт прочность нашим костям и зубам.

6. Фосфор, как светящееся вещество, известен каждому. Но далеко не каждый знает, что именно благодаря фосфору в организме, происходит образование ДНК, основы человеческой жизни.

7. Калий, со скромными 0,2 %, принимает небольшое участие в процессах организма. Он относится к электролитам, в которых наше тело нуждается, прежде всего, при спорте. Его недостаток может вызвать чувство истощения и судороги.

8. Может ли сера, с её неприятным видом и запахом, быть важной для нашего организма? Да, это именно так. Сера- существенная составная часть аминокислот и коферментов.

9. Сначала сера, теперь хлор. Можно подумать, наш организм состоит из одних ядов. Разумеется, элементарного хлора в нашем теле нет, зато есть хлорид. И он для нас жизненно важен, так как, содержится, например, в плазме крови.

10. Натрий мы потребляем, прежде всего, в форме хлорида натрия, так же известного как поваренная соль. Элемент важен для защиты клеток и движения нервных сигналов.

11. Магний жизненно необходим для всех организмов на земле, естественно, для нас людей, тоже. Вопреки его незначительной части- 0,05 % массы нашего тела, недостаток магния ведет к отчётливо ощутимым последствиям: Нервозность, головные боли, усталость и судороги мышц являются только некоторыми из них.

12. Мужской организм содержит больше железа, чем женский. Одна из причин этому- разница в питании. Другая- женщины теряют железо во время менструации. Поэтому средняя масса этого элемента в человеческом теле варьирует от 2 до 5 грамм.

13. Кобальт- составная часть витамина B12, который необходим для существования человека. Передозировка кобальта ведёт к многочисленным болезням, к раковым опухолям в том числе.

14. Для микроорганизмов медь смертельна даже в незначительных количествах, но человеку она нужна для образования жизненно-важных ферментов. Тяжелый металл составляет 0,05 % массы нашего тела. Мы получаем её через овощи, шоколад и орехи.

15. Цинк относится к элементам, которые нужны всем живым существам на земле. Он важен для обмена веществ и содержится во многих важных ферментах.

16. Йод- составляющая часть гормонов тироксин и трийодтиронин, которые производит щитовидная железа. Недостаток йода может вызвать тяжёлые нарушения в обмене веществ.

17. Селен относится к незаменимым микроэлементам. В тоже время, при передозировке, он сильно токсичен, поэтому его употребление как БАД, вызывает большие дискуссии в кругах учёных.

18. До сегодняшнего дня не выяснено до конца, насколько фтор необходим для нашего организма. Неоспоримый факт- большая часть фтора содержится в костях и зубах. Фтор, как и селен, сильно токсичен при передозировке

p-i-f.livejournal.com

Из чего состоит человек? Химический и минеральный состав организма :: SYL.ru

Согласно последним научным открытиям, человек является наиболее сложноорганизованной открытой биологической системой, управляемой биоколлоидным компьютером — головным и спинным мозгом, способной к самоорганизации и воспроизводству, имеющей мощную адаптивную функцию по отношению к быстроизменяющимся условиям внешней среды. Чтобы ответить на вопрос, из чего состоит человек, нам понадобится научная информация из таких областей знаний, как химия, цитология и анатомия.

Химический состав организма человека

Из чего состоит человек, с точки зрения химии? Ответить на вопрос достаточно легко, если иметь базовые знания этого школьного предмета. В учебниках описывалось, что человек — это совокупность химических соединений, к которым относятся биополимеры: белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды, а также липиды, углеводы и минеральные соли. Вода — H2O — занимает особое место в организме, и на сколько человек состоит из жидкости, мы рассмотрим чуть ниже.

Итак, нуклеиновые кислоты, которые образовались из ДНК и РНК, сопряжённые с молекулами белков, и отвечают за следственные признаки, присущие как клетке, так и всему организму в целом. Из них формируется кариотип — совокупность хромосом, уникальный для каждого биологического вида. У человека в ядрах соматических клеток в норме 46 хромосом, в половых — по 23 единицы.

Белки выполняют ряд важнейших функций в организме. Например, актин и миозин обеспечивают работу мышечных волокон, гемоглобин транспортирует кислород, инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, а иммуноглобулины обеспечивают защиту человека от болезнетворных микроорганизмов. Липиды, к которым относятся жиры и стероиды, — важная часть органического содержимого клеток и тканей. Они могут образовывать комплексы с белками и углеводами: так называемые липопротеиды и гликопротеиды.

Минеральный состав организма

В клетках человека присутствует приблизительно 70 химических элементов, но только 24 из них встречаются практически во всех его органах и тканях. Четыре самых важных, называемых органогенными, — это нитроген, оксиген, гидроген и карбон. Они играют главную роль в жизнедеятельности человека. Затем следует 10 макроэлементов, к которым относятся натрий, калий, кальций, фосфор, магний, железо и т. д. Микроэлементы, такие как медь, бор и марганец, хоть и присутствуют в виде сотых долей процента, тем не менее очень важны, так как входят в состав ферментных систем, обеспечивающих обмен веществ в организме.

Все вышеперечисленные химические элементы представляют собой катионы и анионы неорганических солей. Их значение велико, например, хлорид натрия является матрицей тканевой жидкости и плазмы крови. Гидрокарбонаты и гидросульфаты кальция необходимы для проведения нервных импульсов, сокращения мышц и формирования скелета человека. Ионы калия обеспечивают нормальное кровообращение и регулируют водно-солевой баланс. Благодаря вышеприведённому примеру мы теперь знаем, из чего состоит человек. Получается, что все перечисленные органические и неорганические соединения и являются тем «строительным» материалом.

Вода — основа жизни

На сколько человек состоит из воды, можно узнать, используя справочную литературу по цитологии. В процентном выражении количество жидкости в клетках, по сравнению с другими веществами, наибольшее. И зависит оно прежде всего от клеточных функций. Чем активнее образование и сложнее его функции, тем содержание воды больше. Так в клетках мозга её до 85 %, в молекулах формирующегося зародыша — свыше 90 %, в мышечных волокнах — около 76 %. Даже физиологический возраст можно определить зная, из чего состоит человек: чем моложе организм, тем выше содержание жидкости в тканях и органах. Все биохимические реакции протекают в клетках также только в водных растворах. Благодаря высокой теплопроводности и теплоёмкости, вода обеспечивает гомеостаз, то есть постоянство внутренней среды организма.

Анатомия как наука

Внутреннее строение человека изучает одна из самых древних биологических дисциплин, которую создали Гиппократ, Гален и Везалий. Это анатомия человека. Мышцы, соединяющие костную основу — скелет и внутренние органы, расположенные в полости тела, учёные рассматривают как единую высокоорганизованную структуру, управляемую нервной и эндокринной системами. Именно она и является предметом изучения анатомии.

Скелет человека

Наша опорно-двигательная система состоит из костей, анатомически связанных с группами скелетных мышц. Человек — единственное существо на земле, постоянно передвигающееся вертикально. Это особенность отразилась и на его внутреннем строении. Скелет человека, состоящий из позвоночника, черепа, пояса верхних и нижних конечностей и самих свободных конечностей имеет ряд приспособлений. Назовём главные из них:

1. Позвоночник. Имеет S-образную форму, содержащую 4 изгиба. Они обеспечивают амортизационные свойства и гибкость.

2. Пояс нижних конечностей. Представлен тазовыми костями. Имеет форму чаши, удерживающей вес всех внутренних органов.

3. Стопа и её свод. Обеспечивают пружинистость при ходьбе.

4. Мозговой отдел черепа. Вследствие развития головного мозга преобладает над лицевым участком.

5. Верхние конечности — руки. Освобождены от функции передвижения, способны к сложным трудовым операциям.

Таким образом, в процессе эволюционного развития все отделы скелета человека претерпели важнейшие изменения, называемые в биологии ароморфозами. Они навсегда отделили человека от его ближайших анатомо-физиологических родственников — приматов.

Мышечная система

Как ни велико значение скелета человека, в качестве остова и опоры, но без мышц, соединяющих все отделы и приводящих их в движение, наше тело было бы не более чем закостенелый неподвижный панцирь, лишённый даже намёка на самое примитивное перемещение. Все основные группы мышц — головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей — участвуют в ежесекундных движениях тела и обеспечивают мгновенную реакцию на малейшие изменения окружающей среды.

В этой статье мы рассмотрели, на сколько человек состоит из воды, каков минеральный и химический состав его тела. Кроме того, мы узнали особенности строения организма, выработанные в процессе эволюционного развития — антропогенеза.

www.syl.ru

Химический состав организма человека - Справочник химика 21

    Гулевич В. С. Химический состав организма человека. Введение в биологи- [c.137]

    Относительный химический состав организма человека [c.16]

    Химический состав организма человека и животных представлен более чем 70 элементами Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. По количественному содержанию в организмах все элементы можно разделить на три основные группы  [c.24]

    Химический состав организма человека 13 [c.375]


    В состав организма человека входят органические и неорганические вещества (рис. 4). Вода составляет около 60 % массы тела, а минеральные вещества — в среднем 4 %. Органические вещества представлены в основном белками (18 %), жирами (15 %) и углеводами (2—3 %). Все вещества организма, как и неживой природы, построены из атомов различных химических элементов. [c.15]

    ТАБЛИЦА 1 Химические элементы, которые входят в состав организма человека [c.16]

    Какие химические элементы и вещества входят в состав организма человека  [c.25]

    Сравним химический состав организмов животных, растений и химический состав земной коры и морской воды. Сопоставляя данные, представленные в табл. В.2, можно сделать важный вывод, что не все самые распространенные элементы земной коры присутствуют в больших количествах в живых организмах например, кремний — один из наиболее распространенных элементов литосферы — лишь в небольших количествах содержится в некоторых видах растений, а в организме человека и высших животных он присутствует в следовых количествах. Почти 99 % атомов, входящих в состав животных и растительных организмов, являются атомами четырех основных элементов — органогенов кислорода, водорода, углерода и азота, в то время как содержание в земной коре трех последних элементов относительно мало. [c.24]

    Из 100 химических элементов, встречающихся в природе, в состав живого вещества входят только 22. В состав органических веществ входят С, Н, О, К, Р, 3, Ка, К, Mg, Са, С1. В очень малых количествах (следы) обнаружены элементы В, А1, 31, V, Мп, Ре, Со, Си, 2п, Мо, I. В больших количествах элементы действуют на организм угнетающе. Воздействие тех или иных элементов на организм человека связано с образованием и каталитическим влиянием их соединений с органическими веществами. Поэтому для многих элементоорганических соединений характерна токсичность. Даже в тех случаях, когда образование конкретных элементоорганических соединений, отвечающих за токсичность элемента, не установлено, проявление таких свойств должно предполагаться. [c.588]

    Растительные, и особенно животные, организмы в целом содержат гораздо больше различных химических элементов, чем отдельно взятые белки. Ниже в качестве примера приводится средний химический состав человека (по В. И. Вернадскому), причем элементы объединены в группы по порядку уменьшения их весового процентного содержания  [c.567]

    Вкусовые достоинства и усвояемость печенья организмом человека обусловлены тем, что готовые изделия отличаются хрупкостью и рассыпчатой структурой, а также намокаемостью — способностью поглощать значительное количество воды. Химический состав печенья обусловлен составом сырья пшеничная мука, крахмал, сахар, жиры и др. В составе затяжного печенья и особенно крекера высока доля пшеничной муки. [c.114]

    В ОСНОВНОМ в книге рассматривается Земля в современном ее состоянии или какая она была в течение последних нескольких миллионов лет, а химия воды на ее поверхности — это тема, к которой мы периодически возвращаемся. Здесь подчеркивается связь между природными химическими системами и живыми организмами (не только человеком), поскольку вода является ключевым компонентом поддержания жизни. Мы начнем с объяснения того, как возникли основные околоповерхностные компоненты Земли — кора, океаны и атмосфера — и как эволюционировал их общий химический состав. Поскольку все химические вещества построены из атомов отдельных элементов (вставка 1.1), мы начинаем с происхождения этих основных химических компонентов. [c.14]

    В процессе эксплуатации технологических установок оператору необходимо знать основные физико-химические свойства компонентов, входящих в состав газа, газового конденсата и нефти, такие как плотность и температура кипения индивидуальных углеводородов и фракций, пределы взрываемости, реакционную способность отдельных углеводородов, теплоемкость, теплопроводность и ряд других параметров, определяющих условия переработки и степень воздействия газов и нефтепродуктов на организм человека. [c.25]

    Химический состав высших форм жизни достаточно однообразен. Одни и те же химические соединения функционируют в теле лягушки и человека. Хотя эволюционно между этими организмами огромная разница. В то же время даже близкие и родственные виды растений, грибов или водорослей различаются между собой, иногда очень сильно, по природе синтезируемых вторичных метаболитов. Каждый вид или даже подвид этих организмов уникален по химическому составу. Эта уникальность и питает химию природных соединений. Количество известных к настоящему времени вторичных метаболитов составляет примерно 50—60 тысяч. Однако это лишь ничтожная часть реально существующих в живой природе. Даже в наиболее изученном царстве растений в руках химиков побывало только 6—7 % объектов из имеющихся на Земле 750 тысяч их видов. [c.11]

    Первичным действием излучения на организм человека является ионизация тканей организма. Механизм влияния ионов на процессы, протекающие в клетках, нельзя считать еще достаточно выясненным. По-видимому, главную роль здесь играют вторичные явления. Нарушение нормального биологического режима химических соединений, входящих в состав клетчатки, приводит к гибели клеток. Биологическое действие растет с увеличением дозы излучения и плотности ионизации. [c.341]

    Щитовидная железа человека выделяет гормон тиреоглобулин, представляющий собой белок с относительно высоким молекулярным весом. В состав молекулы этого гормона входят остатки аминокислот, содержащих атомы иода. Тиреоглобулин регулирует обмен веществ в организме, т. е. химическую работу организма. Если щитовидная железа ребенка не выделяет тиреоглобулина, ребенок перестает расти и остается неполноценным в умственном отнощении. [c.388]

    Рассматривая систему классификации химических отходов, нельзя не отметить такую важную их характеристику, как токсичность. По этому признаку химические отходы можно подразделить на безвредные, токсичные и особо токсичные. Понятие токсичность включает степень воздействия химических отходов на живую природу. Прежде всего это относится к человеку, а затем к животным и растительности. Практически все химические отходы являются токсичными, а их воздействие зависит от дозы вещества, с которой соприкасается человек или природная сфера. Кроме того, многие химические вещества обладают способностью аккумулироваться как в организме, так и в окружающей среде и тем самым усиливать свое токсичное действие со временем. Складирование и захоронение химических токсичных отходов приводит к попаданию токсичных компонентов при испарении и вымывании в окружающую среду, где и происходит их циркуляция. Очевидно, классифицируя химические отходы, необходимо указывать степень их токсичности, для определения которой необходимо знать химический состав, уже имеющуюся концентрацию этих веществ в окружающей среде, способность к аккумулированию и биологической деградации. Токсичные и особо токсичные отходы следует отнести к особой категории специфических отходов, нуждающихся в особых методах обезвреживания перед их сбросом или захоронением. [c.21]

    Одним из таких путей является миграция — выделение некоторых компонентов, входящих в состав полимерных материалов, в окружающую среду. Эти мигрирующие компоненты могут являться химически вредными веществами. Находясь в окружающей среде в относительно малых концентрациях, они, попадая в организм человека, не вызывают острых заболеваний, но могут действовать медленно в форме хронических интоксикаций. Поэтому их предупреждение становится важней-щей гигиенической и социальной проблемой. [c.5]

    Химический состав и строение белков. При кипячении с кислотами, щелочами, а также под действием ферментов белковые вещества распадаются на более простые соединения, образуя в конце концов смесь а-аминокислот. Такое расщепление белков получило название гидролиза белка. Гидролиз белков имеет большое биологическое значение и широко представлен в растительном и животном организмах. Попадая в желудок И кишечник животного и человека, белок расщепляется под действием ферментов пепсин желудочного сока, трипсин поджелудочной железы и эрепсин стенок кишок) на аминокислоты образовавшиеся аминокислоты в дальнейшем усваиваются животным организмом и под влиянием ферментов снова преобразуются в белки, свойственные данному организму. [c.340]

    С другой стороны, за счет освобождающейся в процессе диссимиляции энергии идет непрерывное воссоздание распавшейся протоплазмы путем усвоения пищи из окружающей организм внешней среды. Пища эта разнообразна и по своему химическому составу отличается от состава протоплазмы усваивающего ее организма. Человек, например, употребляет в качестве пищи белки и другие органические вещества, входящие в состав продуктов животного и растительного происхождения. Но как бы различны по своему происхождению ни были эти пищевые вещества, они после сложных изменений превращаются в вещества, по своему химическому составу характерные для человека. Они, следовательно, из продуктов питания превращаются в составные части протоплазмы человеческого организма. [c.9]

    В состав организма человека из 110 известных химических элементов входит в основном 24 (табл. 1). В зависимости от количества в организме химические элементы делятся на основные, макро-, микро- и ультрамикроэлементы. К основным относятся кислород (65—70 %), углерод (15--18%), водород (8—10%) и азот (2—3%), составляющие примерно 98 % общей массы тела. К макроэлементам относятся элементы, содержание которых в организме составляет не менее 0,1 % массы тела (Са, Р, [c.15]

    Химический состав и свойства ВОТ. Дифенильной смесью (ВОТ) называется эвтектическая азеотропная смесь дифенила (26,5%) и дифенилоксида (73,5%). Температура насыщения этой смеси при атмосферном давлении равна 258° С. По сравнению с дифенилом и дифенилокспдом дифенильная смесь обладает тем преимущество.м, что имеет более низкую температуру плавления (12° С). Дифенильная смесь — прозрачная жидкость янтарного цвета. Она неядовита, при вдыхании вызывает небольшое раздражение слизистых оболочек, но для организма человека она не вредна. ВОТ горит сильно коптящим пламенем, которое можно погасить струей водяного пара. Смесь не оказывает корродирующего действия на сталь, так что вопрос выбора конструкционных материалов не представляет трудностей. На поверхности нагрева при применении ВОТ В качестве теплоносителя не образуется пленки или осадка, что весьма важно для теплопередачи. [c.302]

    Приведенные в начале главы факторы — химический состав, рабочая температура и культура эксплуатации смазочного материала — сами по себе являются абсолютно верными однако на практике не всегда можно строго оценить влияние каждого фактора в отдельности их совокупное влияние на этапе применения проявляется при хранении, транспортировании, перекачке, заправке и эксплуатации на этапе утилизации ОСМ определяющими факторами являются ее цели и методы осуществления. Во всех случаях опасность для человека заключается в первую очередь в попадании смазочных материалов на кожу и вдыхании паров отметим, что в силу своей высокой лиофильности даже без загрязнения воздуха они могут проникать в организм через кожу зафязнение почвы и водоемов происходит вследствие проливов и утечек, в том числе через уплотнительные материалы из смазочных систем машин и механизмов загрязнение атмосферы связано с испаряемостью масел, автомобильными выхлопами и сжиганием ОСМ и продуктов их переработки. Зафязнение объектов окружающей среды чревато биоаккумуляцией экологоопасных соединений, их химическими превращениями (часто непредсказуемыми) и попаданием их в трофические (пищевые) сети с последующими массовыми офавлениями биоты и населения. Столь отдаленные во времени и просфанстве последствия являются наиболее опасными и в наименьшей степени поддающимися прогнозированию и оценке. [c.61]

    Бионеорганическая химия (подобно геохимии, биохимии, биофизике и др.) возникла на стыке неорганической химии и биологии в последнее десятилетие. Этому способствовала четкая формулировка ее основных задач — изучение на молекулярном уровне взаимодействий между металлами (в первую очередь биометаллами) и биолигандами протеинами, нуклеиновыми кислотами, их фрагментами и некоторыми другими находящимися в организме веществами (в том числе витаминами, гормонами, метаболитами и антиметаболитами). Более 100 000 процессов в организме человека представляют собой совокупность многих химических реакций, большинство из которых катализируется металлами, входящими в состав ферментов. [c.560]

    Фосфор (лат. phosphorus) — один из распространенных элементов в земной коре (0,093% по массе). Известен его единственный стабильный изотоп з Р. В свободном состоянии в природе фосфор не встречается из-за высокой химической активности. В связанном виде он входит в состав около 200 минералов, главным образом апатитов ЗСаз(Р04)2 Са(С1, F, ОН)г и фосфоритов Саз(Р04)г. Большие запасы апатитов в СССР находятся на Кольском полуострове. Организм человека содержит около 1,5 кг фосфора, преимущественно в костной ткани. [c.125]

    В 1806 г. великий шведский химик Ионе Якоб Берцелиус в своей книге Лекции по животной химии дал определение органической химии как раздела физиологии, который описывает состав живых тел (организмов) и протекающие в них химические процессы. Тогда считалось, что органические соединения образуются в результате действия жизненных сил и не могут быть искусственно получены из неорганических веществ. Однако после того как Вёлер в 1828 г. синтезировал из неорганических веществ мочевину (МН2)2СО, эти взгляды были оставлены, и органическую химию стали определять как химию соединений углерода. Со временем вошли в употребление термины биохимия и физиологическая химия для описания учения о веществах, обнаруживаемых в живых организмах, особенно в организме человека, как здорового, так и страдающего от того или иного заболевания, а также для описания химических реакций, протекающих в живых организмах. После 1940 г. достигнуты огромные успехи в определении тонкой молекулярной структуры многих веществ, присутствующих в живых организмах, и в изучении на молекулярном уровне процессов, обусловливающих жизнедеятельность. Эта новая область науки стала настолько важной, что получила собственное название — молекулярная биология. Как биохимия, так и молекулярная биология стали очень обширными направлениями науки. [c.381]

    Союзы между различными видами н в настоящее время играют важную роль. Например, производство мяса во многом зависит от бакте рий, входящих в состав микрофлоры пищеварительного тракта жвачных животных. Организм человека является пристанищем для ряда бактв> рий, грибов и других организмов, причем он вынужден поддерживать ними добрососедские отношения. Для борьбы с бактериальными инфекциями нам необходимы антибиотики, вырабатываемые бактериями ИЛЙ грибами. Еще более существенна наша зависимость от растений, поставляющих кислород и незаменимые питательные вещества. Окружающая нас среда в своей значительной частн является продуктом жизнедей тельности различных организмов, находящихся в состоянии динамического экологического равновесия. Совершенно очевидно, что следует ожидать быстрого расширения наших знаний в области химической экологии, причем не только по проблеме влияния одной группы организмов на другую, но и по проблеме влияния человеческой деятельности на животные и растения всех уровней организации. Должны быть исследованы такие вопросы, как последствия загрязнения окружающей среды, исчерпание озона в атмосфере и другие изменения, которые влияют на количество достигающей Земли лучистой энергии, а также вопрос о возможном значении использования человеком избыточных количеств энергии. Подобно тому как поддержание устойчивого состояния в клетке часто оказывается существенно важным для жизнедеятельности организма, для биосферы, по-видимому, необходимо доддерг жание устойчивого состояния химических циклов. [c.367]

    Биоактивность отдельных химических элементов. Экспериментально установлено, что в организме человека металлы составляют около 3 % (по массе). Это очень много. Если принять массу человека за 70 кг, то на долю металлов приходится 2,1 кг. По отдельным металлам масса распределяется следующим образом кальций (1700 г), калий (250 г), натрий (70 г), магний (42 г), железо (5 г), цинк (3 г). Остальное приходится на микроэлементы. Если концентрация элемента в организме превышает 10 %, то его считают макроэлементом. Микроэлементы находятся в организме в концентрациях 10 —10 %. Если концентрация элемента ниже 10 %, то его считают ультрамикроэлементом. Неорганические вещества в живом организме находятся в различных формах. Большинство ионов металлов образуют соединения с биологическими объектами. Уже сегодня установлено, что многие ферменты (биологические катализаторы)- содержат ионы металлов. Например, марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо — в 70, медь — в 30, а цинк — более чем в 100. Естественно, что недостаток этих элементов должен сказаться на содержании соответствующих ферментов, а значит, и на нормальном функционировании организма. Таким образом, соли металлов совершенно необходимы для нормального функционирования живых организмов. Это подтвердили и опыты по бессолевой диете, которая применялась для кормления подопытных животных. Для этой цели многократным промыванием водой из пищи удаляли соли. Оказа ]ось, что питание такой пищей приводило к гибели животных. [c.168]

    Аминокислоты являются карбоновыми кислотами, содержащими аминную и карбоксильную группы, которые находятся у одного и того же углеродного атома. В организме человека найдено около 70 аминокислот, причем 20 из них входят в состав белков. Это так называемые протеиногенные аминокислоты. Применительно к аминокислотам используют как систематическую номенклатуру, так и тривиальные названия. Последние чаще всего связаны с источником их получения. Так, тирозин был впервые вьщелен из сыра (от греч. tyros — сыр), аспарагиновая кислота — из спаржи (от лат asparagus — спаржа) и т. д. Аминокислоты кроме карбонильной и аминной группировок содержат боковые радикалы, причем именно эти химические группировки определяют большинство свойств той или иной аминокислоты. В общем виде формула аминокислоты может быть представлена следующим образом  [c.17]

    У человека в среднем объем крови равен 4,5—5,5 л. Она состоит из плазмы (55—65%) и взвешенных в ней форменных элементов (35—45%) эритроцитов, лейкоцитов, лимфоцитов, тромбоцитов. В состав крови входят белки, жиры, углеводы, различные промежуточные и конечные продукты обмена, гормоны, витамины и минеральные соли. Несмотря на непрерывное поступление в кровь и выведение из нее различных веществ, в норме морфологический и химический состав крови довольно постоянны. В здоровом организме все случайные колебания в составе крови быстро выравнивак)тся. Однако при многих заболеваниях, особенно при нарушении функ-цибнального состояния таких органов, как печень, сердце, почки, поджелудочная железа и др., наблюдаются [c.186]

    Заканчивая характеристику химического состава речных вод необходимо отметить, что они являются основным источником хозяйственного питьевого водоснабжения городов и населенных пунктов республики. При этом важное эколого-гигиеническое значение, наряду с химическим составом, имеет микрокомпонентный (биологически активные Р, В, Вг, I и др.) состав воды. Нами при оценке закономерностей распределения и накопления в природных водах (подземных и поверхностных) микроэлементов (Р, В, I, Вг) оценивалось содержание фтора в воде р. Белая в ее среднем и нижнем течении [Попов, Абдрахманов, 1979], так как важную роль в процессах жизнедеятельности играет фтор, поступающий в организм человека главным образом с питьевой водой. Физиологическое качество воды ухудшается как при повышенном содержании фтора, так и при слишком малом его количестве. Установлено, что у людей в течение длительного времени использующих для питья воду с содержанием фтора свыше 1,5 мг/л развивается флюороз, который приводит к полному разрушению зубов. [c.31]

    Четвертым этапом является изучение влияния химических веществ на биологическую ценность продуктов питания. Принимая во внимание, что показателей биологической ценности продуктов много, необходимо по справочнику Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов (1977) уточнить, источником каких биологически активных веществ для организма человека является данный продукт. Так, например, при оценке злаковых в программу исследований необхо-дамо включить определение в них содержания белка, аминокислотного состава, витаминов группы В и РР, при оценке овощей — содержания аскорбиновой кислоты, нитратов и некоторых макро- и микроэлементов (К, Ре, 2п). [c.29]

    Химический состав и строение белков. При кипячении с кислотами, щелочами, а также под действием ферментов белковые вещества распадаются на более простые соединения, образуя в конце концов смесь а-аминокислот. Такое расщепление белков получило название гидролиза белка. Гидролиз белков имеет большое биологическое значение и щироко представлен в растительном и животном организмах. Попадая в желудок и кишечник животного и человека, белок расщепляется под действием ферментов (пепсин желудочного сока, трипсин поджелудочной железы и эрепсин стенок кищок) на аминокислоты образо-вавщиеся аминокислоты в дальнейшем усваиваются животным организмом и под влиянием ферментов снова преобразуются в белки, свойственные данному организму. Гидролиз белков не идет сразу до аминокислот. Выделены промежуточные продукты гидролиза, более сложные, чем аминокислоты, но проще, чем белки, известные под названием альбумоз и пептонов. [c.338]


chem21.info

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *