ХІМІЧНИЙ СКЛАД ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ.
Єдність усіх біологічних систем базується, зокрема, на єдності їхнього хімічного складу.
Хімічні елементи.
Оскільки організм людини є відкритою системою, то у ньому присутні ті самі хімічні елементи, що є в навколишньому середовищі.
В організмі людини переважають, становлячи 90 %, такі хімічні елементи: Карбон (С), Гідроген (Н), Оксиген (О) і Нітроген (N), вони є основою води та органічних сполук.
90 хімічних елементів організму людини поділяють на групи:
• органогени (Оксиген, Гідроген, Карбон, Нітроген);
• макроелементи (Кальцій, Калій, Натрій, Ферум, Фосфор, Хлор тощо);
• мікроелементи (Кобальт, Купрум, Цинк, Йод, Флор тощо).
Хімічні елементи надходять до організму в складі молекул речовин, які споживає людина. Під час хімічних реакцій у клітинах з атомів цих самих хімічних елементів утворюються власні речовини організму.
НЕОРГАНЧНІ РЕЧОВИНИ - вода, мінеральні солі, кисень, вуглекислий газ.
Уміст неорганічних речовин у клітині становить 76,5 %, з них води 75 %, мінеральних солей 1,5 %.
Чим молодший організм, тим води в ньому більше (вода становить 90 % маси ембріона і до 70 % маси організму літньої людини).
ЗНАЧЕННЯ НЕОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН.
| Речовина |
Значення |
| Вода |
збереження об'єму та пружності (тургор) клітин; розчинення різних хімічних речовин (вода або пов'язана хімічними зв'язками з іншими сполуками, або розчиняє їх); середовищем проходження всіх хімічних процесів та дифузії речовин; входить до складу тканин, травних соків; крові й лімфи (бере участь у транспорті речовин); з водою видаляються назовні кінцеві продукти розпаду білків, жирів, вуглеводів (у вигляді сечі, калу, поту, а також під час дихання); підтримує водно-сольовий баланс; захищає цитоплазму клітини від різких перепадів температури (сприяє терморегуляції клітини й організму загалом); бере участь у процесах теплообміну між організмом і навколишнім середовищем. |
| Кисень | Використовується для окисних реакцій |
| Вуглекислий газ | Утворюється в клітинах та виводиться з організму |
|
Мінеральні речовини • входять до складу клітин організму, тканин; • необхідні для обміну речовин, пов'язаного з виведенням із клітини та надходженням до неї різних хімічних сполук, підтримують сталість внутрішнього середовища (водно-сольовий баланс); • впливають на ріст і розвиток організму; • активізують ферменти, взаємодіють із гормонами, вітамінами; • посилюють передачу нервових імпульсів; • впливають на захист від хвороб та несприятливих чинників середовища; • стимулюють нормальне функціонування всіх систем органів людини.
|
|
| Кальцій (1,3 г) |
Забезпечує зсідання крові. Створення кісткової тканини. Прояв нервових імпульсів для скорочення м'язів. |
| Ферум (12 - 25 мг) | У складі гемоглобіну забезпечує транспортування газів. |
| Калій (2,5 - 5 г) |
Забезпечує прояв нервових імпульсів. Входить до складу м'язових тканин, цитоплазми клітин. |
| Фосфор (1,2 г) | Створення кісткової тканини. |
| Натрій (1,5 - 3 г) |
Забезпечує прояв нервових імпульсів. Входить до складу м'язових тканин. |
| Йод (0,2 мг) | Потрібен для синтезу гормонів щитоподібної залози. |
| Фтор (3 - 4 мг) | Входить до складу емалі зубів. |
| мікроелементи Магній (0,4 г), Манган, Кобальт, сеоен (0,1 мг), Купрум (1 - 3 мг), Цинк (10 - 15 мг) | Входять до складу багатьох ферментів (як небілкові їх компоненти, або кофактори). |
ОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ – білки, жири, вуглеводи, АТФ, ДНК.
Уміст органічних сполук у клітинах у середньому становить 23,5 %, з них білків 15 %, жирів 4,5 %, вуглеводів 2,5 %, нуклеїнових кислот 1,5 %.
БІЛКИ - високомолекулярні сполуки (становлять 50 % сухої маси клітин), які складаються з амінокислот, їхній ланцюжок зазвичай згортається у волокнисті або клубочкоподібні структури.
ВУГЛЕВОДИ – високомолекулярна сполука (наприклад, глікоген будується з глюкози)
ЖИРИ, АБО ЛІПІДИ – це органічні нерозчинні у воді сполуки, в утворенні яких беруть участь жирні кислоти й спирти.
АТФ (молекули аденозинтрифосфатної кислоти) – високомолекулярні сполуки, які утворюються клітинами.
ДНК (молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти) – високомолекулярні сполуки, з яких побудовані гени (мають значно складнішу будову, ніж білки, є основною складовою хромосом).
ЗНАЧЕННЯ ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН.
Функції білків.
| Функція | Прояв функції |
| Структурно-пластична (будівельна) |
Складові органел клітини — ядра, цитоплазми, мембрани тощо. Присутні в кістковій тканині, сполучній. Незамінний матеріал для утворення власного білка в організмі для його росту й розвитку та відновлення клітин. |
| Каталітична (ферментативна) | Основний компонент ферментів – речовин (каталізаторів) для прискорення хімічних процесів |
| Регуляторна | Гормони (здебільшого білки) забезпечують гуморальну регуляцію організму. |
| Захисна |
Антитіла, інтерферон (складові імунної системи) забезпечують виведення токсинів. Білок крові фібриноген бере участь у зсіданні крові. |
| Транспортна |
Білок гемоглобін бере участь у перенесенні газів. Складні білки транспортують мінеральні речовини, продукти обміну речовин. |
| Енергетична | Білки можуть використовуватися як джерело енергії (особливо для мозку та м’язів). |
| Опорна | Білки – складова кісток, хрящів, нігтів, волосся. |
| Механічна (моторна) | Білки забезпечують скорочення і розслаблення м'язів, роботу внутрішніх органів |
Функції жирів, або ліпідів.
| Захисна | Жир, відкладений у жировій сполучній тканині, між органами оберігає органи від ушкоджень, забезпечує фіксацію у черевній порожнині. |
| Теплоізоляційна | Резервний жир ізолює організм від надмірного впливу холоду та тепла (теплоізолятор) |
| Енергетична | Жири мають велику енергоємність, а за потреби запаси жирів стають джерелом енергії (добувається вона довше, проте її значно більше, ніж у вуглеводах) |
| Структурно-пластична функція (будівельна) |
У жирах розчиняються певні вітаміни. Будуються клітинні мембрани. Входять до складу мітохондрій, оболонок нервів (мієлін) |
| Регуляторна |
Складовими в шляхах проведення нервових сигналів. Утворюють деякі гормони. Нормалізують жировий обмін, еластичність шкіри. Захищають шкіру від інфекцій і токсинів. У водному обміні є джерелом води в екстремальних умовах |
Функції вуглеводів.
| Енергетична |
Глюкоза – джерело енергії. Глікоген за потреби перетворюється на розчинну у воді глюкозу. Сприяють кращій роботі серця, м'язів, мозку. |
| Запасаюча | Утворюється запасна нерозчинна речовина глікоген. |
| Структурно-пластична (будівельна) |
Містяться в міжклітинній речовині. У складі нуклеїнових кислот, а отже, беруть участь у передачі спадкової інформації. Входить до складу глікокаліксу – тонкої оболонки плазматичної мембрани. |
| Захисна | Деякі токсичні речовини унаслідок взаємодії з глюкозою в печінці стають легкорозчинними і швидше видаляться з організму. |
Функції інших органічних речовин.
| АТФ |
Акумулюють енергію. Використовуються клітинами в усіх реакціях, що потребують витрат енергії. Обмін енергії в клітині. Процес вивільнення енергії з органічних сполук шляхом їх окиснення (з утворенням вуглекислого газу і води) у мітохондріях називається клітинним диханням. Енергія цих хімічних реакцій акумулюється в утворених молекулах АТФ (аденозинтрифосфат) - універсального переносника хімічної енергії. Молекули АТФ здатні запасати велику кількість енергії у формі не дуже стійких макроергічних (буквально багатих на енергію) хімічних зв'язків. У потрібному місці АТФ віддає енергію шляхом відщіплення фосфатної групи з утворенням аденозиндифосфату (АДФ). Для синтезу АТФ з АДФ використовується енергія поживних речовин їжі (в основному глюкози) — коло перетворення енергії таким чином замикається.
|
| ДНК |
Побудовані гени, де «записана» структура всіх білків організму. Зберігається спадкова інформація — програма життя організму людини. |
Взаємоперетворення органічних речовин.
При нестачі вуглеводів у їжі вони утворюються із жирів і частково з білків, а при надлишку перетворюються в жири.
При нестачі жирів у їжі молекули жирів можуть утворюватися з вуглеводів і білків, а при надлишку перетворюється у вуглеводи.
Проте вуглеводи і жири ніколи не перетворюються на білки (білки мають ще молекули Нітрогену), які є незамінними речовинами для організму.
Амінокислоти використовуються для синтезу тканинних і клітинних білків; з глюкози в печінці та м'язах синтезується вуглевод глікоген; з жирних кислот та гліцерину синтезуються жири, які у вигляді найдрібніших крапель надходять у лімфу, а потім у кров, звідти до складу нервових клітин, надлишок відкладається про запас у підшкірній клітковині навколо внутрішніх органів і використовується як джерело енергії, а при голодуванні — для синтезу вуглеводів.