Біологія. Довідник школяра та абітурієнта
Неорганічні сполуки в організмах
Важливу роль у життєдіяльності клітини відіграють мінеральні солі, молекули яких у водному розчині розпадаються на катіони й аніони.
Найбільше значення мають солі, що утворюють катіони: К+, Na+, Са2+, Mg2+, NH4+ та аніони Cl-, N2PO4-, HPO42-, HCO3-, NO3-, SO42-.
Низка катіонів й аніонів необхідна для синтезу важливих органічних речовин.
Залишки ортофосфатної кислоти, приєднуючись до певних білків клітини, змінюють їх фізіологічну активність. Залишки сульфатної кислоти, приєднуючись до нерозчинних у воді чужорідних речовин, надають їм розчинності та сприяють виведенню їх із клітин та організму. У вигляді йонів (аніонів і катіонів) відіграють важливу роль у підтримці осмотичного тиску та кислотно-лужної рівноваги клітини, забезпечують сталість внутрішнього середовища.
Йони мінеральних солей необхідні для реалізації ферментативної активності. Йони Кальцію беруть участь у зсіданні крові. Через напівпроникність мембрани вміст катіонів й аніонів у клітині та міжклітинній рідині різний. Так, у цитоплазмі клітини концентрація йонів К+ вища, а концентрація йонів Na+ та Са2+ — нижча, ніж у середовищі, яке оточує клітину. Такий нерівномірний розподіл йонів необхідний для здійснення багатьох важливих для життєдіяльності процесів, зокрема для проведення збудження по нервових і м’язових клітинах, скорочення м’язів. Після смерті клітини концентрація йонів К+ і Na+ у ній і в середовищі швидко вирівнюються.
Від концентрації аніонів залежать буферні властивості клітини. Буферністю називають здатність клітини підтримувати слаболужну реакцію свого вмісту на постійному рівні. Всередині клітини її забезпечують аніони Н2РО4- та НРО42-. У позаклітинній рідині й у крові роль буфера відіграють аніони НСО3-. Якщо концентрація солей у клітині вища, ніж у середовищі, то вода буде надходити у клітину.
Неорганічні натрієві й калієві солі нітратної та ортофосфатної кислот, кальцієва сіль сульфатної кислоти є важливими складниками мінерального живлення рослин, тому їх вносять у ґрунт як добрива для підживлення рослин.
У клітині за умови її нормального функціонування підтримується чітко визначений якісний та кількісний склад солей. Підвищення вмісту йонів К+, наприклад, спричиняє токсичний вплив на серцевий м’яз. Відкладення кальцію в кістках можливе за умови наявності Фосфору, коли співвідношення Кальцію та Фосфору становить 2 : 1, а відкладання Фосфору можливе лише за умови наявності вітаміну D. Хлоридна кислота створює кисле середовище у шлунку тварин і людини й у спеціальних органах комахоїдних рослин, прискорюючи перетравлення білків їжі.
Луги — гідроксиди лужних і лужноземельних металів й амонію — теж відіграють важливу біологічну роль, тому що під час дисоціацій утворюють йони ОН- та йон відповідного металу.
Фізіологічний розчин — 0,9 % NaCl. У ньому клітини не набухають і не зморщуються. Осмотичний тиск фізіологічного розчину дорівнює осмотичному тиску в клітині.
Якщо в їжі людини, тварин або живленні рослин недостатньо Р, К, Na, Са, Cu, Co, Мо тощо, то порушується утворення кісткової тканини, затримується синтез таких важливих сполук, як нуклеїнові кислоти, гемоглобін, хлорофіл, тироксин унаслідок чого виникають різні захворювання, затримується ріст і розвиток.
Нерозчинені солі входять до складу кісток (переважно кальцій фосфат, менше — магній ортофосфат), ряду органічних речовин, черепашок молюсків і форамініфер панцирів раків (переважно кальцій карбонат), внутрішньоклітинного скелету радіолярій (силіцій(ІV) оксид або стронцій сульфат).
Для організму людини й тварин небезпечні радіоактивні ізотопи багатьох хімічних елементів: Йоду, Цезію, Стронцію, Урану тощо. Потрапляючи в організми, Стронцій-90 може відкладатись у кістках, заміщуючи Кальцій. Унаслідок цього кістки стають ламкими. Ізотоп Йоду порушує функції щитоподібної залози. Значні концентрації радіонуклідів здатні накопичувати рослини. З рослинною їжею вони згодом потрапляють в організм тварин і людини. Високий уміст нітратів у їжі та воді шкідливий для організму людини. Тому за вмістом нітратів, наприклад, в овочах, потрібно здійснювати постійний контроль. Існують спеціальні норми вмісту нітратів та інших шкідливих сполук у продуктах харчування та воді.
