Zapisz jako PDF

Spis treści
1 Pierwiastki i ich znaczenie biologiczne
2 Woda
3 Cukrowce
4 Białka
5 Tłuszczowce
6 Kwasy nukleinowe
Pierwiastki i ich znaczenie biologiczne
Pierwiastki, których masa u człowieka nie przekracza 2% masy całkowitej oraz ważniejsze skutki
przy niedoborze (tabela pochodzi z polskiej wikipedii):
Nazwa
pierwiastka
Tlen, O
Znaczenie u zwierząt
Ważniejsze skutki przy
niedoborze
Pierwiastki te tworzą cukry, tłuszcze i białka
— podstawowe budulce wszystkich żywych
organizmów.
Śmierć organizmu (z głodu,
odwodnienia lub uduszenia).
Wapń, Ca
Budulec kości i zębów, bierze udział w
procesie krzepnięcia krwi (tzw. IV czynnik),
przewodnictwo impulsów nerwowych.
Niedostateczna mineralizacja
kośćca, próchnica zębów, krzywica
(u dzieci), osteoporoza (u dorosłych),
zaburzenia krzepnięcia krwi,
zaburzenia pracy serca i mięśni
szkieletowych, skurcze mięśni,
mrowienia i drętwienia kończyn.
Fosfor, P
Jest składnikiem kości; DNA i RNA oraz
przenośnikiem energii ATP.
Zaburzenia wzrostu, brak apetytu,
utrata masy ciała, nerwowość.
Chlor, Cl
Wraz z jonami sodu i potasu odpowiedzialny
Gwałtowne wymioty, obrzęk
jest za równowagę wodno-mineralną. Tworzy
komórek, osłabienie fizyczne i
kwas solny w żołądku. Prawidłowe
psychiczne, zmniejszenie łaknienia.
rozmieszczenie płynów w organizmie.
Węgiel, C
Wodór, H
Azot, N
Magnez, Mg
Głównie regulacyjna (przewodnictwo
nerwowe i in.)
Wzmożona aktywność układu
nerwowo-mięśniowego (drżenia
mięśniowe, kurcze, fascykulacje,
drętwienie, drgawki), rzadziej:
osłabienie mięśni, zaburzenia rytmu
serca, apatia, biegunka, mdłości,
ubytki w zębach, dolegliwości
kostne, uczucie mrowienia w
kończynach, nerwowość, niepokój,
stan zagubienia, stan depresja.
Żelazo, Fe
Składnik hemoglobiny i mioglobiny.
Anemia, zmiany w śluzówce.
Większa podatność na próchnicę
zębów.
Fluor, F
Tworzy szkliwo zębów, występuje w kośćcu.
Jod, I
Wole tarczycy. U dzieci matołectwo,
spadek wydajności fizycznej,
znużenie, brak energii życiowej,
Niezbędny do wytwarzania tyroksyny,
powolności w myśleniu, uczucie
odpowiada za prawidłowe działanie tarczycy.
zagubienia, drżenie kończyn,
kołatanie serca, suchość i łamliwość
włosów, marznięcie.
Sód, Na
Uczestniczy w utrzymaniu ciśnienia
osmotycznego płynów ustrojowych. Bierze
udział w przewodzeniu impulsów przez
neurony.
Utrata pobudliwości komórek i zanik
różnicy potencjałów.
Siarka, S
Składnik niektórych aminokwasów i białek.
Zależy od niej cała uroda — piękne włosy,
nawilżona i elastyczna skóra, mocna tkanka
łączna, mocne paznokcie, sprawne stawy),
gospodarka hormonalna (pozytywna osłona
stresowa, poczucie szczęścia i radości,
zrównoważony nastrój i uczucie odprężenia),
układ odpornościowy (ochrona oczu, ochrona
komórek, oczyszczanie wątroby z toksyn),
przemiana tłuszczowa, przemiana
węglowodanowa, regeneracja jąder
komórkowych, oddychanie komórkowe,
procesy energetyczne, ukrwienie oraz
funkcjonowanie stawów.
Niedobory siarki w organizmie
skutkują: przygnębieniem,
niepokojem, twardymi włosami,
bladą cerą, łamliwymi paznokciami,
zwiotczałą tkanką łączną, zaćmą,
zatruciami wątrobowymi,
zaburzeniami procesów ukrwienia,
dolegliwościami stawów.
Potas, K
Bierze udział w przewodzeniu impulsów
nerwowych. Podwyższa stopień uwodnienia
koloidów komórkowych.
Selen, Se
Wchodzi w skład selenocysteiny i
peroksydazy glutationowej. Jest
przeciwutleniaczem, antyseptykiem, środkiem
przeciwzapalnym, przeciwwysiękowym,
przeciwalergicznym, przeciwnowotworowym,
odtruwającym, immunostymulującym,.
Stymuluje peroksydazę glutationową, która
zapobiega powstawaniu wolnych rodników,
odpowiedzialnych za degeneracje organów,
indukcję nowotworów i przyśpieszone
procesy starzenia oraz powstawanie stanów
zapalnych. Zapobiega również nowotworom
jelita grubego, płuc i gruczołu krokowego.
Hamuje rozwój bakterii, wirusów takich jak
zapalenia wątroby, HIV, opryszczki, grypy,
zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych oraz
grzybów. Ułatwia odtrucie w razie zatrucia
arsenem, kadmem, ołowiem, glinem, talem,
rtęcią czy antymonem. Zwiększa liczbę
limfocytów B. Jest niezbędny do prawidłowej
spermatogenezy, chroni plemniki przed
uszkodzeniami nadtlenkami.
Rubid, Rb
Może zastępować ubytki wapnia w kościach.
Stront, Sr
Może zastępować wapń w kościach.
Chrom, Cr
Wpływa na produkcję insuliny, składnik
czynnika tolerancji glukozy, obniża poziom
cholesterolu we krwi.
Mangan, Mn
Wpływa na wzrost kości. Składnik arginazy,
enzymu uczestniczącego w przemianach
aminokwasów.
Kobalt, Co
Składnik witaminy B12.
Miedź, Cu
Wchodzi w skład enzymów oddechowych. Ma
wpływ na metabolizm żelaza w organizmie.
Cynk, Zn
Odgrywa ważną rolę w procesie gojenia ran.
Jego niedobór może sprzyjać
powstawaniu depresji, miopatii,
zwapnienia mięśni, zaburzeń
skurczu mięśnia sercowego,
zwyrodnieniom naczyń
krwionośnych. Jest zalecamy do
terapii wszystkich rodzajów
trądziku. Węglowodany mogą z
łatwością zniszczyć selen nawet w
całości.
Napady nudności, bóle głowy,stany
lękowe, silny pociąg do słodyczy i
alkoholu, ryzyko cukrzycy i choroby
niedokrwiennej serca.
Zaburzenia procesu krzepnięcia
krwi.
Zaburzenia erekcji.
Molibden, Mo
Woda
Spełnia rolę zarówno środowiska, w którym przebiegają różnego rodzaju reakcje chemiczne;
składnik płynów wewnątrzustrojowych (cytoplazma, krew, limfa, płyny jamy ciała, soki roślinne);
uczestniczy w termoregulacji (regulacji temperatury ciała) i osmoregulacji (regulacji stężenia płynów
i soli w organizmie); udział w reakcjach hydrolizy; substrat i produkt wielu reakcji metabolicznych.
Cechy:
rozpuszczalnik dla wielu substancji (nieorganicznych: np. soli mineralnych i organicznych:
proste białka, cukry proste i dwucukry),
wysokie ciepło właściwe (wolno ogrzewa się i wolno ochładza),
wysokie napięcie powierzchniowe,
duża lepkość i gęstość,
niesymetrycznie rozmieszczone ładunki elektryczne (charakter dipola),
odczyn obojętny (pH=7).
Cukrowce
Cukry (cukrowce, sacharydy, węglowodany) — w tkankach w postaci cukrów prostych (np. glukoza
— podczas oddychania komórkowego ulega rozpadowi na dwutlenek węgla i wodę, zrywają się
wiązania między cząsteczkami glukozy, co powoduje uwalnianie się zmagazynowanej w nich energii,
która zostaje zużyta w energochłonnych procesach życiowych; także ryboza i deoksyryboza —
wchodzące w skład kwasów nukleinowych), wielocukrów, glikoprotein, kompleksów wielocukrów,
białek i glikolipidów (połączenia węglowodanów z tłuszczami; obecne na powierzchni komórek
zwierzęcych, uczestniczą w oddziaływaniach międzykomórkowych); wchodzą w skład innych
związków, takich jak kwasy nukleinowe czy glikoproteiny.
Klasyfikacja
cukry proste (monosacharydy):
triozy (3 atomy węgla) — w komórce do syntezy cukrów składających się z większej
liczby węgli; stanowią substancję wyjściową do produkcji glicerolu,
tetrozy (4 atomy węgla),
pentozy (5 atomów węgla) — występują w kwasach nukleinowych (RNA i DNA),
heksozy (6 atomów węgla) — np.: glukoza, fruktoza, galaktoza,
cukry złożone — większa od 1 liczba cząsteczek cukrów prostych połączonych wiązaniem
glikozydowym;
dwucukry (disacharydy) — zbudowane z dwóch cukrów prostych; hydroliza cząsteczki
dwucukru prowadzi do utworzenia dwóch cząsteczek cukru prostego:
sacharoza (glukoza + fruktoza),
laktoza (glukoza + galaktoza);
wielocukry (polisacharydy) — składające się z tysięcy cząsteczek cukrów prostych
(złożone z merów będących cukrami prostymi):
celuloza,
skrobia,
glikogen,
chityna.
Funkcje:
budulcowa — budują ściany komórkowe; np. celuloza, hemiceluloza; materiał zapasowy
(skrobia i glikogen),
energetyczna — są paliwem biologicznym w komórce (np. glukoza); służą do uzyskania
energii w procesie biologicznego utleniania (oddychania komórkowego):
substrat organiczny + O2→ CO2 + H2O + energia (zatrzymana w ATP),
zapasowa — cukry złożone mogą być na długo odkładane w komórce, bo nie rozpuszczają się
w wodzie; podczas wieloetapowego spalania 1 g glukozy w komórkach wyzwala się 17,2 kJ
energii,
transportowa (sacharoza u roślin, glukoza u ludzi),
materiał odżywczy (maltoza, laktoza, rafinoza),
materiał energetyczny (fruktoza),
hamują krzepnięcie krwi — heparyna.
Białka
W zakresie 40-60% suchej masy komórki występują białka (funkcja budulcowa, regulacyjna,
katalityczna, transportowa i in.) zbudowane z aminokwasów. Aminokwasy budują także związki
mniejsze niż białka czyli — peptydy i polipeptydy, które pełnią różne funkcje (między innymi są
hormonami). Białka wytwarzane są jako peptydy (związki organiczne powstające przez połączenie
cząsteczek aminokwasów wiązaniem peptydowym) o określonej sekwencji aminokwasów (Przypomnij
sobie wiadomości dotyczące aminokwasów z wykładu Podstawy chemii i Biochemii). Poza glicyną
(najprostszym spośród 20 standardowych aminokwasów wchodzących w skład białek; stanowi
średnio około 7,2% reszt aminokwasowych występujących w białkach, poza kolagenem, w którym
stanowi 30% wszystkich budujących go aminokwasów) w skład białek wchodzą L-aminokwasy
(izomeryczna forma aminokwasów, skręcająca płaszczyznę światła spolaryzowanego L). W
niektórych białkach do aminokwasów dołączone są inne związki, co nadaje im specyficzne
właściwości (np. hemoglobina — składnik czerwonych krwinek — białko zawierające barwnik —
hem). W przeważającej części liczba reszt aminokwasowych w pojedynczym łańcuchu
polipeptydowym jest większa niż 100 (cała cząsteczka może być zbudowana z wielu łańcuchów). W
skład białek wchodzą głównie: węgiel (C), tlen (O), wodór (H), azot (N), siarka (S), fosfor (P) a także
kationy metali Mn2+, Zn2+, Mg2+, Fe2+, Cu2+, Co2+ (i inne). Skład białek nie pokrywa się ze składem
aminokwasów, ponieważ większość białek ma dołączone do reszt aminokwasowych różne inne
cząsteczki (np. cukry) — są to tzw. białka złożone lub proteidy. Ważne: przypomnij sobie wiadomości
o rzędach struktur białka z wykładu Podstawy chemii i Biochemii.
Funkcje:
budulcowa — budują błony biologiczne, tworzą komórki i organizują wnętrze komórki,
regulatorowa — jako enzymy umożliwiają zachodzenie wielu reakcji w komórce; odpowiadają
za prawidłowy przebieg procesów w organizmie (jako hormony),
zapasowa — szczególnie u roślin,
energetyczna — bardzo rzadko (dopiero gdy organizm zużyje zapas cukrów i tłuszczów).
Tłuszczowce
Lipidy — w tym tłuszcze (trójglicerydy, wraz z wolnymi kwasami tłuszczowymi są jednym z głównych
materiałów energetycznych zużywanym na bieżące potrzeby organizmu lub są też magazynowane
jako materiał zapasowy w postaci tkanki tłuszczowej), cholesterol (substrat do syntezy wielu
hormonów) oraz glikolipidy (wchodzące w skład błon komórkowych, wytwarzające warstwy
izolacyjne w wielu nabłonkach). Ważne: podwyższony poziom triglicerydów ma większy wpływ na
podniesienie ryzyka zawału serca lub udaru mózgu niż podwyższony poziom cholesterolu.
Przypomnij sobie wiadomości o tłuszczach z wykładu Podstawy chemii i Biochemii.
Klasyfikacja:
tłuszcze proste (trójglicerydy, tłuszcze właściwe) — są jednym z głównych materiałów
energetycznych zużywanym na bieżące potrzeby organizmu lub są też magazynowane jako
materiał zapasowy w postaci tkanki tłuszczowej; spełniają rolę ochronną, powlekają cienką
warstwą pióra, liście (chroniąc przed transpiracją), owoce; w skórze zwierząt wpływają na jej
elastyczność, hydrofobowość i chronią przed wnikaniem drobnoustrojów,
tłuszcze złożone :
fosfolipidy — stanowią istotny składnik budowy błony komórkowej,
glikolipidy — są ważnym składnikiem błony komórkowej;
lipidy izoprenowe:
steroidy — spełnią w ich organizmach rozmaite funkcje; np. kortykosterydy to hormony
regulujące w organizmie przemiany białek, węglowodanów i tłuszczów;
pochodne — hormony płciowe (testosteron — hormon męski, estradiol — hormon żeński);
kwasy tłuszczowe pełnią istotną rolę biologiczną, głównie jako materiał energetyczny i
zapasowy.
Funkcje:
zapasowa — tłuszcze gromadzone są w cytoplazmie komórek, u zwierząt jest to tkanka
podskórna,
ochronna — chronią organizmy przed niskimi temperaturami, nadmierną utratą wody (woski
pokrywające liście i owoce wielu roślin), urazami mechanicznymi (np. warstwa tkanki
tłuszczowej chroniąca gałkę oczną),
budulcowa — budują błony biologiczne,
energetyczna — spalone służą do uzyskania w komórce energii.
Kwasy nukleinowe
Ich ilość w komórce jest niewielka, ale spełniają ogromną rolę warunkują bowiem zjawisko
dziedziczności. W cząsteczkach tych kwasów jest zapisana informacja o budowie i właściwościach
organizmu.
DNA (kwas deoksyrybonukleinowy) — wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny
należący do kwasów nukleinowych występujący w chromosomach; zawarty jest w nim zestaw
informacji genetycznych komórki (genotyp), który odpowiada za zespół cech strukturalnych i
czynnościowych komórek i tkanek (fenotyp). Informacje genetyczne znajdują się w genach
(około miliona w każdej komórce), w tym RNA,
RNA (kwasy rybonukleinowe) — występuje głównie w rybosomach, w jądrze komórkowym,
na szorstkim retikulum endoplazmatycznym i w cytoplazmie (jest go 5-10 razy więcej niż DNA).
RNA przepisywane jest z DNA i bierze udział w biosyntezie białek, transkrypcji
(przepisywaniu) i translacji (tłumaczeniu) języka sekwencji nukleotydów DNA na język
sekwencji aminokwasów białka.