Минералды заттардың және судың алмасуы

Барлық тiрi ағзаға тән белгi – зат алмасуы. Себебi, заттар алмасуынсыз тiршiлiктiң болуы мүмкiн емес. Сондықтан, заттар алмасуы дегенiмiз не екенiн айтпай тұрып, тiрi ағзаның тiрi емес заттардан қандай айырмашылығы бар? Осыған тоқталайық.

• Ең негiзгi бiрiншi айырмашыдығы тiрi ағзаның сапалық, сандық құрамы мен құрылымының өте күрделi болуы. Мысалы, кез-келген машинаны немесе тiрi емес затты жеке бөлшектерге даралауға болса, ең қарапайым тiрi ағзаны жеке бөлшектерге бөлсе ол тiршiлiк ету қасиетiн жояды. Бiр түрге жататын тiрi ағзаның әрқайсысының сапалық құрамы (әсiресе белоктар) әртүрлi болады.
• Екiншi айырмашылығы – тiрi ағзаның құрамындағы заттар өздiгiнен жаңарып отырады. Егер де аздаған уақыт аралығында тiрi ағзаның сыртқы белгiлерi өзгермегенмен сол уақыт аралығында оның құрамындағы көптеген заттар жаңарады. Мысалы, ағзадағы белоктың жартысы 80 күн аралығында жаңарса, 30 күнде ағзадағы судың бәрi жаңарады.
• Үшiншi айырмышылығы – тiрi ағза көбею қабiлеттiлiгi арқасында өзiне ұқсас жаңа ағза жаратады.

Кальций мен фосфордың биологиялық ролi

• Са ерiмеген тұздар Са3(РО4)2, Са±2, СаСО3, гидроксипатит Са10(РО4)6(ОН)2 түрiнде сүйектi тканнiң органикалық емес фракциясының түзiлуiне қатысады.
• Бұлшық ет жасушаларының саркоплазматикалық торында болатын Са бұлшық еттiң жиырылуы мен жазылуына қатысады.
• Ферменттердiң активаторы ретiнде қан ұюының көптеген сатыларына қатысады.
• Жүйке импульсiн өткiзуге қатысады.
• Мембраналардың өткiзгiштiгiн азайтады.
• Ткандi коллоидтардың суды байланыстыру қабiлетi төмендейдi.
• Бiрқатар ферменттердi (актомиозин –АТФ-аза, амилаза) активтендiредi және ұйқы безiнiң трипсинi мен амилазасын тұрақтандырады.
• Организмнiң жалпы ерекшелiк емес резистенттiлiгiн жоғарлатады.
• Са биологиялық импульстi (гормондар), әр түрлi типтегi клеткаларға беруде сарапшы ретiнде қатысады. Са-дың клеткалық процестерге қатысуы оның цАМФ-пен және бiрқатар ферменттердiңактиваторы болып қызмет атқаратын ерекшелiк кальцийбайланыстырушы белоктармен өзара әсерiмен жанамаланған.

Фосфордың биологиялық ролi

[[Сурет:Phosphorus.svg|thumb|right|100px|]

• Р-ның негiзгi қызметi сүйек тканi мен тiстердiң бүтiндiлiгiн ұстап тұру мен өсуiне байланысты.
• Жоғары эргиялық қосылыстардың тѕзiлуiне қатысады (АТФ, креатин-фосфат).
• Көмiрсулар алмасуының аралық өнiмдерiнiң фосфорилденуiне қатысады (глюкозо-6-фосфат).
• Фосфолипидтiң құрамына кiредi.
• Генетикалық маңызды қосылыстардың (ДНК,РНК) синтезiнде құрылыстық блок қызметiн атқарады.
• Фосфопротеиндердiң күрделi белоктарының құрамына кiредi (сүт казеинi).
• Клеткалардың және сұйықтықтардың фосфатты буферлi жүйесiнiң түзiлуiне қатысады.

Са мен Р-ға қажеттiлiк, оның толықтырылуы

Күн сайын Са-ды дене салмағының 10-15 мг/кг iшiп-жеу ұсынылады. Са-ға ең бай сүт, сыр, iрiмшiк, жеміс-жидектер. Ішекте тағаммен түскен Са-дың 30%-ке жуығы сiңiрiледi. Өмiрiнiң алғашқы күндерiнде организм қабылдаған бүкiл Са-ды сiңiру төмендейдi, ал жүктiлiк және лактация уақытында артады. Асқазанның қышқылды iшiндегiсi Са-дың көмiрқышқыл және фосфорлы-қышқылды тұздары диссоциацияланады және Са иондалған формада немесе ерiген хелаттармен комплексiнде iшекке түсiп, сiңiрiлуге ұшырайды. Тағамдық рационның көптеген компоненттерi және физиологиялық факторлар Са-дың сiңiрiлуiне әсер етедi. Са-дың сiңiрiлуiн Д витаминi, ақуыздар, лактоза, лизин, аргинин, лимон қышқылы, соматотропин арттырады, ал тироксин, кортизол, фосфаттар, фитин қышқылы төмендетедi. Р-дың рационмен тәулiктiк пайдалану 3г құрайды. Р-дың негiзгi мөлшерi сүтпен, етпен және балықпен түседi. Ішекте тағаммен бiрге түскен Р-дың 70%-i сiңiрiледi. Р-дың сiңiрiлуi рационда Са, Мg, Al, Fe-дiң жоғары мөлшерiне байланысты төмендейдi. Na, майлар, фитат, Д витаминi Р-дың сiңiрiлуiне жағдай жасайды. Сiңiру Са мен Р-дың 1/2 тең қатынасы кезiнде сәттi жүзеге асырылады.

Ағзада Са мен Р-дың мөлшерi мен бөлiнуi

Қалыпты жағдайда плазмада Са-дың концентрациясы ересек адамда 2-2,75 ммоль/л және балаларда 2,74-3,24 ммоль/л тең. Сарысудың 50%-ке жуығы иондалған Са, 10% цитратпен, лактатпен, бикарбонатпен, фосфатпен қосылыс түрiнде кездеседi. Қалған 40% ақуыздармен (альбуминмен) байланысқан. Иондалған Са биологиялық активтi болып табылады. Альбуминмен байланысқан Са ағзада Са деңгейiнiң жоғарылауын немесе төмендеуiн реттейтiн буфер тәрiздi әсер етедi. Са-дың ағзадағы негiзгi мөлшерi сүйектi теріде болады (1кг-ға жуық). Жұмсақ терілер үлесiне небары 14г тиедi. Қандағы органикалық емес фосфаттың концентрациясы қалыпты жағдайда 0,646-1,292 ммоль/л (балаларда 1,29-2,26 ммоль/л) құрайды. Қан сарысуында фосфаттың 80%-i бос иондар түрiнде тiршiлiк етедi, басқа бөлiгi белокпен байланысқан. Қаңқада шамамен фосфаттың 85% орналасқан. Қалғандары органикалық фосфатты қосылыс түрiнде кездеседi.

Са мен Р-ды организмнен шығару жолдары

• Са организмнен негiзiнен iшекпен шығарылады. Оның аз бөлiгi несеп және термен шығарылады.
• Фосфаттар организмнен негiзiнен несеппен (64%) және iшек арқылы (32%) шығарылады.

Судың биологиялық ролi

Сурет:Splash 2 color.jpg

150px

Су алмасуының жалпы сипаттамасы:

• Су барлық биохимиялық процестер жұрiп өтетiн орта болып табылады.
• Су газдардың, минералды тұздардың, нейтралды, полярлы қосылыстардың универсалды ерiткiшi болып табылады.
• Су гидролиз, гидратация, аминсiздену, тотығу- тотықсыздану реакциялары сияқты көптеген биохимиялық реакциялардың тiкелей қатысушысы болады.
• Жоғары жылу сыйымдылығының арқасында су термореттелуге қатысады. Ауаның 350 С-тан жоғары температурасы кезiнде тер бөлiну организммен сыртқы ортаға жылу берудiң бiрден-бiр қолайлы әдiсi болады.
• Су қызметтiк активтiлiгiне әсер ететiн клеткалардың, субклеткалық құрылымдардың тургорын қамтамасыз етедi.
• Дипольдi жағдаймен иемдене отырып, су иондардың, сонымен қатар белокты коллоидты бөлшектер аймағына тұсiп, олардың айналасында сольватты (гидратты) қабықша тұзедi.

Судың организмдегi мөлшерi мен таралуы

Сурет:Water molecule 3D.svg

150px

Ересек адамның организмiндегi судың жалпы мөлшерi 60% құрайды. Осы себептен 70 кг салмағы бар адамда 42 л су болады. Бұл өлшем тұрақсыз және жынысқа, жасқа, организмнiң физиологиялық жағдайына, ауруларға және сыртқы жағдайларға тәуелдi. Эмбрионда судың мөлшерi 97%-ке жетедi, жаңа туғандарда – 77% дене салмағының. Жас ұлғайғанда судың керектiмөлшерi азаяды және 80 жастан асқан қарттарда оның мөлшерi 48%-ке дейiн төмендейдi. Еркектерде (64%) әйелдерге (54%) қарағанда соңғыларда майдың керектi салмағының жоғары болуына байланысты бiршама көп. Жеке ткандерде судың мөлшерi олардағы алмасу процестерiнiң жұруiне байланысты. Қанда, бұйректе, өкпеде, жұректе, көк бауырда, бұлшық еттерде, бас миында 70-83% су болады. Бұлардан ерекше майлы, сұйек ткандерi, тiстiң қатты ткандерi суға кедей (10-30%), ал тiстiң эмалiнде барлығы 4-5% қана су болады. Биологиялық сұйықтықтар (сiлекей,тер, көз жасы) 95-98% судан құралады. Су организмде 3 сұйықтықты фазада болады. Оның негiзгi мөлшерi (77%) клеткалардың iшiнде болады. Бұл су клеткаiшiлiк немесе интрацеллюлярлық деп аталады. Судың қалған бөлiгi (29%) клетка сыртындағы кеңiстiкте болады. Ол клеткааралық (21%) және айналмалы немесе тамыр iшiлiк (~8%) суға бөлiнедi. Организмнiң сұйықтығы бос және байланысқан судан тұрады. Бос су – бұл жасушааралық кеңiстiкте салыстырмалы бос орын ауыстыра алатын, ал клеткаларда белокты молекулалармен байланыспаған су. Байланысқан су клеткааралық кеңiстiктiң құрылымдарымен (коллагендi талшықтар, мукополисахаридтер) немесе белоктармен және клетка iшiндегi басқа заттармен байланысқан. Соңғысы, бос суға қарағанда, ерекше физикалы-химиялық қасиеттермен иемденедi. Оның қайнау температурасы жоғары және тоңазу температурасы төмен. Онда бос суда ерiген тұздар ерiмейдi.

Ағзадан судың бөлiнiп шығу жолдары

Организмнен су бұйрек арқылы несеппен, терi арқылы тербөлiну нәтижесiнде, өкпе арқылы тыныс шығару аусымен, iшек арқылы нәжiспен бөлiнедi. Судың организмнен негiзгi бөлiнiп шығу жолы – бұйрек. Орташа тәулiктiк диурез әйелдерде 1200 мл, ал еркектерде – 1500 мл құрайды. Бұл көлем едәуiр ауытқып отыруы мұмкiн және организмнiң физикалық және патологиялық қалпына және сыртқы жағдайларға тәуелдi болады. Өкпе арқылы 350-400 мл/тәул. жоғалтылады. Кұшейген жұмыс кезiнде, лихорадка кезiнде, кеуделiк жасындағы балаларда өкпенiң гипервентиляциясы кезiнде өкпе арқылы судың жоғалуы көбейедi. Ішек арқылы (нәжiспен) 200 мл-ден қалыпты жағдайда 5 литрге дейiн диарея кезiнде су жоғалтылады. Іш өту және басылмайтын лоқсу кезiнде судың жоғалтылуы организмнiң сусыздануы мен тұзсыздануымен сипатталады.

Дереккөздер

<ref>Сеитов З.С., Бейсебеков М.Қ. Физикалық және коллоидтық химия. –Алматы, 1993.</ref>