Skład pierwiastkowy organizmów

Związki chemiczne występujące w organizmach zbudowane są z atomów tych samych pierwiastków chemicznych, które spotykamy w przyrodzie nieożywionej. Chociaż nie wszystkie pierwiastki występujące w środowisku roślin i zwierząt wykryto w ich organizmach, liczba pierwiastków przez nie pobieranych obejmuje większość pierwiastków pospolitych. Nie stwierdzono natomiast obecności w organizmach żadnego pierwiastka, który nie występowałby w ich otoczeniu.

Ilości poszczególnych pierwiastków w materiale pochodzenia biologicznego wyrażamy zazwyczaj w procentach wagowych świeżej lub suchej masy. Te pierwiastki, których ilość przekracza jeden procent suchej masy nazywamy makroelementami, natomiast pierwiastki także niezbędne dla prawidłowego przebiegu procesów życiowych, lecz występujące w mniejszych ilościach, określamy jako mikroelementy. Ponad 99 procent suchej masy organizmów zwierząt i roślin stanowią: tlen, węgiel, wodór, azot i fosfor, przy czym ilość każdego z nich przekracza 1 %, oraz sód, magnez, siarka, chlor, potas, wapń i żelazo, których ilość waha się od 0,05 do 1,0%. Atomy pierwiastków wymienione w pierwszej kolejności tworzą cząsteczki białek, tłuszczów, węglowodanów i kwasów nukleinowych, podstawowych związków budujących struktury organizmów żywych.

W żywych komórkach niezbędna jest także obecność pierwiastków grupy drugiej, ponieważ wchodzą one w skład wielu ważnych enzymów i barwników oraz warunkują aktywność metaboliczną pozostałych enzymów. Brak tych pierwiastków w pożywieniu zwierząt może prowadzić do wielu zmian chorobowych i zakłóceń w prawidłowym wzroście i rozwoju organizmów. Żelazo jest na przykład pierwiastkiem wchodzącym w skład enzymów oddechowych (cytochromów) i ochronnych (katalaz) obecnych w każdej żywej komórce, a u zwierząt występuje ponadto w hemoglobinie i heminach. Organizm człowieka zawiera od czterech do pięciu gramów żelaza, z czego trzy czwarte związane jest w hemoglobinie. Jony wapnia, podobnie jak jony sodu, potasu i magnezu, kontrolują fizyko-chemiczne własności protoplazmy i przez to mogą wpływać na wiele procesów metabolicznych zachodzących w komórkach. Kontrolują one także procesy pobudzenia i kurczliwości komórek. Wapń występuje w komórkach także w błonach lipoproteidowych, gdzie wiążąc się z fosfolipidami wpływa na ich strukturę i funkcje. Sole, które tworzą jony wapnia z śluzowielocukrowcami i fosforanami w tkankach zwierzęcych, zaś w tkankach roślinnych z pektynami, odgrywają ważną rolę w procesach agregacji komórek w tkanki. Usunięcie wapnia wywołuje zwykle dezintegrację tkanki na pojedyncze komórki.

Fosforany wapnia występujące w tkankach kostnej i łącznej człowieka i zwierząt wyższych budują ich elementy szkieletowe. Dla aktywności wielu enzymów niezbędny jest magnez, który u roślin jest także składnikiem chlorofilów, podstawowych barwników fotosyntetycznych. Obok już wymienionych, uniwersalnymi mikroelementami niezbędnymi dla prawidłowego wzrostu i rozwoju niemal wszystkich organizmów zwierzęcych są miedź, bor, mangan, krzem, fluor i jod. Poszczególne gatunki zwierząt i roślin wymagają ponadto śladowych ilości innych pierwiastków, przy czym mogą różnić się między sobą zapotrzebowaniem.

Podobne wpisy