PRZEGLĄD PIERWIASTKÓW W ORGANIZMACH Biologia Karolina Iwanowska

W organizmach występuje ok. 60 pierwiastków naturalnych.

Pierwiastki biogenne. Pierwiastki biogenne stanowią podstawę budowy związków organicznych. Występują prawie w każdym organizmie. Do nich należą: węgiel, wodór, tlen, azot, fosfor, siarka.

MAKROELEMENTY

WĘGIEL C Stanowi 20% masy ciała u człowieka. Jest szkieletem budowy związków organicznych. Ma największą zdolność łączenia się między sobą i wchodzenia w reakcje.

WODÓR H Stanowi 10% masy ciała człowieka. Bierze udział w procesach oksydo – redukcyjnych. Razem z węglem tworzy węglowodany.

TLEN O 2 Stanowi 63% masy ciała. Z węglem i wodorem tworzy węglowodany i tłuszczowce oraz kwasy organiczne, alkohole, aldehydy i ketony. W oddychaniu tlenowym jest ostatnim akceptorem elektronów w łańcuchach oddechowych.

AZOT N Stanowi 3% masy ciała. Jest składnikiem: białek, kwasów nukleinowych, barwników, lipidów budujących błony, zasad azotowych budujących układ przenośników energii typu ATP/ATD. Pobudza układ nerwowy; nadmiar powoduje silne zatrucia. Niedobór u roślin hamuje wzrost i ogranicza kwitnienie. Azot nie jest przyswajalny przez organizmy, dopiero bakterie i sinice przekształcają go na związki przyswajalne.

FOSFOR P Stanowi 1% masy ciała. Fosforan wapnia stanowi 35% kości, fosforan wapnia – 1,5%. Jest składnikiem: kwasów nukleinowych, układu przenośników energii ATP/ADT, fosfolipidów. U zwierząt i człowieka występuje w płynach ustrojowych i w kościach. U roślin występuje w dojrzałych nasionach – fityna jest głównym związkiem zapasowym fosforu. Niedobór ogranicza syntezę ATP, spowalnia rozwój pędów i korzeni, powoduje żółknięcie brzegów liści.

SIARKA S Stanowi 0,2% masy ciała. Jest składnikiem: enzymów, aminokwasów siarkowych. Wpływa na właściwości mechaniczne białek budujących wytwory naskórka ssaków. Niedobór u roślin hamuje syntezę chlorofilu. Występuje w olejkach roślinnych nadając im ostry smak.

KRZEM Si Występuje w postaci krzemionki – SiO2 jako materiał budulcowy szkieletów okrzemek, promienic i niektórych gąbek.

WAPŃ Ca Fosforan wapnia stanowi 35% kości, węglan wapnia – 11%. jest pierwiastkiem szkieletotwórczym – buduje kości, szkielety otwornic, niektórych gąbek, skorupiaków i mięczaków. Jony Ca+: biorą udział w procesach krzepnięcia krwi, zmniejszają pobudliwość tkanki nerwowej i mięśniowej, zwiększają lepkość cytoplazmy, zmniejszają przepuszczalność błon komórkowych. Niedobór u roślin powoduje nieprawidłowy wzrost korzeni i liści.

MAGNEZ Mg Wchodzi w skład chlorofilu oraz buduje kości. Jony Mg2+: są aktywatorami enzymów fotosyntetycznych i oddechowych, zmniejszają pobudliwość nerwów i mięśni zwiększają lepkość cytoplazmy. Magnez zapewnia prawidłową współpracę obu podjednostek rybosomów. Niedobór zwiększa ryzyko wystąpienia białaczki limfatycznej, zawału serca i miażdżycy.

POTAS K Występuje w osoczu w ilości 4,6 mmol/l. Bierze udział w polaryzacji i depolaryzacji błon komórkowych. Zwiększa uwodnienie cytoplazmy i przepuszczalność błon komórkowych. Zwiększa pobudliwość nerwów i mięśni. Niedobór hamuje wzrost roślin, przyczynia się do powstawania żółtych plam na liściach i zasychania ich. Najwięcej potasu zawierają tkanki merystematyczne (twórcze).

SÓD Na Występuje w osoczu w ilości 143 mmol/l. Bierze udział w polaryzacji i depolaryzacji błon komórkowych. Zwiększa uwodnienie cytoplazmy. Zwiększa przepuszczalność błon komórkowych. Zwiększa pobudliwość mięśni.

CHLOR Cl Utrzymuje równowagę jonową ustroju. Kwas solny – HCl: ułatwia uwalnianie dwutlenku węgla z erytrocytów, ułatwia trawienie – powoduje przejście pepsynogenu w aktywną pepsynę (enzym trawiący białka), umożliwia niektórym drapieżnym ślimakom wytrawianie otworów w muszlach małżów.

MIKROELEMENTY

ŻELAZO Fe Jest składnikiem związków organicznych wiążących i transportujących tlen we krwi: hemoglobiny, miglobuliny (wiąże tlen w mięśniach poprzecznie prążkowanych), chlorokruoryny (występuje u wieloszczetów). Jest składnikiem enzymów oksydo - redukcyjnych katalizujących procesy utleniania i redukcji w fazie fotosyntezy zależnej od światła. Niedobór u człowieka powoduje anemię.

MIEDŹ Cu Jest składnikiem chemocyjaniny (u skorupiaków i mięczaków) oraz enzymów oksydo – redukcyjnych. Bierze udział w procesie wytwarzania hemoglobiny. Niedobór zaburza gospodarkę żelazem.

MANGAN Mn jest składnikiem enzymów oksydo – redukcyjnych. Jony są aktywatorami enzymów fotosyntetycznych. Niedobór zniekształca kości.

MOLIBDEN Mo Pomaga związać azot atmosferyczny przez bakterie prodawkowe.

BOR B Odpowiada za wzrost łagiewki pyłkowej. Niedobór u roślin hamuje podziały komórkowe.

CYNK Zn Jest składnikiem insuliny. Bierze udział w syntezie białek i auksyn (hormonów roślinnych). Niedobór powoduje zmiany w skórze i we włosach.

KOBALT Co Jest składnikiem witaminy B12, niezbędnej w procesach krwiotwórczych zachodzących w szpiku kostnym.

JOD J Jest składnikiem hormonów tarczycy: tyroksyny (T4) i trójjodotyroniny (T3).

FLUOR F Jest składnikiem szkliwa zębów i kości. Niedobór powoduje próchnicę.

ULTRAELEMENTY rad, złoto, srebro, platyna, selen, i inne.

Podsumowanie: Pierwiastki są niezbędne do budowy i funkcjonowania organizmów. Rośliny pobierają pierwiastki z gleby oraz CO2 i O2. Grzyby i zwierzęta pobierają je w formie związków organicznych lub w postaci roztworów jonów znajdujących się w pokarmie.