Ионы магния входят в состав гемоглобина инсулина

Магний, который многие считают рядовым минералом, на самом деле является важнейшим звеном, без которого не могла бы существовать жизнь на Земле. Так же, как гемоглобин представляет собой ключе-вой элемент энергетики у животных, так и хлорофилл является основой жизни растений. Но молекулы гемоглобина и хлорофилла удивительно похожи, разница лишь в том, что центральное положение в молекуле гемоглобина занимает атом железа, а в молекуле хлорофилла — атом магния.

На хлорофилле основан процесс фотосинтеза, за счет которого живут растения. А так как животные и люди получают энергию для жизнедеятельности из растительной пищи, то магний, можно сказать, является источником жизни и для растений, и для животных, и для нас с вами.

Никто не знает точно, как зародилась жизнь на Земле. Но можно с уверенностью сказать, что огромный толчок развитию жизни дало возникновение молекулы хлорофилла — той «шестеренки», которая смогла преобразовать энергию Солнца в энергию жизни. Использование энергии видимого света привело к значительному развитию ранних форм жизни. Сине-зеленые водоросли, содержащие хлорофилл, были обнаружены в ископаемых слоях, возраст которых насчитывает три с половиной миллиарда лет.

Без магния не могут жить не только растения, но и животные. Без магния мы не смогли бы дышать, двигаться и мыслить. Магний входит в состав каждой живой клетки и участвует почти в каждом биохимическом процессе.

Магний является в основном внутриклеточным катионом, и лишь примерно 1% его количества находится в крови. Расход магния придирчиво контроли-руется специальными ферментами. Природа не зря «заперла» магний в клетках, так как каждый атом его — на вес золота.

Магний является одним из основных строительных блоков клетки и участвует в ионной форме во всех аспектах ее физиологии. Но без инсулина он не может попасть из крови в клетку, где он более всего необходим. И наоборот, магний влияет на эффективность инсулина. Уменьшение содержания магния в клетках усиливает резистентность к инсулину, а это первый шаг на пути к диабету и заболеваниям сердца.

Магний и инсулин нуждаются друг в друге. Без магния наша поджелудочная железа не будет производить достаточного количества инсулина, а сам инсулин не будет достаточно эффективно контролировать уровень сахара в крови. Магний повышает чувствительность клеточных рецепторов к инсулину, тем самым снижая инсулинорезистентность.

Но инсулин отвечает за поступление в клетки не только глюкозы, но и магния, одного из наиболее важных для жизни веществ. Инсулин играет также центральную роль в хранении магния в клетках, а если наши клетки становятся резистентными к инсулину или инсулина вырабатывается недостаточно, то возникают проблемы с удержанием магния в клетках, на его «рабочем месте». Когда инсулина не хватает, магний выводится с мочой, и это называется магниевой недостаточностью.

Магний в наших клетках помогает мышцам расслабиться, а если магния недостаточно, это вызывает сужение кровеносных сосудов и повышение кровяного давления. Поэтому существует прямая связь между диабетом и заболеваниями сердца, обусловленная тесным взаимодействием магния и инсулина.

Ионы магния играют важнейшую роль во многих аспектах клеточного метаболизма. Магний стабилизирует структуры белков, нуклеиновых кислот и клеточных мембран, стимулируя структурную и каталитическую активность белков, ферментов или рибозимов. Магний играет важную роль в процессах клеточного деления. Было высказано предположение, что магний участвует в производстве нуклеотидов для синтеза РНК и ДНК.

Отдельные структурные особенности ДНК, которые играют важную роль в ее управляющих функциях, формируются при участии магния. Активированные ионы магния занимают центральное место в функции белков репарации ДНК, эндонуклеазы и полимеразы. Эти белки играют ключевую роль в предотвращении цитотоксических и мутагенных эффектов, алкилирования и окислительных повреждений ДНК. Белки репарации исправляют ошибки во вновь синтезированной ДНК.

Как считает д-р Джеймс Майкл Говард (Тарлетонский государственный университет, США), рак и инфекции развиваются совместно, и одна из основных причин этого — снижение доступности ДГЭА, которое связано с дефицитом магния. ДГЭА — дигидроэпиандростерон, также известный как «мать всех стероидных гормонов» — превращается в организме в несколько различных гормонов, в том числе эстроген и тестостерон.

Роль ДГЭА в организме заключается в восстановлении иммунного баланса и стимуляции производства моноцитов (клеток, которые атакуют опухоли), B-лимфоцитарной активности (борьба против болезнетворных организмов), мобилизации Т-лимфоцитов (Т-клетки имеют ДГЭА в своем составе) и защите вилочковой железы, которая производит Т-клетки. Имеются также данные о том, что ДГЭА играет роль в нейроэндокринной регуляции антибактериального иммунитета.

Все стероидные гормоны производятся из холестерина. Холестерин, который был в свое время незаслуженно обвинен во многих грехах, на самом деле имеет решающее значение для здоровья и является «родителем» гормонов коры надпочечников, в том числе кортизона, гидрокортизона, альдостерона, а также и ДГЭА.

Холестерин не может быть синтезирован без магния, а магний, в свою очередь, является жизненно важным компонентом многих гормонов. Эти гормоны связаны между собой, каждый из них выполняет уникальные биологические функции, и всем им необходим магний для функционирования.

Низкий уровень ДГЭА в организме приводит к хроническому воспалению, иммунной дисфункции, депрессии; он может стать причиной ревматоидного артрита, диабетических осложнений, повышения риска некоторых видов рака, сердечно-сосудистых заболеваний и остеопороза.

По мнению доктора Рассела Блейлока (Белхэвен колледж, Джексон, США), дефицит магния связан со значительным увеличением количества свободных радикалов, а также с истощением запасов глутатиона, что очень нежелательно, поскольку глутатион является одним из немногих антиоксидантных соединений, которые способны нейтрализовать отложения ртути в тканях сердечной мышцы. Для синтеза глутатиона необходим магний, который входит в состав фермента глутатион-синтетазы.

Недостаток магния является причиной потерь глутатиона, что недопустимо, так как глутатион помогает защитить клетки от повреждений, возникающих в результате курения, воздействия радиации, химиотерапии при онкологии, и токсинов, таких как алкоголь и другие вредные вещества. При недостатке глутатиона в тканях накапливаются токсины и недоокисленные продукты метаболизма, что приводит к отравлению организма и ускоренному старению.

Ученые считают, что дефицит магния, так же как и дефицит антиоксидантов, является важным фактором риска, предрасполагающим к развитию лейкемии. В одном исследовании было установлено, что 46% пациентов, госпитализиро-ванных в отделении интенсивной терапии ракового центра, страдают гипомагниемией. В исследованиях на животных дефицит магния вызвал появление лимфопоэтических новообразований у молодых крыс.

Если вспомнить, что ионы магния участвуют в работе более 300 ферментов, и его роль в метаболизме жирных кислот и фосфолипидов, которые обеспечивают проницаемость и стабильность клеточных мембран, становится очевидным, что дефицит магния может привести к расстройству физиологиче-ских защитных механизмов клетки и создать благоприятные условия для развития рака.

Все, что нарушает физиологию клеток, приводит к проникновению в клетку инфекций, которые являются неотъемлемой частью ракового процесса. Без достаточного количества магния наши клетки становятся мишенью для дрожжей и грибков, которые создают в них свои колонии.

Известно, что канцерогенез вызывает нарушения распределения магния в организме — повышение его концентрации в крови и магниевое истощение в неопухолевых тканях. Недостаток магния стимулирует канцерогенез, а высокий уровень магния тормозит канцерогенез, что доказано для твердых опухолей.

И канцерогенез, и дефицит магния приводят к увеличению проницаемости плазматической мембраны клетки. Это вызывает резкое изменение ионных потоков, проходящих через мембрану, в первую очередь, ионов калия, кальция и натрия. Повышение проницаемости мембран открывает также путь в клетки для ионов свинца. Было высказано предположение, что увеличение проницае-мости клеточных мембран является главным фактором запуска раковой трансформации клеток.

Магний оказывает влияние на проницаемость клеточных мембран через механизм кальциевых каналов и ионной транспортировки. Он отвечает за поддержание трансмембранных градиентов натрия и калия.

Твердо установлено, что магний фактически является ключом к надлежащему усвоению и использованию организмом кальция, а также других важных питательных веществ. Рекомендуемое соотношение магния и кальция в организме находится в диапазоне от 1:2 до 1:1.

Если мы потребляем слишком много кальция, но не получаем достаточного количества магния, избыток кальция используется неправильно и может фактически стать токсичным, вызывая болезненные состояния в организме. «Неуправляемый» кальций в крови может вызывать образование камней в почках и почечные осложнения.

Повышенный уровень кальция также связан с артритом и сосудистой дегенерацией, кальцификацией мягких тканей, гипертонией и инсультом, а также увеличением уровня триглицеридов ЛПОНП, желудочно-кишечными рас-стройствами, депрессией, хронической усталостью и дисбалансом важнейших минералов, включая магний, цинк, железо и фосфор.

Эксперты также считают, что избыточный кальций может увеличивать риск рака простаты. В 1998 году исследователи Гарвардской школы общественного здравоохранения на материале 47781 мужчин обнаружили, что у тех, кто потреблял от 1500 до 1999 мг кальция в день, примерно в два раза чаще диагностировался метастатический рак простаты (то есть, рак с метастази-рованием), чем у тех, кто получал 500 мг кальция в день или меньше.

У тех же мужчин, которые потребляли в день 2000 мг и более кальция, риск развития метастатического рака предстательной железы оказался в четыре раза выше, чем у тех, кто потреблял менее чем 500 мг кальция в день.

Кальций и магний противоположны по своему воздействию на организм. Магний препятствует кальцификации наших органов и тканей, которая является одним из спутников старения, а значит, он способствует омоложению организма.

источник

Источник

Клетки всех живых организмов имеют сходный химический состав, включающий в себя органические и неорганические вещества. Каждое из таких соединений выполняет в структуре живого определенную функцию, которая связана с их строением.

Большая часть химических элементов, находящихся в Периодической системе Менделеева Д.И., обнаружена внутри живых клеток. Там они находятся не в хаотичном расположении, а образуют органические и неорганические соединения. Хотя соединений неорганического типа внутри «живого» больше, роль органических веществ гораздо значимее!

Областью биологии, занимающейся изучением химического состава клеток, является биохимия. На долю органических веществ выпала функция определения уникальности живого организма на планете.

Все содержащиеся внутри живых клеток элементы объединяют в две большие группы: микроэлементы и макроэлементы.

Внутри живых клеток содержится минимальная часть микроэлементов (0,01%), но без этого количества живые организмы не могут полноценно существовать. В категорию микроэлементов относят:

Условия окружающей среды определяют концентрацию химических элементов внутри живого организма. К примеру, повышенное содержание меди имеется внутри моллюсков, а железа – в позвоночных организмах.

Внутри живого организма содержание макроэлементов составляет около 99%. Наиболее важная роль из них отводится:

Это органогенные элементы, так как они образуют главные органические соединения. Остальные (сера, фосфор и прочие) отвечают за происходящие в живом организме процессы.

При избытке либо дефиците в организме микро- и макроэлементов развиваются различные заболевания. Поэтому, периодически следует восполнять концентрацию данных элементов в живом организме, увеличивая или уменьшая их количество в пище.

В категорию неорганических соединений относят минеральные соли и воду.

Выполняемые неорганическими и органическими веществами функции тесно связаны с их строением. Так, покрывающая клетку мембрана (оболочка) содержит в своем составе углеводы, белки и липиды. Находящиеся на поверхности клеточной оболочки белки-рецепторы воспринимают сигналы из окружающего пространства, выполняя тем самым рецепторную функцию.

Содержание липидов (жиров) внутри мембран определяет проницаемость оболочки для одних соединений и непроницаемость для других. Углеводы ответственны за синтез молекул АТФ, запасающих энергию. Аналогично связано строение других компонентов клетки с их составом.

Внутри живых организмов каждое химическое вещество играет определенную роль, благодаря чему весь организм способен полноценно жить. Так, присутствие в клетке магния способствует выработке некоторых ферментов и формированию хлорофилла у растений. Кальций формирует прочность зубов и костей человека, а также активирует работу волокон мышц.

Без серы в организме не смогут образовываться белки, а без ионов натрия и калия в клетку не смогут поступать некоторые соединения.

в составе серосодержащих аминокислот, белков.

источник

Цинк входит в состав гемоглобина инсулина хлорофилла витамина в12

Тест с ответами: “Химические элементы”

1. Химический элемент, входящий в состав цистеина, метионина, витамина В1, инсулина:
а) сера +
б) фосфор
в) фтор

2. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) серебро
б) углерод +
в) марганец

3. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) цинк
б) серебро
в) кислород +

4. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) железо +
б) цинк
в) золото

5. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) фтор
б) марганец
в) сера +

6. Входит в состав некоторых ферментов и повышает их активность; участвует в развитии костей, ассимиляции азота и процессе фотосинтеза, улучшает усвоение организмом меди:
а) железо
б) марганец +
в) никель

7. Входит в состав витамина В12; участвует в фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями и развитии эритроцитов, синтезе гемоглобина:
а) марганец
б) цинк
в) кобальт +

8. Наиболее распространенная классификация химических элементов живых организмов:
а) макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы +
б) макроэлементы, микроэлементы, мезоэлементы
в) макро- и микроэлементы

9. Входит в состав многих ферментов, гемоглобина и миоглобина; участвует в биосинтезе хлорофилла, в процессах дыхания и фотосинтеза:
а) цинк
б) кобальт
в) железо +

10. Входит в состав витамина В1 – составной части фермента, участвующего в расщеплении пировиноградной кислоты:
а) железо
б) бром +
в) молибден

11. Входит в состав некоторых ферментов, расщепляющих полипептиды и угольную кислоту, участвующих в спиртовом брожении у бактерий; участвует в синтезе растительных гормонов:
а) цинк +
б) кобальт
в) медь

12. Входит в состав эмали зубов и костей; влияет на метаболизм стронция:
а) бром
б) фтор +
в) цинк

13. Химический элемент: преобладает в организмах животных в виде аниона, входит в состав соляной кислоты желудочного сока, плазмы крови, участвует в создании мембранных потенциалов клетки:
а) хлор +
б) сера
в) йод

14. Что такое H:
а) гелий
б) натрий
в) водород +

15. Что такое Se:
а) селен +
б) серебро
в) сера

16. Что такое Kr:
а) калий
б) криптон +
в) корунд

17. Что такое Y:
а) убридий
б) йод
в) иттрий +

18. Что такое Te:
а) темидий
б) теллур +
в) технеций

19. Этот химический элемент открыли два ученых: француз Ж. Жансен и англичанин Дж. Н. Локьер, наблюдая за солнцем:
а) аргон
б) неон
в) гелий +

20. Какое вещество синтезировал Бранд:
а) хлор
б) фосфор +
в) бром

21. Что такое Nb:
а) ниобий +
б) набдий
в) набулий

22. Что такое Sn:
а) ртуть
б) олово +
в) серебро

23. Что такое Cr:
а) церий
б) сера
в) хром +

24. Что такое Rh:
а) цирконий
б) родий +
в) рубидий

25. Что такое Ge:
а) гелий
б) гестий
в) германий +

26. Что такое P:
а) протактиний
б) фосфор +
в) полоний

27. Что такое W:
а) вольфрам +
б) висмут
в) ванадий

28. Что такое K:
а) кальций
б) кобальт
в) калий +

29. Что такое C:
а) углерод +
б) азот
в) кальций

30. Что такое At:
а) золото
б) астат +
в) серебро

Решите биологию. Химический состав клетки

2. 1. 1. Какой из химических элементов одновременно входит в состав костной ткани и нуклеиновых кислот?

1) Калий.
2) Фосфор.
3) Кальций.
4) Цинк.

2.1.2. Из перечисленных химических элементов в клетках в наименьшем количестве содержится:

1) азот;
2) кислород;
3) углерод;
4) водород.

2.1.3 Из перечисленных элементов в молекуле хлорофилла содержится:

1) натрий;
2) калий;
3) фосфор;
4) магний

2.1.4. Примером активного ионного транспорта является:

1) работа калий -натриевого насоса;
2) диффузия воды через поры клеточной стенки;
3) диффузия кислорода при дыхании;
4) фильтрация крови в почечной капсуле.

2.1.5. Из перечисленных веществ является гидрофобным:

1) спирт;
2) сахар;
3) ДНК;
4) Марганцовокислый калий.

2.1.6. Полярностью воды обусловлена ее:

1) теплопроводность;
2) теплоемкость;
3) способность растворять неполярные соединения;
4) способность растворять полярные соединения.

2.1.7. При замерзании воды расстояние между ее молекулами:

1) уменьшается;
2) увеличивается;
3) не изменяется;
4) сначала увеличивается , затем уменьшается.

2.1.8. У детей развивается рахит при недостатке:

1) марганца и железа;
2) кальция и фосфора;
3) меди и цинка;
4) серы и азота.

2.1.9. Передача возбуждения по нерву или мышце объясняется:

1) разностью концентраций ионов натрия и калия внутри и вне клетки;
2) разрывом водородных связей между молекулами воды;
3) изменением концентрации водородных ионов;
4) теплопроводностью воды.

2.1.10 Между атомами в молекуле воды возникают химические связи:

1) Ковалентно — неполярные.
2) Ковалентно — полярные.
3) Ионные.
4). Водородные.

2.1.11. Химические связи, обуславливающие поверхностное натяжение воды называются:

1) ковалентными;
2) ионными;
3) водородными;
4) гидрофобными.

2.1.12 Среда, в которой перевариваются белки пищи является:

1) нейтральной ;
2) щелочной;
3) Слабощелочной;
4) кислой.

2.1.13. В состав желудочного сока входит:

1) Na2CO3
2) HCl;
3) H2SO4;
4) NaOH

2.1.14. Вода обладает способностью растворять ионные вещества потому что:

1)она содержит ионы;
2) ее молекулы полярны;
3)она содержит кислород;
4) атомы в ее молекулах соединены ковалентными связями.

2.1.15. Частоту сердечных сокращений снижают препараты:

1) калия
2) кальция;
3) натрия;
4) магния

2.1.16. Железо входит в состав:

1) АТФ
2) РНК
3) Гемоглобина
4) Хлорофилла

Заполните пропуски в предложениях.

2.1.17. В молекуле воды _________атом кислорода _____________связан с _________ атомами водорода.

2.1.18 Молекула воды ____________., т. к. кислород электроотрицательнее водорода.

2.1.19 Между атомом кислорода одной молекулы и атомом __________ другой молекулы воды образуется _____________ ________.

2.1.20 Полярностью молекул воды обеспечивается ее способность _______________ другие полярные соединения.

2.1.21 Наличием множества слабых водородных связей обеспечиваются такие свойства воды как _______________ и _____________________.

2.1.22. Максимальную плотность вода имеет при ____. Поэтому лед __________воды и плавает на ее поверхности.

2.1.23. По отношению к воде все вещества клетки делятся на _____________и ____________________.

Дашков Максим Леонидович, репетитор по биологии в Минске

Качественная подготовка к централизованному тестированию, к поступлению в лицей

+375 44 761-37-35 (A1/Viber) +375 29 751-37-35 (МТС)

Поделиться с друзьями

Главное меню

Для учащихся и учителей

Консультация репетитора

Поиск по сайту

1. В какой группе все элементы относятся к макроэлементам? К микроэлементам?

а) Железо, сера, кобальт; б) фосфор, магний, азот; в) натрий, кислород, йод; г) фтор, медь, марганец.

К макроэлементам относятся: б) фосфор, магний, азот.

К микроэлементам относятся: г) фтор, медь, марганец.

2. Какие химические элементы называются макроэлементами? Перечислите их. Каково значение макроэлементов в живых организмах?

Макроэлементы – химические элементы, содержание которых в живых организмах составляет более 0,01% (по массе). Макроэлементами являются кислород (О), углерод (С), водород (Н), азот (N), кальций (Са), фосфор (Р), калий (К), сера (S), хлор (Cl), натрий (Na) и магний (Mg). Для растений макроэлементом также является кремний (Si).

Углерод, кислород, водород и азот – основные составляющие органических соединений живых организмов. Кроме того, кислород и водород входят в состав воды, массовая доля которой в живых организмах составляет в среднем 60-75%. Молекулярный кислород (О2) используется большинством живых организмов для клеточного дыхания, в ходе которого выделяется необходимая организму энергия. Сера входит в состав белков и некоторых аминокислот, фосфор – в состав органических соединений (например, ДНК, РНК, АТФ), компонентов костной ткани, зубной эмали. Хлор входит в состав соляной кислоты желудочного сока человека и животных.

Калий и натрий участвуют в генерации биоэлектрических потенциалов, обеспечивают поддержание нормального ритма сердечной деятельности человека и животных. Калий также участвует в процессе фотосинтеза. Кальций и магний входят в состав костной ткани, эмали зубов. Кроме того, кальций необходим для свёртывания крови и сокращения мышц, входит в состав клеточной стенки растений, а магний входит в состав хлорофилла и ряда ферментов.

3. Какие элементы называются микроэлементами? Приведите примеры. В чём заключается роль микроэлементов для жизнедеятельности организмов?

Микроэлементами называют жизненно важные химические элементы, массовая доля которых в живых организмах составляет от 0,01% и менее. К этой группе относятся железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), фтор (F), йод (I), марганец (Mn), кобальт (Со), молибден (Мо) и некоторые другие элементы.

Железо входит в состав гемоглобина, миоглобина и многих ферментов, участвует в процессах клеточного дыхания и фотосинтеза. Медь входит в состав гемоцианинов (дыхательных пигментов крови и гемолимфы некоторых беспозвоночных животных), участвует в процессах клеточного дыхания, фотосинтеза, синтеза гемоглобина. Цинк входит в состав гормона инсулина, некоторых ферментов, участвует в процессах синтеза фитогормонов. Фтор входит в состав зубной эмали и костной ткани, йод – в состав гормонов щитовидной железы (трийодтиронина и тироксина). Марганец входит в состав ряда ферментов или повышает их активность, участвует в формировании костей, в процессе фотосинтеза. Кобальт необходим для процессов кроветворения, входит в состав витамина В12. Молибден участвует в процессах связывания молекулярного азота (N2) клубеньковыми бактериями.

4. Установите соответствие между химическим элементом и его биологической функцией:

а) участвует в синтезе гормонов растений, входит в состав инсулина.

б) входит в состав гормонов щитовидной железы.

в) является компонентом хлорофилла.

г) входит в состав гемоцианинов некоторых беспозвоночных животных.

д) необходим для мышечного сокращения и свёртывания крови.

е) входит в состав витамина В12.

1 – д (кальций необходим для мышечного сокращения и свёртывания крови);

2 – в (магний является компонентом хлорофилла);

3 – е (кобальт входит в состав витамина В12);

4 – б (йод входит в состав гормонов щитовидной железы);

5 – а (цинк участвует в синтезе гормонов растений, входит в состав инсулина);

6 – г (медь входит в состав гемоцианинов некоторых беспозвоночных животных).

5. На основании материала о биологической роли макро- и микроэлементов и знаний, полученных при изучении организма человека в 9-м классе, объясните, к каким последствиям может привести недостаток тех или иных химических элементов в организме человека.

Например, при недостатке кальция ухудшается состояние зубов и развивается кариес, наблюдается повышенная склонность костей к деформации и переломам, появляются судороги, снижается свёртываемость крови. Недостаток калия приводит к развитию сонливости, депрессии, мышечной слабости, сердечной аритмии. При дефиците железа наблюдается снижение уровня гемоглобина, развивается анемия (малокровие). При недостаточном поступлении в организм йода нарушается синтез трийодтиронина и тироксина (гормонов щитовидной железы), может наблюдаться увеличение щитовидной железы в виде зоба, развивается быстрая утомляемость, ухудшается память, снижается внимание и т. п. Длительная нехватка йода у детей может приводить к отставанию в физическом и умственном развитии. При недостатке кобальта снижается количество эритроцитов в крови. Дефицит фтора может стать причиной разрушения и выпадения зубов, поражения дёсен.

6. В таблице указано содержание основных химических элементов в земной коре (по массе, в %). Сравните состав земной коры и живых организмов. В чём заключаются особенности элементарного состава живых организмов? Какие факты позволяют сделать вывод о единстве живой и неживой природы?

источник

Источник