İnsan vücudundaki kimyasal elementler. Organik ve inorganik maddeler

Bildiğiniz gibi tüm maddeler mineral ve organik olmak üzere iki büyük kategoriye ayrılabilir. İnorganik veya mineral maddelere çok sayıda örnek verebilirsiniz: tuz, soda, potasyum. Peki ikinci kategoriye ne tür bağlantılar giriyor? Organik maddeler her canlı organizmada bulunur.

Sincaplar

Organik maddelerin en önemli örneği proteinlerdir. Azot, hidrojen ve oksijen içerirler. Bunların yanı sıra bazı proteinlerde bazen kükürt atomları da bulunabilir.

Proteinler en önemli organik bileşikler arasındadır ve doğada en yaygın olarak bulunanlardır. Proteinlerin diğer bileşiklerden farklı olarak belirli karakteristik özellikleri vardır. Başlıca özellikleri büyük moleküler ağırlıklarıdır. Örneğin bir alkol atomunun molekül ağırlığı 46, benzenin 78, hemoglobinin ise 152.000'dir. Diğer maddelerin molekülleriyle karşılaştırıldığında proteinler binlerce atom içeren gerçek devlerdir. Bazen biyologlar bunlara makromoleküller adını verirler.

Proteinler tüm organik yapılar arasında en karmaşık olanıdır. Polimer sınıfına aittirler. Bir polimer molekülünü mikroskop altında incelerseniz onun daha basit yapılardan oluşan bir zincir olduğunu görebilirsiniz. Monomerler olarak adlandırılırlar ve polimerlerde birçok kez tekrarlanırlar.

Proteinlere ek olarak çok sayıda polimer vardır - kauçuk, selüloz ve sıradan nişasta. Ayrıca birçok polimer insan eliyle yaratıldı - naylon, lavsan, polietilen.

Protein oluşumu

Proteinler nasıl oluşur? Bunlar, canlı organizmalardaki bileşimi genetik kod tarafından belirlenen organik maddelerin bir örneğidir. Sentezlerinde çoğu durumda çeşitli kombinasyonlar kullanılır

Ayrıca, protein hücrede işlev görmeye başladığında yeni amino asitler oluşturulabilir. Ancak yalnızca alfa amino asitleri içerir. Açıklanan maddenin birincil yapısı, amino asit kalıntılarının dizisi ile belirlenir. Ve çoğu durumda, bir protein oluştuğunda, polipeptit zinciri, dönüşleri birbirine yakın olan bir spiral şeklinde bükülür. Eğitimin bir sonucu olarak hidrojen bileşikleri oldukça güçlü bir yapıya sahiptir.

Yağlar

Organik maddelere bir başka örnek ise yağlardır. İnsan pek çok yağ türünü bilir: tereyağı, sığır eti ve balık yağı, bitkisel yağlar. Bitki tohumlarında büyük miktarlarda yağlar oluşur. Soyulmuş ay çekirdeğini bir kağıdın üzerine yerleştirip bastırırsanız, kağıt üzerinde yağlı bir leke kalacaktır.

Karbonhidratlar

Karbonhidratlar canlı doğada daha az önemli değildir. Tüm bitki organlarında bulunurlar. Karbonhidrat sınıfı şeker, nişasta ve lifi içerir. Patates yumruları ve muz meyveleri bunlar açısından zengindir. Patateslerdeki nişastayı tespit etmek çok kolaydır. İyot ile reaksiyona girdiğinde bu karbonhidrat maviye döner. Kesilmiş bir patatesin üzerine biraz iyot damlatarak bunu doğrulayabilirsiniz.

Şekerleri tespit etmek de kolaydır; hepsinin tadı tatlıdır. Bu sınıfın birçok karbonhidratı üzüm, karpuz, kavun ve elma ağaçlarının meyvelerinde bulunur. Yapay koşullarda da üretilen organik maddelere örnektirler. Örneğin şeker kamışından şeker elde edilir.

Karbonhidratlar doğada nasıl oluşur? En çok basit örnek fotosentez sürecidir. Karbonhidratlar, birkaç karbon atomundan oluşan bir zincir içeren organik maddelerdir. Ayrıca birkaç hidroksil grubu içerirler. Fotosentez sırasında karbon monoksit ve kükürtten inorganik şekerler oluşur.

Elyaf

Organik maddenin bir başka örneği de liflerdir. Çoğu pamuk tohumlarında, bitki saplarında ve yapraklarında bulunur. Lif doğrusal polimerlerden oluşur, moleküler ağırlığı 500 bin ila 2 milyon arasında değişir.

Saf haliyle kokusu, tadı ve rengi olmayan bir maddedir. Fotoğraf filmi, selofan ve patlayıcı üretiminde kullanılır. Lif insan vücudu tarafından emilmez, ancak mide ve bağırsakların çalışmasını uyardığından diyetin gerekli bir parçasıdır.

Organik ve inorganik maddeler

Organik ve ikincisinin daima minerallerden - cansızlardan - dünyanın derinliklerinde oluşanlardan oluşmasına birçok örnek verebiliriz. Ayrıca çeşitli kayalarda da bulunurlar.

Doğal koşullar altında minerallerin veya organik maddelerin yok edilmesi sırasında inorganik maddeler oluşur. Öte yandan minerallerden sürekli olarak organik maddeler oluşur. Örneğin bitkiler, içinde çözünmüş bileşikler bulunan suyu emer ve bunlar daha sonra bir kategoriden diğerine geçer. Canlı organizmalar beslenme için çoğunlukla organik maddeleri kullanır.

Çeşitliliğin nedenleri

Çoğu zaman okul çocukları veya öğrencilerin organik madde çeşitliliğinin nedenlerinin neler olduğu sorusuna cevap vermeleri gerekir. Ana faktör, karbon atomlarının basit ve çoklu olmak üzere iki tür bağ kullanılarak birbirine bağlanmasıdır. Ayrıca zincirler de oluşturabilirler. Diğer bir neden ise farklı türlerin çeşitliliğidir. kimyasal elementler organik maddede bulunurlar. Ek olarak, çeşitlilik aynı zamanda allotropiden de kaynaklanmaktadır - aynı elementin farklı bileşiklerde bulunması olgusu.

İnorganik maddeler nasıl oluşur? Doğal ve sentetik organik maddeler ve örnekleri hem lisede hem de uzmanlaşmış yüksek öğretim kurumlarında incelenmektedir. İnorganik maddelerin oluşumu, proteinlerin veya karbonhidratların oluşumu kadar karmaşık bir süreç değildir. Örneğin insanlar çok eski zamanlardan beri soda göllerinden soda çıkarıyorlar. 1791'de kimyager Nicolas Leblanc, bunun laboratuarda tebeşir, tuz ve sülfürik asit kullanılarak sentezlenmesini önerdi. Bugün herkesin aşina olduğu soda, bir zamanlar oldukça pahalı bir üründü. Deneyi gerçekleştirmek için sofra tuzunu asitle birlikte kalsine etmek ve ardından elde edilen sülfatı kireçtaşı ve odun kömürüyle birlikte kalsine etmek gerekiyordu.

Bir diğeri potasyum permanganat veya potasyum permanganattır. Bu madde endüstriyel olarak elde edilir. Oluşum süreci, bir potasyum hidroksit çözeltisinin ve bir manganez anotunun elektrolizinden oluşur. Bu durumda, anot yavaş yavaş eriyerek mor bir çözelti oluşturur - bu, iyi bilinen potasyum permanganattır.

1 Organik ve inorganik maddeler

BEN. İnorganik bileşikler.

1.Su, özellikleri ve biyolojik süreçler açısından önemi.

Su evrensel bir çözücüdür. Yüksek ısı kapasitesine ve aynı zamanda sıvılar için yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Bu özellikleri suyu vücudun termal dengesini korumak için ideal bir sıvı haline getirir.

Su, moleküllerinin polaritesi nedeniyle yapı stabilizatörü görevi görür.

Su, oksijen ve hidrojen kaynağıdır, biyokimyasal ve kimyasal reaksiyonların gerçekleştiği ana ortamdır, biyokimyasalların en önemli reaktifi ve ürünüdür. kimyasal reaksiyonlar.

Su, fotosentez ve terleme süreci için önemli olan spektrumun görünür kısmında tam şeffaflık ile karakterize edilir.

Su pratik olarak sıkışmaz, bu da organlara şekil vermek, turgor yaratmak ve organların ve vücudun bazı kısımlarının uzayda belirli bir pozisyonunu sağlamak için çok önemlidir.

Su sayesinde canlı hücrelerde ozmotik reaksiyonlar mümkündür.

Su, vücuttaki maddelerin taşınmasının ana yoludur (kan dolaşımı, bitkinin vücudu boyunca yükselen ve alçalan çözelti akımları vb.).

2. Mineraller.

Modern yöntemleri kullanan canlı organizmaların bir parçası olarak kimyasal analiz 80 element tespit edildi periyodik tablo. Kantitatif bileşimlerine göre üç ana gruba ayrılırlar.

Makro elementler organik ve inorganik bileşiklerin büyük bir kısmını oluşturur, konsantrasyonları vücut ağırlığının %60 ila %0,001'i arasında değişir (oksijen, hidrojen, karbon, nitrojen, kükürt, magnezyum, potasyum, sodyum, demir, vb.).

Mikro elementler çoğunlukla ağır metallerin iyonlarıdır. Organizmalarda %0,001 - %0,000001 (manganez, bor, bakır, molibden, çinko, iyot, brom) miktarında bulunur.

Ultramikro elementlerin konsantrasyonu% 0,000001'i geçmez. Organizmalardaki fizyolojik rolleri henüz tam olarak açıklanamamıştır. Bu grup uranyum, radyum, altın, cıva, sezyum, selenyum ve diğer birçok nadir elementi içerir.

Dünya'da yaşayan canlı organizmaların dokularının büyük bir kısmı organojenik elementlerden oluşur: oksijen, karbon, hidrojen ve nitrojen, esas olarak organik bileşiklerin oluşturulduğu proteinler, yağlar, karbonhidratlar.

II. Bireysel elemanların rolü ve işlevi.

Ototrofik bitkilerdeki azot, azot ve protein metabolizmasının ilk ürünüdür. Azot atomları diğer birçok protein olmayan fakat önemli bileşiğin bir parçasıdır: pigmentler (klorofil, hemoglobin), nükleik asitler, vitaminler.

Fosfor birçok hayati bileşiğin bir parçasıdır. Fosfor AMP, ADP, ATP, nükleotidler, fosforile sakkaritler ve bazı enzimlerin bir parçasıdır. Birçok organizma mineral formunda fosfor içerir (çözünür hücre özsuyu fosfatları, kemik dokusu fosfatları).

Organizmalar öldükten sonra fosfor bileşikleri mineralize olur. Kök salgıları ve toprak bakterilerinin aktivitesi sayesinde fosfatlar çözülür, bu da fosforun bitki ve daha sonra hayvan organizmaları tarafından emilmesini mümkün kılar.

Kükürt, kükürt içeren amino asitlerin (sistin, sistein) yapımında rol oynar ve B1 vitamininin ve bazı enzimlerin bir parçasıdır. Kükürt ve bileşikleri kemosentetik bakteriler için özellikle önemlidir. Karaciğerde toksik maddelerin dezenfeksiyonu sonucu kükürt bileşikleri oluşur.

Potasyum hücrelerde sadece iyon halinde bulunur. Potasyum sayesinde sitoplazma belirli koloidal özelliklere sahiptir; potasyum, protein sentezi enzimlerini aktive eder, kalp aktivitesinin normal ritmini belirler, biyoelektrik potansiyellerin oluşumuna ve fotosentez süreçlerine katılır.

Sodyum (iyonik formda bulunur) kandaki minerallerin önemli bir kısmını oluşturur ve bu nedenle vücudun su metabolizmasının düzenlenmesinde önemli bir rol oynar. Sodyum iyonları hücre zarının polarizasyonuna katkıda bulunur; Kardiyak aktivitenin normal ritmi, besin ortamında gerekli miktarda sodyum, potasyum ve kalsiyum tuzlarının varlığına bağlıdır.

İyonik haldeki kalsiyum, potasyumun bir antagonistidir. Membran yapılarının bir parçasıdır ve pektin maddelerinin tuzları formunda bitki hücrelerini birbirine yapıştırır. Bitki hücrelerinde genellikle basit, iğne şeklinde veya kaynaşmış kalsiyum oksalat kristalleri formunda bulunur.

Magnezyum hücrelerde kalsiyum ile belli oranda bulunur. Klorofil molekülünün bir parçasıdır, enerji metabolizmasını ve DNA sentezini aktive eder.

Demir, hemoglobin molekülünün ayrılmaz bir parçasıdır. Klorofil biyosentezinde rol oynar, bu nedenle toprakta demir eksikliği olduğunda bitkilerde kloroz gelişir. Demirin ana rolü, oksidatif enzimlerin (katalaz, ferredoksin) bir parçası olarak elektronları aktararak solunum ve fotosentez işlemlerine katılmaktır. Hayvanların ve insanların vücudundaki belirli bir demir kaynağı, karaciğer ve dalakta bulunan demir içeren protein ferritinde depolanır.

Bakır, önemli bir rol oynadığı hayvanlarda ve bitkilerde bulunur. Bakır bazı enzimlerin (oksidazlar) bir parçasıdır. Bakırın hematopoez süreçleri, hemoglobin ve sitokromların sentezi için önemi belirlenmiştir.

Her gün gıdalarla birlikte insan vücuduna 2 mg bakır girmektedir. Bitkilerde bakır, fotosentez ve diğer biyosentezlerin karanlık reaksiyonlarına katılan birçok enzimin bir parçasıdır. Bakır eksikliği olan hayvanlarda anemi, iştah kaybı ve kalp hastalığı görülür.

Manganez, yetersiz miktarda bitkilerde kloroza neden olan bir mikro elementtir. Manganez ayrıca bitkilerde nitratın azaltılması süreçlerinde de büyük rol oynar.

Çinko, karbonik asidin parçalanmasını aktive eden bazı enzimlerin bir parçasıdır.

Bor, özellikle bitki organizmalarının büyüme süreçlerini etkiler. Toprakta bu mikro elementin yokluğunda bitkilerde iletken dokular, çiçekler ve yumurtalıklar ölür.

Son zamanlarda mikro elementler bitkisel üretimde (ekim öncesi tohum tedavisi) ve hayvancılıkta (mikro element yem katkı maddeleri) yaygın olarak kullanılmaktadır.

Hücrenin diğer inorganik bileşenleri çoğunlukla çözelti içinde iyonlara ayrışmış veya çözünmemiş bir durumda (kemik dokusunun fosfor tuzları, süngerlerin kalkerli veya silikon kabukları, mercanlar, diatomlar vb.) tuzlar formunda bulunur.

III. Organik bileşikler.

Karbonhidratlar (sakkaritler). Bu maddelerin molekülleri yalnızca üç elementten oluşur: karbon, oksijen ve hidrojen. Karbonlar canlı organizmaların ana enerji kaynağıdır. Ayrıca organizmalara daha sonra diğer bileşiklerin sentezinde kullanılacak bileşikler sağlarlar.

En ünlü ve yaygın karbonhidratlar suda çözünmüş mono ve disakkaritlerdir. Kristalleşirler ve tadı tatlıdır.

Monosakkaritler (monozlar) hidrolize edilemeyen bileşiklerdir. Sakkaritler, daha yüksek molekül ağırlıklı bileşikler (di-, tri- ve polisakkaritler) oluşturmak üzere polimerleşebilir.

Oligosakkaritler. Bu bileşiklerin molekülleri 2 ila 4 molekül monosakkaritten oluşur. Bu bileşikler ayrıca kristalleşebilir, suda kolayca çözünür, tatlı bir tada sahiptir ve sabit bir molekül ağırlığına sahiptir. Oligosakkaritlerin örnekleri arasında disakkaritler sakaroz, maltoz, laktoz, stakiyoz tetrasakarit vb. yer alır.

Polisakkaritler (poliozlar), tatlı bir tada sahip olmayan, suda çözünmeyen bileşiklerdir (kolloidal bir çözelti oluştururlar). Önceki karbonhidrat grubu gibi hidrolize edilebilirler (arabanlar, ksilanlar, nişasta, glikojen). Bu bileşiklerin ana işlevi bağ dokusu hücrelerini bağlamak, birbirine yapıştırmak, hücreleri olumsuz faktörlerden korumaktır.

Lipitler, tüm canlı hücrelerde bulunan ve suda çözünmeyen bir grup bileşiktir. Lipid moleküllerinin yapısal birimleri basit hidrokarbon zincirleri veya karmaşık siklik moleküllerin kalıntıları olabilir.

Lipidler kimyasal yapılarına göre yağlar ve lipoidler olarak ikiye ayrılır.

Yağlar (trigliseritler, nötr yağlar) lipitlerin ana grubudur. Bunlar trihidrik alkol gliserol ve yağ asitlerinin esterleri veya serbest yağ asitleri ve trigliseritlerin bir karışımıdır.

Serbest yağ asitleri canlı hücrelerde de bulunur: palmitik, stearik, risinik.

Lipoidler yağ benzeri maddelerdir. Büyük önem taşırlar çünkü yapıları nedeniyle açıkça yönlendirilmiş moleküler katmanlar oluştururlar ve moleküllerin hidrofilik ve hidrofobik uçlarının düzenli düzenlenmesi, seçici geçirgenliğe sahip membran yapılarının oluşumu için birincil öneme sahiptir.

Enzimler. Bunlar, biyokimyasal reaksiyonları hızlandırabilen, protein niteliğindeki biyolojik katalizörlerdir. Enzimler biyokimyasal dönüşümler sırasında yok edilmezler, dolayısıyla nispeten küçük miktarları reaksiyonları katalize eder. büyük miktarlar maddeler. Enzimler ve kimyasal katalizörler arasındaki karakteristik fark, normal koşullar altında reaksiyonları hızlandırma yetenekleridir.

İle kimyasal doğa enzimler iki gruba ayrılır - tek bileşenli (yalnızca proteinden oluşur, aktiviteleri aktif merkez tarafından belirlenir - bir protein molekülündeki belirli bir amino asit grubu (pepsin, trypsin)) ve iki bileşenli (proteinden oluşan ( apoenzim - protein taşıyıcısı) ve bir protein bileşeni (koenzim), Ayrıca koenzimlerin kimyasal yapısı, organik (birçok vitamin, NAD, NADP) veya inorganikten (metal atomları: demir, magnezyum, çinko) oluşabileceğinden farklı olabilir. ).

Enzimlerin görevi aktivasyon enerjisini azaltmaktır, yani. Bir molekülün reaktivitesini sağlamak için gereken enerji düzeyinin azaltılmasında.

Enzimlerin modern sınıflandırması, katalize ettikleri kimyasal reaksiyon türlerine dayanmaktadır. Hidrolaz enzimleri, karmaşık bileşiklerin monomerlere (amilaz (nişastayı hidrolize eder), selülaz (selülozu monosakaritlere ayrıştırır), proteaz (proteinleri amino asitlere hidrolize eder)) parçalama reaksiyonunu hızlandırır.

Oksidoredüktaz enzimleri redoks reaksiyonlarını katalize eder.

Transferazlar aldehit, keton ve nitrojen gruplarını bir molekülden diğerine aktarır.

Liyazlar, çift bağlar oluşturmak veya grupların çift bağlara eklenmesini katalize etmek için bireysel radikalleri ayırır.

İzomerazlar izomerizasyonu gerçekleştirir.

Ligazlar, ATP veya diğer triofosfatın enerjisini kullanarak iki molekül arasındaki reaksiyonları katalize eder.

Pigmentler yüksek molekül ağırlıklı doğal renkli bileşiklerdir. Bu tipteki birkaç yüz bileşiğin en önemlileri metaloporfirin ve flavin pigmentleridir.

Bir magnezyum atomu içeren metaloporfirin, yeşil bitki pigmentleri - klorofil molekülünün temelini oluşturur. Magnezyum yerine bir demir atomu varsa, böyle bir metaloporfirine hem denir.

İnsanların, diğer tüm omurgalıların ve bazı omurgasızların kırmızı kan hücrelerindeki hemoglobin, kana kırmızı rengini veren demir oksiti içerir. Hemerythrin kana pembe bir renk verir (bazı poliket solucanlar). Klorocruorin kanı ve doku sıvısını yeşile boyar.

Kandaki en yaygın solunum pigmentleri hemoglobin ve hemosiyanındır (yüksek kabukluların, eklembacaklıların ve bazı ahtapot yumuşakçalarının solunum pigmenti).

Kromoproteinler ayrıca sitokromlar, katalaz, peroksidaz, miyoglobin (kaslarda bulunur ve deniz memelilerinin uzun süre su altında kalmasını sağlayan bir oksijen kaynağı oluşturur) içerir.

Hücrenin kimyasal bileşimi

Mineral tuzları

su.
iyi çözücü

Hidrofilik(Yunanca'dan hidro- su ve evlat

Hidrofobik(Yunanca'dan hidro- su ve Phobos

esneklik

Su. Su- evrensel çözücü hidrofilik. 2- hidrofobik. .3- ısı kapasitesi. 4- Su karakterize edilir 5- 6- Su sağlar maddelerin hareketi 7- Bitkilerde su belirler turgor destek fonksiyonları, 8- Su ayrılmaz bir parçadır yağlama sıvıları balçık

Mineral tuzları. aksiyon potansiyeli ,

İnsan vücudundaki ana ortam olarak suyun fiziko-kimyasal özellikleri.

Hücreyi oluşturan inorganik maddelerin en önemlisi sudur. Miktarı toplam hücre kütlesinin% 60 ila 95'i arasında değişir. Su, genel olarak hücrelerin ve canlı organizmaların yaşamında hayati bir rol oynar. Bileşimlerinin bir parçası olmasının yanı sıra birçok organizma için aynı zamanda bir yaşam alanıdır. Suyun bir hücredeki rolü, kendine özgü kimyasal ve kimyasal özellikleriyle belirlenir. fiziksel özellikler esas olarak moleküllerin küçük boyutu, moleküllerinin polaritesi ve birbirleriyle hidrojen bağları oluşturma yetenekleri ile ilişkilidir.

Lipitler. İnsan vücudundaki lipitlerin fonksiyonları.

Lipitler, metanol, aseton, kloroform ve benzen gibi organik çözücülerde yüksek oranda çözünen, biyolojik kökenli maddelerin geniş bir grubudur. Aynı zamanda bu maddeler suda çözünmez veya az çözünür. Zayıf çözünürlük, lipit moleküllerinde O, N, S veya P gibi polarize edilebilir bir elektron kabuğuna sahip atomların yetersiz içeriği ile ilişkilidir.

Fizyolojik fonksiyonların humoral düzenleme sistemi. İnsanlığın ilkeleri..

Humoral fizyolojik düzenleme, bilgi iletmek için vücut sıvılarını (kan, lenf, beyin omurilik sıvısı vb.) kullanır. Sinyaller kimyasallar aracılığıyla iletilir: hormonlar, aracılar, biyolojik olarak aktif maddeler (BAS), elektrolitler vb.

Humoral düzenlemenin özellikleri: kesin bir muhatabı yoktur - biyolojik sıvıların akışıyla maddeler vücudun herhangi bir hücresine iletilebilir; bilgi dağıtım hızı düşüktür - biyolojik sıvıların akış hızına göre belirlenir - 0,5-5 m/s; eylem süresi.

Humoral düzenlemenin iletimi kan akışı, lenf, difüzyon yoluyla, sinir düzenlemesi sinir lifleri tarafından gerçekleştirilir. Humoral sinyal, sinir sinyalinden (sinir iletim hızı 130 m/s'dir) daha yavaş hareket eder (kılcal damardaki kan akışı 0,05 mm/s'dir). Humoral bir sinyalin gergin bir sinyal kadar kesin bir muhatabı yoktur ("herkes, herkes, herkes" ilkesine göre çalışır) (örneğin, bir sinir impulsu parmağın kasılan kasları tarafından iletilir). Ancak hücrelerin kimyasallara karşı farklı hassasiyetleri olduğundan bu fark önemli değildir. Bu nedenle kimyasallar kesin olarak tanımlanmış hücrelere, yani bu bilgiyi algılayabilenlere etki eder. Herhangi bir humoral faktöre karşı bu kadar yüksek duyarlılığa sahip olan hücrelere hedef hücreler denir.
Humoral faktörler arasında dar etki alanına sahip maddeler
etki spektrumu, yani sınırlı sayıda hedef hücre (örneğin oksitosin) üzerinde yönlendirilmiş etki ve önemli sayıda hedef hücrenin bulunduğu daha geniş (örneğin adrenalin).
Humoral düzenleme, yüksek hız ve uygulama doğruluğu gerektirmeyen reaksiyonları sağlamak için kullanılır.
Sinir düzenlemesi gibi humoral düzenleme de her zaman gerçekleştirilir.
tüm elemanların kanallarla birbirine bağlandığı kapalı bir düzenleyici döngü.
Cihaz devresinin izleme elemanına (SP) gelince, humoral düzenleme devresinde bağımsız bir yapı olarak yoktur. Bu bağlantının işlevi genellikle endokrin sistem tarafından gerçekleştirilir.
hücre.
Kana veya lenfe giren humoral maddeler hücreler arası sıvıya yayılır ve hızla yok edilir. Bu bakımdan etkileri yalnızca yakındaki organ hücrelerine kadar uzanabilir, yani etkileri doğası gereği yereldir. Hümoral maddelerin uzak etkileri, lokal etkilerin aksine, uzaktaki hedef hücrelere kadar uzanır.

HİPOTALAMUS HORMONLARI

hormon etkisi

Kortikoliberin - Kortikotropin ve lipotropin oluşumunu uyarır

Gonadotropin salgılayan hormon - Lutropin ve follitropin oluşumunu uyarır

Prolaktoliberin - Prolaktin salınımını teşvik eder

Prolaktostatin - Prolaktin salınımını engeller

Somatoliberin Büyüme hormonunun salgılanmasını uyarır

Somatostatin - Büyüme hormonu ve tirotropinin salgılanmasını engeller

Tiroliberin - Tirotropin ve prolaktin salgılanmasını uyarır

Melanoliberin - Melanosit uyarıcı hormonun salgılanmasını uyarır

Melanostatin - Melanosit uyarıcı hormonun salgılanmasını engeller

ADENOJİPOFİZİK HORMONLAR

STH (somatotropin, büyüme hormonu) - Vücut büyümesini, hücrelerde protein sentezini, glikoz oluşumunu ve lipit parçalanmasını uyarır

Prolaktin - Memelilerde emzirmeyi, yavru emzirme içgüdüsünü, çeşitli dokuların farklılaşmasını düzenler

TSH (tirotropin) - Tiroid hormonlarının biyosentezini ve salgılanmasını düzenler

Kortikotropin - Adrenal korteksten hormonların salgılanmasını düzenler

FSH (follitropin) ve LH (luteinize edici hormon) - LH, kadın ve erkek cinsiyet hormonlarının sentezini düzenler, foliküllerin büyümesini ve olgunlaşmasını, yumurtlamayı, yumurtalıklarda korpus luteumun oluşumunu ve işleyişini uyarır. FSH, foliküller üzerinde hassaslaştırıcı bir etkiye sahiptir. ve Leydig hücrelerini LH etkisiyle spermatogenezi uyarır

TİROİD HORMONLARI Tiroid hormonlarının salınımı iki “üstün” endokrin bezi tarafından kontrol edilir. Beynin sinir ve endokrin sistemlerini birbirine bağlayan bölgesine hipotalamus denir. Hipotalamus, tiroid hormonlarının düzeyi hakkında bilgi alır ve hipofiz bezini etkileyen maddeleri salgılar. Hipofiz ayrıca beyinde özel bir depresyon olan sella turcica bölgesinde bulunur. Yapısı ve eylemi karmaşık olan birkaç düzine hormon salgılar, ancak bunlardan yalnızca biri tiroid bezine etki eder - tiroid uyarıcı hormon veya TSH'dir. Kandaki tiroid hormonlarının düzeyi ve hipotalamustan gelen sinyaller TSH salınımını uyarır veya inhibe eder. Örneğin kandaki tiroksin miktarı azsa hem hipofiz bezi hem de hipotalamus bunu bilecektir. Hipofiz bezi, tiroid bezinden hormon salınımını aktive eden TSH'yi hemen salgılayacaktır.

Humoral düzenleme, insan vücudunun fizyolojik fonksiyonlarının kan, lenf ve doku sıvısı yoluyla koordinasyonudur. Humoral düzenleme, biyolojik olarak aktif maddeler - hücre içi, hücresel, doku, organ ve sistem seviyelerinde vücut fonksiyonlarını düzenleyen hormonlar ve sinir uyarılarını ileten aracılar tarafından gerçekleştirilir. Hormonlar, endokrin bezleri (endokrin) ve ayrıca dış salgı bezleri (doku - mide duvarları, bağırsaklar ve diğerleri) tarafından üretilir. Hormonlar etkiler metabolizma ve onlara kan yoluyla ulaşan çeşitli organların faaliyetleri. Hormonlar aşağıdaki özelliklere sahiptir: Yüksek biyolojik aktivite; Özgünlük – belirli organlar, dokular ve hücreler üzerindeki etkiler; Dokularda hızla yok edilirler; Moleküllerin boyutu küçüktür ve kılcal damarların duvarlarından dokulara kolayca nüfuz eder.

Adrenal bezler - eşleştirilmiş omurgalıların endokrin bezleri hayvanlar ve kişi. Zona glomerulosa adı verilen hormonları üretir. mineralkortikoidler. Bunlar şunları içerir: :Aldosteron (temel mineralokortikosteroid hormonu adrenal korteks) Kortikosteron (önemsiz ve nispeten aktif olmayan glikokortikoid hormonu). Mineralkortikoidler artar yeniden emilim Böbreklerde Na+ ve K+ atılımı. Işın bölgesinde oluşur glikokortikoidlerşunları içerir: Kortizol. Glukokortikoidlerin neredeyse tüm metabolik süreçler üzerinde önemli bir etkisi vardır. Eğitimi teşvik ediyorlar glikoz itibaren yağ Ve amino asitler(glukoneojenez), baskı yapmak iltihaplı, bağışıklık Ve alerjik reaksiyonlar, proliferasyonun azaltılması bağ dokusu ve ayrıca duyarlılığı artırın duyu organları Ve sinir sistemi uyarılabilirliği. Örgü bölgesinde üretilir seks hormonları (androjenleröncü maddeler olan estrojen). Bu seks hormonları, salgılanan hormonlardan biraz farklı bir rol oynar. gonadlar. Adrenal medulla hücreleri üretir katekolaminler - adrenalin Ve norepinefrin . Bu hormonlar kan basıncını artırır, kalp fonksiyonlarını artırır, bronş tüplerini genişletir ve kan şekeri düzeylerini yükseltir. Dinlenme halindeyken sürekli olarak az miktarda katekolamin salgılarlar. Stresli bir durumun etkisi altında, adrenal medulla hücreleri tarafından adrenalin ve norepinefrin salgılanması keskin bir şekilde artar.

Dinlenme membran potansiyeli pozitif enerjinin eksikliğidir. elektrik ücretleri pozitif potasyum iyonlarının hücreden sızması ve sodyum-potasyum pompasının elektrojenik etkisi nedeniyle ortaya çıkan hücrenin içinde.

Aksiyon potansiyeli (AP). Hücreye etki eden tüm uyaranlar öncelikle PP'de bir azalmaya neden olur; kritik bir değere (eşiğe) ulaştığında, aktif bir yayılan yanıt (PD) meydana gelir. AP genliği yaklaşık = 110-120 mv. AP'yi, onu uyarıya verilen diğer hücre tepkisi biçimlerinden ayıran karakteristik bir özelliği, "ya hep ya hiç" kuralına uymasıdır; yani, yalnızca uyarı belirli bir eşik değerine ulaştığında ve frekansta daha fazla bir artış olduğunda ortaya çıkar. uyaranın yoğunluğu artık genliği veya AP süresini etkilemez. Aksiyon potansiyeli uyarılma sürecinin en önemli bileşenlerinden biridir. Sinir liflerinde duyu uçlarından uyarılmanın iletilmesini sağlar ( reseptörler) sinir hücresinin gövdesine ve ondan çeşitli sinir, kas veya glandüler hücrelerde bulunan sinaptik uçlara. PD'nin sinir ve kas lifleri boyunca iletimi sözde gerçekleştirilir. yerel akımlar veya uyarılmış (depolarize) ve ona bitişik zarın dinlenme bölümleri arasında ortaya çıkan etki akımları.

Postsinaptik potansiyeller (PSP'ler), sinir veya kas hücrelerinin zarının doğrudan sinaptik uçlara bitişik alanlarında ortaya çıkar. Birkaç mertebesinde bir genliğe sahiptirler mv ve süre 10-15 msn. PSP'ler uyarıcı (EPSP) ve inhibe edici (IPSP) olarak ikiye ayrılır.

Jeneratör potansiyelleri, hassas sinir uçları - reseptörlerin zarında ortaya çıkar. Genlikleri birkaç mertebesindedir mv ve reseptöre uygulanan uyarının gücüne bağlıdır. Jeneratör potansiyellerinin iyonik mekanizması henüz yeterince araştırılmamıştır.

Aksiyon potansiyeli

Aksiyon potansiyeli sinir, kas ve bazı glandüler hücreler uyarıldığında membran potansiyelindeki hızlı bir değişikliktir. Oluşumu, zarın iyonik geçirgenliğindeki değişikliklere dayanmaktadır. Bir aksiyon potansiyelinin gelişiminde birbirini takip eden dört dönem ayırt edilir: yerel tepki, depolarizasyon, repolarizasyon ve iz potansiyelleri.

Sinirlilik, canlı bir organizmanın fizikokimyasal ve fizyolojik özelliklerini değiştirerek dış etkilere yanıt verme yeteneğidir. Sinirlilik, fizyolojik parametrelerin mevcut değerlerinde, istirahatteki değişimlerini aşan değişikliklerle kendini gösterir. Sinirlilik, tüm biyosistemlerin hayati aktivitesinin evrensel bir tezahürüdür. Bu değişiklikler çevre Vücutta bir reaksiyona neden olan bu reaksiyon, protozoadaki yaygın protoplazmik reaksiyonlardan, insanlarda karmaşık, oldukça özelleşmiş reaksiyonlara kadar geniş bir reaksiyon repertuarını içerebilir. İnsan vücudunda sinirlilik genellikle sinir, kas ve glandüler dokuların üretim şeklinde tepki verme özelliği ile ilişkilidir. sinir impulsu, kas kasılması veya maddelerin (tükürük, hormonlar vb.) salgılanması. Sinir sistemi olmayan canlılarda sinirlilik, hareketlerde kendini gösterebilir. Böylece amipler ve diğer protozoalar, yüksek tuz konsantrasyonlarına sahip, elverişsiz çözeltiler bırakırlar. Ve bitkiler, ışık emilimini en üst düzeye çıkarmak (ışığa doğru uzanmak) için sürgünlerin konumunu değiştirir. Sinirlilik, canlı sistemlerin temel bir özelliğidir: Onun varlığı, canlıları cansızlardan ayıran klasik bir kriterdir. Sinirliliğin tezahürü için yeterli uyaranın minimum büyüklüğüne algı eşiği denir. Bitkilerde ve hayvanlarda sinirlilik fenomeni pek çok ortak noktaya sahiptir, ancak bitkilerdeki tezahürleri olağan motor ve motor formlarından keskin bir şekilde farklıdır. sinirsel aktivite hayvanlar

Uyarılabilir dokuların tahriş yasaları: 1) kuvvet kanunu- uyarılabilirlik eşik kuvveti ile ters orantılıdır: eşik kuvveti ne kadar büyükse, uyarılabilirlik o kadar az olur. Ancak uyarılmanın gerçekleşmesi için uyarının kuvveti tek başına yeterli değildir. Bu rahatsızlığın bir süre sürmesi gerekiyor; 2) zaman kanunu uyaranın eylemi. Aynı kuvvet farklı dokulara uygulandığında, belirli bir dokunun spesifik aktivitesini, yani uyarılabilirliğini gösterme yeteneğine bağlı olarak farklı tahriş süreleri gerekli olacaktır: yüksek uyarılabilirliğe sahip doku için en az süre gerekli olacaktır ve Düşük uyarılabilirliğe sahip doku için en uzun süre. Dolayısıyla uyarılabilirlik, uyarının süresiyle ters orantılıdır: Uyarının süresi ne kadar kısa olursa, uyarılabilirlik de o kadar büyük olur. Dokunun uyarılabilirliği yalnızca tahrişin gücü ve süresi ile değil, aynı zamanda üçüncü yasa ile belirlenen tahrişin gücündeki artış hızı (hızı) ile de belirlenir - tahrişin gücündeki artış hızı kanunu(uyaran gücünün etki zamanına oranı): uyarılma gücündeki artış oranı ne kadar büyükse, uyarılabilirlik o kadar az olur. Her dokunun tahrişin şiddetinde kendine ait bir artış eşiği vardır.

Bir dokunun uyarılmaya tepki olarak spesifik aktivitesini değiştirebilme yeteneği (uyarılabilirlik), eşik kuvvetinin büyüklüğüne, uyarının süresine ve uyarı kuvvetinin artış hızına (hızına) ters bağlıdır.

Depolarizasyonun kritik seviyesi, aksiyon potansiyelinin oluştuğu membran potansiyelinin değeridir. Kritik depolarizasyon seviyesi (CLD) böyle bir seviyedir elektrik potansiyeli Yerel potansiyelin aksiyon potansiyeline geçtiği uyarılabilir bir hücrenin zarları.

Eşik altı uyaranlara yerel bir yanıt oluşur; zayıflamayla birlikte 1-2 mm'ye yayılır; artan uyaran gücüyle birlikte artar, yani “kuvvet” yasasına uyar; Özetle - tekrarlanan sık eşik altı uyarımla artar 10 - 40 mV artar.

Kimyasal mekanizma sinaptik iletim, elektrik iletimiyle karşılaştırıldığında, sinapsın temel işlevlerini daha etkili bir şekilde sağlar: 1) tek yönlü sinyal iletimi; 2) sinyal amplifikasyonu; 3) birçok sinyalin bir postsinaptik hücrede yakınsaması, sinyal iletiminin esnekliği.

Kimyasal sinapslar iki tür sinyal iletir; uyarıcı ve engelleyici. Uyarıcı sinapslarda, presinaptik sinir uçlarından salınan nörotransmiter, postsinaptik membranda uyarıcı bir sinaptik sonrası potansiyele - lokal depolarizasyona ve inhibitör sinapslarda - kural olarak hiperpolarizasyona neden olan inhibitör bir postsinaptik potansiyele neden olur. İnhibitör postsinaptik potansiyel sırasında membran direncinde meydana gelen azalma, uyarıcı postsinaptik akıma kısa devre yaptırır, böylece uyarım iletimini zayıflatır veya bloke eder.

Hücrenin kimyasal bileşimi

Organizmalar hücrelerden oluşur. Farklı organizmaların hücreleri benzer özelliklere sahiptir kimyasal bileşim. Canlı organizmaların hücrelerinde yaklaşık 90 element bulunur ve bunların yaklaşık 25'i hemen hemen tüm hücrelerde bulunur. Hücredeki içeriklerine göre kimyasal elementler üç büyük gruba ayrılır: makro elementler (%99), mikro elementler (%1), ultramikro elementler (%0,001'den az).

Makro elementler arasında oksijen, karbon, hidrojen, fosfor, potasyum, kükürt, klor, kalsiyum, magnezyum, sodyum, demir bulunur. Mikro elementler arasında manganez, bakır, çinko, iyot, flor bulunur. Ultra mikro elementler arasında gümüş, altın, brom ve selenyum bulunur.

Herhangi bir elementin eksikliği, her elementin belirli bir rol oynaması nedeniyle hastalığa ve hatta vücudun ölümüne yol açabilir. Birinci grubun makroelementleri, biyopolimerlerin (proteinler, karbonhidratlar, nükleik asitler ve lipidler) temelini oluşturur; bunlar olmadan yaşamın imkansız olduğu. Kükürt bazı proteinlerin bir parçasıdır, fosfor nükleik asitlerin bir parçasıdır, demir hemoglobinin bir parçasıdır ve magnezyum klorofilin bir parçasıdır. Kalsiyum metabolizmada önemli bir rol oynar. Hücrede bulunan bazı kimyasal elementler inorganik maddelerin (mineral tuzları ve su) bir parçasıdır.

Mineral tuzları hücrede kural olarak katyonlar (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) ve anyonlar (HPO 2-/4, H2PO -/4, CI -, HCO) formunda bulunur 3), oranı hücrelerin yaşamı için önemli olan ortamın asitliğini belirler.

Canlı doğadaki inorganik maddelerden büyük rol oynar su.
Çoğu hücrenin önemli bir kütlesini oluşturur. Beyin hücrelerinde ve insan embriyosunda çok fazla su bulunur: %80'den fazlası su; yağ dokusu hücrelerinde - sadece% 40. Yaşlandıkça hücrelerdeki su içeriği azalır. Suyun %20'sini kaybeden kişi ölür. Suyun kendine has özellikleri onun vücuttaki rolünü belirler. Suyun yüksek ısı kapasitesinden - ısıtma sırasında büyük miktarda enerji tüketiminden - kaynaklanan termoregülasyonda rol oynar. Su - iyi çözücü. Polariteleri nedeniyle molekülleri pozitif ve negatif yüklü iyonlarla etkileşime girerek maddenin çözünmesini teşvik eder. Su ile ilgili olarak, tüm hücre maddeleri hidrofilik ve hidrofobik olarak ikiye ayrılır.

Hidrofilik(Yunanca'dan hidro- su ve evlat- aşk) suda çözünen maddelere denir. Bunlar iyonik bileşikleri (örneğin tuzlar) ve bazı iyonik olmayan bileşikleri (örneğin şekerler) içerir.

Hidrofobik(Yunanca'dan hidro- su ve Phobos- korku) suda çözünmeyen maddelerdir. Bunlar arasında örneğin lipitler bulunur.

Su, hücrede sulu çözeltilerde meydana gelen kimyasal reaksiyonlarda önemli bir rol oynar. Vücudun ihtiyaç duymadığı metabolik ürünleri çözer ve böylece vücuttan atılmasını sağlar. Hücredeki yüksek su içeriği bunu sağlar esneklik. Su, hücre içinde veya hücreden hücreye çeşitli maddelerin hareketini kolaylaştırır.

İnsan vücudundaki inorganik bileşikler.

Su. Hücreyi oluşturan inorganik maddelerin en önemlisi sudur. Miktarı toplam hücre kütlesinin% 60 ila 95'i arasında değişir. Su, genel olarak hücrelerin ve canlı organizmaların yaşamında hayati bir rol oynar. Bileşimlerinin bir parçası olmasının yanı sıra birçok organizma için aynı zamanda bir yaşam alanıdır. Suyun hücredeki rolü, esas olarak moleküllerinin küçük boyutu, moleküllerinin polaritesi ve birbirleriyle hidrojen bağları oluşturma yetenekleriyle ilişkili benzersiz kimyasal ve fiziksel özellikleriyle belirlenir. Biyolojik sistemlerin bir bileşeni olan su, aşağıdaki temel işlevleri yerine getirir: 1- Su- evrensel çözücü tuzlar, şekerler, alkoller, asitler vb. gibi polar maddeler için. Suda yüksek oranda çözünen maddelere denir. hidrofilik. 2- Su, polar olmayan maddeleri çözmez ve onlarla hidrojen bağları oluşturamadığı için onlarla karışmaz. Suda çözünmeyen maddelere denir hidrofobik. Hidrofobik moleküller veya bunların parçaları su tarafından itilir ve su varlığında birbirlerini çekerler. Bu tür etkileşimler, membranların yanı sıra birçok protein molekülü, nükleik asit ve bir dizi hücre altı yapının stabilitesinin sağlanmasında önemli bir rol oynar. .3- Su yüksek spesifikliğe sahiptir ısı kapasitesi. 4- Su karakterize edilir yüksek buharlaşma ısısı, yani. e. moleküllerin vücudu soğuturken aynı zamanda önemli miktarda ısıyı taşıma yeteneği. 5- Bu yalnızca suyun karakteristik özelliğidir yüksek yüzey gerilimi. 6- Su sağlar maddelerin hareketi hücrede ve vücutta maddelerin emilimi ve metabolik ürünlerin atılımı. 7- Bitkilerde su belirler turgor hücrelerde bulunur ve bazı hayvanlarda destek fonksiyonları, Hidrostatik bir iskelet olmak (yuvarlak ve annelidler, derisi dikenliler). 8- Su ayrılmaz bir parçadır yağlama sıvıları(sinovyal - omurgalıların eklemlerinde, plevral - plevral boşlukta, perikardiyal - perikardiyal kesede) ve balçık(maddelerin bağırsaklarda hareketini kolaylaştırır, solunum yollarının mukozalarında nemli bir ortam yaratır). Tükürük, safra, gözyaşı, sperm vb.nin bir parçasıdır.

Mineral tuzları. Modern kimyasal analiz yöntemleri, canlı organizmaların bileşiminde periyodik tablonun 80 elementini ortaya çıkarmıştır. Kantitatif bileşimlerine göre üç ana gruba ayrılırlar. Makro elementler organik ve inorganik bileşiklerin büyük bir kısmını oluşturur, konsantrasyonları vücut ağırlığının %60 ila %0,001'i arasında değişir (oksijen, hidrojen, karbon, nitrojen, kükürt, magnezyum, potasyum, sodyum, demir, vb.). Mikro elementler çoğunlukla ağır metallerin iyonlarıdır. Organizmalarda %0,001 - %0,000001 (manganez, bor, bakır, molibden, çinko, iyot, brom) miktarında bulunur. Ultramikro elementlerin konsantrasyonu% 0,000001'i geçmez. Organizmalardaki fizyolojik rolleri henüz tam olarak açıklanamamıştır. Bu grup uranyum, radyum, altın, cıva, sezyum, selenyum ve diğer birçok nadir elementi içerir. Sadece içerik değil, hücredeki iyonların oranı da önemlidir. Hücre yüzeyindeki ve hücre içindeki katyon ve anyonların miktarları arasındaki fark, oluşumunu sağlar. aksiyon potansiyeli , sinir ve kas uyarımının ortaya çıkmasının altında yatan şey.

Biraz kimya

Şu anda bilim tarafından bilinen 92 kimyasal elementten 81'i insan vücudunda bulunmaktadır. Bunlar arasında 4 ana element: C (karbon), H (hidrojen), O (oksijen), N (nitrojen) ve ayrıca 8 makro ve 69 mikro element.

Makrobesinler

Makrobesinler- içeriği vücut ağırlığının %0,005'ini aşan maddelerdir. Bu Ca (kalsiyum), Cl (klor), F (flor). K (potasyum), Mg (magnezyum), Na (sodyum), P (fosfor) ve S (kükürt). Bunlar ana dokuların bir parçasıdır - kemikler, kan, kaslar. Ana ve makro elementler birlikte bir kişinin vücut ağırlığının %99'unu oluşturur.

Mikro elementler

Mikro elementler- bunlar, her bir element için içeriği% 0,005'i aşmayan ve dokulardaki konsantrasyonları% 0,000001'i aşmayan maddelerdir. Mikro elementler normal yaşam için de çok önemlidir.

Mikro elementlerin özel bir alt grubu ultra mikro elementler Vücutta son derece küçük miktarlarda bulunanlar altın, uranyum, cıva vb.'dir.

İnsan vücudunun %70-80'i sudan, geri kalanı ise organik ve mineral maddelerden oluşur.

Organik madde

Organik madde Minerallerden oluşturulabilir (veya yapay olarak sentezlenebilir). Tüm organik maddelerin ana bileşeni karbon(çeşitli karbon bileşiklerinin yapısının, kimyasal özelliklerinin, üretim yöntemlerinin ve pratik kullanımının incelenmesi konu organik kimya). Karbonçok sayıda farklı bileşik oluşturabilen tek kimyasal elementtir (bu bileşiklerin sayısı 10 milyonu aşmaktadır!). Yiyeceklerimizin besin değerini belirleyen proteinler, yağlar ve karbonhidratlarda bulunur; tüm hayvan organizmalarının ve bitkilerin bir parçasıdır.

Karbona ek olarak organik bileşikler sıklıkla şunları içerir: oksijen, nitrojen, Bazen - fosfor, kükürt ve diğer elementler, ancak bu bileşiklerin çoğu inorganik özelliklere sahiptir. Organik ve inorganik maddeler arasında keskin bir çizgi yoktur. Ana organik bileşiklerin belirtileri hidrokarbonlar farklı karbon-hidrojen bileşikleri ve bunların türevleri. Herhangi bir organik maddenin molekülleri hidrokarbon parçaları içerir.

Özel bir bilim, canlı organizmalarda bulunan çeşitli organik bileşik türlerinin, bunların yapılarının ve özelliklerinin incelenmesiyle ilgilidir - biyokimya.

Yapılarına bağlı olarak, organik bileşikler basit olanlara ayrılır - amino asitler, şekerler ve yağ asitleri, daha karmaşık olanlar - pigmentler, ayrıca vitaminler ve koenzimler (enzimlerin protein olmayan bileşenleri) ve en karmaşık olanlar - sincaplar Ve nükleik asitler.

Organik maddelerin özellikleri yalnızca moleküllerinin yapısına göre değil, aynı zamanda komşu moleküllerle etkileşimlerinin sayısı ve doğasına ve ayrıca karşılıklı mekansal düzenlemelerine göre de belirlenir. Bu faktörler en açık şekilde farklı bölgelerde bulunan maddelerin özelliklerindeki farklılıklarda ortaya çıkar. toplanma durumları.

Bileşimlerinde ve (veya) yapılarında bir değişiklikle birlikte maddelerin dönüşüm sürecine denir. kimyasal reaksiyon. Bu sürecin özü, başlangıç maddelerindeki kimyasal bağların kopması ve reaksiyon ürünlerinde yeni bağların oluşmasıdır. Reaksiyon karışımının malzeme bileşimi artık değişmiyorsa reaksiyonun tamamlandığı kabul edilir.

Organik bileşiklerin reaksiyonları (organik reaksiyonlar) itaat etmek genel desenler kimyasal reaksiyonların ortaya çıkışı. Bununla birlikte, bunların seyri genellikle inorganik bileşiklerin etkileşimi durumunda olduğundan daha karmaşıktır. Bu nedenle organik kimyada reaksiyon mekanizmalarının incelenmesine büyük önem verilmektedir.

Mineraller

Mineraller insan vücudunda organik olanlardan daha az bulunur, ancak aynı zamanda hayati öneme sahiptirler. Bu tür maddeler şunları içerir: demir, iyot, bakır, çinko, kobalt, krom, molibden, nikel, vanadyum, selenyum, silikon, lityum vb. Kantitatif açıdan küçük bir ihtiyaca rağmen, tüm biyokimyasal süreçlerin aktivitesini ve hızını niteliksel olarak etkilerler. Onlar olmadan yiyeceklerin normal sindirimi ve hormon sentezi mümkün değildir. İnsan vücudunda bu maddelerin eksikliği ile karakteristik hastalıklara yol açan spesifik bozukluklar ortaya çıkar. Mikro elementler özellikle kemiklerin, kasların ve iç organların yoğun büyüme döneminde çocuklar için önemlidir. Yaşla birlikte kişinin mineral ihtiyacı bir miktar azalır.

Tüm dünyamız: bitkiler, fauna Bizi çevreleyen her şey, her şeyde ve tabii ki yiyeceklerimizde farklı konsantrasyonlarda bulunan aynı iz elementlerden oluşur.

Her element sağlığımızı etkiler. Gıda ürünlerindeki elementlerin içeriği çok değişkendir. Daha istikrarlı ve sabit bir değer, değişkenliğe (değişkenliğe) sahip olmasına rağmen, sağlıklı bir kişinin vücudundaki elementlerin içeriğidir.

İnsan vücudu için, normalde var olamayacağı yaklaşık 30 kimyasal elementin rolü kesin olarak belirlenmiştir. Bu unsurlara hayati denir. Bunların yanı sıra küçük miktarlarda vücudun işleyişini etkilemeyen, ancak belirli düzeylerde zehir olan elementler de vardır.

Makrobesinler- vücutta bir gramdan fazla içerik: fosfor, potasyum, kükürt, sodyum, klor, magnezyum, demir, flor, çinko, silikon, zirkonyum - 11 element.

Mikro elementler- vücutta bir miligramdan fazla içerik: rubidyum, stronsiyum, brom, kurşun, niyobyum, bakır, alüminyum, kadmiyum, baryum, bor (ilk on eser element), tellür, vanadyum, arsenik, kalay, selenyum, titanyum, cıva , manganez, iyot, nikel, altın, molibden, antimon, krom, itriyum, kobalt, sezyum, germanyum - 28 element. Her element sağlığımızı etkiler. Gıda ürünlerindeki elementlerin içeriği çok değişkendir. Daha istikrarlı ve sabit bir değer, değişkenliğe (değişkenliğe) sahip olmasına rağmen, sağlıklı bir kişinin vücudundaki elementlerin içeriğidir.

Bazı bilim adamlarının varsayımları daha da ileri gidiyor. Yalnızca tüm kimyasal elementlerin canlı bir organizmada mevcut olduğuna değil, aynı zamanda her birinin belirli bir biyolojik işlevi yerine getirdiğine inanıyorlar. Bu hipotezin doğrulanmaması oldukça muhtemeldir. Ancak bu yöndeki araştırmalar geliştikçe ortaya çıkıyor biyolojik rol gittikçe daha fazla kimyasal element.

İnsan vücudunun %60'ı su, %34'ü organik madde ve %6'sı inorganik maddeden oluşur. Organik maddelerin ana bileşenleri karbon, hidrojen, oksijendir, ayrıca azot, fosfor ve kükürt içerirler. İnsan vücudunun inorganik maddeleri mutlaka 22 kimyasal element içerir: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, Ben, F, Se.

Örneğin, bir kişi 70 kg ağırlığındaysa (gram cinsinden): kalsiyum - 1700, potasyum - 250, sodyum - 70, magnezyum - 42, demir - 5, çinko - 3 içerir.

Bilim adamları, bir elementin vücuttaki kütle oranı %10-2'yi aşarsa, bunun bir makroelement olarak kabul edilmesi gerektiği konusunda hemfikirdirler. Vücuttaki mikro elementlerin oranı %10-3-10-5'tir.

Canlı organizmalar için zehir olan çok sayıda kimyasal element, özellikle de ağır olanlar vardır - bunların olumsuz biyolojik etkileri vardır. Bu elementler şunları içerir: Ba, Ni, Pd, Pt, Au, Ag, Hg, Cd, Tl, Pb, As, Sb, Se.

Nispeten büyük miktarlarda zehirli olan, ancak düşük konsantrasyonlarda faydalı etkiye sahip olan elementler vardır. Örneğin, kardiyovasküler sistemi bozan, böbrekleri ve karaciğeri etkileyen güçlü bir zehir olan arsenik, küçük dozlarda faydalıdır ve doktorlar iştahı iyileştirmek için reçete eder. İnsanın nefes alabilmesi için ihtiyaç duyduğu oksijenin yüksek konsantrasyonlarda (özellikle basınç altında) toksik etkisi vardır. Safsızlık unsurları arasında küçük dozlarda etkili iyileştirici özelliklere sahip olanlar da vardır. Böylece gümüş ve tuzlarının bakterisidal (çeşitli bakterilerin ölümüne neden olan) özelliği çok önceden fark edilmişti. Örneğin, tıpta, pürülan yaraları, mesaneyi, kronik sistit ve üretrit için ve ayrıca pürülan konjonktivit ve blennore için göz damlası şeklinde bir kolloidal gümüş (collargol) çözeltisi kullanılır. Gümüş nitrat kalemleri siğilleri ve granülasyonları dağlamak için kullanılır. Seyreltilmiş çözeltilerde (% 0.1-0.25) gümüş nitrat, losyonlar için büzücü ve antimikrobiyal bir madde olarak ve ayrıca göz damlası olarak kullanılır. Bilim adamları, gümüş nitratın dağlayıcı etkisinin, gümüş albüminatların protein tuzlarının oluşumuna yol açan doku proteinleriyle etkileşimi ile ilişkili olduğuna inanıyor. Gümüş henüz hayati bir element olarak sınıflandırılmamıştır, ancak insan beyninde, endokrin bezlerinde ve karaciğerde artan içeriği deneysel olarak tespit edilmiştir. Gümüş vücuda salatalık ve lahana gibi bitkisel besinler yoluyla girer.

Çok ilginç bir soru, canlı organizmaların işleyişi için doğanın kimyasal elementleri seçme ilkeleriyle ilgilidir. Hiç şüphe yok ki bunların yaygınlığı belirleyici bir faktör değildir. Sağlıklı bir vücudun kendisi bireysel elementlerin içeriğini düzenleyebilir. Seçme şansı verildiğinde (yiyecek ve su), hayvanlar içgüdüsel olarak bu düzenlemeye katkıda bulunabilirler. Bitkilerin bu süreçteki yetenekleri sınırlıdır.

Hücrenin organik maddeleri. Ana hayati bileşikler proteinler, yağlar ve karbonhidratlardır. Biyopolimerler.

Organik bileşikler canlı bir organizmanın hücre kütlesinin ortalama %20-30'unu oluşturur. Bunlara biyolojik polimerler, proteinler, karbonhidratlar, lipitler, hormonlar, nükleik asitler ve vitaminler dahildir.

Biyolojik polimerler– canlı organizmaların hücrelerini oluşturan organik bileşikler. Bir polimer, basit maddelerden oluşan çok bağlantılı bir zincirdir - monomerler (n ÷ 10 bin - 100 bin monomer).

Biyopolimerlerin özellikleri moleküllerinin yapısına, monomer birimlerinin sayısına ve çeşitliliğine bağlıdır. Monomerler farklıysa, zincirdeki tekrarlanan değişimleri düzenli bir polimer oluşturur.

…A – A – B – A – A – B... normal

…A – A – B – B – A – B – A... düzensiz

Karbonhidratlar

Genel formül Cn(H 2 O)m

Karbonhidratlar insan vücudunda enerji maddelerinin rolünü oynar. Bunlardan en önemlileri sakaroz, glikoz, fruktoz ve nişastadır. Vücutta hızla emilirler ("yakılırlar"). Bunun istisnası, özellikle bitkisel gıdalarda bol miktarda bulunan liflerdir (selüloz). Pratik olarak vücut tarafından emilmez, ancak büyük önem taşır: Balast görevi görür ve mide ve bağırsakların mukoza zarlarını mekanik olarak temizleyerek sindirime yardımcı olur. Patates ve sebzelerde, tahıllarda, makarnalarda, meyvelerde ve ekmekte çok fazla karbonhidrat bulunur.

Örnek: glikoz, riboz, fruktoz, deoksiriboz – monosakkaritler. Sükroz – disakkaritler. Nişasta, glikojen, selüloz - polisakkaritler

Doğada olmak: Bitkilerde, meyvelerde, polenlerde, sebzelerde (sarımsak, pancar), patateste, pirinçte, mısırda, buğday tanesinde, odunda...

İşlevleri:

1) enerji: CO2 ve H2O'ya oksidasyon sırasında enerji açığa çıkar; fazla enerji karaciğer ve kas hücrelerinde glikojen formunda depolanır;

2) yapı: bir bitki hücresinde - hücre duvarlarının güçlü bir tabanı (selüloz);

3) yapısal: derinin ve kıkırdak tendonlarının hücreler arası maddesinin bir parçasıdır;

4) diğer hücreler tarafından tanınma: hücre zarlarının bir parçası olarak, ayrılan karaciğer hücreleri böbrek hücreleriyle karıştırılırsa, aynı türdeki hücrelerin etkileşimi nedeniyle bağımsız olarak iki gruba ayrılırlar.

Lipitler (lipoidler, yağlar)

Lipidler arasında çeşitli yağlar, yağ benzeri maddeler, fosfolipidler... Hepsi suda çözünmez ama kloroformda, eterde çözünür...

Doğada olmak: hayvan ve insan hücrelerinde hücre zarında; Hücreler arasında deri altı yağ tabakası bulunur.

İşlevler:

1) ısı yalıtımı (balinalarda, yüzgeçayaklılarda...);

2) besin rezervi;

3) enerji: yağların hidrolizi sırasında enerji açığa çıkar;

4) yapısal: bazı lipitler hücre zarlarının ayrılmaz bir parçası olarak görev yapar.

Yağlar da hizmet eder insan vücudu enerji kaynağıdır. Vücut onları “yedekte” saklar ve uzun vadeli bir enerji kaynağı olarak hizmet ederler. Ayrıca yağlar düşük ısı iletkenliğine sahiptir ve vücudu hipotermiden korur. Kuzey halklarının geleneksel diyetinin bu kadar çok hayvansal yağ içermesi şaşırtıcı değil. Ağır fiziksel emekle uğraşan insanlar için yağlı yiyeceklerle harcanan enerjiyi telafi etmek de en kolay yoldur (her zaman daha sağlıklı olmasa da). Yağlar hücre duvarlarının, hücre içi oluşumların ve sinir dokusunun bir parçasıdır. Yağların bir diğer işlevi de yağda çözünen vitaminleri ve diğer biyolojik olarak aktif maddeleri vücut dokularına sağlamaktır.

Sincaplar

Çizim - Protein molekülü

Sincaplar– monomerleri amino asit olan biyopolimerler.

Doğrusal protein moleküllerinin oluşumu, amino asitlerin birbirleriyle reaksiyonları sonucu ortaya çıkar.

Protein kaynakları yalnızca hayvansal ürünler (et, balık, yumurta, süzme peynir) değil, aynı zamanda bitkisel ürünler, örneğin baklagiller (ağırlıkça% 22-23'e kadar protein içeren fasulye, bezelye, soya fasulyesi, yer fıstığı) olabilir. , fındık ve mantarlar . Ancak en fazla protein peynirde (%25'e kadar), et ürünlerinde (domuz eti %8-15, kuzu eti %16-17, sığır eti %16-20), kümes hayvanlarında (%21), balıkta (%13-21) bulunur. , yumurta (%13), süzme peynir (%14). Sütte %3, ekmekte ise %7-8 oranında protein bulunur. Tahıllar arasında protein şampiyonu karabuğdaydır (kuru tahıllardaki proteinlerin %13'ü), bu nedenle diyet beslenmesi için tavsiye edilir. "Fazlalıklardan" kaçınmak ve aynı zamanda vücudun normal işleyişini sağlamak için, her şeyden önce bir kişiye yiyecekle birlikte eksiksiz bir protein seti vermek gerekir. Diyette yeterli protein yoksa yetişkin güç kaybı hisseder, performansı düşer, vücudu enfeksiyonlara ve soğuk algınlığına karşı daha az dirençli olur. Çocuklara gelince, eğer yetersiz proteinle beslenirlerse, gelişimde çok geride kalırlar: Çocuklar büyür ve proteinler doğanın ana "yapı malzemesidir". Canlı bir organizmanın her hücresi protein içerir. İnsan kasları, derisi, saçları ve tırnakları esas olarak proteinlerden oluşur. Üstelik proteinler yaşamın temelidir; metabolizmaya katılırlar ve canlı organizmaların çoğalmasını sağlarlar.

Yapı:

birincil yapı– alternatif amino asitlerle doğrusal;

ikincil– dönüşler arasında zayıf bağların (hidrojen) bulunduğu bir spiral şeklinde;

üçüncül- bir topun içine yuvarlanmış bir spiral;

dördüncül– birincil yapıları farklı olan birkaç zinciri birleştirirken.

İşlevler:

1) yapı: proteinler tüm hücresel yapıların temel bir bileşenidir;

2) yapısal: DNA ile kombinasyon halindeki proteinler, kromozomların gövdesini ve RNA ile birlikte - ribozomların gövdesini oluşturur;

3) enzimatik: kimyasal katalizör. reaksiyonlar herhangi bir enzim tarafından gerçekleştirilir - bir protein, ancak çok spesifik bir protein;

4) taşıma: O2 ve hormonların hayvanların ve insanların vücuduna aktarılması;

5) düzenleyici: Proteinler hormon ise düzenleyici bir işlev görebilir. Örneğin insülin (pankreasın çalışmasını destekleyen bir hormon), glikoz moleküllerinin hücreler tarafından alınmasını ve bunların parçalanmasını veya hücre içinde depolanmasını harekete geçirir. İnsülin eksikliği ile kanda glikoz birikir ve diyabet gelişir;

6) koruyucu: Yabancı cisimler vücuda girdiğinde koruyucu proteinler üretilir - yabancı cisimlere bağlanan, birleşen ve hayati aktivitelerini baskılayan antikorlar. Vücudun bu direnç mekanizmasına bağışıklık denir;

7) enerji: Karbonhidrat ve yağ eksikliği ile amino asit molekülleri oksitlenebilir.

"Hayat" kavramı. Canlıların ana belirtileri: beslenme, solunum, boşaltım, sinirlilik, hareketlilik, üreme, büyüme ve gelişme.

Biyoloji- canlıların kökeni ve gelişimi, yapıları, organizasyon biçimleri ve faaliyet yöntemleri bilimi. Şu anda biyolojik bilgi kompleksi içerisinde 50'den fazla bilim bulunmaktadır; bunların arasında botanik, zooloji, anatomi, morfoloji, biyofizik, biyokimya, ekoloji vb. yer almaktadır. Böyle bir çeşitlilik bilimsel disiplinler araştırma nesnesinin karmaşıklığıyla açıklanabilir – canlı madde.

Bu açıdan bakıldığında maddenin canlı ve cansız olarak ayrılmasının temelinde hangi kriterlerin yattığını anlamak özellikle önemlidir.

Klasik biyolojide, canlıların özünü temelde farklı şekillerde açıklayan iki karşıt görüş yarışıyordu: indirgemecilik ve vitalizm.

Destekçiler indirgemecilik organizmaların tüm yaşam süreçlerinin bir dizi belirli kimyasal reaksiyona indirgenebileceğine inanıyordu. Terim "indirgemecilik" Latince redaksiyon kelimesinden gelir - geri gitmek, geri dönmek. Biyolojik fikirler indirgemecilik 17. ve 18. yüzyıl felsefesinde en yaygın hale gelen kaba mekanik materyalizmin fikirlerine dayanıyordu. Mekanik materyalizm, doğada meydana gelen tüm süreçleri klasik mekanik yasaları açısından açıkladı. Mekanik materyalist konumun biyolojik bilişe uyarlanması, biyolojik bilginin oluşmasına yol açtı. indirgemecilik. Bakış açısından modern doğa bilimiİndirgemeci bir açıklama, canlıların özünü iğdiş ettiği için tatmin edici sayılamaz. En yaygın şekilde dağıtılan indirgemecilik 18. yüzyılda alındı.

İndirgemeciliğin tam tersi vitalizm Destekçileri, canlı organizmaların özgüllüğünü, içlerindeki özel bir varlığın varlığıyla açıklıyor canlılık. Terim "canlılık" Latince vita - hayat kelimesinden gelir. Vitalizmin felsefi temeli idealizmdir. Vitalizm, canlıların işleyişinin özelliklerini ve mekanizmalarını açıklamadı, organik ve inorganik arasındaki tüm farklılıkları gizemli ve bilinmeyen bir "hayati gücün" eylemine indirgedi.

Modern biyoloji, canlıların temel özelliklerinin şöyle olduğunu kabul eder:

1) bağımsız metabolizma,

2) sinirlilik,

4) üreme yeteneği,

5) hareketlilik,

6) çevreye uyum

Bu özelliklerin bütünlüğü nedeniyle canlılar, cansızlardan farklılık gösterir. Biyolojik sistemler - bunlar bütünseldir açık sistemler, çevreyle sürekli madde, enerji, bilgi alışverişi yapan ve kendi kendini organize edebilen. Yaşayan sistemler çevresel değişikliklere aktif olarak yanıt verir ve yeni koşullara uyum sağlar. Canlıların bazı nitelikleri inorganik sistemlerde de bulunabilir, ancak inorganik sistemlerin hiçbiri bu sayılan özelliklerin tamamına sahip değildir.

Canlı ve cansız özelliklerini birleştiren ara geçiş formları vardır. virüsler. Kelime "virüs" Latin virüsünden türetilmiş - zehir. Virüsler 1892'de Rus bilim adamı D. Ivanovsky tarafından keşfedildi. Bir yandan proteinlerden ve nükleik asitlerden oluşurlar ve kendi kendine çoğalma yeteneğine sahiptirler, yani. canlı organizma belirtileri taşırlar, ancak yabancı bir organizma veya hücre dışında canlı belirtisi göstermezler - kendi metabolizmaları yoktur, uyaranlara tepki vermezler, büyüme ve üreme yetenekleri yoktur. .

Dünyadaki tüm canlılar aynı biyokimyasal bileşime sahiptir: 20 amino asit, 5 azotlu baz, glikoz, yağlar. Modern organik kimya 100'den fazla amino asit biliyor. Görünüşe göre, tüm canlıları oluşturan bu kadar az sayıda bileşik, biyolojik öncesi evrim aşamasında meydana gelen seçilimin sonucudur. Canlı sistemleri oluşturan proteinler yüksek moleküllü organik bileşiklerdir. Herhangi bir proteinde amino asitlerin sırası her zaman aynıdır. Çoğu protein, canlı sistemlerde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar için enzim - katalizör görevi görür.

Klasik biyolojinin önemli bir başarısı, canlı organizmaların hücresel yapısı teorisinin yaratılmasıydı. Modern biyolojik bilgi kompleksinde hücrelerin incelenmesiyle ilgilenen ayrı bir disiplin vardır. sitoloji.

“Hücre” kavramı, 1665 yılında İngiliz botanikçi R. Hooke tarafından bilimsel kullanıma sunuldu. Kurutulmuş mantarın ortamını inceleyerek hücre adını verdiği birçok hücre veya oda keşfetti. Ancak bu keşfin üzerinden hücre teorisinin ortaya çıkışına kadar iki yüzyıl geçti.

1837'de Alman botanikçi M. Schleiden, bitki hücrelerinin oluşumuna ilişkin bir teori önerdi. Schleiden'e göre hücre çekirdeği, varlığı 1831 yılında R. Brown tarafından ortaya konulan hücrelerin çoğalmasında ve gelişmesinde önemli bir rol oynamaktadır.

1839'da M. Schleiden'in yurttaşı anatomist T. Schwann, deneysel verilere ve teorik sonuçlara dayanarak, canlı organizmaların yapısına ilişkin hücresel bir teori yarattı. 19. yüzyılın ortalarında hücre teorisinin ortaya çıkışı, biyolojinin bağımsız bir bilimsel disiplin olarak kurulmasında önemli bir adımdı.

Hücre teorisinin temel prensipleri

1. Hücre, tüm canlıların yapısal ve işlevsel temeli olan temel bir biyolojik birimdir.

2. Hücre bağımsız metabolizma gerçekleştirir, bölünme ve kendi kendini düzenleme yeteneğine sahiptir.

3. Hücresel olmayan materyalden yeni hücrelerin oluşması imkansızdır; hücre çoğalması yalnızca hücre bölünmesi yoluyla gerçekleşir.

Canlı organizmaların yapısının hücresel teorisi, Dünya'daki yaşamın kökeninin birliği fikri lehine ikna edici bir argüman haline geldi ve modern oluşumu üzerinde önemli bir etkiye sahipti. bilimsel resim barış.