Неорганические ионы, их свойства и биологические функции

Неорганические или, иначе, минеральные вещества находятся в клетках в виде ионов. Основными катионами в клетках и внеклеточных жидкостях организма человека являются; Na+, K+, Са2+, Mg2+, Zn2+, Fe2+. Среди анионов преобладают РО
2-
3
, Cl-, SO
2-
4
, HCO
-
3
.

Концентрации основных неорганических катионов и анионов в межклеточной жидкости и в плазме крови почти не отличаются (см. табл. 2).

Таблица 2

Содержание основных катионов и анионов внутри клетки и во внеклеточных жидкостях организма человека (по А.Е. Строеву)

Ионы Вне клетки, % Внутри клетки,%
плазма межклеточная жидкость
Катионы
Na+ 92,7 94,0 7,5
К+ 3,0 2,7 75,0
Са2+ 3,0 2,0 2,5
Mg2+ 1,3 1,3 15,0
Анионы
Сl- 69,0 76,0 7,5
HCO
-
3
17,0 19,0 5,0
РО
2-
3
1,4 1,4 50,0
SO
2-
4
0,6 0,7 10,0
органических кислот 2,0 2,0 2,5
белков 10,0 0,6 25,0

9

Как видно из таблицы 2, Na+ является основным катионом во внеклеточной среде, а К+ - внутри клеток. Из анионов вне клетки преобладает Сl-, а внутри клетки - РО
2-
3
.

Живой организм подчиняется физико-химическому закону электронейтральности: суммы положительных зарядов катионов и отрицательных зарядов анионов должны быть равны. Для соблюдения этого закона в организме не хватает некоторого количества неорганических анионов. Недостаток отрицательных зарядов компенсируют анионы органических кислот и белков.

Неорганические ионы в клетке выполняют многочисленные биологические функции. В данном разделе мы ограничимся перечислением их основных функций; в последующих разделах будут приведены конкретные примеры.

Биологические функции катионов:

  • Транспортная - участвуют в переносе электронов и молекул простых веществ.
  • Структурообразующая - обусловлена комплексообразующими свойствами металлов, катионы которых участвуют в образовании функционально активных структур макромолекул и надмолекулярных комплексов.
  • Регуляторная - являются регуляторами (активаторами или ингибиторами) активности ферментов.
  • Осмотическая - регулируют осмотическое и гидроосмотическое давление.
  • Биоэлектрическая - связана с возникновением разности потенциалов на клеточных мембранах.

Биологические функции анионов:

  • Энергетическая - участвуют в образовании главного носителя энергии в организме человека - молекулы АТФ - из АДФ и неорганических фосфатных анионов.
  • Опорная - анион фосфора и катион кальция входят в состав гидроксилапатита и фосфата кальция костей, определяющих их механическую прочность.
  • Синтетическая - используются для синтеза биологически активных соединений (I- участвует в синтезе гормонов щитовидной железы).

10

Rambler's Top100
Lib4all.Ru © 2010.