सेलमधील सूक्ष्म घटकांची जैविक भूमिका. सजीवांच्या पेशींमधील रासायनिक घटक. मानवी शरीरातील रासायनिक घटक

सजीवांमध्ये रासायनिक घटकांची जैविक भूमिका

1. पर्यावरण आणि मानवी शरीरातील मॅक्रो आणि सूक्ष्म घटक

मानवी शरीरात रासायनिक घटकांची जैविक भूमिका अत्यंत वैविध्यपूर्ण आहे.

मॅक्रोइलेमेंट्सचे मुख्य कार्य म्हणजे ऊती तयार करणे, सतत ऑस्मोटिक दाब, आयनिक आणि आम्ल-बेस रचना राखणे.

रासायनिक घटक आणि सजीव वस्तू

वर म्हटल्याप्रमाणे, सजीव अनेक रासायनिक घटकांनी बनलेले आहेत. हे लक्षात घेतले पाहिजे की सजीवांमध्ये सर्वात सामान्यतः कार्बन, ऑक्सिजन आणि ऑक्सिजन आढळतात, जे 90% सजीव पदार्थ बनवतात. हे चार घटक काही जैविक रेणू जसे की कार्बोहायड्रेट, प्रथिने आणि प्रथिने यांचे घटक आहेत. फॉस्फरस, सल्फर, कॅल्शियम आणि पोटॅशियम यासारखे इतर घटक कमी प्रमाणात आढळतात.

कार्बन हा विश्वातील चौथा सर्वात मुबलक घटक आहे आणि पृथ्वी ग्रहावरील जीवनाचा आधार आहे. मागील भागात स्पष्ट केल्याप्रमाणे, सर्व सजीव कार्बनपासून बनलेले आहेत. या घटकाची आण्विक रचना आहे जी एकाधिक घटकांसह विविध दुवे तयार करण्यास अनुमती देते, जो एक फायदा आहे.

सूक्ष्म घटक, जैविक दृष्ट्या एंजाइम, हार्मोन्स, जीवनसत्त्वे यांचा भाग आहेत सक्रिय पदार्थकॉम्प्लेक्सिंग एजंट किंवा ॲक्टिव्हेटर्स म्हणून, चयापचय, पुनरुत्पादन प्रक्रिया, ऊतक श्वसन, तटस्थीकरण यामध्ये भाग घेतात विषारी पदार्थ. सूक्ष्म घटक सक्रियपणे हेमॅटोपोइसिस, ऑक्सिडेशन - कमी करणे, रक्तवाहिन्या आणि ऊतकांची पारगम्यता प्रक्रियांवर प्रभाव पाडतात. मॅक्रो- आणि सूक्ष्म घटक - कॅल्शियम, फॉस्फरस, फ्लोरिन, आयोडीन, ॲल्युमिनियम, सिलिकॉन हाडे आणि दंत ऊतकांची निर्मिती निर्धारित करतात.

कार्बन जमीन, महासागर आणि जमिनीतून फिरतो, ज्याला कार्बन सायकल म्हणतात. कार्बन सायकल या घटकाच्या पुनर्वापराच्या प्रक्रियेचा संदर्भ देते. प्राणी अन्न चयापचय आणि श्वसन दरम्यान ग्लुकोज वापरतात. हा रेणू ऑक्सिजनच्या संयोगाने कार्बन डायऑक्साइड, पाणी आणि ऊर्जा तयार करतो, जो उष्णता म्हणून सोडला जातो.

प्रकाशसंश्लेषणाची रासायनिक प्रतिक्रिया

प्राण्यांना कार्बन डाय ऑक्साईडची गरज नसते, म्हणून ते वातावरणात सोडतात. दुसरीकडे, वनस्पती नावाच्या प्रक्रियेद्वारे हा वायू वापरू शकतात. या प्रक्रियेसाठी तीन घटक आवश्यक आहेत.

कार्बन डाय ऑक्साईड जो पानांमधील रंध्रमार्गे वनस्पतींमध्ये प्रवेश करतो.
वनस्पतींच्या मुळांद्वारे शोषलेले पाणी.
क्लोरोफिलद्वारे कॅप्चर केलेली सौर ऊर्जा.
मध्ये ऑक्सिजन सोडा सोपा वेळप्रकाशसंश्लेषणाचे टप्पे.
प्रकाशसंश्लेषणाच्या गडद अवस्थेत ते ग्लुकोजसारख्या कर्बोदकांमधे संश्लेषित करतात.

प्राणी ऑक्सिजन घेतात आणि वनस्पती ग्लुकोज घेतात आणि म्हणून चक्र पुन्हा सुरू होते.

मानवी शरीरातील काही घटकांची सामग्री वयानुसार बदलते याचा पुरावा आहे. अशाप्रकारे, मूत्रपिंडातील कॅडमियम आणि यकृतातील मोलिब्डेनमचे प्रमाण वृद्धापकाळात वाढते. जास्तीत जास्त जस्त सामग्री तारुण्य दरम्यान दिसून येते, नंतर ते कमी होते आणि वृद्धापकाळात किमान पोहोचते. व्हॅनेडियम आणि क्रोमियम सारख्या इतर ट्रेस घटकांची सामग्री देखील वयानुसार कमी होते.

वनस्पती, प्राणी आणि प्रोकेरियोट्सच्या इतर घटकांचा प्रभाव

बायोकेमिस्ट्री म्हणजे सजीव पदार्थांचे घटक, त्याच्या प्रतिक्रिया आणि पर्यावरणाशी असलेल्या संबंधांचा अभ्यास.

नियतकालिक सारणी: अणू, मूलद्रव्ये आणि समस्थानिक - उत्पत्ति मिशन.
सजीवांच्या निर्मितीसाठी "विटा".

रासायनिक घटकआवर्तसारणी.

दिमित्री इव्हानोविच मेंडेलीव्ह हे रशियन रसायनशास्त्रज्ञ होते ज्यांना नियतकालिक सारणीची पहिली आवृत्ती तयार करण्याचे श्रेय दिले जाते. त्यांचे "रसायनशास्त्राची तत्त्वे" हे काम लिहिताना आणि घटकांना त्यांच्या रासायनिक गुणधर्मांनुसार गटबद्ध करण्याचा प्रयत्न करताना, त्यांना आढळले सामान्य वैशिष्ट्ये. रासायनिक घटक जे पेशी बनवतात, सर्व सजीवांच्या मूलभूत युनिट्स, क्रमांक 24 आणि कमी किंवा जास्त प्रमाणात उपस्थित असतात. हायड्रोजन, ऑक्सिजन, कार्बन आणि नायट्रोजन मानवी शरीरातील 99% पेक्षा जास्त अणू बनवतात. हे घटक सर्वात हलके आहेत, असे बंध तयार करण्यास सक्षम आहेत - एक मजबूत बंधन. आयनमध्ये ही संख्या वेगळी असते. यापैकी, "अनपेयर्ड" इलेक्ट्रॉन हे घटकांद्वारे सिद्ध केलेल्या गुणधर्मांसाठी जबाबदार कण आहेत.

त्याने ज्याला आवर्त सारणी म्हणतात त्यामध्ये घटकांचे गट केले.
सध्या, आवर्त सारणीमध्ये 117 घटक आहेत.
हा क्रमांक अजूनही खुला आहे.
सारणी गट आणि कालावधीनुसार आयोजित केली जाते.
अणुक्रमांक म्हणजे न्यूक्लियसमध्ये उपस्थित असलेल्या प्रोटॉनची संख्या.
वस्तुमान संख्या ही प्रोटॉनची संख्या आणि न्यूट्रॉनच्या संख्येची बेरीज आहे.
न्यूट्रॉन आणि प्रोटॉन हे परमाणु कण आहेत.
न्यूक्लियसभोवती ऊर्जा पातळींमध्ये इलेक्ट्रॉन वितरीत केले जातात.
अणूमध्ये, त्याची संख्या प्रोटॉनच्या संख्येइतकी असते.
व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन हे अणूच्या सर्वात बाहेरील थरातील इलेक्ट्रॉन असतात.

जीवनाचे रेणू बायोमोलेक्युल्स.

विविध सूक्ष्म घटकांच्या कमतरतेमुळे किंवा जास्त प्रमाणात जमा होण्याशी संबंधित अनेक रोग ओळखले गेले आहेत. फ्लोराईडच्या कमतरतेमुळे दंत क्षय होतो, आयोडीनच्या कमतरतेमुळे स्थानिक गॉइटर आणि जास्त मॉलिब्डेनममुळे स्थानिक संधिरोग होतो. या प्रकारचे नमुने या वस्तुस्थितीशी संबंधित आहेत की मानवी शरीर बायोजेनिक घटकांच्या इष्टतम एकाग्रतेचे संतुलन राखते - रासायनिक होमिओस्टॅसिस. या घटकाची कमतरता किंवा जास्तीमुळे हे संतुलन बिघडल्याने विविध आजार होऊ शकतात.

हे या घटकाच्या उत्कृष्ट अष्टपैलुत्वामुळे खूप स्थिर बनते सहसंयोजक बंधसह वेगळे प्रकारभूमिती काही व्हिडिओ विविध रेणू तयार करण्यासाठी कार्बन अणूची अष्टपैलुत्व आणि जीवनासाठी त्यांचे महत्त्व स्पष्ट करतात: कार्बन अल्कलॉइड स्टिरॉइड्स सिंथेटिक स्टिरॉइड्स कोर्टिसोन. हायड्रोजन, ज्यामध्ये फक्त एक व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन आहे, फक्त एकल बंध तयार करू शकतात. आयसोमर हे रासायनिक संयुगे आहेत ज्यांचे अणू समान प्रमाणात असतात, परंतु ज्यांची अवकाशीय मांडणी वेगळी असते. अणू अवकाशीय पद्धतीने मांडलेले असतात जेणेकरून संरचना एकमेकांना आरशात प्रतिबिंबित करतात, जेणेकरून ते दुवे नष्ट केल्याशिवाय त्यांना वरचेवर लावले जाऊ शकत नाहीत. भौमितिक - त्याचे स्वरूप दुहेरी बाँडच्या अस्तित्वाशी संबंधित आहे, जे संरचनेच्या रोटेशनमध्ये मर्यादा आणि या बंधनाभोवती अणूंची व्यवस्था सूचित करते.

सर्व जैव रेणूंमध्ये कार्बन असतो.
ऑक्सिजन दुहेरी बंधांच्या निर्मितीमध्ये भाग घेऊ शकतो.
चला 3 प्रकारच्या आयसोमर्सचा विचार करूया: स्ट्रक्चरल एन्टिओमर किंवा ऑप्टिकल आयसोमर्स.
भौमितिक.
स्ट्रक्चरल - संयुगे ज्यामध्ये अणूंच्या गटांची व्यवस्था भिन्न असते.
ऑप्टिकल एन्टिओमर्स किंवा आयसोमर्स.
जर सांधा एक साधा सांधा असेल तर तो मुक्तपणे फिरू शकतो.

रासायनिक बंध.

सहा मुख्य मॅक्रोइलेमेंट्स व्यतिरिक्त - ऑर्गनोजेन्स - कार्बन, हायड्रोजन, नायट्रोजन, ऑक्सिजन, सल्फर आणि फॉस्फरस, जे कर्बोदकांमधे, चरबी, प्रथिने आणि न्यूक्लिक ऍसिडस्, मानव आणि प्राण्यांच्या सामान्य पोषणासाठी, "अकार्बनिक" मॅक्रोइलेमेंट्स आवश्यक आहेत - कॅल्शियम, क्लोरीन, मॅग्नेशियम, पोटॅशियम, सोडियम - आणि सूक्ष्म घटक - तांबे, फ्लोरिन, आयोडीन, लोह, मॉलिब्डेनम, जस्त आणि शक्यतो (प्राण्यांसाठी सिद्ध) , सेलेनियम, आर्सेनिक, क्रोमियम, निकेल, सिलिकॉन, कथील, व्हॅनेडियम.

दोन अणू सेट रासायनिक बंधन, जेव्हा ते जवळ येतात तेव्हा त्यांची उर्जा कमी असते, जी बाँडिंग प्रक्रियेस अनुकूल असते. अशा प्रकारे, रेडिएशन ऊर्जा: - वाढत्या वारंवारतेसह वाढते - वाढत्या सामग्रीसह कमी होते. लाट हे स्थापित कनेक्शन व्यत्यय आणण्यासाठी आवश्यक उर्जेचे प्रमाण आहे. . वेगवेगळ्या तरंगलांबी असलेल्या अनेक रेडिएशन रेंज आहेत.

रासायनिक बंध निर्माण करण्यासाठी रेडिएशन ऊर्जा पुरेशी नसल्यास, तरीही थर्मल बॉन्ड कंपन आणि रोटेशन होऊ शकते. या इंद्रियगोचर एक उदाहरण वापर आहे मायक्रोवेव्ह ओव्हन, जे अन्नामध्ये असलेल्या पाण्याचे रेणू कंपन करून, त्याच्या गरम होण्यास हातभार लावतात. कार्यात्मक गट हा एक अणू किंवा अणूंचा संच आहे जो दिलेल्या कुटुंबाची रचना परिभाषित करतो रासायनिक संयुगे. हा कार्यात्मक गट यासाठी जबाबदार आहे रासायनिक गुणधर्म, या कुटुंबाने पुष्टी केली. कार्यात्मक गट कार्बोनिलकार्बोक्सिल हायड्रॉक्सिलफेनिलामाइन्स आणि एमाइड्स आणि इमाइन्सची उदाहरणे आहेत. जलीय वातावरणात, पर्यावरणाच्या pH नुसार आयनीकरण प्रक्रियांना प्राधान्य दिले जाते. . याशिवाय आपण काहीच करू शकत नाही कारण आपल्याकडे पुरेशी ऊर्जा नसते.

ची कमतरता आहारलोह, तांबे, फ्लोरिन, जस्त, आयोडीन, कॅल्शियम, फॉस्फरस, मॅग्नेशियम आणि इतर काही घटकांमुळे गंभीर परिणाममानवी आरोग्यासाठी.

तथापि, हे लक्षात ठेवले पाहिजे की केवळ कमतरताच नाही तर जास्त प्रमाणात पोषक घटक देखील शरीरासाठी हानिकारक असतात, कारण रासायनिक होमिओस्टॅसिस विस्कळीत होते. उदाहरणार्थ, जेव्हा अन्नासोबत जास्त मँगनीज खाल्ले जाते, तेव्हा प्लाझ्मामधील तांब्याची पातळी वाढते (Mn आणि Cu चे सिनेर्जिझम), आणि मूत्रपिंडात ते कमी होते (विरोधी). पदार्थांमध्ये मॉलिब्डेनमचे प्रमाण वाढल्याने यकृतातील तांब्याचे प्रमाण वाढते. अन्नातील जस्त जास्तीमुळे लोहयुक्त एन्झाईम्स (Zn आणि Fe चे विरोधाभास) च्या क्रियाकलापांना प्रतिबंध होतो.

आपल्या एरोबिक श्वसन प्रणालीमध्ये ऑक्सिजनचा सहभाग असतो. ऊर्जा उत्पादनादरम्यान सोडल्या जाणाऱ्या हायड्रोजनमध्ये जोडून ते एरोबिक चयापचयच्या शेवटी कार्य करते. ऑक्सिजन हा आपल्या जीवनातील एक महत्त्वाचा घटक आहे, ऑक्सिजन ऑक्सिजनच्या रूपात, तो मानवांसह बहुतेक सजीवांच्या जीवनात महत्त्वाची भूमिका बजावतो. ऑक्सिजन आहे महान महत्व, कदाचित सर्व सजीवांसाठी सर्वात महत्वाची गोष्ट, कारण आपण ते श्वास घेतो. मानवी शरीरात, ते सेल्युलर श्वसन मानवी जीवनासाठी आवश्यक बनवते. 2-कार्बन.

खनिज घटक, जे नगण्य प्रमाणात महत्वाचे आहेत, अधिक आहेत उच्च सांद्रताविषारी होणे.

अनेक घटक (चांदी, पारा, शिसे, कॅडमियम इ.) विषारी मानले जातात, कारण त्यांच्या शरीरात सूक्ष्म प्रमाणातही प्रवेश केल्याने गंभीर पॅथॉलॉजिकल घटना घडतात. रासायनिक यंत्रणा विषारी प्रभावकाही सूक्ष्म घटकांची खाली चर्चा केली जाईल.

एकदा पचल्यानंतर, कार्बन ऊर्जा प्रदान करण्यास तयार आहे. ते ग्लुकोजमध्ये बदलतात. ते रक्तामधून फिरते आणि लगेच ऊर्जा पुरवते. यकृत आणि स्नायू ग्लायकोजेनच्या स्वरूपात कार्बन साठवू शकतात. व्यायामादरम्यान, ग्लायकोजेन ऊर्जा म्हणून वापरली जाऊ शकते. शरीर प्रामुख्याने कार्बन वापरते जेव्हा ते स्नायूंना ऊर्जा पुरवते जेणेकरून ते काम करू शकतील. सर्वात एक आहे महत्वाचे घटक, जे मोठ्या प्रमाणात आपल्या शरीराच्या मूलभूत घटनेत समाविष्ट आहेत.

सेल्युलर चयापचय साठी इष्टतम श्रेणीमध्ये हायड्रोजन सांद्रता ठेवणे फुफ्फुसातील कार्बन डाय ऑक्साईडचे उच्चाटन, मूत्रपिंडांद्वारे हायड्रोजनचे उच्चाटन आणि इंट्रा- आणि एक्स्ट्रासेल्युलर बफर सिस्टमच्या कृतीवर अवलंबून असते. शरीर हायड्रोजन एकाग्रतेचे नियमन कसे करते हे पेशींमधील आम्ल आणि तळांमधील संतुलन, आसपासच्या द्रव वातावरणात आणि रक्तातील बदलांचे निरीक्षण आणि मूल्यांकन करण्यासाठी मूलभूत आहे. हायड्रोजन हा अत्यंत मोबाइल कण आहे; त्याच्या एकाग्रतेतील बदल इतर आयन, जसे की सोडियम, पोटॅशियम आणि क्लोराईडच्या सेल्युलर वितरणावर परिणाम करतात आणि प्रथिने, विशेषत: एन्झाईम्सची क्रिया सुधारतात.

बायोजेनिक घटक आढळले विस्तृत अनुप्रयोगव्ही शेती. बोरॉन, तांबे, मँगनीज, जस्त, कोबाल्ट, मॉलिब्डेनम - जमिनीत अल्प प्रमाणात सूक्ष्म घटक जोडल्याने अनेक पिकांचे उत्पन्न नाटकीयरित्या वाढते. असे दिसून आले की सूक्ष्म घटक, वनस्पतींमध्ये एन्झाईम्सची क्रिया वाढवून, प्रथिने, जीवनसत्त्वे, न्यूक्लिक ॲसिड, शर्करा आणि स्टार्च यांच्या संश्लेषणास प्रोत्साहन देतात. काही रासायनिक घटकांचा प्रकाश संश्लेषणावर सकारात्मक प्रभाव पडतो, वनस्पतींच्या वाढीला आणि विकासाला गती मिळते आणि बियाणे पिकते. त्यांची उत्पादकता वाढवण्यासाठी प्राण्यांच्या खाद्यामध्ये सूक्ष्म घटक जोडले जातात.

नायट्रोजन - नायट्रोजन हे आपल्या शरीरासाठी महत्त्वाचे नाही, कारण नायट्रोजन वातावरणात असलेल्या स्वरूपात शोषले जात नाही. तथापि, नायट्रोजन अन्नसाखळीत महत्त्वाची भूमिका बजावते कारण ते वनस्पतींच्या मुळांमध्ये उपस्थित असलेल्या सूक्ष्मजीवांद्वारे शोषले जाते. अन्नचक्रात इरोबायोलॉजिकल आणि मांसाहारी फायदे होतात आणि नायट्रोजन प्रोटीन बनते. फॉस्फरस सेल झिल्लीच्या निर्मितीमध्ये देखील महत्वाची भूमिका बजावते, कारण ते फॉस्फोलिपिड्सच्या रचनेत सामील आहे. त्याच वेळी, तोंडावाटे बॅक्टेरियाच्या किण्वन दरम्यान तयार झालेल्या ऍसिडच्या संक्षारक प्रभावापासून दात संरक्षित केले जातात, कॅरीज टाळतात.

विविध घटक आणि त्यांची संयुगे औषधे म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरली जातात.

अशाप्रकारे, रासायनिक घटकांच्या जैविक भूमिकेचा अभ्यास करणे, या घटकांच्या देवाणघेवाण आणि इतर जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ - एंजाइम, हार्मोन्स, जीवनसत्त्वे यांच्यातील संबंध स्पष्ट करणे, नवीन घटकांच्या निर्मितीस हातभार लावतात. औषधेआणि उपचारात्मक आणि रोगप्रतिबंधक हेतूंसाठी इष्टतम डोस पथ्ये विकसित करणे.

हे फ्लोराइडयुक्त पाण्यात आढळते. जास्त प्रमाणात सेवन केल्याने दातांवर डाग पडतात. हे ऑस्मोटिक सेल्युलर संतुलन राखण्यासाठी सोडियम आणि क्लोराईडसह भाग घेते, शरीरातील अतिरिक्त पाणी काढून टाकण्यास आणि रक्त पीएच नियंत्रित करण्यास मदत करते. हे कार्बोहायड्रेट्स आणि प्रथिनांच्या चयापचयवर कार्य करते. हे मांस, दूध आणि अनेक प्रकारची फळे, भाज्या आणि भाज्यांमध्ये आढळते. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की पोटॅशियमयुक्त आहार उच्च रक्तदाब प्रतिबंधित करतो आणि हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी रोग; तुमची कमतरता किंवा जास्तीमुळे हृदयाच्या समस्या उद्भवू शकतात.

घटकांच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करण्याचा आणि विशेषतः त्यांची जैविक भूमिका हा डी.आय.चा नियतकालिक कायदा आहे. मेंडेलीव्ह. भौतिक-रासायनिक वैशिष्ट्ये, आणि, परिणामी, त्यांची शारीरिक आणि पॅथॉलॉजिकल भूमिका, या घटकांच्या स्थितीनुसार निर्धारित केली जाते. आवर्तसारणीडीआय. मेंडेलीव्ह.

नियमानुसार, अणूंच्या विभक्त शुल्कात वाढ झाल्यामुळे, दिलेल्या गटाच्या घटकांची विषारीता वाढते आणि शरीरातील त्यांची सामग्री कमी होते. मोठ्या अणु आणि आयनिक त्रिज्या, उच्च आण्विक चार्ज, इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशनची जटिलता आणि संयुगांची कमी विद्राव्यता यांमुळे दीर्घ काळातील अनेक घटक सजीवांकडून खराबपणे शोषले जात असल्यामुळे सामग्रीमध्ये घट स्पष्ट आहे. शरीरात प्रकाश घटक लक्षणीय प्रमाणात असतात.

शरीरातील द्रव समतोल महत्वाचे; पार पाडण्यासाठी आवश्यक मज्जातंतू आवेग. हे स्वयंपाक मीठ मध्ये समाविष्ट आहे, मध्ये सीफूड उत्पादने, पशुधन आणि औद्योगिक मूळ मध्ये. जास्त प्रमाणात सेवन केल्याने उच्च रक्तदाब आणि मूत्रपिंड ओव्हरलोड होण्याची शक्यता असते.

हिमोग्लोबिन संश्लेषणात गुंतलेले श्वसन एंझाइम आणि एन्झाईम्ससह अनेक एन्झाईम्सचे घटक. यकृत, अंडी, मासे, सीफूड, चॉकलेट, संपूर्ण गहू आणि बीन्समध्ये आढळतात. जर व्हिटॅमिन सी किंवा लोहाचे प्रमाण खूप जास्त असेल तर तांब्याच्या चयापचयात हस्तक्षेप होतो.

संपूर्ण धान्य शोधा अंड्याचा बलकआणि हिरव्या भाज्या. हे रक्त गोठण्यासाठी आवश्यक आहे आणि हृदयासह तंत्रिका आणि स्नायूंच्या सामान्य कार्यासाठी तसेच प्लाझ्मा झिल्लीच्या सामान्य कार्यासाठी आवश्यक आहे. ऑस्टियोपोरोसिस, गुठळ्या प्रतिबंधित करते आणि कमी होण्यास मदत करते धमनी दाब. हे न्यूक्लिक ॲसिडच्या प्रथिने संरचनेत गुंतलेले आहे. हे हिरव्या भाज्या, दूध आणि दुग्धजन्य पदार्थ, ऑयस्टर, सार्डिन आणि सोयामध्ये आढळते. कमतरतेच्या लक्षणांमध्ये फेफरे येणे, अस्वस्थता, धडधडणे आणि ठिसूळ नखे यांचा समावेश होतो.

मॅक्रोइलेमेंट्समध्ये पहिल्या (हायड्रोजन), तिसरे (सोडियम, मॅग्नेशियम) आणि चौथ्या (पोटॅशियम, कॅल्शियम) कालावधीचे एस-एलिमेंट्स, तसेच दुसऱ्या (कार्बन, नायट्रोजन, ऑक्सिजन) आणि तिसरे (फॉस्फरस, सल्फर) पी-एलिमेंट्सचा समावेश होतो. क्लोरीन) कालावधी. ते सर्व जीवनावश्यक आहेत. पहिल्या तीन कालखंडातील (Li, B, Al, F) उर्वरित बहुतेक s- आणि p- घटक शारीरिकदृष्ट्या सक्रिय आहेत, s- आणि p- घटक दीर्घ कालावधी(n>4) क्वचितच न भरता येणारे म्हणून कार्य करते. अपवाद म्हणजे एस-एलिमेंट्स - पोटॅशियम, कॅल्शियम, आयोडीन. चौथ्या आणि पाचव्या कालखंडातील काही s- आणि p- घटक - स्ट्रॉन्टियम, आर्सेनिक, सेलेनियम, ब्रोमिन - शारीरिकदृष्ट्या सक्रिय म्हणून वर्गीकृत आहेत.

डी-एलिमेंट्समध्ये, प्रामुख्याने चौथ्या कालावधीचे घटक महत्वाचे आहेत: मँगनीज, लोह, जस्त, तांबे, कोबाल्ट. IN अलीकडेहे स्थापित केले आहे की यात काही शंका नाही शारीरिक भूमिकाआणि या काळातील काही इतर डी-घटक: टायटॅनियम, क्रोमियम, व्हॅनेडियम.

डी-पाचव्या आणि सहाव्या कालखंडातील घटक, मोलिब्डेनमचा अपवाद वगळता, स्पष्ट सकारात्मक शारीरिक क्रियाकलाप प्रदर्शित करत नाहीत. मॉलिब्डेनम हा अनेक रेडॉक्स एन्झाईम्सचा भाग आहे (उदाहरणार्थ, xanthine ऑक्साईड, aldehyde oxidase) आणि जैवरासायनिक प्रक्रियेत महत्त्वाची भूमिका बजावते.

2. विषारीपणाचे सामान्य पैलू अवजड धातूसजीवांसाठी

नैसर्गिक पर्यावरणाच्या स्थितीचे मूल्यांकन करण्याशी संबंधित समस्यांचा सर्वसमावेशक अभ्यास दर्शवितो की पर्यावरणीय प्रणालीतील बदलांच्या नैसर्गिक आणि मानववंशजन्य घटकांमधील स्पष्ट सीमा काढणे फार कठीण आहे. अलीकडील दशकेआम्हाला ते पटवून दिले. निसर्गावरील मानवी प्रभावामुळे केवळ तात्काळ, सहज ओळखता येण्याजोगे नुकसानच होत नाही तर अनेक नवीन, अनेकदा लपलेल्या प्रक्रिया, बदलणे किंवा नष्ट करणे वातावरण. बायोस्फियरमधील नैसर्गिक आणि मानववंशीय प्रक्रिया जटिल संबंध आणि परस्परावलंबनात आहेत. अशाप्रकारे, विषारी पदार्थ तयार होण्यास कारणीभूत रासायनिक परिवर्तनाचा मार्ग हवामान, मातीची स्थिती, पाणी, हवा, किरणोत्सर्गी पातळी इ. सध्याच्या परिस्थितीत, पर्यावरणातील रासायनिक प्रदूषणाच्या प्रक्रियेचा अभ्यास करताना, प्रामुख्याने नैसर्गिक कारणे शोधण्याची समस्या उद्भवते. नैसर्गिक घटक, विशिष्ट रासायनिक घटक किंवा संयुगांच्या सामग्रीचे स्तर. या समस्येचे निराकरण केवळ बायोस्फियरच्या घटकांच्या स्थितीच्या दीर्घकालीन पद्धतशीर निरीक्षणाच्या आधारे शक्य आहे, त्यांची सामग्री विविध पदार्थ, म्हणजेच पर्यावरण निरीक्षणाच्या आधारावर.

जड धातूंसह पर्यावरणीय प्रदूषण हे सुपरटॉक्सिकंट्सच्या पर्यावरणीय-विश्लेषणात्मक निरीक्षणाशी थेट संबंधित आहे, कारण त्यापैकी बरेच ट्रेस प्रमाणात देखील उच्च विषारीपणा प्रदर्शित करतात आणि सजीवांमध्ये लक्ष केंद्रित करण्यास सक्षम असतात.

जड धातूंसह नैसर्गिक वातावरणाच्या प्रदूषणाचे मुख्य स्त्रोत नैसर्गिक (नैसर्गिक) आणि कृत्रिम (मानववंशिक) मध्ये विभागले जाऊ शकतात. नैसर्गिक घटनांमध्ये ज्वालामुखीचा उद्रेक, धुळीचे वादळ, जंगल आणि गवताळ प्रदेशातील आग, समुद्री क्षार, वारा, वनस्पती, इ. प्रदूषणाचे नैसर्गिक स्रोत एकतर पद्धतशीर, एकसमान किंवा अल्पकालीन उत्स्फूर्त स्वरूपाचे असतात आणि नियमानुसार, प्रदूषणाच्या एकूण स्तरावर त्याचा फारसा प्रभाव पडत नाही. मुख्य आणि सर्वात धोकादायक स्रोतजड धातूंसह निसर्गाचे प्रदूषण मानववंशजन्य आहे.

बायोस्फीअरमधील धातूंचे रसायनशास्त्र आणि त्यांच्या जैवरासायनिक चक्रांचा अभ्यास करण्याच्या प्रक्रियेत, शरीरविज्ञानामध्ये त्यांची दुहेरी भूमिका दिसून येते: एकीकडे, बहुतेक धातू जीवनाच्या सामान्य मार्गासाठी आवश्यक असतात; दुसरीकडे, सह भारदस्त एकाग्रताते उच्च विषारीपणा प्रदर्शित करतात, म्हणजेच त्यांच्याकडे आहे वाईट प्रभावसजीवांच्या स्थितीवर आणि क्रियाकलापांवर. घटकांच्या आवश्यक आणि विषारी एकाग्रतेमधील सीमा अत्यंत अस्पष्ट आहे, ज्यामुळे पर्यावरणावरील त्यांच्या प्रभावाचे विश्वसनीयरित्या मूल्यांकन करणे कठीण होते. काही धातू ज्या प्रमाणात खरोखर धोकादायक बनतात ते केवळ ते परिसंस्थेला किती प्रमाणात प्रदूषित करतात यावर अवलंबून नाही तर त्यांच्या जैवरासायनिक चक्राच्या रासायनिक वैशिष्ट्यांवर देखील अवलंबून आहे. टेबलमध्ये 1 साठी धातूंच्या मोलर विषारीपणाची मालिका दर्शविते वेगळे प्रकारजिवंत जीव.

तक्ता 1. धातूंच्या मोलर विषारीपणाचा प्रातिनिधिक क्रम

जीवांची विषारीता मालिका AlgaeNg>Сu>Сd>Fe>Сr>Zn>Со>Мn बुरशीАg>Нg>Сu>Сd>Сr>Ni>Рb>Со>Zn>FeFlowering plantsHg>Рb>Сu>Сd>Сr>Ni>ZnAnnelidsHgH >Сu >Zn > Pb> CdFishAg>Hg>Cu>Pb>Cd>Al>Zn>Ni>Cr>Co >Mn>>SrMammalsAg, Hg, Cd> Cu, Pb, Sn, Be>> Mn, Zn, Ni , Fe , Сr >> Sr >Сs, Li, Al

प्रत्येक प्रकारच्या जीवासाठी, डावीकडून उजवीकडे टेबलच्या पंक्तींमधील धातूंचा क्रम विषारी प्रभाव निर्माण करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या धातूच्या दाढीच्या प्रमाणात वाढ दर्शवतो. किमान मोलर मूल्य सर्वात जास्त विषारीपणा असलेल्या धातूचा संदर्भ देते.

व्ही.व्ही. कोवाल्स्की, जीवनासाठी त्यांच्या महत्त्वावर आधारित, रासायनिक घटकांना तीन गटांमध्ये विभागले:

शरीरात सतत असलेले महत्त्वाचे (अपरिवर्तनीय) घटक (एंजाइम, हार्मोन्स आणि जीवनसत्त्वे यांचा भाग): H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Fe, Mo, V. त्यांच्या कमतरतेमुळे मानव आणि प्राण्यांच्या सामान्य कार्यामध्ये व्यत्यय येतो.

तक्ता 2. काही मेटॅलोएन्झाइम्सची वैशिष्ट्ये - बायोइनॉर्गेनिक कॉम्प्लेक्स

धातूचे एंझाइम सेंट्रल अणू लिगँड वातावरण एकाग्रतेचे ऑब्जेक्ट एन्झाइम क्रिया कार्बोनिक एनहायड्रेस Zn (II) अमिनो आम्ल अवशेष लाल रक्त पेशी कार्बन डायऑक्साइडचे उलट करता येण्याजोगे हायड्रेशन उत्प्रेरित करते: CO 2+एच 2O↔H 2CO 3↔H ++व्हॅट 3कार्बोस्की पेप्टिडेस Zn (II) अमिनो आम्ल अवशेष स्वादुपिंड, यकृत, आतडे प्रथिनांचे पचन उत्प्रेरित करते, पेप्टाइड बाँडच्या हायड्रोलिसिसमध्ये भाग घेते: आर 1CO-NH-R 2+एच 2O↔R 1-COOH+R 2एन.एच. 2CatalaseFe (III)अमिनो आम्ल अवशेष, हिस्टिडाइन, टायरोसिन रक्त हायड्रोजन पेरॉक्साईडच्या विघटन प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करते: 2H 2बद्दल 2= 2H 2ओ + ओ 2PeroxidaseFe(III)प्रथिने ऊती, सब्सट्रेट्सचे रक्त ऑक्सिडेशन (RH 2) हायड्रोजन पेरोक्साइड: RH 2+एच 2ओ 2= R + 2H 2OxyreductaseCu(II)Amino acid अवशेष हृदय, यकृत, मूत्रपिंड आण्विक ऑक्सिजन वापरून ऑक्सिडेशन उत्प्रेरित करते: 2H 2R+O 2= 2R + 2H 2O Pyruvate carboxylase Mn (II) टिश्यू प्रथिने यकृत, थायरॉईड ग्रंथी हार्मोन्सचा प्रभाव वाढवते. पायरुविक ऍसिड अल्डीहाइड ऑक्सिडेस मो (VI) टिश्यू प्रोटीनसह कार्बोक्झिलेशनची प्रक्रिया उत्प्रेरित करते लिव्हर अल्डीहाइड्सच्या ऑक्सिडेशनमध्ये भाग घेते रिबोन्यूक्लियोटाइड रिडक्टेस को (II) टिश्यू प्रथिने यकृत रिबोन्यूक्लिक ऍसिडच्या जैवसंश्लेषणात भाग घेते.

शरीरात सतत अशुद्ध घटक असतात: Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, An, Cs, Al, Ba, Ge, As, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, U, Se. त्यांची जैविक भूमिका फारशी समजलेली किंवा अज्ञात आहे.
शरीरात आढळणारे अशुद्धता घटक Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb, इ. प्रमाण आणि जैविक भूमिकेवरील डेटा स्पष्ट केलेला नाही.
टेबल अनेक मेटॅलोएन्झाइम्सची वैशिष्ट्ये दर्शविते, ज्यामध्ये Zn, Fe, Cu, Mn, Mo सारख्या महत्त्वपूर्ण धातूंचा समावेश आहे.
जिवंत प्रणालींमध्ये त्यांच्या वर्तनावर अवलंबून, धातू 5 प्रकारांमध्ये विभागली जाऊ शकतात:
- आवश्यक घटक, ज्याच्या कमतरतेमुळे शरीरात कार्यात्मक विकार होतात;
- उत्तेजक (शरीरासाठी आवश्यक आणि अनावश्यक दोन्ही धातू उत्तेजक म्हणून काम करू शकतात);
जड घटक जे, विशिष्ट एकाग्रतेमध्ये, निरुपद्रवी असतात आणि शरीरावर कोणताही परिणाम करत नाहीत (उदाहरणार्थ, सर्जिकल इम्प्लांट म्हणून वापरल्या जाणाऱ्या निष्क्रिय धातू):
औषधांमध्ये वापरलेले उपचारात्मक एजंट;
विषारी घटक, उच्च सांद्रता मध्ये अपरिवर्तनीय कार्यात्मक विकार आणि शरीराचा मृत्यू होऊ.
एकाग्रता आणि संपर्काच्या वेळेवर अवलंबून, धातू सूचित प्रकारांपैकी एकामध्ये कार्य करू शकते.
आकृती 1 मेटल आयनच्या एकाग्रतेवर शरीराच्या अवस्थेचे आकृती दर्शवते. आकृतीमधील घन वक्र तात्काळ सकारात्मक प्रतिसाद, इष्टतम पातळी आणि संक्रमणाचे वर्णन करते सकारात्मक परिणामआवश्यक घटकाची एकाग्रता मूल्ये जास्तीत जास्त पार केल्यानंतर नकारात्मक वर. उच्च सांद्रतामध्ये, आवश्यक धातू विषारी बनते.
ठिपके असलेला वक्र शरीरासाठी विषारी असलेल्या आणि आवश्यक किंवा उत्तेजक घटकाचा प्रभाव नसलेल्या धातूला जैविक प्रतिसाद दर्शवतो. हा वक्र काही विलंबाने येतो, जो सजीवांच्या "प्रतिसाद न देण्याची" क्षमता दर्शवतो. लहान प्रमाणात विषारी पदार्थ(थ्रेशोल्ड एकाग्रता).
आकृती दर्शवते की आवश्यक घटक जास्त प्रमाणात विषारी बनतात. प्राणी आणि मानवी शरीर एका कॉम्प्लेक्सद्वारे इष्टतम श्रेणीतील घटकांची एकाग्रता राखते शारीरिक प्रक्रियाहोमिओस्टॅसिस म्हणतात. अपवादाशिवाय सर्व आवश्यक धातूंचे प्रमाण होमिओस्टॅसिसच्या कठोर नियंत्रणाखाली आहे.

अंजीर. 1 धातूच्या एकाग्रतेवर अवलंबून जैविक प्रतिसाद. ( परस्पर व्यवस्थासशर्त एकाग्रता प्रमाणाशी संबंधित दोन वक्र)
धातू विषारीपणा आयन विषबाधा
विशेष स्वारस्य म्हणजे मानवी शरीरातील रासायनिक घटकांची सामग्री. मानवी अवयव विविध रासायनिक घटक वेगवेगळ्या प्रकारे केंद्रित करतात, म्हणजेच मॅक्रो- आणि सूक्ष्म घटक वेगवेगळ्या अवयव आणि ऊतींमध्ये असमानपणे वितरीत केले जातात. बहुतेक सूक्ष्म घटक (शरीरातील सामग्री 10 च्या आत असते -3-10-5%) यकृत, हाडे आणि मध्ये जमा होते स्नायू ऊतक. हे फॅब्रिक्स अनेक धातूंचे मुख्य डेपो आहेत.
घटक विशिष्ट अवयवांसाठी एक विशिष्ट आत्मीयता दर्शवू शकतात आणि उच्च सांद्रतामध्ये त्यामध्ये समाविष्ट असू शकतात. हे ज्ञात आहे की जस्त स्वादुपिंडात केंद्रित आहे, आयोडीन मध्ये कंठग्रंथी, व्हॅनेडियम, ॲल्युमिनियम आणि आर्सेनिकसह, केस आणि नखे, कॅडमियम, पारा, मॉलिब्डेनम - मूत्रपिंडात, आतड्यांसंबंधी ऊतकांमध्ये टिन, स्ट्रॉन्टियम - मध्ये जमा होते पुरःस्थ ग्रंथी, हाडांची ऊती, पिट्यूटरी ग्रंथीमध्ये मँगनीज इ. शरीरात, सूक्ष्म घटक दोन्हीमध्ये आढळू शकतात बंधनकारक अवस्था, आणि मुक्त आयनिक फॉर्मच्या स्वरूपात. हे स्थापित केले गेले आहे की मेंदूच्या ऊतींमधील ॲल्युमिनियम, तांबे आणि टायटॅनियम प्रथिने असलेल्या कॉम्प्लेक्सच्या स्वरूपात असतात, तर मँगनीज आयनिक स्वरूपात असतात.
शरीरात घटकांच्या जास्त प्रमाणात सांद्रता घेण्यास प्रतिसाद म्हणून, सजीव काही विशिष्ट डिटॉक्सिफिकेशन यंत्रणेच्या उपस्थितीमुळे परिणामी विषारी प्रभाव मर्यादित करण्यास किंवा काढून टाकण्यास सक्षम आहे. धातूच्या आयनांच्या संबंधात डिटॉक्सिफिकेशनची विशिष्ट यंत्रणा सध्या चांगली समजलेली नाही. शरीरातील अनेक धातू खालील प्रकारे कमी हानिकारक स्वरूपात रूपांतरित केले जाऊ शकतात:
मध्ये अघुलनशील कॉम्प्लेक्सची निर्मिती आतड्यांसंबंधी मार्ग;
रक्तासह धातूचे इतर ऊतींमध्ये वाहतूक, जेथे ते स्थिर केले जाऊ शकते (जसे की Pb+2 हाडांमध्ये);

- यकृत आणि मूत्रपिंडांद्वारे कमी विषारी स्वरूपात रूपांतरण.

अशा प्रकारे, शिसे, पारा, कॅडमियम इत्यादींच्या विषारी आयनांच्या क्रियेला प्रतिसाद म्हणून, मानवी यकृत आणि मूत्रपिंड कमी आण्विक वजनाच्या प्रथिने मेटालोथिओनिन्सचे संश्लेषण वाढवतात, ज्यामध्ये अंदाजे 1/3 अमीनो ऍसिडचे अवशेष सिस्टीन असतात. . उच्च सामग्रीआणि सल्फहायड्रिल एसएच गटांची विशिष्ट मांडणी मेटल आयनांच्या मजबूत बांधणीची शक्यता प्रदान करते.

धातूंच्या विषारीपणाची यंत्रणा सामान्यतः ज्ञात आहे, परंतु कोणत्याही विशिष्ट धातूसाठी ते शोधणे फार कठीण आहे. यांपैकी एक यंत्रणा म्हणजे प्रथिनांमध्ये बंधनकारक स्थळांच्या उपस्थितीमुळे अत्यावश्यक आणि विषारी धातूंमधील एकाग्रता, कारण धातूचे आयन अनेक प्रथिने स्थिर करतात आणि सक्रिय करतात, अनेक एंजाइम प्रणालींचा भाग असतात. याव्यतिरिक्त, अनेक प्रथिने मॅक्रोमोलेक्यूल्समध्ये मुक्त सल्फहायड्रिल गट असतात जे कॅडमियम, शिसे आणि पारा यांसारख्या विषारी धातूच्या आयनांशी संवाद साधू शकतात, परिणामी विषारी परिणाम होतात. तथापि, नेमके कोणते मॅक्रोमोलेक्युल सजीवांना हानी पोहोचवतात हे निश्चित झालेले नाही. मध्ये धातूच्या आयनांच्या विषारीपणाचे प्रकटीकरण विविध अवयवआणि ऊतक नेहमी त्यांच्या जमा होण्याच्या पातळीशी संबंधित नसतात - शरीराच्या त्या भागामध्ये जिथे दिलेल्या धातूची एकाग्रता जास्त असते तिथे सर्वात जास्त नुकसान होते याची कोणतीही हमी नाही. अशा प्रकारे, शिसे (II) आयन, शरीरातील एकूण प्रमाणाच्या 90% पेक्षा जास्त प्रमाणात हाडांमध्ये स्थिर असतात, शरीराच्या इतर ऊतींमध्ये 10% वितरीत झाल्यामुळे विषारीपणा प्रदर्शित करतात. हाडांमधील लीड आयनचे स्थिरीकरण ही डिटॉक्सिफिकेशन प्रक्रिया मानली जाऊ शकते.

धातूच्या आयनची विषाक्तता सहसा त्याच्या शरीराच्या गरजेशी संबंधित नसते. तथापि, विषारीपणा आणि आवश्यकतेमध्ये एक गोष्ट सामाईक आहे: एक नियम म्हणून, त्यांच्या कृतीच्या परिणामकारकतेमध्ये त्यांच्या एकूण योगदानामध्ये, धातू आणि नॉन-मेटल आयन यांच्यातील एकमेकांपासून तसेच धातूच्या आयनांमधील संबंध आहे. उदाहरणार्थ, झिंकची कमतरता असलेल्या प्रणालीमध्ये कॅडमियमची विषाक्तता अधिक स्पष्ट होते आणि कॅल्शियमच्या कमतरतेमुळे शिशाची विषारीता वाढते. त्याचप्रमाणे, भाजीपाला पदार्थांमधून लोहाचे शोषण त्यात उपस्थित असलेल्या जटिल लिगँड्समुळे प्रतिबंधित केले जाते आणि अतिरिक्त झिंक आयन तांबे इत्यादींचे शोषण रोखू शकतात.

मानवी शरीरात रासायनिक घटकांची जैविक भूमिका अत्यंत वैविध्यपूर्ण आहे.

सूक्ष्म घटक, एन्झाईम्स, हार्मोन्स, जीवनसत्त्वे, जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ कॉम्प्लेक्सिंग एजंट किंवा ॲक्टिव्हेटर्सचा भाग असल्याने, चयापचय, पुनरुत्पादन प्रक्रिया, ऊतक श्वसन आणि विषारी पदार्थांचे तटस्थीकरण यात गुंतलेले असतात. सूक्ष्म घटक सक्रियपणे हेमॅटोपोइसिस, ऑक्सिडेशन - कमी करणे, रक्तवाहिन्या आणि ऊतकांची पारगम्यता प्रक्रियांवर प्रभाव पाडतात. मॅक्रो- आणि सूक्ष्म घटक - कॅल्शियम, फॉस्फरस, फ्लोरिन, आयोडीन, ॲल्युमिनियम, सिलिकॉन - हाडे आणि दंत ऊतकांची निर्मिती निर्धारित करतात.

विविध सूक्ष्म घटकांच्या कमतरतेमुळे किंवा जास्त प्रमाणात जमा होण्याशी संबंधित अनेक रोग ओळखले गेले आहेत. फ्लोराईडच्या कमतरतेमुळे दंत क्षय होतो, आयोडीनच्या कमतरतेमुळे स्थानिक गॉइटर आणि जास्त मॉलिब्डेनममुळे स्थानिक संधिरोग होतो. या प्रकारचे नमुने या वस्तुस्थितीशी संबंधित आहेत की मानवी शरीर बायोजेनिक घटकांच्या इष्टतम एकाग्रतेचे संतुलन राखते - रासायनिक होमिओस्टॅसिस. या शिल्लकचे उल्लंघन त्यानंतर केले जाते

एखाद्या घटकाची कमतरता किंवा जास्तीमुळे विविध रोग होऊ शकतात

कार्बन, हायड्रोजन, नायट्रोजन, ऑक्सिजन, सल्फर आणि फॉस्फरस, जे कार्बोहायड्रेट्स, चरबी, प्रथिने आणि न्यूक्लिक ॲसिड बनवतात त्या सहा मुख्य मॅक्रोइलेमेंट्स - ऑर्गनोजेन्स व्यतिरिक्त, "अकार्बनिक" मॅक्रोइलेमेंट्स मानव आणि प्राण्यांच्या सामान्य पोषणासाठी आवश्यक आहेत - कॅल्शियम, क्लोरीन, मॅग्नेशियम, पोटॅशियम, सोडियम - आणि ट्रेस घटक - तांबे, फ्लोरिन, आयोडीन, लोह, मॉलिब्डेनम, जस्त आणि तसेच, शक्यतो (प्राण्यांसाठी सिद्ध), सेलेनियम, आर्सेनिक, क्रोमियम, निकेल, सिलिकॉन, टिन, व्हॅनेडियम.

आहारात लोह, तांबे, फ्लोरिन, जस्त, आयोडीन, कॅल्शियम, फॉस्फरस, मॅग्नेशियम आणि इतर काही घटकांच्या कमतरतेमुळे मानवी आरोग्यावर गंभीर परिणाम होतात.

तथापि, हे लक्षात ठेवले पाहिजे की केवळ कमतरताच नाही तर जास्त प्रमाणात पोषक घटक देखील शरीरासाठी हानिकारक असतात, कारण रासायनिक होमिओस्टॅसिस विस्कळीत होते. उदाहरणार्थ, जेव्हा अन्नासोबत जास्त मँगनीज खाल्ले जाते, तेव्हा प्लाझ्मामधील तांब्याची पातळी वाढते (Mn आणि Cu चे सिनेर्जिझम), आणि मूत्रपिंडात ते कमी होते (विरोधी). पदार्थांमध्ये मॉलिब्डेनमचे प्रमाण वाढल्याने यकृतातील तांब्याचे प्रमाण वाढते. अन्नातील जस्त जास्तीमुळे लोहयुक्त एन्झाईम्स (2n आणि Fe विरोधाभास) च्या क्रियाकलापांना प्रतिबंध होतो.

खनिज घटक, जे नगण्य प्रमाणात महत्वाचे आहेत, ते जास्त प्रमाणात विषारी बनतात.

रासायनिक घटकाची अत्यावश्यक गरज, कमतरता, विषाक्तता अवलंबित्व वक्र स्वरूपात सादर केली जाते “तत्त्वाची एकाग्रता अन्न उत्पादने- शरीराची प्रतिक्रिया" (चित्र 5.5). वक्र (पठार) चा अंदाजे क्षैतिज विभाग इष्टतम वाढ, आरोग्य आणि पुनरुत्पादनाशी संबंधित एकाग्रतेच्या क्षेत्राचे वर्णन करतो. पठाराचा मोठा विस्तार घटकाची कमी विषारीपणाच नव्हे तर या घटकाच्या सामग्रीतील महत्त्वपूर्ण बदलांशी जुळवून घेण्याची शरीराची क्षमता देखील दर्शवितो. याउलट, एक अरुंद पठार घटकाची महत्त्वपूर्ण विषारीता आणि शरीरासाठी आवश्यक असलेल्या प्रमाणांपासून जीवघेणा घटकांकडे तीव्र संक्रमण दर्शवते. जेव्हा तुम्ही पठाराच्या पलीकडे जाता (मायक्रो एलिमेंट एकाग्रता वाढवते), तेव्हा सर्व घटक विषारी होतात. शेवटी, ट्रेस घटकांच्या एकाग्रतेत लक्षणीय वाढ मृत्यू होऊ शकते.

अनेक घटक (चांदी, पारा, शिसे, कॅडमियम इ.) मोजले जातात

ते विषारी आहेत, कारण त्यांच्या शरीरात सूक्ष्म प्रमाणात प्रवेश केल्याने गंभीर पॅथॉलॉजिकल घटना घडतात. काही ट्रेस घटकांच्या विषारी प्रभावाची रासायनिक यंत्रणा खाली चर्चा केली जाईल.

बायोजेनिक घटकांचा शेतीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. बोरॉन, तांबे, मँगनीज, जस्त, कोबाल्ट, मॉलिब्डेनम - जमिनीत अल्प प्रमाणात सूक्ष्म घटक जोडल्याने अनेक पिकांचे उत्पन्न नाटकीयरित्या वाढते. असे दिसून आले की सूक्ष्म घटक, वनस्पतींमध्ये एन्झाईम्सची क्रिया वाढवून, प्रथिने, जीवनसत्त्वे, न्यूक्लिक ॲसिड, शर्करा आणि स्टार्च यांच्या संश्लेषणास प्रोत्साहन देतात. काही रासायनिक घटकांचा प्रकाश संश्लेषणावर सकारात्मक प्रभाव पडतो, वनस्पतींच्या वाढीला आणि विकासाला गती मिळते आणि बियाणे पिकते. त्यांची उत्पादकता वाढवण्यासाठी प्राण्यांच्या खाद्यामध्ये सूक्ष्म घटक जोडले जातात.

विविध घटक आणि त्यांची संयुगे औषधे म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरली जातात.

अशाप्रकारे, रासायनिक घटकांच्या जैविक भूमिकेचा अभ्यास करणे, या घटकांचे चयापचय आणि इतर जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ - एंजाइम, हार्मोन्स, जीवनसत्त्वे - यांच्यातील संबंध स्पष्ट करणे, नवीन औषधे तयार करण्यात आणि उपचारात्मक आणि रोगप्रतिबंधक दोन्हीसाठी इष्टतम डोस पथ्ये विकसित करण्यात योगदान देते. उद्देश