Klasifikace BIOELEMENTŮ

Z jakých atomů jsou živé věci vyrobeny? V tomto článku PROFESORA se dozvíme, že ze všech chemických prvků, které existují ve vesmíru, je jen několik součástí živé hmoty: bioelementy. Ale ne všechny bioelementy jsou stejné a v této lekci uvidíme, co to je klasifikace bioelementů a na jakých kritériích je založen.

Index

1. Co jsou to bioelementy? Hlavní funkce
2. Primární bioelementy, první skupina klasifikace bioelementů
3. Sekundární bioelementy
4. Stopové prvky

Bioelementy, také nazývané biogenní prvky, jsou všichni ti chemické prvky které jsou součástí živých organismů. Nejsou prezentovány izolovaně, ale spíše tvoří molekuly vlastní živé bytosti zvané biomolekuly, z nichž mnohé jsou velké (makromolekuly).

Prezentovány jsou bioelementy ve velmi odlišných poměrech ve složení živých bytostí. Zatímco některé bioelementy jsou ve složení živých bytostí velmi hojné, jiné se nacházejí v menším množství a některé se vyskytují v živých organismech ve velmi malém množství.

Ačkoli jsou bioelementy přítomny také v inertní médium (geosféra, hydrosféra, atmosféra) proporce, ve kterých se nacházejí v živých bytostech, se velmi liší od poměrů v prostředí. Například: uhlík představuje pouze 0,18% inertního média, zatímco v lidském těle je jeho podíl mnohem vyšší: 19,37%. Živé bytosti proto hromadí ve svém těle v inertním prostředí relativně vzácné prvky, což vyžaduje značnou spotřebu energie.

Funkce bioelementů

Bioelementy lze také definovat jako ty prvky, které jsou nezbytné pro život protože se účastní kteréhokoli z těchto biologických procesů:

• Podílejí se na stavbě tělesných tkání
• Podílejí se na vývojových procesech organismu
• Pomáhají regulovat metabolismus.

Ze všech 92 přírodních prvků, které existují, jsou pouze některé bioelementy. Celkový počet bioelementů se značně liší v závislosti na tom, zda jsou považovány za bioelementy nebo ne za prvky nalezené v organismus ve velmi nízkých poměrech, protože v těchto případech může být obtížné prokázat jeho roli biologický. To můžeme zvážit existuje mezi 20 a 27 bioelementy.

Obrázek: Yumpu.com

Jak jsme již zmínili, bioelementy, které jsou součástí živých bytostí, mohou mít velmi odlišné proporce. Zatímco některé jsou velmi hojné, jiné se objevují pouze v malém množství.

The klasifikační kritérium pro bioelementy je založen přesně v poměru ve kterých tvoří součást živých organismů. Klasifikace bioelementů se může lišit v závislosti na konzultovaném autorovi, pokud jde o sekundární bioelementy a stopové prvky.

Podle toho, v jakém poměru jsou součástí živé hmoty, se rozlišují tři skupiny v rámci klasifikace bioelementů: primární, sekundární a stopové prvky.

Co jsou primární bioelementy?

Primární bioelementy jsou: uhlík (C), kyslík (O), dusík (N), vodík (H), fosfor (P) a síra (S).

Jsou to prvky, které se ve složení živých organismů nacházejí ve větším poměru. Součet těchto bioelementů představuje přibližně 96% hmotnosti sušiny v těle.

Důvodem, proč se nacházejí v tak vysokých poměrech, je to, že jsou základními prvky pro konstrukci biomolekul. Je tomu tak proto, že všechny tyto atomy mají charakteristiku, díky níž jsou vhodné k plnění této funkce:

• Jsou to malé atomy. To jim umožňuje vytvářet velmi stabilní kovalentní vazby, které obsahují vysokou energii.
• Kromě vodíku mají schopnost tvořit jednoduché a vícenásobné vazby, což umožňuje velkou rozmanitost typů molekul, které mohou vytvářet.
• Vysoká elektronegativita prvků, jako je dusík nebo kyslík, vede k molekulám, které mají určitou polaritu (asymetrické rozložení nábojů), které umožňuje rozpuštění mnoha biomolekul ve vodě (médium, kde všechny biologické reakce).

Obrázek: Prezentace

V rámci klasifikace bioelementů musíme zahrnout také sekundární, kterými jsou: al vápník (Ca), sodík (Na), draslík (K), hořčík (Mg) a chlor (Cl). Jeho přítomnost ve složení živých bytostí je menší než přítomnost primárních bioelementů, ale vyšší než 0,01%. Těchto pět bioelementů dohromady představuje přibližně 3,9% hmotnosti živých organismů.

Tyto prvky se nacházejí v organismech jako součást minerálních solí nebo v iontové formě.

Ve formě solí

Tyto bioelementy mají strukturální funkci jako složky kostí, skořápek, skořápek atd. Příkladem je vápník, který je součástí solí tvořících kosti.

Ve své iontové formě

Mají velmi důležitou metabolickou roli jako chemičtí poslové při regulaci procesů, jako jsou:

• Přenos nervového impulsu, ve kterém hrají zásadní roli ionty vápníku, sodíku a draslíku.
• Svalová kontrakce, kde jsou zásadní ionty vápníku.
• Fotosyntéza, při níž je hořčík jednou ze složek chlorofylu (fotosyntetický pigment)

Obrázek: Youtube

Dokončujeme klasifikaci bioelementů, abychom hovořili o stopových prvcích, tj. O těch, které jsou součástí složení živých bytostí v podíly menší než 0,01%. I kdyby nalezené ve velmi malém množství, plní životně důležité funkce. Stopové prvky jsou multifunkční a jednají.

• Regulace metabolismu jako součást aktivního centra některých enzymů.
• Stabilizace určitých makromolekul nebo buněčných struktur, jako jsou plazmatické membrány.

Skupina stopových prvků je velmi široká a je rozdělena do dvou podskupin: základní a nepodstatné. Za základní stopové prvky se považují ty, jejichž nedostatek způsobuje změny v růstu nebo zdraví. Prvky jsou součástí této skupiny: Vanad (V), molybden (Mo), chrom (Cr), mangan (Mn), kobalt (Co), nikl (Ni), měď (Cu), železo (Fe), zinek (Zn), křemík (Si), jod (I), (Se) a fluor (F).

Například:

• Železo je součástí aktivního centra hemoglobinu, které je zodpovědné za transport kyslíku v krvi, jeho nedostatek způsobuje anémii.
• Zinek je nezbytný pro vývoj rostlin a živočichů. Tento prvek ve své iontové formě katalyzuje (reguluje) více než sto enzymatických reakcí a je složkou plazmatické membrány, kde plní antioxidační roli a pomáhá stabilizovat dvouvrstvou strukturu lipid.

Pokud si chcete přečíst více podobných článků Klasifikace bioelementů, doporučujeme vám zadat naši kategorii biologie.

• Trudy McKee, James R. McKee (2020) Biochemistry: The Molecular Basis of Life (7. vydání), Mexico City: McGraw-Hill
• Javier Ramírez Hernández, María José Bonete a Rosa María Martínez-Espinosa, divize biochemie a molekulární biologie, Přírodovědecká fakulta, Univerzita v Alicante. (2015). Návrh nové klasifikace stopových prvků pro jejich aplikaci ve výživě, oligoterapii a dalších terapeutických strategiích. Journal of Hospital Nutrition