Ταξινόμηση BIOELEMENTS

Από τι άτομα είναι φτιαγμένα ζωντανά πλάσματα; Σε αυτό το άρθρο από έναν επαγγελματία θα μάθουμε ότι, από όλα τα χημικά στοιχεία που υπάρχουν στο σύμπαν, μόνο μερικά είναι μέρος της ζωντανής ύλης: βιοστοιχεία. Αλλά δεν είναι όλα τα βιοστοιχεία ίδια και σε αυτό το μάθημα θα δούμε τι είναι ταξινόμηση των βιοστοιχείων και σε ποια κριτήρια βασίζεται.

Δείκτης

1. Τι είναι τα βιοστοιχεία; Κύριες λειτουργίες
2. Πρωτογενή βιοστοιχεία, η πρώτη ομάδα της ταξινόμησης βιοστοιχείων
3. Δευτερεύοντα βιοστοιχεία
4. Ιχνοστοιχεία

Bioelements, που ονομάζεται επίσης βιογενή στοιχεία, είναι όλα αυτά χημικά στοιχεία που είναι μέρος ζωντανών οργανισμών. Δεν παρουσιάζονται μεμονωμένα, αλλά μάλλον σχηματίζουν τα μόρια δικό τους ζωντανό ον που ονομάζεται βιομόρια, πολλά από αυτά μεγάλα (μακρομόρια).

Παρουσιάζονται βιοστοιχεία σε πολύ διαφορετικές αναλογίες στη σύνθεση των ζωντανών όντων. Ενώ ορισμένα βιοστοιχεία είναι πολύ άφθονα στη σύνθεση των ζωντανών όντων, άλλα βρίσκονται σε μικρότερη ποσότητα και μερικά βρίσκονται σε ζωντανούς οργανισμούς σε πολύ μικρές ποσότητες.

Αν και τα βιοστοιχεία υπάρχουν επίσης στο αδρανές μέσο (γεωσφαίρα, υδρόσφαιρα, ατμόσφαιρα) οι αναλογίες στις οποίες βρίσκονται στα έμβια όντα είναι πολύ διαφορετικές από αυτές του περιβάλλοντος. Για παράδειγμα: ο άνθρακας αντιπροσωπεύει μόνο το 0,18% του αδρανούς μέσου, ενώ στο ανθρώπινο σώμα το ποσοστό του είναι πολύ υψηλότερο: 19,37%. Επομένως, τα ζωντανά όντα συσσωρεύουν σχετικά σπάνια στοιχεία στο σώμα τους στο αδρανές περιβάλλον και αυτό συνεπάγεται σημαντική κατανάλωση ενέργειας.

Λειτουργίες Bioelements

Τα βιολογικά στοιχεία μπορούν επίσης να οριστούν ως εκείνα τα στοιχεία που είναι απαραίτητο για τη ζωή επειδή συμμετέχουν σε οποιαδήποτε από αυτές τις βιολογικές διαδικασίες:

• Συμμετέχουν στην κατασκευή ιστών του σώματος
• Συμμετέχουν στις διαδικασίες ανάπτυξης του οργανισμού
• Βοηθούν στη ρύθμιση του μεταβολισμού.

Από τα 92 φυσικά στοιχεία που υπάρχουν, μόνο μερικά είναι βιοστοιχεία. Ο συνολικός αριθμός βιοστοιχείων διαφέρει σημαντικά ανάλογα με το αν θεωρούνται βιοστοιχεία ή όχι στοιχεία που βρίσκονται στο τον οργανισμό σε πολύ χαμηλές αναλογίες, καθώς σε αυτές τις περιπτώσεις μπορεί να είναι δύσκολο να αποδειχθεί ο ρόλος του βιολογικός. Μπορούμε να το σκεφτούμε αυτό υπάρχουν μεταξύ 20 και 27 βιοστοιχείων.

Εικόνα: Yumpu.com

Όπως έχουμε ήδη αναφέρει, τα βιοστοιχεία που αποτελούν μέρος των ζωντανών όντων μπορούν να έχουν πολύ διαφορετικές αναλογίες. Ενώ μερικά είναι πολύ άφθονα, άλλα εμφανίζονται μόνο σε μικρές ποσότητες.

ο κριτήριο ταξινόμησης για βιοστοιχεία βασίζεται ακριβώς σε αναλογία στο οποίο αυτοί αποτελούν μέρος ζωντανών οργανισμών. Η ταξινόμηση των βιοστοιχείων μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τον συντάκτη που ερωτήθηκε, όσον αφορά τα δευτερεύοντα βιοστοιχεία και τα ιχνοστοιχεία.

Σύμφωνα με την αναλογία στην οποία αποτελούν μέρος της ζωντανής ύλης, διακρίνονται τρεις ομάδες στην ταξινόμηση των βιοστοιχείων: πρωτογενή, δευτερεύοντα και ιχνοστοιχεία.

Τι είναι τα πρωτογενή βιοστοιχεία;

Τα κύρια βιοστοιχεία είναι: άνθρακας (C), οξυγόνο (Ο), άζωτο (Ν), υδρογόνο (Η), φώσφορος (Ρ) και θείο (S).

Είναι τα στοιχεία που βρίσκονται σε υψηλότερο ποσοστό στη σύνθεση των ζωντανών οργανισμών. Το άθροισμα αυτών των βιοστοιχείων αντιπροσωπεύει περίπου το 96% του βάρους του ξηρού υλικού.

Ο λόγος για τον οποίο βρίσκονται σε τόσο υψηλές αναλογίες είναι ότι είναι απαραίτητα στοιχεία για την κατασκευή βιομορίων. Αυτό συμβαίνει επειδή όλα αυτά τα άτομα έχουν ένα χαρακτηριστικό που τα καθιστά κατάλληλα για την εκπλήρωση αυτής της λειτουργίας:

• Είναι μικρά άτομα. Αυτό τους επιτρέπει να σχηματίσουν πολύ σταθερούς ομοιοπολικούς δεσμούς που περιέχουν υψηλή ενέργεια.
• Εκτός από την περίπτωση του υδρογόνου, έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν απλούς και πολλαπλούς δεσμούς, γεγονός που καθιστά δυνατή μια μεγάλη ποικιλία στον τύπο των μορίων που μπορούν να δημιουργήσουν.
• Η υψηλή ηλεκτροαρνητικότητα στοιχείων όπως το άζωτο ή το οξυγόνο δημιουργεί μόρια που έχουν κάποια πολικότητα (ασύμμετρη κατανομή φορτίων) που επιτρέπει τη διάλυση πολλών βιομορίων στο νερό (το μέσο όπου όλα τα βιολογικές αντιδράσεις).

Εικόνα: Slideshare

Στην ταξινόμηση των βιοστοιχείων πρέπει επίσης να συμπεριλάβουμε και τα δευτερεύοντα, τα οποία είναι: καιl ασβέστιο (Ca), νάτριο (Na), κάλιο (K), μαγνήσιο (Mg) και χλώριο (Cl). Η παρουσία του στη σύνθεση των ζωντανών όντων είναι μικρότερη από εκείνη των πρωτογενών βιοστοιχείων αλλά μεγαλύτερη από 0,01%. Μαζί, αυτά τα πέντε βιοστοιχεία αντιπροσωπεύουν περίπου το 3,9% του βάρους των ζωντανών οργανισμών.

Αυτά τα στοιχεία βρίσκονται σε οργανισμούς ως μέρος των ανόργανων αλάτων ή σε ιοντική μορφή.

Με τη μορφή αλάτων

Αυτά τα βιοστοιχεία έχουν δομική λειτουργία ως συστατικά οστών, κελυφών, κελυφών κ.λπ. Ένα παράδειγμα είναι το ασβέστιο, το οποίο είναι μέρος των αλάτων που αποτελούν τα οστά.

Στην ιοντική του μορφή

Έχουν πολύ σημαντικό μεταβολικό ρόλο ως χημικοί αγγελιοφόροι στη ρύθμιση διαδικασιών όπως:

• Η μετάδοση της νευρικής ώθησης στην οποία τα ιόντα ασβεστίου, νατρίου και καλίου παίζουν θεμελιώδη ρόλο.
• Μυϊκή συστολή όπου τα ιόντα ασβεστίου είναι απαραίτητα.
• Φωτοσύνθεση όπου το μαγνήσιο είναι ένα από τα συστατικά της χλωροφύλλης (φωτοσυνθετική χρωστική)

Εικόνα: Youtube

Τελειώνουμε την ταξινόμηση των βιοστοιχείων για να μιλήσουμε για ιχνοστοιχεία, δηλαδή αυτά που αποτελούν μέρος της σύνθεσης των ζωντανών όντων αναλογίες μικρότερες από 0,01%. Ακόμα κι αν Βρίσκονται σε πολύ μικρές ποσότητες, εκτελούν ζωτικές λειτουργίες. Τα ιχνοστοιχεία είναι πολυλειτουργικό και ενεργούν.

• Ρύθμιση του μεταβολισμού ως μέρος του ενεργού κέντρου ορισμένων ενζύμων.
• Σταθεροποίηση ορισμένων μακρομορίων ή κυτταρικών δομών όπως μεμβράνες πλάσματος.

Η ομάδα των ιχνοστοιχείων είναι πολύ ευρεία και χωρίζεται σε δύο υποομάδες: βασικές και μη απαραίτητες. Τα βασικά ιχνοστοιχεία θεωρούνται εκείνα των οποίων η ανεπάρκεια προκαλεί αλλοιώσεις στην ανάπτυξη ή την υγεία. Τα στοιχεία αποτελούν μέρος αυτής της ομάδας: Βανάδιο (V), μολυβδαίνιο (Mo), χρώμιο (Cr), μαγγάνιο (Mn), κοβάλτιο (Co), νικέλιο (Ni), χαλκός (Cu), σίδηρος (Fe), ψευδάργυρος (Zn), πυρίτιο (Si), ιώδιο (I), (Se) και φθόριο (F).

Για παράδειγμα:

• Ο σίδηρος είναι μέρος του ενεργού κέντρου της αιμοσφαιρίνης που είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά οξυγόνου στο αίμα, η ανεπάρκεια του προκαλεί αναιμία.
• Ο ψευδάργυρος είναι απαραίτητος για την ανάπτυξη φυτών και ζώων. Αυτό το στοιχείο στην ιοντική του μορφή καταλύει (ρυθμίζει) περισσότερες από εκατό ενζυματικές αντιδράσεις και αποτελεί συστατικό του μεμβράνες πλάσματος όπου παίζει αντιοξειδωτικό ρόλο, βοηθώντας στη σταθεροποίηση της δομής των δύο στρωμάτων λιπίδια.

Αν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα άρθρα παρόμοια με Ταξινόμηση των βιοστοιχείων, σας συνιστούμε να εισαγάγετε την κατηγορία μας βιολογία.

• Trudy McKee, James R. McKee (2020) Βιοχημεία: Η μοριακή βάση της ζωής (7η έκδοση), Πόλη του Μεξικού: McGraw-Hill
• Javier Ramírez Hernández, María José Bonete και Rosa María Martínez-Espinosa Τομέας Βιοχημείας και Μοριακής Βιολογίας, Σχολή Επιστημών, Πανεπιστήμιο του Αλικάντε. (2015). Πρόταση για νέα ταξινόμηση ιχνοστοιχείων για την εφαρμογή τους στη διατροφή, την ολιγοθεραπεία και άλλες θεραπευτικές στρατηγικές. Εφημερίδα της Νοσοκομειακής Διατροφής