Контрольная работа "Общая характеристика химического состава организма. Основные макро- и микроэлеме - Змитрук Марина Николаевна. Страница 1

МИНИСТЕРСТВО СПОРТА И ТУРИЗМА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

“БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ”

Институт повышения квалификации и переподготовки руководящих работников и специалистов физической культуры, спорта и туризма

Кафедра оздоровительной и адаптивной физической культуры

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

На тему: Общая характеристика химического состава организма. Основные макро- и микроэлементы, входящие в состав организма.

Исполнитель: Змитрук Марина Николаевна

Группа № 15 – 01

Руководитель: к. м. н., доцент Кобзев В. Ф.

Минск 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Многим химикам известны крылатые слова, сказанные в 40-х годах текущего столетия немецкими учеными Вальтером и Идой Ноддак, что в каждом булыжнике на мостовой присутствуют все элементы Периодической системы. Вначале эти слова были встречены далеко не с единодушным одобрением. Однако, по мере того как разрабатывались всё более точные методы аналитического определения химических элементов, учёные всё больше убеждались в справедливости этих слов.

Если согласиться с тем, что в каждом булыжнике содержатся все элементы, то это должно быть справедливо и для живого организма. Все живые организмы на Земле, в том числе и человек, находятся в тесном контакте с окружающей средой. Жизнь требует постоянного обмена веществ в организме. Поступлению в организм химических элементов способствуют питание и потребляемая вода. В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии Национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определённом уровне. Столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержания находятся в относительном постоянстве.

Предположения некоторых учёных идут еще дальше. Они считают, что в живом организме не только присутствуют все химические элементы, но каждый из них выполняет определённую биологическую функцию. Вполне возможно, что эта гипотеза не подтвердится. Однако, по мере того как развиваются исследования в данном направлении, выявляется биологическая роль всё большего числа химических элементов. [2]

Наука не стоит на месте: она динамически развивается, обогащается новыми знаниями и теориями. И то, что еще вчера было лишь догадкой, теорией, завтра становится научно доказанным фактом. Со временем ученые смогут пролить свет и на такой важный вопрос как биологическая роль конкретного химического элемента в организме человека. Ведь свойства многих из них на данном этапе научного развития остаются нераскрытыми.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА И ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ

1. Общая характеристика химического состава организма

В различных живых организмах, как было отмечено выше, содержатся почти все известные химические элементы. Правда, одни из них в качестве обязательных обнаруживаются во всех без исключения живых организмах, тогда как другие характерны только для отдельных видов и поэтому в составе живой материи встречаются значительно реже. Любой живой организм в качестве обязательных всегда содержит такие химические элементы, как C, N, H, O, S, P, K, Na, Ca, Mg, Mn, Zn, Fe, Cu, Co. K категории реже встречающихся относятся Mo, B, Cl, I и некоторые другие.

Более 70% массы живых организмов приходится на долю воды. Наблюдается взаимное влияние структурированной в организмах воды на свойства ее молекул и молекул растворенных в ней соединений. В отличие от многих других растворителей вода имеет высокую температуру кипения, замерзания и теплоту испарения. Эти свойства воды обусловлены полярной структурой ее молекул и возникающими между ними водородными связями. В воде каждые 3-4 соседние молекулы объединяются друг с другом водородными связями. Продолжительность жизни этих связей весьма незначительна, они постоянно и быстро возникают и распадаются, что определяет жидкостные свойства воды [3, с. 14].

Содержание воды в разных тканях существенно различается: в ткани кости, не содержащей костного мозга, на ее долю приходится 22,5 %. Содержание воды снижается также при накоплении жира [5, с. 13].

Известно, что организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества и 6% – на неорганические. Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород, кислород, в их состав входят также азот, фосфор и сера. В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I, F, Se. Например, если вес человека составляет 70 кг, то в нём содержится (в граммах): кальция – 1700, калия – 250, натрия – 70, магния – 42, железа – 5, цинка – 3. Учёные договорились, что если массовая доля элемента в организме превышает 10-2 %, то его следует считать макроэлементом. Доля микроэлементов в организме составляет 10-3 – 10-5 %. Если содержание элемента ниже 10-5 %, его считают ультрамикроэлементом. Конечно, такая градация условна. По ней магний попадает в промежуточную область между макро- и микроэлементами [2].

Таблица 1: Химический состав некоторых органов и тканей, % (по Раппопорту С. М.).

Орган, ткань

Вода

Белки

Липиды

Минеральные вещества

Кожа

0,6

Кости

Мышцы

Жировая ткань

0,2

Печень

1,4

Мозг

1,4

Большинство биомолекул состоят в основном из углерода, кислорода, водорода и азота (таблица 2). Важным компонентом нуклеиновых кислот и других молекул является фосфат; в ионизированной форме он широко представлен в организме человека. Ключевую роль в многочисленных биологических процессах играет кальций; этот вопрос находится в центре внимания многих современных исследований [5, с. 12].

Таблица 2: Приблизительный элементный состав организма человека (в процентах к сухому весу).

Элемент

Углерод

Сера

0,8

Кислород

Натрий

0,4

Водород

Хлор

0,4

Азот

8,5

Магний

0,1

Кальций

Железо

0,01

Фосфор

2,5

Марганец

0,001

Калий

Йод

0,00005

2. Жизненно необходимые элементы

Несомненно, время внесёт коррективы в современные представления о числе и биологической роли определённых химических элементов в организме человека. В данной работе мы исходим из того, что уже достоверно известно. Роль макроэлементов, входящих в состав неорганических веществ, очевидна. Например, основное количество кальция и фосфора входит в кости (гидроксофосфат кальция Ca10(PO4)6(OH)22), а хлор в виде соляной кислоты содержится в желудочном соке.

Микроэлементы вошли в отмеченный выше ряд 22 элементов, обязательно присутствующих в организме человека. Примечательно, что большинство из них – металлы, а из металлов больше половины являются d-элементами. Последние в организме образуют координационные соединения со сложными органическими молекулами. Так, установлено, что многие биологические катализаторы – ферменты содержат ионы переходных металлов (d-элементов). Например, известно, что марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо – в 70, медь – в 30, а цинк – более чем в 100. Микроэлементы называют жизненно необходимыми, если при их отсутствии или недостатке нарушается нормальная жизнедеятельность организма. Характерным признаком необходимого элемента является колоколообразный вид кривой доза (n) – ответная реакция (R, эффект), что отображено на рисунке: