Промежуточные органические соединения

Содержание основных катионов и анионов внутри клетки

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 РО₃^2-, Cl^-, SO₄^2-, НСО₃ ^-

Концентрации основных неорганических катионов и анионов в межклеточной жидкости и в плазме крови почти не отличаются.

Таблица

и во внеклеточных жидкостях организма человека (по Строеву А.Е.)

Как видно из таблицы, Na⁺ является основным катионом во внеклеточной среде, а К⁺ — внутри клеток. Из анионов вне клетки преобладает С1-, а внутри клетки — РО₃^2-.

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. 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 (йод участвует в синтезе гормонов щитовидной железы).

Клетка живого организма — это химическая лаборатория, в которой происходят превращения большого числа органических соединений разных классов. Подробным изучением этих соединений занимаются органическая и биоорганическая химия. В данной главе мы ограничимся лишь упоминанием клас­сов функциональных групп, придающих характерные химические свойства этим соединениям.

Промежуточные органические вещества могут содержать в своем составе несколько функциональных групп. В связи с этим они приоб­ретают смешанные свойства и способность участвовать в превраще­ниях, характерных для каждой группы в отдельности. Увеличение числа функциональных групп приводит к возрастанию полярности связей между атомами и возрастанию химической активности.

 

Таблица