Клетка

С точки зрения концепции живых систем по А. Ленинджеру.

1. Живая клетка – это способная к саморегуляции и самовоспроизведению изотермическая система органических молекул, извлекающая энергию и ресурсы из окружающей среды.

2. В клетке протекает большое количество последовательных реакций, скорость которых регулируется самой клеткой.

3. Клетка поддерживает себя в стационарном динамическом состоянии, далеком от равновесия с окружающей средой.

4. Клетки функционируют по принципу минимального расхода компонентов и процессов.

Т.о. клетка – элементарная живая открытая система, способная к самостоятельному существованию, воспроизведению и развитию. Она является элементарной структурно-функциональной единицей всех живых организмов.

Химический состав клеток.

Из 110 элементов периодической системы Менделеева в организме человека обнаружено 86 постоянно присутствующих. 25 из них необходимы для нормальной жизнедеятельности, причем 18 из них необходимы абсолютно, а 7 - полезны. В соответствии с процентным содержанием в клетке химические элементы делят на три группы:

1. Макроэлементы Основные элементы (органогены) – водород, углерод, кислород, азот. Их концентрация: 98 – 99,9 %. Они являются универсальными компонентами органических соединений клетки.

2. Микроэлементы – натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций, железо. Их концентрация 0,1%.

3. Ультрамикроэлементы – бор, кремний, ванадий, марганец, кобальт, медь, цинк, молибден, селен, йод, бром, фтор. Они влияют на обмен веществ. Их отсутствие является причиной заболеваний (цинк - сахарный диабет, иод - эндемический зоб, железо - злокачественная анемия и т.д.).

Современной медицине известны факты отрицательного взаимодействия витаминов и минералов:

• Цинк снижает усвоение меди и конкурирует за усвоение с железом и кальцием; (а дефицит цинка вызывает ослабление иммунной системы, ряд патологических состояний со стороны желез внутренней секреции).

• Кальций и железо снижают усвоение марганца;

• Витамин Е плохо совмещается с железом, а витамин С – с витаминами группы В.

Положительное взаимовлияние:

• Витамин Е и селен, а также кальций и витамин К действуют синергично;

• Для усвоения кальция необходим витамин Д;

• Медь способствует усвоению и повышает эффективность использования железа в организме.

Неорганические компоненты клетки.

Вода – важнейшая составная часть клетки, универсальная дисперсионная среда живой материи. Активные клетки наземных организмов состоят на 60 – 95% из воды. В покоящихся клетках и тканях (семена, споры) воды 10 - 20%. Вода в клетке находится в двух формах – свободной и связанной с клеточными коллоидами. Свободная вода является растворителем и дисперсионной средой коллоидной системы протоплазмы. Ее 95%. Связанная вода (4 – 5 %) всей воды клетки образует непрочные водородные и гидроксильные связи с белками.

Свойства воды:

1. Вода – естественный растворитель для минеральных ионов и других веществ.

2. Вода – дисперсионная фаза коллоидной системы протоплазмы.

3. Вода является средой для реакций метаболизма клетки, т.к. физиологические процессы происходят в исключительно водной среде. Обеспечивает реакции гидролиза, гидратации, набухания.

4. Участвует во многих ферментативных реакциях клетки и образуется в процессе обмена веществ.

5. Вода – источник ионов водорода при фотосинтезе у растений.

Биологическое значение воды:

1. Большинство биохимических реакций идет только в водном растворе, многие вещества поступают и выводятся из клеток в растворенном виде. Это характеризует транспортную функцию воды.

2. Вода обеспечивает реакции гидролиза – расщепление белков, жиров, углеводов под действием воды.

3. Благодаря большой теплоте испарения происходит охлаждение организма. Например, потоотделение у человека или транспирация у растений.

4. Большая теплоемкость и теплопроводность воды способствует равномерному распределению тепла в клетке.

5. Благодаря силам адгезии (вода – почва) и когезии (вода – вода) вода обладает свойством капиллярности.

6. Несжимаемость воды определяет напряженное состояние клеточных стенок (тургор), гидростатический скелет у круглых червей.