2013-СК-біохімія-05-Водно-мінеральний обмін
.pdfЗнаявністю заряду неорганічного йона пов’язані фізико-хімічні властивості колоїдів організму (явища гідратації, в’язкість, розчинність, здатність до набрякання... Окремі катіони (Ca2+, Mg2+, Mn2+і Zn2+) є активаторами або інгібіторами ензимних реакцій. Деякі метали входять до складу вітамінів, гормонів та інших сполук.
Знаявністю мінеральних речовин (NaCl) у кормі пов’язані засвоєння його організмом і секреторна функція травного каналу. Деякі мінеральні
речовини (H2SO4) приймають участь у нейтралізації отруйних речовин і продуктів, що утворюються в організмі при обміні речовин, чи надходять ззовні.
41
Обмін мінеральних речовин
Мінеральні речовини корму і води зазнають перетворень в організмі.
Ті мінеральні речовини, що є у вільному стані засвоюються напряму, без попередньої переробки, а ті, що у зв’язаному стані, засвоюються після ферментативної обробки у травному каналі.
Наприклад, фосфорна кислота, що входить у склад НК, фосфоліпідів, фосфопротеїдів, Ферум – гемоглобіну, міоглобіну, магній – хлорофілу тощо.
Їжа (корм) спочатку розщеплюються ензимами до органічних і неорганічних речовин, а потім – до молекул, далі – на Йони і після цього засвоюються.
42
Всмоктування мінеральних речовин: частина
– в шлунку, а основна маса – слизовою оболонкою тонкої кишки.
Так, фосфорна кислота всмоктується у вигляді мінеральних солей або фосфорних естерів.
Всмоктування двовалентних або полівалентних катіонів – це багатоступінчатий процес, що залежить від багатьох факторів.
Всмоктування ряду катіонів стимулюється наявністю в хімусі жирів, жовчі й соку підшлункової
залози. |
|
Всмоктування Кальцію – наявністю |
хімусі |
вітаміну D.
Із аніонів найшвидше всмоктуються хлоридіони, повільніше йодид- і бромідіони.
43
Удепонуванні мінеральних речовин існує локальність. Кальцій і Магній у вигляді фосфатів, карбонатів та апатитів відкладаються у кістковій тканині.
Ускелеті сконцентровуються Флуор (фтор), Титан, Стронцій, Цезій, Рубідій, Алюміній, Берилій, Плюмбум, Станум ін.
Ферум – у тканині печінки і в кістковому мозку, де утворюються еритроцити. Багато заліза накопичується в селезінці
–місці руйнування еритроцитів.
Цинк і Манган накопичуються переважно у тканинах підшлункової залози.
Місцем депонування йоду є щитовидна залоза.
У шкірі багато є йонів Натрію і Калію. Значна кількість їх є підшкірній і м’язовій тканинах, плазмі, крові, лімфі і лікворі.
Важливо зазначити, що йони Калію сконцентровані всередині клітин, а Натрію – у позаклітинному просторі.
Обмін йонів між клітиною та міжклітинною рідиною відбувається за законами осмосу. В біорідинах мінеральні речовини знаходяться у зв’язаному з білками стані, та у вигляді
окремих йонів (активна форма) чи солей. |
44 |
|
Обмін мінеральних речовин в організмі відбувається постійно.
У епіфізі великої гомілкової кістки за 9 діб оновлюється ~11% Фосфору, а за 50 діб – 28,6 %.
За добу в організмі миші ~20 % Кальцію і 5%
Стронцію.
50 % радіоактивного Йоду щитовидної залози обмінюються за 5 год після введення. 13 % його видаляється з організму через 3 год, а 50 % - через добу.
Введений в організм радіоактивний Ферум через декілька годин з’являється в гемоглобіні. Близько 60 % Феруму еритроцитів оновлюється упродовж 3 тижнів.
45
Таблиця. Вміст мінеральних речовин у
тваринних тканинах і органах, мг на 100 г сирої тканини (за Ф.Я. Бернштейном, цит.: О.І Кононський “Біохімія тварин”. – К: Вища школа, 2006. – С.188.)
Орган або |
К |
Na |
Ca |
Mg |
Cl |
P |
|
тканина |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
М’язи |
360 |
72 |
7 |
23 |
66 |
220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Серце |
250 |
185 |
10 |
17 |
135 |
270 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Легені |
150 |
250 |
17 |
7 |
260 |
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мозок |
330 |
170 |
12 |
16 |
150 |
380 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Печінка |
215 |
190 |
12 |
22 |
160 |
210 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Еритроцити |
460 |
80 |
− |
5 |
190 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нирки |
175 |
175 |
20 |
21 |
220 |
140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сироватка крові |
20 |
335 |
10 |
2 |
370 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кісткова тканина |
61 |
180 |
11000 |
105 |
190 |
5050 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зубна емаль |
50 |
250 |
36000 |
400 |
300 |
17000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
46
Кінцевий обмін мінеральних речовин. Виділяються мінеральні речовини з сечею, потом і калом та молоком.
Із сечею видаляються Натрій, Калій, Кобальт, Кальцій, Магній, Вісмут, Літій, Стихій, Хлор, Бор, Бром, Йод, Флор, Сульфур та ін.
Натрій і Калій виділяються у складі хлоридів і сульфатів, Сульфур –у вигляді сульфатів і парних сполук,
Фосфор – у вигляді середніх і кислих солей ортофосфорної кислоти.
Із калом видаляються Ферум, Кальцій, Купрум, Стронцій, Алюміній, Берилій, Манган, Цинк, Молібден і загалом важкі метали у складі різних солей, а також силіцієва кислота і силікати. Лужноземельні солі фосфорної кислоти виділяються слизовою оболонкою кишок.
Із потом виділяються мінеральні речовини у вигляді хлоридів, сульфатів, фосфатів і т.п. Мінеральний баланс додатній у молодих і вагітних тварин, а у старих –
від’ємний. Рівновага – у стадії зрілості.
47
Регуляція |
мінеральних |
речовин. |
Насамперед, регуляція ЦНС. Видалення великих півкуль різко зменшує кількість мінеральних речовин у кістках, м’язах і збільшує їх вміст у печінці. Зростає виділення солей Кальцію, Натрію, Калію, Феруму з сечею, калом і потом.
Значна роль в регуляції належить залозам внутрішньої секреції. Паратгормон регулює обмін Кальцію, Магнію та Фосфору. Альдостерон регулює розподіл йонів Натрію і Калію між плазмою крові і клітинами.
Синергізм і антагонізм мінеральних речовин.
У ферментативних процесах йони К+, NH4+ або Pb2+ є активаторами для альдегіддегідрогенази, а йони
Na+, Li+ – інгібіторами. |
48 |
В.І. Вернадський (1922 р.) встановив зв’язок між хімічним складом ґрунту, рослин і тварин, сформулювавши тріаду ґрунт – рослина – тварина О.П. Виноградов (1939 р) висунув ідею про
існування на Землі біогеохімічних провінцій (які відрізняються вмістом різних хімічних елементів.
В.В. Ковальський (1974 р.) створив карту біогеохімічного районування СРСР.
Усі хімічні елементи, які в природних умовах утворюють розчинні у воді сполуки, у складі їжі, питних вод та повітря потрапляють у рослини, організм людини і тварини,
утворюючи трофічні ланцюги або ланцюги живлення.
49
Усі хімічні елементи, які в природних умовах утворюють розчинні у воді сполуки, у складі їжі, питних вод та повітря потрапляють у рослини, організм людини і тварини,
утворюючи трофічні ланцюги або ланцюги
живлення
50