2. Классификация биоэлементов

В живых организмах животных и человека с помощью|посредством| разных|различных| химических и физико-химических методов обнаружено|выявляет| больше|более| 80 химических элементов. Исследованием их содержания в определенных органах, тканях и физиологичных жидкостях организма, выяснением биологической роли этих элементов занимались многие|многие| ученые. Значительный вклад в расширение кругозора наших знаний о роли химических элементов в биологических системах сделали|совершили| такие ученые, как В Вернадский, А.Виноградов, Г.Бабенко и|да| др.

Было доказано, что между химическим составом почв|грунта| и формами|формой| растений, которые растут на них, существует тесная взаимосвязь. Некоторые|некие| растения способны концентрировать определеные химические элементы из|с| окружающей среды (почв|грунта|, воды). Например, содержание Силиция, Фосфора, Мангана в растениях вероятно больше, чем в морской воде.

Основатель|учредитель| биогеохимии акад|. В.Вернадский, изучая разделение химических элементов в земной коре, впервые обосновал роль живого вещества в миграции элементов и показал значение химических элементов для жизнедеятельности и эволюции организмов человека и животных. Изменения|смена| в земной коре, которые|какие| происходят на протяжении тысячелетий, влияют на химический состав|склад| и протекание биохимических реакций в живых системах, а те, в свою очередь, обусловливают| миграцию химических элементов в природе. Следовательно|итак|, под воздействием живых систем в природе происходит постоянный круговорот химических элементов.

Организм избирательно ассимилирует из|с| биосферы определеные химические элементы. При этом их концентрация зависит от растворимости соединений этого элемента в среде существования организма, а также заряду ядра данного элемента. Например, Силиций, Алюминий, Титан, – достаточно распространены элементы земной коры, однако, в связи с малой растворимостью их соединений в воде, эти элементы входят в состав живых систем в малых количествах. Зато, карбон, Нитроген, Фосфор, Йод|иод|, – элементы менее распространены в земной коре, однако, в результате|вследствие| хорошей|доброй| растворимости их соединений в воде, содержание этих элементов в организме значительно больше.

Акад. А.Виноградов установил закономерность распределения химических элементов в литосфере и биосфере. Вот она:

• химический состав живых организмов является выражением химического состава естественной|природной| среды.

• количественное содержание химического элемента в живом веществе обратно пропорционально порядковому|построчному| номеру этого элемента в периодической|периодичной| системе элементов, или заряду его ядра.

Таким образом, на основе естественного|природного| отбора определились химические элементы, которые|какие| являются незаменимыми компонентами существования и функционирования живых организмов. Они входят в состав разных|различных| биологических систем и играют в них определенную физиологическую роль.

В 1974 году В.Ковальский предложил разделить химические элементы, которые на то время были обнаружены в организме человека и животных, на три основные группы. Первую группу составляют 20 незаменимых элементов, которые постоянно содержатся в организме человека и животных и входят в состав белков, ферментов, витаминов, гормонов, нуклеиновых кислот. Из неметаллов сюда входят – С, Н, О, N, P, S, CL, I, Se, а из группы металлов – Na, K, Ca, Mg, Zn, Cu, Fe, Co, Mn, V, Mo. Во вторую группу вошли элементы, которые тоже постоянно содержатся в живых организмах, но их функция изучена недостаточно. Это неметаллы – F, Br, Si, As и метали – Li, Cs, Be, Sr, Ba, Cd, Hg, Ag, Pb, Bi и др. К третьей группе принадлежат элементы, которые были обнаружены в живых организмах, однако их количественный состав и биологические функции еще не были изучены (Tl,Te, W, Au).

Е.Андервуд предложил классифицировать химические элементы организма на такие три группы:

- элементы, незаменимые в питании высших организмов (Fe, Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Cr, Sn, I, Se);

- возможно необходимые для функционирования живых систем (F, Br, As, B, Ni, V и ін);

- элементы, биологическая роль которых не установлена (Au, Ag, Ti, Sb).

Важнейшими являются химические элементы, что составляют 97,5% от общей массы организма. Это шесть химических элементов: С, Н, О, N, P, S, которые называют органогенными элементами.

А.Виноградов предложил разделить биоэлементы по количественному составу их в организме на макро-, микро- и ультрамикроэлементы . К макроэлементам, кроме уже перечисленных органогенных элементов, относят также Na, K, Ca, Mg, CL. Их массовая доля в организме составляет 0,01 % и больше. Микроэлементы входят в состав живых организмов в меньших количествах – от 10^-3 до 10^-6 .

Биологическая роль микроэлементов изучается уже на протяжении нескольких веков. Еще в у1852 г. медикам стало известно, что элемент Йод активирует функцию щитовидной железы. Позже появились сообщения об участии ионов Cu²⁺ в кроветворении, а также информация о влиянии ионов Лития на обмен веществ.

Дефицит Меди и Кобальта в корме животных приводят к|до| малокровию. Доказано, что такие болезни, как зоб, подагра, кариес зубов, тесно связанны|повязал| с содержанием в организме определенных химических элементов. В настоящее время|нынче| в|до| микроэлементы входят более 20-ти химических элементов, количественное содержание которых|каких| в организме известно и биологическая роль доказана.

Химические элементы в живых системах преимущественно выполняют|исполняют| не одну, а несколько функций. Поэтому исследования в этой отрасли активно продолжаются.

Во второй половине ХХ ст. сформировалась новая наука о роли ионов металлов и их соединений с белками, нуклеиновыми кислотами, липидами в жизнедеятельности организмов, которая получила название неорганическая химия. Заданием ее является моделирование биокомплексов и биологических процессов, объяснение механизма биологической активности металлов, профилактика заболеваний и поиск новых лекарственных препаратов. Основателями неорганической химии считают таких ученых, как В.Вернадский, П.Пфейфер, Л.Чугаеев, К.Яцимирский.

Достижения неорганической химии в настоящее время|нынче| находят применение в практической|практичной| деятельности человека. Например, на основе ее научных обобщений разработаны рекомендации из|с| рационального ведения сельского хозяйства, эффективного использования|употребления| микроудобрений|микроудобрения|, и в отрасли охраны|охранения| окружающей среды.