Chemické složení živých systémů - biogenní prvky
Jako biogenní prvky se označují
prvky nezbytné (esenciální) pro stavbu a funkci organismů. Živé systémy
obsahují jen prvky vyskytující se v zemské kůře, žádný specifický prvek živé
hmoty neexistuje. Od neživých soustav se liší jen kvantitativním zastoupením
prvků. Podle obsahu v organismu se prvky dělí na makrobiogenní a
mikrobiogenní (stopové).
·
makrobiogenní prvky:
C, O, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg
Jako makrobiogenní prvky (makroprvky) se označují prvky, které se vyskytují v organismu ve vysoké koncentraci. Jako hranice mezi makro a mikroprvky se uvádí buď procentuální podíl na celkové hmotnosti organismu (více než 0,005%), nebo doporučený denní přísun potravou (více než 100 mg), případně jejich koncentrace v krvi (více než mikromolární).
Hlavními stavebními prvky většiny biomolekul jsou uhlík (C),
vodík (H), kyslík (O) a dusík (N). Na celkové hmotnosti organismu se podílí
přibližně z 98 %. Kyslík a vodík jsou součástí vody, která sama tvoří 60 - 70 %
hmotnosti. Součástí většiny organických molekul je kromě výše uvedených čtyř
prvků také fosfor (P) a síra (S). Vápník má významnou úlohu v mnohých
biologických procesech, vyskytuje se vázaný v kostech nebo jako kation
v tělních tekutinách. Spolu s draslíkem (K), sodíkem (Na), chlorem
(Cl) a hořčíkem (Mg) se podílí na udržování elektrolytové rovnováhy vnitřního
prostředí. Metabolismus těchto prvků i hospodaření s vodou jsou regulovány
hormonálně.
·
mikrobiogenní prvky
(stopové prvky): Fe, Cu, Zn, Se, F, I, Co, Cr, Mn, Mo, Si, V
Z hlediska procentuálního podílu
na celkové hmotnosti organismu se mikrobiogenní prvky (mikroprvky) vyskytují
v organismech jen ve stopovém množství (méně než 0,005%), jsou však
nepostradatelné. Je-li jich v těle nedostatek, způsobují závažné chorobné
stavy. Vysoké koncentrace bývají naopak toxické. Průměrný doporučený příjem
potravou je méně než 100 mg. Koncentrace v krvi bývá mikromolární nebo
nižší, v nejvyšších koncentracích se vyskytují železo (Fe), měď (Cu) a
zinek (Zn). V nejnižších koncentracích nacházíme křemík (Si) a vanad (V) -
tyto prvky někdy bývají označovány jako „ultrastopové prvky“. Občas se mezi
stopové prvky řadí ještě arsen (As), nikl (Ni) a některé další (B, Br, Li, Ti).
Stopové prvky jsou často
významnými kofaktory enzymů nebo jiných biologicky aktivních proteinů.
Některé prvky mohou být
v těle skladovány (např. Fe vázané na zásobní protein feritin, Ca a P
v kostech jako hydroxyapatit).
Další informace:
·
Chemické
složení živých systémů
Vladimíra Kvasnicová