Минеральный обмен. Минеральные вещества – это незаменимые вещества для организма, хотя и не обладают питательной ценностью и не являются источником энергии

Минеральные вещества – это незаменимые вещества для организма, хотя и не обладают питательной ценностью и не являются источником энергии. Их значение определяется тем, что они входят в состав всех клеток органов и тканей, вместе с водой участвуют в поддержании осмотического давления и обеспечивают постоянство рН внутриклеточной и внеклеточной жидкости, являются структурными компонентами ферментов и витаминов, участвуют в обмене веществ. Например. В формировании активной формы гормона инсулина выдающаяся роль принадлежит Zn²⁺.

Многие катионы металлов (Мg²⁺, Мn²⁺, Zn²⁺ и др) участвуют в ферментативном катализе, связывая на короткое время непрочными связями либо субстрат и фермент, либо (при возникновении фермент-субстратного комплекса), либо кофермент с апоферментом (в двухкомпонентных ферментах)

Распад и синтез белков в значительной степени зависят от ряда минеральных элементов. Ионы Мn, Zn, Fе, Со и Ni повышают активность пептидогидролаз и аргиназы, т.е. участвуют в деструкции белка. Биосинтез белка идет при непосредственном участии ионов К, Мg и Мn. Первый и второй необходимы для поддержания рибосом в функционально-активном состоянии. Третий обеспечивает осуществление пептидилтрансферазной реакции при сборке полипептидной цепи.

Различные катионы принимают активное участие в распаде и синтезе углеводов и липидов и продуктов их деструкции, претерпевающих окончательное разрушение в цикле Кребса. Центральным элементом в гликолитическом процессе является Мg: он активирует большинство ферментов гликолиза. Новообразование углеводов в процессе фотосинтеза невозможно без участия магния (составная часть хлорофилла), марганца (участвует в фотосинтетическом фосфорилировании) и железа (необходимо для синтеза хлорофилла)

Распад липидов, как простых так и сложных, активируется Са²⁺, так как этот катион положительно влияет на деятельность липазы, фосфолипаз. Β-окисление ацил- КоА идет более энергично в присутствии ионов Cu и Fе. При синтезе ацетил КоА, фосфохолина необходим Мg. Цикл Кребса осуществляется при активном участии ионов Мn²⁺.

Минеральные вещества, поступающие в растительный и животный организм, задерживаются в организме, образуя в подавляющем большинстве случаев специфические соединения. Концентрирование элементов в живой природе видоспецифично и наследственно (150 видов пасленовых лютиковых и др накапливают литий, плауны – алюминий, морские водоросли – йод, мухомор - селен).

Из макроэлементов Са и Р у высших животных образуют фосфорно-кислый кальций – основу костной ткани. Сера в значительной мере вступает в состав органических соединений. Для Мg, К и Nа характерна ионная форма существования, уравновешенная в основном анионами хлора, фосфата и карбоната.

Микроэлементы в большинстве своем вступают во взаимодействие с белками и нуклеиновыми кислотами либо непосредственно, либо предварительно включаясь в состав простетических групп органической природы.

Обмен минеральных элементов протекает энергично. Это особенно ярко выявляется в тех случаях, когда элемент экскретируется из организма в составе какого-либо нормального продукта жизнедеятельности. Так, у млекопитающих большие количества Са и Р выводится из организма в период лактации.

Характерной особенностью обмена минеральных элементов является, с одной стороны, взаимозаменяемость ряда из них и, с другой антагонизм действия. Так, в ферментативных процессах, там где К⁺, NН₄⁺ или Rb⁺ выступают как активаторы (например, при действии альдегиддегидрогеназы из дрожжей), Nа⁺, Li⁺ или Сs⁺ являются ингибиторами. В таких же отношениях находятся Мg²⁺ и Са²⁺ , Мn²⁺ и Zn²⁺.