ГлавнаяБиологически значимые элементы (в противоположность биологически инертным элементам) — химические элементы, необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности.
Элементы, обеспечивающие жизнедеятельность организма, классифицируют по разным признакам — содержанию в организме, степени необходимости, биологической роли, тканевой специфичности и др. По содержанию в теле человека и других млекопитающих элементы делят на
- макроэлементы (сотые доли процента и более);
- микроэлементы (от стотысячных до тысячных долей процента);
- ультрамикроэлементы (миллионные доли процента и менее).
Некоторые авторы проводят границы между этими типами по другим значениям концентрации. Иногда ультрамикроэлементы не отделяют от микроэлементов.
Макроэлементы
Эти элементы слагают основу плоти живых организмов.
Органогенные элементы
Основную долю массы клетки составляют 4 элемента (указано их содержание в теле человека):
- Кислород — 65 %;
- Углерод — 18 %;
- Водород — 10 %;
- Азот — 3 %.
Эти макроэлементы называют органогенными элементами или макронутриентами (англ. macronutrient). Преимущественно из них построены белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и многие другие органические вещества. Иногда эти четыре элемента обозначают акронимом CHNO, состоящим из их обозначений в таблице Менделеева.
Другие макроэлементы
Ниже перечислены другие макроэлементы и их содержание в теле человека.
- Калий — 0,35 %
- Кальций — 2 %
- Магний — 0,05 %
- Натрий — 0,15 %
- Сера — 0,25 %
- Фосфор — 1,1 %
- Хлор — 0,15 %
Микроэлементы
Термин «микроэлементы» получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века. В частности, для агрономов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в удобрениях (троица NPK — азот, фосфор, калий) не обеспечивает нормального развития растений.
Содержание микроэлементов в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Поддержание их содержания в тканях на физиологическом уровне необходимо для поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма.
Основные микроэлементы
Необходимыми для жизнедеятельности растений, животных и человека считаются более 30 микроэлементов. Среди них (в алфавитном порядке):
- Бром (Br)
- Бор (B)
- Кобальт (Co)
- Кремний (Si)
- Марганец (Mn)
- Медь (Cu)
- Молибден (Mo)
- Никель (Ni)
- Селен (Se)
- Фтор (F)
- Хром (Cr)
- Цинк (Zn)
Чем меньше концентрация элемента в организме, тем труднее установить его биологическую роль, идентифицировать соединения, в образовании которых он принимает участие. К числу несомненно важных относят бор, ванадий, кремний и др.
Биогенные элементы
Биогенными называют все элементы, постоянно присутствующие в живых организмах и играющие какую-либо биологическую роль, в первую очередь O, C, H, Ca, N, K, P, Mg, S, Cl, Na, Fe.
Совместимость
При усвоении организмом витаминов, микроэлементов и макроэлементов возможен антагонизм (отрицательное взаимодействие) или синергизм (положительное взаимодействие) между разными компонентами.
Недостаток минеральных веществ в организме
Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ:
- Неправильное или однообразное питание, некачественная питьевая вода.
- Геологические особенности различных регионов Земли — эндемические (неблагоприятные) районы (см. Эндемические заболевания).
- Большая потеря минеральных веществ по причине кровотечений, болезнь Крона, язвенный колит.
- Употребление алкоголя и некоторых лекарственных средств, связывающих микроэлементы или вызывающих их потерю организмом.
Использование термина «минерал» по отношению к биологически значимым элементам
Микро- и макроэлементы попадают в организм главным образом с пищей. Для их обозначения в английском языке существует термин dietary mineral.
В конце XX века российские производители некоторых лекарственных препаратов и биологически активных добавок стали использовать для обозначения макро- и микроэлементов термин «минерал». С научной точки зрения такое употребление этого термина является неправильным, так как он означает только геологическое природное тело с кристаллической структурой. Тем не менее производители т. н. «биологических добавок» стали называть свою продукцию витаминно-минеральными комплексами, имея в виду минеральные добавки к витаминам.