БІОНЕОРГАНІЧНА ТА БІООРГАНІЧНА ХІМІЯ - М.В. Яцков - 2014

І. ПРЕДМЕТ, ЗАВДАННЯ, МЕТОДИ ТА ОСНОВНІ НАПРЯМКИ ДОСЛІДЖЕНЬ БІОНЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ

1.3. Фізіологічна та біохімічна роль біоелементів

1.3.4.Кальцій

В біологічному колообігу речовин Кальцію відведена одна з найбільш значних функцій. Він приймає участь в процесах грунтоутворення, покращує структуру грунту, впливає на реакцію середовища і, як наслідок, на рухомість інших біологічно необхідних елементів.

Кальцій сприяє фіксації атмосферного азоту, мінералізації органічних сполук і вивільненню різних поживних речовин. Цей елемент приймає участь в синтезі білкових речовин, сприяє утворенню хлорофілу, впливає на переміщення асимілятів в рослині. Він нейтралізує в рослинах щавлеву кислоту, яка утворюється при розкладі білків, переводячи її в нерозчинну сіль СаС₂О₄.

При відсутності Кальцію в грунті погано розвивається коренева система рослин.

Кальцій необхідний для перетворення поглинутих нітратів в органічні речовини.

Порівняно з іншими біометалами Кальцію в тваринних організмах міститься значно більше. Основна маса його (99%) сконцентрована в кістковій тканині, переважно у вигляді гідроксоапатиту Са₅(РО₄)₃ОН та інших солей фосфатної кислоти.

В організм людини і тварин Кальцій надходить в основному з харчовими продуктами: молоком, овочами, злаками. Особливо важливе значення для збагачення організму йонами кальцію має питна вода, в якій міститься кальцій гідрогенкарбонат Ca(HCO₃)₂.

Обмін Кальцію здійснюється під впливом біологічно активних речовин, серед яких особливо важливий вітамін D (кальційферол). При недостатньому вмісті в організмі цього вітаміну сповільнюється надходження Кальцію в кісткову тканину, що призводить до виникнення рахіту та інших порушень, пов’язаних з пом’якшенням кісток. Стійкість скелету організму залежить також від дії на нього сили гравітації, що виглядає достатньо природно в умовах невагомості. В сукупності з недоліком рухової активності у космосі порушується фосфатно-кальцієвий обмін, тому в меню космонавтів включають спеціальні компоненти, збагачені Кальцієм.

Кісткова тканина здатна адсорбувати на своїй поверхні Плюмбум, Стронцій, Радій, Уран та інші радіонукліди, що приводить до порушення кровотворної функції кісткового мозку. Якщо раніше вважали, що скелет є опорою тіла і сприяє його пересуванню, то тепер встановлено, що він активно приймає участь в обміні речовин і насамперед - Кальцію. Кісткова тканина знаходиться в постійному поновленні.

Особлива роль належить Кальцію в механізмі м’язевого скорочення. Цей процес проходить при взаємодії двох основних м’язевих білків - міозину та актину. В результаті приєднання йонів Кальцію актин здатний взаємодіяти з міозином з утворенням актинміозину, який є каталізатором розщеплення АТФ, при якому вивільняється енергія для м’язевого скорочення.

Йони кальцію приймають участь в передачі нервових імпульсів, в процесі згортання крові, сповільнюють дію токсинів, підвищують стійкість організму до інфекцій, сприяють обміну Феруму.

Йони кальцію знаходяться в біологічному антагонізмі з йонами натрію, калію і магнію.

Кальцій міститься у всіх тканинах і рідинах тваринних і рослинних організмів і впливає на переважну більшість

біохімічних процесів. За своїми властивостями в живих системах це універсальний біометал.