Въведение

Избрах доста сложна тема, тъй като съчетава много науки, чието изучаване е много важно в света: биология, екология, химия и др. Моята тема е значима в курса по химия и биология в училище. Човекът е много сложен жив организъм, но изследването му ми се стори доста интересно. Смятам, че всеки човек трябва да знае в какво се състои.

Цел: да изучи по-подробно химичните елементи, които изграждат човек и тяхното взаимодействие в тялото.

За постигане на тази цел, следното задачи:

• 1) Да изучава елементарния състав на живите организми;
• 2) Изберете основните групи химични елементи: микро и макро елементи;
• 3) Определете кои химични елементи са отговорни за растежа, мускулната функция, нервната система и т.н.;
• 4) Провеждайте лабораторни експерименти, потвърждаващи наличието на въглерод, азот и желязо в човешкото тяло.

Методи и техники:анализ на научна литература, сравнителен анализ, синтез, класификация и обобщение на избрания материал; метод на наблюдение, експеримент (физически и химичен).

Химични елементи в човешкото тяло

Всички живи организми на Земята, включително хората, са в тясна връзка с околната среда. Храната и питейната вода допринасят за приема на почти всички химични елементи в тялото. Те ежедневно се въвеждат в тялото и се отделят от него. Анализите показват, че количеството на отделните химични елементи и тяхното съотношение в здравия организъм на различните хора е приблизително еднакво.

Много учени смятат, че не само всички химични елементи присъстват в живия организъм, но всеки от тях изпълнява определена биологична функция. Надеждно е установена ролята на около 30 химични елемента, без които човешкият организъм не може да съществува нормално. Тези елементи се наричат ​​жизненоважни. Човешкото тяло се състои от 60% вода, 34% органични и 6% неорганични вещества.

Тялото на човек с тегло 70 кг се състои от:

Въглерод-12,6 кг Хлор-200 грама

Кислород-45,5 кг Фосфор-0,7 кг

Водород-7 кг Сяра-175 грама

Азот-2,1 кг Желязо-5 грама

Калций-1,4 кг Флуор-100 грама

Натрий-150 грама Силиций-3 грама

Калий - 100 грама Йод - 0,1 грама

Магнезий-200 грама Арсен-0,0005 грама

4 кита на живота

Въглеродът, кислородът, азотът и водородът са четирите химични елемента, които химиците наричат ​​„китовете на химията“ и които в същото време са основните елементи на живота. От молекулите на тези четири елемента са изградени не само живите протеини, но и цялата природа около нас и в нас.

Взет сам по себе си, въглеродът е мъртва скала. Азотът, подобно на кислорода, е свободен газ. Азотът няма нищо общо с това. Водородът, комбиниран с кислород, образува вода и заедно създават Вселената.

В най-простите си съединения това е вода на Земята, облаци в атмосферата и въздух. В по-сложни съединения това са въглехидрати, соли, киселини, основи, алкохоли, захари, мазнини и протеини. Като се усложняват още повече, те достигат до най-високата степен на развитие – създават живот.

въглерод -основата на живота.

Всички органични вещества, от които са изградени живите организми, се различават от неорганичните по това, че се основават на химичния елемент въглерод. Съставът на органичните вещества включва и други елементи: водород, кислород, азот, сяра и фосфор. Но всички те се групират около въглерода, който е основният център.

Академик Ферсман го нарече основата на живота, защото животът е невъзможен без въглерод. Няма друг химичен елемент с толкова особени свойства като въглерода.

Това обаче изобщо не означава, че въглеродът съставлява по-голямата част от живата материя. Във всеки организъм има само 10% въглерод, 80% вода, а останалите десет процента са други химични елементи, които изграждат тялото.

Характерна особеност на въглерода в органичните съединения е неограничената му способност да свързва различни елементи в различни комбинации в атомни групи.

Тялото на човека и животните се състои от органични и неорганични вещества, което се определя от формата, в която те консумират и усвояват течности и храна.

Органичните и неорганичните вещества имат общи и различни свойства. Неорганичните вещества се разтварят във вода и се абсорбират от растенията. В растенията неорганичните вещества променят състоянието си и преминават в органични вещества. Това е същият химичен елемент, но връзките му се променят, след като влезе в растителната клетка от течността, т.е. в структурата на растителната материя. Органичните вещества, които влизат в тялото на хората и животните с растителна храна, са идентични с химичните елементи на живата материя. Усвоени от тялото от растителни храни, химичните елементи запазват естествените свойства на живата материя, т.е. органично състояние.

Живият организъм може да абсорбира вещества от въздуха, течности, растителна и животинска храна. С въздуха и водата живият организъм получава предимно неорганични вещества, които могат да бъдат част от клетките на живия организъм, ако не са били отстранени от него своевременно. Неорганичните вещества отсъстват в чистата дъждовна вода, в дестилираната вода и в прясно приготвените сокове от горски плодове, плодове и зеленчуци. При съхранение на сокове от горски плодове, плодове и зеленчуци химичните елементи губят своето органично състояние и се превръщат в неорганични вещества. Само едно растение има способността да поддържа химичните елементи в органично състояние за дълго време, а именно до пълното им узряване.

неорганични съединения.

1. Водата, нейните свойства и значение за биологичните процеси.

Водата е универсален разтворител. Има висок топлинен капацитет и същевременно висока топлопроводимост за течности. Тези свойства правят водата идеална течност за поддържане на топлинното равновесие на тялото.

Поради полярността на своите молекули, водата действа като структурен стабилизатор.

Водата е източник на кислород и водород, тя е основната среда, в която протичат биохимични и химични реакции, най-важният реагент и продукт на биохимичните реакции.

Водата се характеризира с пълна прозрачност във видимата част на спектъра, което е важно за процеса на фотосинтеза, транспирация.

Водата практически не се компресира, което е много важно за оформянето на органите, създаването на тургор и осигуряването на определено положение на органите и частите на тялото в пространството.

Водата прави възможно осъществяването на осмотични реакции в живите клетки.

Водата е основното средство за транспортиране на вещества в тялото (кръвообращение, възходящи и низходящи течения на разтвори през тялото на растението и др.).

Минерали.

В състава на живите организми съвременните методи за химичен анализ разкриват 80 елемента от периодичната система. Според количествения си състав те се разделят на три основни групи.

Макроелементите съставляват по-голямата част от органичните и неорганичните съединения, тяхната концентрация варира от 60% до 0,001% от телесното тегло (кислород, водород, въглерод, азот, сяра, магнезий, калий, натрий, желязо и др.).

Микроелементите са предимно йони на тежки метали. Съдържа се в организмите в количество от 0,001% - 0,000001% (манган, бор, мед, молибден, цинк, йод, бром).

Концентрацията на ултрамикроелементи не надвишава 0,000001%. Тяхната физиологична роля в организмите все още не е напълно изяснена. Тази група включва уран, радий, злато, живак, цезий, селен и много други редки елементи.

По-голямата част от тъканите на живите организми, които обитават Земята, са органогенни елементи: кислород, въглерод, водород и азот, от които са изградени главно органични съединения - протеини, мазнини, въглехидрати.

Ролята и функцията на отделните елементи.

Азотът в автотрофните растения е първоначалният продукт на метаболизма на азота и протеините. Азотните атоми са част от много други непротеинови, но най-важните съединения: пигменти (хлорофил, хемоглобин), нуклеинови киселини, витамини.

Фосфорът е част от много жизненоважни съединения. Фосфорът е съставна част на AMP, ADP, ATP, нуклеотиди, фосфорилирани захариди и някои ензими. Много организми съдържат фосфор в минерална форма (разтворими фосфати на клетъчния сок, фосфати на костната тъкан).

След смъртта на организмите фосфорните съединения се минерализират. Благодарение на кореновите секрети, дейността на почвените бактерии разтваря фосфатите, което позволява на растителните и след това животинските организми да усвояват фосфора.

Сярата участва в изграждането на сяросъдържащи аминокиселини (цистин, цистеин), влиза в състава на витамин В1 и някои ензими. Сярата и нейните съединения са особено важни за хемосинтетичните бактерии. Серните съединения се образуват в черния дроб като продукти от дезинфекцията на токсични вещества.

Калият се намира в клетките само под формата на йони. Благодарение на калия, цитоплазмата има определени колоидни свойства; калият активира ензимите на протеиновия синтез, определя нормалния ритъм на сърдечната дейност, участва в генерирането на биоелектрични потенциали, в процесите на фотосинтеза.

Натрият (съдържащ се в йонна форма) е значителна част от минералните вещества на кръвта и следователно играе важна роля в регулирането на водния метаболизъм в организма. Натриевите йони допринасят за поляризацията на клетъчната мембрана; нормалният ритъм на сърдечната дейност зависи от наличието в хранителната среда в необходимото количество натриеви, калиеви и калциеви соли.

Калцият в йонно състояние е калиев антагонист. Той е част от мембранните структури, под формата на соли на пектин слепва растителните клетки. В растителните клетки той често се среща като прости, игловидни или сраснали кристали на калциев оксалат.

Магнезият се намира в клетките в определено съотношение с калция. Той е част от молекулата на хлорофила, активира енергийния метаболизъм и синтеза на ДНК.

Желязото е неразделна част от молекулата на хемоглобина. Той участва в биосинтезата на хлорофил, следователно при липса на желязо в почвата растенията развиват хлороза. Основната роля на желязото е участие в процесите на дишане, фотосинтеза чрез пренос на електрони като част от окислителните ензими - каталаза, фередоксин. Определено количество желязо в тялото на животните и хората се съхранява в желесъдържащия протеин феритин, съдържащ се в черния дроб и далака.

Медта се намира в животните и растенията, където играе важна роля. Медта е част от някои ензими (оксидази). Установено е значението на медта за процесите на хематопоезата, синтеза на хемоглобин и цитохроми.

Всеки ден 2 mg мед влизат в човешкото тяло с храната. В растенията медта е част от много ензими, които участват в тъмните реакции на фотосинтезата и други биосинтези. Животните, страдащи от дефицит на мед, имат анемия, загуба на апетит и сърдечни заболявания.

Манганът е микроелемент, при недостатъчно количество на който се появява хлороза в растенията. Манганът също играе важна роля в процесите на редукция на нитратите в растенията.

Цинкът е част от някои ензими, които активират разграждането на въглеродната киселина.

Борът влияе върху процесите на растеж, особено в растителните организми. При липса на този микроелемент в почвата проводящите тъкани, цветята и яйчниците умират в растенията.

Напоследък микроелементите се използват широко в растениевъдството (предсеитбена обработка на семена), в животновъдството (микроелементни добавки към фуражите).

Други неорганични компоненти на клетката най-често са под формата на соли, дисоциирани на йони в разтвор или в неразтворено състояние (фосфорни соли на костна тъкан, варовити или силициеви черупки на гъби, корали, диатомеи и др.).

2. Основни жизненоважни съединения: протеини, въглехидрати, мазнини, витамини.

Въглехидрати (захариди). Молекулите на тези вещества са изградени само от три елемента – въглерод, кислород и водород. Въглеродът е основният източник на енергия за живите организми. Освен това те осигуряват на организмите съединения, които по-късно се използват за синтезиране на други съединения.

Най-известните и често срещани въглехидрати са моно- и дизахаридите, разтворени във вода. Те кристализират и имат сладък вкус.

Монозахаридите (монози) са съединения, които не могат да се хидролизират. Захаридите могат да полимеризират, образувайки съединения с по-високо молекулно тегло - ди-, три- и полизахариди.

Олигозахариди. Молекулите на тези съединения са изградени от 2 - 4 молекули монозахариди. Тези съединения също могат да кристализират, лесно са разтворими във вода, сладки са на вкус и имат постоянно молекулно тегло. Пример за олигозахариди могат да бъдат дизахаридите захароза, малтоза, лактоза, стахиоза тетразахарид и др.

Полизахаридите (полиозите) са водонеразтворими съединения (образуват колоиден разтвор), които нямат сладък вкус.Подобно на предходната група въглехидрати, те могат да бъдат хидролизирани (арабани, ксилани, нишесте, гликоген). Основната функция на тези съединения е свързване, залепване на клетките на съединителната тъкан, защита на клетките от неблагоприятни фактори.

Липидите са група съединения, открити във всички живи клетки и са неразтворими във вода. Структурните единици на липидните молекули могат да бъдат както прости въглеводородни вериги, така и остатъци от сложни циклични молекули.

В зависимост от химическата си природа липидите се делят на мазнини и липоиди.

Мазнините (триглицериди, неутрални мазнини) са основната група липиди. Те са естери на тривалентния алкохол глицерол и мастни киселини или смес от свободни мастни киселини и триглицериди.

Намерени в живите клетки и свободни мастни киселини: палмитинова, стеаринова, рицинова.

Липоидите са вещества, подобни на мазнини. Те са от голямо значение, тъй като поради структурата си образуват ясно ориентирани молекулни слоеве, а подреденото разположение на хидрофилните и хидрофобните краища на молекулите е от първостепенно значение за формирането на мембранни структури със селективна пропускливост.

Витамините имат висока физиологична активност, сложна и разнообразна химична структура. Те са от съществено значение за нормалния растеж и развитие на тялото. Витамините регулират окислението на въглехидратите, органичните киселини, аминокиселините, някои от които влизат в състава на NAD, NADP.

Биосинтезата на витамини е характерна предимно за зелените растения. В животинските организми независимо се синтезират само витамините D и E. Витамините се делят на две групи: водоразтворими (C, B1, B2, фолиева киселина, B5, B12, B6, PP) и мастноразтворими (A, D, Е, К).

http://schools.keldysh.ru/

Както знаете, всички вещества могат да бъдат разделени на две големи категории - минерални и органични. Могат да се цитират много примери за неорганични или минерални вещества: сол, сода, калий. Но какви видове връзки попадат във втората категория? Органичните вещества присъстват във всеки жив организъм.

катерици

Най-важният пример за органични вещества са протеините. Те включват азот, водород и кислород. В допълнение към тях, понякога серни атоми могат да бъдат намерени и в някои протеини.

Протеините са сред най-важните органични съединения и те са най-често срещаните в природата. За разлика от други съединения, протеините имат някои характерни черти. Основното им свойство е огромното молекулно тегло. Например, молекулното тегло на един алкохолен атом е 46, на бензена е 78, а на хемоглобина е 152 000. В сравнение с молекулите на други вещества, протеините са истински гиганти, съдържащи хиляди атоми. Понякога биолозите ги наричат ​​макромолекули.

Протеините са най-сложните от всички органични структури. Те принадлежат към класа на полимерите. Ако погледнете полимерна молекула под микроскоп, можете да видите, че това е верига, състояща се от по-прости структури. Те се наричат ​​мономери и се повтарят многократно в полимерите.

В допълнение към протеините има голям брой полимери - каучук, целулоза, както и обикновено нишесте. Също така много полимери са създадени от човешки ръце - найлон, лавсан, полиетилен.

Образуване на протеини

Как се образуват протеините? Те са пример за органични вещества, чийто състав в живите организми се определя от генетичния код. При техния синтез в преобладаващата част от случаите се използват различни комбинации.

Също така, нови аминокиселини могат да се образуват още когато протеинът започне да функционира в клетката. В същото време в него се намират само алфа-аминокиселини. Първичната структура на описаното вещество се определя от последователността на остатъците от аминокиселинни съединения. И в повечето случаи полипептидната верига, по време на образуването на протеин, се усуква в спирала, чиито завои са разположени близо една до друга. В резултат на образуването на водородни съединения има доста силна структура.

мазнини

Мазнините са друг пример за органична материя. Човек познава много видове мазнини: масло, телешка и рибена мазнина, растителни масла. В големи количества мазнините се образуват в семената на растенията. Ако обелено слънчогледово семе се постави върху лист хартия и се натисне, върху листа ще остане мазно петно.

Въглехидрати

Не по-малко важни в дивата природа са въглехидратите. Те се намират във всички растителни органи. Въглехидратите включват захар, нишесте и фибри. Те са богати на картофени клубени, бананови плодове. Много е лесно да се открие нишесте в картофите. Когато реагира с йод, този въглехидрат става син. Можете да проверите това, като капнете малко йод върху парче картоф.

Захарите също са лесни за забелязване - всички имат сладък вкус. Много въглехидрати от този клас се намират в плодовете на гроздето, дините, пъпешите, ябълковите дървета. Те са примери за органични вещества, които също се произвеждат при изкуствени условия. Например, захарта се извлича от захарна тръстика.

Как се образуват въглехидратите в природата? Най-простият пример е процесът на фотосинтеза. Въглехидратите са органични вещества, които съдържат верига от няколко въглеродни атома. Те също така съдържат няколко хидроксилни групи. По време на фотосинтезата неорганичните захари се образуват от въглероден окис и сяра.

Целулоза

Фибрите са друг пример за органична материя. Повечето от него се намират в семената на памук, както и стъблата на растенията и техните листа. Влакното се състои от линейни полимери, молекулното му тегло варира от 500 хиляди до 2 милиона.

В чист вид това е вещество, което няма мирис, вкус и цвят. Използва се в производството на фотоленти, целофан, експлозиви. В човешкото тяло фибрите не се усвояват, но са необходима част от диетата, тъй като стимулират работата на стомаха и червата.

Органични и неорганични вещества

Можете да дадете много примери за образуването на органични и втори винаги идват от минерали - неживи, които се образуват в дълбините на земята. Те също са част от различни скали.

В естествени условия неорганичните вещества се образуват в процеса на разрушаване на минерали или органични вещества. От друга страна, органичните вещества непрекъснато се образуват от минерали. Например растенията абсорбират вода с разтворени в нея съединения, които впоследствие преминават от една категория в друга. Живите организми използват предимно органични вещества за храна.

Причини за разнообразието

Често учениците или студентите трябва да отговорят на въпроса какви са причините за разнообразието от органични вещества. Основният фактор е, че въглеродните атоми са свързани помежду си с помощта на два вида връзки - прости и множествени. Те също могат да образуват вериги. Друга причина е разнообразието от различни химични елементи, които са включени в органичната материя. Освен това разнообразието се дължи и на алотропията - феноменът на съществуването на един и същи елемент в различни съединения.

Как се образуват неорганичните вещества? Природните и синтетичните органични вещества и техните примери се изучават както в гимназията, така и в специализираните висши учебни заведения. Образуването на неорганични вещества не е толкова сложен процес, колкото образуването на протеини или въглехидрати. Например, хората извличат сода от содови езера от незапомнени времена. През 1791 г. химикът Никола Льоблан предлага да се синтезира в лаборатория с помощта на тебешир, сол и сярна киселина. Някога содата, която днес е позната на всички, беше доста скъп продукт. За провеждането на експеримента беше необходимо да се запали готварска сол заедно с киселина и след това да се запали полученият сулфат заедно с варовик и въглен.

Друг е калиев перманганат или калиев перманганат. Това вещество се получава в промишлени условия. Процесът на образуване се състои в електролиза на разтвор на калиев хидроксид и манганов анод. В този случай анодът постепенно се разтваря с образуването на виолетов разтвор - това е добре познатият калиев перманганат.

някаква химия

От 92 химически елемента, известни в момента на науката, 81 елемента са открити в човешкото тяло. Сред тях са 4 основни: С (въглерод), Н (водород), О (кислород), N (азот), както и 8 макро- и 69 микроелемента.

Макронутриенти

Макронутриентиса вещества, чието съдържание надвишава 0,005% от телесното тегло. то Ca (калций), Cl (хлор), F (флуор). K (калий), Mg (магнезий), Na (натрий), P (фосфор) и S (сяра).Те са част от основните тъкани – кости, кръв, мускули. Общо основните и макронутриенти съставляват 99% от човешкото телесно тегло.

микроелементи

микроелементи- това са вещества, чието съдържание не надвишава 0,005% за всеки отделен елемент, а концентрацията им в тъканите не надвишава 0,000001%. Микроелементите също са много важни за нормалния живот.

Специална подгрупа микроелементи са ултрамикроелементисъдържащи се в тялото в изключително малки количества, това са злато, уран, живак и др.

70-80% от човешкото тяло се състои от вода, останалото са органични и минерални вещества.

органична материя

органична материямогат да бъдат образувани (или синтезирани изкуствено) от минерал. Основният компонент на всички органични вещества е въглерод(изучаването на структурата, химичните свойства, методите за получаване и практическото използване на различни въглеродни съединения е предмет на органичната химия). въглероде единственият химичен елемент, способен да образува огромен брой различни съединения (броят на тези съединения надхвърля 10 милиона!). Присъства в състава на протеини, мазнини и въглехидрати, които определят хранителната стойност на храната ни; намира се във всички животински организми и растения.

В допълнение към въглерода, органичните съединения често съдържат кислород, азот,понякога - фосфор, сяраи други елементи, но много от тези съединения имат неорганични свойства. Няма рязка граница между органичните и неорганичните вещества. Основен признаци на органични съединенияпритежават въглеводороди – разни съединения на въглерод и водороди техните производни. Молекулите на всякакви органични вещества съдържат въглеводородни фрагменти.

Специална наука се занимава с изучаването на различни видове органични съединения, открити в живите организми, тяхната структура и свойства - биохимия.

В зависимост от структурата си органичните съединения се делят на прости - аминокиселини, захари и мастни киселини, по-сложни - пигменти, както и витамини и коензими (небелтъчни компоненти на ензимите), и най-сложните - катериции нуклеинова киселина.

Свойствата на органичните вещества се определят не само от структурата на техните молекули, но и от броя и характера на взаимодействията им със съседните молекули, както и от взаимното им пространствено разположение. Тези фактори се проявяват най-ясно в разликата в свойствата на веществата в различни агрегатни състояния.

Процесът на трансформация на вещества, придружен от промяна в техния състав и (или) структура, се нарича химическа реакция. Същността на този процес е разкъсването на химичните връзки в изходните вещества и образуването на нови връзки в продуктите на реакцията. Реакцията се счита за завършена, ако материалният състав на реакционната смес вече не се променя.

Реакции на органични съединения (органични реакции) се подчиняват на общите закони на хода на химичните реакции. Техният ход обаче често е по-сложен, отколкото при взаимодействието на неорганични съединения. Следователно в органичната химия се обръща голямо внимание на изучаването на механизмите на реакцията.

Минерали

минералив човешкото тяло е по-малко от органичните, но те също са жизненоважни. Такива вещества включват желязо, йод, мед, цинк, кобалт, хром, молибден, никел, ванадий, селен, силиций, литийи др.. Въпреки малката си необходимост в количествено отношение, те оказват качествено влияние върху активността и скоростта на всички биохимични процеси. Без тях е невъзможно нормалното смилане на храната и синтеза на хормони. При недостиг на тези вещества в човешкото тяло възникват специфични нарушения, водещи до характерни заболявания. Микроелементите са особено важни за децата в периода на интензивен растеж на костите, мускулите и вътрешните органи. С възрастта нуждата на човек от минерали намалява донякъде.

Химическият състав на клетката

минерални соли

вода.
добър разтворител

хидрофилен(от гръцки. хидро- вода и fileo

хидрофобен(от гръцки. хидро- вода и фобос

еластичност

вода.вода- универсален разтворител хидрофилен. 2- хидрофобен. .3- топлинен капацитет. 4- Водата се характеризира 5- 6- Водата осигурява движение на веществата 7- При растенията водата определя тургор поддържащи функции 8- Водата е неразделна част смазочни течности слуз

минерални соли. потенциал за действие ,

Физични и химични свойства на водата като основна среда в човешкото тяло.

От неорганичните вещества, изграждащи клетката, водата е най-важна. Количеството му е от 60 до 95% от общата клетъчна маса. Водата играе съществена роля в живота на клетките и живите организми като цяло. Освен че е част от техния състав, за много организми тя е и местообитание. Ролята на водата в клетката се определя от нейните уникални химични и физични свойства, свързани главно с малкия размер на молекулите, полярността на нейните молекули и способността им да образуват водородни връзки помежду си.

Липиди. Функции на липидите в човешкото тяло.

Липидите са голяма група вещества от биологичен произход, силно разтворими в органични разтворители като метанол, ацетон, хлороформ и бензен. В същото време тези вещества са неразтворими или слабо разтворими във вода. Слабата разтворимост е свързана с недостатъчно съдържание на атоми с поляризуема електронна обвивка, като O, N, S или P, в липидните молекули.

Системата за хуморална регулация на физиологичните функции. Принципи на дъвка..

Хуморалната физиологична регулация използва за предаване на информация телесни течности (кръв, лимфа, цереброспинална течност и др.) Сигналите се предават чрез химикали: хормони, медиатори, биологично активни вещества (БАВ), електролити и др.

Характеристики на хуморалната регулация: няма точен адресат - с потока на биологичните течности веществата могат да бъдат доставени до всякакви клетки на тялото; скоростта на предаване на информация е ниска - определя се от скоростта на потока на биологичните течности - 0,5-5 m / s; продължителност на действие.

Предаването на хуморалната регулация се осъществява чрез притока на кръв, лимфа, чрез дифузия, нервна - идва от нервните влакна. Хуморалният сигнал се разпространява по-бавно (със скорост на капилярния кръвен поток 0,05 mm/s) от нервния сигнал (скоростта на предаване на нерва е 130 m/s). Хуморалният сигнал няма такъв точен адресат (работи на принципа „всеки, всеки, всеки“), като нервния сигнал (например, нервният импулс се предава на свиващите се мускули на пръста). Но тази разлика не е значителна, тъй като клетките имат различна чувствителност към химикали. Следователно химикалите действат върху строго определени клетки, тоест върху тези, които могат да възприемат тази информация. Клетките, които имат тази висока чувствителност към който и да е хуморален фактор, се наричат ​​прицелни клетки.
Сред хуморалните фактори веществата с тесен
спектър на действие, който е насочен към действие върху ограничен брой целеви клетки (например окситоцин) и по-широк (например адреналин), за който има значителен брой целеви клетки.
Хуморалната регулация се използва за осигуряване на реакции, които не изискват висока скорост и точност на изпълнение.
Хуморалната регулация, подобно на нервната регулация, се извършва винаги
затворен контур на регулиране, в който всички елементи са свързани помежду си чрез канали.
Що се отнася до елемента на веригата на устройството, което наблюдава (SP), той отсъства във веригата на хуморалната регулация като независима структура. Функцията на тази връзка се изпълнява, като правило, от ендокринната
клетка.
Хуморалните вещества, които влизат в кръвта или лимфата, дифундират в междуклетъчната течност и бързо се разрушават. В тази връзка тяхното действие може да се разпростре само върху близко разположени клетки на органи, т.е. влиянието им е локално. За разлика от локалното действие, дистанционният ефект на хуморалните вещества се простира до целевите клетки на разстояние.

ХОРМОНИ НА ХИПОТАЛАмуса

хормонален ефект

Кортиколиберин - Стимулира образуването на кортикотропин и липотропин

Гонадолиберин - Стимулира образуването на лутропин и фолитропин

Пролактолиберин - Насърчава освобождаването на пролактин

Пролактостатин - инхибира освобождаването на пролактин

Соматолиберин Стимулира секрецията на растежен хормон

Соматостатин - Инхибира секрецията на растежен хормон и тиреотропин

Тиролиберин – Стимулира секрецията на тиреотропин и пролактин

Меланолиберин - Стимулира секрецията на меланоцит-стимулиращия хормон

Меланостатин – Инхибира секрецията на меланоцит-стимулиращия хормон

ХОРМОНИ НА АДЕНОХИПОФИЗАТА

STH (соматотропин, растежен хормон) - Стимулира растежа на тялото, протеиновия синтез в клетките, образуването на глюкоза и разграждането на липидите

Пролактин - Регулира лактацията при бозайници, инстинкт за кърмене на потомство, диференциация на различни тъкани

TSH (тиротропин) - Регулира биосинтезата и секрецията на тиреоидни хормони

Кортикотропин – регулира секрецията на надбъбречните хормони

FSH (фолитропин) и LH (лутеинизиращ хормон) - LH регулира синтеза на женски и мъжки полови хормони, стимулира растежа и узряването на фоликулите, овулацията, образуването и функционирането на жълтото тяло в яйчниците FSH има сенсибилизиращ ефект върху фоликулите и клетките на Лайдиг към действието на LH, стимулира сперматогенезата

ЩИТОВИДНИ ХОРМОНИ Секрецията на тиреоидни хормони се контролира от две "висши" ендокринни жлези. Областта на мозъка, която свързва нервната и ендокринната система, се нарича хипоталамус. Хипоталамусът получава информация за нивото на хормоните на щитовидната жлеза и отделя вещества, които влияят на хипофизната жлеза. хипофиза също се намира в мозъка в областта на специална вдлъбнатина - турското седло. Той отделя няколко десетки хормони, които са сложни по структура и действие, но само един от тях действа върху щитовидната жлеза - тироид-стимулиращ хормон или TTG. Нивото на тиреоидните хормони в кръвта и сигналите от хипоталамуса стимулират или инхибират освобождаването на TSH. Например, ако количеството тироксин в кръвта е малко, тогава и хипофизната жлеза, и хипоталамусът ще знаят за това. Хипофизната жлеза веднага ще освободи TSH, което ще активира освобождаването на хормони от щитовидната жлеза.

Хуморалната регулация е координацията на физиологичните функции на човешкото тяло чрез кръв, лимфа и тъканна течност. Хуморалната регулация се осъществява от биологично активни вещества - хормони, които регулират функциите на тялото на субклетъчно, клетъчно, тъканно, органно и системно ниво и медиатори, които предават нервните импулси. Хормоните се произвеждат от жлези с вътрешна секреция (ендокринни), както и от жлези с външна секреция (тъкан - стените на стомаха, червата и др.). Хормоните влияят върху обмяната на веществата и дейността на различни органи, влизайки в тях чрез кръвта. Хормоните имат следните свойства: Висока биологична активност; Специфика - въздействие върху определени органи, тъкани, клетки; Бързо се разрушава в тъканите; Размерът на молекулите е малък, проникването през стените на капилярите в тъканите е лесно.

Надбъбречни жлези - сдвоени ендокринни жлези на гръбначните животниживотни и човек. Зоната на гломерулите произвежда хормони, т.нар минералкортикоиди. Те включват :Алдостерон (основен минералокортикостероидни хормони кора на надбъбречните жлези) Кортикостерон (незначителен и относително неактивен глюкокортикоиден хормон). Минералкортикоидите се увеличават реабсорбция Na + и екскреция на K + в бъбреците. В зоната на лъча, глюкокортикоиди, които включват: кортизол. Глюкокортикоидите имат важен ефект върху почти всички метаболитни процеси. Те стимулират образованието глюкозаот дебели аминокиселини(глюконеогенеза), потискат възпалителен, имунени алергичниреакции, намаляват растежа съединителната тъкани повишават чувствителността сетивни органии възбудимост на нервната система. В мрежестата зона се произвеждат полови хормони (андрогени, които са предшественици естроген). Тези полови хормони играят малко по-различна роля от хормоните, секретирани от полови жлези. Клетките на надбъбречната медула произвеждат катехоламини - адреналин и норепинефрин . Тези хормони повишават кръвното налягане, укрепват работата на сърцето, разширяват лумена на бронхите, повишават нивото на захарта в кръвта. В покой те постоянно отделят малки количества катехоламини. Под влияние на стресова ситуация секрецията на адреналин и норадреналин от клетките на надбъбречната медула рязко се увеличава.

Мембранният потенциал на покой е дефицит на положителни електрически заряди вътре в клетката, който възниква поради изтичането на положителни калиеви йони от нея и електрогенното действие на натриево-калиевата помпа.

Потенциал за действие (AP). Всички стимули, действащи върху клетката, причиняват преди всичко намаляване на PP; когато достигне критична стойност (праг), възниква активен разпространяващ се отговор - AP. Амплитуда на AP приблизително = 110-120 мв.Характерна особеност на AP, която го отличава от другите форми на клетъчен отговор на стимулация, е, че се подчинява на правилото "всичко или нищо", т.е. възниква само когато стимулът достигне определена прагова стойност и по-нататъшно увеличаване на интензитетът на стимула вече не влияе върху амплитудата, нито върху продължителността на AP. Потенциалът на действие е един от най-важните компоненти на процеса на възбуждане. В нервните влакна той осигурява провеждане на възбуждане от чувствителни окончания ( рецептори) към тялото на нервната клетка и от него - към синаптичните окончания, разположени върху различни нервни, мускулни или жлезисти клетки. Провеждането на ПД по хода на нервните и мускулните влакна се осъществява чрез т.нар. локални токове или токове на действие, възникващи между възбудените (деполяризирани) и съседните покойни участъци на мембраната.

Постсинаптичните потенциали (PSP) се появяват в области на мембраната на нервни или мускулни клетки, непосредствено съседни на синаптичните окончания. Те имат амплитуда от порядъка на няколко мви продължителност 10-15 мсек. PSP се подразделят на възбуждащи (EPSP) и инхибиторни (TPSP).

Генераторните потенциали възникват в мембраната на чувствителните нервни окончания - рецептори. Амплитудата им е от порядъка на няколко мви зависи от силата на стимулацията, приложена към рецептора. Йонният механизъм на генераторните потенциали все още не е достатъчно проучен.

потенциал за действие

Потенциалът на действие е бърза промяна в мембранния потенциал, която възниква, когато нервните, мускулните и някои жлезисти клетки са възбудени. Възникването му се основава на промени в йонната пропускливост на мембраната. Има четири последователни периода в развитието на потенциал за действие: локален отговор, деполяризация, реполяризация и следи от потенциали.

Раздразнителността е способността на живия организъм да реагира на външни влияния чрез промяна на своите физикохимични и физиологични свойства. Раздразнителността се проявява в промени в текущите стойности на физиологичните параметри, които надвишават промените им в покой. Раздразнителността е универсална проява на жизнената дейност на всички биосистеми. Тези промени в околната среда, които задействат реакцията на организма, могат да включват широк репертоар от реакции, от дифузни протоплазмени реакции в протозоите до сложни, високоспециализирани реакции при хората. В човешкото тяло раздразнителността често се свързва със свойството на нервната, мускулната и жлезистата тъкан да реагират под формата на генериране на нервен импулс, мускулна контракция или секреция на вещества (слюнка, хормони и др.). В живите организми, лишени от нервна система, раздразнителността може да се прояви в движенията. Така амебите и другите протозои оставят неблагоприятни разтвори с висока концентрация на сол. И растенията променят позицията на издънките за максимално усвояване на светлината (разтягат се към светлината). Дразнимостта е основно свойство на живите системи: нейното присъствие е класически критерий, по който живите същества се разграничават от неживите. Минималната стойност на стимула, достатъчна за проява на раздразнителност, се нарича праг на възприятие. Явленията на раздразнителността при растенията и животните имат много общо, въпреки че техните прояви в растенията се различават рязко от обичайните форми на двигателна и нервна активност на животните.

Закони за дразнене на възбудимите тъкани: 1) закон на силата- възбудимостта е обратно пропорционална на праговата сила: колкото по-голяма е праговата сила, толкова по-малка е възбудимостта. За възникване на възбуда обаче не е достатъчно само действието на силата на дразнене. Необходимо е това дразнене да продължи известно време; 2) закон на времетостимулиращо действие. Когато една и съща сила действа върху различни тъкани, ще е необходима различна продължителност на стимулацията, която зависи от способността на дадена тъкан да прояви своята специфична активност, тоест възбудимост: най-кратко време ще е необходимо за тъкан с висока възбудимост и най-дълго време - с ниска възбудимост. По този начин възбудимостта е обратно пропорционална на времето на действие на стимула: колкото по-кратко е времето на действие на стимула, толкова по-голяма е възбудимостта. Възбудимостта на тъканта се определя не само от силата и продължителността на дразненето, но и от скоростта (бързината) на нарастване на силата на дразнене, което се определя от третия закон - законът за скоростта на нарастване на силата на стимулация(съотношението на силата на стимула към времето на неговото действие): колкото по-голяма е скоростта на нарастване на силата на дразнене, толкова по-малка е възбудимостта. Всяка тъкан има своя собствена прагова скорост на увеличаване на силата на стимулация.

Способността на тъканта да променя специфичната си активност в отговор на дразнене (възбудимост) е обратно пропорционална на величината на праговата сила, продължителността на стимула и скоростта (скоростта) на увеличаване на силата на дразнене.

Критичното ниво на деполяризация е стойността на мембранния потенциал, при достигането на която възниква потенциал на действие. Критичното ниво на деполяризация (CDL) е нивото на електрическия потенциал на мембраната на възбудимата клетка, от което локалният потенциал преминава в потенциала на действие.

Възниква локален отговор на подпрагови стимули; се простира до 1-2 mm с отслабване; нараства с увеличаване на силата на стимула, т.е. подчинява се на закона на "силата"; обобщено - нараства при повтарящи се чести предпрагови дразнения 10 - 40 mV нараства.

Химическият механизъм на синаптичното предаване, в сравнение с електрическото, по-ефективно осигурява основните функции на синапса: 1) еднопосочна проводимост на сигнала; 2) усилване на сигнала; 3) конвергенция на много сигнали в една постсинаптична клетка, пластичност на предаването на сигнала.

Химическите синапси предават два вида сигнали - възбуждащи и спирачни. В възбудните синапси невротрансмитер, освободен от пресинаптичните нервни окончания, предизвиква възбуждащ постсинаптичен потенциал в постсинаптичната мембрана - локална деполяризация, а в инхибиторните синапси - инхибиторен постсинаптичен потенциал, като правило, хиперполяризация. Намаляването на мембранното съпротивление, което възниква по време на инхибиторен постсинаптичен потенциал, води до късо съединение на възбуждащия постсинаптичен ток, като по този начин отслабва или блокира предаването на възбуждане.

Химическият състав на клетката

Организмите са изградени от клетки. Клетките на различни организми имат сходен химичен състав. Около 90 елемента се намират в клетките на живите организми, като приблизително 25 от тях се намират в почти всички клетки. Според съдържанието в клетката химичните елементи се делят на три големи групи: макроелементи (99%), микроелементи (1%), ултрамикроелементи (по-малко от 0,001%).

Макроелементите включват кислород, въглерод, водород, фосфор, калий, сяра, хлор, калций, магнезий, натрий, желязо Микроелементите включват манган, мед, цинк, йод, флуор Ултрамикроелементите включват сребро, злато, бром, селен.

Липсата на който и да е елемент може да доведе до заболяване и дори смърт на тялото, тъй като всеки елемент играе определена роля. Макроелементите от първата група са в основата на биополимерите - протеини, въглехидрати, нуклеинови киселини и липиди, без които животът е невъзможен. Сярата е част от някои протеини, фосфорът е част от нуклеиновите киселини, желязото е част от хемоглобина, а магнезият е част от хлорофила. Калцият играе важна роля в обмяната на веществата.Част от химичните елементи, съдържащи се в клетката, влизат в състава на неорганични вещества – минерални соли и вода.

минерални солиса в клетката, като правило, под формата на катиони (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) и аниони (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3 ), чието съотношение определя киселинността на средата, която е важна за живота на клетките.

От неорганичните вещества в дивата природа огромна роля играят вода.
Той представлява значителна маса от повечето клетки. Много вода се съдържа в клетките на мозъка и човешките ембриони: повече от 80% вода; в клетките на мастната тъкан - само 40%.До напреднала възраст съдържанието на вода в клетките намалява. Човек, който е загубил 20% вода, умира Уникалните свойства на водата определят нейната роля в организма. Той участва в терморегулацията, което се дължи на високия топлинен капацитет на водата - изразходването на голямо количество енергия при нагряване. вода - добър разтворител. Поради полярността, неговите молекули взаимодействат с положително и отрицателно заредени йони, като по този начин допринасят за разтварянето на веществото. По отношение на водата всички вещества на клетката се делят на хидрофилни и хидрофобни.

хидрофилен(от гръцки. хидро- вода и fileo- любов) се наричат ​​вещества, които се разтварят във вода. Те включват йонни съединения (напр. соли) и някои нейонни съединения (напр. захари).

хидрофобен(от гръцки. хидро- вода и фобос- страх) се наричат ​​вещества, които са неразтворими във вода. Те включват например липиди.

Водата играе важна роля в химичните реакции, протичащи в клетката във водни разтвори. Той разтваря метаболитни продукти, които са ненужни на тялото и по този начин допринася за тяхното отстраняване от тялото. Високото съдържание на вода в клетката го дава еластичност. Водата улеснява движението на различни вещества в клетката или от клетка в клетка.

Неорганични съединения в човешкото тяло.

вода.От неорганичните вещества, изграждащи клетката, водата е най-важна. Количеството му е от 60 до 95% от общата клетъчна маса. Водата играе съществена роля в живота на клетките и живите организми като цяло. Освен че е част от техния състав, за много организми тя е и местообитание. Ролята на водата в клетката се определя от нейните уникални химични и физични свойства, свързани главно с малкия размер на молекулите, полярността на нейните молекули и способността им да образуват водородни връзки помежду си. Водата като компонент на биологичните системи изпълнява следните основни функции: 1-вода- универсален разтворителза полярни вещества, като соли, захари, алкохоли, киселини и др. Веществата, които са силно разтворими във вода, се наричат хидрофилен. 2- Водата не се разтваря или смесва с неполярни вещества, тъй като не може да образува водородни връзки с тях. Веществата, които са неразтворими във вода, се наричат хидрофобен.Хидрофобните молекули или техните части се отблъскват от водата, а в нейно присъствие се привличат една към друга. Такива взаимодействия играят важна роля за осигуряване на стабилността на мембраните, както и на много протеинови молекули, нуклеинови киселини и редица субклетъчни структури. .3- Водата има висока специфичност топлинен капацитет. 4- Водата се характеризира висока топлина на изпарение,Тоест способността на молекулите да отнасят със себе си значително количество топлина, докато охлаждат тялото. 5- Водата е изключително високо повърхностно напрежение. 6- Водата осигурява движение на веществатав клетката и тялото, усвояването на веществата и отделянето на метаболитни продукти. 7- При растенията водата определя тургорклетки, а при някои животни изпълнява поддържащи функциикато хидростатичен скелет (кръгли и пръстеновидни, бодлокожи). 8- Водата е неразделна част смазочни течности(синовиална - в ставите на гръбначните животни, плеврална - в плевралната кухина, перикардна - в околосърдечната торбичка) и слуз(улесняват движението на веществата през червата, създават влажна среда върху лигавиците на дихателните пътища). Влиза в състава на слюнката, жлъчката, сълзите, спермата и др.

минерални соли.В състава на живите организми съвременните методи за химичен анализ разкриват 80 елемента от периодичната система. Според количествения си състав те се разделят на три основни групи. Макроелементите съставляват по-голямата част от органичните и неорганичните съединения, тяхната концентрация варира от 60% до 0,001% от телесното тегло (кислород, водород, въглерод, азот, сяра, магнезий, калий, натрий, желязо и др.). Микроелементите са предимно йони на тежки метали. Съдържа се в организмите в количество от 0,001% - 0,000001% (манган, бор, мед, молибден, цинк, йод, бром). Концентрацията на ултрамикроелементи не надвишава 0,000001%. Тяхната физиологична роля в организмите все още не е напълно изяснена. Тази група включва уран, радий, злато, живак, цезий, селен и много други редки елементи. От съществено значение е не само съдържанието, но и съотношението на йони в клетката. Разликата между броя на катионите и анионите на повърхността и вътре в клетката осигурява появата потенциал за действие , какво е в основата на възникването на нервна и мускулна възбуда.

По-голямата част от тъканите на живите организми, които обитават Земята, са органогенни елементи: кислород, въглерод, водород и азот, от които са изградени главно органични съединения - протеини, мазнини, въглехидрати.