2.3 Composition chimique cellulaire. Macro et oligo-éléments

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Tutoriel vidéo 2: Structure, propriétés et fonctions des composés organiques Le concept de biopolymères

Lecture: Composition chimique cellulaire. Macro et oligo-éléments. La relation entre la structure et les fonctions des substances inorganiques et organiques

macronutriments dont la teneur n'est pas inférieure à 0,01%;

oligo-éléments - dont la concentration est inférieure à 0,01%.

Dans toutes les cellules, le contenu en éléments traces est inférieur à 1% et en macro-éléments, respectivement, à plus de 99%.

Le sodium, le potassium et le chlore fournissent de nombreux processus biologiques - la turgescence (pression cellulaire interne), l’apparition d’impulsions électriques nerveuses.

Azote, oxygène, hydrogène, carbone. Ce sont les composants principaux de la cellule.

Le phosphore et le soufre sont des composants importants des peptides (protéines) et des acides nucléiques.

Le calcium est la base de toutes les formations squelettiques - dents, os, coquillages, parois cellulaires. Il participe également à la contraction musculaire et à la coagulation du sang.

Le magnésium est un composant de la chlorophylle. Participe à la synthèse des protéines.

Le fer est un composant de l'hémoglobine, participe à la photosynthèse, détermine l'efficacité des enzymes.

Oligo-éléments contenues dans de très faibles concentrations, importantes pour les processus physiologiques:

Le zinc est un composant de l'insuline;

Cuivre - participe à la photosynthèse et à la respiration;

Cobalt - un composant de la vitamine B12;

Iode - participe à la régulation du métabolisme. C'est un composant important des hormones thyroïdiennes;

Le fluorure est un composant de l'émail des dents.

Le déséquilibre de la concentration en micro et macronutriments entraîne des troubles métaboliques, le développement de maladies chroniques. La carence en calcium - cause du rachitisme, du fer - anémie, du déficit en azote en protéines, en iode - entraîne une diminution de l’intensité des processus métaboliques.

Considérez la relation des substances organiques et inorganiques dans la cellule, leur structure et leur fonction.

Les cellules contiennent une quantité énorme de micro et macromolécules appartenant à différentes classes chimiques.

Matière inorganique cellulaire

De l'eau De la masse totale d'un organisme vivant, il représente le pourcentage le plus élevé - 50 à 90% et participe à presque tous les processus de la vie:

les processus capillaires, en tant que solvant polaire universel, affectent les propriétés du liquide interstitiel, le taux métabolique. En ce qui concerne l'eau, tous les composés chimiques sont divisés en hydrophile (soluble) et lipophile (soluble dans les graisses).

L'intensité du métabolisme dépend de sa concentration dans la cellule: plus il y a d'eau, plus les processus se déroulent rapidement. La perte de 12% d'eau par le corps humain - nécessite une restauration sous la supervision d'un médecin, avec une perte de 20% - la mort survient.

Sels minéraux. Contenu dans des systèmes vivants sous forme dissoute (se dissociant en ions) et non dissous. Les sels dissous sont impliqués dans:

transfert de substance à travers la membrane. Les cations métalliques fournissent une «pompe potassium-sodium» qui modifie la pression osmotique de la cellule. Pour cette raison, l'eau contenant des substances dissoutes se précipite dans la cellule ou la quitte, éliminant ainsi inutile;

la formation d'influx nerveux de nature électrochimique;

font partie de protéines;

ion phosphate - un composant des acides nucléiques et de l'ATP;

ion carbonate - supporte le Ph dans le cytoplasme.

Les sels insolubles sous forme de molécules entières forment des structures de coquilles, coquilles, os, dents.

Matière organique cellulaire

Une caractéristique commune de la matière organique est la présence de la chaîne du squelette carboné. Ce sont des biopolymères et de petites molécules de structure simple.

Les principales classes disponibles chez les organismes vivants:

Glucides. Les cellules en contiennent divers types - sucres simples et polymères insolubles (cellulose). En pourcentage, leur part dans la matière sèche des plantes peut atteindre 80%, les animaux - 20%. Ils jouent un rôle important dans le maintien de la vie des cellules:

Le fructose et le glucose (monosaccharides) sont rapidement absorbés par l'organisme, sont inclus dans le métabolisme et constituent une source d'énergie.

Le ribose et le désoxyribose (monosaccharides) sont l’un des trois principaux composants de l’ADN et de l’ARN.

Le lactose (se réfère au disaharam) - synthétisé par le corps de l'animal, fait partie du lait des mammifères.

Le saccharose (disaccharide) - une source d’énergie, se forme dans les plantes.

Maltose (disaccharide) - assure la germination des graines.

De plus, les sucres simples remplissent d'autres fonctions: signal, protection, transport.
Les glucides polymères sont du glycogène soluble dans l’eau, ainsi que de la cellulose insoluble, de la chitine et de l’amidon. Ils jouent un rôle important dans le métabolisme, remplissent des fonctions structurelles, de stockage et de protection.

Lipides ou graisses. Ils sont insolubles dans l’eau, mais se mélangent bien et se dissolvent dans des liquides non polaires (ne contenant pas d’oxygène, par exemple, le kérosène ou les hydrocarbures cycliques sont des solvants non polaires). Les lipides sont nécessaires dans le corps pour lui fournir de l'énergie - pendant leur oxydation, de l'énergie et de l'eau se forment. Les graisses sont très économes en énergie: avec une aide de 39 kJ par gramme libéré lors de l'oxydation, vous pouvez soulever une charge pesant 4 tonnes à une hauteur de 1 m. Les substances ressemblant à des graisses protègent les plumes de la sauvagine de l'humidité, confèrent aux poils des animaux un aspect brillant et sain et leur permettent de bien couvrir les feuilles des plantes. Certaines hormones ont une structure lipidique. Les graisses constituent la base de la structure de la membrane.

Les protéines ou protéines sont des hétéropolymères de structure biogénique. Ils sont constitués d'acides aminés dont les unités structurelles sont: le groupe amino, le radical et le groupe carboxyle. Les propriétés des acides aminés et leurs différences déterminent les radicaux. En raison de leurs propriétés amphotères, ils peuvent former des liens entre eux. Les protéines peuvent être constituées de plusieurs ou de plusieurs centaines d’acides aminés. Au total, la structure des protéines comprend 20 acides aminés. Leurs combinaisons déterminent la variété des formes et des propriétés des protéines. Une douzaine d’acides aminés sont indispensables - ils ne sont pas synthétisés dans le corps de l’animal et leur apport est fourni par les aliments végétaux. Dans le tube digestif, les protéines sont divisées en monomères individuels utilisés pour synthétiser leurs propres protéines.

Caractéristiques structurelles des protéines:

structure primaire - chaîne d'acides aminés;

secondaire - une chaîne tordue en une spirale où des liaisons hydrogène sont formées entre des bobines;

tertiaire - une spirale ou plusieurs d'entre elles, roulées dans un globule et reliées par des liaisons faibles;

Le quaternaire n’existe pas dans toutes les protéines. Ce sont plusieurs globules reliés par des liaisons non covalentes.

La résistance des structures peut être brisée, puis restaurée, tandis que la protéine perd temporairement ses propriétés caractéristiques et son activité biologique. Seule la destruction de la structure primaire est irréversible.

Les protéines remplissent de nombreuses fonctions dans une cellule:

accélération des réactions chimiques (fonction enzymatique ou catalytique, chacune étant responsable d'une réaction unique et spécifique);
transport - transfert d'ions, d'oxygène, d'acides gras à travers les membranes cellulaires;

protéines protectrices du sang, telles que la fibrine et le fibrinogène, sont présentes dans le plasma sanguin sous une forme inactive et forment des caillots sanguins sur le site de la lésion due à l’oxygène. Anticorps - fournissent une immunité.

Les peptides structurels constituent en partie ou constituent la base des membranes cellulaires, des tendons et autres tissus conjonctifs, des cheveux, de la laine, des sabots et des ongles, des ailes et des phanères externes. L'actine et la myosine fournissent une activité musculaire contractile;

les protéines hormonales régulatrices assurent la régulation humorale;
énergie - pendant le manque de nutriments, le corps commence à décomposer ses propres protéines, perturbant ainsi le processus de leur activité vitale. C'est pourquoi, après une longue famine, le corps ne peut pas toujours récupérer sans aide médicale.

Acides nucléiques. Ils existent 2 - ADN et ARN. L'ARN est de plusieurs types - informationnel, transport et ribosomal. Découvert par le suisse suisse F. Fisher à la fin du 19ème siècle.

L'ADN est l'acide désoxyribonucléique. Contenu dans le noyau, les plastides et les mitochondries. Structurellement, c'est un polymère linéaire qui forme une double hélice de chaînes nucléotidiques complémentaires. Le concept de sa structure spatiale a été créé en 1953 par les Américains D. Watson et F. Crick.

Ses unités monomères sont des nucléotides qui ont une structure fondamentalement commune de:

base azotée (appartenant au groupe des purines - adénine, guanine, pyrimidine - thymine et cytosine.)

Dans la structure d'une molécule de polymère, les nucléotides sont combinés par paires et de manière complémentaire, ce qui est dû au nombre différent de liaisons hydrogène: adénine + thymine - deux, guanine + cytosine - trois liaisons hydrogène.

L'ordre des nucléotides code pour les séquences d'acides aminés structurelles des molécules de protéines. Une mutation est un changement dans l'ordre des nucléotides, car des molécules de protéines d'une structure différente seront codées.

ARN - acide ribonucléique. Les caractéristiques structurelles de sa différence avec l'ADN sont:

au lieu de thymine nucléotide - uracile;

ribose au lieu de désoxyribose.

L'ARN de transport est une chaîne polymère qui est pliée dans le plan sous la forme d'une feuille de trèfle et dont la fonction principale est l'apport d'un acide aminé aux ribosomes.

L'ARN matriciel (messager) est constamment formé dans le noyau, complémentaire de toute partie de l'ADN. Ceci est une matrice structurelle, sur la base de sa structure, une molécule de protéine sera assemblée sur le ribosome. Sur le contenu total des molécules d'ARN, ce type est de 5%.

Ribosomal - est responsable du processus de fabrication de la molécule de protéine. Il est synthétisé sur le nucléole. Son dans une cage est de 85%.

ATP - acide adénosine triphosphate. Ceci est un nucléotide contenant:

Éléments chimiques de la cellule.

Les cellules des organismes vivants dans leur composition chimique sont significativement différentes de l'environnement inanimé environnant et de la structure des composés chimiques, ainsi que de la composition et du contenu des éléments chimiques. Au total, environ 90 éléments chimiques sont présents (présents aujourd'hui) dans les organismes vivants qui, en fonction de leur contenu, sont divisés en 3 groupes principaux: les macronutriments, les microéléments et les ultramicroéléments.

Macroéléments.

Les macroéléments en quantités significatives sont représentés dans les organismes vivants, allant de quelques centièmes à quelques dizaines de pour cent. Si la teneur en substance chimique du corps dépasse 0,005% du poids corporel, cette substance est appelée macroélément. Ils font partie des principaux tissus: le sang, les os et les muscles. Ceux-ci comprennent, par exemple, les éléments chimiques suivants: hydrogène, oxygène, carbone, azote, phosphore, soufre, sodium, calcium, potassium, chlore. Les macroéléments représentent environ 99% de la masse des cellules vivantes, la majorité (98%) étant l'hydrogène, l'oxygène, le carbone et l'azote.

Le tableau ci-dessous présente les principaux macronutriments contenus dans le corps:

Pour les quatre éléments les plus courants dans les organismes vivants (hydrogène, oxygène, carbone, azote, comme il a été dit précédemment), une propriété commune est caractéristique. Il manque à ces éléments un ou plusieurs électrons sur l’orbite externe pour former des liaisons électroniques stables. Ainsi, l'atome d'hydrogène nécessaire à la formation d'une liaison électronique stable manque d'un électron sur l'orbite externe, d'atomes d'oxygène, d'azote et de carbone - deux, trois et quatre électrons, respectivement. À cet égard, ces éléments chimiques forment facilement des liaisons covalentes en raison de l'appariement des électrons et peuvent facilement interagir les uns avec les autres, remplissant ainsi leurs couches externes d'électrons. De plus, l'oxygène, le carbone et l'azote peuvent former non seulement des liaisons simples, mais également des liaisons doubles. En conséquence, le nombre de composés chimiques pouvant être formés à partir de ces éléments augmente considérablement.

En outre, le carbone, l'hydrogène et l'oxygène - le plus léger des éléments capables de former des liaisons covalentes. Par conséquent, ils se sont avérés les plus appropriés pour la formation de composés constituant la matière vivante. Il convient de noter séparément une autre propriété importante des atomes de carbone - la capacité de former des liaisons covalentes avec quatre autres atomes de carbone à la fois. Grâce à cette capacité, les squelettes sont créés à partir d'une grande variété de molécules organiques.

Oligo-éléments

Bien que la teneur en oligo-éléments n'excède pas 0,005% pour chaque élément individuel et qu'ils ne représentent au total qu'environ 1% de la masse des cellules, des oligo-éléments sont nécessaires à l'activité vitale des organismes. En l'absence ou au manque de contenu, diverses maladies peuvent survenir. De nombreux oligo-éléments font partie de groupes d'enzymes non protéiques et sont nécessaires à la mise en oeuvre de leur fonction catalytique.
Par exemple, le fer fait partie intégrante de l'hème, qui fait partie des cytochromes, composants de la chaîne de transfert d'électrons, et de l'hémoglobine, une protéine qui transporte l'oxygène des poumons vers les tissus. La carence en fer dans le corps humain provoque le développement de l'anémie. Un manque d'iode, qui fait partie de la thyroxine, une hormone thyroïdienne, entraîne l'apparition de maladies associées à l'insuffisance de cette hormone, telles que le goitre endémique ou le crétinisme.

Des exemples d'éléments traces sont présentés dans le tableau ci-dessous:

Quels éléments chimiques sont liés aux macro et micronutriments de la cellule?

Quels éléments chimiques sont liés aux macro et micronutriments de la cellule?

Les cellules de macroéléments (un pourcentage élevé du corps en fonction de son contenu) comprennent les éléments chimiques suivants:

• oxygène (70%), carbone (15%), hydrogène (10%), azote (2%), potassium (0,3%), soufre (0,2%), phosphore (1%), chlore (0, 1%), le reste - magnésium, calcium, sodium.

Pour inclure les oligo-éléments (un faible pourcentage du contenu corporel), utilisez les éléments chimiques suivants:

• cobalt, zinc, vanadium, fluor, sélénium, cuivre, chrome, nickel, germanium, iode, ruthénium.

Macronutriments

Les macronutriments sont des éléments chimiques que les plantes absorbent en grande quantité. La teneur de ces substances dans les plantes varie de quelques centièmes à plusieurs dizaines de pour cent.

Contenu:

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Les macroéléments sont directement impliqués dans la construction des composés organiques et inorganiques de la plante, constituant l'essentiel de sa matière sèche. La plupart d'entre eux sont représentés dans les cellules par des ions.

Les macronutriments et leurs composés sont des substances actives de divers engrais minéraux. Selon le type et la forme, ils sont utilisés comme engrais principal. Les macroéléments comprennent: le carbone, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le phosphore, le potassium, le calcium, le magnésium, le soufre et quelques autres, mais les principaux éléments de la nutrition des plantes sont l'azote, le phosphore et le potassium.

Le corps d'un adulte contient environ 4 grammes de fer, 100 g sodium, 140 g de potassium, 700 g de phosphore et 1 kg de calcium. Malgré des chiffres si différents, la conclusion est évidente: les substances combinées sous le nom de "macro-éléments" sont essentielles à notre existence. [8] D'autres organismes en ont également un grand besoin: procaryotes, plantes, animaux.

Les partisans d'une théorie de l'évolution affirment que le besoin de macronutriments est déterminé par les conditions dans lesquelles la vie sur Terre est née. Lorsque la terre était constituée de roches solides, l’atmosphère était saturée de dioxyde de carbone, d’azote, de méthane et de vapeur d’eau. Au lieu de la pluie, des solutions d’acides tombaient sur le sol. Par conséquent, même maintenant, des milliards d'années plus tard, toute la vie sur notre planète continue de ressentir le besoin d'actualiser les ressources internes en magnésium, soufre, azote et autres éléments importants qui constituent la structure physique des objets biologiques.

Propriétés physiques et chimiques

Les macroéléments ont des propriétés chimiques et physiques différentes. Parmi eux se trouvent les métaux (potassium, calcium, magnésium et autres) et les non-métaux (phosphore, soufre, azote et autres).

Certaines propriétés physiques et chimiques des macronutriments, selon les données: [2]

Élément macro

Condition physique dans des conditions normales

métal blanc argenté

métal blanc solide

métal blanc argenté

cristaux jaunes fragiles

métal argenté

Le contenu des macronutriments dans la nature

Les macroéléments se retrouvent partout dans la nature: dans le sol, les roches, les plantes, les organismes vivants. Certains d’entre eux, tels que l’azote, l’oxygène et le carbone, font partie intégrante de l’atmosphère terrestre.

Symptômes d'un manque de certains nutriments dans les cultures, selon les données: [6]

Élément

Symptômes communs

Cultures sensibles

Changer la couleur verte des feuilles en vert pâle, jaunâtre et brun,

La taille des feuilles diminue,

Les feuilles sont étroites et situées à un angle aigu par rapport à la tige,

Le nombre de fruits (graines, grains) diminue fortement

Blanc et chou-fleur,

Tordre les bords du limbe

Couleur mauve

Brûlure des feuilles,

Blanchiment du bourgeon apical,

Blanchiment des jeunes feuilles

Les extrémités des feuilles sont pliées,

Les bords des feuilles sont tordus

Blanc et chou-fleur,

Blanc et chou-fleur,

Le changement d'intensité de la couleur verte des feuilles,

Faible teneur en protéines

La couleur de la feuille devient blanche,

• L'état lié à l'azote est présent dans les eaux des rivières, des océans, de la lithosphère et de l'atmosphère. La majeure partie de l'azote dans l'atmosphère est contenue à l'état libre. Sans azote, la formation de molécules de protéines est impossible. [2]
• Le phosphore s'oxyde facilement et, à ce titre, il ne se trouve pas dans la nature sous sa forme pure. Cependant, dans les composés trouvés presque partout. C'est un composant important des protéines végétales et animales. [2]
• Le potassium est présent dans le sol sous forme de sels. Chez les plantes, il se dépose principalement dans les tiges. [2]
• Le magnésium est omniprésent. Dans les roches massives, il est contenu sous forme d'aluminates. Le sol contient des sulfates, des carbonates et des chlorures, mais les silicates prédominent. Sous forme d'ion contenu dans l'eau de mer. [1]
• Le calcium est l'un des éléments les plus communs de la nature. Ses dépôts peuvent être trouvés sous forme de craie, calcaire, marbre. Dans les organismes végétaux trouvés sous forme de phosphates, sulfates, carbonates. [4]
• La nature serav est très répandue: à la fois à l'état libre et sous la forme de divers composés. On le trouve à la fois dans les roches et dans les organismes vivants. [1]
• Le fer est l'un des métaux les plus répandus sur la planète, mais à l'état libre, il ne se trouve que dans les météorites. Dans les minéraux d'origine terrestre, le fer est présent dans les sulfures, les oxydes, les silicates et de nombreux autres composés. [2]

Rôle dans l'usine

Fonctions biochimiques

Un rendement élevé de toute culture agricole n'est possible que dans la condition d'une nutrition complète et suffisante. En plus de la lumière, de la chaleur et de l'eau, les plantes ont besoin d'éléments nutritifs. La composition des organismes végétaux comprend plus de 70 éléments chimiques, dont 16 composés organiques indispensables (carbone, hydrogène, azote, oxygène), des oligo-éléments cendrés (phosphore, potassium, calcium, magnésium, soufre), ainsi que du fer et du manganèse.

Chaque élément remplit ses fonctions dans les plantes et il est absolument impossible de remplacer un élément par un autre.

De l'ambiance

• Le carbone est absorbé par l’air par les feuilles des plantes et un peu par les racines du sol sous forme de dioxyde de carbone (CO₂). C'est la base de la composition de tous les composés organiques: graisses, protéines, glucides et autres.
• L'hydrogène est consommé dans la composition de l'eau, il est extrêmement nécessaire pour la synthèse de substances organiques.
• L'oxygène est absorbé par les feuilles de l'air, par les racines du sol et est également libéré par d'autres composés. Il est nécessaire à la fois pour la respiration et pour la synthèse de composés organiques. [7]

Suivant en importance

• L'azote est un élément essentiel du développement des plantes, à savoir la formation de substances protéiques. Sa teneur en protéines varie de 15 à 19%. Il fait partie de la chlorophylle et participe donc à la photosynthèse. L'azote se trouve dans les enzymes - catalyseurs de divers processus chez les organismes. [7]
• Le phosphore est présent dans la composition des noyaux cellulaires, des enzymes, de la phytine, des vitamines et d’autres composés tout aussi importants. Participe aux processus de conversion des glucides et des substances contenant de l'azote. Chez les plantes, il est contenu sous forme organique et minérale. Les composés minéraux - les sels de l'acide orthophosphorique - sont utilisés dans la synthèse des glucides. Les plantes utilisent des composés organiques phosphorés (hexophosphates, phosphatides, nucléoprotéines, phosphates de sucre, phytine). [7]
• Le potassium joue un rôle important dans le métabolisme des protéines et des glucides, il améliore l'effet de l'utilisation de l'azote sous forme ammoniacale. La nutrition avec du potassium est un facteur puissant dans le développement des organes de la plante. Cet élément favorise l’accumulation de sucre dans la sève des cellules, ce qui augmente la résistance des plantes aux facteurs naturels défavorables en période hivernale, contribue au développement des faisceaux vasculaires et épaissit les cellules. [7]

Les macronutriments suivants

• Le soufre est un composant des acides aminés - la cystéine et la méthionine - joue un rôle important dans le métabolisme des protéines et dans les processus redox. Un effet positif sur la formation de chlorophylle contribue à la formation de nodules sur la racine des légumineuses, ainsi que des bactéries nodulaires assimilant l'azote de l'atmosphère. [7]
• Calcium - participant au métabolisme des glucides et des protéines, a un effet positif sur la croissance des racines. Essentiellement nécessaire à la nutrition normale des plantes. La calcification des sols acides avec du calcium améliore la fertilité du sol. [7]
• Le magnésium est impliqué dans la photosynthèse, sa teneur en chlorophylle atteint 10% de sa teneur totale dans les parties vertes des plantes. Le besoin de magnésium dans les plantes n'est pas le même. [7]
• Le fer ne fait pas partie de la chlorophylle, mais il participe aux processus d'oxydo-réduction, qui sont essentiels à la formation de la chlorophylle. Joue un rôle important dans la respiration, car il fait partie intégrante des enzymes respiratoires. Il est nécessaire pour les plantes vertes et les organismes sans chlore. [7]

Manque (déficit) en macroéléments chez les plantes

Sur le manque d'une macro dans le sol, et par conséquent, dans la plante montrent clairement des signes extérieurs. La sensibilité de chaque espèce végétale au manque de macronutriments est strictement individuelle, mais il existe des signes similaires. Par exemple, en cas de pénurie d'azote, de phosphore, de potassium et de magnésium, les vieilles feuilles des niveaux inférieurs souffrent, tandis que le manque de calcium, de soufre et de fer - organes jeunes, feuilles fraîches et point de croissance.

Il est particulièrement évident que le manque de nutrition se manifeste dans les cultures à haut rendement.

Excès de macronutriments chez les plantes

L'état des plantes est influencé non seulement par le manque, mais aussi par l'excès de macronutriments. Elle se manifeste principalement dans les vieux organes et retarde la croissance des plantes. Souvent, les signes d'absence et d'excès des mêmes éléments sont assez similaires. [6]

Macro et oligo-éléments

Environ 80 éléments chimiques se retrouvent dans les organismes vivants, mais seulement pour 27 de ces éléments, leurs fonctions dans la cellule et dans l'organisme sont établies. Les éléments restants sont présents en petites quantités et, apparemment, pénètrent dans le corps avec de la nourriture, de l'eau et de l'air.

Selon leur concentration, ils sont divisés en macronutriments et micro-éléments.

La concentration de chacun des macroéléments dans le corps dépasse 0,01% et leur teneur totale est de 99%. Les macroéléments comprennent l'oxygène, le carbone, l'hydrogène, l'azote, le phosphore, le soufre, le potassium, le calcium, le sodium, le chlore, le magnésium et le fer. Les quatre premiers éléments énumérés (oxygène, carbone, hydrogène et azote) sont également appelés organogènes, car ils font partie des principaux composés organiques. Le phosphore et le soufre sont également des composants de nombreuses substances organiques, telles que les protéines et les acides nucléiques. Le phosphore est nécessaire à la formation des os et des dents.

Sans les macronutriments restants, impossible le fonctionnement normal du corps.

Ainsi, le potassium, le sodium et le chlore sont impliqués dans les processus d'excitation cellulaire. Le calcium fait partie des parois cellulaires des plantes, des os, des dents et des coquilles de mollusques. Il est nécessaire à la contraction des cellules musculaires et à la coagulation du sang. Le magnésium est un composant de la chlorophylle - le pigment qui assure le flux de la photosynthèse. Il participe également à la biosynthèse des protéines et des acides nucléiques. Le fer fait partie de l'hémoglobine et est nécessaire au fonctionnement de nombreuses enzymes.

Les oligo-éléments sont contenus dans l'organisme à des concentrations inférieures à 0,01% et leur concentration totale dans la cellule n'atteint pas 0,1%. Les micro-éléments comprennent le zinc, le cuivre, le manganèse, le cobalt, l'iode, le fluor, etc.

Le zinc fait partie de la molécule d'hormone pancréatique, l'insuline et le cuivre sont nécessaires à la photosynthèse et à la respiration. Le cobalt est un composant de la vitamine B12 dont l'absence conduit à l'anémie. L'iode est nécessaire à la synthèse des hormones thyroïdiennes, assurant un métabolisme normal, et le fluor est associé à la formation de l'émail des dents.

Une déficience et un métabolisme excessif ou altéré des macro et microéléments entraînent le développement de diverses maladies.

En particulier, les carences en calcium et en phosphore entraînent le rachitisme, les carences en azote - carence protéique grave, carence en fer - anémie, manque de formation d'hormones thyroïdiennes avec déficit en iode et diminution du taux métabolique, carence en fluorure - caries. Le plomb est toxique pour presque tous les organismes.

Le manque de macro et microéléments peut être compensé en augmentant leur teneur en aliments et en eau de boisson, ainsi qu'en prenant des médicaments.

Les éléments chimiques de la cellule forment divers composés - inorganiques et organiques.

Sujet 2.2. Composition cellulaire du chimiste. - 10-11 cours, Syvozlazov (cahier de travail, première partie)

1. Donnez les définitions des concepts.
Un élément est un ensemble d'atomes de même charge nucléaire et dont le nombre de protons coïncide avec le nombre ordinal (atomique) du tableau périodique.
Oligo-élément - un élément qui se trouve dans le corps à de très faibles concentrations.
Macroélément - un élément qui se trouve dans le corps à des concentrations élevées.
Le bioélément - un élément chimique impliqué dans l'activité cellulaire, constitue la base des biomolécules.
La composition élémentaire cellulaire est le pourcentage d'éléments chimiques dans une cellule.

2. Quelle est l'une des preuves de la communauté de la nature animée et inanimée?
L'unité de la composition chimique. Il n'y a pas d'éléments caractéristiques seulement de la nature inanimée.

3. Remplissez le tableau.

COMPOSITION ÉLÉMENTAIRE DE CELLULES

4. Donnez des exemples de substances organiques dont les molécules sont constituées de trois, quatre et cinq macronutriments.
3 éléments: glucides et lipides.
4 éléments: les écureuils.
5 éléments: acides nucléiques, protéines.

5. Remplissez le tableau.

ROLE BIOLOGIQUE DES ELEMENTS

6. Étudiez au § 2.2 la section «Le rôle des facteurs externes dans la formation de la composition chimique de la nature vivante» et répondez à la question: «Que sont les endémies biochimiques et quelles sont les raisons de leur origine?»
Les endémies biochimiques sont des maladies des plantes, des animaux et des humains provoquées par une pénurie aiguë ou un excès d'un élément dans une zone donnée.

7. Quelles sont les maladies connues liées au manque de micronutriments?
Carence en iode - goitre endémique. Synthèse réduite de la thyroxine et prolifération du tissu thyroïdien qui en résulte.
Carence en fer - anémie ferriprive.

8. Rappelez-vous sur quelle base les éléments chimiques sont répartis sur les macro, micro et ultramicroéléments. Proposez votre propre classification alternative d'éléments chimiques (par exemple, par fonctions dans une cellule vivante).
Les micro, macro et ultra micronutriments sont divisés en un signe basé sur leur pourcentage dans une cellule. De plus, il est possible de classer les éléments en fonction des fonctions qui régulent l'activité de certains systèmes d'organes: nerveux, musculaire, circulatoire et cardiovasculaire, digestif, etc.

9. Choisissez la bonne réponse.
Test 1.
Quels éléments chimiques constituent la majorité des substances organiques?
2) C, O, H, N;

Test 2
Les éléments macro ne s'appliquent pas:
4) le manganèse.

Test 3.
Les organismes vivants ont besoin d'azote, car il sert:
1) un composant de protéines et d’acides nucléiques; 10. Déterminez le symptôme par lequel tous les éléments énumérés ci-dessous, sauf un, sont combinés en un groupe. Soulignez cet élément "supplémentaire".
Oxygène, hydrogène, soufre, fer, carbone, phosphore, azote. Inclus dans l'ADN seulement. Et le reste est tout en protéines.

11. Expliquez l'origine et la signification générale du mot (terme), en se basant sur le sens des racines qui le composent.

12. Sélectionnez un terme et expliquez comment sa valeur actuelle correspond à la valeur initiale de ses racines.
Le terme choisi est organogène.
Conformité: le terme correspond en principe à son sens initial, mais il existe aujourd'hui une définition plus précise. Auparavant, la valeur était telle que les éléments ne sont impliqués que dans la construction des tissus et des cellules d'organes. Maintenant, il a été découvert que des éléments biologiquement importants forment non seulement des molécules chimiques dans les cellules, etc., mais régulent également tous les processus dans les cellules, les tissus et les organes. Ils font partie des hormones, vitamines, enzymes et autres biomolécules.

13. Formulez et notez les idées de base du § 2.2.
La composition élémentaire de la cellule est le pourcentage d'éléments chimiques dans la cellule. Les éléments cellulaires sont généralement classés, en fonction de leur pourcentage, en micro, macro et ultramicroéléments. Les éléments impliqués dans l'activité vitale des cellules forment la base de biomolécules, appelées bioéléments.
Les macroéléments comprennent: C N H O. Ils sont les composants principaux de tous les composés organiques de la cellule. En outre, toutes les principales biomolécules comprennent des protéines P K K Ca Na Fe Cl Mg. Sans eux, le fonctionnement du corps est impossible. Leur absence mène à la mort.
Pour les éléments traces: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B, etc. Ils sont également nécessaires au fonctionnement normal du corps, mais ils ne sont pas aussi critiques. Leur absence provoque la maladie. Ils font partie de composés biologiquement actifs, affectent le métabolisme.
Il existe des ultramicroéléments: Au Ag Be et autres, le rôle physiologique n’est pas complètement établi. Mais ils sont importants pour la cellule.
Il y a le concept d '"endémie biochimique" - maladies de plantes, d'animaux et d'humains, causées par une pénurie aiguë ou un excès de tout élément dans une région donnée. Par exemple, le goitre endémique (carence en iode).
En raison d'un manque d'élément dû au mode d'alimentation, une maladie ou des maux peuvent également survenir. Par exemple, avec un manque de fer - anémie. Avec un manque de calcium - fractures fréquentes, perte de cheveux, dents, douleurs musculaires.

I.2. La composition chimique de la cellule. Eléments micro et macro

En règle générale, 70 à 80% de la masse cellulaire est constituée d'eau, dans laquelle différents sels et composés organiques de bas poids moléculaire sont dissous. Les composants les plus caractéristiques de la cellule sont les protéines et les acides nucléiques. Certaines protéines sont des composants structurels de la cellule, d’autres sont des enzymes, c.-à-d. des catalyseurs qui déterminent la vitesse et la direction des réactions chimiques se produisant dans les cellules. Les acides nucléiques servent de porteurs à l'information héréditaire, qui est implémentée dans le processus de synthèse de protéines intracellulaire. Les cellules contiennent souvent une certaine quantité de substances de réserve qui servent de réserve alimentaire. Les cellules végétales stockent principalement de l'amidon, une forme polymère d'hydrates de carbone. Dans les cellules du foie et des muscles, un autre polymère glucidique est stocké - le glycogène. Les produits gras sont également souvent stockés, bien que certaines graisses remplissent une fonction différente, à savoir qu’elles soient les composants structurels les plus importants. Les protéines dans les cellules (à l'exception des cellules de la graine) ne sont généralement pas stockées. Il n'est pas possible de décrire la composition typique d'une cellule, principalement en raison des différences importantes entre la quantité de nourriture et d'eau stockée. Les cellules du foie contiennent par exemple 70% d'eau, 17% de protéines, 5% de matières grasses, 2% de glucides et 0,1% d'acides nucléiques; les 6% restants sont des sels et des composés organiques de bas poids moléculaire, en particulier des acides aminés. Les cellules végétales contiennent généralement moins de protéines, beaucoup plus de glucides et un peu plus d'eau; les exceptions sont les cellules qui sont au repos. La cellule de repos du grain de blé, source de nutriments pour l'embryon, contient environ 12% de protéines (principalement des protéines stockées), 2% de graisses et 72% de glucides. La quantité d'eau n'atteint le niveau normal (70–80%) qu'au début de la germination du grain. Chaque cellule contient de nombreux éléments chimiques impliqués dans diverses réactions chimiques. Les processus chimiques se déroulant dans une cellule sont l’une des conditions de base de sa vie, de son développement et de son fonctionnement. Certains éléments chimiques dans la cellule plus, d'autres - moins. Au niveau atomique, il n'y a pas de différence entre les mondes organique et inorganique de la nature vivante: les organismes vivants se composent des mêmes atomes que les corps de la nature inanimée. Cependant, la proportion d'éléments chimiques différents dans les organismes vivants et dans la croûte terrestre varie considérablement. De plus, les organismes vivants peuvent différer de leur environnement par la composition isotopique des éléments chimiques. Classiquement, tous les éléments de la cellule peuvent être divisés en trois groupes:

Macroéléments. Les macroéléments comprennent l'oxygène (65–75%), le carbone (15–18%), l'hydrogène (8–10%), l'azote (2,0–3,0%), le potassium (0,15–0,4%)., soufre (0,15–0,2%), phosphore (0,2–1,0%), chlore (0,05–0,1%), magnésium (0,02–0,03%), sodium (0,02-0,03%), calcium (0,04-2,00%), fer (0,01-0,0155%). Des éléments tels que C, O, H, N, S et P font partie de composés organiques. Le carbone - fait partie de toutes les substances organiques; le squelette des atomes de carbone est leur base. En outre, sous forme de CO2 est fixé dans le processus de photosynthèse et libéré lors de la respiration, sous forme de CO (à faible concentration) participe à la régulation des fonctions cellulaires, sous forme de CaCO3 qui fait partie des squelettes minéraux. Oxygène - fait partie de presque toutes les substances organiques de la cellule. Il se forme au cours de la photosynthèse lors de la photolyse de l'eau. Pour les organismes aérobies, il sert d’agent oxydant pendant la respiration cellulaire, fournissant de l’énergie aux cellules. La plus grande quantité dans les cellules vivantes est contenue dans la composition de l'eau. Hydrogène - fait partie de toutes les substances organiques de la cellule. Dans les plus grandes quantités contenues dans la composition de l'eau. Certaines bactéries oxydent l'hydrogène moléculaire en énergie. Azote - fait partie des protéines, des acides nucléiques et de leurs monomères - acides aminés et nucléotides. Du corps des animaux est dérivé dans la composition de l'ammoniac, de l'urée, de la guanine ou de l'acide urique en tant que produit final du métabolisme de l'azote. Sous forme d'oxyde nitrique, NO (à faible concentration) intervient dans la régulation de la pression artérielle. Soufre - une partie des acides aminés contenant du soufre se trouve donc dans la plupart des protéines. En petites quantités, se présente sous forme de sulfate-ion dans le cytoplasme des cellules et des fluides extracellulaires. Phosphore - fait partie de l’ATP, d’autres nucléotides et acides nucléiques (sous forme de résidus d’acide phosphorique), entrant dans la composition du tissu osseux et de l’émail dentaire (sous forme de sels minéraux) et également présents dans le cytoplasme et les fluides intercellulaires (sous forme d’ions phosphates). Le magnésium est un cofacteur de nombreuses enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique et la synthèse de l'ADN; maintient l'intégrité des ribosomes et des mitochondries, fait partie de la chlorophylle. Dans les cellules animales, il est nécessaire au fonctionnement des systèmes musculaires et osseux. Le calcium est impliqué dans la coagulation du sang et constitue également l'un des médiateurs secondaires universels, régulant les processus intracellulaires les plus importants (y compris la participation au maintien du potentiel membranaire, nécessaire à la contraction et à l'exocytose musculaires). Les sels de calcium insolubles sont impliqués dans la formation des os et des dents des squelettes de vertébrés et de minéraux d'invertébrés. Le sodium est impliqué dans le maintien du potentiel membranaire, la génération d’impulsions nerveuses, les processus d’osmorégulation (y compris le travail des reins chez l’homme) et la création d’un système de sang tampon. Le potassium est impliqué dans le maintien du potentiel membranaire, la génération d’impulsions nerveuses, la régulation de la contraction du muscle cardiaque. Contenue dans des substances extracellulaires. Chlore - maintient l'électroneutralité de la cellule.

Oligo-éléments: Les oligo-éléments qui composent 0,001% à 0,000001% du poids corporel des êtres vivants comprennent le vanadium, le germanium, l'iode (partie de la thyroxine, l'hormone thyroïdienne), le cobalt (vitamine B12), le manganèse, le nickel, le ruthénium, le sélénium le fluor (émail des dents), le cuivre, le chrome, le zinc Le zinc - fait partie des enzymes impliquées dans la fermentation alcoolique, fait partie de l'insuline. Cuivre - fait partie des enzymes oxydantes impliquées dans la synthèse des cytochromes. Sélénium - est impliqué dans les processus réglementaires du corps.

Éléments ultra-micro. Les ultramicroéléments représentent moins de 0,0000001% chez les organismes d’êtres vivants, ils incluent de l’or, l’argent a un effet bactéricide, le mercure inhibe la réabsorption de l’eau dans les tubules rénaux, affectant ainsi les enzymes. Le platine et le césium appartiennent également aux ultramicroéléments. Une partie de ce groupe comprend également le sélénium, avec sa carence en développement de cancer. Les fonctions des ultramicroéléments sont encore mal comprises. Composition moléculaire de la cellule (onglet №1)

Composition chimique cellulaire

Groupes d'éléments de la composition chimique de la cellule

La science qui étudie les composants et la structure d'une cellule vivante s'appelle la cytologie.

Tous les éléments inclus dans la structure chimique du corps peuvent être divisés en trois groupes:

• les macronutriments;
• oligo-éléments;
• ultramicro éléments.

Les macroéléments comprennent l'hydrogène, le carbone, l'oxygène et l'azote. Près de 98% de tous les éléments constitutifs font partie de leur part.

Les oligo-éléments sont exprimés en dixièmes et centièmes de cent. Et une très faible teneur en ultramicroéléments - centièmes et millièmes de pour cent.

Traduit du grec, "macro" est grand et "micro" est petit.

Fig. 1 Contenu d'éléments chimiques dans la cellule

Les scientifiques ont découvert qu'il n'y a pas d'éléments particuliers aux organismes vivants. Par conséquent, cette vie, cette nature inanimée est constituée des mêmes éléments. Cela prouve leur relation.

Malgré le contenu quantitatif de l'élément chimique, l'absence ou la réduction d'au moins l'un d'entre eux entraîne la mort de l'organisme entier. Après tout, chacun d’entre eux a sa propre signification.

Le rôle de la composition chimique de la cellule

Les macroéléments sont la base des biopolymères, à savoir les protéines, les glucides, les acides nucléiques et les lipides.

Les oligo-éléments font partie des substances organiques vitales impliquées dans les processus métaboliques. Ce sont des composants constitutifs des sels minéraux, qui se présentent sous la forme de cations et d’anions, leur rapport détermine l’environnement alcalin. Le plus souvent, il est légèrement alcalin, car la proportion de sels minéraux ne change pas.

L'hémoglobine contient du fer, de la chlorophylle - magnésium, des protéines - soufre, des acides nucléiques - phosphore, le métabolisme se produisant avec une quantité suffisante de calcium.

Fig. 2. Composition cellulaire

Certains éléments chimiques sont des composants de substances inorganiques, par exemple de l’eau. Il joue un rôle important dans l'activité vitale des cellules végétales et animales. L'eau est un bon solvant, à cause de cela, toutes les substances à l'intérieur du corps sont divisées en:

• Hydrophile - soluble dans l'eau;
• Hydrophobe - ne pas dissoudre dans l'eau.

En raison de la présence d'eau, la cellule devient élastique, elle favorise le mouvement des substances organiques dans le cytoplasme.

Fig. 3. substances cellulaires.

Tableau "Propriétés de la composition chimique de la cellule"

Afin de bien comprendre quels éléments chimiques font partie de la cellule, nous les avons énumérés dans le tableau suivant:

Macronutriments

Les macroéléments comprennent les éléments dont la teneur en cellules est mesurée en dixièmes et centièmes de pour cent de la matière sèche d'une cellule (leur teneur atteint parfois plusieurs pour cent): potassium, sodium, calcium, magnésium, fer, soufre, chlore, iode. La teneur en macronutriments dans les cellules est exprimée en pourcentage de la masse totale sèche de la cellule.

Potassium (jusqu'à 1%). Il est absorbé sous forme d'ions K + hydratés, qui traversent bien les membranes. Les principales fonctions du potassium:

• 1. Régule le métabolisme des glucides.
• 2. Régule la pression osmotique.
• 3. Participe à la formation des potentiels membranaires.
• 4. Active les enzymes pendant la photosynthèse.
• 5. L'isotope radioactif 40K est la principale source de radioactivité interne.

Note La pression osmotique est une valeur qui reflète le rapport de l'eau et de la matière sèche dans la cellule. Plus la pression osmotique dans la cellule est élevée, plus la cellule absorbe facilement l'eau de l'environnement extracellulaire et, inversement, plus la pression osmotique intracellulaire est basse, plus la cellule perd de l'eau rapidement.

Sodium (jusqu'à 0,1%). Il est absorbé sous forme d'ions Na + hydratés qui ne traversent pas les membranes. Il régule le métabolisme des glucides, la pression osmotique, participe à la formation des potentiels membranaires.

Calcium (jusqu'à 2%). La cellule est représentée par des ions Ca2 + hydratés, des sels insolubles (par exemple, des sels d'acide oxalique, phosphorique, fluorhydrique), des complexes organométalliques. Il régule l'activité de nombreuses enzymes (par exemple, l'activité de l'ATPase dépendante du calcium dans les complexes contractiles), stabilise la structure des chromosomes. Les pectates de calcium constituent la base des plaques médianes dans les tissus végétaux; fluorures de calcium et phosphates - la base du tissu osseux. Un excès de calcium est nocif pour la cellule car, dans ce cas, les phosphates nécessaires à la formation de liaisons de haute énergie deviennent insolubles, Ca3 (PO4) 2.

Magnésium (jusqu'à 3%). Les cellules sont contenues sous forme de complexes organométalliques, moins souvent sous forme d'ions. Stabilise la structure du ribosome, régule l'activité des enzymes, fait partie de l'ATPase, fait partie de la molécule de chlorophylle dans les cellules végétales.

Fer (jusqu'à 0,1%). Il est absorbé sous forme d'ions divalents Fe2 +, moins souvent - complexes organométalliques Fe3 +. Les cellules sont contenues dans la composition de complexes organométalliques à degré d'oxydation variable, plus rarement sous forme d'ions Fe2 +. La possibilité de modifier le degré d'oxydation (Fe + 3 + h - Fe + 2) est largement utilisée dans divers processus métaboliques. Le fer fait partie du complexe hème - organométallique contenant un noyau de porphyrine et un ion de fer à degré d'oxydation variable. L'hème est un composant obligatoire des transporteurs d'oxygène: les hémoglobines et la myoglobine. L'hème fait partie de diverses oxydoréductases: cytochromes (transporteurs membranaires d'électrons), catalase (2 H2O2> 2 H2O + O2 ^), peroxydases (H2O2> H2O + O), oxydases (O2 + 2 C> O22-), déshydrogénases (transporteurs d'hydrogène). ), la ferrédoxine (porteuse d’électrons au cours de la photosynthèse).

Soufre (jusqu'à 1%). Absorbé sous forme de sulfate SO42 -. La cellule est contenue sous forme d'ions sulfate libres, sous forme oxydée et réduite dans la composition de composés organiques. Le soufre est un composant des acides aminés soufrés: méthionine, cystéine; entre ces acides aminés forment des ponts disulfure qui soutiennent la structure tertiaire de la protéine. Le soufre fait partie du cofacteur CoA, servant le cycle de Krebs et d'autres processus métaboliques. En raison de la modification du degré d'oxydation, le soufre joue un rôle important dans la chimiosynthèse et l'oxydation anaérobie:

hydrogène sulfure, sulfures sulfate de soufre moléculaire

oxydant redox oxydant redox

Le sulfure d'hydrogène et d'autres composés à base de soufre réduit servent de donneurs d'électrons pour la photosynthèse bactérienne.

Chlore (jusqu'à 4%). Il est absorbé et contenu dans la cellule sous forme de chlorures Cl- Participe à la régulation de la pression osmotique.

Iode (jusqu'à 0,01%). Contenue dans des cellules sous forme de iodures J et de complexes organométalliques. Inclus dans la composition de thyroxine - une hormone thyroïdienne qui régule la perméabilité de la membrane.

Macronutriments

Les macroéléments sont des substances utiles pour le corps, dont le taux quotidien pour une personne est de 200 mg.

Le manque de macronutriments entraîne des troubles métaboliques et un dysfonctionnement de la plupart des organes et des systèmes.

Il y a un dicton: nous sommes ce que nous mangeons. Mais bien sûr, si vous demandez à vos amis quand ils ont mangé la dernière fois, par exemple du soufre ou du chlore, vous ne pourrez pas éviter la surprise en retour. Et pendant ce temps, près de 60 éléments chimiques «vivent» dans le corps humain, dont les réserves, parfois sans s'en rendre compte, sont reconstituées à partir de la nourriture. Et environ 96% de chacun d’entre nous se compose de seulement 4 noms chimiques représentant un groupe de macronutriments. Et ceci:

• oxygène (65% dans chaque corps humain);
• carbone (18%);
• hydrogène (10%);
• azote (3%).

Les 4% restants sont des substances du tableau périodique. Certes, ils sont beaucoup plus petits et représentent un autre groupe de nutriments utiles: les micro-éléments.

Pour les éléments chimiques les plus courants, les macronutriments, il est d'usage d'utiliser le terme-nom CHON, composé des lettres majuscules des termes: carbone, hydrogène, oxygène et azote en latin (Carbone, Hydrogène, Oxygène, Azote).

Macroéléments dans le corps humain, la nature a retiré des pouvoirs assez vastes. Cela dépend d'eux:

• formation de squelette et de cellules;
• pH du corps;
• bon transport des impulsions nerveuses;
• l'adéquation des réactions chimiques.

À la suite de nombreuses expériences, il a été établi: chaque jour, les gens ont besoin de 12 minéraux (calcium, fer, phosphore, iode, magnésium, zinc, sélénium, cuivre, manganèse, chrome, molybdène, chlore). Mais même ces 12 ne seront pas en mesure de remplacer les fonctions des nutriments.

Éléments nutritifs

Presque tous les éléments chimiques jouent un rôle important dans l’existence de la vie sur Terre, mais seuls 20 d’entre eux sont les principaux.

Ces éléments sont divisés en:

• 6 nutriments majeurs (représentés dans presque tous les êtres vivants sur la Terre et souvent en assez grande quantité);
• 5 éléments nutritifs mineurs (présents dans de nombreux êtres vivants en quantités relativement faibles);
• oligo-éléments (substances essentielles nécessaires en petites quantités pour maintenir les réactions biochimiques dont dépend la vie).

Parmi les nutriments sont distingués:

Les principaux éléments biogènes, ou organogènes, sont un groupe de carbone, d'hydrogène, d'oxygène, d'azote, de soufre et de phosphore. Les nutriments mineurs sont représentés par le sodium, le potassium, le magnésium, le calcium et le chlore.

Oxygène (O)

C'est la deuxième de la liste des substances les plus courantes sur Terre. C'est une composante de l'eau et, comme vous le savez, elle représente environ 60% du corps humain. Sous forme gazeuse, l'oxygène devient une partie de l'atmosphère. Sous cette forme, il joue un rôle décisif dans le soutien de la vie sur Terre, en favorisant la photosynthèse (chez les plantes) et la respiration (chez les animaux et les humains).

Carbone (C)

Le carbone peut également être considéré comme synonyme de vie: les tissus de toutes les créatures de la planète contiennent un composé carboné. De plus, la formation de liaisons carbone contribue au développement d'une certaine quantité d'énergie, qui joue un rôle important dans la circulation des processus chimiques importants au niveau de la cellule. De nombreux composés contenant du carbone s'enflamment facilement, libérant ainsi de la chaleur et de la lumière.

Hydrogène (H)

C'est l'élément le plus facile et le plus courant de l'univers (en particulier, sous la forme d'un gaz diatomique H2). L'hydrogène est une substance réactive et inflammable. Avec l'oxygène, il forme des mélanges explosifs. Il a 3 isotopes.

Azote (N)

L'élément avec le numéro atomique 7 est le gaz principal dans l'atmosphère de la Terre. L'azote fait partie de nombreuses molécules organiques, y compris les acides aminés, qui sont des composants des protéines et des acides nucléiques formant l'ADN. Presque tout l'azote est produit dans l'espace - les nébuleuses planétaires créées par les étoiles vieillissantes enrichissent l'Univers de ce macro-élément.

Autres macronutriments

Potassium (K)

Le potassium (0,25%) est une substance importante responsable des processus électrolytiques dans le corps. En termes simples: il transporte la charge à travers des fluides. Il aide à réguler le rythme cardiaque et à transmettre les impulsions du système nerveux. Également impliqué dans l'homéostasie. La carence d'un élément entraîne des problèmes cardiaques, voire son arrêt.

Calcium (Ca)

Le calcium (1,5%) est le nutriment le plus répandu dans le corps humain. Presque toutes les réserves de cette substance sont concentrées dans les tissus des dents et des os. Le calcium est responsable de la contraction musculaire et de la régulation des protéines. Mais le corps «dévorera» cet élément des os (ce qui est dangereux du fait du développement de l'ostéoporose) s'il sent sa carence dans le régime alimentaire quotidien.

Requis par les plantes pour la formation de membranes cellulaires. Les animaux et les humains ont besoin de ce macronutriment pour maintenir leurs os et leurs dents en bonne santé. De plus, le calcium joue le rôle de "modérateur" des processus dans le cytoplasme des cellules. Dans la nature, représenté dans la composition de nombreuses roches (craie, calcaire).

Calcium chez l'homme:

• affecte l'excitabilité neuromusculaire - participe à la contraction musculaire (l'hypocalcémie entraîne des convulsions);
• régule la glycogénolyse (la dégradation du glycogène en glucose) dans les muscles et la gluconéogenèse (la formation de glucose à partir de formations non glucidiques) dans les reins et le foie;
• réduit la perméabilité des parois capillaires et de la membrane cellulaire, renforçant ainsi les effets anti-inflammatoires et anti-allergiques;
• favorise la coagulation du sang.

Les ions calcium sont d'importants messagers intracellulaires qui agissent sur l'insuline et les enzymes digestives de l'intestin grêle.

L'absorption de Ca dépend de la teneur en phosphore du corps. L'échange de calcium et de phosphate est régulé par voie hormonale. L'hormone parathyroïdienne (hormone parathyroïdienne) libère le Ca des os dans le sang et la calcitonine (hormone thyroïdienne) favorise la déposition d'un élément dans les os, ce qui réduit sa concentration dans le sang.

Magnésium (Mg)

Le magnésium (0,05%) joue un rôle important dans la structure du squelette et des muscles.

Il est membre de plus de 300 réactions métaboliques. Cation intracellulaire typique, un composant important de la chlorophylle. Présent dans le squelette (70% du total) et dans les muscles. Une partie intégrante des tissus et des fluides corporels.

Dans le corps humain, le magnésium est responsable de la relaxation musculaire, de l’excrétion des toxines et de l’amélioration du flux sanguin vers le cœur. La carence de la substance interfère avec la digestion et ralentit la croissance, entraînant une fatigue rapide, une tachycardie, une insomnie, le syndrome prémenstruel augmente chez les femmes. Mais un excès de macro est presque toujours le développement de la lithiase urinaire.

Sodium (Na)

Le sodium (0,15%) est un élément favorisant l'électrolyte. Il aide à transmettre les impulsions nerveuses dans tout le corps et est également responsable de la régulation du niveau de liquide dans le corps, le protégeant ainsi de la déshydratation.

Soufre (S)

Le soufre (0,25%) se trouve dans 2 acides aminés qui forment des protéines.

Phosphore (P)

Le phosphore (1%) est concentré dans les os, de préférence. Mais en plus, il existe une molécule d’ATP qui fournit de l’énergie aux cellules. Présenté dans les acides nucléiques, les membranes cellulaires, les os. Comme le calcium, il est nécessaire au bon développement et au bon fonctionnement du système musculo-squelettique. Dans le corps humain remplit une fonction structurelle.

Chlore (Cl)

Le chlore (0,15%) se trouve généralement dans le corps sous la forme d'un ion négatif (chlorure). Ses fonctions incluent le maintien de l'équilibre hydrique dans le corps. À la température ambiante, le chlore est un gaz vert toxique. Agent oxydant puissant, participe facilement aux réactions chimiques en formant des chlorures.