مواد غير عضوية. المركبات غير العضوية في جسم الإنسان

بعض الكيمياء

من بين 92 عنصرًا كيميائيًا معروفًا حاليًا للعلم ، تم العثور على 81 عنصرًا في جسم الإنسان. من بين هؤلاء 4 عناصر رئيسية: C (كربون) ، H (هيدروجين) ، O (أكسجين) ، N (نيتروجين) ، بالإضافة إلى 8 عناصر دقيقة و 69 عنصرًا دقيقًا.

المغذيات الكبيرة المقدار

المغذيات الكبيرة المقدارهي مواد يزيد محتواها عن 0.005٪ من وزن الجسم. هذه الكالسيوم (الكالسيوم) ، الكلور (الكلور) ، F (الفلور). K (البوتاسيوم) ، Mg (المغنيسيوم) ، Na (الصوديوم) ، P (الفوسفور) و S (الكبريت).هم جزء من الأنسجة الرئيسية - العظام والدم والعضلات. في المجموع ، تشكل المغذيات الرئيسية والكبيرة 99٪ من وزن جسم الإنسان.

أثر العناصر

أثر العناصر- وهي مواد لا يزيد محتواها عن 0.005٪ لكل عنصر على حدة ، ولا يزيد تركيزها في الأنسجة عن 0.000001٪. العناصر النزرة مهمة جدًا أيضًا للحياة الطبيعية.

مجموعة فرعية خاصة من العناصر النزرة عناصر فائقة الصغرموجود في الجسم بكميات صغيرة للغاية ، وهي الذهب واليورانيوم والزئبق ، إلخ.

70-80٪ من جسم الإنسان يتكون من الماء ، والباقي مواد عضوية ومعدنية.

المواد العضوية

المواد العضويةيمكن تشكيلها (أو تصنيعها بشكل مصطنع) من المعادن. المكون الرئيسي لجميع المواد العضوية كربون(تعتبر دراسة التركيب والخصائص الكيميائية وطرق الحصول والاستخدام العملي لمركبات الكربون المختلفة موضوع الكيمياء العضوية). كربونهو العنصر الكيميائي الوحيد القادر على تكوين عدد هائل من المركبات المختلفة (يتجاوز عدد هذه المركبات 10 ملايين!). إنه موجود في تكوين البروتينات والدهون والكربوهيدرات ، التي تحدد القيمة الغذائية لطعامنا ؛ توجد في جميع الكائنات الحية والنباتات الحيوانية.

بالإضافة إلى الكربون ، غالبًا ما تحتوي المركبات العضوية الأكسجين والنيتروجينبعض الأحيان - الفوسفور والكبريتوعناصر أخرى ، ولكن العديد من هذه المركبات لها خصائص غير عضوية. لا يوجد خط حاد بين المواد العضوية وغير العضوية. رئيسي علامات المركبات العضويةتمتلك الهيدروكربونات - مختلفة مركبات الكربون والهيدروجينومشتقاتها. تحتوي جزيئات أي مواد عضوية على شظايا هيدروكربونية.

يعمل علم خاص في دراسة أنواع مختلفة من المركبات العضوية الموجودة في الكائنات الحية وهيكلها وخصائصها - الكيمياء الحيوية.

اعتمادًا على تركيبتها ، تنقسم المركبات العضوية إلى مركبات بسيطة - أحماض أمينية وسكريات وأحماض دهنية ، وأخرى أكثر تعقيدًا - أصباغ ، وكذلك فيتامينات وأنزيمات مساعدة (مكونات الإنزيمات غير البروتينية) ، وأكثرها تعقيدًا - السناجبو احماض نووية.

لا يتم تحديد خصائص المواد العضوية فقط من خلال بنية جزيئاتها ، ولكن أيضًا من خلال عدد وطبيعة تفاعلاتها مع الجزيئات المجاورة ، وكذلك من خلال ترتيبها المكاني المتبادل. تتجلى هذه العوامل بشكل واضح في الاختلاف في خصائص المواد في مختلف دول التجميع.

تسمى عملية تحويل المواد ، مصحوبة بتغيير في تكوينها و (أو) هيكلها تفاعل كيميائي. جوهر هذه العملية هو كسر الروابط الكيميائية في المواد الأولية وتشكيل روابط جديدة في نواتج التفاعل. يعتبر التفاعل كاملاً إذا لم تعد تركيبة المادة لخليط التفاعل تتغير.

تفاعلات المركبات العضوية (التفاعلات العضوية) الانصياع للقوانين العامة لمسار التفاعلات الكيميائية. ومع ذلك ، فإن مسارها غالبًا ما يكون أكثر تعقيدًا مما هو عليه في حالة تفاعل المركبات غير العضوية. لذلك ، في الكيمياء العضوية ، يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لدراسة آليات التفاعل.

المعادن

المعادنفي جسم الإنسان أقل من العضوية ، لكنها حيوية أيضًا. وتشمل هذه المواد الحديد واليود والنحاس والزنك والكوبالت والكروم والموليبدينوم والنيكل والفاناديوم والسيلينيوم والسيليكون والليثيوموعلى الرغم من قلة الحاجة من الناحية الكمية ، إلا أنها تؤثر نوعياً على نشاط وسرعة جميع العمليات البيوكيميائية. بدونهم ، يكون الهضم الطبيعي للطعام وتكوين الهرمونات أمرًا مستحيلًا. مع نقص هذه المواد في جسم الإنسان ، تحدث اضطرابات معينة تؤدي إلى أمراض مميزة. العناصر الدقيقة مهمة بشكل خاص للأطفال خلال فترة النمو المكثف للعظام والعضلات والأعضاء الداخلية. مع تقدم العمر ، تقل حاجة الشخص إلى المعادن إلى حد ما.

كل يوم يتفاعل الشخص مع عدد كبير من الأشياء. إنها مصنوعة من مواد مختلفة ، لها هيكلها الخاص وتكوينها. يمكن تقسيم كل ما يحيط بالإنسان إلى عضوي وغير عضوي. في المقالة ، سننظر في ماهية هذه المواد ، وسنقدم أمثلة. سنحدد أيضًا المواد غير العضوية الموجودة في علم الأحياء.

وصف

المواد غير العضوية هي مواد لا تحتوي على الكربون. هم عكس العضوية. تتضمن هذه المجموعة أيضًا العديد من المركبات المحتوية على الكربون ، على سبيل المثال:

السيانيد.
أكاسيد الكربون
الكربونات.
الكربيدات وغيرها.

ماء؛
أحماض مختلفة (هيدروكلوريك ، نيتريك ، كبريتيك) ؛
ملح؛
الأمونيا.
نشبع؛
المعادن واللافلزات.

تتميز المجموعة غير العضوية بغياب هيكل عظمي كربوني ، وهو سمة من سمات المواد العضوية. وفقًا للتكوين ، من المعتاد التقسيم إلى بسيط ومعقد. المواد البسيطة تشكل مجموعة صغيرة. هناك ما يقرب من 400 منهم في المجموع.

مركبات غير عضوية بسيطة: المعادن

المعادن - ذرات بسيطة مبنية على رابطة معدنية. هذه العناصر لها خصائص معدنية مميزة: التوصيل الحراري ، والتوصيل الكهربائي ، والليونة ، والتألق ، وغيرها. في المجموع ، يتم تمييز 96 عنصرًا في هذه المجموعة. وتشمل هذه:

المعادن القلوية: الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم.
معادن الأرض القلوية: المغنيسيوم والسترونشيوم والكالسيوم.
النحاس والفضة والذهب.
المعادن الخفيفة: الألومنيوم والقصدير والرصاص ؛
نصف معادن: بولونيوم ، موسكوفيوم ، نيهونيوم.
اللانثانيدات واللانثانم: سكانديوم ، الإيتريوم.
الأكتينيدات والأكتينيوم: اليورانيوم والنبتونيوم والبلوتونيوم.

توجد المعادن بشكل رئيسي في الطبيعة في شكل خام ومركبات. للحصول على معدن نقي بدون شوائب ، يتم تنقيته. إذا لزم الأمر ، يمكن استخدام المنشطات أو أي معالجة أخرى. هذا علم خاص - علم المعادن. وهي مقسمة إلى أسود ولون.

مركبات غير عضوية بسيطة: غير فلزية

اللافلزات هي عناصر كيميائية ليس لها خصائص معدنية. أمثلة على المواد غير العضوية:

ماء؛
نتروجين؛
الكبريت.
الأكسجين وغيرها.

تتميز اللافلزات بعدد كبير من الإلكترونات لكل ذرة. هذا يسبب بعض الخصائص: تزداد القدرة على توصيل إلكترونات إضافية ، ويظهر نشاط مؤكسد أعلى.

في الطبيعة ، يمكنك العثور على غير المعادن في حالة حرة: الأكسجين والكلور وكذلك الأشكال الصلبة: اليود والفوسفور والسيليكون والسيلينيوم.

بعض اللافلزات لها خاصية مميزة - التآصل. أي يمكن أن توجد في مختلف التعديلات والأشكال. علي سبيل المثال:

الأكسجين الغازي له تعديلات: الأكسجين والأوزون.
يمكن أن يوجد الكربون الصلب في مثل هذه الأشكال: الماس والجرافيت والكربون الزجاجي وغيرها.

مركبات غير عضوية معقدة

هذه المجموعة من المواد أكثر عددًا. تتميز المركبات المعقدة بوجود عدة عناصر كيميائية في تكوين المادة.

دعونا نفكر في المواد غير العضوية المعقدة بمزيد من التفصيل. يتم عرض الأمثلة وتصنيفها أدناه في المقالة.

1. أكاسيد - مركبات ، أحد عناصرها هو الأكسجين. المجموعة تضم:

غير مكون للملح (على سبيل المثال ، نيتروجين) ؛
أكاسيد تشكيل الملح (مثل أكسيد الصوديوم وأكسيد الزنك).

2. الأحماض - المواد التي تحتوي على أيونات الهيدروجين والمخلفات الحمضية. على سبيل المثال ، كبريتيد الهيدروجين النيتريك.

3. هيدروكسيدات - المركبات التي توجد فيها مجموعة -OH. تصنيف:

القواعد - القلويات القابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان - هيدروكسيد النحاس ، هيدروكسيد الصوديوم ؛
الأحماض المحتوية على الأكسجين - ثلاثي أكسيد الهيدروجين ، ثلاثي أكسيد الهيدروجين ؛
مذبذب - هيدروكسيد الكروم وهيدروكسيد النحاس.

4. الأملاح - المواد التي تحتوي على أيونات المعادن وبقايا الأحماض. تصنيف:

متوسط: كلوريد الصوديوم وكبريتيد الحديد.
حمضية: بيكربونات الصوديوم ، هيدروسلفات.
أساسي: نترات ثنائي هيدروكسكروم ، نترات هيدروكسوكروم ؛
المركب: رباعي هيدروكسوزينكات الصوديوم ، رباعي كلورو بلاتينات البوتاسيوم ؛
مزدوج: شب البوتاسيوم.
مختلطة: كبريتات الألومنيوم البوتاسيوم ، كلوريد النحاس والبوتاسيوم.

5. المركبات الثنائية - مواد تتكون من عنصرين كيميائيين:

أحماض نقص الأكسجين
أملاح نقص الأكسجين وغيرها.

مركبات غير عضوية تحتوي على الكربون

تنتمي هذه المواد تقليديا إلى مجموعة المواد غير العضوية. أمثلة على المادة:

الكربونات - إسترات وأملاح حمض الكربونيك - الكالسيت والدولوميت.
الكربيدات - مركبات من اللافلزات والمعادن ذات الكربون - كربيد البريليوم وكربيد الكالسيوم.
السيانيد - أملاح حمض الهيدروسيانيك - سيانيد الصوديوم.
أكاسيد الكربون - مركب ثنائي من الكربون والأكسجين - أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون.
السيانات - مشتقات حمض السيانك - حمض الفلميك ، حمض الأيزوسيانك.
معادن الكربونيل - مركب من معدن وأول أكسيد الكربون - نيكل كربونيل.

تختلف جميع المواد المدروسة في الخواص الكيميائية والفيزيائية الفردية. بشكل عام ، يمكن تمييز السمات المميزة لكل فئة من فئات المواد غير العضوية:

1. المعادن الشائعة:

الموصلية الحرارية والكهربائية العالية ؛
بريق معدني؛
انعدام الشفافية؛
القوة واللدونة
في درجة حرارة الغرفة ، فإنها تحتفظ بصلابتها وشكلها (باستثناء الزئبق).

2. غير المعادن البسيطة:

يمكن أن تكون اللافلزات البسيطة في حالة غازية: الهيدروجين والأكسجين والكلور ؛
تم العثور على البروم في الحالة السائلة ؛
المواد الصلبة غير المعدنية لها حالة غير جزيئية ويمكن أن تشكل بلورات: الماس والسيليكون والجرافيت.

3. المواد المعقدة:

أكاسيد: تتفاعل مع الماء والأحماض وأكاسيد الحمض ؛
الأحماض: تتفاعل مع الماء والقلويات.
أكاسيد مذبذبة: يمكن أن تتفاعل مع الأكاسيد والقواعد الحمضية ؛
الهيدروكسيدات: قابل للذوبان في الماء ، وله مجموعة واسعة من نقاط الانصهار ، ويمكن أن يتغير لونه عند التفاعل مع القلويات.

تتكون خلية أي كائن حي من العديد من المكونات. بعضها مركبات غير عضوية:

ماء. على سبيل المثال ، تتراوح كمية الماء في الخلية بين 65 و 95٪. إنه ضروري لتنفيذ التفاعلات الكيميائية ، وحركة المكونات ، وعملية التنظيم الحراري. كما أن الماء هو الذي يحدد حجم الخلية ودرجة مرونتها.
املاح معدنية. يمكن أن تكون موجودة في الجسم سواء في شكل مذاب أو غير منحل. تلعب الكاتيونات دورًا مهمًا في عمليات الخلايا: البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم والمغنيسيوم - والأنيونات: الكلور والبيكربونات والسوبر فوسفات. المعادن ضرورية للحفاظ على التوازن التناضحي ، وتنظيم العمليات الكيميائية الحيوية والفيزيائية ، وتوليد النبضات العصبية ، والحفاظ على مستويات تخثر الدم ، والعديد من التفاعلات الأخرى.

ليس فقط المواد غير العضوية للخلية مهمة للحفاظ على النشاط الحيوي. المكونات العضوية تحتل 20-30٪ من حجمها.

تصنيف:

مواد عضوية بسيطة: الجلوكوز والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية.
المواد العضوية المعقدة: البروتينات والأحماض النووية والدهون والسكريات.

المكونات العضوية ضرورية لأداء وظيفة الحماية والطاقة للخلية ، فهي تعمل كمصدر للطاقة للنشاط الخلوي وتخزين العناصر الغذائية وإجراء تخليق البروتين ونقل المعلومات الوراثية.

تناول المقال جوهر وأمثلة المواد غير العضوية ودورها في تكوين الخلية. يمكننا القول أن وجود الكائنات الحية سيكون مستحيلاً بدون مجموعات من المركبات العضوية وغير العضوية. إنها مهمة في كل مجال من مجالات الحياة البشرية ، وكذلك في وجود كل كائن حي.

في نهاية القرن التاسع الميلادي ، قسَّم العالم العربي أبو بكر الرازي جميع المواد المعروفة في ذلك الوقت إلى ثلاث مجموعات حسب أصلها: معدنية وحيوانية ونباتية. استمر التصنيف ما يقرب من 1000 عام. فقط في القرن التاسع عشر ، تحولت 3 مجموعات إلى مجموعتين: مواد عضوية وغير عضوية.

مواد غير عضوية

المواد غير العضوية بسيطة ومعقدة. المواد البسيطة هي تلك المواد التي تحتوي على ذرات عنصر كيميائي واحد فقط. وهي مقسمة إلى معادن وغير فلزية.

المعادن هي مواد مطيلة تنقل الحرارة والكهرباء بشكل جيد. جميعها تقريبًا بيضاء فضية ولها لمعان معدني مميز. هذه الخصائص هي نتيجة لهيكل خاص. في الشبكة البلورية المعدنية ، ترتبط الجسيمات المعدنية (تسمى ذرات الأيونات) بواسطة إلكترونات مشتركة متنقلة.

حتى أولئك البعيدين عن الكيمياء يمكنهم تسمية أمثلة على المعادن. هذه هي الحديد والنحاس والزنك والكروم وغيرها من المواد البسيطة التي تتكون من ذرات العناصر الكيميائية ، والتي توجد رموزها في PSHE D.I. Mendeleev تحت القطر B - عند وفوقه في المجموعات الفرعية الرئيسية.

لا تحتوي اللافلزات ، كما يوحي اسمها ، على خصائص المعادن. إنها هشة ، تيار كهربائي ، مع استثناءات نادرة ، لا موصلة ولا تلمع (باستثناء اليود والجرافيت). خصائصها أكثر تنوعًا من خصائص المعادن.

يكمن سبب هذه الاختلافات أيضًا في بنية المواد. لا توجد إلكترونات تتحرك بحرية في المشابك البلورية للأنواع الذرية والجزيئية. هنا يتحدون في أزواج لتشكيل روابط تساهمية. جميع المعادن غير الفلزية المعروفة - الأكسجين والنيتروجين والكبريت والفوسفور وغيرها. توجد العناصر - اللافلزات في PSCE فوق القطر B-At المائل

المواد غير العضوية المعقدة هي:

أحماض تتكون من ذرات الهيدروجين وبقايا الأحماض (HNO3 ، H2SO4) ؛
القواعد المكونة من ذرات المعادن ومجموعات الهيدروكسو (NaOH ، Ba (OH) 2) ؛
الأملاح التي تبدأ صيغتها برموز معدنية وتنتهي بالبقايا الحمضية (BaSO4 ، NaNO3) ؛
أكاسيد تتكون من عنصرين ، أحدهما O في حالة الأكسدة -2 (BaO ، Na2O) ؛
مركبات ثنائية أخرى (هيدرات ، نيتريد ، بيروكسيدات ، إلخ.)

في المجموع ، هناك مئات الآلاف من المواد غير العضوية المعروفة.

المواد العضوية

تختلف المركبات العضوية عن المركبات غير العضوية بشكل أساسي في تكوينها. إذا كان من الممكن تكوين مواد غير عضوية بواسطة أي عنصر من عناصر النظام الدوري ، فيجب بالتأكيد تضمين ذرات C و H في تكوين المواد العضوية ، وتسمى هذه المركبات بالهيدروكربونات (CH4 - الميثان ، C6H6 - البنزين). المواد الخام الهيدروكربونية (النفط والغاز) ذات فائدة كبيرة للبشرية. ومع ذلك ، فإن الفتنة أسباب خطيرة.

تحتوي مشتقات الهيدروكربونات أيضًا على ذرات O و N. وممثلو المركبات العضوية المحتوية على الأكسجين هم الكحولات والإيثرات المتزامنة (C2H5OH و CH3-O-CH3) والألدهيدات وأيزومراتها - الكيتونات (CH3CH2CHO و CH3COCH3) والأحماض الكربوكسيلية والإيثرات المعقدة (CH3 -COOH و HCOOCH3). وتشمل الأخيرة أيضًا الدهون والشموع. الكربوهيدرات هي أيضًا مركبات تحتوي على الأكسجين.

لماذا جمع العلماء المواد النباتية والحيوانية في مجموعة واحدة - المركبات العضوية ، وكيف تختلف عن المركبات غير العضوية؟ لا يوجد معيار واحد واضح لفصل المواد العضوية وغير العضوية. ضع في اعتبارك عددًا من الميزات التي تجمع بين المركبات العضوية.

التركيب (مكون من ذرات C و H و O و N وغالبًا ما يكون P و S).
الهيكل (روابط C-H و C-C إلزامية ، فهي تشكل سلاسل ودورات بأطوال مختلفة) ؛
الخصائص (جميع المركبات العضوية قابلة للاحتراق ، وتشكل ثاني أكسيد الكربون و H2O أثناء الاحتراق).

من بين المواد العضوية ، هناك العديد من البوليمرات الطبيعية (البروتينات ، السكريات ، المطاط الطبيعي ، إلخ) ، الاصطناعية (الفسكوز) والاصطناعية (البلاستيك ، المطاط الصناعي ، البوليستر ، وغيرها). لها وزن جزيئي كبير وهيكل أكثر تعقيدًا مقارنة بالمواد غير العضوية.

أخيرًا ، هناك أكثر من 25 مليون مادة عضوية.

هذه مجرد نظرة سطحية على المواد العضوية وغير العضوية. تمت كتابة أكثر من اثني عشر بحثًا علميًا ومقالات وكتبًا دراسية حول كل مجموعة من هذه المجموعات.

مركبات غير عضوية - فيديو

التركيب الكيميائي للخلية

املاح معدنية

ماء.
مذيب جيد

محبة للماء(من اليونانية. هيدرو- المياه و ملف

نافرة من الماء(من اليونانية. هيدرو- المياه و فوبوس

مرونة

ماء.ماء- مذيب شامل محبة للماء. 2- نافرة من الماء. .3- السعة الحرارية. 4- يتميز الماء 5- 6- يوفر الماء حركة المواد 7- في النباتات ، يحدد الماء تورغ وظائف الدعم 8- الماء جزء لا يتجزأ سوائل التشحيم الوحل

املاح معدنية. إمكانات العمل ,

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للماء كوسيط رئيسي في جسم الإنسان.

من المواد غير العضوية التي تتكون منها الخلية الماء هو الأهم. مقدارها من 60 إلى 95٪ من إجمالي كتلة الخلية. يلعب الماء دورًا أساسيًا في حياة الخلايا والكائنات الحية بشكل عام. بالإضافة إلى كونها جزءًا من تكوينها ، فهي أيضًا موطن للعديد من الكائنات الحية. يتم تحديد دور الماء في الخلية من خلال خواصه الكيميائية والفيزيائية الفريدة المرتبطة بشكل أساسي بالحجم الصغير لجزيئاتها ، مع قطبية جزيئاتها وقدرتها على تكوين روابط هيدروجينية مع بعضها البعض.

الدهون. وظائف الدهون في جسم الإنسان.

الدهون هي مجموعة كبيرة من المواد ذات الأصل البيولوجي ، عالية الذوبان في المذيبات العضوية مثل الميثانول والأسيتون والكلوروفورم والبنزين. في الوقت نفسه ، هذه المواد غير قابلة للذوبان أو قابلة للذوبان قليلاً في الماء. ترتبط قابلية الذوبان الضعيفة بمحتوى غير كافٍ من الذرات ذات غلاف إلكتروني قابل للاستقطاب ، مثل O أو N أو S أو P ، في جزيئات الدهون.

نظام التنظيم الخلطي للوظائف الفسيولوجية. مبادئ الصمغ ..

يستخدم التنظيم الفسيولوجي الخلطي سوائل الجسم (الدم ، اللمف ، السائل النخاعي ، إلخ) لنقل المعلومات.تنتقل الإشارات عبر المواد الكيميائية: الهرمونات ، الوسطاء ، المواد النشطة بيولوجيًا (BAS) ، الإلكتروليتات ، إلخ.

ميزات التنظيم الخلطي: ليس لديه مرسل دقيق - مع تيار السوائل البيولوجية ، يمكن توصيل المواد إلى أي خلايا من الجسم ؛ سرعة توصيل المعلومات منخفضة - يتم تحديدها من خلال معدل تدفق السوائل البيولوجية - 0.5-5 م / ث ؛ مدة العمل.

يتم نقل التنظيم الخلطي عن طريق تدفق الدم ، الليمفاوية ، عن طريق الانتشار ، العصبي - يأتي من الألياف العصبية. تنتشر الإشارة الخلطية بشكل أبطأ (مع تدفق الدم الشعري بسرعة 0.05 مم / ثانية) من الإشارة العصبية (سرعة انتقال الأعصاب 130 م / ث). لا تحتوي الإشارة الخلطية على المرسل إليه بالضبط (فهي تعمل على مبدأ "الجميع ، الجميع ، الجميع") مثل الإشارة العصبية (على سبيل المثال ، يتم نقل النبضات العصبية إلى عضلات الإصبع المتقلصة). لكن هذا الاختلاف ليس مهمًا ، لأن الخلايا لها حساسية مختلفة تجاه المواد الكيميائية. لذلك ، تعمل المواد الكيميائية على خلايا محددة بدقة ، أي على تلك القادرة على إدراك هذه المعلومات. تسمى الخلايا التي لديها هذه الحساسية العالية لأي عامل خلطي الخلايا المستهدفة.
ومن بين العوامل الخلطية ، المواد ذات الضيق
طيف العمل ، الذي يتم توجيهه عن طريق العمل على عدد محدود من الخلايا المستهدفة (على سبيل المثال ، الأوكسيتوسين) ، وعلى نطاق أوسع (على سبيل المثال ، الأدرينالين) ، حيث يوجد عدد كبير من الخلايا المستهدفة.
يستخدم التنظيم الخلطي لتوفير ردود فعل لا تتطلب سرعة عالية ودقة في التنفيذ.
دائمًا ما يتم التنظيم الخلطي ، مثل التنظيم العصبي
حلقة تنظيم مغلقة ، يتم فيها ربط جميع العناصر ببعضها البعض بواسطة القنوات.
أما بالنسبة لعنصر دائرة الجهاز الذي يراقب (SP) ، فهو غائب في دائرة التنظيم الخلطي كهيكل مستقل. يتم تنفيذ وظيفة هذا الارتباط ، كقاعدة عامة ، بواسطة الغدد الصماء
خلية - زنزانة.
المواد الخلطية التي تدخل الدم أو الليمفاوية تنتشر في السائل بين الخلايا ويتم تدميرها بسرعة. في هذا الصدد ، لا يمكن أن يمتد عملهم إلا إلى خلايا الأعضاء الموجودة عن كثب ، أي أن تأثيرها ذو طبيعة محلية. على عكس الإجراء الموضعي ، يمتد التأثير البعيد للمواد الخلطية إلى الخلايا المستهدفة عن بعد.

هرمونات الهيبوثالاموس

تأثير الهرمون

كورتيكوليبيرين - يحفز تكوين الكورتيكوتروبين والليبوتروبين

Gonadoliberin - يحفز تكوين اللوتروبين والفوليتروبين

البرولاكتوليبيرين - يعزز إفراز البرولاكتين

البرولاكتوستاتين - يثبط إفراز البرولاكتين

Somatoliberin يحفز إفراز هرمون النمو

السوماتوستاتين - يمنع إفراز هرمون النمو وثيروتروبين

Thyroliberin - يحفز إفراز الثيروتروبين والبرولاكتين

Melanoliberin - يحفز إفراز هرمون تحفيز الخلايا الصباغية

الميلانوستاتين - يمنع إفراز الهرمون المنبه للخلايا الصباغية

هرمونات الغدة النخامية

STH (هرمون النمو ، سوماتوتروبين) - يحفز نمو الجسم ، تخليق البروتين في الخلايا ، تكوين الجلوكوز وانهيار الدهون

البرولاكتين - ينظم الإرضاع في الثدييات ، غريزة الرضاعة ، التمايز بين الأنسجة المختلفة

TSH (ثيروتروبين) - ينظم التركيب الحيوي وإفراز هرمونات الغدة الدرقية

كورتيكوتروبين - ينظم إفراز هرمونات الغدة الكظرية

FSH (follitropin) و LH (الهرمون اللوتيني) - ينظم LH تخليق الهرمونات الجنسية للإناث والذكور ، ويحفز نمو ونضوج الجريبات ، والإباضة ، وتشكيل وعمل الجسم الأصفر في المبايض ، FSH له تأثير تحسسي على البصيلات وخلايا Leydig لعمل LH ، تحفز تكوين الحيوانات المنوية

هرمونات الغدة الدرقية يتم التحكم في إفراز هرمونات الغدة الدرقية عن طريق غدتين صماء "متفوقتين". تسمى منطقة الدماغ التي تربط الجهازين العصبي والغدد الصماء معًا منطقة ما تحت المهاد. يتلقى الوطاء معلومات حول مستوى هرمونات الغدة الدرقية ويفرز المواد التي تؤثر على الغدة النخامية. الغدة النخامية يقع أيضًا في المخ في منطقة العطلة الخاصة - السرج التركي. يفرز عدة عشرات من الهرمونات المعقدة في التركيب والعمل ، لكن واحدًا منها فقط يعمل على الغدة الدرقية - هرمون تحفيز الغدة الدرقية أو TTG. يحفز مستوى هرمونات الغدة الدرقية في الدم والإشارات القادمة من منطقة ما تحت المهاد إفراز هرمون TSH. على سبيل المثال ، إذا كانت كمية هرمون الغدة الدرقية في الدم صغيرة ، فستعرف كل من الغدة النخامية والوطاء بذلك. ستطلق الغدة النخامية على الفور هرمون TSH ، والذي سينشط إفراز الهرمونات من الغدة الدرقية.

التنظيم الخلطي هو تنسيق الوظائف الفسيولوجية لجسم الإنسان من خلال الدم والليمفاوية وسوائل الأنسجة. يتم التنظيم الخلطي من خلال المواد النشطة بيولوجيًا - الهرمونات التي تنظم وظائف الجسم على المستويات دون الخلوية والخلوية والأنسجة والأعضاء والنظام والوسطاء الذين ينقلون النبضات العصبية. تنتج الهرمونات عن طريق الغدد الصماء وكذلك غدد الإفراز الخارجية (الأنسجة - جدران المعدة والأمعاء وغيرها). تؤثر الهرمونات على عملية التمثيل الغذائي ونشاط مختلف الأعضاء ، حيث تدخلها عن طريق الدم. للهرمونات الخصائص التالية: نشاط بيولوجي مرتفع ؛ الخصوصية - التأثير على بعض الأعضاء والأنسجة والخلايا ؛ تتلف بسرعة في الأنسجة. حجم الجزيئات صغير ، ومن السهل اختراق جدران الشعيرات الدموية في الأنسجة.

الغدة الكظرية - زوج الغدد الصماء للفقارياتالحيوانات و الانسان. تنتج الكبيبات في المنطقة هرمونات تسمى القشرانيات المعدنية. وتشمل هذه :الألدوستيرون (الأساسي قشرة الغدة الكظرية) كورتيكوستيرون (غير مهم وغير نشط نسبيًا هرمون الجلوكوكورتيكويد). زيادة الكورتيكويدات المعدنية إمتصاص Na + وإفراز K + في الكلى. في منطقة الشعاع ، جلايكورتيكويد، التي تشمل: الكورتيزول. الجلوكوكورتيكويدات لها تأثير مهم على جميع عمليات التمثيل الغذائي تقريبًا. أنها تحفز التعليم الجلوكوزمن سمينو أحماض أمينية(استحداث السكر) ، قمع التهابات, منيعو الحساسيةردود الفعل ، والحد من النمو النسيج الضاموتزيد من الحساسية أعضاء الحسو استثارة الجهاز العصبي. في منطقة الشبكة يتم إنتاجها الهرمونات الجنسية (الأندروجين، وهي السلائف الإستروجين). تلعب هذه الهرمونات الجنسية دورًا مختلفًا قليلاً عن الهرمونات التي تفرزها الغدد التناسلية. تنتج خلايا النخاع الكظري الكاتيكولامينات - الأدرينالين و نوربينفرين . تعمل هذه الهرمونات على زيادة ضغط الدم ، وتقوية عمل القلب ، وتوسيع تجويف الشعب الهوائية ، وزيادة مستوى السكر في الدم. أثناء الراحة ، يطلقون باستمرار كميات صغيرة من الكاتيكولامينات. تحت تأثير الموقف المجهد ، يزداد إفراز الأدرينالين والنورأدرينالين بواسطة خلايا النخاع الكظري بشكل حاد.

إن جهد الغشاء الساكن هو عجز في الشحنات الكهربائية الموجبة داخل الخلية ، والذي يحدث بسبب تسرب أيونات البوتاسيوم الموجبة منه والعمل الكهربائي لمضخة الصوديوم والبوتاسيوم.

إمكانات العمل (AP). تسبب جميع المحفزات التي تعمل على الخلية ، في المقام الأول ، انخفاض في PP ؛ عندما تصل إلى قيمة حرجة (عتبة) ، تحدث استجابة انتشار نشطة - AP. سعة AP تقريبًا = 110-120 م.السمة المميزة لـ AP ، والتي تميزها عن الأشكال الأخرى لاستجابة الخلية للتحفيز ، هي أنها تخضع لقاعدة "الكل أو لا شيء" ، أي أنها تحدث فقط عندما يصل المنبه إلى قيمة حدية معينة ، وزيادة أخرى في شدة التحفيز لم تعد تؤثر على السعة ، ولا على مدة AP. جهد الفعل هو أحد أهم مكونات عملية الإثارة. في الألياف العصبية ، يوفر التوصيل للإثارة من النهايات الحساسة ( مستقبلات) إلى جسم الخلية العصبية ومنه - إلى النهايات المشبكية الموجودة في مختلف الخلايا العصبية أو العضلية أو الغدية. يتم تنفيذ PD على طول العصب والألياف العضلية من قبل ما يسمى. التيارات المحلية ، أو تيارات العمل ، الناشئة بين المقاطع المثارة (غير المستقطبة) والمريحة المجاورة للغشاء.

تحدث إمكانات ما بعد التشابك (PSPs) في مناطق غشاء الخلايا العصبية أو العضلات المجاورة مباشرة للنهايات المشبكية. لديهم سعة من أجل عدة موالمدة 10-15 مللي ثانية. تنقسم PSPs إلى مثير (EPSP) ومثبط (TPSP).

تنشأ إمكانات المولد في غشاء النهايات العصبية الحساسة - المستقبلات. اتساعها في حدود عدة مويعتمد على قوة التحفيز المطبق على المستقبل. لم يتم بعد دراسة الآلية الأيونية لإمكانيات المولد بشكل كافٍ.

إمكانات العمل

جهد الفعل هو التغيير السريع في إمكانات الغشاء الذي يحدث عند إثارة العصب والعضلات وبعض الخلايا الغدية. حدوثه يعتمد على التغيرات في النفاذية الأيونية للغشاء. هناك أربع فترات متتالية في تطوير إمكانات الفعل: الاستجابة المحلية ، وإزالة الاستقطاب ، وإعادة الاستقطاب ، وإمكانات التتبع.

التهيج هو قدرة الكائن الحي على الاستجابة للتأثيرات الخارجية من خلال تغيير خصائصه الفيزيائية والكيميائية والفسيولوجية. يتجلى التهيج في التغيرات في القيم الحالية للبارامترات الفسيولوجية التي تتجاوز نوباتها في حالة الراحة. التهيج مظهر عالمي للنشاط الحيوي لجميع النظم الحيوية. قد تتضمن هذه التغييرات البيئية التي تؤدي إلى استجابة الكائن الحي ذخيرة واسعة من الاستجابات ، من الاستجابات الأولية المنتشرة في البروتوزوا إلى الاستجابات المعقدة والمتخصصة للغاية في البشر. في جسم الإنسان ، غالبًا ما يرتبط التهيج بخصائص الأنسجة العصبية والعضلية والغدية للقيام باستجابة في شكل توليد نبضة عصبية أو تقلص عضلي أو إفراز مواد (لعاب ، هرمونات ، إلخ). في الكائنات الحية الخالية من الجهاز العصبي ، يمكن أن يظهر التهيج في الحركات. لذلك ، الأميبا وغيرها من البروتوزوا تترك حلولاً غير مواتية مع تركيز عالٍ من الملح. وتقوم النباتات بتغيير موضع البراعم لتحقيق أقصى امتصاص للضوء (تمتد إلى الضوء). التهيج خاصية أساسية للأنظمة الحية: وجودها معيار كلاسيكي يتم من خلاله تمييز الكائنات الحية عن الكائنات غير الحية. الحد الأدنى من قيمة الحافز الكافي للتعبير عن التهيج يسمى عتبة الإدراك. تشترك ظاهرة التهيج في النباتات والحيوانات كثيرًا ، على الرغم من اختلاف مظاهرها في النباتات اختلافًا حادًا عن الأشكال المعتادة للنشاط الحركي والعصبي للحيوانات.

قوانين تهيج أنسجة الجهاز العصبي: 1) قانون القوة- الاستثارة يتناسب عكسيا مع قوة العتبة: كلما زادت قوة العتبة ، قلت الاستثارة. ومع ذلك ، لحدوث الإثارة ، فقط عمل قوة التهيج لا يكفي. من الضروري أن يستمر هذا التهيج لبعض الوقت ؛ 2) قانون الزمنالعمل التحفيزي. تحت تأثير نفس القوة على الأنسجة المختلفة ، ستكون هناك حاجة إلى فترات تهيج مختلفة ، والتي تعتمد على قدرة نسيج معين على إظهار نشاطه المحدد ، أي الاستثارة: سيكون هناك حاجة لأقصر وقت للأنسجة عالية استثارة وأطول وقت - مع استثارة منخفضة. وبالتالي ، فإن الاستثارة تتناسب عكسياً مع وقت عمل المنبه: فكلما كان وقت عمل المنبه أقصر ، زادت الاستثارة. يتم تحديد استثارة الأنسجة ليس فقط من خلال قوة ومدة التهيج ، ولكن أيضًا من خلال سرعة (سرعة) الزيادة في قوة التهيج ، والتي يحددها القانون الثالث - قانون معدل الزيادة في قوة التنبيه(نسبة قوة المنبه إلى وقت تأثيره): كلما زاد معدل الزيادة في قوة التهيج ، قلت الاستثارة. كل نسيج له معدل عتبة الزيادة في قوة التنبيه.

ترتبط قدرة النسيج على تغيير نشاطه المحدد استجابةً للتهيج (الاستثارة) عكسياً بحجم قوة العتبة ومدة التحفيز وسرعة (معدل) الزيادة في قوة التهيج.

المستوى الحرج لإزالة الاستقطاب هو قيمة إمكانات الغشاء ، والتي عند الوصول إليها تنشأ جهد فعل. المستوى الحرج لإزالة الاستقطاب (CDL) هو مستوى الجهد الكهربائي لغشاء خلية قابلة للاستثارة ، والذي ينتقل منه الجهد المحلي إلى جهد الفعل.

تحدث استجابة محلية لمحفزات العتبة الفرعية ؛ يمتد إلى 1-2 مم مع التوهين ؛ يزيد مع زيادة قوة التحفيز ، أي يطيع قانون "القوة" ؛ تلخيصًا - الزيادات مع التهيج المتكرر المتكرر قبل العتبة 10-40 ملي فولت.

توفر الآلية الكيميائية للإرسال المتشابك ، مقارنةً بالآلية الكهربائية ، الوظائف الرئيسية للمشبك بشكل أكثر فعالية: 1) توصيل الإشارة في اتجاه واحد ؛ 2) تضخيم الإشارة ؛ 3) تقارب العديد من الإشارات على خلية واحدة بعد المشبكية ، مرونة إرسال الإشارات.

تنقل المشابك الكيميائية نوعين من الإشارات - الإثارة والتثبيطية. في نقاط الاشتباك العصبي الاستثارة ، يتسبب ناقل عصبي ينطلق من نهايات العصب قبل المشبكي في إحداث جهد مثير بعد المشبكي في الغشاء ما بعد المشبكي - إزالة الاستقطاب الموضعي ، وفي المشابك المثبطة - إمكانات مثبطة بعد المشبكية ، كقاعدة عامة ، فرط الاستقطاب. يؤدي النقص في مقاومة الغشاء الذي يحدث أثناء جهد ما بعد المشبك المثبط إلى حدوث ماس كهربائي للتيار المثير بعد المشبكي ، وبالتالي إضعاف أو منع انتقال الإثارة.

التركيب الكيميائي للخلية

الكائنات الحية تتكون من خلايا. خلايا الكائنات الحية المختلفة لها تركيبة كيميائية متشابهة. يوجد حوالي 90 عنصرًا في خلايا الكائنات الحية ، ويوجد حوالي 25 عنصرًا منها في جميع الخلايا تقريبًا. وفقًا للمحتوى الموجود في الخلية ، يتم تقسيم العناصر الكيميائية إلى ثلاث مجموعات كبيرة: العناصر الكبيرة (99٪) ، العناصر الدقيقة (1٪) ، العناصر فائقة الصغر (أقل من 0.001٪).

تشمل العناصر الكبيرة الأكسجين ، والكربون ، والهيدروجين ، والفوسفور ، والبوتاسيوم ، والكبريت ، والكلور ، والكالسيوم ، والمغنيسيوم ، والصوديوم ، والحديد. وتشمل العناصر الدقيقة المنغنيز ، والنحاس ، والزنك ، واليود ، والفلور. وتشمل العناصر فائقة الصغر الفضة ، والذهب ، والبرومين ، والسيلينيوم.

يمكن أن يؤدي عدم وجود أي عنصر إلى المرض ، وحتى موت الجسد ، حيث يلعب كل عنصر دورًا محددًا. تشكل المغذيات الكبيرة المقدار من المجموعة الأولى أساس البوليمرات الحيوية - البروتينات والكربوهيدرات والأحماض النووية والدهون ، والتي بدونها تكون الحياة مستحيلة. الكبريت جزء من بعض البروتينات ، والفوسفور جزء من الأحماض النووية ، والحديد جزء من الهيموجلوبين ، والمغنيسيوم جزء من الكلوروفيل. يلعب الكالسيوم دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي ، حيث يعتبر جزء من العناصر الكيميائية الموجودة في الخلية جزءًا من المواد غير العضوية - الأملاح المعدنية والماء.

املاح معدنيةموجودة في الخلية ، كقاعدة عامة ، في شكل كاتيونات (K + ، Na + ، Ca 2+ ، Mg 2+) والأنيونات (HPO 2- / 4 ، H 2 PO - / 4 ، CI - ، HCO 3 ) ، التي تحدد نسبتها حموضة الوسط ، وهو أمر مهم لحياة الخلايا.

تلعب المواد غير العضوية في الحياة البرية دورًا كبيرًا ماء.
تشكل كتلة كبيرة من معظم الخلايا. يوجد الكثير من الماء في خلايا المخ والأجنة البشرية: أكثر من 80٪ من الماء ؛ في خلايا الأنسجة الدهنية - 40٪ فقط مع تقدم العمر يقل محتوى الماء في الخلايا. يموت الشخص الذي فقد 20٪ من الماء ، وتحدد الخصائص الفريدة للماء دوره في الجسم. تشارك في التنظيم الحراري ، والذي يرجع إلى السعة الحرارية العالية للماء - استهلاك كمية كبيرة من الطاقة عند تسخينها. ماء - مذيب جيد. بسبب القطبية ، تتفاعل جزيئاتها مع الأيونات الموجبة والسالبة الشحنة ، مما يساهم في إذابة المادة. فيما يتعلق بالماء ، تنقسم جميع مواد الخلية إلى ماء وطارد للماء.

محبة للماء(من اليونانية. هيدرو- المياه و ملف- الحب) تسمى المواد التي تذوب في الماء. وتشمل هذه المركبات الأيونية (مثل الأملاح) وبعض المركبات غير الأيونية (مثل السكريات).

نافرة من الماء(من اليونانية. هيدرو- المياه و فوبوس- الخوف) تسمى المواد التي لا تذوب في الماء. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، الدهون.

يلعب الماء دورًا مهمًا في التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلية في المحاليل المائية. يقوم بإذابة المنتجات الأيضية غير الضرورية للجسم وبالتالي يساهم في إزالتها من الجسم. يعطيها محتوى الماء العالي في الخلية مرونة. يسهل الماء حركة المواد المختلفة داخل الخلية أو من خلية إلى أخرى.

المركبات غير العضوية في جسم الإنسان.

ماء.من المواد غير العضوية التي تتكون منها الخلية الماء هو الأهم. مقدارها من 60 إلى 95٪ من إجمالي كتلة الخلية. يلعب الماء دورًا أساسيًا في حياة الخلايا والكائنات الحية بشكل عام. بالإضافة إلى كونها جزءًا من تكوينها ، فهي أيضًا موطن للعديد من الكائنات الحية. يتم تحديد دور الماء في الخلية من خلال خواصه الكيميائية والفيزيائية الفريدة المرتبطة بشكل أساسي بالحجم الصغير لجزيئاتها ، مع قطبية جزيئاتها وقدرتها على تكوين روابط هيدروجينية مع بعضها البعض. يؤدي الماء كعنصر من مكونات النظم البيولوجية الوظائف الأساسية التالية: 1-ماء- مذيب شاملللمواد القطبية ، مثل الأملاح والسكريات والكحول والأحماض ، إلخ. تسمى المواد شديدة الذوبان في الماء محبة للماء. 2- لا يذوب الماء أو يختلط بالمواد غير القطبية ، لأنه لا يمكنه تكوين روابط هيدروجينية معها. تسمى المواد غير القابلة للذوبان في الماء نافرة من الماء.تتنافر الجزيئات الكارهة للماء أو أجزائها بالماء ، وفي وجودها تنجذب إلى بعضها البعض. تلعب هذه التفاعلات دورًا مهمًا في ضمان استقرار الأغشية ، بالإضافة إلى العديد من جزيئات البروتين والأحماض النووية وعدد من الهياكل تحت الخلوية. .3- المياه لديها نوعية عالية السعة الحرارية. 4- يتميز الماء ارتفاع درجة حرارة التبخر ،أي قدرة الجزيئات على حمل كمية كبيرة من الحرارة معها أثناء تبريد الجسم. 5- الماء حصرا التوتر السطحي العالي. 6- يوفر الماء حركة الموادفي الخلية والجسم ، امتصاص المواد وإفراز منتجات التمثيل الغذائي. 7- في النباتات ، يحدد الماء تورغالخلايا ، وفي بعض الحيوانات يؤدي وظائف الدعمكونه هيكل عظمي هيدروستاتيكي (دائري وحلقية ، شوكيات الجلد). 8- الماء جزء لا يتجزأ سوائل التشحيم(الزليلي - في مفاصل الفقاريات ، الجنبي - في التجويف الجنبي ، التامور - في كيس التامور) و الوحل(تسهيل حركة المواد عبر الأمعاء ، وخلق بيئة رطبة على الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي). إنه جزء من اللعاب ، والصفراء ، والدموع ، والحيوانات المنوية ، وما إلى ذلك.

املاح معدنية.في تكوين الكائنات الحية ، كشفت الأساليب الحديثة للتحليل الكيميائي عن 80 عنصرًا من عناصر النظام الدوري. وفقًا لتكوينها الكمي ، يتم تقسيمها إلى ثلاث مجموعات رئيسية. تشكل المغذيات الكبيرة المقدار الجزء الأكبر من المركبات العضوية وغير العضوية ، ويتراوح تركيزها من 60٪ إلى 0.001٪ من وزن الجسم (أكسجين ، هيدروجين ، كربون ، نيتروجين ، كبريت ، مغنيسيوم ، بوتاسيوم ، صوديوم ، حديد ، إلخ). العناصر النزرة هي في الغالب أيونات المعادن الثقيلة. يحتوي على الكائنات الحية بنسبة 0.001٪ - 0.000001٪ (المنجنيز ، البورون ، النحاس ، الموليبدينوم ، الزنك ، اليود ، البروم). تركيز العناصر فائقة الصغر لا يتجاوز 0.000001٪. لم يتم بعد توضيح دورها الفسيولوجي في الكائنات الحية بشكل كامل. تشمل هذه المجموعة اليورانيوم والراديوم والذهب والزئبق والسيزيوم والسيلينيوم والعديد من العناصر النادرة الأخرى. ليس المحتوى فحسب ، بل أيضًا نسبة الأيونات في الخلية أمر أساسي. الفرق بين عدد الكاتيونات والأنيونات على السطح وداخل الخلية يوفر الحدوث إمكانات العمل , ما يكمن وراء ظهور الإثارة العصبية والعضلية.

الجزء الأكبر من أنسجة الكائنات الحية التي تعيش على الأرض عبارة عن عناصر عضوية: الأكسجين والكربون والهيدروجين والنيتروجين ، والتي تُبنى منها المركبات العضوية بشكل أساسي - البروتينات والدهون والكربوهيدرات.

المواد غير العضوية ودورها في الخلية

ماء. من المواد غير العضوية التي تتكون منها الخلية الماء هو الأهم. مقدارها من 60 إلى 95٪ من إجمالي كتلة الخلية. يلعب الماء دورًا أساسيًا في حياة الخلايا والكائنات الحية بشكل عام. بالإضافة إلى كونها جزءًا من تكوينها ، فهي أيضًا موطن للعديد من الكائنات الحية.

يتم تحديد دور الماء في الخلية من خلال خواصه الكيميائية والفيزيائية الفريدة المرتبطة بشكل أساسي بالحجم الصغير لجزيئاتها ، مع قطبية جزيئاتها وقدرتها على تكوين روابط هيدروجينية مع بعضها البعض.

يؤدي الماء كعنصر من مكونات الأنظمة البيولوجية الوظائف الهامة التالية:

الماء مذيب عالمي للمواد القطبية ، مثل الأملاح والسكريات والكحوليات والأحماض ، وما إلى ذلك. تسمى المواد القابلة للذوبان في الماء بسهولة ماء. عندما تدخل مادة ما في المحلول ، يُسمح لجزيئاتها أو أيوناتها بالتحرك بحرية أكبر ؛ يزيد تفاعل المادة وفقًا لذلك. ولهذا السبب فإن معظم التفاعلات الكيميائية في الخلية تستمر في المحاليل المائية. تشارك جزيئاته في العديد من التفاعلات الكيميائية ، على سبيل المثال ، في تكوين أو تحلل البوليمرات. في عملية التمثيل الضوئي ، يعتبر الماء مانحًا للإلكترون ، ومصدرًا لأيونات الهيدروجين والأكسجين الحر.

لا يذوب الماء أو يختلط بالمواد غير القطبية ، لأنه لا يمكنه تكوين روابط هيدروجينية معها. تسمى المواد غير القابلة للذوبان في الماء كارهة للماء. تتنافر الجزيئات الكارهة للماء أو أجزائها بالماء ، وفي وجودها تنجذب إلى بعضها البعض. تلعب هذه التفاعلات دورًا مهمًا في ضمان استقرار الأغشية ، بالإضافة إلى العديد من جزيئات البروتين والأحماض النووية وعدد من الهياكل تحت الخلوية.

يتمتع الماء بسعة حرارية عالية. يتطلب الأمر الكثير من الطاقة لكسر الروابط الهيدروجينية التي تربط جزيئات الماء معًا. تضمن هذه الخاصية الحفاظ على التوازن الحراري للجسم مع التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة في البيئة. بالإضافة إلى ذلك ، يتمتع الماء بموصلية حرارية عالية ، مما يسمح للجسم بالحفاظ على نفس درجة الحرارة طوال حجمه.

يتميز الماء بارتفاع درجة حرارة التبخر ، أي قدرة الجزيئات على حمل كمية كبيرة من الحرارة معها أثناء تبريد الجسم. بسبب هذه الخاصية المائية ، والتي تتجلى أثناء التعرق في الثدييات ، وضيق التنفس الحراري في التماسيح والحيوانات الأخرى ، والنتح في النباتات ، يتم منع ارتفاع درجة حرارتها.

الماء له توتر سطحي مرتفع بشكل استثنائي. هذه الخاصية مهمة جدًا لعمليات الامتصاص ، ولحركة المحاليل عبر الأنسجة (الدورة الدموية ، التيارات الصاعدة والهابطة في النباتات). بالنسبة للعديد من الكائنات الحية الصغيرة ، يسمح التوتر السطحي لها بالطفو أو الانزلاق عبر سطح الماء.

يضمن الماء حركة المواد في الخلية والجسم ، وامتصاص المواد وإفراز منتجات التمثيل الغذائي.

في النباتات ، يحدد الماء انتفاخ الخلايا ، وفي بعض الحيوانات يؤدي وظائف داعمة ، كونه هيكل عظمي هيدروستاتيكي (دائري وحلقيات ، شوكيات الجلد).

الماء جزء لا يتجزأ من سوائل التزليق (الزليلي - في مفاصل الفقاريات ، الجنبي - في التجويف الجنبي ، التامور - في كيس التامور) والمخاط (يسهل حركة المواد عبر الأمعاء ، ويخلق بيئة رطبة على الأغشية المخاطية أغشية الجهاز التنفسي). إنه جزء من اللعاب ، والصفراء ، والدموع ، والحيوانات المنوية ، وما إلى ذلك.

املاح معدنية. تحتوي المواد غير العضوية في الخلية ، باستثناء الماء ، على أملاح معدنية. تتحلل جزيئات الأملاح في محلول مائي إلى كاتيونات وأنيونات. الكاتيونات (K +، Na +، Ca2 +، Mg: +، NH4 +) والأنيونات (C1، H2P04 -، HP042-، HC03 -، NO32--، SO4 2-) هي الأكثر أهمية. ليس المحتوى فقط ، ولكن أيضًا نسبة الأيونات ضرورية في القفص.

يوفر الاختلاف بين عدد الكاتيونات والأنيونات على السطح وداخل الخلية ظهور جهد فعل ، والذي يكمن وراء حدوث إثارة الأعصاب والعضلات. يرجع الاختلاف في تركيز الأيونات على جوانب مختلفة من الغشاء إلى النقل النشط للمواد عبر الغشاء ، فضلاً عن تحويل الطاقة.

أنيونات حامض الفوسفوريك تخلق نظامًا عازلًا للفوسفات يحافظ على الرقم الهيدروجيني للبيئة داخل الخلايا في الجسم عند مستوى 6.9.

يشكل حمض الكربونيك وأنيوناته نظامًا عازلًا للبيكربونات يحافظ على الرقم الهيدروجيني للوسط خارج الخلية (بلازما الدم) عند 7.4.

تشارك بعض الأيونات في تنشيط الإنزيمات ، وخلق الضغط الاسموزي في الخلية ، وفي عمليات تقلص العضلات ، وتخثر الدم ، وما إلى ذلك.

عدد من الكاتيونات والأنيونات ضرورية لتركيب المواد العضوية الهامة (على سبيل المثال ، الفوسفوليبيدات ، ATP ، النيوكليوتيدات ، الهيموجلوبين ، الهيموسيانين ، الكلوروفيل ، إلخ) ، وكذلك الأحماض الأمينية ، كونها مصادر ذرات النيتروجين والكبريت.