etwas Chemie

Von den 92 chemischen Elementen, die der Wissenschaft derzeit bekannt sind, wurden 81 Elemente im menschlichen Körper gefunden. Darunter sind 4 Hauptelemente: C (Kohlenstoff), H (Wasserstoff), O (Sauerstoff), N (Stickstoff) sowie 8 Makro- und 69 Mikroelemente.

Makronährstoffe

Makronährstoffe sind Substanzen, deren Gehalt 0,005 % des Körpergewichts übersteigt. Das Ca (Kalzium), Cl (Chlor), F (Fluor). K (Kalium), Mg (Magnesium), Na (Natrium), P (Phosphor) und S (Schwefel). Sie sind Teil der Hauptgewebe - Knochen, Blut, Muskeln. Insgesamt machen die Haupt- und Makronährstoffe 99 % des menschlichen Körpergewichts aus.

Spurenelemente

Spurenelemente- Dies sind Substanzen, deren Gehalt 0,005 % für jedes einzelne Element nicht überschreitet und deren Konzentration in Geweben 0,000001 % nicht überschreitet. Spurenelemente sind auch für das normale Leben sehr wichtig.

Eine besondere Untergruppe der Spurenelemente sind Ultramikroelemente in äußerst geringen Mengen im Körper enthalten sind, das sind Gold, Uran, Quecksilber usw.

70-80 % des menschlichen Körpers besteht aus Wasser, der Rest sind organische und mineralische Stoffe.

organische Materie

organische Materie kann aus Mineralien gebildet (oder künstlich synthetisiert) werden. Der Hauptbestandteil aller organischen Substanzen ist Kohlenstoff(Das Studium der Struktur, der chemischen Eigenschaften, der Gewinnungsmethoden und der praktischen Verwendung verschiedener Kohlenstoffverbindungen ist Gegenstand der organischen Chemie). Kohlenstoff ist das einzige chemische Element, das in der Lage ist, eine große Anzahl verschiedener Verbindungen zu bilden (die Anzahl dieser Verbindungen übersteigt 10 Millionen!). Es ist in der Zusammensetzung von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten enthalten, die den Nährwert unserer Lebensmittel bestimmen; kommt in allen tierischen Organismen und Pflanzen vor.

Neben Kohlenstoff sind häufig organische Verbindungen enthalten Sauerstoff, Stickstoff, manchmal - Phosphor, Schwefel und andere Elemente, aber viele dieser Verbindungen haben anorganische Eigenschaften. Es gibt keine scharfe Grenze zwischen organischen und anorganischen Stoffen. Hauptsächlich Zeichen organischer Verbindungen besitzen Kohlenwasserstoffe - verschiedene Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff und ihre Derivate. Moleküle aller organischen Substanzen enthalten Kohlenwasserstofffragmente.

Eine spezielle Wissenschaft befasst sich mit der Untersuchung verschiedener Arten organischer Verbindungen, die in lebenden Organismen vorkommen, ihrer Struktur und Eigenschaften - Biochemie.

Abhängig von ihrer Struktur werden organische Verbindungen in einfache - Aminosäuren, Zucker und Fettsäuren, komplexere - Pigmente sowie Vitamine und Coenzyme (Nicht-Eiweißbestandteile von Enzymen) und die komplexesten - Eichhörnchen Und Nukleinsäuren.

Die Eigenschaften organischer Substanzen werden nicht nur durch die Struktur ihrer Moleküle bestimmt, sondern auch durch die Anzahl und Art ihrer Wechselwirkungen mit Nachbarmolekülen sowie durch ihre gegenseitige räumliche Anordnung. Diese Faktoren manifestieren sich am deutlichsten in den unterschiedlichen Eigenschaften von Substanzen Aggregatzustände.

Der Prozess der Umwandlung von Substanzen, begleitet von einer Änderung ihrer Zusammensetzung und (oder) Struktur, wird genannt chemische Reaktion. Das Wesen dieses Prozesses ist das Aufbrechen chemischer Bindungen in den Ausgangsstoffen und die Bildung neuer Bindungen in den Reaktionsprodukten. Die Reaktion gilt als beendet, wenn sich die stoffliche Zusammensetzung des Reaktionsgemisches nicht mehr ändert.

Reaktionen organischer Verbindungen (organische Reaktionen) gehorchen den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten des Ablaufs chemischer Reaktionen. Ihr Verlauf ist jedoch oft komplexer als bei der Wechselwirkung anorganischer Verbindungen. Daher wird in der organischen Chemie der Untersuchung von Reaktionsmechanismen viel Aufmerksamkeit geschenkt.

Mineralien

Mineralien im menschlichen Körper ist weniger als organisch, aber sie sind auch lebenswichtig. Solche Substanzen umfassen Eisen, Jod, Kupfer, Zink, Kobalt, Chrom, Molybdän, Nickel, Vanadium, Selen, Silizium, Lithium und andere.Trotz des geringen Bedarfs in quantitativer Hinsicht beeinflussen sie qualitativ die Aktivität und Geschwindigkeit aller biochemischen Prozesse. Ohne sie sind eine normale Verdauung der Nahrung und die Synthese von Hormonen unmöglich. Bei einem Mangel an diesen Stoffen im menschlichen Körper treten spezifische Störungen auf, die zu charakteristischen Erkrankungen führen. Mikroelemente sind besonders wichtig für Kinder während der Zeit des intensiven Wachstums von Knochen, Muskeln und inneren Organen. Mit zunehmendem Alter nimmt der Mineralstoffbedarf etwas ab.

Jeden Tag interagiert ein Mensch mit einer Vielzahl von Objekten. Sie bestehen aus verschiedenen Materialien, haben ihre eigene Struktur und Zusammensetzung. Alles, was einen Menschen umgibt, kann in organisch und anorganisch unterteilt werden. In dem Artikel werden wir überlegen, was solche Substanzen sind, wir werden Beispiele geben. Wir werden auch feststellen, welche anorganischen Substanzen in der Biologie vorkommen.

Beschreibung

Anorganische Stoffe sind Stoffe, die keinen Kohlenstoff enthalten. Sie sind das Gegenteil von Bio. Zu dieser Gruppe gehören auch mehrere kohlenstoffhaltige Verbindungen, zum Beispiel:

• Cyanide;
• Kohlenstoffoxide;
• Carbonate;
• Carbide und andere.

• Wasser;
• verschiedene Säuren (Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure);
• Salz;
• Ammoniak;
• Kohlendioxid;
• Metalle und Nichtmetalle.

Die anorganische Gruppe zeichnet sich durch das Fehlen eines Kohlenstoffgerüsts aus, das für organische Substanzen charakteristisch ist. Je nach Zusammensetzung ist es üblich, in einfach und komplex zu unterteilen. Einfache Substanzen bilden eine kleine Gruppe. Insgesamt gibt es etwa 400 davon.

Einfache anorganische Verbindungen: Metalle

Metalle - einfache Atome, die auf einer metallischen Bindung beruhen. Diese Elemente haben charakteristische metallische Eigenschaften: Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Duktilität, Brillanz und andere. Insgesamt werden in dieser Gruppe 96 Elemente unterschieden. Diese schließen ein:

• Alkalimetalle: Lithium, Natrium, Kalium;
• Erdalkalimetalle: Magnesium, Strontium, Calcium;
• Kupfer, Silber, Gold;
• Leichtmetalle: Aluminium, Zinn, Blei;
• Halbmetalle: Polonium, Moscovium, Nihonium;
• Lanthanide und Lanthan: Scandium, Yttrium;
• Actiniden und Actinium: Uran, Neptunium, Plutonium.

Metalle kommen in der Natur hauptsächlich in Form von Erzen und Verbindungen vor. Um reines Metall ohne Verunreinigungen zu erhalten, wird es gereinigt. Gegebenenfalls ist eine Dotierung oder sonstige Bearbeitung möglich. Dies ist eine spezielle Wissenschaft - Metallurgie. Es ist in Schwarz und Farbe unterteilt.

Einfache anorganische Verbindungen: Nichtmetalle

Nichtmetalle sind chemische Elemente, die keine metallischen Eigenschaften haben. Beispiele für anorganische Stoffe:

• Wasser;
• Stickstoff;
• Schwefel;
• Sauerstoff und andere.

Nichtmetalle zeichnen sich durch eine große Anzahl von Elektronen pro Atom aus. Dies bewirkt einige Eigenschaften: Die Fähigkeit, zusätzliche Elektronen zu binden, steigt, eine höhere oxidative Aktivität tritt auf.

In der Natur finden Sie Nichtmetalle in freiem Zustand: Sauerstoff, Chlor sowie feste Formen: Jod, Phosphor, Silizium, Selen.

Einige Nichtmetalle haben eine besondere Eigenschaft - Allotropie. Das heißt, sie können in verschiedenen Modifikationen und Formen existieren. Zum Beispiel:

• gasförmiger Sauerstoff hat Modifikationen: Sauerstoff und Ozon;
• Fester Kohlenstoff kann in solchen Formen existieren: Diamant, Graphit, glasartiger Kohlenstoff und andere.

Komplexe anorganische Verbindungen

Diese Stoffgruppe ist zahlreicher. Komplexe Verbindungen zeichnen sich durch das Vorhandensein mehrerer chemischer Elemente in der Zusammensetzung des Stoffes aus.

Betrachten wir komplexe anorganische Stoffe genauer. Beispiele und ihre Einordnung werden weiter unten im Artikel vorgestellt.

1. Oxide - Verbindungen, deren eines der Elemente Sauerstoff ist. Die Gruppe umfasst:

• nicht salzbildend (zB Stickstoff);
• salzbildende Oxide (z. B. Natriumoxid, Zinkoxid).

2. Säuren – Substanzen, die Wasserstoffionen und Säurerückstände enthalten. Zum Beispiel Stickstoffwasserstoffsulfid.

3. Hydroxide – Verbindungen, in denen die -OH-Gruppe vorhanden ist. Einstufung:

• Basen - lösliche und unlösliche Alkalien - Kupferhydroxid, Natriumhydroxid;
• sauerstoffhaltige Säuren - Dihydrogentrioxocarbonat, Hydrogentrioxonitrat;
• amphoter - Chromhydroxid, Kupferhydroxid.

4. Salze - Substanzen, die Metallionen und Säurereste enthalten. Einstufung:

• Medium: Natriumchlorid, Eisensulfid;
• sauer: Natriumbicarbonat, Hydrosulfate;
• basisch: Dihydroxochromnitrat, Hydroxochromnitrat;
• Komplex: Natriumtetrahydroxozinkat, Kaliumtetrachloroplatinat;
• doppelt: Kaliumalaun;
• gemischt: Kaliumaluminiumsulfat, Kaliumkupferchlorid.

5. Binäre Verbindungen - Substanzen, die aus zwei chemischen Elementen bestehen:

• anoxische Säuren;
• anoxische Salze und andere.

Kohlenstoffhaltige anorganische Verbindungen

Solche Stoffe gehören traditionell zur Gruppe der Anorganischen. Substanzbeispiele:

• Carbonate - Ester und Salze der Kohlensäure - Calcit, Dolomit.
• Carbide - Verbindungen von Nichtmetallen und Metallen mit Kohlenstoff - Berylliumcarbid, Calciumcarbid.
• Cyanide - Salze der Blausäure - Natriumcyanid.
• Kohlenoxide - eine binäre Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff - Kohlenmonoxid und Kohlendioxid.
• Cyanate - sind Derivate der Cyansäure - Fulminsäure, Isocyansäure.
• Carbonylmetalle - ein Komplex aus einem Metall und Kohlenmonoxid - Nickelcarbonyl.

Alle betrachteten Stoffe unterscheiden sich in einzelnen chemischen und physikalischen Eigenschaften. Allgemein können die charakteristischen Merkmale jeder Klasse anorganischer Substanzen unterschieden werden:

1. Unedle Metalle:

• hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit;
• metallischer Schimmer;
• Mangel an Transparenz;
• Festigkeit und Plastizität;
• bei Raumtemperatur behalten sie ihre Härte und Form (außer Quecksilber).

2. Einfache Nichtmetalle:

• einfache Nichtmetalle können gasförmig sein: Wasserstoff, Sauerstoff, Chlor;
• Brom liegt im flüssigen Zustand vor;
• Feste Nichtmetalle haben einen nichtmolekularen Zustand und können Kristalle bilden: Diamant, Silizium, Graphit.

3. Komplexe Substanzen:

• Oxide: reagieren mit Wasser, Säuren und Säureoxiden;
• Säuren: reagieren mit Wasser und Laugen;
• amphotere Oxide: können mit sauren Oxiden und Basen reagieren;
• Hydroxide: wasserlöslich, haben einen weiten Schmelzpunktbereich, können bei Wechselwirkung mit Alkalien ihre Farbe ändern.

Die Zelle eines lebenden Organismus besteht aus vielen Komponenten. Einige von ihnen sind anorganische Verbindungen:

• Wasser. Beispielsweise liegt die Wassermenge in einer Zelle zwischen 65 und 95 %. Es ist notwendig für die Durchführung chemischer Reaktionen, die Bewegung von Komponenten, den Prozess der Thermoregulation. Außerdem bestimmt Wasser das Volumen der Zelle und den Grad ihrer Elastizität.
• Mineralsalze. Sie können im Körper sowohl in gelöster Form als auch in ungelöster Form vorliegen. Eine wichtige Rolle bei Zellprozessen spielen Kationen: Kalium, Natrium, Calcium, Magnesium - und Anionen: Chlor, Bicarbonate, Superphosphat. Mineralien sind notwendig, um das osmotische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, biochemische und physikalische Prozesse zu regulieren, Nervenimpulse zu erzeugen, die Blutgerinnung aufrechtzuerhalten und viele andere Reaktionen.

Nicht nur die anorganischen Substanzen der Zelle sind wichtig für die Aufrechterhaltung der Vitalaktivität. Organische Komponenten nehmen 20-30% seines Volumens ein.

Einstufung:

• einfache organische Substanzen: Glucose, Aminosäuren, Fettsäuren;
• komplexe organische Substanzen: Proteine, Nukleinsäuren, Lipide, Polysaccharide.

Organische Bestandteile sind notwendig, um die schützende Energiefunktion der Zelle zu erfüllen, sie dienen als Energiequelle für die Zellaktivität und speichern Nährstoffe, führen die Proteinsynthese durch und übertragen Erbinformationen.

Der Artikel betrachtete die Essenz und Beispiele anorganischer Substanzen, ihre Rolle bei der Zusammensetzung der Zelle. Wir können sagen, dass die Existenz lebender Organismen ohne Gruppen organischer und anorganischer Verbindungen unmöglich wäre. Sie sind wichtig in jedem Bereich des menschlichen Lebens sowie in der Existenz jedes Organismus.

Ende des 9. Jahrhunderts n. Chr. teilte der arabische Wissenschaftler Abu Bakr ar-Razi alle damals bekannten Substanzen je nach Herkunft in 3 Gruppen ein: mineralisch, tierisch und pflanzlich. Die Klassifizierung dauerte fast 1000 Jahre. Erst im 19. Jahrhundert wurden aus 3 Gruppen 2: organische und anorganische Stoffe.

anorganische Stoffe

Anorganische Substanzen sind einfach und komplex. Einfache Substanzen sind solche Substanzen, die Atome nur eines chemischen Elements enthalten. Sie werden in Metalle und Nichtmetalle unterteilt.

Metalle sind duktile Stoffe, die Wärme und Strom gut leiten. Fast alle sind silbrig-weiß und haben einen charakteristischen metallischen Glanz. Solche Eigenschaften sind Folge einer besonderen Struktur. In einem metallischen Kristallgitter sind Metallteilchen (sie werden Ionenatome genannt) durch bewegliche gemeinsame Elektronen verbunden.

Auch wer weit von der Chemie entfernt ist, kann Beispiele für Metalle nennen. Dies sind Eisen, Kupfer, Zink, Chrom und andere einfache Substanzen, die aus Atomen chemischer Elemente bestehen, deren Symbole sich im PSHE D.I. Mendeleev unter der Diagonale B - Bei und darüber in den Hauptuntergruppen.

Nichtmetalle haben, wie der Name schon sagt, nicht die Eigenschaften von Metallen. Sie sind zerbrechlich, elektrischer Strom, mit seltenen Ausnahmen, leiten nicht, leuchten nicht (außer Jod und Graphit). Ihre Eigenschaften sind vielfältiger als die von Metallen.

Der Grund für solche Unterschiede liegt auch in der Struktur der Substanzen. In Kristallgittern atomarer und molekularer Art gibt es keine frei beweglichen Elektronen. Hier verbinden sie sich paarweise zu kovalenten Bindungen. Alle bekannten Nichtmetalle - Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor und andere. Elemente - Nichtmetalle in PSCE befinden sich über der Diagonale B-At

Komplexe anorganische Stoffe sind:

• Säuren bestehend aus Wasserstoffatomen und Säureresten (HNO3, H2SO4);
• aus Metallatomen und Hydroxogruppen gebildete Basen (NaOH, Ba(OH)2);
• Salze, deren Formeln mit Metallsymbolen beginnen und mit Säureresten enden (BaSO4, NaNO3);
• Oxide, die aus zwei Elementen gebildet werden, von denen eines O in der Oxidationsstufe -2 ist (BaO, Na2O);
• andere binäre Verbindungen (Hydride, Nitride, Peroxide etc.)

Insgesamt sind mehrere hunderttausend anorganische Substanzen bekannt.

organische Materie

Organische Verbindungen unterscheiden sich von anorganischen Verbindungen hauptsächlich in ihrer Zusammensetzung. Wenn anorganische Stoffe aus irgendwelchen Elementen des Periodensystems gebildet werden können, dann müssen in der Zusammensetzung organischer Stoffe unbedingt C- und H-Atome enthalten sein, solche Verbindungen nennt man Kohlenwasserstoffe (CH4 - Methan, C6H6 - Benzol). Kohlenwasserstoffrohstoffe (Öl und Gas) sind von großem Nutzen für die Menschheit. Allerdings verursacht der Streit ernst.

Kohlenwasserstoffderivate enthalten auch Atome O und N. Vertreter sauerstoffhaltiger organischer Verbindungen sind Alkohole und isomere Ether (C2H5OH und CH3-O-CH3), Aldehyde und ihre Isomere - Ketone (CH3CH2CHO und CH3COCH3), Carbonsäuren und komplexe Ether (CH3 -COOH und HCOOCH3). Zu letzteren zählen auch Fette und Wachse. Kohlenhydrate sind ebenfalls sauerstoffhaltige Verbindungen.

Warum haben Wissenschaftler pflanzliche und tierische Substanzen zu einer Gruppe zusammengefasst - organische Verbindungen, und wie unterscheiden sie sich von anorganischen? Es gibt kein eindeutiges Kriterium zur Trennung von organischen und anorganischen Stoffen. Betrachten Sie eine Reihe von Merkmalen, die organische Verbindungen kombinieren.

1. Zusammensetzung (aufgebaut aus den Atomen C, H, O, N, seltener P und S).
2. Struktur (C-H- und C-C-Bindungen sind obligatorisch, sie bilden Ketten und Zyklen unterschiedlicher Länge);
3. Eigenschaften (alle organischen Verbindungen sind brennbar, bilden bei der Verbrennung CO2 und H2O).

Unter den organischen Substanzen gibt es viele Polymere natürlichen (Proteine, Polysaccharide, Naturkautschuk usw.), künstlichen (Viskose) und synthetischen (Kunststoffe, synthetische Kautschuke, Polyester usw.) Ursprungs. Sie haben ein großes Molekulargewicht und eine komplexere Struktur im Vergleich zu anorganischen Substanzen.

Schließlich gibt es mehr als 25 Millionen organische Substanzen.

Dies ist nur ein oberflächlicher Blick auf organische und anorganische Substanzen. Über jede dieser Gruppen wurden mehr als ein Dutzend wissenschaftliche Arbeiten, Artikel und Lehrbücher geschrieben.

Anorganische Verbindungen - Video

Die chemische Zusammensetzung der Zelle

Mineralsalze

Wasser.
gutes Lösungsmittel

hydrophil(aus dem Griechischen. hydro- Wasser und fileo

hydrophob(aus dem Griechischen. hydro- Wasser und Phobos

Elastizität

Wasser. Wasser- universelles Lösungsmittel hydrophil. 2- hydrophob. .3- Wärmekapazität. 4- Wasser ist gekennzeichnet 5- 6- Wasser bietet Bewegung von Stoffen 7- In Pflanzen bestimmt Wasser turgor Unterstützungsfunktionen 8- Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil Schmierflüssigkeiten Schleim

Mineralsalze. Aktionspotential ,

Physikalische und chemische Eigenschaften von Wasser als Hauptmedium im menschlichen Körper.

Von den anorganischen Stoffen, aus denen die Zelle besteht, ist Wasser die wichtigste. Seine Menge beträgt 60 bis 95% der gesamten Zellmasse. Wasser spielt eine wesentliche Rolle im Leben von Zellen und lebenden Organismen im Allgemeinen. Es ist nicht nur Teil ihrer Zusammensetzung, sondern für viele Organismen auch ein Lebensraum. Die Rolle des Wassers in einer Zelle wird durch seine einzigartigen chemischen und physikalischen Eigenschaften bestimmt, die hauptsächlich mit der geringen Größe seiner Moleküle, mit der Polarität seiner Moleküle und mit ihrer Fähigkeit verbunden sind, Wasserstoffbrückenbindungen miteinander zu bilden.

Lipide. Funktionen von Lipiden im menschlichen Körper.

Lipide sind eine große Gruppe von Substanzen biologischen Ursprungs, die in organischen Lösungsmitteln wie Methanol, Aceton, Chloroform und Benzol sehr gut löslich sind. Gleichzeitig sind diese Substanzen in Wasser unlöslich oder schwerlöslich. Schwache Löslichkeit ist mit einem unzureichenden Gehalt an Atomen mit einer polarisierbaren Elektronenhülle, wie O, N, S oder P, in Lipidmolekülen verbunden.

Das System der humoralen Regulation physiologischer Funktionen. Prinzipien des Kaugummis..

Die humoralphysiologische Regulation nutzt Körperflüssigkeiten (Blut, Lymphe, Liquor cerebrospinalis etc.) zur Übermittlung von Informationen Signalübertragung durch Chemikalien: Hormone, Mediatoren, biologisch aktive Substanzen (BAS), Elektrolyte etc.

Merkmale der humoralen Regulation: hat keinen genauen Adressaten - mit dem Strom biologischer Flüssigkeiten können Substanzen an alle Körperzellen abgegeben werden; die Geschwindigkeit der Informationsübermittlung ist gering - sie wird durch die Strömungsgeschwindigkeit biologischer Flüssigkeiten bestimmt - 0,5-5 m / s; Aktionsdauer.

Die Übertragung der humoralen Regulation erfolgt durch den Fluss von Blut, Lymphe, durch Diffusion, Nerven - kommt von Nervenfasern. Das humorale Signal breitet sich langsamer aus (mit einer Geschwindigkeit des Kapillarblutflusses von 0,05 mm/s) als das Nervensignal (die Nervenübertragungsgeschwindigkeit beträgt 130 m/s). Das humorale Signal hat keinen so genauen Adressaten (es funktioniert nach dem Prinzip „jeder, jeder, jeder“) wie das Nervensignal (z. B. wird ein Nervenimpuls auf die kontrahierenden Fingermuskeln übertragen). Dieser Unterschied ist jedoch nicht signifikant, da Zellen unterschiedlich empfindlich gegenüber Chemikalien sind. Daher wirken Chemikalien auf genau definierte Zellen, also auf diejenigen, die diese Informationen wahrnehmen können. Zellen, die diese hohe Sensibilität für jeden humoralen Faktor aufweisen, werden als Zielzellen bezeichnet.
Unter den humoralen Faktoren sind Substanzen mit einem engen
Wirkungsspektrum, das durch die Wirkung auf eine begrenzte Anzahl von Zielzellen (z. B. Oxytocin) und ein breiteres (z. B. Adrenalin) gerichtet ist, für das es eine signifikante Anzahl von Zielzellen gibt.
Die humorale Regulation wird verwendet, um Reaktionen bereitzustellen, die keine hohe Geschwindigkeit und Genauigkeit der Ausführung erfordern.
Die humorale Regulation wird wie die nervöse Regulation immer durchgeführt
ein geschlossener Regelkreis, in dem alle Elemente durch Kanäle miteinander verbunden sind.
Was das Element des Kreislaufs des Überwachungsgeräts (SP) betrifft, so fehlt es im Kreislauf der humoralen Regulation als unabhängige Struktur. Die Funktion dieser Verbindung wird in der Regel vom Hormonsystem übernommen
Zelle.
Humorale Substanzen, die in das Blut oder die Lymphe gelangen, diffundieren in die Interzellularflüssigkeit und werden schnell zerstört. Dabei kann sich ihre Wirkung nur auf nahegelegene Organzellen erstrecken, dh ihr Einfluss ist lokaler Natur. Im Gegensatz zur lokalen Wirkung erstreckt sich die Fernwirkung humoraler Substanzen auf entfernte Zielzellen.

Hormone des Hypothalamus

Hormonwirkung

Corticoliberin - Stimuliert die Bildung von Corticotropin und Lipotropin

Gonadoliberin - Stimuliert die Bildung von Lutropin und Follitropin

Prolactoliberin - Fördert die Freisetzung von Prolaktin

Prolactostatin - Hemmt die Freisetzung von Prolaktin

Somatoliberin Stimuliert die Sekretion von Wachstumshormon

Somatostatin - Hemmt die Sekretion von Wachstumshormon und Thyrotropin

Thyroliberin - Stimuliert die Sekretion von Thyrotropin und Prolaktin

Melanoliberin - Stimuliert die Sekretion von Melanozyten-stimulierendem Hormon

Melanostatin - Hemmt die Sekretion von Melanozyten-stimulierendem Hormon

Hormone der Adenohypophyse

STH (Somatotropin, Wachstumshormon) – Stimuliert das Körperwachstum, die Proteinsynthese in den Zellen, die Glukosebildung und den Lipidabbau

Prolactin - Reguliert die Laktation bei Säugetieren, den Instinkt für das Stillen von Nachkommen, die Differenzierung verschiedener Gewebe

TSH (Thyrotropin) - Reguliert die Biosynthese und Sekretion von Schilddrüsenhormonen

Corticotropin - reguliert die Sekretion von Nebennierenhormonen

FSH (Follitropin) und LH (luteinisierendes Hormon) – LH reguliert die Synthese weiblicher und männlicher Sexualhormone, stimuliert das Wachstum und die Reifung der Follikel, den Eisprung, die Bildung und Funktion des Gelbkörpers in den Eierstöcken. FSH hat eine sensibilisierende Wirkung auf die Follikel und Leydig-Zellen auf die Wirkung von LH, stimuliert die Spermatogenese

SCHILDHORMONE Die Ausschüttung von Schilddrüsenhormonen wird von zwei „übergeordneten“ endokrinen Drüsen gesteuert. Die Region des Gehirns, die das Nervensystem und das endokrine System miteinander verbindet, wird Hypothalamus genannt. Der Hypothalamus erhält Informationen über den Spiegel der Schilddrüsenhormone und sondert Substanzen ab, die die Hypophyse beeinflussen. Hypophyse befindet sich auch im Gehirn im Bereich einer speziellen Aussparung - dem türkischen Sattel. Es sondert mehrere Dutzend Hormone ab, die in Struktur und Wirkung komplex sind, aber nur eines davon wirkt auf die Schilddrüse - Schilddrüsen-stimulierendes Hormon oder TTG. Der Spiegel der Schilddrüsenhormone im Blut und Signale des Hypothalamus stimulieren oder hemmen die Freisetzung von TSH. Wenn beispielsweise die Menge an Thyroxin im Blut gering ist, wissen sowohl die Hypophyse als auch der Hypothalamus davon. Die Hypophyse setzt sofort TSH frei, das die Freisetzung von Hormonen aus der Schilddrüse aktiviert.

Die humorale Regulation ist die Koordination der physiologischen Funktionen des menschlichen Körpers durch Blut, Lymphe und Gewebeflüssigkeit. Die humorale Regulation erfolgt durch biologisch aktive Substanzen – Hormone, die Körperfunktionen auf subzellulärer, zellulärer, Gewebe-, Organ- und Systemebene regulieren, und Mediatoren, die Nervenimpulse übertragen. Hormone werden von endokrinen Drüsen (endokrin) sowie von äußeren Sekretionsdrüsen (Gewebe - die Wände des Magens, des Darms und anderer) produziert. Hormone beeinflussen den Stoffwechsel und die Aktivität verschiedener Organe und gelangen über das Blut in sie. Hormone haben folgende Eigenschaften: Hohe biologische Aktivität; Spezifität - Auswirkungen auf bestimmte Organe, Gewebe, Zellen; Im Gewebe schnell zerstört; Die Größe der Moleküle ist klein, das Eindringen durch die Wände der Kapillaren in das Gewebe ist einfach.

Nebennieren - gepaart endokrine Drüsen von Wirbeltieren Tiere u Mensch. Die Zona Glomeruli produzieren sogenannte Hormone Mineralkortikoide. Diese schließen ein :Aldosteron (Basic MineralocorticosteroidhormonNebennierenrinde) Kortikosteron (unbedeutend und relativ inaktiv Glucocorticoid-Hormon). Mineralkortikoide nehmen zu Rückresorption Na + und Ausscheidung von K + in den Nieren. In der Strahlzone, Glukokortikoide, die einschließen: Cortisol. Glukokortikoide haben einen wichtigen Einfluss auf fast alle Stoffwechselvorgänge. Sie stimulieren die Bildung Glucose von Fett Und Aminosäuren(Glukoneogenese), unterdrücken entzündlich, immun Und allergisch Reaktionen, Wachstum reduzieren Bindegewebe und die Empfindlichkeit erhöhen Sinnesorgane Und Erregbarkeit des Nervensystems. In der Maschenzone hergestellt werden Sexualhormone (Androgene, die Vorläufer sind Östrogen). Diese Sexualhormone spielen eine etwas andere Rolle als die Hormone, die von ausgeschüttet werden Keimdrüsen. Die Zellen des Nebennierenmarks produzieren Katecholamine - Adrenalin Und Noradrenalin . Diese Hormone erhöhen den Blutdruck, stärken die Arbeit des Herzens, erweitern das Lumen der Bronchien und erhöhen den Blutzuckerspiegel. In Ruhe setzen sie ständig kleine Mengen an Katecholaminen frei. Unter dem Einfluss einer Stresssituation steigt die Sekretion von Adrenalin und Noradrenalin durch die Zellen des Nebennierenmarks stark an.

Das Ruhemembranpotential ist ein Defizit an positiven elektrischen Ladungen innerhalb der Zelle, das aufgrund des Austritts positiver Kaliumionen aus ihr und der elektrogenen Wirkung der Natrium-Kalium-Pumpe auftritt.

Aktionspotential (AP). Alle auf die Zelle einwirkenden Reize bewirken zunächst eine PP-Abnahme; Wenn es einen kritischen Wert (Schwellenwert) erreicht, tritt eine aktive Ausbreitungsantwort auf - AP. AP-Amplitude ungefähr = 110–120 mv. Ein charakteristisches Merkmal von AP, das es von anderen Formen der Zellantwort auf Stimulation unterscheidet, ist, dass es der „Alles-oder-Nichts“-Regel gehorcht, dh es tritt erst auf, wenn der Reiz einen bestimmten Schwellenwert erreicht, und eine weitere Erhöhung der Die Intensität des Stimulus wirkt sich weder auf die Amplitude noch auf die Dauer des AP aus. Das Aktionspotential ist eine der wichtigsten Komponenten des Erregungsprozesses. In Nervenfasern sorgt es für die Erregungsleitung von empfindlichen Enden ( Rezeptoren) zum Körper der Nervenzelle und von dort zu den synaptischen Enden, die sich an verschiedenen Nerven-, Muskel- oder Drüsenzellen befinden. Die Durchführung der PD entlang der Nerven- und Muskelfasern erfolgt durch die sogenannte. lokale Ströme oder Aktionsströme, die zwischen den angeregten (depolarisierten) und benachbarten Ruheabschnitten der Membran entstehen.

Postsynaptische Potentiale (PSPs) treten in Bereichen der Membran von Nerven- oder Muskelzellen auf, die direkt an synaptische Enden angrenzen. Sie haben eine Amplitude in der Größenordnung von mehreren mv und Dauer 10-15 ms. PSPs werden in exzitatorische (EPSP) und inhibitorische (TPSP) unterteilt.

Generatorpotentiale entstehen in der Membran empfindlicher Nervenenden - Rezeptoren. Ihre Amplitude liegt in der Größenordnung von mehreren mv und hängt von der Stärke der auf den Rezeptor ausgeübten Stimulation ab. Der ionische Mechanismus von Generatorpotentialen ist noch nicht ausreichend untersucht.

Aktionspotential

Ein Aktionspotential ist eine schnelle Änderung des Membranpotentials, die auftritt, wenn Nerven-, Muskel- und einige Drüsenzellen erregt werden. Sein Auftreten beruht auf Änderungen der Ionendurchlässigkeit der Membran. Es gibt vier aufeinanderfolgende Perioden in der Entwicklung eines Aktionspotentials: lokale Reaktion, Depolarisation, Repolarisation und Spurenpotentiale.

Reizbarkeit - die Fähigkeit eines lebenden Organismus, auf äußere Einflüsse zu reagieren, indem er seine physikalisch-chemischen und physiologischen Eigenschaften ändert. Reizbarkeit äußert sich in Änderungen der aktuellen Werte physiologischer Parameter, die ihre Ruheverschiebungen überschreiten. Reizbarkeit ist eine universelle Manifestation der vitalen Aktivität aller Biosysteme. Diese Umweltveränderungen, die die Reaktion eines Organismus auslösen, können ein breites Repertoire an Reaktionen umfassen, von diffusen protoplasmatischen Reaktionen bei Protozoen bis hin zu komplexen, hoch spezialisierten Reaktionen beim Menschen. Im menschlichen Körper wird Reizbarkeit häufig mit der Eigenschaft von Nerven-, Muskel- und Drüsengewebe in Verbindung gebracht, eine Reaktion in Form der Erzeugung eines Nervenimpulses, Muskelkontraktion oder Ausscheidung von Substanzen (Speichel, Hormone usw.) auszuführen. In lebenden Organismen ohne Nervensystem kann sich Reizbarkeit in Bewegungen äußern. So hinterlassen Amöben und andere Protozoen ungünstige Lösungen mit hoher Salzkonzentration. Und Pflanzen ändern die Position der Triebe für eine maximale Lichtabsorption (strecken sich zum Licht). Reizbarkeit ist eine grundlegende Eigenschaft lebender Systeme: Ihr Vorhandensein ist ein klassisches Unterscheidungskriterium für Lebewesen von Nicht-Lebewesen. Der Mindestwert des Reizes, der für die Manifestation von Reizbarkeit ausreicht, wird als Wahrnehmungsschwelle bezeichnet. Die Phänomene der Reizbarkeit bei Pflanzen und Tieren haben viel gemeinsam, obwohl sich ihre Manifestationen bei Pflanzen stark von den üblichen Formen motorischer und nervöser Aktivität von Tieren unterscheiden.

Reizgesetze erregbarer Gewebe: 1) Kraftgesetz- Die Erregbarkeit ist umgekehrt proportional zur Schwellenkraft: Je größer die Schwellenkraft, desto geringer die Erregbarkeit. Für das Auftreten von Erregung reicht jedoch nur die Wirkung der Reizkraft nicht aus. Es ist notwendig, dass diese Reizung einige Zeit anhält; 2) Gesetz der Zeit Reizwirkung. Unter Einwirkung derselben Kraft auf verschiedene Gewebe sind unterschiedliche Reizdauern erforderlich, die von der Fähigkeit eines bestimmten Gewebes abhängen, seine spezifische Aktivität, dh Erregbarkeit, zu manifestieren: Die kürzeste Zeit wird für ein Gewebe mit Hoch benötigt Erregbarkeit und die längste Zeit - mit geringer Erregbarkeit. Die Erregbarkeit ist also umgekehrt proportional zur Wirkungszeit des Reizes: Je kürzer die Wirkungszeit des Reizes, desto größer die Erregbarkeit. Die Erregbarkeit des Gewebes wird nicht nur durch die Stärke und Dauer der Reizung bestimmt, sondern auch durch die Geschwindigkeit (Geschwindigkeit) der Zunahme der Reizstärke, die durch den dritten Hauptsatz bestimmt wird - das Gesetz der Steigerungsrate der Reizstärke(das Verhältnis der Stärke des Reizes zur Zeit seiner Einwirkung): Je größer die Steigerungsrate der Reizstärke, desto geringer die Erregbarkeit. Jedes Gewebe hat seine eigene Schwellenrate für den Anstieg der Stimulationsstärke.

Die Fähigkeit eines Gewebes, seine spezifische Aktivität als Reaktion auf eine Reizung (Erregbarkeit) zu ändern, steht in umgekehrter Beziehung zur Größe der Schwellenkraft, der Dauer des Reizes und der Geschwindigkeit (Rate) des Anstiegs der Stärke der Reizung.

Das kritische Depolarisationsniveau ist der Wert des Membranpotentials, bei dessen Erreichen ein Aktionspotential entsteht. Das kritische Depolarisationsniveau (CDL) ist das Niveau des elektrischen Potentials der Membran einer erregbaren Zelle, von dem das lokale Potential in das Aktionspotential übergeht.

Auf unterschwellige Reize tritt eine lokale Reaktion auf; erstreckt sich auf 1-2 mm mit Dämpfung; steigt mit zunehmender Reizstärke, d.h. gehorcht dem Gesetz der "Kraft"; summiert - steigt bei wiederholten häufigen Vorschwellenreizungen um 10 - 40 mV an.

Der chemische Mechanismus der synaptischen Übertragung stellt im Vergleich zum elektrischen effektiver die Hauptfunktionen der Synapse bereit: 1) Signalleitung in eine Richtung; 2) Signalverstärkung; 3) Konvergenz vieler Signale auf einer postsynaptischen Zelle, Plastizität der Signalübertragung.

Chemische Synapsen übertragen zwei Arten von Signalen – erregende und hemmende. In erregenden Synapsen verursacht ein von präsynaptischen Nervenenden freigesetzter Neurotransmitter ein erregendes postsynaptisches Potential in der postsynaptischen Membran - lokale Depolarisation und in hemmenden Synapsen - ein hemmendes postsynaptisches Potential, in der Regel Hyperpolarisation. Die während eines hemmenden postsynaptischen Potentials auftretende Abnahme des Membranwiderstands führt zu einem Kurzschluss des exzitatorischen postsynaptischen Stroms und damit zu einer Schwächung oder Blockierung der Erregungsweiterleitung.

Die chemische Zusammensetzung der Zelle

Organismen bestehen aus Zellen. Zellen verschiedener Organismen haben eine ähnliche chemische Zusammensetzung. In den Zellen lebender Organismen kommen etwa 90 Elemente vor, davon etwa 25 in fast allen Zellen. Chemische Elemente werden je nach Gehalt in der Zelle in drei große Gruppen eingeteilt: Makroelemente (99 %), Mikroelemente (1 %), Ultramikroelemente (weniger als 0,001 %).

Makroelemente umfassen Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff, Phosphor, Kalium, Schwefel, Chlor, Calcium, Magnesium, Natrium, Eisen Mikroelemente umfassen Mangan, Kupfer, Zink, Jod, Fluor Ultramikroelemente umfassen Silber, Gold, Brom, Selen.

Das Fehlen eines Elements kann zu Krankheit und sogar zum Tod des Körpers führen, da jedes Element eine bestimmte Rolle spielt. Makronährstoffe der ersten Gruppe bilden die Grundlage von Biopolymeren - Proteinen, Kohlenhydraten, Nukleinsäuren und Lipiden, ohne die kein Leben möglich ist. Schwefel ist Teil einiger Proteine, Phosphor ist Teil von Nukleinsäuren, Eisen ist Teil von Hämoglobin und Magnesium ist Teil von Chlorophyll. Kalzium spielt eine wichtige Rolle im Stoffwechsel.Ein Teil der in der Zelle enthaltenen chemischen Elemente ist Teil anorganischer Substanzen - Mineralsalze und Wasser.

Mineralsalze liegen in der Regel in Form von Kationen (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) und Anionen (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, Cl -, HCO 3) in der Zelle vor ), deren Verhältnis den Säuregehalt des Mediums bestimmt, der für das Leben der Zellen wichtig ist.

Von den anorganischen Stoffen in Wildtieren wird eine große Rolle gespielt Wasser.
Es macht eine bedeutende Masse der meisten Zellen aus. In den Zellen des Gehirns und des menschlichen Embryos ist viel Wasser enthalten: mehr als 80 % Wasser; in Fettgewebezellen - nur 40% Mit zunehmendem Alter nimmt der Wassergehalt in den Zellen ab. Eine Person, die 20 % Wasser verloren hat, stirbt.Die einzigartigen Eigenschaften des Wassers bestimmen seine Rolle im Körper. Es ist an der Thermoregulation beteiligt, die auf die hohe Wärmekapazität von Wasser zurückzuführen ist - der Verbrauch einer großen Menge Energie beim Erhitzen. Wasser - gutes Lösungsmittel. Aufgrund der Polarität interagieren seine Moleküle mit positiv und negativ geladenen Ionen und tragen so zur Auflösung der Substanz bei. In Bezug auf Wasser werden alle Substanzen der Zelle in hydrophile und hydrophobe eingeteilt.

hydrophil(aus dem Griechischen. hydro- Wasser und fileo- Liebe) werden wasserlösliche Stoffe genannt. Dazu gehören ionische Verbindungen (z. B. Salze) und einige nichtionische Verbindungen (z. B. Zucker).

hydrophob(aus dem Griechischen. hydro- Wasser und Phobos- Angst) werden wasserunlösliche Stoffe genannt. Dazu gehören beispielsweise Lipide.

Wasser spielt eine wichtige Rolle bei den chemischen Reaktionen, die in wässrigen Lösungen in der Zelle ablaufen. Es löst für den Körper unnötige Stoffwechselprodukte und trägt so zu deren Entfernung aus dem Körper bei. Der hohe Wassergehalt in der Zelle gibt es Elastizität. Wasser erleichtert die Bewegung verschiedener Substanzen innerhalb der Zelle oder von Zelle zu Zelle.

Anorganische Verbindungen im menschlichen Körper.

Wasser. Von den anorganischen Stoffen, aus denen die Zelle besteht, ist Wasser die wichtigste. Seine Menge beträgt 60 bis 95% der gesamten Zellmasse. Wasser spielt eine wesentliche Rolle im Leben von Zellen und lebenden Organismen im Allgemeinen. Es ist nicht nur Teil ihrer Zusammensetzung, sondern für viele Organismen auch ein Lebensraum. Die Rolle des Wassers in einer Zelle wird durch seine einzigartigen chemischen und physikalischen Eigenschaften bestimmt, die hauptsächlich mit der geringen Größe seiner Moleküle, mit der Polarität seiner Moleküle und mit ihrer Fähigkeit verbunden sind, Wasserstoffbrückenbindungen miteinander zu bilden. Wasser als Bestandteil biologischer Systeme erfüllt die folgenden wesentlichen Funktionen: 1- Wasser- universelles Lösungsmittel für polare Stoffe, wie Salze, Zucker, Alkohole, Säuren etc. werden gut wasserlösliche Stoffe bezeichnet hydrophil. 2- Wasser löst oder vermischt sich nicht mit unpolaren Stoffen, da es mit ihnen keine Wasserstoffbrückenbindungen eingehen kann. Stoffe, die in Wasser unlöslich sind, werden genannt hydrophob. Hydrophobe Moleküle oder ihre Teile werden von Wasser abgestoßen und in seiner Gegenwart voneinander angezogen. Solche Wechselwirkungen spielen eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Stabilität von Membranen sowie vieler Proteinmoleküle, Nukleinsäuren und einer Reihe subzellulärer Strukturen. .3- Wasser hat eine hohe spezifische Wärmekapazität. 4- Wasser ist gekennzeichnet hohe Verdampfungswärme, Das heißt, die Fähigkeit von Molekülen, eine erhebliche Menge an Wärme mit sich zu führen, während sie den Körper kühlen. 5- Wasser ist ausschließlich hohe Oberflächenspannung. 6- Wasser bietet Bewegung von Stoffen in der Zelle und im Körper, die Aufnahme von Stoffen und die Ausscheidung von Stoffwechselprodukten. 7- In Pflanzen bestimmt Wasser turgor Zellen, und in einigen Tieren führt Unterstützungsfunktionen ein hydrostatisches Skelett (Rund- und Anneliden, Stachelhäuter). 8- Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil Schmierflüssigkeiten(Synovial - in den Gelenken von Wirbeltieren, Pleura - in der Pleurahöhle, Perikard - im Herzbeutel) und Schleim(erleichtern die Bewegung von Substanzen durch den Darm, schaffen ein feuchtes Milieu auf den Schleimhäuten der Atemwege). Es ist Bestandteil von Speichel, Galle, Tränen, Sperma usw.

Mineralsalze. In der Zusammensetzung lebender Organismen haben moderne Methoden der chemischen Analyse 80 Elemente des Periodensystems offenbart. Entsprechend ihrer quantitativen Zusammensetzung werden sie in drei Hauptgruppen eingeteilt. Makronährstoffe machen den Großteil der organischen und anorganischen Verbindungen aus, ihre Konzentration reicht von 60 % bis 0,001 % des Körpergewichts (Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel, Magnesium, Kalium, Natrium, Eisen usw.). Spurenelemente sind überwiegend Schwermetallionen. In Organismen in einer Menge von 0,001 % - 0,000001 % enthalten (Mangan, Bor, Kupfer, Molybdän, Zink, Jod, Brom). Die Konzentration an Ultramikroelementen überschreitet 0,000001 % nicht. Ihre physiologische Rolle in Organismen ist noch nicht vollständig aufgeklärt. Zu dieser Gruppe gehören Uran, Radium, Gold, Quecksilber, Cäsium, Selen und viele andere seltene Elemente. Entscheidend ist nicht nur der Gehalt, sondern auch das Verhältnis der Ionen in der Zelle. Der Unterschied zwischen der Anzahl der Kationen und Anionen auf der Oberfläche und im Inneren der Zelle liefert das Auftreten Aktionspotential , was der Entstehung nervöser und muskulärer Erregung zugrunde liegt.

Der Großteil der Gewebe lebender Organismen, die die Erde bewohnen, sind organogene Elemente: Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff, aus denen hauptsächlich organische Verbindungen aufgebaut sind - Proteine, Fette, Kohlenhydrate.

Anorganische Substanzen und ihre Rolle in der Zelle

Wasser. Von den anorganischen Stoffen, aus denen die Zelle besteht, ist Wasser die wichtigste. Seine Menge beträgt 60 bis 95% der gesamten Zellmasse. Wasser spielt eine wesentliche Rolle im Leben von Zellen und lebenden Organismen im Allgemeinen. Es ist nicht nur Teil ihrer Zusammensetzung, sondern für viele Organismen auch ein Lebensraum.

Die Rolle des Wassers in einer Zelle wird durch seine einzigartigen chemischen und physikalischen Eigenschaften bestimmt, die hauptsächlich mit der geringen Größe seiner Moleküle, mit der Polarität seiner Moleküle und mit ihrer Fähigkeit verbunden sind, Wasserstoffbrückenbindungen miteinander zu bilden.

Wasser als Bestandteil biologischer Systeme erfüllt folgende wichtige Funktionen:

Wasser ist ein universelles Lösungsmittel für polare Stoffe, wie Salze, Zucker, Alkohole, Säuren usw. Stoffe, die gut in Wasser löslich sind, werden als hydrophil bezeichnet. Wenn eine Substanz in Lösung geht, können sich ihre Moleküle oder Ionen freier bewegen; die Reaktivität des Stoffes steigt entsprechend an. Aus diesem Grund laufen die meisten chemischen Reaktionen in der Zelle in wässrigen Lösungen ab. Seine Moleküle sind an vielen chemischen Reaktionen beteiligt, beispielsweise an der Bildung oder Hydrolyse von Polymeren. Bei der Photosynthese ist Wasser ein Elektronenspender, eine Quelle für Wasserstoffionen und freien Sauerstoff.

Wasser löst oder vermischt sich nicht mit unpolaren Stoffen, da es mit ihnen keine Wasserstoffbrückenbindungen eingehen kann. Stoffe, die in Wasser unlöslich sind, werden als hydrophob bezeichnet. Hydrophobe Moleküle oder ihre Teile werden von Wasser abgestoßen und in seiner Gegenwart voneinander angezogen. Solche Wechselwirkungen spielen eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Stabilität von Membranen sowie vieler Proteinmoleküle, Nukleinsäuren und einer Reihe subzellulärer Strukturen.

Wasser hat eine hohe spezifische Wärmekapazität. Es braucht viel Energie, um die Wasserstoffbrücken zu brechen, die Wassermoleküle zusammenhalten. Diese Eigenschaft gewährleistet die Aufrechterhaltung des thermischen Gleichgewichts des Körpers bei erheblichen Temperaturschwankungen in der Umgebung. Darüber hinaus hat Wasser eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die es dem Körper ermöglicht, über sein gesamtes Volumen hinweg die gleiche Temperatur aufrechtzuerhalten.

Wasser zeichnet sich durch eine hohe Verdampfungswärme aus, d.h. die Fähigkeit von Molekülen, eine erhebliche Wärmemenge mit sich zu führen und dabei den Körper abzukühlen. Aufgrund dieser Eigenschaft von Wasser, die sich beim Schwitzen bei Säugetieren, thermischer Atemnot bei Krokodilen und anderen Tieren, Transpiration bei Pflanzen manifestiert, wird deren Überhitzung verhindert.

Wasser hat eine außergewöhnlich hohe Oberflächenspannung. Diese Eigenschaft ist sehr wichtig für Adsorptionsprozesse, für die Bewegung von Lösungen durch Gewebe (Blutzirkulation, aufsteigende und absteigende Strömungen in Pflanzen). Vielen kleinen Organismen ermöglicht die Oberflächenspannung, über die Wasseroberfläche zu schweben oder zu gleiten.

Wasser sorgt für die Bewegung von Stoffen in Zelle und Körper, die Aufnahme von Stoffen und die Ausscheidung von Stoffwechselprodukten.

Bei Pflanzen bestimmt Wasser den Turgor der Zellen und bei einigen Tieren erfüllt es als hydrostatisches Skelett (Rund- und Anneliden, Stachelhäuter) unterstützende Funktionen.

Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil von Schmierflüssigkeiten (Synovial - in den Gelenken von Wirbeltieren, Pleura - in der Pleurahöhle, Perikard - im Herzbeutel) und Schleim (erleichtern die Bewegung von Substanzen durch den Darm, schaffen eine feuchte Umgebung auf der Schleimhaut Membranen der Atemwege). Es ist Bestandteil von Speichel, Galle, Tränen, Sperma usw.

Mineralsalze. Anorganische Substanzen in der Zelle, außer Wasser, enthalten Mineralsalze. Moleküle von Salzen in einer wässrigen Lösung zerfallen in Kationen und Anionen. Kationen (K+, Na+, Ca2+, Mg:+, NH4+) und Anionen (C1, H2P04 -, HP042-, HC03 -, NO32--, SO4 2-) sind von größter Bedeutung.Nicht nur der Gehalt, sondern auch die Verhältnis von Ionen ist in einem Käfig wesentlich.

Der Unterschied zwischen der Anzahl von Kationen und Anionen auf der Oberfläche und im Inneren der Zelle sorgt für die Entstehung eines Aktionspotentials, das dem Auftreten von Nerven- und Muskelerregung zugrunde liegt. Der Unterschied in der Konzentration von Ionen auf verschiedenen Seiten der Membran ist auf den aktiven Stofftransport durch die Membran sowie auf die Umwandlung von Energie zurückzuführen.

Phosphorsäureanionen bilden ein Phosphatpuffersystem, das den pH-Wert der intrazellulären Umgebung des Körpers auf einem Niveau von 6,9 hält.

Kohlensäure und ihre Anionen bilden ein Bicarbonat-Puffersystem, das den pH-Wert des extrazellulären Mediums (Blutplasma) auf 7,4 hält.

Einige Ionen sind an der Aktivierung von Enzymen, der Erzeugung von osmotischem Druck in der Zelle, an Muskelkontraktionsprozessen, Blutgerinnung usw. beteiligt.

Eine Reihe von Kationen und Anionen sind für die Synthese wichtiger organischer Substanzen (z. B. Phospholipide, ATP, Nukleotide, Hämoglobin, Hämocyanin, Chlorophyll usw.) sowie von Aminosäuren als Quellen von Stickstoff- und Schwefelatomen erforderlich.