LÁTKOVÉ SLOŽENÍ ŽIVÉ HMOTY PaedDr. Jiřina Ustohalová

1. LÁTKOVÉ SLOŽENÍ ŽIVÉ HMOTYPaedDr. Jiřina Ustohalová

2. Obsah • Biogenní prvky • Biogenní sloučeniny • Přehled biogenních sloučenin • Přehled biogenních prvků • Jedovatost látek • Souhrn

3. Látkové složení živé hmoty biogenní prvky biogenní sloučeniny biogenní prvky Biogenní prvky 30 o nízkých koncentracích 11 hlavních 15 stopových H, C, N, O, Na, Mg, S, Cl, K, Ca, P B, F, Si, V, Cr, Mn, Fe, Co. Ni, Cu, Zn, Se, Mo, Sn, I např. Cd, Ag, Pb

4. Biogenní prvky • Výskyt – výhradně ve sloučeninách Biogenní prvky makroprvky > 0,005 % mikroprvky < 0,005 % 98 % celkové hmot-nosti organismu = základní prvky = stopové

5. Relativní zastoupení hlavních skupin látek v organismu • A = 3 % =>nukleové kyseliny • B = 3 % => minerální látky voda 65 % bílkoviny sacharidy 12 % 9 % A B

6. Přehled biogenních sloučeninH2O –nejdůležitější složka živých organismů - u člověka tvoří až 80 % hmotnosti těla - rozpouštědlo - nezbytná pro funkci bílkovin, pro průběh metabolických dějů v buňkách - reakční složka metabolických reakcí - pomocný prostředek pro regulaci teploty - příjem a výdej je v rovnováze - biosyntézou H2O vzniká největší množství energie - krevní plazma obsahuje 90 % vody, 7 % bílkovin, 1% anorganických solí, organické sloučeniny bioorganické anorganické • H2O, CO2, NH3 sacharidy, lipidy bílkoviny • anorganické soli

7. CO2 - výchozí látka pro fotosyntézu - konečný produkt biologické oxidace organických sloučenin Složení vdechovaného vzduchu • plyn vdechovaný vydechovaný • kyslík 20,96 % 15 – 16 % • dusík 78 % 78 % • oxid uhličitý 0,035 % 5 % • vodní pára • Biologické systémy jsou schopny využívat jen molekulový kyslík Smrtelně nebezpečný pro organismus jsou: atomární kyslík radikály kyslíku ozon

8. Amoniak NH3– výchozí látka biosyntézy AK, proteinů, NK – konečný produkt biologické oxidace organických sloučenin Metabolismus iontů – je metabolismus minerálních látek PŘEHLED BIOGENNÍCH PRVKŮ Sodík- Na+– kation sodný - převážně v mimobuněčných tekutinách - rezerva je v kostní substanci (1/3) - vylučování močí regulují ledviny - resorpce NaCl je řízena hormonálně kůrou nadledvinek Draslík - K +– kation draselný - poměr Na+/K+ v moči je ukazatelem funkce nadledvinkové kůry - udržuje v buňkách osmotický tlak - nedostatek se projevuje svalovou slabostí

9. Vápník - Ca2+ – kation vápenatý - plní mnoho vitálních funkcí (dráždivost, kontrakce svalů, působí protizánětlivě, aktivátor enzymů) - rezerva je v kostní substanci (1/3) - 1 kg vápenatých kationtů je v kostech - denní příjem 1 g - jeho metabolismus je spjat s výměnou PO43- Železo - Fe2+ – kation železnatý, Fe3+ – kationželezitý - součást hemoglobinu, biokatalyzátorů - 4 – 5 g v těle (z toho ¾ v hemoglobinu) - ferritin je bílkovina obsahuje 23% Fe - hemosiderin – obsahuje 35% Fe (je v buňkách) - poruchy metabolismu železa – špatné vstřebávání a současný nedostatek vitamínu B12 Zinek - Zn2+ – kation zinečnatý - 2 – 4 g v buňkách - oči obsahují až 0,5% Zn - snadno se váže na bílkoviny, např. insulin - má funkční význam u některých enzymů (peptidásy)

10. Měď - Cu2+ – kation měďnatý - obsažen v dýchacím barvivu hemocianinu u některých bezobratlých - součástí některých enzymů (oxidas) - urychluje tvorbu červených krvinek Z těžkých kovů zaujímá 1. místo železo a zinek K udržení látkové rovnováhy jsou nutné tyto minerální látky - anionty fosfátu, chloridu, jodidu, fluoridu, seleničitanu - kationty sodíku, draslíku, vápníku, hořčíku, železa, zinku, mědi, manganu, kobaltu, molybdenu Jod - I- – jodidový anion - součástí hormonů štítné žlázy (1/5 celkového množství jodu) - nedostatek ovlivňuje růst a vývin (kretenismus) - ovlivňuje celkový metabolismus Chlor - Cl1- – chloridový anion - součástí žaludečních šťáv (HCl) - vyskytuje se v extracelulárním prostoru - v krevní plazmě je hlavní část aniontů - resorpce NaCl je řízena kůrou nadledvinek - přijímán hlavně formou kuchyňské soli

11. JEDOVATOST LÁTEK JEDOVATOST LÁTEK A. Prvky samotné i většina sloučenin jsou toxické Be, Ba, Tl, Pb, As, F, Br, Cd, Hg B. Prvky, jejichž jen některé sloučeniny jsou toxické B, Cr, S, Mn C. Prvky, jejichž sloučeniny mají omezenější toxický význam Cu, Ag, Au, Sr, Br, Se, Te, Co, Ni PŘÍKLAD Příklad Tl+ - vysoce toxické - prostředky proti hlodavcům - projev otravy – vypadávání vlasů Sr2+- při jaderných explozích se dostává do vzduchu radiotoxikologický 90Sr, hromadí se v kostech, ohrožuje organismus zářením Pb2+ - chronická otrava saturnismus Hg2+ - rtuťové páry způsobují psychické výkyvy, rtuť se kumuluje v ledvinách Jedovaté jsou ty, které jsou rozpustné v krvi. Nerozpustné látky nejsou jedovaté. Inhalace jedu je 10x – 100x účinnější než jeho požití.

12. Shrnutí • Vyjmenujte 10 stopových prvků • Vyjmenujte biogenní sloučeniny • Vyjmenujte funkce vody v organismu • Kterých 10 prvků tvoří 98 % hmotnosti organismu • Které biogenní sloučeniny se podílejí na fotosyntéze