Maturski rad iz biologije: "DINAMICKA ORGANIZACIJA CELIJE"  - Dijana Lucic   jun 2003.god. Gimnazija Han-Pijesak      

Mineralne materije

  

 

Mineralne materije cine posebnu grupu bitnih fatora ishrane. Organizam ih ne stvara sam vec ih prima hranom. Mineralne materije odrzavaju hemijsku ravnotezu organizma – ucestvuju u njegovoj izgradnji i posreduju u mnogim zivotnim funkcijama. Danas je poznato da mineralne materije, u cjelini, imaju ove uloge:

  • odrzavaju koncentraciju vodonikovih jona na odredjenom nivou,

  • izgradjuju skelet – kostano tkivo,

  • ucestvuju u izgradnji gotovo svih ostalih celija organizma, ukljucujuci tu i izgradnju tjelesnih tecnosti – krvi, limfe, citoplazme, protoplazme i dr.

  • odrzavaju osmotski pritisak, od koga zavisi normalan mehanizam ishrane celije i ravnoteze tecnosti u organizmu,

  • regulisu metabolizam vode,

  • odrzavaju koloidno stanje, koje je vazno pri nekim hemijskim reakcijama u celijama i tkivima organizma.

Neke od mineralnih materija ucestvuju u ovom procesu kao hemijski elementi, neke opet grade neorganska jedinjenja (naprimjer, Fe i NaCl). Neke materije, odnosno elementi, ucestvuju u vrlo velikim procentima u izgradnji organizma, a neke, cak i u neobicno malim kolicinama, ucestvuju u mnogim, takodje veoma vaznim zivotnim funkcijama organizma (prvi su plasticni ili konstituitivni elementi, naprimjer, kiseonik, vodonik, ugljenik, dok drugi imaju regulatorsku ulogu, naprimjer, tzv. “oligo elementi” – gvozdje, cink, bakar).

Bez mineralnih materija, vitamina, fermenata i hormona, hranjive materije (bjelancevine, masti i ugljeni hidrati) ne bi gotovo nista predstavljale za zivot organizma.

Snabdijevanje organizma nekim mineralnim materijama ne pricinjava narocite teskoce, jer su one dosta rasprostranjene u prirodi i nalaze se u vecini namirnica koje se koriste u prosjecnoj ishrani. U takve minerale, naprimjer, spada magnezijum, cink, aluminijum, kobalt, bakar i nikl. Medjutim ima minerala koji su potrebni organizmu u vecim kolicinama a nema ih bas uvijek dovoljno u ljudskoj ishrani. U ove mineralne materije spada: gvozdje, kalcijum, fosfor, jod, natrijum, kalijum i dr.

Gvozdje (Fe) je najvazniji sastav hemoglobina crvenih krvnih zrnaca. Ovo je neophodan sastojak celija. Unosi se u organizam hranom, uglavnom u obliku organskih jedinjenja. Relativno je dosta rasprostranjeno u zivotnim namirnicama, ali se resorbuje samo neznatan dio. Gvozdje ima visestruku biolosku ulogu u organizmu – bez njegovog prisustva bilo bi nemoguce ne samo snabdijevanje organizma kiseonikom nego ni osnovna funkcija celija – asimilacija i disimilacija. Sposobnost gvozdja da snabdijeva organizam kiseonikom pripisuje se njegovoj osobini sto moze da mijenja hemijske valence tj. Da relativno przo prima i otpusta kiseonik. Ono je takodje vazan bioloski faktor i sastavni dio gotovo svih fermenata. Od ukupne kolicine gvozdja u organizmu oko 5 g (3/5) se nalazi u krvi  (vezano sa hemohromogemom) a ostatak u sastavu celija i fermenata. Rezerve u gvozdju, otprilike 1/5 od ukupne kolicine koja se nalazi u organizmu, deponuju se u jetri, slezini, kostanoj srzi i bubrezima.

Resorpcija gvozdja vrsi se u tankom crijevu. Od kupne kolicine gvozdja, resorbuje se prosjecno oko 15%. Na njegovu resorpciju nepovoljno uticu neke kiseline, ako se nalaze u vecim kolicinama, naprimjer mlijecna ili limunska. Na resorpciju gvozdja i na njegovo pretvaranje iz trovalentnog u dvovalentno, povoljno uticu vitamin C i hlorovodonicna kiselina, koja se nalazi u zeludacnom soku. Gvozdje se unosi u organizam hranom i kao dvovalentno ikao trovalentno, ali se samo kao dvovalentno moze resorbovati.

Smatra se da je odraslom covjeku potrebno dnevno od 8 do 15 mg gvozdja. Nedovoljna kolicina gvozdja u organizmu ometa normalno stvaranje crvenih krvnoh zrnaca, otezava mehanizam disanja i prouzrokuje malokrvnost – anemiju (mada za ovu bolest postoje i drugi uzroci). Smatra se da se najvise gvozdja nalazi u zumancetu jajeta, crnom hljebu, kupusu, spanacu, socivu, bubrezima, pasulju, rotkvici, kajsiji, breskvi, crnom luku i dr.

Bakar (Cu) je element koji se nalazi u tragovima u nasem organizmu pa i u nasoj hrani. Covjeciji organizam sadrzi prosjecno 100 do 150 mg bakra. Njegova uloga u organizmu nije jos sasvim proucena, ali se smatra da mu je najvaznija u formiranju kostane srzi i metabolizmu gvozdja, u stvaranju eritrocita u zajednici sa gvozdjem i u funkcionisanju nervnog sistema. Gotovo sav bakar koncentrisan je u jetri, manje kolicine nalaze se u misicnom tkivu, a izvjestan dio u krvi. Bakar unijet hranom resorbuje se u crijevima. Najvise ga ima u kakao-proizvodima, ljesnicima, bademu, mlijeku, zivotinjskom tkivu, ostrigama idr.

Smatra se da je odraslom covjeku potrebno dnevno od 0,036 do 0,085 mg bakra.

Kobalt (Co) je element koji se takodje nalazi u tragovima u organizmu i u hrani, mada organizam ima sasvim male potrebe za njim. Njegove fizioloske funkcije jos nisu sasvim razjasnjene. Smatra se da je odraslom covjeku potrebno oko 0.01 mg kobalta. On se nalazi u tragovima gotovo u svim biljkama, u jetri, pankreasu i polnim zlijezdama.

Fluor (F) je halogeni element koji kao sastavni dio kostanog tkiva ima vaznu ulogu u okostavanju – formiranju skeleta organizma. U manjim kolicinama stiti zube od kvarenja, ali u vecim skodi ne samo zubima nego i drugom kostanom tkivu. Smatra se da dnevne potrebe iznose 0,2 - 1 mg na jedan litar vode. Po nekim naucnicima, flour djeluje inhibitorno na bakterije koje se unose hranom. Dosta je rasprostranjen u prirodi, ali ga malo ima u zivotnim namirnicama. Covjek se najcesce snabdijeva ovim elementom preko vode.

Mangan (Mn) se nalazi u gotovo svim biljkama i u krvnoj plazmi. Resorbuje se u obliku soli relativno lako i potpuno. Smatra se da je stetno unosenje u organizam prevelikih kolicina mangana. U krvi covjeka nalazi se u koncentraciji od oko 0,002 mg na 100 kg tjelesne tezine.

Njegova uloga u organizmu nije sasvim razjasnjena, ali mu se dejstvo povezuje sa metabolizmom kalcijuma ifosfora, i stvaranjem antitijela, regulisanjem funkcija polnih zlijezda itd. Iako to sve nije dovoljno prouceno, na bazi mangana se proizvode preparati za  jacanje apetita. Zato sto ga najvise ima u jetri, bubrezima i pankreasu, to se i funkcije ovih organa dovode u vezu sa prisustvom mangana. Smatra se da je odraslom covjeku potrebno dnevno 0,2 do 0,3 mg na svaki kilogram tjelesne tezine. Mangan se unosi u organizam i hranom biljnog porijekla, narocito zitaricama, orasima, borovnicama, a neznatne kolicine i mlijekom.

Cink (Zn) takodje pripada elementima koji se nalaze samo u tragovima u organizmu i hrani. Prilicno ga ima u prirodi i namirnicama, koje se koriste u prosjecnoj ishrani, te nisu poznata oboljenja cija bi se pojava mogla pripisati njegovom nedostatku. Nalazi se najvise u vocu, povrcu, mlijeku i mesu. Djeci je potrebna znatno veca kolicina nego odraslima. Norme se krecu od 0,1 do 04 mg cinka na kilogram tjelesne tezine.

Jod (J) pripada grupi halogenih elemenata. Nalazi se u tragovima gotovo u svim tkivima covjecijeg organizma, u hrani i vodi, u vazduhu i vezan sa nekim mineralnim materijama. Ima atomsku tezinu 126,92, dakle znatno vecu od svih do sada opisanih elemenata. U ishrani glavni izvor joda je biljna hrana, morske ribe, mlijeko, lisce i korijenje nekih biljaka, riblje ulje itd. Jod u ishrani ima vrlo vaznu ulogu. Njegov nedostatak moze da izazove teske poremecaje u organizmu, a narocito u funkcijama stitne zlijezde (gusavost) i polnih zlijezda. U tezim slucajevima dolazi i do pojave kretenizma. Da bi se ovo izbjeglo, u krajevima gdje nema dovoljno joda u vazduhu, vodi, hrani, preduzimaju se posebne mjere – jodiranje kuhinjske soli i dr. Kod nas postoji zakonski propis o obaveznom jodiranju kuhinjske soli.

Dnevna potreba organizma prosjecno iznosi 0,3 mg joda za odraslog covjeka.

Kalacijum (Ca) - od svih minerala (metala) koji ucestvuju u izgradnji organizma, kalcijum ucestvuje u najvecim kolicinama – prosjecno oko 1,6%. Najvaznija mu je uloga – zajedno sa fosforom – u stvaranju kostanog tkiva. Oko 99% ukupne kolicine nalazi se u kostima, a svega 1% u krvi. Organizam se snabdijeva kalcijumom najvecim dijelom preko hrane. Resorpcija (iz tankog crijeva) i metabolizam kalcija vrsi se uz prisustvo vitamina D (kalciferola). Kalcijum ima udjela u koagulaciji krvi, te njegov nedostatak sprijecava njeno zgrusavanje. Najvazniji izvori kalcijuma su svjeze povrce, mlijecni proizvodi i zitarice. Izmedju kalcijuma i fosfora (P) u organizmu mora da postoji izvjestan odnos, jer od toga zavisi funkcija okostavanja tkiva. Ovaj odnos je dosta tesko odrzati. Nedostatak kalcijuma usporava rast organizma, smanjuje njegovu otpornost, a u tezim slucajevima dovodi i do naglog gubitka tjelesne tezine. Smanjenje kalcijuma u krvi dovodi do pojave tetanije koja se manifestuje bolnim grcevima pojedinih ili svih misica u organizmu. U tezim slucajevima ovo moze da ima i smrtne posljedice.

Smatra se da covjek treba da unese, preko hrane, najmanje 0,8 do 1,0 g kalcijuma dnevno. Djeci je potrebna nesto veca kolicina.

Fosfor (P) u organizam dolazi najcesce u obliku raznih soli – kalcijumova, magnezijumova, kalijumova, natrijumova, i drugih soli fosforn kiseline.

U zajednici sa kalcijumom fosfor gradi kalcijum–fosfate koji cine glavni sastavni dio kostiju. Ali fosfor ima i druge vazne fizioloske uloge. On ulazi u sastav raznih fermenata i ucestvuje u sprjecavanju i lijecenju rahitisa, regulise rast organizma, a cak i u izvanredno malim kolicinama uspjesno pomaze stvaranje eritrocita. Ima ga u zitaricama, grasku, zumancetu jaja, kakoa-proizvodima, kvascu, nekim leguminozama, kvascu, punomasnom mlijeku u prahu, soli, socivu, pasulju i dr. Kako se vidi fosfor je prilicno rasprostranjen u prirodi, te ne postoji neka narocita opasnost da ce u ishrani doci do nekog osjetnijeg deficita. Medjutim, u poredjenju sa kalcijumom, organizam normalno ima vecu potrebu za fosforom (0,9% do 1,3%), mada sadrzi znatno manje kolicine od kalcijuma (kalcijuma 1,4%, a fosfora 0,8%). Iako je za izgradnju organizma potrebna veca kolicina kalcijuma, ipak se smatra da treba unositi vise fosfora zbog ostalih uloga koje ovaj ima u organizmu. Fosfor se resorbuje u crijevima u obliku fosforne kiseline.

Treba voditi racuna da u hrani nikad istovremeno ne budu zastupljene velike kolicine kalcijuma i fosfora, jer fosfor sprijecava asorpciju kalcijuma i obratno. Nedostatak vitamina D takodje smanjuje apsorpciju fosfora.

Natrijum (Na), kalijum (K) i hlor (Cl) su dosta rasprostranjeni u prirodi. Ima ih u dovoljnim kolicinama u vecini namirnica, te ne predstavljaju neki narociti problem u ishrani. U nekim slucajevima se unose u organizam cak i vise nego sto je to potrebno, narozito natrijuma. Osnovna uloga ova tri elementa sastoji se, uglavnom, u regulisanju primanja i odstranjivnja suvisne vode iz organizma i odrzavanju osmotskog pritiska.

Veoma je znacajno da se u organizmu odrzava izvjestan odnos izmedju natrijuma i kalijuma, sto je dosta tesko regulisati nekim normama ishrane. Biljna i zivotinjska hrana redovnosadrze vece kolicine kalijuma nego natrijuma pa se time i objasnjava cesto tako jaka potreba kod mnogih ljudi, pa i zivotinja, za uzimanjem vrcih kolicina kuhinjske soli. Kelijum se resorbuje dosta brzo i potpuno. Resorbovan prelazi u krv a odatle dijelom u celije, a dijelom kao suvisan izlucuje mokracom. Smatra se da je za organizam dovoljno 6-9 g dnevno. Povremen nedostatok ovih elemenata ne svara narocite poremecaje u organizmu, amda je utvrdjeno da veci nedostatak natrijum i hlora povecava zamor organizma.

Sumpor (S) se najcesce nalazi u sastavu nekih aminokiselina (cistinu, metioninu, triptofanu). Sumpor je vezan i za neke vitamine, narocito za vitamine B1 – aneurin (thiamin). Sumporna kiselina (H2SO4) povoljno djeluje na otklanjanje otrovnih materija, koje nastaju u procesima raspadanja bjelancevina (naprimjer, pri raspadanju nesvarenih bjelancevina u debelom crijevu nastaju veoma stetne materije fenoli).

Magnezijum (Mg) takodje ucestvuje u izgradnji organizma, ali u izvanredno malim kolicinama, sa svega 0,05 %. Njegova bioloska uloga nije jos dovoljno proucena. Smatra se da covjek koji se prosjecno normalno hrani, unosi u organizam dovoljne kolicine magnezijuma. Magnezijum se najcesce nalazi u vodi, narocito morskoj.