Любой организм, начиная от мелких бактерий и заканчивая млекопитающими, состоит из химических соединений. В нашем теле можно найти практически всю таблицу Менделеева, что говорит о важности многих химических элементов. Здесь мы поговорим о значении фосфора и азота.
Биологическая роль фосфора и его соединений
Все элементы играют важную роль в поддержании гомеостаза организма. То же касается и фосфора, которому отведена далеко не последняя роль. Какова биологическая роль фосфора и где он встречается чаще всего?
В природе фосфор находится только в виде соединений. Суточная норма элемента составляет 1600 мг для обычного среднестатистического человека. Фосфор входит в состав таких молекул, как АТФ (аденозинтрифосфат), нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), фосфолипиды мембраны.
Биологическая роль фосфора в организме связана с поддержанием строения кости. Гидроксиапатит, в состав которого входит остаток фосфорной кислоты, является важной неорганической составляющей костной ткани. Также это вещество содержит ионы кальция, которые поддерживают прочность скелета.
Фосфолипиды мембраны – это основа всего наружного комплекса. Билипидный слой диктует такие свойства ЦПМ, как пластичность, самозамыкаемость, транспорт веществ. Фосфолипиды отвечают за некоторые типы пассивного транспорта через мембрану. Также в толще ЦПМ находятся интегральные и полуинтегральные белки.
Нуклеиновые кислоты – это основа генетической информации. Эти молекулы состоят из простейших мономеров нуклеотидов, в состав которых входят фосфорные остатки. Они играют важнейшую роль в образовании фосфодиэфирных связей молекул ДНК и РНК, без которых первичная структура была бы невозможна.
Биологическая роль фосфора сопряжена с запасанием энергии в клетке. С этим связан синтез АТФ, молекула которой содержит три остатка фосфорной кислоты. Они соединяются между собой посредством макроэргических связей, в которых и запасается энергия. АТФ синтезируется в митохондриях у животных, а также в хлоропластах растений, что делает данные органеллы энергетическими станциями клетки. Если отщепляется один остаток фосфорной кислоты, молекула называется АДФ (аденозиндифосфат), а если отщепляются два остатка, то АТФ превращается в АМФ (аденозинмонофосфат).
Биологическая роль фосфора сопряжена с работой нервной и мышечной систем. Этот химический элемент является важной составляющей некоторых ферментов, которые необходимы для протекания реакций в клетке.
Недостаток и избыток фосфора
Содержание фосфора в организме должно быть постоянным и держаться в определенном диапазоне. Если происходит увеличение концентрации элемента, развиваются некоторые заболевания. Среди них заболевания почек, аддисонова болезнь, сахарный диабет, акромегалия.
Уменьшение количества фосфора приводит к развитию высокой активности паращитовидных желез, а также ряда других заболеваний.
Биологическая роль фосфора заключается и в поддержании постоянной среды крови. Буферная система должна содержать остатки фосфорной кислоты, поэтому концентрация элемента должна поддерживаться независимо от обстоятельств. Доказано, что при недостатке фосфора организм забирает его из клеток мягких тканей. При этом его концентрация в крови всегда постоянна или изменяется в узком диапазоне. И лишь при потере 40% всего фосфора в организме, кровь теряет только 10% от своей общей массы.
Азот и его функции в организме
Основная роль азота – построение белков и аминокислот. Эти молекулы должны содержать аминогруппу, в состав которой и входит этот химический элемент. Белки выполняют огромное количество функций. Например, они входят в состав мембран клетки и органелл, помогают транспортировать молекулы других веществ, выполняют сигнальную функцию, катализируют в виде ферментов все биохимические реакции.
Аминокислоты являются мономерами белков. В свободном состоянии они также могут выполнять некоторые функции. Также аминокислоты являются предшественниками таких гормонов, как адреналин, норадреналин, трийодтиронин и тироксин.
Азот оказывает большое влияние на работу сердечнососудистой системы. Он поддерживает эластичность сосудов, артериальное давление. Оксид азота NO является одним из нейромедиаторов в аксонах клеток нервной системы.
Заключение
Биологическая роль азота и фосфора заключается в поддержании многих жизненно необходимых процессов организма. Эти элементы образуют важные органические молекулы, такие как белки, нуклеиновые кислоты или некоторые группы липидов. Если азот регулирует гемодинамику, то фосфор отвечает за синтез энергии и является структурным элементом костной ткани.
