Biokimia është një degë e biologjisë që studion përbërjen kimike të qelizave individuale dhe të gjithë organizmit. Dihet se pothuajse 98% e përmbajtjeve qelizore përfshijnë atomet e oksigjenit, karbonit, azotit dhe hidrogjenit. Këta elementë kimikë quhen organogjenë. 1.8% bie në kalium, natrium, magnez, klor, fosfor. Në trupin e njeriut janë pjesë e kripërave minerale dhe kanë formën e joneve të thjeshta ose komplekse, duke siguruar ecurinë normale të reaksioneve metabolike. Për shembull, komponimet më të rëndësishme të qelizave përgjegjëse për transmetimin e tipareve trashëgimore - acidet nukleike - përmbajnë anione të mbetjeve acide të acidit ortofosforik.
Jonet që përmbajnë fosfor përfshihen gjithashtu në molekulat ATP, nga të cilat varet sigurimi i qelizave me energji. Në këtë artikull, ne do të japim shembuj që konfirmojnë rëndësinëroli i fosforit në trupin e njeriut dhe efekti i tij në metabolizëm.
Lidhjet polare kovalente dhe kuptimi i tyre
Baza e strukturës së substancave organike që përbëjnë lëndën e gjallë është aftësia e molekulave të tyre për të formuar një lloj të caktuar lidhjesh kimike. Quhet polare kovalente dhe, që lind midis atomeve të jometaleve, përcakton karakteristikat kryesore kimike të përbërjeve. Biokimia, duke studiuar përbërjen e molekulave të substancave që hyjnë në qelizat e bimëve, kërpudhave, kafshëve, vendosi përbërjen e tyre kimike. Doli se, përveç azotit, karbonit, oksigjenit, ato përfshijnë edhe fosfor. Në trupin e njeriut, ai nuk ndodh në gjendje të lirë, pasi është një substancë shumë toksike. Prandaj, në sistemet e gjalla, elementi ka formën e anioneve të acidit meta-, orto- ose pirofosforik, të cilët kanë aftësinë të krijojnë lidhje me kationet metalike. Në cilat substanca të qelizës mund të gjenden?
Fosfor në molekulat organike komplekse
Proteinat e sistemit skeletik, hormonet, vitaminat dhe lipidet formojnë komponime komplekse me jone komplekse që përmbajnë fosfor. Në trupin e njeriut ekzistojnë komponime komplekse - fosfolipide dhe fosfoproteina, të cilat janë pjesë e molekulave të substancave biologjikisht aktive - enzimave dhe steroideve. Lidhjet polare kovalente në nukleotidet e ADN-së dhe ARN-së sigurojnë formimin e lidhjeve fosfodiesterike në zinxhirët e acidit nukleik. Pse është i nevojshëm fosfori në trupin e njeriut dhe cilat janë funksionet e tij në metabolizëm? Le ta shqyrtojmë fillimisht këtë pyetje në nivelin qelizor të organizimit.
Vendi i fosforit në përbërjen elementare të qelizës
Sipas përmbajtjes në citoplazmë dhe organele (0,2-1%), jometali është në vendin e katërt pas elementeve organogjene. Më të ngopura me komponimet e fosforit janë qelizat e sistemit muskuloskeletor - osteocitet, substanca e indit dentar - dentina. Përmbajtja e tyre është e lartë në neurone dhe neuroglia, të cilat përbëjnë sistemin nervor. Atomet e fosforit gjenden në proteinat e membranës, acidet nukleike dhe substancat me intensitet energjie - ATP adenozina acidi trifosforik dhe në formën e reduktuar të nikotinamidit dinukleotid fosfat - NADP×H2. Siç mund ta shihni, në trupin e njeriut, fosfori gjendet në të gjitha strukturat vitale: qelizat, indet, sistemet fiziologjike.
Dihet se niveli i homeostazës së një qelize, e cila është një sistem i hapur biologjik, varet nga përqendrimi i joneve të ndryshme në hialoplazmë dhe lëngun ndërqelizor. Cili është funksioni i fosforit në ruajtjen e qëndrueshmërisë së mjedisit të brendshëm të trupit të njeriut?
Sistemi buffer
Për shkak të vetive të gjysmëpërshkueshmërisë përmes membranës së jashtme, substanca të ndryshme hyjnë vazhdimisht në qelizë, një përqendrim i lartë i të cilave mund të ndikojë negativisht në aktivitetin e saj jetësor. Për të neutralizuar tepricën e joneve toksike, citoplazma, së bashku me kationet e natriumit, kaliumit, kalciumit, përmban mbetje acide të acideve karbonate, sulfite dhe fosforike. Ata janë në gjendje të reagojnë me një tepricë të joneve që kanë hyrë në qelizë dhe të kontrollojnë qëndrueshmërinë e përmbajtjes ndërqelizore. Sistemi buferik, përveç joneve të acideve të dobëta, përfshin domosdoshmërisht anionetNRO42- dhe N2RO4 - që përmban fosfor. Në trupin e njeriut, si pjesë e sistemit tampon, siguron ecurinë normale fiziologjikisht të reaksioneve metabolike në nivel qelizor.
fosforilim oksidativ
Zbërthimi i përbërjeve organike në një qelizë quhet frymëmarrje aerobike. Vendndodhja e saj është mitokondria. Komplekset enzimë janë të vendosura në palosjet e brendshme - krista e organeleve. Për shembull, sistemi ATP-ase përmban molekula bartëse të elektroneve. Falë reaksioneve të katalizuara nga enzimat, ATP sintetizohet nga ADP dhe molekulat e lira të acidit fosforik - substanca energjetike universale e qelizave, e cila shpenzohet për riprodhimin, rritjen dhe lëvizjen e tyre. Formimi i tij mund të përfaqësohet si një skemë reagimi e thjeshtuar: ADP + F=ATP. Pastaj molekulat e acidit adenozintrifosforik grumbullohen në citoplazmë. Ato shërbejnë si burim energjie për kryerjen e punës mekanike, për shembull, në sistemin muskulor dhe në reaksionet e shkëmbimit plastik. Rrjedhimisht, fosfori në trupin e njeriut luan një rol udhëheqës në metabolizmin e energjisë.
Lidhjet fosfodiesterike të molekulave të trashëgimisë
Një përmbajtje e lartë e fosforit atomik regjistrohet në bërthamën e qelizës, pasi elementi është pjesë e acideve nukleike. Të zbuluara në shekullin e 19-të nga shkencëtari zviceran F. Miescher, ato janë biopolimere dhe përbëhen nga monomere - nukleotide. Fosfori i pranishëmsi në vetë bazat purine dhe pirimidine, ashtu edhe në lidhjet që formojnë zinxhirët e ARN-së dhe superspiralën e ADN-së. Monomeret e acidit nukleik janë në gjendje të formojnë struktura polimerike për shkak të shfaqjes së lidhjeve kovalente midis mbetjeve të pentozës dhe acidit fosforik të nukleotideve ngjitur. Ata quhen fosfodiesterë. Shkatërrimi i molekulave të ADN-së dhe ARN-së që ndodh në qelizat njerëzore nën ndikimin e rrezatimit të fortë gama ose si rezultat i helmimit me substanca toksike ndodh për shkak të prishjes së lidhjeve fosfodiesterike. Ajo shkakton vdekjen e qelizave.
Membranat biologjike
Strukturat që kufizojnë përmbajtjen e brendshme të qelizës përmbajnë gjithashtu fosfor. Në trupin e njeriut, deri në 40% të peshës së thatë të trupit bie në përbërjet që përmbajnë fosfolipide dhe fosfoproteina. Ato janë përbërësit kryesorë të shtresës së membranës, e cila gjithashtu përmban substanca të tilla si proteina dhe karbohidrate. Një përmbajtje e lartë e fosforit është karakteristikë e membranave të neurociteve dhe proceseve të tyre - dendriteve dhe aksoneve. Fosfolipidet i japin membranave plasticitet, dhe për shkak të pranisë së molekulave të kolesterolit, edhe forcë. Ata gjithashtu luajnë rolin e lajmëtarëve të dytë - molekulat sinjalizuese që janë aktivizues të proteinave efektore të përfshira në përcjelljen e një impulsi nervor.
Gjëndra paratiroide dhe roli i tyre në metabolizmin e fosforit
Gjëndra paratiroide, të ngjashme me bizelet, të shtrira në të dy lobet e gjëndrës tiroide dhe me peshë 0,5-0,8 g secila, sekretojnë hormonin paratiroid. Rregullon shkëmbimin e elementeve si p.shkalcium dhe fosfor në trupin e njeriut. Funksionet e tyre janë të veprojnë në osteocitet dhe osteoblastet - qelizat e sistemit skeletor, të cilat, nën ndikimin e hormonit, fillojnë të lëshojnë kripëra të acidit fosforik në lëngun jashtëqelizor. Me hiperfunksionimin e gjëndrave paratiroide, kockat e njeriut humbasin forcën, zbuten dhe shemben, përmbajtja e fosforit në to bie ndjeshëm. Në këtë kohë rritet rreziku i frakturave të shtyllës kurrizore, kockave të legenit dhe ijeve, të cilat kërcënojnë jetën e pacientit. Në të njëjtën kohë, sasia e kalciumit rritet. Kjo çon në hiperkalcemi me simptoma të dëmtimit të nervit periferik dhe një rënie të tonit të muskujve skeletorë. Hormoni paratiroide gjithashtu vepron në veshka, duke reduktuar rithithjen e kripërave të fosforit nga urina primare. Rritja e fosfatit në indet e veshkave shkakton hiperfosfaturinë dhe formimin e gurëve.
Përbërja minerale e kockave
Ngurtësia, forca dhe elasticiteti i sistemit mbështetës varet nga përbërja kimike e qelizave të indit kockor. Osteocitet përmbajnë të dyja përbërjet organike, siç është proteina ossein, dhe substanca inorganike që përmbajnë kripëra të kalciumit dhe fosfatit të magnezit. Ndërsa një person plaket, sasia e përbërësve mineralë, si hidroksiapatitet, në osteocitet dhe osteoblaste rritet. Mineralizimi jonormal i indit kockor, akumulimi i kripërave të kalciumit dhe fosforit të tepërt në trupin e njeriut çojnë në një humbje të elasticitetit dhe forcës së të gjitha pjesëve të skeletit, kështu që njerëzit e moshuar kanë më shumë gjasa të jenë në rrezik për lëndime dhe fraktura.
Transformimi i përbërjeve të fosforit në trupnjeriu
Gjëndra tretëse më e madhe në trupin e njeriut - mëlçia - luan një rol udhëheqës në metabolizmin e substancave që përmbajnë fosfor. Hormonet paratiroide dhe vitamina D gjithashtu ndikojnë në këto procese. Kërkesa ditore e elementit për të rriturit është 1,0-2,0 gram, për fëmijët dhe adoleshentët - deri në 2,5 g Fosfori në formën e kripërave lehtësisht të tretshme, si dhe në komplekse me proteina dhe karbohidrate, hyn në trupin e njeriut me ushqim.
Farat e lulediellit, kungullit, kërpit janë të ngopura me të. Ka shumë fosfor në produktet shtazore në mëlçinë e pulës, viçin, djathrat e fortë dhe peshkun. Një tepricë e fosforit në trup mund të ndodhë si rezultat i shkeljes së funksionit të rithithjes së veshkave, përdorimit të pahijshëm të vitaminave dhe mungesës së kalciumit në ushqim. Efekti negativ i fosforit në trupin e njeriut manifestohet kryesisht në dëmtimin e sistemit kardiovaskular, veshkave dhe aparatit kockor dhe mund të tregojë çrregullime serioze metabolike.
