Биогенные элементы

Биоге'нные элеме'нты, химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и имеющие определённое биологическое значение. Прежде всего это кислород (составляющий 70% массы организмов), углерод (18%), водород (10%), кальций, азот, калий, фосфор, магний, сера, хлор, натрий, железо. Эти элементы входят в состав всех живых организмов, составляют их основную массу и играют большую роль в процессах жизнедеятельности. Успехи аналитической химии и спектрального анализа расширили перечень Б. э.: находят всё новые элементы, входящие в состав организмов в малых количествах (микроэлементы), и открывают биологическую роль многих из них. В. И. Вернадский считал, что все химические элементы, постоянно присутствующие в клетках и тканях организмов в естественных условиях, вероятно, играют определенную физиологическую роль. Многие элементы имеют большое значение только для определённых групп живых существ (например, бор необходим для растений, ванадий — для асцидий и т.п.). Содержание тех или иных элементов в организмах зависит не только от их видовых особенностей, но и от состава среды, пищи (в частности, для растений — от концентрации и растворимости тех или иных почвенных солей), экологических особенностей организма и других факторов (табл. 1). При нарушении поступления в организм того или иного Б. э. возникают заболевания — биогеохимические эндемии, например зоб у человека при недостатке иода в воде и пище или чёрная пятнистость свёклы при нехватке бора (см. Биогеохимические провинции).Элементы, постоянно содержащиеся в организмах млекопитающих, по их изученности и значению можно разделить на 3 группы (табл. 2): элементы, входящие в состав биологически активных соединений (ферменты, гормоны, витамины, пигменты) (I), они являются незаменимыми; элементы, физиологическая и биохимическая роль которых мало выяснена (II) или неизвестна (III).

Табл. 1. — Содержание химических элементов в организмах, в мг на 100 г сухого вещества (ср. данные; по Bowen, 1966)

Химический элемент Растения Животные Бактерии морские Наземные морские наземные С 34500 45400 40000 46500 54000 O 47000 41000 40000 18600 23000 N 1500 3000 7500 10000 9600 H 4100 5500 5200 7000 7400 Ca 1000 1800 150-2000 20-8500 510 Mg 520 320 500 100 700 Na 3300 120 400—4800 400 460 K 5200 1400 500-3000 740 11500 P 350 230 400—1800 1700-4400 3000 S 1200 340 500-1900 500 530 Cl 470 200 500-9000 280 230 Si 150-2000 20-500 7-100 12-600 18 Fe 70 14 40 16 25 Cu 1 1,4 0,4-5 0,24 4,2 Zn 15 10 0,6—150 16 — Cd 0,04 0,06 0,015-0,3 £0,05 Sr 26-140 2,6 2—50 1,4 F 0,45 0,05—4 0,2 15-50 Br 74 1,5 6-100 0,6 I 3—150 0,042 0,1-15 0,043 Mn 5,3 63 0,1-6 0,02 3 Co 0,07 0.05 0,05-0,5 0,003 Ni 0,3 0,3 0,04-2,5 0,08 Cr 0,1 0,023 0,02—0,1 0,0075 Мо 0,045 0,09 0,06—0,25 <0,02 Se 0,08 0,02 — 0,17 V 0,2 0,16 0,014—0,2 0,015 B 12 5 2—5 0,05 Al 6 50(0,05-400) 1,5 0,4—10 Be 0,0001 <0,01 — 0,00003—0,0002 Ba 3 1,4 0,02-0,3 0,075 Li 0,5 0,01 0,1 <0,002 Rb 0,74 2 2 1,7 Cs 0,007 0,02 — 0,0064 Ti 1,2-8 0,1 0,02—2 <0,02 Ga 0,05 0,006 0,05 <0,0006 As 3 0,02 0,0005—0,03 <0,02 Ag 0,025 0,006 0,3—1,1 0,0006(?) Au 0,0012 <0,00005—0,0002 0,00003—0,0008 0,000023(?) Hg 0,003 0,0015 — 0,0046 Zr £2 0,064 0,01-0,1 <0,03 Sn 0,1 <0,03 0,02-2 <0.015 Sb — 0,006 0,02 0,0006 La 1 0,0085 0,01 0,00001 W 0,0035 0,007 0,00005—0,005 (?) Pb 0,84 0,27 0,05 0,2 Bi — 0,006 0,004-0,03 0,0004 U — 0,0038 — 0,0013 Hf <0,04 <0,001 — 0,004

Табл. 2. — Содержание химических элементов в организме млекопитающих

Содержание элементов, в % на сухое вещество (порядок величин) Группы элементов I II III незаменимые роль мало выяснена роль неизвестна 10¹ — 10⁰ О, C, H, N, Ca 10⁰ — 10^—1 Р, К, Cl, S, Na 10^—1 — 10^—2 Mg 10^—2 — 10^—3 Zn, Fe Sr 10^—3 — 10^—4 Cu Cd, Br Li, Cs 10^—3 — 10^—5 I F Sn 10^—4 — 10^—5 Mn, V В, Si Al, Ba, Cr 10^—4 — 10^—6 Mo Rb 10^—4 — 10^—7 Be Ag 10^—5 — 10^—6 Co Ni Ga, Ce, As, Hg, Pb, Bi, Ti 10^—5 — 10^—7 Se Sb, U 10^—6 — 10^—7 Th 10^—11 — 10^—12 Ra

Некоторые другие химические элементы также обнаружены в составе тех или иных организмов, но концентрация их в тканях и органах и их биологическая роль не изучены.

В. В. Ковальский.

Более 800 000 книг и аудиокниг! 📚

Получи 2 месяца Литрес Подписки в подарок и наслаждайся неограниченным чтением

ПОЛУЧИТЬ ПОДАРОК