1.8: Az élet alapvető elemei

Megérteni az elemek fontosságát a táplálkozás szempontjából.

A körülbelül 115 ismert elem közül csak a 19-ben lilával kiemelt 19 (\ \ \ PageIndex \) ábra feltétlenül szükséges az emberi étrendben. Ezek az elemek - az úgynevezett esszenciális elemek - a periódusos rendszer első négy sorára korlátozódnak, csak két vagy három kivétellel (molibdén, jód és esetleg az ötödik sorban ón). Néhány más elem elengedhetetlen bizonyos organizmusok számára. Például bizonyos növények szaporodásához bórra van szükség, a bróm széles körben elterjedt a tengeri élőlényekben, és volfrám szükséges néhány mikroorganizmushoz.

elemei

\ (\ PageIndex \) ábra: A periódusos rendszer alapvető elemei. Azok az elemek, amelyekről ismert, hogy nélkülözhetetlenek az emberi élet számára, lilával vannak feltüntetve; az elengedhetetlennek javasolt elemek zöld színnel jelennek meg. Azok az elemek, amelyekről nem ismert, hogy alapvetőek, szürkével vannak feltüntetve.

Az alapvető elemek osztályozása

A nyomelemek

Mivel egyes alapvető elemek alacsony szintjét nehéz kimutatni, a nyomelemeket viszonylag lassan ismerték fel alapvetőnek. A vas volt az első. A 17. században bebizonyosodott, hogy a vérszegénységet vashiány okozta, és gyakran úgy gyógyították meg, hogy az étrendet rozsdás körmök kivonataival egészítették ki. Csak a 19. században találtak nyomokban jódot a golyva (a pajzsmirigy megnagyobbodása) megszüntetésére. Ezért „jódozzák” a közönséges konyhasót: kis mennyiségű jódot adnak hozzá. 1928-ban bebizonyosodott, hogy a réz nélkülözhetetlen az ember számára, és nem sokkal ezután a mangán, a cink és a kobalt. A molibdénről csak 1953-ban lehetett tudni, hogy nélkülözhetetlen elem, a króm, a szelén, a vanádium, a fluor és a szilícium szükségességét csak az elmúlt 50 évben bizonyították. Valószínűnek tűnik, hogy a jövőben más elemeket, esetleg az ónt is, nagyon alacsony szinten nélkülözhetetlennek találják.

\ (\ PageIndex \) ábra: Az étrend lényeges elemének lehetséges koncentrációi. A hiányos, az optimális és a toxikus koncentráció különbözik az egyes elemeknél.

Erősítés

Hogyan lehetnek az ilyen csekély mennyiségben jelen lévő elemek ekkora hatással a szervezet egészségére? Az általunk ismert nyomelemek egészségi állapotra gyakorolt ​​útjainak ismerete korántsem teljes, de bizonyos általános jellemzők egyértelműek. A nyomelemek egy amplifikációs mechanizmusban vesznek részt; vagyis a nagyobb biológiai molekulák nélkülözhetetlen alkotóelemei, amelyek képesek kölcsönhatásba lépni vagy szabályozni más molekulák viszonylag nagy mennyiségének szintjét. Például a B12-vitamin egyetlen kobaltatomot tartalmaz, amely elengedhetetlen a biológiai működéséhez. Ha az a molekula, amelynek szintjét a nyomelem szabályozza, képes szabályozni egy másik molekula és egyre több molekula szintjét, akkor fennáll a lehetőség a nyomelem szintjének kis variációinak rendkívüli amplifikálására. A modern kémiai kutatások egyik célja az alapvető elemek szerepének részletes megvilágítása. A következő fejezetekben bemutatjuk a kutatás néhány eredményét, hogy bemutassuk számos elem és vegyületük biológiai jelentőségét.

Összegzés

A körülbelül 115 ismert elem közül körülbelül 19 nélkülözhetetlen az ember számára. Lényeges elem az, amelynek hiánya kóros biológiai funkciót vagy fejlődést eredményez, amelyet az adott étrend-kiegészítés megakadályoz. Az élő szervezetek viszonylag nagy mennyiségben tartalmaznak oxigént, szenet, hidrogént, nitrogént és ként (ezt az öt elemet ömlesztett elemként ismerik), valamint nátrium, magnézium, kálium, kalcium, klór és foszfor (ez a hat elem ismert makrominerálok). A további lényeges elemek a nyomelemek, amelyek nagyon kis mennyiségben vannak jelen. Az elemek étrendi bevitele a hiányosaktól az optimálisig, a növekvő mennyiségű toxikusig terjed; az optimális szintek jelentősen eltérnek a lényeges elemektől.