Большая Советская Энциклопедия (МИ)

Минеральный обмен

Минера'льный обме'н, потребление неорганических веществ, их всасывание (обычно в желудочно-кишечном тракте), распределение в организме, участие в физико-химических явлениях и биохимических реакциях и выделение. Основное значение М. о. заключается в поддержании определённых физико-химических условий во внутренней среде организма, в формировании и сохранении структур плотных тканей (скелета), а также в специфической регуляции ферментативных реакций. Неравномерное распределение ионов между клеткой и средой лежит в основе биоэлектрических явлений (см. Биоэлектрические потенциалы ). У человека в плазме крови, межклеточной и спинномозговой жидкостях из катионов преобладает Na⁺ , из анионов — Cl^- и HCO^- ₃ (см. табл.). Ионный состав жидкостей, выделяемых поджелудочной, молочной и др. железами, значительно отличается от плазмы крови и обусловлен специфической секреторной активностью клеток железистого эпителия. Особенно сильно могут варьировать концентрации ионов в жидкостях, вырабатываемых органами выделения, которые усиливают экскрецию ионов при их избытке в организме и снижают её при их дефиците. Внутри большинства клеток из катионов преобладает К⁺ ; содержание Mg²⁺ в клетках выше, чем в плазме крови. В эритроцитах человека, кролика, курицы больше К⁺ , чем Na⁺ , но у некоторых животных (например, у собак и овец ряда генетических линий) в эритроцитах, как и в плазме, преобладает Na⁺ . Ионы неравномерно распределены и между отдельными органоидами клетки: например, Na⁺ больше в ядре, чем в цитоплазме. Суточная потребность человека в отдельных химических элементах различна и зависит от возраста, пола, климата, рода деятельности, состава рациона. В среднем с пищей и водой человек ежесуточно должен получать (в мг): 800—1500 Ca, 1200—2000 Р, 2000—3000 К, по 4000—6000 Na и CI, 500—600 Mg, около 15 Fe. Некоторые элементы (К, Na) всасываются полностью, другие (Ca, Fe) — частично. Всосавшиеся в желудочно-кишечном тракте ионы поступают в кровь и лимфу; некоторые ионы связываются со специфическими белками плазмы (см. Металлопротеиды ) и т. о. переносятся с током крови. Ряд элементов депонируется в печени и в др. тканях (например, в костях много Ca, Mg, Sr, F). Избыток солей выводится у человека и млекопитающих кишечником (в основном Ca, Fe, Cu, Sr) и почками (в основном Na, К, CI, В, I). Концентрация отдельных ионов внутри организма поддерживается с высокой точностью специальными системами регуляции: Na⁺ и К⁺ — гормонами коры надпочечников, Ca²⁺ — гормонами щитовидной и околощитовидной желёз. В организме мужчины, весящего 70 кг, содержится около 100 г Na (в т. ч. в костной ткани 40—45 %, во внеклеточной жидкости 50 % и меньше 10 % в клетках) и около 120 г К (в т. ч. 2 % во внеклеточной жидкости). При повышении концентрации К в плазме крови нарушается сердечная деятельность, при понижении — возникают мышечная слабость, периодические параличи, нарушения функции почек и желудочно-кишечного тракта. Свыше 90 % Ca (около 900 г) сосредоточено в костях. Карбонат и фосфат кальция используются у большинства животных не только для построения скелета, но и для поддержания определённого уровня этого элемента в плазме, независимо от его поступления с пищей. Некоторые организмы способны накапливать большие количества того или иного элемента. Так, концентрация V у некоторых асцидий в 5×10⁵ раз выше, чем в морской воде; другие оболочники способны активно накапливать Nb. См. также Биогенные элементы , Водно-солевой обмен , Микроэлементы и статьи об отдельных элементах, например Кальций в организме. О М. о. у растений см. Минеральное питание растений .

Концентрация ионов в жидкостях организма человека

Лит.: Ньюман У., Ньюман М., Минеральный обмен кости, пер. с англ., М., 1961; Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967; Семенов Н. В., Биохимические компоненты и константы жидких сред и тканей человека, М., 1971; Mineral metabolism, v. 1—3, N. Y. — L., 1960—69.

Ю. В. Наточин.