Биологическое значение сложных бионеорганических веществ

Среди сложных веществ выделяют оксиды, кислоты, основания, соли.

Оксидами являются сложные бинарные соединения элементов с кислорода. Кислотные оксиды (CO2, SO2, SO3, N2O5, P2O5) преимущественно хорошо растворяются в воде и образуют минеральные кислоты. Карбон (IV) оксид СО2 является регулятором дыхания, а угарный газ СО – токсичным веществом. Основные оксиды (за исключением оксидов щелочных и некоторых щелочно-земельных металлов, таких как К2О, Na2О, МgО) преимущественно нерастворимые в воде и способны реагировать с кислотами с образованием важных для живого солей и оснований. Среди амфотерных оксидов наибольшее значение имеет Н2О. В живых системах важную роль играет водород пероксид Н2О2, который является сильным окислителем и потому опасным для клеток. Роль азота (II) оксида как сигнальной молекулы в живых организмах была открыта в 1980-х годах.

Кислотами называются соединения, содержащие в молекулах атомы водорода и кислотные остатки. Основной биологическим свойством кислот является их способность к диссоциации и определения кислотности жидкостей внутренней среды. Кислоты образуют важные для живого анионы NO-3, Cl-, SO2-4, CO2-3 (участвуют в регуляции процессов) и катионы Н+, от концентрации которых зависит рН жидкостей и секретов. Сильные кислоты активируют ферменты (HCl), способны растворять минеральные соединения, поступающие для обмена веществ (H2SO4), строят важные биомолекулы (остатки H3PO4 в составе АТФ, нуклеотидов, фосфолипидов и т.п.). В слабых кислот лишь небольшая часть молекул распадается полностью на ионы, но и они активно привлекаются для регуляции рН крови (H2CO3 и угольная буферная система), для образования органических соединений (H2S для бактериального фотосинтеза) и др.

Основами называют соединения, в состав которых входят атом металла и гидроксильные группы. Основы обладают способностью связывать ионы Н + и участвуют в образовании буферных систем. Большинство оснований в воде нерастворимые, поэтому живые организмы образуют их как конечные продукты окислительно-восстановительных реакций. Растворимые основания участвуют: 1) в образовании солей (NaOH, KOH) 2) в реакциях нейтрализации (Ba (OH) 2 для нейтрализации HCl и уменьшения кислотности, Al (OH) 3 для нейтрализации алкалоидов растительной пищи у животных); 3) в почвообразовании и создании условий существования для грунтовых жителей (Ca (OH) 2) и др.

Минеральные соли – это продукты полного или частичного замещения атомов водорода в кислотах на атомы металлов. Растворимые соли при диссоциации распадаются на катионы металлов и анионы кислотных остатков, благодаря чему происходят поступления из среды обитания в биосистем многих питательных элементов, окислительно-восстановительные реакции, реакции обмена с основами, кислотами, другими солями. Нерастворимые соли много организмов используют для построения защитных и опорных образований (например, кальций карбонат, кальций фосфат образуют ракушки, скелеты кораллов, зубы позвоночных). Кислые соли, которые образуются в реакциях между щелочами и кислотами, участвуют в формировании буферных систем. С растворимых солей для организмов наибольшее значение имеют соли, которые образуют катионы натрия, калия, кальция, магния, железа и остатки соляной, серной, азотной кислот. Эти ионы обеспечивают транспортировку веществ через мембраны клеток, регуляцию работы сердца, проведение возбуждения, активацию ферментов и др.

Итак, сложные неорганические вещества участвуют в важнейших процессах функционирования всех биологических систем.

Посилання на основну публікацію