Неорганические или, иначе, минеральные вещества находятся в клетках в виде ионов. Основными катионами в клетках и внеклеточных жидкостях организма человека являются; Na+, K+, Са2+, Mg2+, Zn2+, Fe2+. Среди анионов преобладают РО
, Cl
-, SO
, HCO
.
Концентрации основных неорганических катионов и анионов в межклеточной жидкости и в плазме крови почти не отличаются (см. табл. 2).
Таблица 2
Содержание основных катионов и анионов внутри клетки и во внеклеточных жидкостях организма человека (по А.Е. Строеву)
| Ионы | Вне клетки, % | Внутри клетки,% |
| плазма | межклеточная жидкость |
| Катионы |
| Na+ | 92,7 | 94,0 | 7,5 |
| К+ | 3,0 | 2,7 | 75,0 |
| Са2+ | 3,0 | 2,0 | 2,5 |
| Mg2+ | 1,3 | 1,3 | 15,0 |
| Анионы |
| Сl- | 69,0 | 76,0 | 7,5 |
| HCO | 17,0 | 19,0 | 5,0 |
| РО | 1,4 | 1,4 | 50,0 |
| SO | 0,6 | 0,7 | 10,0 |
| органических кислот | 2,0 | 2,0 | 2,5 |
| белков | 10,0 | 0,6 | 25,0 |
9
Как видно из таблицы 2, Na+ является основным катионом во внеклеточной среде, а К+ - внутри клеток. Из анионов вне клетки преобладает Сl-, а внутри клетки - РО
.
Живой организм подчиняется физико-химическому закону электронейтральности: суммы положительных зарядов катионов и отрицательных зарядов анионов должны быть равны. Для соблюдения этого закона в организме не хватает некоторого количества неорганических анионов. Недостаток отрицательных зарядов компенсируют анионы органических кислот и белков.
Неорганические ионы в клетке выполняют многочисленные биологические функции. В данном разделе мы ограничимся перечислением их основных функций; в последующих разделах будут приведены конкретные примеры.
Биологические функции катионов:
- Транспортная - участвуют в переносе электронов и молекул простых веществ.
- Структурообразующая - обусловлена комплексообразующими свойствами металлов, катионы которых участвуют в образовании функционально активных структур макромолекул и надмолекулярных комплексов.
- Регуляторная - являются регуляторами (активаторами или ингибиторами) активности ферментов.
- Осмотическая - регулируют осмотическое и гидроосмотическое давление.
- Биоэлектрическая - связана с возникновением разности потенциалов на клеточных мембранах.
Биологические функции анионов:
- Энергетическая - участвуют в образовании главного носителя энергии в организме человека - молекулы АТФ - из АДФ и неорганических фосфатных анионов.
- Опорная - анион фосфора и катион кальция входят в состав гидроксилапатита и фосфата кальция костей, определяющих их механическую прочность.
- Синтетическая - используются для синтеза биологически активных соединений (I- участвует в синтезе гормонов щитовидной железы).
10