Biokimya həm ayrı-ayrı hüceyrələrin, həm də bütün orqanizmin kimyəvi tərkibini öyrənən biologiya sahəsidir. Məlumdur ki, hüceyrə tərkibinin demək olar ki, 98%-i oksigen, karbon, azot və hidrogen atomlarından ibarətdir. Bu kimyəvi elementlərə orqanogen deyilir. 1,8% kalium, natrium, maqnezium, xlor, fosforun üzərinə düşür. İnsan bədənində onlar mineral duzların bir hissəsidir və metabolik reaksiyaların normal gedişini təmin edən sadə və ya mürəkkəb ionlar formasına malikdirlər. Məsələn, irsi əlamətlərin ötürülməsindən məsul olan ən vacib hüceyrə birləşmələri - nuklein turşuları - ortofosfor turşusunun turşu qalıqlarının anionlarını ehtiva edir.
Fosfor tərkibli ionlar da hüceyrələrin enerji ilə təmin olunmasından asılı olan ATP molekullarına daxildir. Bu yazıda vacibliyi təsdiqləyən nümunələr verəcəyikinsan orqanizmində fosforun rolu və onun maddələr mübadiləsinə təsiri.
Kovalent qütb bağları və onların mənası
Canlı maddəni təşkil edən üzvi maddələrin quruluşunun əsasını onların molekullarının müəyyən növ kimyəvi əlaqə yaratmaq qabiliyyəti təşkil edir. Buna kovalent qütb deyilir və qeyri-metalların atomları arasında yaranaraq birləşmələrin əsas kimyəvi xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir. Bitkilərin, göbələklərin, heyvanların hüceyrələrinə daxil olan maddələrin molekullarının tərkibini öyrənən biokimya onların kimyəvi tərkibini təyin etdi. Məlum olub ki, bunlara azot, karbon, oksigenlə yanaşı, fosfor da daxildir. İnsan orqanizmində çox zəhərli bir maddə olduğu üçün sərbəst vəziyyətdə baş vermir. Buna görə də canlı sistemlərdə element metal kationları ilə əlaqə yaratmaq qabiliyyətinə malik olan meta-, orto- və ya pirofosfor turşusunun anionları formasına malikdir. Onlar hüceyrənin hansı maddələrində tapıla bilər?
Mürəkkəb üzvi molekullarda fosfor
Skelet sisteminin zülalları, hormonlar, vitaminlər və lipidlər tərkibində fosfor olan kompleks ionlarla kompleks birləşmələr əmələ gətirir. İnsan orqanizmində bioloji aktiv maddələrin - fermentlərin və steroidlərin molekullarının bir hissəsi olan kompleks birləşmələr - fosfolipidlər və fosfoproteinlər var. DNT və RNT nukleotidlərindəki kovalent qütb bağları nuklein turşusu zəncirlərində fosfodiester bağlarının əmələ gəlməsini təmin edir. Fosfor insan orqanizminə nə üçün lazımdır və onun maddələr mübadiləsində hansı funksiyaları var? Gəlin əvvəlcə bu sualı təşkilatın mobil səviyyəsində nəzərdən keçirək.
Fosforun hüceyrənin elementar tərkibindəki yeri
Sitoplazma və orqanoidlərin tərkibinə görə (0,2-1%) qeyri-metal orqanogen elementlərdən sonra dördüncü yerdədir. Fosfor birləşmələri ilə ən çox doymuş əzələ-skelet sisteminin hüceyrələri - osteositlər, diş toxumasının maddəsi - dentindir. Onların tərkibi sinir sistemini təşkil edən neyronlarda və neyroqliyada yüksəkdir. Fosfor atomları membran zülallarında, nuklein turşularında və enerji tutumlu maddələrdə - ATP adenozin trifosfor turşusunda və nikotinamid dinukleotid fosfatın azaldılmış formasında - NADP×H2-də olur. Gördüyünüz kimi, insan orqanizmində fosfor bütün həyati strukturlarda olur: hüceyrələrdə, toxumalarda, fizioloji sistemlərdə.
Məlumdur ki, açıq bioloji sistem olan hüceyrənin homeostazının səviyyəsi hialoplazmada və hüceyrələrarası mayedə müxtəlif ionların konsentrasiyasından asılıdır. İnsan orqanizminin daxili mühitinin sabitliyini qorumaqda fosforun funksiyası nədir?
Bufer sistemi
Xarici qişadan yarımkeçiricilik xüsusiyyətinə görə hüceyrəyə daim müxtəlif maddələr daxil olur, onların yüksək konsentrasiyası onun həyati fəaliyyətinə mənfi təsir göstərə bilər. Zəhərli ionların artıqlığını zərərsizləşdirmək üçün sitoplazma natrium, kalium, kalsium kationları ilə birlikdə karbonat, sulfit və fosfor turşularının turşu qalıqlarını ehtiva edir. Hüceyrəyə daxil olan ionların çoxluğu ilə reaksiya verə və hüceyrədaxili məzmunun sabitliyinə nəzarət edə bilirlər. Tampon sisteminə zəif turşuların ionlarına əlavə olaraq, mütləq anionlar daxildirNRO42- və N2RO4 - tərkibində fosfor. İnsan orqanizmində bufer sisteminin bir hissəsi olaraq hüceyrə səviyyəsində metabolik reaksiyaların fizioloji normal gedişini təmin edir.
Oksidativ fosforlaşma
Hüceyrədə üzvi birləşmələrin parçalanması aerob tənəffüs adlanır. Onun yeri mitoxondriyadır. Ferment kompleksləri daxili qıvrımlarda - orqanoidlərin kristallarında yerləşir. Məsələn, ATP-ase sistemində elektron daşıyıcı molekullar var. Fermentlərin kataliz etdiyi reaksiyalar sayəsində ATP ADP və fosfor turşusunun sərbəst molekullarından sintez olunur - hüceyrələrin universal enerji maddəsi, onların çoxalmasına, böyüməsinə və hərəkətinə sərf olunur. Onun formalaşması sadələşdirilmiş reaksiya sxemi kimi təqdim edilə bilər: ADP + F=ATP. Sonra adenozin trifosfor turşusu molekulları sitoplazmada toplanır. Onlar mexaniki işlərin yerinə yetirilməsi üçün enerji mənbəyi kimi xidmət edir, məsələn, əzələ sistemində və plastik mübadiləsi reaksiyalarında. Beləliklə, insan orqanizmindəki fosfor enerji mübadiləsində aparıcı rol oynayır.
İrsiyyət molekullarının fosfodiester bağları
Hüceyrə nüvəsində yüksək miqdarda atom fosforu qeyd olunur, çünki element nuklein turşularının bir hissəsidir. Hələ 19-cu əsrdə isveçrəli alim F. Mişer tərəfindən kəşf edilmiş, onlar biopolimerlərdir və monomerlərdən - nukleotidlərdən ibarətdir. Fosfor varhəm purin və pirimidin əsaslarının özlərində, həm də RNT zəncirlərini və DNT supercoilini meydana gətirən bağlarda. Nuklein turşusu monomerləri qonşu nukleotidlərin pentoza və fosfor turşusu qalıqları arasında kovalent bağların yaranması səbəbindən polimer strukturları əmələ gətirməyə qadirdirlər. Onlara fosfodiesterlər deyilir. Sərt qamma şüalarının təsiri altında və ya zəhərli maddələrlə zəhərlənmə nəticəsində insan hüceyrələrində baş verən DNT və RNT molekullarının məhv edilməsi fosfodiester bağlarının qırılması nəticəsində baş verir. Hüceyrələrin ölməsinə səbəb olur.
Bioloji membranlar
Hüceyrənin daxili tərkibini məhdudlaşdıran strukturlarda fosfor da var. İnsan orqanizmində quru bədən çəkisinin 40%-ə qədəri fosfolipidlər və fosfoproteinlər olan birləşmələrə düşür. Onlar zülallar və karbohidratlar kimi maddələri də ehtiva edən membran təbəqəsinin əsas komponentləridir. Fosforun yüksək tərkibi neyrositlərin membranları və onların prosesləri - dendritlər və aksonlar üçün xarakterikdir. Fosfolipidlər membranlara plastiklik verir və xolesterol molekullarının olması səbəbindən güc verir. Onlar həmçinin ikinci xəbərçilər rolunu oynayırlar - sinir impulsunun keçirilməsində iştirak edən effektor zülalların aktivatorları olan siqnal molekulları.
Patiroid bezləri və onların fosfor mübadiləsində rolu
Qalxanabənzər vəzin hər iki lobunda uzanan və hər birinin çəkisi 0,5-0,8 q olan noxuda bənzəyən paratiroid vəzilər paratiroid hormonu ifraz edir. kimi elementlərin mübadiləsini tənzimləyirinsan orqanizmində kalsium və fosfor. Onların funksiyaları osteositlərə və osteoblastlara - hormonun təsiri altında fosfor turşusunun duzlarını hüceyrədənkənar mayeyə buraxmağa başlayan skelet sisteminin hüceyrələrinə təsir etməkdir. Paratiroid bezlərinin hiperfunksiyası ilə insan sümükləri gücünü itirir, yumşalır və çökür, onlarda fosforun miqdarı kəskin şəkildə azalır. Bu zaman xəstənin həyatını təhdid edən onurğa, çanaq sümükləri və bud nahiyəsinin sınıqları riski artır. Eyni zamanda kalsiumun miqdarı da artır. Bu, periferik sinirin zədələnməsi və skelet əzələ tonunun azalması əlamətləri ilə hiperkalsemiyaya gətirib çıxarır. Paratiroid hormonu böyrəklərə də təsir edərək, ilkin sidikdən fosfor duzlarının reabsorbsiyasını azaldır. Böyrəklərin toxumalarında fosfatın artması hiperfosfaturiyaya və daşların əmələ gəlməsinə səbəb olur.
Sümük mineral tərkibi
Dəstək sisteminin sərtliyi, gücü və elastikliyi sümük toxuması hüceyrələrinin kimyəvi tərkibindən asılıdır. Osteositlərin tərkibində həm üzvi birləşmələr, məsələn, protein ossein, həm də kalsium və maqnezium fosfat duzları olan qeyri-üzvi maddələr var. İnsan yaşlandıqca osteositlərdə və osteoblastlarda hidroksiapatit kimi mineral komponentlərin miqdarı artır. Sümük toxumasının anormal minerallaşması, kalsium duzlarının və artıq fosforun insan orqanizmində toplanması skeletin bütün hissələrinin elastikliyini və möhkəmliyini itirməsinə səbəb olur, buna görə də yaşlı insanların zədə və sınıq riski daha yüksəkdir.
Fosfor birləşmələrinin orqanizmdə çevrilməsiinsan
İnsan orqanizmində ən böyük həzm vəzi - qaraciyər fosfor tərkibli maddələrin mübadiləsində aparıcı rol oynayır. Paratiroid hormonları və D vitamini də bu proseslərə təsir göstərir. Yetkinlər üçün elementin gündəlik tələbatı 1,0-2,0 qram, uşaqlar və yeniyetmələr üçün - 2,5 q-a qədərdir. Fosfor asanlıqla həzm olunan duzlar şəklində, həmçinin zülallar və karbohidratlar ilə komplekslərdə insan orqanizminə qida ilə daxil olur.
Günəbaxan, balqabaq, çətənə toxumu onunla doyurulur. Toyuq qaraciyərində, mal ətində, sərt pendirlərdə, balıqda heyvan mənşəli məhsullarda çoxlu fosfor var. Orqanizmdə fosforun artıqlığı böyrəklərin reabsorbsiya funksiyasının pozulması, vitaminlərin düzgün istifadə edilməməsi, qidada kalsiumun olmaması nəticəsində baş verə bilər. Fosforun insan orqanizminə mənfi təsiri ilk növbədə ürək-damar sistemi, böyrəklər və sümük aparatlarının zədələnməsində özünü göstərir və ciddi metabolik pozğunluqları göstərə bilər.
