מהם היסודות הכימיים הכלולים בגוף האדם. אלמנטים כימיים בגוף האדם

יסודות כימיים  בבני אדם

Yu.Cukushkin, סנט פטרבורג מדינת המכון הטכנולוגי

עבור גוף האדם, את התפקיד של כ 30 יסודות כימיים הוא בהחלט הקים, שבלעדיו זה לא יכול להתקיים בדרך כלל. אלמנטים אלה נקראים חיוניים. בנוסף להם, ישנם אלמנטים שבכמויות קטנות אינם משפיעים על תפקוד הגוף, אך בתוכן מסוים הם רעלים.

מבוא

כימאים רבים מכירים את המלים הכנפיים שנאמרו בשנות ה -40 של המאה הנוכחית על ידי מדענים גרמנים וולטר ואידה נודאק, שבכל אבן מרוצפת על המדרכה יש את כל האלמנטים של הטבלה המחזורית. בהתחלה, מילים אלה נתקבלו ללא אישור פה אחד. עם זאת, כפי שפותחו יותר ויותר שיטות לקביעת אנליטית של יסודות כימיים, מדענים השתכנעו יותר ויותר את תוקפו של מילים אלה.

אם אנו מסכימים עם העובדה כי כל אבן מכילה את כל האלמנטים, אז זה צריך להיות נכון עבור אורגניזם חי. כל היצורים החיים על כדור הארץ, כולל האדם, נמצאים בקשר הדוק עם הסביבה. החיים דורשים חילוף חומרים מתמיד בגוף. הכניסה לגוף של אלמנטים כימיים לתרום צריכת מזון ומים. בהתאם להמלצת ועדת התזונה של האקדמיה הלאומית של ארה"ב, צריכה יומית של מרכיבים כימיים מן המזון חייבת להיות ברמה מסוימת (טבלה 1). כמות זהה של אלמנטים כימיים צריך להיות מופרש מדי יום מהגוף, שכן התוכן שלהם הם קבועים יחסית.

ההנחות של כמה מדענים הולכים רחוק יותר. הם מאמינים כי אורגניזם חי לא רק כל האלמנטים הכימיים נמצאים, אבל כל אחד מהם מבצע פונקציה ביולוגית ספציפית. יתכן כי השערה זו אינה מאושרת. עם זאת, כמו מחקר בכיוון זה מתפתח, את התפקיד הביולוגי של מספר גדל והולך של יסודות כימיים מתגלה.

גוף האדם הוא 60% מים, 34% הוא חומר אורגני ו -6% אינו אורגני. מרכיבים עיקריים חומר אורגני  הם פחמן, מימן, חמצן, הם כוללים גם חנקן, זרחן וגופרית. ב חומרים אנאורגנייםכ -22 אלמנטים כימיים נמצאים בהכרח בגוף האדם: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I, F Se.

לדוגמה, אם משקלו של אדם הוא 70 ק"ג, אז הוא מכיל (בגרם): סידן - 1700, אשלגן - 250, נתרן - 70, מגנזיום - 42, ברזל - 5, אבץ - 3.

מדענים הסכימו כי אם חלק המסה של אלמנט בגוף עולה על 10-2%, אז זה צריך להיחשב אלמנט מאקרו. חלקם של יסודות קורט בגוף הוא 10-3-10-5%. אם התוכן של אלמנט הוא מתחת 10-5%, זה נחשב ultramicroelement. כמובן, הדרגתיות כזו מותנית. לדבריה, מגנזיום נופל לתוך אזור הביניים בין macro ו microelements.

טבלה 1. צריכה יומית של יסודות כימיים בגוף האדם

יסוד כימי	צריכה יומית, מ"ג
	מבוגרים	את הילדים
	2000-5500
	110-3300
	800-1200
	300-400
	10-15
	2,0-5,0
	1,5-3,0
	0,075-0,250	0,06
	0,05-0,2	0,04
	בערך 0.2 (ויטמין B12)	0,001
	3200
PO43-	800-1200
SO42-
	0,15	0,07
	0,05-0,07
	1,5-4,0

מרכיבים חיוניים

אין ספק, הזמן יעשה התאמות לרעיונות המודרניים על מספר ו תפקיד ביולוגי  אלמנטים כימיים מסוימים בגוף האדם. במאמר זה נמשיך ממה שכבר ידוע מהימן. התפקיד של macronutrients המרכיבים חומרים אורגניים ברור. לדוגמה, הכמות העיקרית של סידן וזרחן נכנסת לעצמות (סידן hydroxyphosphate הוא Ca10 (PO4) 6 (OH) 2), ו כלור בצורה של חומצה הידרוכלורית מכילה מיץ קיבה.

יסודות קורט כלולים בסדרה הנ"ל של 22 אלמנטים המצויים בהכרח בגוף האדם. שים לב שרובם מתכות, ויותר ממחצית המתכות הן D- אלמנטים. אלה האחרונים בגוף יוצרים תרכובות תיאום עם מולקולות אורגניות מורכבות. לכן, זה כבר נקבע כי זרזים ביולוגיים רבים - אנזימים מכילים יונים המעבר מתכת (d- אלמנטים). לדוגמה, ידוע כי מנגן הוא חלק 12 אנזימים שונים, ברזל - ב 70, נחושת - ב 30, ואבץ - יותר מ 100. יסודות קורט נקראים חיוניים אם הם הפרו את היעדרם או חוסר פרנסה רגילה  אורגניזם. מאפיין אופייני של האלמנט הנדרש הוא עקומת המינון בצורת פעמון (n) - התגובה (R, אפקט) (איור 1).

איור. 1. תלות התגובה (R) במינון (n) עבור גורמים חיוניים

עם זרם קטן של אלמנט זה, הגוף סובל נזק משמעותי. הוא פועל על סף הישרדות. זאת בעיקר בשל ירידה בפעילות האנזימים המכילים מרכיב זה. עם עלייה במינון של האלמנט, התגובה מגדילה ומגיעה לנורמה (רמה). עם עלייה נוספת במינון, ההשפעה הרעילה של עודף של אלמנט זה באה לידי ביטוי, וכתוצאה מכך התוצאה הקטלנית אינו נכלל. עקומה באיור. 1 ניתן לפרש כדלקמן: הכל צריך להיות מתון מעט מאוד מזיק מאוד. לדוגמה, חסר בגוף של ברזל מוביל אנמיה, שכן הוא חלק של המוגלובין של הדם, או ליתר דיוק, החלק המרכיב שלה - heme. דם של מבוגר מכיל כ -2.6 גרם של ברזל. בתהליך של החיים בגוף, יש התמוטטות מתמדת סינתזה של המוגלובין. כדי לחדש את הברזל שאבד עם התמוטטות המוגלובין, אדם צריך צריכת מזון יומית עם ממוצע של כ 12 מ"ג של אלמנט זה. הקשר של אנמיה עם חסר ברזל היה ידוע לרופאים במשך זמן רב, שכן כבר במאה ה -17, בכמה מדינות אירופיות עם אנמיה, נרשם עירוי של תלושי ברזל ביין אדום. עם זאת, עודף ברזל בגוף הוא גם מזיק. סיידרוזיה של העיניים והריאות קשורה אליו - מחלות הנגרמות על ידי תצהיר של תרכובות ברזל ברקמות של איברים אלה. הרגולטור העיקרי של ברזל בדם הוא הכבד.

חוסר נחושת בגוף מוביל להרס של כלי הדם, צמיחת עצם פתולוגית, פגמים ברקמות החיבור. בנוסף, הוא האמין כי מחסור בנחושת הוא אחד הגורמים לסרטן. במקרים מסוימים, הרופאים לקשר את התבוסה של הריאות עם סרטן אצל אנשים מבוגרים עם ירידה בגיל הקשורים בתוכן נחושת בגוף. עם זאת, עודף של נחושת בגוף מוביל הפרעות נפשיות שיתוק של כמה איברים (מחלת וילסון). רק כמויות גדולות יחסית של תרכובות נחושת לגרום נזק לבני אדם. במינונים קטנים, הם משמשים ברפואה כמו החמצה ו bacteriostatic (מעכב את הצמיחה ואת הרבייה של חיידקים) פירושו. לדוגמה, נחושת (II) גופרתי משמש לטיפול דלקת הלחמית בצורת טיפות עיניים (25% פתרון), כמו גם עבור ציד ב trachoma בצורת עפרונות העין (סגסוגת של נחושת (II) סולפט, אשלגן חנקתי, alum ו קמפור) . כאשר העור שורף עם זרחן, הוא wetted בשפע עם 5% נחושת (II) סולפט פתרון.

טבלה 2. תסמינים אופייניים של מחסור של אלמנטים כימיים בגוף האדם

מחסור באלמנט	סימפטום אופייני
	האטה בצמיחה השלדית
	התכווצויות שרירים
	אנמיה, הפרה מערכת החיסון
	פגיעה בעור, צמיחה מתמשכת, האטה בגיל ההתבגרות
	חולשת עורק, תפקוד כבד, תפקוד כבד, אנמיה משנית
	פוריות, פגיעה בשלד השלד
	האטה בצמיחה התא, נטייה לעששת
	אנמיה ממאירה
	דיכאון מוגבר, דרמטיטיס
	סימפטומים של סוכרת
	צמיחה שלילית של השלד
	עששת
	שיבוש בלוטת התריס, האטת חילוף החומרים
	חולשת שרירים (במיוחד הלב)

הפונקציה הביולוגית של מתכות אלקליות אחרות בגוף בריא עדיין לא ברורה. עם זאת, ישנן אינדיקציות כי על ידי החדרת יונים ליתיום לתוך הגוף, אפשר לטפל באחת הצורות של פסיכוזה מאניה דיכאון. אנחנו נותנים שולחן. 2, שממנו תפקיד חשוב של מרכיבים חיוניים אחרים גלוי.

אלמנטים טומאה

ישנם מספר רב של יסודות כימיים, במיוחד בקרב הכבד, שהם רעלים לאורגניזמים חיים - יש להם השפעה ביולוגית שלילית. בכרטיסייה. 3 מציג את המרכיבים הללו בהתאם למערכת התקופתית. מנדלייב.

טבלה 3.

תקופה	קבוצה
	ויאי

למעט בריליום בריום, אלמנטים אלה יוצרים תרכובות גופרית חזקה. הוא האמין כי הסיבה לפעולה של רעלים קשורה חסימת של קבוצות תפקודיות מסוימות (בפרט, sulfhydryl) חלבון, או עקירה של יונים מתכת אנזימים מסוימים, כגון נחושת ואבץ. המרכיבים המוצגים בטבלה. 3, נקרא טומאה. תרשים המינון שלהם - ההשפעה יש צורה שונה לעומת אלה חיוניים (איור 2).

איור. 2. תלות התגובה (R) במינון (n) עבור אלמנטים כימיים טומאה, עד לתוכן מסוים של אלמנטים אלה, הגוף אינו חווה כל השפעות מזיקות, אך עם עלייה משמעותית הריכוז הם הופכים רעילים.

ישנם אלמנטים שהם רעלים בכמויות גדולות יחסית, ובריכוזים נמוכים יש השפעה מועילה. לדוגמה, ארסן - רעל חזק המפר את מערכת הלב וכלי הדם ומדביק את הכליות והכבד, הוא שימושי במינונים קטנים, ורופאים רושמים אותו כדי לשפר את התיאבון. חמצן הכרחי לאדם  עבור נשימה, בריכוז גבוה (במיוחד תחת לחץ) יש השפעה רעילה.

מדוגמאות אלה ברור כי ריכוז של אלמנט בגוף משחק תפקיד משמעותי מאוד ולפעמים קטסטרופלי. בין האלמנטים טומאה, יש כאלה במינונים קטנים יש תכונות ריפוי יעיל. לפיכך, קוטל חיידקים (גרימת מוות של חיידקים שונים) רכוש של כסף ומלחים שלה כבר זמן רב. לדוגמה, ברפואה, פתרון של כסף קולואדול (collargol) משמש לשטיפת פצעים, שלפוחית ​​השתן, בדלקת שלפוחית ​​השתן כרונית ובדלקת השתן, וכן בצורת טיפות עיניים בדלקת הלחמית הפרכנית ובמהירות רבה יותר. עפרונות כסף חנקתי משמשים לצרוב של יבלות ו granulations. ב לדלל פתרונות (0.1-0.25%) כסף חנקתי משמש כחומצה סוכן מיקרוביאלית עבור קרמים, כמו גם טיפות עיניים. מדענים מאמינים כי ההשפעה המצטברת של חנקתי כסף קשורה עם האינטראקציה שלה עם חלבונים ברקמות, אשר מוביל להיווצרות של מלחי חלבונים של כסף - אלבומין. כסף עדיין לא נחשב מרכיב חיוני, אבל התוכן הגבוה שלה כבר הוקמו בניסויים במוח האנושי, בבלוטות האנדוקריניות, ובכבד. כסף מגיע אורגניזם עם מזון ירקות, למשל עם מלפפונים וכרוב.

המאמר מציג את מערכת תקופתיים, אשר מאפיין את bioactivity של אלמנטים בודדים. ההערכה מבוססת על הסימפטומים של חסר או עודף של אלמנט מסוים. זה לוקח בחשבון את הסימפטומים הבאים (על מנת להגדיל את האפקט): 1 - אובדן תיאבון; 2 - הצורך לשנות את הדיאטה; 3 - שינויים משמעותיים בהרכב הרקמות; 4 - נזק מוגבר למערכת ביוכימית אחת או יותר, המתבטאת בתנאים מיוחדים; 5 - אי יכולתן של מערכות אלו בתנאים מיוחדים; 6 - סימנים תת-קליניים של אי-יכולת; 7 - תסמינים קליניים של נכות ונזק מוגבר; 8 - צמיחה מפגרת; 9 - חוסר תפקוד הרבייה. הצורה הקיצונית של הביטוי של חסר או אלמנט עודף בגוף הוא קטלני. הערכה של bioactivity של אלמנט נעשה על סולם תשע נקודות בהתאם לאופי של סימפטום אשר ספציפיות זוהו.

עם הערכה כזו, אלמנטים חיוניים מאופיינים הציון הגבוה ביותר. לדוגמה, אלמנטים מימן, פחמן, חנקן, חמצן, נתרן, מגנזיום, זרחן, גופרית, כלור, אשלגן, סידן, מנגן, ברזל, וכו 'מאופיינים בסכום של 9 נקודות.

מסקנה

זיהוי התפקיד הביולוגי של אלמנטים כימיים בודדים בתפקוד של אורגניזמים חיים (בני אדם, בעלי חיים, צמחים) הוא משימה חשובה ומרתקת. חומרים מינרלייםכמו ויטמינים, הם לעתים קרובות לפעול כמו coenzymes ב קטליזה של תגובות כימיות המתרחשים כל הזמן בגוף.

המאמצים של מומחים מכוונים לחשוף את מנגנוני הביטוי של bioactivity של אלמנטים בודדים ברמה המולקולרית (ראה מאמרים על ידי NA Ulakhnovich "קומפלקסים של מתכות אורגניזמים חיים": סורוס כתב עת חינוכי. 1997. № 8. ס 27-32; D.L Lemenovskogo "תרכובות של מתכות בטבע": שם. מס '48-53). אין ספק כי אורגניזמים חיים יונים מתכת הם בעיקר בצורה של תרכובות תיאום עם מולקולות "ביולוגיות" הפועלים ligands. המאמר בשל הכמות המוגבלת של חומר ניתנת, המתייחסת בעיקר לגוף האדם. הבהרת התפקיד של מתכות בפעילות חיונית של צמחים ללא ספק להוכיח שימושי החקלאות. העבודה בכיוון זה מתבצעת באופן נרחב במעבדות של מדינות שונות.

שאלה מעניינת מאוד היא על העקרונות של בחירת הטבע של אלמנטים כימיים לתפקוד של אורגניזמים חיים. אין ספק כי שכיחותם אינה גורם מכריע. גוף בריא עצמו הוא מסוגל לווסת את התוכן של אלמנטים בודדים. אם יש בחירה (מזון ומים), בעלי חיים באופן אינסטינקטיבי יכולים לתרום תקנה זו. האפשרויות של צמחים בתהליך זה מוגבלות. ההכרה המודעת של האדם בתוכן המיקרו-אלמנטים בקרקע של קרקע חקלאית היא גם אחת המשימות החשובות העומדות בפני החוקרים. הידע שנרכש על ידי מדענים בכיוון זה כבר התגבש בסניף חדש של כימיה מדעית - כימיה ביו-אורגנית. לכן, ראוי לזכור את דבריו של המדען המצטיין של המאה XIX א Ampere: "מאושרים הם אלה אשר מפתחים המדע בשנים שבהן הוא לא שלם, אבל כאשר התור מכריע כבר התבגר בו". מילים אלה יכולות להיות שימושיות במיוחד לאלה העומדים בפני בחירה של מקצוע.

הפניות

1. Ershov Yu.A., Pleteneva T.V. מנגנוני פעולה רעילה תרכובות אנאורגניות. M: רפואה, 1989.

2. Kukushkin Yu.N. תרכובות ברמה הגבוהה ביותר. L: כימיה, 1991.

3. Kukushkin Yu.N. כימיה סביבנו. M: גבוהה יותר. shk., 1992.

4. לזרב נ. האבולוציה של פרמקולוגיה. L: הוצאה לאור צבאית. אכד, 1947.

5. ביוכימיה אנאורגנית. M: מיר, 1978. V. 1, 2 / אד. G. Eichgorn.

6. כימיה סביבתית / אד. J. בוקריס. M: כימיה, 1982.

7. יזימירסקי ק. מבוא לכימיה ביו-אורגנית. קייב: מדעי. דומקה, 1973.

8. חיים ו ', שוודרסקי ב. כימיה ביו-אורגנית: אלמנטים לא-כימיים בכימיה של החיים. צ'יצ'סטר: ג'ון וייל ובניו, 1994. 401 עמ '.

הפניות

להכנת החומר הזה נעשה שימוש בחומרים מהאתרhttp: // www www alhimik

אלמנטים כימיים באורגניזם האנושי (קוקושקין יו נ ', 1998), כימיה

עבור גוף האדם, את התפקיד של כ 30 יסודות כימיים הוא בהחלט הקים, שבלעדיו זה לא יכול להתקיים בדרך כלל. אלמנטים אלה נקראים חיוניים. בנוסף להם, ישנם אלמנטים שבכמויות קטנות אינם משפיעים על תפקוד הגוף, אך בתוכן מסוים הם רעלים.

אלמנטים כימיים באורגניזם האנושי

Yu. Nukukkin

סנט פטרבורג מדינת המכון הטכנולוגי

מבוא

כימאים רבים מכירים את המלים הכנפיים שנאמרו בשנות ה -40 של המאה הנוכחית על ידי מדענים גרמנים וולטר ואידה נודאק, שבכל אבן מרוצפת על המדרכה יש את כל האלמנטים של הטבלה המחזורית. בהתחלה, מילים אלה נתקבלו ללא אישור פה אחד. עם זאת, כפי שפותחו יותר ויותר שיטות לקביעת אנליטית של יסודות כימיים, מדענים השתכנעו יותר ויותר את תוקפו של מילים אלה.

אם אנו מסכימים עם העובדה כי כל אבן מכילה את כל האלמנטים, אז זה צריך להיות נכון עבור אורגניזם חי. כל היצורים החיים על כדור הארץ, כולל האדם, נמצאים בקשר הדוק עם הסביבה. החיים דורשים חילוף חומרים מתמיד בגוף. הכניסה לגוף של אלמנטים כימיים לתרום צריכת מזון ומים. בהתאם להמלצת ועדת התזונה של האקדמיה הלאומית של ארה"ב, צריכה יומית של מרכיבים כימיים מן המזון חייבת להיות ברמה מסוימת (טבלה 1). כמות זהה של אלמנטים כימיים צריך להיות מופרש מדי יום מהגוף, שכן התוכן שלהם הם קבועים יחסית.

ההנחות של כמה מדענים הולכים רחוק יותר. הם מאמינים כי אורגניזם חי לא רק כל האלמנטים הכימיים נמצאים, אבל כל אחד מהם מבצע פונקציה ביולוגית ספציפית. יתכן כי השערה זו אינה מאושרת. עם זאת, כמו מחקר בכיוון זה מתפתח, את התפקיד הביולוגי של מספר גדל והולך של יסודות כימיים מתגלה.

גוף האדם הוא 60% מים, 34% הוא חומר אורגני ו -6% אינו אורגני. המרכיבים העיקריים של חומרים אורגניים הם פחמן, מימן, חמצן, הם כוללים גם חנקן, זרחן וגופרית. בחומרים האורגניים של גוף האדם יש בהכרח 22 אלמנטים כימיים: CA, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I , F, Se. לדוגמה, אם משקלו של אדם הוא 70 ק"ג, אז הוא מכיל (בגרם): סידן - 1700, אשלגן - 250, נתרן - 70, מגנזיום - 42, ברזל - 5, אבץ - 3.

מדענים הסכימו כי אם חלק המסה של אלמנט בגוף עולה על 10% -2, אז זה צריך להיחשב אלמנט מאקרו. חלקם של יסודות קורט בגוף הוא 10 -3 -10 -10%. אם התוכן של אלמנט הוא מתחת 10% -5, זה נחשב אולטרה. כמובן, הדרגתיות כזו מותנית. לדבריה, מגנזיום נופל לתוך אזור הביניים בין macro ו microelements.

טבלה 1. צריכה יומית של יסודות כימיים בגוף האדם

יסוד כימי	צריכה יומית, מ"ג
	מבוגרים
	על 0.2 (ויטמין B 12)

יסודות חיים

אין ספק, הזמן יעשה התאמות לרעיונות המודרניים על המספר ואת התפקיד הביולוגי של אלמנטים כימיים מסוימים בגוף האדם. במאמר זה נמשיך ממה שכבר ידוע מהימן. התפקיד של macronutrients המרכיבים חומרים אורגניים ברור. לדוגמה, הכמות העיקרית של סידן וזרחן נכנסת לעצמות (סידן hydroxyphosphate הוא Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2), וכלור בצורה של חומצה הידרוכלורית נמצא מיץ קיבה.

יסודות קורט כלולים בסדרה הנ"ל של 22 אלמנטים המצויים בהכרח בגוף האדם. שים לב שרובם מתכות, ויותר ממחצית המתכות דאלמנטים. אלה האחרונים בגוף יוצרים תרכובות תיאום עם מולקולות אורגניות מורכבות. לכן, נקבע כי זרזים ביולוגיים רבים - אנזימים מכילים יונים מתכת המעבר ( דאלמנטים). לדוגמה, ידוע כי מנגן הוא חלק 12 אנזימים שונים, ברזל - ב 70, נחושת - ב 30, ואבץ - יותר מ 100. יסודות קורט נקראים חיוני אם תפקוד תקין של הגוף נעדר בהיעדרם או חוסר. מאפיין אופייני של האלמנט הנדרש הוא עקומת המינון בצורת פעמון ( n) - תגובה ( Rאפקט) (איור 1).

איור. 1. תלות התגובה ( R) מינון n) עבור אלמנטים חיוניים

עם זרם קטן של אלמנט זה, הגוף סובל נזק משמעותי. הוא פועל על סף הישרדות. זאת בעיקר בשל ירידה בפעילות האנזימים המכילים מרכיב זה. עם עלייה במינון של האלמנט, התגובה מגדילה ומגיעה לנורמה (רמה). עם עלייה נוספת במינון, ההשפעה הרעילה של עודף של אלמנט זה באה לידי ביטוי, וכתוצאה מכך התוצאה הקטלנית אינו נכלל. עקומה באיור. 1 ניתן לפרש כדלקמן: הכל צריך להיות מתון מעט מאוד מזיק מאוד. לדוגמה, חסר בגוף של ברזל מוביל אנמיה, שכן הוא חלק של המוגלובין של הדם, או ליתר דיוק, החלק המרכיב שלה - heme. דם של מבוגר מכיל כ -2.6 גרם של ברזל. בתהליך של החיים בגוף, יש התפוררות מתמדת סינתזה של המוגלובין. כדי לחדש את הברזל שאבד עם התמוטטות המוגלובין, אדם צריך צריכת מזון יומית עם ממוצע של כ 12 מ"ג של אלמנט זה. הקשר של אנמיה עם חסר ברזל היה ידוע לרופאים במשך זמן רב, שכן כבר במאה ה -17, בכמה מדינות אירופיות עם אנמיה, נרשם עירוי של תלושי ברזל ביין אדום. עם זאת, עודף ברזל בגוף הוא גם מזיק. סיידרוזיה של העיניים והריאות קשורה אליו - מחלות הנגרמות על ידי תצהיר של תרכובות ברזל ברקמות של איברים אלה. הרגולטור העיקרי של ברזל בדם הוא הכבד.

חוסר נחושת בגוף מוביל להרס של כלי הדם, צמיחת עצם פתולוגית, פגמים ברקמות החיבור. בנוסף, הוא האמין כי מחסור בנחושת הוא אחד הגורמים לסרטן. במקרים מסוימים, סרטן הריאות אצל אנשים מבוגרים קשורה לירידה הקשורה לגיל בתכולת הנחושת בגוף. עם זאת, עודף של נחושת בגוף מוביל הפרעות נפשיות שיתוק של כמה איברים (מחלת וילסון). רק כמויות גדולות יחסית של תרכובות נחושת לגרום נזק לבני אדם. במינונים קטנים, הם משמשים ברפואה כמו החמצה ו bacteriostatic (מעכב את הצמיחה ואת הרבייה של חיידקים) פירושו. לדוגמה, נחושת (II) גופרתי משמש לטיפול דלקת הלחמית בצורת טיפות עיניים (25% פתרון), כמו גם עבור ציד ב trachoma בצורת עפרונות העין (סגסוגת של נחושת (II) סולפט, אשלגן חנקתי, alum ו קמפור) . במקרה של כוויות עור עם זרחן, הוא wetted בשפע עם 5% נחושת (II) סולפט פתרון.

טבלה 2. תסמינים אופייניים של מחסור של אלמנטים כימיים בגוף האדם

מחסור באלמנט	סימפטום אופייני
	האטה בצמיחה השלדית
	התכווצויות שרירים
	אנמיה, מערכת החיסון לקוי
	פגיעה בעור, צמיחה מתמשכת, האטה בגיל ההתבגרות
	חולשת עורק, תפקוד כבד, תפקוד כבד, אנמיה משנית
	פוריות, פגיעה בשלד השלד
	האטה בצמיחה התא, נטייה לעששת
	אנמיה ממאירה
	דיכאון מוגבר, דרמטיטיס
	סימפטומים של סוכרת
	צמיחה שלילית של השלד
	עששת
	שיבוש בלוטת התריס, האטת חילוף החומרים
	חולשת שרירים (במיוחד הלב)

הפונקציה הביולוגית של מתכות אלקליות אחרות בגוף בריא עדיין לא ברורה. עם זאת, ישנן אינדיקציות כי על ידי החדרת יונים ליתיום לתוך הגוף, אפשר לטפל באחת הצורות של פסיכוזה מאניה דיכאון. אנחנו נותנים שולחן. 2, שממנו תפקיד חשוב של מרכיבים חיוניים אחרים גלוי.

אלמנטים חשובים

ישנם מספר רב של יסודות כימיים, במיוחד בקרב הכבד, שהם רעלים לאורגניזמים חיים - יש להם השפעה ביולוגית שלילית. בכרטיסייה. 3 מציג את המרכיבים הללו בהתאם למערכת התקופתית. מנדלייב.

טבלה 3.

תקופה	קבוצה

למעט בריליום בריום, אלמנטים אלה יוצרים תרכובות גופרית חזקה. קיימת דעה כי הסיבה לפעולה של רעלים קשורה לחסימת קבוצות תפקודיות מסוימות (בפרט, sulfhydryl) חלבון, או תזוזה של יונים מתכת אנזימים מסוימים, למשל, נחושת ואבץ. המרכיבים המוצגים בטבלה. 3, נקרא טומאה. תרשים המינון שלהם - ההשפעה יש צורה שונה לעומת אלה חיוניים (איור 2).

איור. 2. תלות התגובה ( R) מינון n) עבור אלמנטים כימיים טומאה, עד לתוכן מסוים של אלמנטים אלה, הגוף אינו סובל השפעות מזיקות, אך עם עלייה משמעותית הריכוז הם הופכים רעילים.

ישנם אלמנטים שהם כמויות גדולות יחסית של רעלים, ובריכוזים נמוכים יש השפעה מועילה. לדוגמה, ארסן - רעל חזק המפר את מערכת הלב וכלי הדם ומדביק את הכליות והכבד, הוא שימושי במינונים קטנים, ורופאים רושמים אותו כדי לשפר את התיאבון. חמצן, הכרחי לנשימה בבני אדם, בריכוז גבוה (במיוחד תחת לחץ) יש השפעה רעילה.

מדוגמאות אלה ברור כי ריכוז של אלמנט בגוף משחק תפקיד משמעותי מאוד ולפעמים קטסטרופלי. בין האלמנטים טומאה, יש כאלה במינונים קטנים יש תכונות ריפוי יעיל. לפיכך, קוטל חיידקים (גרימת מוות של חיידקים שונים) רכוש של כסף ומלחים שלה כבר זמן רב. לדוגמה, ברפואה, פתרון של כסף קולואדול (collargol) משמש לשטיפת פצעים, שלפוחית ​​השתן, בדלקת שלפוחית ​​השתן כרונית ובדלקת השתן, וכן בצורת טיפות עיניים בדלקת הלחמית הפרכנית ובמהירות רבה יותר. עפרונות כסף חנקתי משמשים לצרוב של יבלות ו granulations. ב לדלל פתרונות (0.1-0.25%) כסף חנקתי משמש כחומצה סוכן מיקרוביאלית עבור קרמים, כמו גם טיפות עיניים. מדענים מאמינים כי ההשפעה המצטברת של חנקתי כסף קשורה עם האינטראקציה שלה עם חלבונים ברקמות, אשר מוביל להיווצרות של מלחי חלבונים של כסף - אלבומין. כסף עדיין לא נחשב מרכיב חיוני, אבל התוכן הגבוה שלה כבר הוקמו בניסויים במוח האנושי, בבלוטות האנדוקריניות, ובכבד. כסף מגיע אורגניזם עם מזון ירקות, למשל עם מלפפונים וכרוב.

המאמר מציג את מערכת תקופתיים, אשר מאפיין את bioactivity של אלמנטים בודדים. ההערכה מבוססת על הסימפטומים של חסר או עודף של אלמנט מסוים. זה לוקח בחשבון את הסימפטומים הבאים (על מנת להגדיל את האפקט): 1 - אובדן תיאבון; 2 - הצורך לשנות את הדיאטה; 3 - שינויים משמעותיים בהרכב הרקמות; 4 - נזק מוגבר למערכת ביוכימית אחת או יותר, המתבטאת בתנאים מיוחדים; 5 - אי יכולתן של מערכות אלו בתנאים מיוחדים; 6 - סימנים תת-קליניים של אי-יכולת; 7 - תסמינים קליניים של נכות ונזק מוגבר; 8 - צמיחה מפגרת; 9 - חוסר תפקוד הרבייה. הצורה הקיצונית של הביטוי של חסר או אלמנט עודף בגוף הוא קטלני. הערכה של bioactivity של אלמנט נעשה על סולם תשע נקודות בהתאם לאופי של סימפטום אשר ספציפיות זוהו.

עם הערכה כזו, אלמנטים חיוניים מאופיינים הציון הגבוה ביותר. לדוגמה, אלמנטים מימן, פחמן, חנקן, חמצן, נתרן, מגנזיום, זרחן, גופרית, כלור, אשלגן, סידן, מנגן, ברזל, וכו 'מאופיינים בסכום של 9 נקודות.

מסקנה

זיהוי התפקיד הביולוגי של אלמנטים כימיים בודדים בתפקוד של אורגניזמים חיים (בני אדם, בעלי חיים, צמחים) הוא משימה חשובה ומרתקת. מינרלים, כמו ויטמינים, לעתים קרובות לפעול כמו קואנזימים במהלך קטליזה של תגובות כימיות המתרחשות כל הזמן בגוף.

המאמצים של מומחים מכוונים לחשוף את מנגנוני הביטוי של bioactivity של אלמנטים בודדים ברמה המולקולרית (ראה מאמרים על ידי NA Ulakhnovich "קומפלקסים של מתכות אורגניזמים חיים": Soros חינוכית Journal. 1997. מס '8 עמ' 27-32, DA Lemenovsky "תרכובות מתכת בטבע": שם, עמ '48-53). אין ספק כי אורגניזמים חיים יונים מתכת הם בעיקר בצורה של תרכובות תיאום עם מולקולות "ביולוגיות" הפועלים ligands. המאמר בשל הכמות המוגבלת של חומר ניתנת, המתייחסת בעיקר לגוף האדם. הבהרת התפקיד של מתכות בפעילות חיונית של צמחים ללא ספק להוכיח שימושי החקלאות. העבודה בכיוון זה מתבצעת באופן נרחב במעבדות של מדינות שונות.

שאלה מעניינת מאוד היא על העקרונות של בחירת הטבע של אלמנטים כימיים לתפקוד של אורגניזמים חיים. אין ספק כי שכיחותם אינה גורם מכריע. גוף בריא עצמו הוא מסוגל לווסת את התוכן של אלמנטים בודדים. אם יש בחירה (מזון ומים), בעלי חיים באופן אינסטינקטיבי יכולים לתרום תקנה זו. האפשרויות של צמחים בתהליך זה מוגבלות. ההכרה המודעת של האדם בתוכן המיקרו-אלמנטים בקרקע של קרקע חקלאית היא גם אחת המשימות החשובות העומדות בפני החוקרים. הידע שנרכש על ידי מדענים בכיוון זה כבר התגבש בסניף חדש של כימיה מדעית - כימיה ביו-אורגנית. לכן, ראוי לזכור את דבריו של המדען המצטיין של המאה XIX א Ampere: "מאושרים הם אלה אשר מפתחים המדע בשנים שבהן הוא לא שלם, אבל כאשר התור מכריע כבר התבגר בו". מילים אלה יכולות להיות שימושיות במיוחד לאלה העומדים בפני בחירה של מקצוע.

1. Ershov Yu.A., Pleteneva T.V. מנגנוני פעולה רעילה של חומרים אנאורגניים. M: רפואה, 1989.

2. Kukushkin Yu.N. תרכובות ברמה הגבוהה ביותר. L: כימיה, 1991.

3. Kukushkin Yu.N. כימיה סביבנו. M: גבוהה יותר. shk., 1992.

4. לזרב נ. האבולוציה של פרמקולוגיה. L: הוצאה לאור צבאית. אכד, 1947.

5. ביוכימיה אנאורגנית. M: מיר, 1978. V. 1, 2 / אד. G. Eichgorn.

6. כימיה סביבתית / אד. J. בוקריס. M: כימיה, 1982.

7. יזימירסקי ק. מבוא לכימיה ביו-אורגנית. קייב: מדעי. דומקה, 1973.

8. חיים ו ', שוודרסקי ב. כימיה ביו-אורגנית: אלמנטים לא-כימיים בכימיה של החיים. צ'יצ'סטר: ג'ון וייל ובניו, 1994. 401 עמ '.

יורי ניקולאביץ 'קוקושקין, דוקטור לכימיה, פרופסור, ראש. המחלקה לכימיה אי-אורגנית, המכון הטכנולוגי של סנט פטרבורג, מדען נכבד של הפדרציה הרוסית, חתן הפרס על שמו. L.A. Chugayev, ברית המועצות האקדמיה למדעים, האקדמיה של האקדמיה למדעי הטבע. תחום העניין המדעי הוא כימיה של תיאום וכימיה של מתכות פלטינה. מחבר ומחבר של יותר מ -600 מאמרים מדעיים, 14 מונוגרפיות, ספרי לימוד וספרי מדע פופולריים, 49 המצאות.

עבור גוף האדם, תפקיד של כ -30 אלמנטים כימיים, שבלעדיו זה לא יכול להתקיים בדרך כלל. אלמנטים אלה נקראים חיוניים. בנוסף להם, ישנם אלמנטים שבכמויות קטנות אינם משפיעים על תפקוד הגוף, אך בתוכן מסוים הם רעלים.

כימאים רבים מכירים את המלים הכנפיים שנאמרו בשנות ה -40 של המאה הנוכחית על ידי מדענים גרמנים וולטר ואידה נודאק, שבכל אבן מרוצפת על המדרכה יש את כל האלמנטים של הטבלה המחזורית. בהתחלה, מילים אלה נתקבלו ללא אישור פה אחד. עם זאת, כפי שפותחו יותר ויותר שיטות לקביעת אנליטית של יסודות כימיים, מדענים השתכנעו יותר ויותר את תוקפו של מילים אלה.
  אם אנו מסכימים עם העובדה כי כל אבן מכילה את כל האלמנטים, אז זה צריך להיות נכון עבור אורגניזם חי. כל היצורים החיים על כדור הארץ, כולל האדם, נמצאים בקשר הדוק עם הסביבה. החיים דורשים חילוף חומרים מתמיד בגוף. הכניסה לגוף של אלמנטים כימיים לתרום צריכת מזון ומים. בהתאם להמלצת ועדת התזונה של האקדמיה הלאומית של ארה"ב, צריכה יומית של מרכיבים כימיים מן המזון חייבת להיות ברמה מסוימת (טבלה 1). כמות זהה של אלמנטים כימיים צריך להיות מופרש מדי יום מהגוף, שכן התוכן שלהם הם קבועים יחסית.

ההנחות של כמה מדענים הולכים רחוק יותר. הם מאמינים כי אורגניזם חי לא רק כל האלמנטים הכימיים נמצאים, אבל כל אחד מהם מבצע פונקציה ביולוגית ספציפית. יתכן כי השערה זו אינה מאושרת. עם זאת, כמו מחקר בכיוון זה מתפתח, את התפקיד הביולוגי של מספר גדל והולך של יסודות כימיים מתגלה.
  גוף האדם הוא 60% מים, 34% הוא חומר אורגני ו -6% אינו אורגני. המרכיבים העיקריים של חומרים אורגניים הם פחמן , מימן , חמצן  הם כוללים גם חנקן  , זרחן וגופרית. בחומרים האורגניים של גוף האדם יש בהכרח 22 אלמנטים כימיים: סידן Ca, זרחן  P, חמצן O, נתרן Na, מגנזיום MG, גופרית S, בור B, כלור  Cl, אשלגן K, ונדיום V, Molybdenum Mn, ברזל Fe, קובלט Co, ניקל ניקל, Cu נחושת, Zn אבץ, מוליבדן מו, כרום Cr, סיליקון Si, יוד אני, פלואור  F, סלניום SE.
  לדוגמה, אם משקלו של אדם הוא 70 ק"ג, אז הוא מכיל (בגרם): סידן - 1700, אשלגן - 250, נתרן - 70, מגנזיום - 42, ברזל - 5, אבץ - 3.
מדענים הסכימו כי אם חלק המסה של אלמנט בגוף עולה על 10-2%, אז זה צריך להיחשב אלמנט מאקרו. חלקם של יסודות קורט בגוף הוא 10-3-10-5%. אם התוכן של אלמנט הוא מתחת 10-5%, זה נחשב ultramicroelement. כמובן, הדרגתיות כזו מותנית. לדבריה, מגנזיום נופל לתוך אזור הביניים בין macro ו microelements.
טבלה 1. צריכה יומית של יסודות כימיים בגוף האדם.

יסוד כימי	צריכה יומית, מ"ג
	מבוגרים	את הילדים
אשלגן, K	2000 - 5500	530
נתרן, Na	110 - 3300	260
סידן Ca	800 - 1200	420
מגנזיום	300 - 400	60
אבץ, Zn	15	5
ברזל, Fe	10 - 15	7,0
מנגן, Mn	2,0-5,0	1,3
נחושת, Cu	1,5-3,0	1,0
מוליבדן, מו	0,075-0,250	0,06
Chrome, Cr	0,05-0,2	0,04
Coobalt Co	0.2 (ויטמין B12)	0,001
כלור, Cl	3200	470
יוד I	0,15	0,07
סלן, ס	0,05-0,07	-
פלואור, F	1,5-4,0	0,6

אין ספק, הזמן יעשה התאמות לרעיונות המודרניים על המספר ואת התפקיד הביולוגי של אלמנטים כימיים מסוימים בגוף האדם. במאמר זה נמשיך ממה שכבר ידוע מהימן. התפקיד של macronutrients המרכיבים חומרים אורגניים ברור. לדוגמה, הכמות העיקרית של סידן וזרחן נכנסת לעצמות (סידן hydroxyphosphate הוא Ca10 (PO4) 6 (OH) 2), ו כלור בצורה של חומצה הידרוכלורית מכילה מיץ קיבה.
  יסודות קורט כלולים בסדרה הנ"ל של 22 אלמנטים המצויים בהכרח בגוף האדם. שים לב שרובם מתכות, ויותר ממחצית המתכות הן D- אלמנטים. אלה האחרונים בגוף יוצרים תרכובות תיאום עם מולקולות אורגניות מורכבות. לכן, זה כבר נקבע כי זרזים ביולוגיים רבים - אנזימים מכילים יונים המעבר מתכת (d- אלמנטים). לדוגמה, ידוע כי מנגן הוא חלק 12 אנזימים שונים, ברזל - ב 70, נחושת - ב 30, ואבץ - יותר מ 100. יסודות קורט נקראים חיוני אם תפקוד תקין של הגוף נעדר בהיעדרם או חוסר.
עם זרם קטן של אלמנט זה, הגוף סובל נזק משמעותי. הוא פועל על סף הישרדות. זאת בעיקר בשל ירידה בפעילות האנזימים המכילים מרכיב זה. עם עלייה במינון של האלמנט, התגובה מגדילה ומגיעה לנורמה (רמה). עם עלייה נוספת במינון, ההשפעה הרעילה של עודף של אלמנט זה באה לידי ביטוי, וכתוצאה מכך התוצאה הקטלנית אינו נכלל. עקומה באיור. 1 ניתן לפרש כדלקמן: הכל צריך להיות מתון מעט מאוד מזיק מאוד. לדוגמה, חסר בגוף של ברזל מוביל אנמיה, שכן הוא חלק של המוגלובין של הדם, או ליתר דיוק, החלק המרכיב שלה - heme. דם של מבוגר מכיל כ -2.6 גרם של ברזל. בתהליך של החיים בגוף, יש התפוררות מתמדת סינתזה של המוגלובין. כדי לחדש את הברזל שאבד עם התמוטטות המוגלובין, אדם צריך צריכת מזון יומית עם ממוצע של כ 12 מ"ג של אלמנט זה. הקשר של אנמיה עם חסר ברזל היה ידוע לרופאים במשך זמן רב, שכן כבר במאה ה -17, בכמה מדינות אירופיות עם אנמיה, נרשם עירוי של תלושי ברזל ביין אדום. עם זאת, עודף ברזל בגוף הוא גם מזיק. סיידרוזיה של העיניים והריאות קשורה אליו - מחלות הנגרמות על ידי תצהיר של תרכובות ברזל ברקמות של איברים אלה. הרגולטור העיקרי של ברזל בדם הוא הכבד.
  חוסר נחושת בגוף מוביל להרס של כלי הדם, צמיחת עצם פתולוגית, פגמים ברקמות החיבור. בנוסף, הוא האמין כי מחסור בנחושת הוא אחד הגורמים לסרטן. במקרים מסוימים, סרטן הריאות אצל אנשים מבוגרים קשורה לירידה הקשורה לגיל בתכולת הנחושת בגוף. עם זאת, עודף של נחושת בגוף מוביל הפרעות נפשיות שיתוק של כמה איברים (מחלת וילסון). רק כמויות גדולות יחסית של תרכובות נחושת לגרום נזק לבני אדם. במינונים קטנים, הם משמשים ברפואה כמו החמצה ו bacteriostatic (מעכב את הצמיחה ואת הרבייה של חיידקים) פירושו. לדוגמה, נחושת (II) גופרתי משמש לטיפול דלקת הלחמית בצורת טיפות עיניים (25% פתרון), כמו גם עבור ציד ב trachoma בצורת עפרונות העין (סגסוגת של נחושת (II) סולפט, אשלגן חנקתי, alum ו קמפור) . במקרה של כוויות עור עם זרחן, הוא wetted בשפע עם 5% נחושת (II) סולפט פתרון.
טבלה 2. תסמינים אופייניים של מחסור של אלמנטים כימיים בגוף האדם

מחסור באלמנט	סימפטום אופייני
סידן Ca	האטה בצמיחה השלדית
מגנזיום	התכווצויות שרירים
ברזל, Fe	אנמיה, מערכת החיסון לקוי
אבץ, Zn	פגיעה בעור, צמיחה מתמשכת, האטה בגיל ההתבגרות
נחושת, Cu	חולשת עורק, תפקוד כבד, תפקוד כבד, אנמיה משנית
מנגן, Mn	פוריות, פגיעה בשלד השלד
מוליבדן, מו	האטה בצמיחה התא, נטייה לעששת
Coobalt Co	אנמיה ממאירה
ניקל, ני	דיכאון מוגבר, דרמטיטיס
Chrome, Cr	סימפטומים של סוכרת
סיליקון, סי	צמיחה שלילית של השלד
פלואור, F	עששת
יוד I	שיבוש בלוטת התריס, האטת חילוף החומרים
סלן, ס	חולשת שרירים (במיוחד הלב)

הפונקציה הביולוגית של מתכות אלקליות אחרות בגוף בריא עדיין לא ברורה. עם זאת, ישנן אינדיקציות כי על ידי החדרת יונים ליתיום לתוך הגוף, אפשר לטפל באחת הצורות של פסיכוזה מאניה דיכאון. אנחנו נותנים שולחן. 2, שממנו תפקיד חשוב של מרכיבים חיוניים אחרים גלוי.

ישנם מספר רב של יסודות כימיים, במיוחד בקרב הכבד, שהם רעלים לאורגניזמים חיים - יש להם השפעה ביולוגית שלילית. בהתאם למערכת התקופתית ד. Mendeleev חומרים כאלה הם Ni, כמו, Se, Pd, Ag, Cd, Sb, Te, Pt, Au, Ba, Hg, Tl, Pb, Bi.
  למעט בריליום בריום, אלמנטים אלה יוצרים תרכובות גופרית חזקה. קיימת דעה כי הסיבה לפעולה של רעלים קשורה לחסימת קבוצות תפקודיות מסוימות (בפרט, sulfhydryl) חלבון, או תזוזה של יונים מתכת אנזימים מסוימים, למשל, נחושת ואבץ. האלמנטים הנ"ל נקראים טומאה. עד לתוכן מסוים של אלמנטים אלה, הגוף אינו חווה תופעות מזיקות, אך עם עלייה משמעותית הריכוז, הם הופכים רעילים.

ישנם אלמנטים שהם כמויות גדולות יחסית של רעלים, ובריכוזים נמוכים יש השפעה מועילה. לדוגמה, ארסן - רעל חזק המפר את מערכת הלב וכלי הדם ומדביק את הכליות והכבד, הוא שימושי במינונים קטנים, ורופאים רושמים אותו כדי לשפר את התיאבון. חמצן, הכרחי לנשימה בבני אדם, בריכוז גבוה (במיוחד תחת לחץ) יש השפעה רעילה.
  מדוגמאות אלה ברור כי ריכוז של אלמנט בגוף משחק תפקיד משמעותי מאוד ולפעמים קטסטרופלי. בין האלמנטים טומאה, יש כאלה במינונים קטנים יש תכונות ריפוי יעיל. לפיכך, קוטל חיידקים (גרימת מוות של חיידקים שונים) רכוש של כסף ומלחים שלה כבר זמן רב. לדוגמה, ברפואה, פתרון של כסף קולואדול (collargol) משמש לשטיפת פצעים, שלפוחית ​​השתן, בדלקת שלפוחית ​​השתן כרונית ובדלקת השתן, וכן בצורת טיפות עיניים בדלקת הלחמית הפרכנית ובמהירות רבה יותר. עפרונות כסף חנקתי משמשים לצרוב של יבלות ו granulations. ב לדלל פתרונות (0.1-0.25%) כסף חנקתי משמש כחומצה סוכן מיקרוביאלית עבור קרמים, כמו גם טיפות עיניים. מדענים מאמינים כי ההשפעה המצטברת של חנקתי כסף קשורה עם האינטראקציה שלה עם חלבונים ברקמות, אשר מוביל להיווצרות של מלחי חלבונים של כסף - אלבומין. כסף עדיין לא נחשב מרכיב חיוני, אבל התוכן הגבוה שלה כבר הוקמו בניסויים במוח האנושי, בבלוטות האנדוקריניות, ובכבד. כסף מגיע אורגניזם עם מזון ירקות, למשל עם מלפפונים וכרוב.
בהתחשב במערכת תקופתית, שאפיינה את bioactivity של אלמנטים בודדים. ההערכה מבוססת על הסימפטומים של חסר או עודף של אלמנט מסוים. הוא בוחן את הסימפטומים הבאים (בסדר עולה של השפעה):
1 - אובדן תיאבון;
2 - הצורך לשנות את הדיאטה;
3 - שינויים משמעותיים בהרכב הרקמות;
4 - נזק מוגבר למערכת ביוכימית אחת או יותר, המתבטאת בתנאים מיוחדים;
5 - אי יכולתן של מערכות אלו בתנאים מיוחדים;
6 - סימנים תת-קליניים של אי-יכולת;
7 - תסמינים קליניים של נכות ונזק מוגבר;
8 - צמיחה מפגרת;
9 - חוסר תפקוד הרבייה.
  הצורה הקיצונית של הביטוי של חסר או אלמנט עודף בגוף הוא קטלני. הערכה של bioactivity של אלמנט נעשה על סולם תשע נקודות בהתאם לאופי של סימפטום אשר ספציפיות זוהו.
  עם הערכה כזו, אלמנטים חיוניים מאופיינים הציון הגבוה ביותר. לדוגמה, אלמנטים מימן, פחמן, חנקן, חמצן, נתרן, מגנזיום, זרחן, גופרית, כלור, אשלגן, סידן, מנגן, ברזל, וכו 'מאופיינים בסכום של 9 נקודות.

זיהוי התפקיד הביולוגי של אלמנטים כימיים בודדים בתפקוד של אורגניזמים חיים (בני אדם, בעלי חיים, צמחים) הוא משימה חשובה ומרתקת. מינרלים, כמו ויטמינים, לעתים קרובות לפעול כמו קואנזימים במהלך קטליזה של תגובות כימיות המתרחשות כל הזמן בגוף.
  המאמצים של מומחים מכוונים לחשוף את מנגנוני הביטוי של bioactivity של אלמנטים בודדים ברמה המולקולרית (מאמרים על ידי NA Ulakhnovich "קומפלקסים של מתכות אורגניזמים חיים": Soros חינוכית Journal. 1997. מס '8 עמ' 27-32, DA Lemenovsky "קשרים מתכות בטבע ": שם № 9. ס 48-53). אין ספק כי אורגניזמים חיים יונים מתכת הם בעיקר בצורה של תרכובות תיאום עם מולקולות "ביולוגיות" הפועלים ligands. המאמר בשל הכמות המוגבלת של חומר ניתנת, המתייחסת בעיקר לגוף האדם. הבהרת התפקיד של מתכות בפעילות חיונית של צמחים ללא ספק להוכיח שימושי החקלאות. העבודה בכיוון זה מתבצעת באופן נרחב במעבדות של מדינות שונות.
שאלה מעניינת מאוד היא על העקרונות של בחירת הטבע של אלמנטים כימיים לתפקוד של אורגניזמים חיים. אין ספק כי שכיחותם אינה גורם מכריע. גוף בריא עצמו הוא מסוגל לווסת את התוכן של אלמנטים בודדים. אם יש בחירה (מזון ומים), בעלי חיים באופן אינסטינקטיבי יכולים לתרום תקנה זו. האפשרויות של צמחים בתהליך זה מוגבלות. ההכרה המודעת של האדם בתוכן המיקרו-אלמנטים בקרקע של קרקע חקלאית היא גם אחת המשימות החשובות העומדות בפני החוקרים. הידע שנרכש על ידי מדענים בכיוון זה כבר התגבש בסניף חדש של כימיה מדעית - כימיה ביו-אורגנית. לכן, ראוי לזכור את דבריו של המדען המצטיין של המאה XIX א Ampere: "מאושרים הם אלה אשר מפתחים המדע בשנים שבהן הוא לא שלם, אבל כאשר התור מכריע כבר התבגר בו". מילים אלה יכולות להיות שימושיות במיוחד לאלה העומדים בפני בחירה של מקצוע.