Минеральные соли могут содержаться в организме в растворенном виде (диссоциированными на ионы) или в нерастворимом виде.
Важную роль в жизнедеятельности клетки играют растворимые минеральные соли, представленные в основном катионами К+, Na+, Ca2+, Mg2+ и анионами НРО42-, Н2РО4-, Сl-, НСO3-.
Многие ионы неравномерно распределены между клеткой и окружающей средой. Именно благодаря существованию подобных градиентов концентраций осуществляются многие важные процессы жизнедеятельности, такие, например, как возбуждение нервных клеток и сокращение мышечных волокон.
На внешней клеточной мембране высокая концентрация ионов Na+, а на внутренней — ионов К+. Этот факт обуславливает передачу возбуждения по нервам и мышце. Са+2, Mg+2 являются активаторами многих ферментов, если их недостаточно, то нарушается процесс обмена веществ. Mg+2 поддерживает целостность рибосом, работу митохондрий. Са3(РО4)2 есть в составе костей, а СаСО3 — в составе раковин моллюсков.
Ионы растворимых солей Na+, K+, Cl- Mg2+, SO42- в организме человека и животных выполняют ряд важных функций:
- создают условия для передачи нервных импульсов;
- регулируют проницаемость мембран;
- участвуют в мышечных сокращениях;
- поддерживают осмотическое давление крови и нормализуют водный баланс;
- регулируют кислотно-щелочной баланс;
- усиливают действие желудочных соков, участвуют в формировании кислых и щелочных ферментов.
Анионы слабых кислот участвуют в поддержании кислотно-щелочного баланса (рН) клетки. Анионы фосфорной кислоты необходимы для синтеза главной энергетической молекулы — АТФ, нуклеотидов и нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).
От концентрации солей внутри клетки зависят буферные свойства, то есть способность поддерживать слабощелочную среду. Внутри клетки буферность обеспечивается анионами Н2РО4-, во внеклеточной жидкости и в крови роль буфера играют НРО4-2, НСО3-.
Неорганические соли — KNO3, CaSO4, Na3PO4 — служат важными компонентами минерального питания растений.
Функции минеральных солей в клетке и организме
| Роль | Пояснение | Примеры |
|---|---|---|
| Создание осмотического баланса | Состав минеральных солей и их концентрация определяют осмотическое давление жидкостей внутри клеток и полостей тела. Благодаря осмотическому давлению формируется гидроскелет беспозвоночных и тургор растений | Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3-, H2PO4-, HPO42-, SO42- |
| Поддержание буферных свойств | Буферность — способность поддерживать рН на определенном уровне. За поддержание рН клеток и тканей отвечают фосфатная и бикарбонатная буферные системы | HPO42- + H+ ↔ H2PO4-; HCO3- + H+ ↔ H2CO3 |
| Поддержание градиентов концентраций | В клетке и межклеточном пространстве поддерживаются определенные концентрации ионов. Благодаря существованию градиентов концентраций осуществляются такие важные процессы жизнедеятельности, как возбуждение нервных клеток и сокращение мышечных волокон | Na+, K+, Ca2+, Cl- |
| Формирование скелетных образований | Кости скелета позвоночных в основном состоят из фосфатов кальция и магния. Раковины моллюсков формируются из карбоната кальция | Ca2+, Mg2+, PO43-, CO32- |
| Передача нервных импульсов | Участвуют в работе химических синапсов | Ca2+, К+, Na+, Cl- |