потребление неорганических веществ, их всасывание (обычно в желудочно-кишечном тракте), распределение в организме, участие в физико-химических явлениях и биохимических реакциях и выделение. Основное значение М. о. заключается в поддержании определённых физико-химических условий во внутренней среде организма, в формировании и сохранении структур плотных тканей (скелета), а также в специфической регуляции ферментативных реакций. Неравномерное распределение ионов между клеткой и средой лежит в основе биоэлектрических явлений (см.
Биоэлектрические потенциалы). У человека в плазме крови, межклеточной и спинномозговой жидкостях из катионов преобладает Na
+, из анионов - Cl
- и HCO
-3 (см. табл.). Ионный состав жидкостей, выделяемых поджелудочной, молочной и др. железами, значительно отличается от плазмы крови и обусловлен специфической секреторной активностью клеток железистого эпителия. Особенно сильно могут варьировать концентрации ионов в жидкостях, вырабатываемых органами выделения, которые усиливают экскрецию ионов при их избытке в организме и снижают её при их дефиците. Внутри большинства клеток из катионов преобладает К
+; содержание Mg
2+ в клетках выше, чем в плазме крови. В эритроцитах человека, кролика, курицы больше К
+, чем Na
+, но у некоторых животных (например, у собак и овец ряда генетических линий) в эритроцитах, как и в плазме, преобладает Na
+. Ионы неравномерно распределены и между отдельными органоидами клетки: например, Na
+ больше в ядре, чем в цитоплазме. Суточная потребность человека в отдельных химических элементах различна и зависит от возраста, пола, климата, рода деятельности, состава рациона. В среднем с пищей и водой человек ежесуточно должен получать (в мг): 800-1500 Ca, 1200-2000 Р, 2000-3000 К, по 4000-6000 Na и CI, 500-600 Mg, около 15 Fe. Некоторые элементы (К, Na) всасываются полностью, другие (Ca, Fe) - частично. Всосавшиеся в желудочно-кишечном тракте ионы поступают в кровь и лимфу; некоторые ионы связываются со специфическими белками плазмы (см.
Металлопротеиды) и т. о. переносятся с током крови. Ряд элементов депонируется в печени и в др. тканях (например, в костях много Ca, Mg, Sr, F). Избыток солей выводится у человека и млекопитающих кишечником (в основном Ca, Fe, Cu, Sr) и почками (в основном Na, К, CI, В, I). Концентрация отдельных ионов внутри организма поддерживается с высокой точностью специальными системами регуляции: Na
+ и К
+ - гормонами коры надпочечников, Ca
2+ - гормонами щитовидной и околощитовидной желёз. В организме мужчины, весящего 70 кг, содержится около 100 г Na (в т. ч. в костной ткани 40-45 \%, во внеклеточной жидкости 50 \% и меньше 10 \% в клетках) и около 120
г К (в т. ч. 2 \% во внеклеточной жидкости). При повышении концентрации К в плазме крови нарушается сердечная деятельность, при понижении - возникают мышечная слабость, периодические параличи, нарушения функции почек и желудочно-кишечного тракта. Свыше 90 \% Ca (около 900 г) сосредоточено в костях. Карбонат и фосфат кальция используются у большинства животных не только для построения скелета, но и для поддержания определённого уровня этого элемента в плазме, независимо от его поступления с пищей. Некоторые организмы способны накапливать большие количества того или иного элемента. Так, концентрация V у некоторых асцидий в 5․10
5 раз выше, чем в морской воде; другие оболочники способны активно накапливать Nb. См. также
Биогенные элементы,
Водно-солевой обмен,
Микроэлементы и статьи об отдельных элементах, например
Кальций в организме. О М. о. у растений см.
Минеральное питание растений.
Концентрация ионов в жидкостях организма человека
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Исследуемые жидкости | Концентрация ионов, мэкв/л |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| | Na+ | K+ | Ca2+ | Mg2+ | Сl- | SO42- | PO43- | НСО3- |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Плазма крови | 142 | 5 | 5 | 1,1 | 103 | 1 | 2 | 27 |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Спинномозговая жидкость | 142 | 3 | 2,5 | 2 | 124 | - | - | 21 |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Женское молоко | 14 | 16 | 17 | 3 | 11 | - | 6 | - |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Внутриклеточная жидкость (мышца | 10 | 160 | - | 35 | 2 | - | 140 | 8 |
| поперечнополосатая) | | | | | | | | |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Межклеточная жидкость | 144 | 5 | 2,5 | 1,5 | 114 | 1 | 2 | 30 |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Пот | 75 | 5 | 5 | - | 75 | - | - | 0 |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Сок поджелудочной железы | 148 | 7 | 6 | 0,3 | 80 | 8,4 | - | 80 |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Лит.: Ньюман У., Ньюман М., Минеральный обмен кости, пер. с англ., М., 1961; Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967; Семенов Н. В., Биохимические компоненты и константы жидких сред и тканей человека, М., 1971; Mineral metabolism, v. 1-3, N. Y. - L., 1960-69.
Ю. В. Наточин.