Биогенная роль элементов II А группы

 

Кальций – микроэлемент. Кальцию принадлежит исключительно важная биогенная роль. Он необходим организмам для скелетообразования, костной ткани, зубов, сердечной и нервной деятельности. 

Кальций играет большую роль в процессах фотосинтеза, образо-вания белков различных органических кислот. В животных организ-мах его присутствие необходимо для свертывания крови, осаждения казеина (сложного белка) при действии сычужного фермента. Избы-ток ионов кальция подавляет возбудимость мышечной ткани и нерв-ных волокон, повышает тонус сердечной мышцы, действие нервной системы.

Радиоактивный изотоп кальция (⁴⁵Са) широко используется в биологии и медицине при изучении процессов минерального обмена в живых организмах, процессов усвоения кальция растениями. Многие растения являются кальцефильными, например европейская лиственница, европейская пихта, пушистый дуб. Для своего развития они требуют повышенные концентрации кальция в почвах с нейтральной или слабощелочной средой. Ион Са²⁺ – антагонист иона Mg²⁺: Ca²⁺, в отличие от Mg²⁺, является внеклеточным катионом. При поступлении избытка солей Mg наблюдается усиленное выделение кальция из костной ткани.

Основная масса Са находится в костной и зубной тканях. Са, вводимый с пищей, только на 50% всасывается в кишечнике. Плохое всасывание является следствием образования труднорастворимого Са₃(РО₄)₂. Кальций не используется внутри клетки, он выступает в ка-честве строительного материала в организме, в костях, зубах. Скелет – основное хранилище кальция в организме.

Нарушение нормального обмена веществ приводит к отложениям кальциевых солей в различных органах (образование «камней», глаукомы, артериосклеротические изменения сосудов и др.). Ионы кальция участвуют в обмене веществ, они поддерживают в норме свертываемость крови. Ежедневная нормальная доза кальция для здорового человека со-ставляет 1 г. Кальций содержат шпинат, молочные продукты, сыр, аб-рикосы.

Са – почвообразующий элемент. Почвы с высоким содержанием Са отличаются хорошей структурой и высоким плодородием. Почвы, бедные Са, наоборот, имеют высокую кислотность.

Магний – необходимая часть молекулы хлорофилла растений, без которого не могут происходить процессы фотосинтеза и развитие растительного мира.

Магниевое микроудобрение – доломит MgCO₃ ⋅ CaCO₃.

В растениях магний участвует также в превращениях фосфорных соединений, в образовании жиров, в синтезе и распаде углеводов. При недостатке магния в почвах у растений возникает заболевание – хлороз (разрушение хлорофилла, обесцвечивание хлоропласта), у животных – мышечные судороги, наблюдается остановка роста конечностей. Белое вещество мозга содержит Mg больше, чем серое; спинной мозг – больше, чем головной. Богаты Mg абрикосы, персики, цветная капуста, картофель, помидоры. Магний содержат орехи, мед, морские продукты, хлеб из обойной муки, фасоль, горох, овсяная и гречневая крупы.

Стронций концентрируется в костях, частично заменяя кальций. Радиоактивный изотоп Sr вызывает лучевую болезнь. Он поражает костную ткань и, в особенности, костный мозг. Накопление ⁹⁰₃₈Sr в атмосфере и в организме способствует развитию лейкемии и рака кос-тей. Применение ЭДТА для удаления Sr приводит к дополнитель-ному вымыванию Са из костей. Поэтому используют не кислоту, а Na₂CaЭДТА – комплекс.

Избыток стронция вызывает ломкость костей, стронциевый рахит и др. Причина – замена кальция костного вещества стронцием: ион стронция легко вымывается из костей, и наступает их разрушение.