Слово
«элемент» имеет множество значений. Так, например, называются атомы
одного вида, имеющие одинаковый заряд ядра. А что такое «микроэлементы»?
Так называют химические элементы, которые содержатся в животных и
растительных организмах в очень малых количествах. Так, в человеческом
организме 65 процентов кислорода, около 18 процентов углерода, 10
процентов водорода. Это макроэлементы, их много. А вот титана и алюминия
всего по одной тысячной доле процента — именно их и можно назвать
микроэлементами.
На заре биохимии на такие пустяки
внимания не обращали. Подумаешь, какие-то там сотые или тысячные доли
процента. Такие количества тогда и определять-то не умели.
Техника и методы анализов
совершенствовались, и ученые находили все большее и большее количество
элементов в живых объектах. Однако роль микроэлементов долгое время
установить не удавалось. Даже и сейчас, несмотря на то, что химический
анализ позволяет определять миллионные и даже стомиллионные доли
процента примесей практически в любых образцах, значение многих
микроэлементов для жизнедеятельности растений и животных еще не
выяснено.
Но кое-что сегодня уже известно.
Например, что в различных организмах присутствуют такие элементы, как
кобальт, бор, медь, марганец, ванадий, йод, фтор, молибден, цинк и даже…
радий. Да, именно радий хотя и в ничтожных количествах.
Кстати говоря, ныне в составе организма
человека обнаружено около 70 химических элементов, и есть основание
полагать, что в человеческих органах содержится вся периодическая
система. Причем каждый элемент играет какую-то вполне определенную роль.
Существует даже точка зрения, что многие заболевания возникают из-за
нарушения микроэлементного равновесия в организме.
Железо и марганец играют важную роль в
процессе фотосинтеза растений. Если вырастить растение на почве, не
содержащей даже следов железа, листья и стебли его будут белыми как
бумага. Но стоит опрыскать такое растение раствором солей железа, как
оно принимает свой естественный зеленый цвет. Медь тоже необходима в
процессе фотосинтеза и влияет на усвояемость растительными организмами
соединений азота. При недостаточном количестве меди в растениях очень
слабо образуются белки, в состав которых входит азот. Сложные
органические соединения молибдена входят в качестве составных частей в
различные ферменты. Именно они способствуют лучшему усвоению азота.
Недостаток молибдена порой приводит к ожогу листьев из-за большого
накопления в них солей азотной кислоты, которые в отсутствии молибдена
не усваиваются растениями. И на содержание в растениях фосфора молибден
оказывает влияние. В его отсутствие не происходит превращения
неорганических фосфатов в органические. Недостаток молибдена сказывается
и на накоплении пигментов (красящих веществ) в растениях — появляется
пятнистость и бледная окраска листьев.
В отсутствие бора растения плохо
усваивают фосфор. Бор способствует также лучшему передвижению по системе
растения различных сахаров.
Микроэлементы играют важную роль не
только в растительных, но и в животных организмах. Оказалось, что полное
отсутствие ванадия в пище животных вызывает потерю аппетита и даже
смерть. В то же время повышенное содержание ванадия в пище свиней
приводит к их быстрому росту и к отложению толстого слоя сала.
Цинк, например, играет важную роль в обмене веществ и входит в состав эритроцитов животных.
Печень, если животное (и даже человек)
находится в возбужденном состоянии, выбрасывает в общий круг
кровообращения марганец, кремний, алюминий, титан и медь, но при
торможении центральной нервной системы — марганец, медь и титан, а
выделение кремния и алюминия задерживает. В регулировании содержания
микроэлементов в крови организма принимают участие, кроме печени, мозг,
почки, легкие и мышцы.
Установить роль микроэлементов в
процессах роста и развития растений и животных — важная и увлекательная
задача химии и биологии. В недалеком будущем это, безусловно, приведет к
весьма значительным результатам. И откроет науке еще один из путей к
созданию второй природы. |