Минеральный обмен — 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&minus. и HCO&minus.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 K+. содержание Mg2+ в клетках выше, чем в плазме крови. В эритроцитах человека, кролика, курицы больше K+, 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 P, 2000-3000 К, по 4000-6000 Na и Cl, 500-600 Mg, около 15 Fe. Некоторые элементы (K, 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, K, CI, B, I).
Концентрация отдельных ионов внутри организма поддерживается с высокой точностью специальными системами регуляции: Na+ и K+ — гормонами коры надпочечников, Ca2+ — 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 K (в т. ч. 2 % во внеклеточной жидкости). При повышении концентрации K 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 5·105 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&minus. | SO42- | PO43- | НСО3&minus. | |
| 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 поперечнополосатая) | 10 | 160 | — | 35 | 2 | — | 140 | 8 |
| 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.
Источник: Большая Советская Энциклопедия (БСЭ) 1926-1990г.