Биологически значимые элементы (в противоположность биологически инертным элементам) — химические элементы, необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности.
Элементы, обеспечивающие жизнедеятельность организма, классифицируют по разным признакам — содержанию в организме, степени необходимости, биологической роли, тканевой специфичности и др. Обычно их делят на
- макроэлементы (сотые доли процента и более);
- микроэлементы (от стотысячных до тысячных долей процента);
Органогенные элементы
Основную долю массы клетки составляют 4 элемента
- Кислород
- Углерод
- Водород
- Азот
Эти макроэлементы называют органогенными элементами или макронутриентами. Преимущественно из них построены белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и многие другие органические вещества. Иногда эти четыре элемента обозначают акронимом CHNO, состоящим из их обозначений в таблице Менделеева.
Другие макроэлементы
Ниже перечислены другие макроэлементы
- Кальций
- Фосфор
- Калий
- Сера
- Натрий
- Хлор
- Магний
Микроэлементы
Термин «микроэлементы» получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века. В частности, для агрономов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в удобрениях (троица NPK — азот, фосфор, калий) не обеспечивает нормального развития растений.
Микроэлементы — элементы, содержание которых в организме человека находится в пределах от 0,01 до 0,00001 % (от нескольких г до нескольких мг); другими словами, к микроэлементам относятся все элементы, содержание которых меньше 0,1 % массы тела. По своему значению для обеспечения жизнедеятельности организма, микроэлементы можно разделить на три группы: микроэлементы эссенциальные, микроэлементы условно эссенциальные, микроэлементы токсичные и малоизученные. Сложность подобной классификации микроэлементов состоит в том, что сами эссенциальные микроэлементы при определённых условиях могут вызывать токсичные реакции,а отдельные токсические микроэлементы при определённой дозировке и экспозиции могут обнаруживать свойства эссенциальных, т.е. оказываться жизненно важными. Содержание микроэлементов в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Поддержание их содержания в тканях на физиологическом уровне необходимо для поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма.
Эссенциальные микроэлементы
Эссенциальными (или жизненно необходимыми) называют микроэлементы, которые постоянно присутствуют в организме и для которых установлена их исключительная роль в обеспечении жизнедеятельности. Все жизненно необходимые микроэлементы поступают в организм с пищей и питьевой водой. Среди них (в алфавитном порядке):
- Ванадий (V)
- Железо (Fe)
- Иод (I)
- Кобальт (Co)
- Кремний (Si)
- Литий (Li)
- Никель (Ni)
- Марганец (Mn)
- Медь (Cu)
- Молибден (Mo)
- Мышьяк (As)
- Селен (Se)
- Фтор (F)
- Хром (Cr)
- Цинк (Zn)
Условно эссенциальные микроэлементы
Условно эссенциальными (или условно жизненно необходимыми) называют микроэлементы, в отношении которых накапливается всё больше данных об их важной роли в обеспечении жизнедеятельности организма. Среди них (в алфавитном порядке):
- Бор (B)
- Бром (Br)
- Кадмий (Cd)
- Свинец (Pb)
- Стронций (Sr)
- Титан (Ti)
Токсичные и малоизученные микроэлементы
К токсичным и малоизученным относится большая группа элементов, которые в микроколичествах постоянно присутствуют в организме, однако их биологическая роль изучена ещё недостаточно. Так как многие из этих элементов обладают относительно высокой токсичностью, обычно основное внимание уделяется именно их вредному воздействию на организм. Токсичные и малоизученные микроэлементы не входят в число эссенциальных микроэлементов. Среди них (в алфавитном порядке):
- Алюминий (Al)
- Барий (Ba)
- Бериллий (Be)
- Галлий (Ga)
- Германий (Ge)
- Висмут (Bi)
- Олово (Sn)
- Радий (Ra)
- Серебро (Ag)
- Скандий (Sc)
- Рубидий (Rb)
- Торий (Th)
- Уран (U)
- Цезий (Cs)
- Цирконий (Zr)