Biominerale - tipuri și funcții

Biomineralizarea reprezinta procesul de inglobare a biomineralelor in organismele vii.

Totalitatea mineralelor ce iau parte la procesul de biomineralizare se numesc biominerale si reprezinta componentele principale ale materiei vii.

Conceptiile asupra compozitiei materiei vii au evoluat mult in ultimul timp, in paralel cu progresele realizate in biochimie. Daca la inceputul cercetarilor se considera ca 12 – 15 elemente ar putea fi suficiente, astazi se stie ca in diferite organisme exist peste 60 de elemente care nu reprezinta amestecuri intamplatoare, ci sunt combinatii bine individualizate, cu un rol specific. In ansamblul fiintelor vii, unele se gasesc constant iar altele numai in urme.

I. CLASIFICAREA ELEMENTELOR BIOMINERALE CE INTRA IN COMPONENTA CORPULUI UMAN

a) Elemente de constitutie (plastice, bioelemente): oxigen = 62,81%, carbon = 19, 37%, hidrogen = 9,31%, azot = 5,14%, care impreuna reprezinta 96,63% din compozitia organismului.

b) Elemente majore metalice (biometale): calciu = 0,63%, potasiu = 0,22%, sodiu = 0,10%, magneziu = 0,04%.

c) Elemente majore metaloidice ( biometaloide): fosfor = 0,63%, sulf = 0,64%, clor = 0,10%

Se observa ca aceste 11 elemente insumeaza peste 99,7% din componentii organismului uman.

Coparandu-le cu situarea lor in tabelul lui Mendeleev se constata ca cele patru elemente din perioada I si a II-a (H,C, O, N) reprezinta 96,63%: adaugand la acestea si cele cinci elemente din perioada a III-a ( Na, Mg, P, S, Cl) cu atomi mici, reprezinta 98% din corpul omenesc.

Chiar si prin simplul fapt ca au un rol plastic arata necesitatea asigurarii lor prin nutritie. Aceasta observatie de o mare valoare practica a fost mult timp neglijata. In agricultura se suplimenteaza obisnuit solul cu ingrasaminte ce contin N, P, K dar se neglizeaza sulful, de aceea renuntandu-se la sulfatii de amoniu potasiu si la superfosfati (care contin ca impuritate S), s-au lipsit plantele de sulf, element mai necesar decat fosforul, fiind implicat in biosinteza proteinelor si reactiile catalitice , scazand astfel productia agricola.

Restul elemntelor, numite olgoelemente, desi apar in concentratii mici, sunt absolute necesare, conditionand sub diferite aspecte, chiar existenta materiei vii

Asupra importantei substantelor minerale atrage atentia E. Pora , aratand ca materia vie s-a constituit intr-un mediu mineral si ca intre macromoleculele organice si ioni continua sa existe interactiuni care fac din acestia un element indispensabil vietii.

Tabelu 1. Cantitatile medii ale oligoelementelor in procente pentru organismul uman

II. METABOLISMUL APEI

Organismul uman, avand sisteme complexe de reglare se poate adapta la variatiile aportului de apa, totusi scaderea sub 10 % fata de necesitati duce la fenomene manifestate de deshidratare; excesul, la “intoxicatia” cu apa. Necesitatea de apa este generala pentru toate vietuitoarele deoarece reactiile biologice se desfasoara cu predilectie in mediul apos, procesele fundamentale ale vietii putandu-se considera ape de o parte ca tansformari ale unor molecule complexe, insolubile, in altele mai mici, hidrosolubile, iar pe de alta parte, utilizarea acestora pentru alcatuirea componentilor specifice organismului respectiv.

O dovada a importantei apei pentru materia vie este ilustrata prin raspandirea ei generala si in cantitati apreciabile; de exemplu la plante in talul algelor (98%), cartof (75%), boabe de grau (13.6%), nuca de cocos (5.8%), iar la nevertebrate; lipitoare (82.5%), melci (80%), steaua de mare (76%), insecte (10%). Unele animale marine au proportia de apa similara cu a mediului ambient (peste 90%), pastrandu-si totusi o forma definite, iar algele, un metabolism foarte activ, au chiar 98% apa. La om, volumul total al apei variaza intre 50 si 70% din greutatea corpului.

In cardrul aceleiasi specii, proportia de apa poate varia cu clima, fiind mai redusa in regiunile secetoase si cu stadiul de dezvoltare, de exemplu, un foetus uman de 3-4 luni are 93%, noul nascut la termen, 80.% iar adultul,72%. Din aceste date se poate trage concluzia ca exista un parallelism intre intensitatea proceselor metabolice si continutul in apa, deoarece la embrioni procesele metabolice sunt mai active ca la noul nascut, si la tineri mai mari decat la adulti.