3. Біологічне значення складних біонеорганічних речовин

Серед складних речовин виокремлюють оксиди, кислоти, основи і солі.

 

Оксидами є складні сполуки, які складаються з атомів двох видів, один з яких є Оксиген.

 

Кислотні оксиди ($C{O}_2,S{O}_2,S{O}_3,N_2{O}_5,P_2{O}_5$) переважно добре розчиняються у воді й утворюють мінеральні кислоти. Карбон(\(IV\)) оксид (вуглекислий газ, $C{O}_2$) є регулятором дихання, а карбон (\(II\)) оксид (чадний газ, $\mathit{CO}$) — є токсичною речовиною.

Основні оксиди (за винятком оксидів лужних і деяких лужноземельних металів ($K_{2}O,{\mathit{Na}}_{2}O,\mathit{MgO}$) переважно нерозчинні у воді й здатні реагувати з кислотами з утворенням важливих для живих організмів солей і основ.

 

Серед амфотерних оксидів найбільше значення має $H_{2}O$. У живих системах важливу роль виконує гідроген пероксид $H_2{O}_2$, який є сильним окисником і тому небезпечним для клітин.

 

Кислотами називаються сполуки, що містять у молекулах йони Гідрогену та кислотні залишки. Основною біологічною властивістю кислот є їхня здатність до дисоціації й визначення кислотності рідин  внутрішнього середовища. Кислоти утворюють важливі для живих організмів аніони ($N{O}_3^{-},{\mathit{Cl}}^{-},S{O}_4^{2-},C{O}_3^{2-}$) беруть участь у регуляції процесів, та катіони $H^{+}$, від концентрації яких залежить \(рН\) рідин і секретів.

 

Сильні кислоти активують травні ферменти ($\mathit{HCl}$), здатні розчиняти мінеральні сполуки, що надходять для обміну речовин ($H_{2}S{O}_4$), будують важливі біомолекули (залишки $H_{3}P{O}_4$ у складі АТФ, нуклеотидів, фосфоліпідів тощо).

 

У слабких кислот лише невелика частина молекул дисоціює повністю на йони, але й вони активно залучаються для регуляції рН крові ($H_{2}C{O}_3$ й карбонатна буферна система), для утворення органічних сполук ($H_{2}S$ для бактеріального фотосинтезу) тощо.

 

Основами називають сполуки, що складу яких входять йони металу і гідроксильні групи (${\mathit{OH}}^{-}$). Основи мають здатність зв'язувати йони  $H^{+}$ та беруть участь в утворенні буферних систем. Більшість основ у воді нерозчинні, тому живі організми утворюють їх як кінцеві продукти окисно-відновних реакцій.

 

Розчинні основи беруть участь:

Мінеральні солі — це продукти повного або часткового заміщення атомів Гідрогену в кислотах на атоми металів.

 

Розчинні солі під час дисоціації розкладаються на катіони металів та аніони кислотних залишків, завдяки чому відбуваються надходження із середовища існування до біосистем багатьох поживних елементів, окисно-відновні реакції, реакції обміну з основами, кислотами та іншими солями.

 

Нерозчинні солі багато організмів використовують для побудови захисних та опорних утворень (наприклад, $\mathit{CaC}{O}_3$ та ${\mathit{Ca}}_3{(P{O}_4)}_2$ утворюють черепашки, скелети коралів, зуби хребетних).

 

Кислі солі, які утворюються у реакціях між лугами і кислотами, беруть участь у формуванні буферних систем.

 

Із розчинних солей для організмів найбільше значення мають солі, до складу яких входять катіони Натрію, Калію, Кальцію, Магнію, Феруму та залишки хлоридної, сульфатної та нітратної кислот. Ці йони забезпечують транспортування речовин крізь мембрани клітин, регуляцію роботи серця, проведення збудження, активацію ферментів, тощо.