No skolas ķīmijas stundām visi zina, ka cilvēka organismā ir gandrīz visi elementi no D. I. Mendeļejeva periodiskās tabulas. Dažu produktu procentuālais saturs ir ļoti nozīmīgs, savukārt citi ir tikai nelielā daudzumā. Bet katrs no organismā atrodamajiem ķīmiskajiem elementiem pilda savu svarīgo lomu. Cilvēka organismā minerālvielas atrodas sāļu veidā, organiskās vielas tiek pasniegtas kā ogļhidrāti, olb altumvielas un citi. Jebkura no tiem trūkums vai pārsniegums izraisa normālas dzīves traucējumus.
Kaulu ķīmiskais sastāvs ietver virkni elementu un to vielu, lielākā mērā tie ir kalcija sāļi un kolagēns, kā arī citi, kuru procentuālais daudzums ir daudz mazāks, taču to loma ir ne mazāk nozīmīga. Skeleta stiprums un veselība ir atkarīga no sastāva līdzsvara, ko, savukārt, nosaka daudzi faktori, sākot no veselīga uztura līdz vides ekoloģiskajai videi.
Savienojumi, kas veido skeletu
Kaulu ķīmiskajā sastāvā ietilpst vielas organiskās unneorganiskā izcelsme. Tieši pusi no masas veido ūdens, atlikušos 50% dala osīns, tauki un kaļķi, kalcija un magnija fosfora sāļi, kā arī nātrija hlorīds. Minerāldaļa veido apmēram 22%, un organiskā daļa, ko pārstāv olb altumvielas, polisaharīdi, citronskābe un fermenti, aizpilda apmēram 28%. Kauli satur 99% kalcija, kas atrodams cilvēka organismā. Zobiem, nagiem un matiem ir līdzīgs sastāvs.
Pārvērtības dažādās vidēs
Lai apstiprinātu kaulu ķīmisko sastāvu, anatomiskajā laboratorijā var veikt šādu analīzi. Organiskās daļas noteikšanai audus pakļauj vidēja stipruma skābes šķīdumam, piemēram, sālsskābei, kura koncentrācija ir aptuveni 15%. Iegūtajā vidē kalcija sāļi izšķīst, un oseina "skelets" paliek neskarts. Šāds kauls iegūst maksimālo elastības īpašību, to var burtiski sasiet mezglā.
Neorganisko komponentu, kas ir daļa no cilvēka kaulu ķīmiskā sastāva, var izolēt, sadedzinot organisko daļu, tā viegli oksidējas līdz oglekļa dioksīdam un ūdenim. Minerālu kodolu raksturo iepriekšējā forma, taču tas ir ārkārtīgi trausls. Mazākā mehāniskā ietekme - un tas vienkārši sabruks.
Kauliem nokļūstot augsnē, baktērijas apstrādā organiskās vielas, un minerālā daļa tiek pilnībā piesātināta ar kalciju un pārvēršas akmenī. Vietās, kur nav pieejams mitrums un mikroorganismi,audi laika gaitā tiek pakļauti dabiskai mumifikācijai.
Caur mikroskopu
Jebkura anatomijas mācību grāmata pastāstīs par kaulu ķīmisko sastāvu un struktūru. Šūnu līmenī audi tiek definēti kā īpašs saistaudu veids. Tā pamatā ir kolagēna šķiedras, ko ieskauj plāksnes, kas sastāv no kristāliskas vielas - kalcija minerāla - hidroksilapatīta (bāzes fosfāta). Paralēli tam ir zvaigznēm līdzīgi tukšumi, kuros ir kaulu šūnas un asinsvadi. Pateicoties tā unikālajai mikroskopiskajai struktūrai, šis audums ir pārsteidzoši viegls.
Dažāda rakstura savienojumu galvenās funkcijas
Muskuļu un skeleta sistēmas normāla darbība ir atkarīga no kaulu ķīmiskā sastāva, vai organiskās un minerālvielas satur pietiekamā daudzumā. Kaļķa un fosfora kalcija sāļi, kas veido 95% no skeleta neorganiskās daļas, un daži citi minerālu savienojumi nosaka kaula cietību un izturību. Pateicoties tiem, audums ir izturīgs pret nopietnu stresu.
Kolagēna komponents un tā normālais saturs ir atbildīgi par tādu funkciju kā elastība, izturība pret saspiešanu, stiepšanās, locīšana un cita veida mehāniskā slodze. Bet tikai saskaņotā organisko vielu un minerālkomponentu "savienojumā" nodrošina kaulaudiem unikālas īpašības, kas tiem piemīt.
Kaulu sastāvs bērnībā
Procentivielu attiecība, kas norāda uz cilvēka kaulu ķīmisko sastāvu, vienam un tam pašam pārstāvim var atšķirties. Atkarībā no vecuma, dzīvesveida un citiem ietekmes faktoriem noteiktu savienojumu daudzums var atšķirties. Jo īpaši bērniem kaulu audi tikai veidojas un lielākā mērā sastāv no organiskās sastāvdaļas - kolagēna. Tāpēc mazuļa skelets ir elastīgāks un elastīgāks.
Vitamīnu uzņemšana ir būtiska pareizai mazuļa audu veidošanai. Jo īpaši, piemēram, D3. Tikai tā klātbūtnē kaulu ķīmiskais sastāvs tiek pilnībā papildināts ar kalciju. Šī vitamīna deficīts var izraisīt hronisku slimību attīstību un pārmērīgu skeleta trauslumu, jo audi nebija savlaicīgi piepildīti ar Ca sāļiem 2+.
Pieaugušo skelets
Pusaudža vecumu pārgājuša cilvēka kaulu ķīmiskais sastāvs būtiski atšķiras no bērna. Tagad tiek aptuveni salīdzināta minerālu un oseina daļu attiecība. Kaulu audu īpašā elastība pazūd, bet skeleta stiprums neorganiskās sastāvdaļas dēļ ievērojami palielinās. Tā fizikālās īpašības ir salīdzināmas ar dzelzsbetona konstrukciju vai čugunu, un tā elastība ir pat lielāka nekā ozola kokam.
Pilnībā nodrošināt līdzsvarotu cilvēka kaulu ķīmisko sastāvu (zemāk esošajā tabulā ir dati par visu skeletu veidojošo vielu normālo procentuālo daudzumu), pateicoties pareizam dzīvesveidam, racionālam uzturam unveselības aprūpe.
| Savienojuma nosaukums vai veids | Procenti | Minerālu savienojuma nosaukums | Procenti |
| Ūdens | 50% | Kalcija fosfāts | 85% |
| Resni | 16% | Kalcijs Fosfors | 9% |
| Organiskās 3vielas (ossīns) | 12% | Kalcija karbonāts | 3% |
| Neorganiskās vielas | 22% | Magnija fosfāts | 1, 5% |
| Nātrija hlorīds | 0, 25% | ||
| Kālija hlorīds | 0, 25% | ||
| Citas neorganiskas vielas | 1% | ||
| Kopā | 100% | 100% |
Izmaiņas kaulu ķīmijā gados vecākiem cilvēkiem
Cilvēka kaulu ķīmisko sastāvu izjauc vecums, kas noved pie nopietnām sekām. Gados vecāki cilvēki sūdzas par problēmām ar muskuļu un skeleta sistēmu, viņiem biežāk ir lūzumi, kuru dzīšana prasa ilgāku laiku nekā bērnam vai pieaugušajam. Tas ir saistīts ar neorganisko sāļu satura palielināšanos skeleta sastāvā, to daudzums sasniedz 80%. Kolagēna trūkums un līdz ar to tādas īpašības kā elastības samazināšanās noved pie tā, ka kauli kļūst ārkārtīgi trausli. Līdzsvara atjaunošana ir iespējama ar īpašu medikamentu palīdzību, bet tomēr šo procesu nevar apturēt.vai pagriezties atpakaļ. Tā ir ķermeņa fizioloģiskā iezīme.
Skeleta veselībai un normālai funkcionēšanai jau no bērnības ir jāuzrauga pareiza kaulaudu piepildīšanās ar visiem ķīmiskajiem elementiem un savienojumiem, tikai tādā gadījumā iespējams vadīt pilnvērtīgu un aktīvu dzīvesveidu.
