Вам уже известно, что все химические вещества делят на органические и неорганические. Общее содержание неорганических веществ (кроме воды) в разных клетках варьирует в пределах от одного до нескольких процентов. Среди неорганических веществ важную роль в обеспечении функционирования отдельных клеток и целостных организмов играют вода, неорганические кислоты, щелочи и соли.

• Соли неорганических кислот внутри живых организмов растворены в воде (в виде ионов) или находятся в твердом состоянии (например, соли кальция и фосфора в составе скелета человека и большинства позвоночных животных) (рис. 5.1).

Ионы образованы катионами металлов (калия, натрия, кальция, магния и др.) и анионами неорганических кислот (Cl-, HSO-4, SO24-, HCO3-, Н2РО4-, НРО24- и др.).

Разная концентрация ионов Na+ и К+ снаружи и внутри клеток приводит к возникновению разницы электрических потенциалов на окружающих клетки мембранах. Это обеспечивает транспорт веществ через мембраны, а также передачу нервных импульсов. В состав многих ферментов входят ионы Са2+ и Mg2+, которые обеспечивают их активность. Присутствие в плазме крови ионов Са2+ - необходимое условие свертывания крови. При недостатке солей кальция нарушается работа сердечной и скелетных мышц (в частности, возникают судороги).

Постоянное содержание хлорида натрия (0,9 %) в плазме крови необходимо для поддержания гомеостаза нашего организма. Раствор хлорида натрия такой концентрации называют физиологическим. Его используют при инъекциях определенных лекарств или вводят при незначительных кровопотерях (вспомните, с какой целью). Ежесуточно в организм человека должно поступать 12-15 г поваренной соли (NaCl).

Рис. 5.1. Соли кальция входят в состав: 1 - раковин фораминифер; 2 - колоний коралловых полипов; 3 - раковин моллюсков; 4 - внутреннего скелета позвоночных животных

Всасывание солей начинается еще в желудке, а завершается в кишечнике. Рецепторы, расположенные в стенках кровеносных сосудов и тканях, способны определять концентрацию солей. Импульсы от этих рецепторов поступают к гипоталамусу, который, в свою очередь, регулирует деятельность желез внутренней секреции. В зависимости от содержания солей в организме в результате нейрогуморальной регуляции изменяется их содержание в моче.

Из-за нарушения обмена веществ соли могут откладываться в суставах, что приводит к тяжелым заболеваниям - остеохондрозу и подагре. Эти заболевания могут привести к снижению подвижности суставов и позвоночника и потере работоспособности. Чтобы избежать этого, необходимо вести активный образ жизни, не злоупотреблять мясными и жирными блюдами, солью и другими приправами, отказаться от алкоголя.

В полостях органов или их выводных протоков могут формироваться плотные образования - «камни». Чаще всего они образуются в желчном пузыре, почечных лоханках и мочевом пузыре при откладывании там солей органических (мочевой) или неорганических (угольной и фосфорной) кислот. В результате развивается мочекаменная болезнь.

Важные функции выполняют в организме и неорганические кислоты. Мы уже вспоминали, что соляная кислота создает кислую среду в желудке позвоночных животных и человека, обеспечивая активность ферментов желудочного сока. У людей, клетки стенки желудка которых производят недостаточное количество соляной кислоты, нарушаются процессы переваривания белков, увеличивается риск размножения большого количества вредных бактерий и т. п. Увеличение секреции соляной кислоты также опасно для организма человека, так как вызывает изжогу, а со временем - язву желудка.

Остатки серной кислоты, присоединяясь к нерастворимым в воде соединениям, обеспечивают их растворимость. Это способствует выведению таких веществ в растворенном состоянии из клеток и организма. Фосфорная кислота необходима для синтеза АТФ (универсальный накопитель энергии в клетке) и разных типов нуклеиновых кислот.

• Кислотно-щелочной баланс. Внутренняя среда человека имеет определенное соотношение положительных и отрицательных ионов - кислотнощелочной баланс. При его нарушении могут возникать тяжелые заболевания. В частности, при повышении содержания положительных ионов организм плохо усваивает кальций, натрий, калий, а при возрастании содержания отрицательных - медленнее усваивается еда, что негативно влияет на функции печени и почек, способствуют возникновению аллергических состояний, обострению хронических болезней и т. п.

• Экологические заболевания. Не все вещества, поступающие в организм с питьем и едой, полезны. Например, для организма человека опасно поступление солей тяжелых металлов (свинца, хрома и др.) и радионуклидов. Большое количество тяжелых металлов содержится в транспортных выбросах. Поэтому на обочинах автомобильных трасс не следует собирать грибы: они способны накапливать в своем теле эти вещества, а также радионуклиды. Эти соединения могут сыграть роль канцерогенных, то есть способствовать образованию в организме доброкачественных и злокачественных опухолей; приводят к массовому размножению клеток крови: лейкоцитов (лейкозы), реже - эритроцитов (эритроцитозы). Попадая в организм беременных женщин, радионуклиды могут вызвать нарушения развития плода.

Для организма человека и животных опасны радиоактивные изотопы многих химических элементов: йода, цезия, стронция, урана и др. Попадая в организм, стронций-90 может откладываться в костях, замещая кальций. В результате этого кости становятся хрупкими. Изотоп йода нарушает функции щитовидной железы. Растения также способны накапливать значительные концентрации радионуклидов. С растительной пищей эти вещества впоследствии попадают в организмы животных и человека.

В результате аварии на ЧАЭС радионуклидами загрязнено свыше 8,4 млн гектаров земель Украины, из них 3,5 млн гектаров пахотные. Если учесть загрязненность почв Украины также тяжелыми металлами и ядохимикатами (пестицидами), то в настоящее время в неудовлетворительном состоянии находится около 20 % территории нашей страны. Наивысший уровень загрязненности почв тяжелыми металлами зафиксирован в Донецкой и Закарпатской областях. В Донецкой области это связано с деятельностью промышленных предприятий и горнодобывающих шахт, а в Закарпатской - неоднократными авариями на горнодобывающих предприятиях Румынии, в результате чего значительное количество тяжелых металлов попали в р. Тису, а во времена ее разливов - на сельскохозяйственные угодья.