Informacije

Živi li ili ne živi klorofil?

Živi li ili ne živi klorofil?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Da li je hlorofil živi ili neživi, ​​i nakon prokuvavanja vode iz ekstrakta hlorofila bi i dalje živeo, jer bi i dalje zadržao svoja svojstva nakon ponovnog dodavanja tečnosti u osušeni hlorofil?

Hvala vam na pomoći.


Klorofil je organski, ne živi, ​​što je lijep način reći da sadrži ugljik. Što se tiče vašeg pitanja o vrenju, to ovisi o tome hoće li toplina ključanja poremetiti kemijske veze i uništiti molekulu. Prema Wikipediji, klorofil a će se otopiti na oko 117 ° C (pretpostavljam da je klorofil b sličan), što je više od tačke ključanja vode, pa ako se temperatura strogo održava, kemikalija bi trebala ostati netaknuta.


Kraljevska klasifikacija živih organizama

U biologiji, Kraljevstva su najviše taksonomske grupe živih organizama. Biolozi su još od vremena Aristotela (384-322. P. N. E.) Podijelili živi svijet na dva kraljevstva, na biljke i životinje.

Riječ "biljka" označava trave, grmlje, grmlje, puzavice, penjačice, vinovu lozu i drveće, a životinjska vrsta označava mačke, pse, lavove, tigrove, ptice, žabe i ribe.

Daljnje razmišljanje podsjeća na oblike poput paprati, mahovine, gljiva i ribnjaka (alge), prilično različitih, ali prepoznatljivih kao “biljke ” i insekata, jastoga, školjki, crva i puževa koji su definitivno životinje.

No ako ste ikada imali zadovoljstvo popeti se preko stjenovite obale morske obale, gledajući organizme koji se drže za stijene ili žive u bazenu plime, nesumnjivo ste pronašli neke stvari koje je bilo teško prepoznati kao životinje i biljke. Jednoćelijski organizmi vidljivi pod mikroskopom ne mogu se lako pripisati biljnom ili životinjskom carstvu.

Njemački biolog Earnst Haeckel (1866) u svojoj knjizi Generelle Morphologie der Organismen predložio je sistem s tri kraljevstva (Protista, Plantae i Animalia). U trećem carstvu Protista grupirao je sve jednostanične organizme koji su u mnogim aspektima posrednici između biljaka i životinja. Herbert Copeland (1956) je predložio uspostavljanje četvrtog kraljevstva, prvobitno nazvanog Mycota, ali kasnije nazvanog Monera, koje bi uključivalo prokariote poput bakterija i plavo-zelenih algi, koje imaju mnoge uobičajene karakteristike.

Imaju jedan membranski sistem bez jezgre i membranski ograničene podstanične organele, poput mitohondrija ili kloroplasta. Svi ostali organizmi su eukarioti sa složenijom strukturom s jezgrom i ostalim organelima podijeljenim unutarstaničnim membranama. R. H. Whittaker (1969) je priznao dodatno kraljevstvo za Gljive. Rezultirajući sistem pet kraljevstava koji je on predložio naišao je na široko prihvaćanje. Međutim, ovo možda nije kraj priče. Neki naučnici su predložili da se organizmi podijele na još više (može biti čak 8) kraljevstava.

Trenutno većina biologa prepoznaje šest kraljevstava: dva prokariotska carstva (Archaebacteria i Bacteria), veliko jednoćelijsko eukariotsko carstvo (Protista) i tri višećelijska eukariotska carstva (Fungi, Plantae i Animalia). Virusi nisu uključeni ni u jedno od sadašnjih 5 kraljevstava – uglavnom zbog svojih brojnih neživih karakteristika (na primjer, virusi nisu ćelije).

[Imajte na umu da ekvivalentnosti u ovoj tabeli nisu savršene. Na primjer, Haeckel je u svoje Plantae stavio crvene alge (Haeckel ’s Florideae modern Floridiophyceae) i plavo-zelene alge (Haeckel ’s Archephyta moderne cijanobakterije), ali se u modernim klasifikacijama smatraju protistima i bakterijama. Međutim, unatoč ovom i drugim nedostacima ekvivalencije, tablica daje korisno pojednostavljenje]

I. Klasifikacija dva kraljevstva:

U svojoj Systema Naturae, prvi put objavljenoj 1735., Carolus Linnaeus je razlikovao dva carstva živih bića: Životinjske životinje i Plantae (Vegetabilia) biljne. On je sve žive organizme razvrstao u dva carstva – na osnovu ishrane i kretanja (pokretljivosti).

Linnaeus je jednoćelijske praživotinje i višećelijske životinje (metazoane) stavio pod životinjsko carstvo zbog njihovog kompaktnog tijela, holozoične ishrane (unošenje hrane) i kretanja. Svi ostali organizmi svrstani su u biljno carstvo zbog svoje nepokretnosti, rasprostranjenog izgleda i autotrofnog načina ishrane. Tako se tradicionalno biljno carstvo sastojalo od bakterija, algi, biljaka i gljiva

Nedostaci ili ograničenja:

(a) Sistem klasifikacije dva carstva nije ukazao na bilo kakav evolucijski odnos između biljaka i životinja.

(b) Grupirao je prokariote (bakterije, BGA) sa drugim eukariotima.

(c) Također je grupirao jednostanične i višećelijske organizme.

(d) Ovaj sistem nije razlikovao heterotrofne gljive i autotrofne zelene biljke.

(e) Dvostruki organizmi poput Euglene i lišajeva nisu spadali ni u jedno kraljevstvo.

(f) Sluzava plijesan, vrsta gljiva, ne može se grupirati u gljive niti u biljke. To je zato što su u vegetativnoj fazi manje zidovi i holozoični, ali razvijaju staničnu stijenku u reproduktivnoj fazi.

(g) Nije spomenuo neke acelularne organizme poput virusa i viroida.

II. Klasifikacija pet kraljevstava:

R.H. Whittaker (1969.), američki taksonomist, klasificirao je sve organizme u pet kraljevstava: Monera, Protista, Fungi, Plantae i Animal.

Koristio je sljedeće kriterije za klasifikaciju:

(i) Složenost ćelijske strukture

(ii) Složenost organizacije tijela

(iv) Životni stil (ekološka uloga) i

(v) Filogenetski odnos.

1. Monera (Kraljevstvo Prokariota):

(a) Članovi ovog kraljevstva su mikroskopski prokarioti.

(b) Monerani su uglavnom jednostanični. Ali neki su micelijski, filamentni (npr. Nostoc) ili kolonijalni.

(c) Ćelije su prokariotske sa jednim sistemom omotača ili organizacijom.

(d) Ćelijski zid obično prisutan (osim mikoplazme) koji se sastoji od peptidoglikana ili mureina.

(e) Pravo jezgro i druge membranom ograničene organele odsutne.

(f) Genetski materijal je kružna gola DNK (bez histonskih proteina) koja leži namotana blizu centra ćelije koja se zove nukleoid.

(g) Više od jednog strukturnog gena (cistrona) raspoređenih zajedno i reguliranih u jedinicama koje se zovu operoni.

(h) Ribosomi 70 -ih godina. (Tip 30S + 50S)

(i) Citoskelet (mikrotubule, mikrofilamenti i intermedijarni filamenti) odsutan.

(j) Flagella, ako ih ima, sastoji se od proteina flagellanta.

(k) Ishrana može biti autotrofna (fotoautotrofna ili hemoautotrofna). Saprot-rofični, parazitski ili simbiotski.

(l) Reprodukcija se uglavnom odvija binarnom fisijom. Seksualna reprodukcija (formiranje gameta) je odsutna. U nekim slučajevima dolazi do genetske rekombinacije.

(m) Oni su važni razgraditelji i mineraliziraju te pomažu u recikliranju hranjivih tvari u biosferi.

(n) Većina se nalazi u dubokom okeanskom dnu, vrelim pustinjama, toplim izvorima, pa čak i unutar drugih organizama.

Monera uključuje arheabakterije, bakterije, cijanobakterije (BGA) i nitaste aktinomicete.

2. Protista (Kraljevstvo jednostaničnih eukariota):

(a) Članovi su jednoćelijski i kolonijalni eukarioti.

(b) Većina njih je vodena i čine plankton.

(c) Njihovo eukariotsko stanično tijelo sadrži ćelijske organele vezane membranama poput jezgre, mitohondrija, endoplazmatskog retikuluma i Golgijevog kompleksa itd.

(d) Mogu imati cilije ili flagele za svoje kretanje koje pokazuju 9 + 2 rasporeda mikrotubula.

(e) Na osnovu ishrane, protisti su grupisani kao: (a) Fotosintetski protisti (protistanske alge) poput dijatomeja, dinoflagelata i euglenoida. Poznati su kao fitoplankton. (b) Protisti potrošača-razlagača (muljevi) i (c) Protisti predatori (Protozoi).

(f) Prisutni su i aseksualni i seksualni načini razmnožavanja.

3. Gljive (Kraljevstvo višećelijskih razlagača):

(a) Članovi su achlorophyllus, eukariotski talofiti koji nose spore.

(b) Uključuje jednostanične kvasce i višećelijske oblike micelija, ali ne i sluzave plijesni.

(c) Ćelijski zid sastavljen od hitina (gljivične celuloze), ugljikohidrata koji sadrži dušik.

(d) Njihov način ishrane je saprobiotski ili parazitski. Mogu živjeti i kao simbionti zajedno s algama kao lišajevi i s korijenjem viših biljaka kao mikoriza.

(e) Pomažu u razgradnji organske materije i pomažu u recikliranju minerala.

(f) Vegetativna reprodukcija se odvija fragmentacijom, fisijom i pupanjem.

(g) Aseksualna reprodukcija se odvija pokretnim sporama (zoosporama) ili nepokretnim sporama (kondije, oidije, aplanospore ili hlamidospore).

(h) Do spolne reprodukcije dolazi oosporama, askosporama i bazidiosporama. Seksualna reprodukcija uključuje tri koraka: (a) plazmogamiju (fuziju protoplazme između pokretnih ili nepomičnih gameta, (b) kariogamiju (fuzija dva jezgra) i (c) mejozu u zigoti koja proizvodi haploidne spore.

Gljive uključuju Phycomycetes (npr. Mucor, Rhizopus, Albugo itd.), Ascomycetes (npr. Sacbaromyces, Penicillium, Aspergillus, Claviceps, Neurospora itd.), Basidiomycetes (npr. Agaricus, Mushrooms Ustilago, Smuts, rucc.

4. Plantae (Kraljevstvo višećelijskih proizvođača):

1. Njihovi članovi su višećelijski, eukariotski organizmi koji sadrže klorofil. Neke su parazitske (npr. Cuscuta) ili djelomično heterotrofne, poput insektojedih biljaka (npr. Mjehurić, zamka venerine mušice, nekoliko sunčevih biljaka, biljka vrča itd.)

2. Njihove ćelije su eukariotske sa plastidama i staničnom stjenkom sastavljenom od celuloze.

3. Životni ciklus pokazuje izmjenu između diploidnog sporofita i haploidnog gametofita. Ovaj fenomen naziva se izmjena generacija.

Plantae uključuju zelene alge, smeđe alge, crvene alge, briofite, pteridofite, golosjemenjače i kritosjeme.

5. Životinje (Kraljevstvo višećelijskih potrošača):

1. Članovi su eukariotski višećelijski heterotrofni potrošači.

2. Ćelijama nedostaju ćelijske stjenke. Oni sadrže glikogen ili masti kao rezervnu hranu.

3. Organizacija može biti ćelijski nivo (porifera), nivo tkiva (kolenterati), nivo organa (Platyhelminthes i Nemathelminthcs) i nivo sistema organa (annelidi, člankonošci, mekušci, bodljikaši i hordati).

4. Simetrija može biti radijalna, biradijalna, bilateralna ili asimetrična.

5. Na osnovu broja zametnih slojeva u embrionalnoj gastruli, životinje su diploblastične i triploblastične.

6. Na osnovu odsustva celima (tjelesne šupljine) životinje su koelornate, pseudocelomate ili akolomate.

Zasluge i nedostaci pet kraljevstava:

1. Kraljevske životinje postaju homogenije odvajanjem protozoa.

2. Kingdom plantae također postaju homogenije uz isključenje bakterija, gljivica i nekih jednoćelijskih oblika algi.

3. Odvajanje prokariota u zasebno kraljevstvo – Monera je dugotrajno.

4. Odvajanje gljiva od biljaka je mudar korak.

5. Odvajanje srednjih ili prijelaznih oblika jednostaničnih eukariota u kraljevstvo – Protista je dobro smišljeno. Tako da biljno i životinjsko carstvo postanu sistematičnije.

6. To donosi naše filogenetske odnose u živom svijetu.

1. Monera i Protista kraljevstva su i dalje heterogena jer oba uključuju autotrofne i heterotrofne forme i neke sa ili bez ćelijskog zida.

2. Fiogenija u nižim organizmima nije u potpunosti odražena.

3. Kalupi za sluz ne pristaju u protista Kingdom.

4. Crvene i smeđe alge nisu u srodstvu sa drugim članovima carstva plantae.

5. Virusi nisu uključeni u ovaj sistem klasifikacije.

III. Klasifikacija šest kraljevstava i tri domene

U godinama oko 1980. naglasak je stavljen na filogeniju i redefiniranje kraljevstava kao monofiletskih. Animalia, Plantae i Fungi su generalno svedene na osnovne grupe blisko povezanih oblika, a ostale su bačene u Protista. Na osnovu istraživanja rRNA, Carl Woese je podijelio prokariote u dva kraljevstva, nazvana Eubacteria i Archaebacteria.

Takvi sistemi sa šest kraljevstava postali su standardni u mnogim djelima. Godine 1990. Carl Woese je predložio da Eubacteria, Archaebacteria i Eukarvota predstavljaju tri primarne linije porijekla i prema tome ih je promovirao u domene, nazvavši ih Bacteria, Archaea i Eukarya. Ova klasifikacija sa tri domena je dobila značajne kritike, ali je generalno istisnula stariji sistem dva carstva kao način zajedničkog organizovanja kraljevstava.

Status bakterija:

U početku su jedni bakterije smatrali primitivnim životinjama, drugi primitivnim biljkama, a nekolicina ih je smatrala primitivnim gljivama. Ali, sada se bakterije smatraju najjednostavnijim prokariotskim organizmima koji su evoluirali prije oko 3,5 milijardi godina i tretirani isključivo pod Kraljevstvom Monera. Na osnovu molekularne homologije 16S RNA, monerani se dijele u dvije velike grupe: arhebakterije i eubakterije.

Biljni likovi bakterija:

(2) Neke ćelije bakterija se spajaju i tvore alge poput jednostavnih niti.

(3) Bakterije apsorbiraju hranu iz medija u obliku soka (otopine) kroz svoju opću površinu.

(4) Neke bakterije, poput zelenih biljaka, imaju sposobnost asimilacije ugljika (fotosinteza) i tvore organsku hranu.

(5) Bakterije također sintetiziraju neke enzime i vitamine.

Karakteristike bakterija slične gljivama:

(1) Ćelijski zid sadrži N-acetilglukozamin (NAG).

(3) Prehrana je parazitska ili saprofitna.

(4) Razmnožavaju se fisijom. Dakle, vezano za fisije gljiva.

Životinjski likovi bakterija:

(2) Odsustvo prave vakuole.

(3) Ishrana heterotrofna.

(4) Rezervna hrana je glikogen.

(5) Motilitet kroz flagele.

Biološki status virusa:

Status virusa je neizvjestan i vrlo diskutabilan jer pokazuju karakteristike i neživih i živih. Budući da su virusi metabolički inertni izvan ćelija domaćina, ne mogu se smatrati organizmom. Mogu se kristalizirati, ali se ne mogu svesti na status kemikalija, jer imaju sposobnost umnožavanja i inficiranja živih stanica. Stoga je Andre Lwoff, nobelovac i bivši direktor Instituta za istraživanje pašnjaka, jednom rekao da je "#8220A virus virus"#što znači da imaju i živu i neživu prirodu umjesto da su jedno od ova dva.

Stambene nekretnine:

1. Imaju genetski materijal koji nosi nasljedne karaktere.

2. Mogu se razmnožavati samo unutar žive ćelije domaćina.

4. Reaguju na vanjske podražaje poput topline, kemikalija, UV zračenja itd.

5. Oni su strogo obavezni paraziti.

Nežive nekretnine:

1. Mogu se kristalizirati.

2. Nedostaje im protoplazma i ćelijska organizacija.

3. Odsutni disanje i metabolizam.

4. Nedostaje uređaj za skladištenje ili korišćenje energije.

5. Ne mogu se uzgajati u neživom mediju kulture.

6. Nedostaje im bilo kakav evolucijski ili filogenetski odnos.

Zbog njihove bezćelijske prirode, virusi nisu uključeni ni u jedno od pet Whittakerovih kraljevstava. Međutim, 1962. godine Lowff, Home i Tourneir predložili su LHT sistem koji je usvojio Međunarodni komitet za taksonomiju virusa (ICTV). LHT sistem grupirao je sve viruse u zaseban tip ‘Vira ’ i podijelio ih u obliku Linnea hijerarhije.


Poređenje živih i neživih bića

Različite stvari koje čine naš svijet široko su kategorizirane u dvije kategorije, žive i nežive. U ovom članku BiologyWise detaljno usporedimo i uporedimo razlike između ove dvije kategorije.

Različite stvari koje čine naš svijet široko su kategorizirane u dvije kategorije, žive i nežive. U ovom BiologyWise članku, uporedimo i uporedimo razlike između ove dvije kategorije, detaljno.

U školi su nas svi učili razliku između živih i neživih bića. Sve što je moglo pokrenuti, pričati i pokazati emocije bilo je živo biće i nešto što je bilo stabilno, inertno ili nije govorilo je bilo nešto što nije živo, to je bila osnovna razlika koju su me učili moji roditelji i učitelji dok sam bio klinac. Bilo je tako lako razlikovati stvari kao žive i nežive sa ovim kriterijumima diferencijacije. Ali čak i tada mi je na umu bila tekuća rijeka, ona mora biti živa jer se kreće i stvara buku. Biljke, one nikad ništa ne govore i ne miču se, zar nisu neživa bića?

Želite li pisati za nas? Pa, tražimo dobre pisce koji žele širiti vijest. Kontaktirajte nas i razgovaraćemo.

Dakle, imamo li zaista dovoljno znanja da bismo mogli razlikovati ove dvije kategorije? Jer, opet imam u glavi neka pitanja bez odgovora. Nevidljivi destruktivni virus, šta je to, živo ili neživo biće? Osoba u komi zbog teške ozljede glave naziva se moždani i#8216umrli ’, pa kako se ta osoba može nazvati ‘živećom ’? Poređenje između živih i neživih bića nije lako kao što se na prvi pogled čini. Stoga, u svojoj potrazi da razumijem male razlike između ove dvije kategorije, sažeo sam razlike koje klasifikuju stvar kao živu ili neživu.

Tačka poređenja Objašnjenje
Respiracija Disanje, odnosno proces disanja ključni su kriteriji koji razdvajaju živo biće od neživog. Proces disanja je isti kod gotovo svih živih bića, koja općenito uzimaju kisik i izdišu ugljikov dioksid. Ljudi i većina drugih sisavaca dobivaju kisik kroz pluća. Neke vodene životinje poput riba unose kisik kroz škrge. Neke životinje dišu kroz kožu. Ali proces disanja je malo drugačiji u biljkama umjesto da uzimaju kisik koji unose u ugljični dioksid i izdišu kisik. Zaključna tačka je da je disanje ključni proces preživljavanja, bilo da je riječ o bilo kojem živom biću.
Životni procesi Gotovo sva živa bića pokazuju životne procese poput metabolizma, homeostaze i genetskih mutacija. Postoje mnogi složeni procesi koji se odvijaju u tijelu živog organizma. S druge strane, neživa bića ne prolaze kroz ove životne procese. Svi živi organizmi imaju sposobnost razmnožavanja i rađanja organizama svoje vrste.
Odgovor na stimuluse Živa bića pokazuju odgovor na podražaje. Ljudi, biljke, ribe i životinje, svi reagiraju na promjene u okruženju. S druge strane, neživa bića nikada ne bi pokazala odgovor na podražaje.
Smrt Živa bića prate životni ciklus koji napreduje kao rođenje, rast i smrt. Smrt je imperativ za bilo koje živo biće koje se ne bi moralo suočiti sa smrću. Mogu biti uništeni zbog prirodnih nepogoda ili nekih akcija, ali nikada ne umiru.
Kompozicija Ćelije su osnovni sastojci svih živih organizama. Biljke i životinje sve su napravljene od bezbroj ćelija.Ćelije su neophodne za obavljanje osnovnih životnih procesa. Postoje brojni procesi u živim organizmima. S druge strane, neživim bićima nedostaju hemijski procesi i sastoje se od materije koja sama po sebi ne prolazi kroz nikakve hemijske promene.

Kao što smo ranije raspravljali, postoji zabuna u razlikovanju određenih entiteta kao živih ili neživih. Moram napomenuti da postoje različita mišljenja o klasifikaciji ovih entiteta. Hajde da#8217 pronađemo šta nauka misli o ove dvije kategorije …

Virus: živi ili neživi?

Mnogi ljudi smatraju da su virusi živi. Ljudi imaju ovakvo mišljenje jer postoji mnogo virusa koji uzrokuju bolesti i na taj način uništavaju. Ali ovo shvatanje je pogrešno. Virusi su zapravo neživa bića. Oni ne mogu ništa sami da urade i zahtevaju pomoć ćelija u telu živog organizma da se umnože i izazovu uništenje. Uništavanje virusa postaje beskorisno ako nema domaćina.

Moždano mrtva osoba

Nauka drži mišljenje da je osoba koja je umrla u mozgu (ako je cijeli mozak mrtav) zapravo umrla jer, nemogućnost mozga da funkcionira također ometa disanje i druge tjelesne funkcije u organizmu, koje karakteriziraju život. Osoba koja je umrla u mozgu također ne pokazuje druge uobičajene karakteristike života poput odgovora na podražaje. Vjerskim grupama i određenim ljudima je teško prihvatiti ovo mišljenje nauke, a još uvijek postoji rasprava o okarakteriziranju moždano mrtve osobe kao mrtve ili žive.

Svi ovi koncepti, iako naizgled jednostavni, teško su razumljivi. Nadajmo se da su vam ovi koncepti pomogli da razumijete složene koncepte živih i neživih bića.

Related Posts

Sva živa bića imaju zajedničke osobine, bez obzira na biljke i životinje. Pomaknite se prema dolje do ovog članka kako biste saznali više o ovim karakteristikama živih bića.

Prema sistemu klasifikacije Carla Linnaeusa, 5 kraljevstava živih bića su Monera, Protista, Fungi, Plantae i Animalia. Čitajte dalje da biste razumjeli više.

Nivoi organizacije živih bića uključuju ćelije, tkiva, organe, organske sisteme i organizme. Ovaj članak daje detalje o ovim nivoima i drugim srodnim činjenicama.


Kloroplasti izbliza

Unutar hloroplasta su posebne naslage struktura u obliku palačinki koje se nazivaju tilakoidi (grčki thylakos = vreća ili vreća). Tilakoidi imaju vanjsku membranu koja okružuje unutarnje područje koje se naziva lumen. Reakcije ovisne o svjetlu događaju se unutar tilakoida.

Naše ćelije imaju mitohondrije (grč. Mitos = konac i khondrion = mala granula), naše strukture koje proizvode energiju. Nemamo hloroplaste. Biljke imaju i mitohondrije i hloroplaste.

Ovaj model hloroplasta prikazuje naslagane tilakoide. Prostor unutar tilakoida naziva se lumen. Slika preko Guillerma Estefanija (artinaid.com).

I mitohondriji i kloroplasti pretvaraju jedan oblik energije u drugi oblik koji ćelije mogu koristiti. Kako su biljke dobile hloroplaste? Kloroplasti su nekada bili slobodno živeće bakterije! Kloroplasti su ušli u simbiotski (grčki syn = zajedno, i bios = život) odnos s drugom ćelijom, što je na kraju dovelo do biljnih ćelija koje imamo danas.


Sadržaj

Balans magnezija je od vitalnog značaja za dobrobit svih organizama. Magnezijum je relativno bogat ion u Zemljinoj kori i plaštu i visoko je bioraspoloživ u hidrosferi. Ova dostupnost, u kombinaciji sa korisnom i vrlo neobičnom hemijom, možda je dovela do njene upotrebe u evoluciji kao jona za signalizaciju, aktivaciju enzima i katalizu. Međutim, neobična priroda ionskog magnezija dovela je i do velikog izazova u korištenju iona u biološkim sistemima. Biološke membrane su nepropusne za magnezij (i druge ione), pa transportni proteini moraju olakšati protok magnezija, kako u, tako i iz ćelija i unutarstaničnih odjeljaka.

Klorofil u biljkama pretvara vodu u kisik kao O2. Hemoglobin kod kičmenjaka prenosi kiseonik kao O2 u krvi. Klorofil je vrlo sličan hemoglobinu, osim što je magnezij u središtu molekule klorofila, a željezo u središtu molekula hemoglobina, s drugim varijacijama. [6] Ovaj proces održava žive ćelije na Zemlji na životu i održava osnovne nivoe CO2 i O2 u atmosferi.

Ljudsko zdravlje Edit

Nedovoljan unos magnezija često uzrokuje grčenje mišića, a povezan je sa kardiovaskularnim bolestima, dijabetesom, visokim krvnim tlakom, anksioznim poremećajima, migrenama, osteoporozom i cerebralnim infarktom. [7] [8] Akutni nedostatak (vidi hipomagnezijemiju) je rijedak i češći je kao nuspojava lijeka (kao što je kronična upotreba alkohola ili diuretika) nego zbog niskog unosa hrane po sebi, ali se može javiti kod ljudi koji se hrane intravenozno na duži vremenski period.

Najčešći simptom prekomjernog oralnog unosa magnezija je proljev. Suplementi na bazi helata aminokiselina (kao što su glicinat, lizinat itd.) se mnogo bolje podnose od strane probavnog sistema i nemaju nuspojave starijih korišćenih jedinjenja, dok dijetetski suplementi sa produženim oslobađanjem sprečavaju pojavu dijareje. [ potreban citat ] Budući da bubrezi odraslih ljudi efikasno izlučuju višak magnezija, oralno trovanje magnezijem u odraslih s normalnom bubrežnom funkcijom vrlo je rijetko. Dojenčadi, koja imaju manju sposobnost izlučivanja viška magnezija čak i kad su zdrava, ne smiju se davati suplementi magnezija, osim pod nadzorom ljekara.

Farmaceutski pripravci s magnezijem koriste se za liječenje stanja uključujući nedostatak magnezija i hipomagnezijemiju, kao i eklampsiju. [9] Takvi pripravci obično su u obliku magnezijevog sulfata ili klorida kada se daju parenteralno. Magnezijum se apsorbuje sa razumnom efikasnošću (30% do 40%) u telu iz bilo koje rastvorljive magnezijumove soli, kao što su hlorid ili citrat. Magnezij se na sličan način apsorbira iz Epsomovih soli, iako sulfat u tim solima povećava njihov laksativni učinak pri većim dozama. Apsorpcija magnezija iz nerastvorljivih oksidnih i hidroksidnih soli (mlijeko magnezija) je nestalna i slabije djelotvorna, jer ovisi o neutralizaciji i otopini soli kiselinom želuca, koja možda nije (a obično nije) potpuna .

Magnezij orotat se može koristiti kao pomoćna terapija kod pacijenata na optimalnom liječenju teške kongestivne srčane insuficijencije, povećavajući stopu preživljavanja i poboljšavajući kliničke simptome i kvalitetu života pacijenata. [10]

Nervna provodljivost Edit

Magnezijum može uticati na opuštanje mišića direktnim delovanjem na ćelijske membrane. Joni Mg 2+ zatvaraju određene vrste kalcijevih kanala, koji provode pozitivno nabijene ione kalcija u neurone. S viškom magnezija, više kanala će biti blokirano, a aktivnost živčanih stanica će se smanjiti. [11] [12]

Hipertenzija Edit

Intravenski magnezijum sulfat se koristi u liječenju preeklampsije. [13] Za razliku od hipertenzije povezane s trudnoćom, meta-analiza 22 klinička ispitivanja s rasponom doza od 120 do 973 mg/dan i srednjom dozom od 410 mg, zaključila je da suplementacija magnezija ima mali, ali statistički značajan učinak, snižavanje sistolni krvni pritisak za 3-4 mm Hg i dijastolni krvni pritisak za 2-3 mm Hg. Učinak je bio veći kada je doza bila veća od 370 mg/dan. [14]

Dijabetes i tolerancija na glukozu Edit

Veći unos magnezijuma u prehranu odgovara nižoj učestalosti dijabetesa. [15] Za osobe s dijabetesom ili s visokim rizikom od dijabetesa, dodatak magnezija snižava glukozu natašte. [16]

Američki institut za medicinu (IOM) je ažurirao procijenjene prosječne zahtjeve (EARs) i preporučene dijetetske količine (RDA) za magnezijum 1997. Ako nema dovoljno informacija za utvrđivanje EAR i RDA, umjesto toga se koristi procjena odgovarajućeg unosa (AI). . Trenutni EAR za magnezijum za žene i muškarce od 31 godine i više je 265 mg/dan i 350 mg/dan, respektivno. RDA su 320 i 420 mg/dan. RDA su veće od EAR -a kako bi se identificirali iznosi koji će pokriti osobe sa zahtjevima većim od prosjeka. RDA za trudnoću je 350 do 400 mg/dan u zavisnosti od starosti žene. RDA za laktaciju kreće se od 310 do 360 mg/dan iz istog razloga. Za djecu u dobi od 1 do 13 godina, RDA se povećava sa 65. do 200 mg dnevno. Što se tiče sigurnosti, IOM također postavlja tolerantne gornje nivoe unosa (UL) za vitamine i minerale kada su za to dovoljni dokazi. U slučaju magnezijuma, UL je postavljen na 350 mg/dan. UL je specifičan za magnezij koji se konzumira kao dodatak prehrani, a razlog tome je što previše konzumiranog magnezija odjednom može uzrokovati proljev. UL se ne primjenjuje na magnezij iz hrane. Zajedno, EAR, RDAs i ULs se nazivaju referentnim unosom ishrane. [17]

Referentni dnevni unos magnezija [18]
Dob Muško Ženski Trudnoća Laktacija
Rođenje do 6 mjeseci 30 mg* 30 mg*
7–12 meseci 75 mg* 75 mg*
1–3 godine 80 mg 80 mg
4–8 godina 130 mg 130 mg
9–13 godina 240 mg 240 mg
14-18 godina 410 mg 360 mg 400 mg 360 mg
19-30 godina 400 mg 310 mg 350 mg 310 mg
31-50 godina 420 mg 320 mg 360 mg 320 mg
51+ godina 420 mg 320 mg

Europska agencija za sigurnost hrane (EFSA) naziva zbirni skup informacija kao referentne vrijednosti u prehrani, s referentnim unosom stanovništva (PRI) umjesto RDA, i prosječnim zahtjevom umjesto EAR. AI i UL definišu isto kao u Sjedinjenim Državama. Za žene i muškarce u dobi od 18 i više AI su postavljene na 300 odnosno 350 mg/dan. AI za trudnoću i dojenje su takođe 300 mg/dan. Za djecu u dobi od 1 do 17 godina AI se povećavaju sa dobi sa 170 na 250 mg/dan. Ovi AI su niži od američkih RDA. [19] Europska agencija za sigurnost hrane pregledala je isto sigurnosno pitanje i postavila njegovu UL na 250 mg/dan - nižu od američke vrijednosti. [20] UL magnezijuma je jedinstven po tome što je niži od nekih RDA. Odnosi se na unos samo iz farmakološkog sredstva ili dodatka prehrani, a ne uključuje unos hranom i vodom.

Za potrebe označavanja hrane i dodataka prehrani u SAD -u, količina u obroku izražena je kao postotak dnevne vrijednosti (%DV). Za potrebe označavanja magnezijuma 100% dnevne vrijednosti je bilo 400 mg, ali je od 27. maja 2016. revidirano na 420 mg kako bi se uskladilo sa RDA. [21] [22] Usklađenost s ažuriranim propisima o označavanju bila je potrebna do 1. januara 2020. godine, za proizvođače sa 10 miliona dolara ili više u godišnjoj prodaji hrane, i do 1. januara 2021. godine, za proizvođače sa manje od 10 miliona dolara godišnje prodaje hrane. [23] [24] [25] Tokom prvih šest mjeseci nakon datuma usaglašenosti od 1. januara 2020., FDA planira surađivati ​​s proizvođačima kako bi ispunila nove zahtjeve na etiketi o nutritivnim činjenicama i neće se fokusirati na provođenje mjera u vezi sa ovim zahtjevima tokom tog perioda. vrijeme. [23] Tabela starih i novih dnevnih vrijednosti za odrasle je data u Referentnom dnevnom unosu.

Zeleno povrće, poput špinata, daje magnezij zbog obilja molekula klorofila koji sadrže ion. Orašasti plodovi (posebno brazilski orasi, indijski orasi i bademi), sjemenke (npr. Sjemenke bundeve), crna čokolada, pečena soja, mekinje i neke cjelovite žitarice također su dobri izvori magnezija. [26]

Iako mnoge namirnice sadrže magnezijum, on se obično nalazi u niskim količinama. Kao i kod većine nutrijenata, malo je vjerovatno da će dnevne potrebe za magnezijumom biti zadovoljene jednom porcijom bilo koje hrane. Konzumiranje raznovrsnog voća, povrća i žitarica pomoći će osigurati odgovarajući unos magnezijuma. [ potreban citat ]

Budući da se magnezijum lako otapa u vodi, rafinirana hrana, koja se često prerađuje ili kuha u vodi i suši, općenito je loš izvor hranjivih tvari. Na primjer, integralni hljeb ima dvostruko više magnezija nego bijeli hljeb jer se klice i mekinje bogate magnezijumom uklanjaju prilikom prerade bijelog brašna. Tabela izvora magnezijuma u hrani sugeriše mnoge dijetetske izvore magnezijuma. [ potreban citat ]

"Tvrda" voda također može osigurati magnezij, ali "meka" voda sadrži manje iona. Istraživanja o ishrani ne procjenjuju unos magnezija iz vode, što može dovesti do podcjenjivanja ukupnog unosa magnezija i njegove varijabilnosti.

Previše magnezija može otežati tijelu apsorpciju kalcija. [ potreban citat ] Nedovoljna količina magnezijuma može dovesti do hipomagnezijemije kao što je gore opisano, sa nepravilnim otkucajima srca, visokim krvnim pritiskom (znak kod ljudi, ali ne i kod nekih eksperimentalnih životinja kao što su glodari), nesanicom i grčevima mišića (fascikulacija). Međutim, kao što je napomenuto, smatra se da se rijetko susreću simptomi niskog magnezija zbog čistog nedostatka hrane.

Slijede neke namirnice i količina magnezija u njima: [27]

    sjemenke, bez ljuske (1/4 šolje) = 303 mg, (1/4 šolje) = 162 mg [28] brašno (1/2 šolje) = 151 mg (1/4 šolje) = 125 mg
  • Ovsene mekinje, sirove (1/2 šolje) = 110 mg
  • Kakao prah (1/4 šolje) = 107 mg (3 oz) = 103 mg (1/4 šolje) = 99 mg (1/4 šolje) = 89 mg
  • Integralno pšenično brašno (1/2 šolje) = 83 mg, kuvano (1/2 šolje) = 79 mg, kuvano (1/2 šolje) = 75 mg, 70% kakaa (1 oz) = 73 mg, čvrsto (1/ 2 šolje) = 73 mg, kuvano (1/2 šolje) = 60 mg, kuvano (1/2 šolje) = 59 mg (2 supene kašike) = 50 mg (1/4 šolje) = 46 mg, oljušteno (1/4 šolja) = 41 mg, kuvano (1/2 šolje) = 39 mg, kuvano (1/2 šolje) = 37 mg, kuvano (1/2 šolje) = 36 mg, kuvano (1/2 šolje) = 32 mg ( 1 kašika) = 32 mg, nemasno (1 šolja) = 27 mg, espresso (1 oz) = 24 mg (1 kriška) = 23 mg

Kod životinja je pokazano da različiti tipovi ćelija održavaju različite koncentracije magnezijuma. [29] [30] [31] [32] Čini se vjerojatnim da isto vrijedi i za biljke. [33] [34] Ovo sugeriše da različiti tipovi ćelija mogu regulisati priliv i odliv magnezijuma na različite načine na osnovu njihovih jedinstvenih metaboličkih potreba. Intersticijske i sistemske koncentracije slobodnog magnezija moraju se nježno održavati kombiniranim procesima puferiranja (vezivanje iona za proteine ​​i druge molekule) i prigušivanja (transport iona u skladišne ​​ili izvanćelijske prostore [35]).

U biljkama, a odnedavno i kod životinja, magnezijum je prepoznat kao važan signalni ion, koji aktivira i posreduje mnoge biohemijske reakcije. Najbolji primjer za to je možda regulacija fiksacije ugljika u hloroplastima u Calvinovom ciklusu. [36] [37]

Magnezijum je veoma važan u ćelijskoj funkciji. Nedostatak nutrijenata uzrokuje oboljenje zahvaćenog organizma. U jednostaničnim organizmima, poput bakterija i kvasca, niska razina magnezija očituje se u znatno smanjenim stopama rasta. Kod bakterijskih sojeva bakterija koji su nokautirali transport magnezija, zdrave stope se održavaju samo uz izlaganje vrlo visokim vanjskim koncentracijama jona. [38] [39] Kod kvasca, nedostatak mitohondrijskog magnezija također dovodi do bolesti. [40]

Biljke s nedostatkom magnezija pokazuju reakcije na stres. Prvi vidljivi znakovi izgladnjivanja magnezijem i prekomjernog izlaganja u biljkama je smanjenje stope fotosinteze. To je zbog središnjeg položaja iona Mg 2+ u molekuli klorofila. Kasniji efekti nedostatka magnezija na biljke su značajno smanjenje rasta i reproduktivne održivosti. [4] Magnezijum takođe može biti toksičan za biljke, iako se to obično vidi samo u uslovima suše. [41] [42]

Kod životinja se javlja nedostatak magnezija (hipomagnezemija) kada je dostupnost magnezija u okolišu niska. Kod preživača, posebno osjetljivih na dostupnost magnezija u pašnjacima, stanje je poznato kao 'tetanija trave'. Hipomagnezemija se prepoznaje po gubitku ravnoteže zbog slabosti mišića. [43] Brojni genetski pripisani poremećaji hipomagnezijemije također su identificirani kod ljudi. [44] [45] [46] [47]

Prekomjerna izloženost magnezijumu može biti toksična za pojedine ćelije, iako je ove učinke bilo teško eksperimentalno pokazati. [ potreban citat ] Hipermagnezemija, višak magnezija u krvi, obično je uzrokovan gubitkom funkcije bubrega. Zdrave životinje brzo izlučuju višak magnezija urinom i stolicom. [48] ​​Urinarni magnezijum se zove magnesuria. Karakteristične koncentracije magnezijuma u modelnim organizmima su: in E. coli 30-100mM (vezano), 0.01-1mM (slobodno), u kvascu pupoljku 50mM, u ćelijama sisara 10mM (vezano), 0.5mM (slobodno) i u krvnoj plazmi 1mM. [49]

Mg 2+ je četvrti najzastupljeniji metalni ion u ćelijama (po molovima) i najzastupljeniji slobodni dvovalentni kation-kao rezultat toga, on je duboko i intrinzično utkan u stanični metabolizam. Zaista, enzimi ovisni o Mg 2+ pojavljuju se u gotovo svakom metaboličkom putu: Često se primjećuje specifično vezivanje Mg 2+ za biološke membrane, Mg 2+ se također koristi kao signalni molekul, a veliki dio biokemije nukleinskih kiselina zahtijeva Mg 2+, uključujući sve reakcije koje zahtijevaju oslobađanje energije iz ATP-a. [50] [51] [37] U nukleotidima, trostruki fosfatni dio spoja je uvijek stabiliziran povezivanjem s Mg 2+ u svim enzimskim procesima.

Klorofil Edit

U fotosintetskim organizmima, Mg 2+ ima dodatnu vitalnu ulogu kao koordinirajući jon u molekulu hlorofila. Ovu ulogu je otkrio Richard Willstätter, koji je dobio Nobelovu nagradu za hemiju 1915. za pročišćavanje i strukturu vezivanja klorofila sa šestim brojem ugljika.

Enzimi Edit

Hemija iona Mg 2+, primijenjena na enzime, koristi cijeli niz neobične reakcije ove ione za ispunjavanje niza funkcija. [50] [52] [53] [54] Mg 2+ stupa u interakciju sa supstratima, enzimima, a povremeno i jedno i drugo (Mg 2+ može činiti dio aktivnog mjesta). Općenito, Mg 2+ stupa u interakciju sa supstratima putem koordinacije unutarnje sfere, stabiliziranja aniona ili reaktivnih međuproizvoda, uključujući i vezivanje za ATP i aktiviranje molekula za nukleofilni napad. U interakciji s enzimima i drugim proteinima, Mg 2+ se može vezati pomoću koordinacije unutarnje ili vanjske sfere, kako bi promijenio konformaciju enzima ili sudjelovao u kemiji katalitičke reakcije. U oba slučaja, budući da se Mg 2+ rijetko potpuno dehidrira tijekom vezivanja liganda, to može biti molekula vode povezana s Mg 2+ koja je važna, a ne sam ion. Lewisova kiselost Mg 2+ (strKa 11.4) koristi se za omogućavanje reakcija hidrolize i kondenzacije (najčešće su to hidroliza estra fosfatnog estera i prijenos fosforila) koje bi inače zahtijevale da se pH vrijednosti uvelike uklone iz fizioloških vrijednosti.

Bitna uloga u biološkoj aktivnosti ATP Edit

ATP (adenozin trifosfat), glavni izvor energije u stanicama, mora biti vezan za magnezijev ion kako bi bio biološki aktivan. Ono što se naziva ATP često je zapravo Mg-ATP. [5]

Nukleinske kiseline Edit

Nukleinske kiseline imaju važan raspon interakcija s Mg 2+. Vezivanje Mg 2+ za DNK i RNK stabilizira strukturu što se može uočiti na povišenoj temperaturi topljenja (Tm) dvolančane DNK u prisustvu Mg 2+. [50] Osim toga, ribosomi sadrže velike količine Mg 2+ i stabilizacija je neophodna za kompleksiranje ovog ribo-proteina. [55] Veliki broj enzima uključenih u biokemiju nukleinskih kiselina veže Mg 2+ za aktivnost, koristeći ion i za aktivaciju i za katalizu. Konačno, autokataliza mnogih ribozima (enzimi koji sadrže samo RNK) ovisi o Mg2+ (npr. Mitohondrijski introni grupe II kvasca koji se samo spajaju [56]).

Magnezijevi ioni mogu biti kritični u održavanju položaja integriteta blisko grupiranih fosfatnih skupina. Ove se skupine pojavljuju u brojnim i različitim dijelovima jezgre ćelije i citoplazme. Na primjer, heksahidrirani ioni Mg 2+ vežu se u dubokom velikom utoru i na vanjskom ušću dupleksa nukleinske kiseline u obliku A. [57]

Ćelijske membrane i zidovi Edit

Biološke ćelijske membrane i ćelijske stjenke su polianionske površine. To ima važne implikacije na transport iona, posebno zato što je pokazano da različite membrane prvenstveno vežu različite ione. [50] I Mg 2+ i Ca 2+ redovno stabiliziraju membrane umrežavanjem karboksiliranih i fosforiliranih glavnih grupa lipida. Međutim, membrana omotača od E. coli takođe se pokazalo da vezuje Na + , K + , Mn 2+ i Fe 3+ . Transport iona ovisi i o koncentracijskom gradijentu iona i o električnom potencijalu (ΔΨ) kroz membranu, na koji će utjecati naboj na površini membrane. Na primjer, specifično vezivanje Mg 2+ za omotač kloroplasta bilo je umiješano u gubitak fotosintetske efikasnosti blokiranjem preuzimanja K + i naknadnim zakiseljavanjem strome kloroplasta. [36]

Proteini Edit

Jon Mg 2+ ima tendenciju da se samo slabo veže za proteine ​​(Ka ≤ 10 5 [50]), a ćelija može to iskoristiti za uključivanje i isključivanje enzimske aktivnosti promjenama u lokalnoj koncentraciji Mg 2+. Iako je koncentracija slobodnog citoplazmatskog Mg 2+ reda veličine 1 mmol/L, ukupan sadržaj Mg 2+ u životinjskim stanicama iznosi 30 mmol/L [58], a u biljkama je mjeren sadržaj endodermalnih ćelija lista na vrijednostima. do 100 mmol/L (Stelzer et al., 1990.), od kojih je veliki dio u međuspremnicima. Citoplazmatska koncentracija slobodnog Mg 2+ puferuje se vezivanjem za kelatore (npr. ATP), ali i, što je još važnije, skladištenjem Mg 2+ u intracelularnim odjeljcima. Transport Mg 2+ između intracelularnih odjeljaka može biti glavni dio regulacije aktivnosti enzima. Interakcija Mg 2+ s proteinima također se mora uzeti u obzir pri transportu iona kroz biološke membrane.

Manganese Edit

U biološkim sistemima, samo mangan (Mn 2+) je sposoban da zameni Mg 2+, ali samo u ograničenom nizu okolnosti. Mn 2+ je po kemijskim svojstvima vrlo sličan Mg 2+, uključujući kompleksaciju unutarnje i vanjske ljuske. Mn 2+ efikasno veže ATP i omogućava hidrolizu energetskog molekula od strane većine ATP -aza. Mn 2+ također može zamijeniti Mg 2+ kao aktivirajući jon za brojne Mg 2+ -zavisne enzime, iako se dio aktivnosti enzima obično gubi. [50] Ponekad takve preferencije enzimskog metala variraju među blisko povezanim vrstama: Na primjer, enzim reverzne transkriptaze lentivirusa poput HIV -a, SIV i FIV tipično ovisi o Mg 2+, dok analogni enzim za druge retroviruse preferira Mn 2+.

Važnost u vezivanju lijekova Edit

Članak [59] koji istražuje strukturne osnove interakcija između klinički relevantnih antibiotika i 50S ribosoma pojavio se u Natureu u listopadu 2001. Rendgenska kristalografija visoke rezolucije pokazala je da se ti antibiotici povezuju samo s 23S rRNA ribosomske podjedinice, a ne interakcije se stvaraju s dijelom proteina podjedinice. U članku se naglašava da rezultati pokazuju "važnost navodnih iona Mg 2+ za vezivanje nekih lijekova".

Radioaktivnim izotopima Uredi

Korištenje radioaktivnih elemenata za praćenje u testovima preuzimanja iona omogućuje izračunavanje km, Ki i Vmax i određuje početnu promjenu u sadržaju iona u ćelijama. 28 Mg se raspada emisijom visokoenergetske beta ili gama čestice, što se može izmjeriti pomoću scintilacionog brojača. Međutim, radioaktivni poluvijek od 28 Mg, najstabilniji od radioaktivnih izotopa magnezija, je samo 21 sat. Ovo ozbiljno ograničava eksperimente koji uključuju nuklid. Takođe, od 1990. godine nijedno postrojenje nije rutinski proizvodilo 28 mg, a sada se predviđa da će cijena po mCi biti približno 30.000 USD. [60] Hemijska priroda Mg 2+ je takva da je blisko aproksimirana sa nekoliko drugih katjona. [61] Međutim, Co 2+, Mn 2+ i Ni 2+ uspješno su korišteni za oponašanje svojstava Mg 2+ u nekim enzimskim reakcijama, a radioaktivni oblici ovih elemenata uspješno su korišteni u studijama transporta kationa. Poteškoća korištenja zamjene metalnih iona u proučavanju funkcije enzima je u tome što je vrlo teško utvrditi odnos između aktivnosti enzima sa zamjenskim ionima u odnosu na izvorni. [61]

Po fluorescentnim indikatorima Uredi

Određeni helatori dvovalentnih kationa imaju različite spektre fluorescencije u vezanom i nevezanom stanju. [62] Helatori za Ca 2+ su dobro poznati, imaju visok afinitet prema katjonima i nisku interferenciju od drugih jona. Helatori Mg 2+ zaostaju, a glavna fluorescentna boja za Mg 2+ (mag-fura 2 [63]) zapravo ima veći afinitet za Ca 2+. [64] Ovo ograničava primjenu ove boje na ćelijske tipove gdje je nivo mirovanja Ca 2+ <1 μM i ne varira ovisno o eksperimentalnim uvjetima pod kojima se mjeri Mg 2+. Nedavno Otten et al. (2001) opisali su rad u novu klasu spojeva koja bi se mogla pokazati korisnijom, sa značajno boljim afinitetima vezanja za Mg 2+. [65] Upotreba fluorescentnih boja ograničena je na mjerenje slobodnog Mg 2+. Ako je stanica puferirala koncentraciju iona kelacijom ili uklanjanjem u podstanične odjeljke, izmjerena brzina preuzimanja dat će samo minimalne vrijednosti km i Vmax.

Po elektrofiziologiji Edit

Prvo, mikroelektrode specifične za ione mogu se koristiti za mjerenje unutarnje koncentracije slobodnih iona u stanicama i organelama. Glavne prednosti su u tome što se očitanja mogu očitavati s ćelija tijekom relativno dugog vremenskog razdoblja i što se za razliku od boja vrlo malo ćelija dodaje dodatni kapacitet pufera za ione. [66]

Drugo, tehnika naponske stezaljke s dvije elektrode omogućuje direktno mjerenje ionskog toka kroz membranu ćelije. [67] Membrana se drži na električnom potencijalu i mjeri se odzivna struja. Svi ioni koji prolaze kroz membranu doprinose izmjerenoj struji.

Treće, tehnika patch-clamp-a koristi izolovane delove prirodne ili veštačke membrane na skoro isti način kao napon-clamp, ali bez sekundarnih efekata ćelijskog sistema. Pod idealnim uvjetima vodljivost pojedinih kanala može se kvantificirati. Ova metodologija daje najdirektnije mjerenje djelovanja ionskih kanala. [67]

Apsorpcionom spektroskopijom Edit

Atomska apsorpcijska spektroskopija s plamenom (AAS) određuje ukupni sadržaj magnezija u biološkom uzorku. [62] Ova metoda je destruktivna, biološki uzorci moraju se razgraditi u koncentriranim kiselinama kako bi se izbjeglo začepljenje aparata za fino raspršivanje. Osim toga, jedino ograničenje je da uzorci moraju biti u zapremini od približno 2 mL i u rasponu koncentracije od 0,1 – 0,4 μmol/L radi optimalne preciznosti. Kako se ovom tehnikom ne može razlikovati Mg 2+ koji je već prisutan u ćeliji i onaj koji je zauzet tijekom eksperimenta, može se kvantificirati samo sadržaj koji nije uzet.

Induktivno spregnuta plazma (ICP) koristeći modifikacije masene spektrometrije (MS) ili atomske emisione spektroskopije (AES) također omogućava određivanje ukupnog sadržaja jona u biološkim uzorcima. [68] Ove tehnike su osjetljivije od plamena AAS i sposobne su mjeriti količine više iona istovremeno. Međutim, oni su i znatno skuplji.

Hemijska i biohemijska svojstva Mg 2+ predstavljaju ćelijski sistem sa značajnim izazovom pri transportu jona preko bioloških membrana. Dogma o transportu iona kaže da transporter prepoznaje ion, a zatim postupno uklanja vodu za hidrataciju, uklanjajući većinu ili cijelu vodu iz selektivnih pora prije nego što oslobodi ion sa druge strane membrane. [69] Zbog svojstava Mg 2+, velike promjene volumena od hidratiziranog do golog iona, velike energije hidratacije i vrlo niske stope izmjene liganda u unutarnjoj koordinacijskoj sferi, ti su koraci vjerojatno teži nego za većinu drugih iona. Do danas se pokazalo da je samo ZntA protein paramecijuma Mg 2+ kanal. [70] Mehanizmi transporta Mg 2+ preostalim proteinima počinju se otkrivati ​​s prvom trodimenzionalnom strukturom transportnog kompleksa Mg 2+ koji je riješen 2004. [71]

Hidratacijska ljuska iona Mg 2+ ima vrlo čvrsto povezanu unutrašnju ljusku od šest molekula vode i relativno čvrsto povezanu drugu ljusku koja sadrži 12-14 molekula vode (Markham et al., 2002.). Stoga se pretpostavlja da prepoznavanje iona Mg 2+ zahtijeva neki mehanizam za inicijalnu interakciju s hidracijskom ljuskom Mg 2+, nakon čega slijedi direktno prepoznavanje/vezivanje iona za protein. [60] Zbog jačine kompleksacije unutarnje sfere između Mg 2+ i bilo kojeg liganda, više istovremenih interakcija s transportnim proteinom na ovoj razini moglo bi značajno usporiti ion u transportnim porama. Stoga je moguće da se veći dio hidratantne vode zadrži tijekom transporta, omogućavajući slabiju (ali još uvijek specifičnu) koordinaciju vanjske sfere.

Uprkos mehaničarskim poteškoćama, Mg 2+ se mora transportovati preko membrana, a opisan je i veliki broj tokova Mg 2+ preko membrana iz različitih sistema. [72] Međutim, samo mali izbor transportera Mg 2+ okarakteriziran je na molekularnom nivou.

Blokada ionskog kanala liganda Edit

Magnezijum joni (Mg 2+ ) u ćelijskoj biologiji su obično u skoro svim značenjima suprotni od Ca 2+ jona, jer su i oni dvovalentni, ali imaju veću elektronegativnost i time vrše veće privlačenje molekula vode, sprečavajući prolaz kroz kanal (iako sam magnezijum je manji). Dakle, joni Mg 2+ blokiraju Ca 2+ kanale kao što su (NMDA kanali) i pokazalo se da utječu na kanale spajanja praznina koji formiraju električne sinapse.

Prethodni odjeljci detaljno su obrađivali kemijske i biokemijske aspekte Mg 2+ i njegov transport kroz stanične membrane. Ovaj odjeljak će primijeniti ovo znanje na aspekte fiziologije cijele biljke, u pokušaju da pokaže kako ti procesi stupaju u interakciju s većim i složenijim okruženjem višećelijskog organizma.

Prehrambeni zahtjevi i interakcije Uredi

Mg 2+ je bitan za rast biljaka i prisutan je u višim biljkama u količinama reda veličine 80 μmol g -1 suhe mase. [4] Količine Mg 2+ variraju u različitim dijelovima biljke i ovise o nutritivnom statusu. U vremenima izobilja, višak Mg 2+ može se uskladištiti u vaskularnim ćelijama (Stelzer et al., 1990. [34] iu vrijeme gladovanja Mg 2+ se u mnogim biljkama preraspodjeljuje, sa starijih na novije listove. [4] [73]

Mg 2+ se u biljke preuzima putem korijena. Interakcije sa drugim kationima u rizosferi mogu imati značajan uticaj na apsorpciju jona. (Kurvits i Kirkby, 1980. [74] Struktura zidova ćelija korena je visoko propusna za vodu i jone, pa stoga usvajanje jona u ćelije korena može javljaju se bilo gdje od vlasi korijena do stanica koje se nalaze gotovo u središtu korijena (ograničene samo kasparskom trakom). Zidne ćelije i membrane biljaka nose veliki broj negativnih naboja, a interakcija kationa s tim nabojima ključna je za upijanje kationa od strane korijenskih ćelija omogućavajući lokalni efekat koncentracije [75] Mg 2+ se relativno slabo veže za ove naboje i može biti istisnut drugim kationima, ometajući unos i uzrokujući nedostatak u biljci.

Unutar pojedinih biljnih stanica, zahtjevi za Mg 2+ su uglavnom isti kao i za cijeli stanični život Mg 2+ se koristi za stabilizaciju membrana, od vitalnog je značaja za iskorištavanje ATP -a, intenzivno je uključen u biokemiju nukleinskih kiselina i kofaktor je za mnogi enzimi (uključujući ribosom). Takođe, Mg 2+ je koordinirajući jon u molekulu hlorofila. Intracelularna kompartmentalizacija Mg 2+ u biljnim stanicama dovodi do dodatne složenosti. Četiri odjeljka unutar biljne ćelije su prijavila interakcije sa Mg 2+. U početku će Mg 2+ ući u ćeliju u citoplazmu (zasad još neidentificiranim sistemom), ali koncentracije slobodnog Mg 2+ u ovom odjeljku su strogo regulirane na relativno niskim razinama (≈2 mmol/L), pa je svaki višak Mg 2 + se ili brzo izvozi ili skladišti u drugom unutarćelijskom odjeljku, vakuoli. [76] Zahtjev za Mg 2+ u mitohondrijima je dokazan u kvascu [77] i čini se vrlo vjerojatnim da će se isto primijeniti i na biljke. Kloroplasti također zahtijevaju značajne količine unutrašnjeg Mg 2+ i niske koncentracije citoplazmatskog Mg 2+. [78] [79] Osim toga, čini se vjerojatnim da i ostale podstanične organele (npr. Golgi, endoplazmatski retikulum itd.) Također zahtijevaju Mg 2+.

Distribucija jona magnezijuma unutar biljke Uredi

Jednom u citoplazmatskom prostoru stanica korijena, Mg 2+, zajedno s ostalim kationima, vjerovatno se radijalno transportira u stelu i vaskularno tkivo. [80] Iz ćelija koje okružuju ksilem joni se oslobađaju ili pumpaju u ksilem i nose kroz biljku. U slučaju Mg 2+, koji je vrlo pokretan i u ksilemu i u floemu, [81] ioni će se transportirati do vrha biljke i nazad dolje u kontinuiranom ciklusu nadopunjavanja. Stoga je unos i oslobađanje iz vaskularnih ćelija vjerovatno ključni dio homeostaze Mg 2+ cijele biljke. Slika 1 prikazuje koliko je malo procesa povezano s njihovim molekularnim mehanizmima (samo je vakuolarna apsorpcija povezana s transportnim proteinom, AtMHX).

Dijagram prikazuje shemu biljke i pretpostavljene procese transporta Mg 2+ u korijenu i listu gdje se Mg 2+ utovaruje i istovara iz vaskularnih tkiva. [4] Mg 2+ se unosi u prostor stanične stijenke korijena (1) i stupa u interakciju s negativnim nabojima povezanim sa staničnim stjenkama i membranama. Mg 2+ se može odmah unijeti u ćelije (simplastični put) ili može putovati čak do Kasparskog pojasa (4) prije nego što se apsorbuje u ćelije (apoplastični put 2). Koncentracija Mg 2+ u ćelijama korena je verovatno puferovana skladištenjem u vakuolama korenskih ćelija (3). Imajte na umu da ćelije na vrhu korijena ne sadrže vakuole. Jednom u citoplazmi stanica korijena, Mg 2+ putuje prema središtu korijena plazmodesmatama, gdje se učitava u ksilem (5) za transport do gornjih dijelova biljke. Kada Mg 2+ dospije u lišće, istovara se iz ksilema u ćelije (6) i ponovo se puferira u vakuolama (7). Nije poznato da li se ciklus Mg 2+ u floem događa putem općih ćelija u listu (8) ili direktno iz ksilema u floem putem prijenosnih stanica (9). Mg 2+ se može vratiti korenima u soku floema.

Kad je stanica apsorbirala ion Mg 2+ koji joj je potreban za metaboličke procese, općenito se pretpostavlja da ion ostaje u toj ćeliji sve dok je ćelija aktivna. [4] U vaskularnim ćelijama to nije uvek slučaj u vremenima izobilja, Mg 2+ je uskladišten u vakuoli, ne učestvuje u svakodnevnim metaboličkim procesima ćelije (Stelzer et al., 1990), i pušta se prema potrebi. Ali za većinu stanica smrt uslijed starenja ili ozljede oslobađa Mg 2+ i mnoge druge ionske sastojke, reciklirajući ih u zdrave dijelove biljke. Osim toga, kada je Mg 2+ u okolišu ograničeno, neke vrste mogu mobilizirati Mg 2+ iz starijih tkiva. [73] Ovi procesi uključuju oslobađanje Mg 2+ iz vezanih i uskladištenih stanja i njegov transport nazad u vaskularno tkivo, gdje se može distribuirati u ostatak biljke. U vrijeme rasta i razvoja, Mg 2+ se također remobilizira u biljci kako se mijenjaju odnosi izvora i ponora. [4]

Homeostaza Mg 2+ unutar pojedinačnih biljnih ćelija održava se procesima koji se odvijaju na plazma membrani i na membrani vakuole (vidi sliku 2). Glavna pokretačka snaga za translokaciju iona u biljnim stanicama je ΔpH. [82] H + -ATPaze pumpaju H + ione protiv njihovog koncentracijskog gradijenta kako bi se održala pH razlika koja se može koristiti za transport drugih iona i molekula. H+ joni se pumpaju iz citoplazme u ekstracelularni prostor ili u vakuolu. Ulazak Mg 2+ u ćelije može se dogoditi jednim od dva puta, putem kanala koji koriste ΔΨ (negativan iznutra) preko ove membrane ili simpatijom s H + ionima. Za transport jona Mg 2+ u vakuolu potreban je transporter transporta Mg 2+ /H+ (kao što je AtMHX). H + -ATPaze zavise od Mg 2+ (vezanog za ATP) za aktivnost, tako da je Mg 2+ neophodan za održavanje sopstvene homeostaze.

Prikazana je shema biljne ćelije koja uključuje četiri glavna odjeljka za koja se trenutno zna da su u interakciji s Mg 2+. H + -ATPaze održavaju konstantan ΔpH kroz plazma membranu i membranu vakuole. Mg 2+ se transportira u vakuolu pomoću energije ΔpH (in A. thaliana od AtMHX). Transport Mg 2+ u ćelije može koristiti ili negativan ΔΨ ili ΔpH. Transport Mg 2+ u mitohondrije vjerojatno koristi ΔΨ kao u mitohondrijima kvasca, a vjerojatno je da kloroplasti uzimaju Mg 2+ po sličnom sistemu. Mehanizam i molekularna osnova za oslobađanje Mg 2+ iz vakuola i iz ćelije nisu poznati. Slično, svjetlosno regulirane promjene koncentracije Mg 2+ u hloroplastima nisu u potpunosti shvaćene, ali zahtijevaju transport H+ jona kroz tilakoidnu membranu.

Magnezij, kloroplasti i fotosinteza Uredi

Mg 2+ je koordinirajući metalni ion u molekuli klorofila, a u biljkama u kojima se ion nalazi u velikoj količini oko 6% ukupnog Mg 2+ vezano je za klorofil. [4] [83] [84] Slaganje tilakoida stabilizira Mg 2+ i važno je za efikasnost fotosinteze, omogućavajući fazne prijelaze. [85]

Mg 2+ se vjerovatno u najvećoj mjeri apsorbuje u kloroplaste tokom razvoja izazvanog svjetlom od proplastida do kloroplasta ili etioplasta do kloroplasta. U to vrijeme sinteza klorofila i biogeneza gomile tilakoidne membrane apsolutno zahtijevaju dvovalentni kation. [86] [87]

Je li Mg 2+ sposoban preći u kloroplaste i izaći iz njih nakon ove početne razvojne faze, bilo je predmet nekoliko oprečnih izvještaja. Deshaies et al. (1984.) otkrili su da je Mg 2+ ipak ulazio i izlazio iz izoliranih kloroplasta iz mladih biljaka graška, [88] ali Gupta i Berkowitz (1989.) nisu mogli reproducirati rezultat korištenjem starijih hloroplasta špinata. [89] Deshaies et al. su u svom radu naveli da su stariji kloroplasti graška pokazali manje značajne promjene u sadržaju Mg 2+ od onih korištenih za donošenje zaključaka. Relativni udio nezrelih kloroplasta prisutnih u pripravcima može objasniti ova zapažanja.

Metaboličko stanje kloroplasta značajno se mijenja između noći i dana. Tokom dana, hloroplast aktivno sakuplja energiju svjetlosti i pretvara je u kemijsku energiju. Aktivacija metaboličkih puteva dolazi zbog promjena u kemijskoj prirodi strome dodavanjem svjetlosti. H + se ispumpava iz strome (u citoplazmu i lumen) što dovodi do alkalnog pH. [90] [91] Mg 2+ (zajedno sa K +) se oslobađa iz lumena u stromu, u procesu elektroneutralizacije kako bi se uravnotežio protok H +. [92] [93] [94] [95] Konačno, tiolne grupe na enzimima se smanjuju promjenom redoks stanja strome. [96] Primjeri enzima koji se aktiviraju kao odgovor na ove promjene su fruktoza 1,6-bisfosfataza, sedoheptuloza bisfosfataza i ribuloza-1,5-bisfosfat karboksilaza. [4] [53] [96] Tokom mračnog perioda, da su ti enzimi aktivni, došlo bi do rasipnog ciklusa proizvoda i supstrata.

Mogu se identifikovati dvije velike klase enzima koji u svjetlosnoj fazi stupaju u interakciju sa Mg 2+ u stromi. [53] Prvo, enzimi na glikolitičkom putu najčešće stupaju u interakciju s dva atoma Mg 2+. Prvi atom je kao alosterički modulator aktivnosti enzima, dok drugi čini dio aktivnog mjesta i direktno je uključen u katalitičku reakciju. Druga klasa enzima uključuje one u kojima je Mg 2+ kompleksiran s nukleotidnim di- i tri-fosfatima (ADP i ATP), a kemijska promjena uključuje prijenos fosforila. Mg 2+ također može poslužiti u strukturi održavanja ovih enzima (npr. Enolaze).

Magnezijumski stres Uredi

Reakcije biljaka na stres mogu se uočiti kod biljaka koje su nedovoljno ili previše opskrbljene Mg 2+. Prvi vidljivi znakovi Mg 2+ stresa u biljkama zbog gladovanja i toksičnosti je smanjenje brzine fotosinteze, pretpostavlja se zbog jakih odnosa između Mg 2+ i hloroplasta/hlorofila. U borovima, čak i prije vidljive pojave žutih i nekrotičnih mrlja, fotosintetska efikasnost iglica značajno opada. [73] U manjku Mg 2+, prijavljeni sekundarni efekti uključuju nepokretnost ugljikohidrata, gubitak RNK transkripcije i gubitak sinteze proteina. [97] Međutim, zbog pokretljivosti Mg 2+ unutar biljke, fenotip nedostatka može biti prisutan samo u starijim dijelovima biljke. Na primjer, kod Pinus radiata bez Mg 2+, jedan od najranijih znakova za identifikaciju je hloroza u iglicama na donjim granama drveta. To je zato što je Mg 2+ izvađen iz ovih tkiva i premješten na rastuće (zelene) iglice više u drvetu. [73]

Deficit Mg 2+ može biti uzrokovan nedostatkom jona u mediju (tlu), ali češće dolazi od inhibicije njegovog unosa. [4] Mg 2+ se prilično slabo veže za negativno nabijene grupe u staničnim stijenkama korijena, pa dolazi do ekscesa drugih kationa, poput K +, NH4 + , Ca 2+ i Mn 2+ mogu ometati apsorpciju. (Kurvits i Kirkby, 1980. [74] U kiselim zemljištima Al 3+ je posebno jak inhibitor preuzimanja Mg 2+. [98] [99] Inhibicija od strane Al 3+ i Mn 2+ je ozbiljniji nego što se može objasniti jednostavnim pomicanjem, pa je moguće da se ovi joni direktno vežu za sistem za unos Mg 2+. [4] Kod bakterija i kvasca takvo vezivanje ima Mn 2+. Reakcije na stres u biljci razvijaju se jer se stanični procesi zaustavljaju zbog nedostatka Mg 2+ (npr. održavanje ΔpH u plazmi i membranama vakuole). U biljkama izgladnjelim Mg 2+ u uvjetima slabog osvjetljenja, postotak Mg 2+ vezan za klorofil zabilježen je na 50%. [100] Vjerojatno ova neravnoteža ima štetne učinke na druge stanične procese.

Teže je razviti stres toksičnosti Mg 2+. Kad je Mg 2+ u izobilju, biljke općenito preuzimaju ion i skladište ga (Stelzer et al., 1990). Međutim, ako nakon toga slijedi suša, koncentracije jona u ćeliji mogu dramatično porasti. Visoke koncentracije citoplazmatskog Mg 2+ blokiraju K + kanal u unutrašnjoj ovojnici membrane kloroplasta, čime se inhibira uklanjanje H + iona iz strome kloroplasta. To dovodi do zakiseljavanja strome koja inaktivira ključne enzime u fiksaciji ugljika, što sve dovodi do stvaranja slobodnih radikala kisika u kloroplastu koji zatim uzrokuju oksidativna oštećenja. [101]


Razmislite zašto virusi nisu živi organizam?

Virusi nisu živa bića jer su virusi složeni sklopovi molekula, uključujući proteine, lipide, nukleinske kiseline i ugljikohidrate, ali sami ne mogu učiniti ništa dok ne uđu u živu ćeliju. Bez ćelija, virus ne može učiniti ništa zbog čega je neživa stvar.

Znate li da se virusi razlikuju od bakterija? Da, i virus i bakterija su različiti, ali oboje nas muči. Bakterije su male i jednoćelijske, ali su živi organizmi koji ne zavise od ćelije domaćina da se razmnožavaju. Zbog ovih varijacija, bakterijske i virusne infekcije liječe se vrlo različito. Antibiotici su neophodni samo protiv bakterija, ne i virusa.

Respiratorna je jedna od virusnih bolesti koja obično zahvaća gornje ili donje dijelove respiratornog trakta. Neki od primjera respiratornih bolesti su:

  • gripa
  • prehlada
  • infekcija respiratornim sincicijskim virusom
  • adenovirusna infekcija
  • infekcija virusom parainfluence
  • teški akutni respiratorni sindrom (SARS)

Šta su neživa bića?

Sve što ne ispunjava zahtjeve “life ” smatra se neživim, neživim ili inertnim bićem.

Prirodni i umjetni objekti

Prirodno neživih objekata su oni stvoreni fizičkim i hemijskim silama prirode, kao što su kamenje, oblaci, okeani, planine, između ostalog.

The umjetni neživi objekti su one kreacije ljudskih bića, poput mobilnih, mostova, puteva, posuđa i odjeće.


Dalja klasifikacija

Na temelju gore navedenih podataka, možemo s pouzdanjem kategorizirati gliste kao živa bića koja provode svih sedam životnih procesa.

Sada ih je moguće dalje klasificirati u niz hijerarhijskih kategorija: kraljevstvo, tip, klasa, red, porodica, rod i vrsta. Razvrstavanje živih bića u ove kategorije važan je način za naučnike da pokažu kako su živa bića međusobno povezana. Većina naučnika klasifikuje živa bića u jedno od sledećih šest kraljevstava.

  • Bakterije su jednostanični mikroorganizmi koji nemaju nuklearnu membranu.
  • Protozoans su jednoćelijski organizmi koji su općenito mnogo veći od bakterija. Mogu biti autotrofni ili heterotrofni.
  • Hromisti su raznolika grupa biljnih organizama i kreću se od vrlo malih do vrlo velikih. Nalaze se u gotovo svim sredinama.
  • Gljive su višećelijski i oslanjaju se na razlaganje organskog materijala jer nisu u stanju da sami prave hranu.
  • Biljke su višestanične i autotrofne - koriste fotosintezu za proizvodnju hrane pomoću sunčeve svjetlosti.
  • Životinje su višećelijske. Heterotrofni su i oslanjaju se na hranu za druge organizme.

Šta mislite, kojem kraljevstvu pripadaju gliste?


Sažetak

U prvom dijelu fotosinteze, reakciji ovisnoj o svjetlosti, molekuli pigmenta apsorbiraju energiju iz sunčeve svjetlosti. Najčešći i najzastupljeniji pigment je klorofil a. Foton udara u fotosistem II da bi pokrenuo fotosintezu. Energija putuje kroz transportni lanac elektrona, koji pumpa vodikove ione u prostor tilakoida. Ovo formira elektrohemijski gradijent. Joni teku kroz ATP sintazu iz prostora tilakoida u stromu u procesu koji se naziva kemiosmoza i tvore molekule ATP -a, koji se koriste za stvaranje molekula šećera u drugoj fazi fotosinteze. Fotosistem I apsorbuje drugi foton, što rezultira formiranjem NADPH molekula, drugog nosioca energije za reakcije Kalvinovog ciklusa.


Informativni centar za mikronutrijente

Klorofil je pigment koji biljkama i algama daje zelenu boju. Biljke koriste hlorofil za hvatanje svjetlosti potrebne za fotosintezu (1). Osnovna struktura klorofila je porfirinski prsten sličan onom hema u hemoglobinu, iako je središnji atom u klorofilu magnezij umjesto željeza. Dugi rep ugljikovodika (fitol) pričvršćen za porfirinski prsten čini klorofil rastvorljivim u masti i nerastvorljiv je u vodi. Dvije različite vrste klorofila (klorofil a i klorofil b) nalaze se u biljkama (Slika 1). Mala razlika u jednom od bočnih lanaca omogućava svakoj vrsti klorofila da apsorbira svjetlost na malo različitim valnim duljinama. Klorofilin je polusintetička mješavina soli natrijuma bakra dobivenih iz hlorofila (2, 3). Tokom sinteze hlorofilina, atom magnezijuma u centru prstena se zamjenjuje bakrom i gubi se fitolni rep. Za razliku od prirodnog hlorofila, hlorofilin je rastvorljiv u vodi. Iako sadržaj različitih smjesa klorofilina može varirati, dva spoja koja se obično nalaze u komercijalnim smjesama klorofilina su trinatrijev bakreni klorin e6 i dinatrijum bakar hlor e4 (Slika 2).

Metabolizam i bioraspoloživost

Malo se zna o bioraspoloživosti i metabolizmu hlorofila ili hlorofilina. Nedostatak toksičnosti pripisan klorofilinu doveo je do uvjerenja da se on slabo apsorbira (4). Međutim, značajne količine bakrenog klorina, npr4 mjerene su u plazmi ljudi koji su uzimali tablete klorofilina u kontroliranom kliničkom ispitivanju, što ukazuje na njegovu apsorpciju. Potrebno je više istraživanja da bi se razumjela bioraspoloživost i metabolizam prirodnih hlorofila i spojeva klorina u sintetičkom hlorofilinu.

Biološke aktivnosti

Kompleksna formacija s drugim molekulima

Klorofil i klorofilin mogu stvarati uske molekularne komplekse s određenim kemikalijama za koje se zna ili za koje se sumnja da izazivaju rak, uključujući policiklične aromatične ugljikovodike koji se nalaze u duhanskom dimu (5), neke heterociklične amine koji se nalaze u kuhanom mesu (6) i aflatoksin-B1 (7). Vezivanje klorofila ili klorofilina za ove potencijalne kancerogene tvari može ometati gastrointestinalnu apsorpciju potencijalnih karcinogena, smanjujući količinu koja dospijeva u osjetljiva tkiva (8). Nedavno završena studija istraživača Instituta Linus Pauling, profesora Georgea S. Baileyja pokazala je da su klorofilin i klorofil podjednako efikasni u blokiranju unosa aflatoksina-B1 kod ljudi, koristeći akceleratorsku masenu spektrometriju za praćenje ultra-niske doze kancerogena (C Jubert et al., rukopis dostavljen).

Antioksidativni efekti

Klorofilin može neutralizirati nekoliko fizički relevantnih oksidanata in vitro (9, 10), a ograničeni podaci iz studija na životinjama ukazuju na to da suplementacija klorofilinom može smanjiti oksidativna oštećenja uzrokovana kemijskim kancerogenima i zračenjem (11, 12).

Promjena metabolizma i detoksikacija karcinogena

Da bi se pokrenuo razvoj raka, neke kemikalije (prokarcinogeni) prvo se moraju metabolizirati u aktivne karcinogene koji su sposobni oštetiti DNK ili druge kritične molekule u osjetljivim tkivima. Budući da su enzimi iz porodice citokroma P450 potrebni za aktivaciju nekih prokarcinogena, inhibicija enzima citokroma P450 može smanjiti rizik od nekih vrsta kemijski induciranih karcinoma. In vitro studije pokazuju da hlorofilin može smanjiti aktivnost enzima citokroma P450 (5, 13). Enzimi biotransformacije II faze potiču eliminaciju potencijalno štetnih toksina i kancerogena iz tijela. Ograničeni podaci iz studija na životinjama ukazuju da hlorofilin može povećati aktivnost enzima faze II, kinon reduktaze (14).

Terapeutski efekti

Nedavna studija je pokazala da ljudske ćelije raka debelog crijeva prolaze kroz zaustavljanje ćelijskog ciklusa nakon tretmana hlorofilinom (15). Mehanizam je uključivao inhibiciju aktivnosti ribonukleotid reduktaze. Ribonukleotid reduktaza igra ključnu ulogu u sintezi i popravci DNK, a meta je trenutno korištenih sredstava za liječenje raka, poput hidroksiuree (15). Ovo pruža potencijalni novi put za klorofilin u kliničkom okruženju, senzibilizirajući stanice raka na agense koji oštećuju DNA.

Prevencija bolesti

Rak jetre povezan sa aflatoksinima

Aflatoksin-B1 (AFB1) kancerogen za jetru koju proizvode određene vrste gljiva, nalazi se u pljesnivim žitaricama i mahunarkama, kao što su kukuruz, kikiriki i soja (2, 8). U vrućim, vlažnim regijama Afrike i Azije sa neodgovarajućim objektima za skladištenje žitarica, visokim nivoima dijetetskih AFB1 povezani su s povećanim rizikom od hepatocelularnog karcinoma. Štaviše, kombinacija infekcije hepatitisom B i visokog AFB-a u ishrani1 izloženost dodatno povećava rizik od hepatocelularnog karcinoma. U jetri, AFB1 metabolizira se u karcinogen koji je sposoban vezati DNA i uzrokovati mutacije. Na životinjskim modelima AFB1-inducirani rak jetre, primjena klorofilina u isto vrijeme kao i AFB u ishrani1 ekspozicija značajno smanjuje AFB1-indukovano oštećenje DNK u jetri kalifornijske pastrmke i štakora (16-18) i ovisno o dozi inhibira razvoj raka jetre kod pastrmke (19). Jedno istraživanje na pacovima pokazalo je da klorofilin ne štiti od oštećenja jetre uzrokovanog aflatoksinima kada se daje nakon početka tumora (20). Osim toga, nedavno istraživanje izvijestilo je da prirodni klorofil inhibira AFB1-inducirani rak jetre kod štakora (18).

Zbog dugog vremenskog perioda između AFB -a1 izloženosti i razvoja raka kod ljudi, za intervencijsko ispitivanje može biti potrebno čak 20 godina da se utvrdi može li suplementacija klorofilinom smanjiti učestalost hepatocelularnog karcinoma kod ljudi izloženih visokim razinama AFB -a u prehrani1. Međutim, biomarker AFB1-inducirano oštećenje DNK (AFB1-N7 -gvanin) može se mjeriti u urinu i visoki nivoi AFB u urinu1-N7 -gvanin povezan je sa značajno povećanim rizikom od razvoja hepatocelularnog karcinoma (21). Kako bi se utvrdilo može li klorofilin smanjiti AFB1-izazvano oštećenje DNK kod ljudi, randomizirano, placebo kontrolirano intervencijsko ispitivanje provedeno je na 180 odraslih osoba nastanjenih u regiji u Kini gdje je rizik od hepatocelularnog karcinoma vrlo visok zbog neizbježnog prehrambenog AFB-a1 izloženost i velika prevalencija hronične infekcije hepatitisom B (22). Učesnici su uzimali ili 100 mg hlorofilina ili placebo prije jela tri puta dnevno. Nakon 16 sedmica liječenja, nivoi AFB-a u urinu1-N7 -gvanin je bio 55% niži kod onih koji su uzimali klorofilin nego kod onih koji su uzimali placebo, što ukazuje na to da suplementacija klorofilina prije jela može značajno smanjiti AFB1-indukovano oštećenje DNK. Iako smanjenje hepatocelularnog karcinoma još nije dokazano kod ljudi koji uzimaju klorofilin, znanstvenici se nadaju da će suplementacija klorofilinom pružiti određenu zaštitu visokorizičnim populacijama s neizbježnim prehrambenim AFB-om1 izloženost (8).

Nije poznato da li će hlorofilin biti koristan u prevenciji karcinoma kod ljudi koji nisu izloženi značajnim nivoima AFB u ishrani1, kao što je slučaj s većinom ljudi koji žive u SAD -u. Ostaje da se odgovori na mnoga pitanja koja se odnose na tačne mehanizme prevencije raka hlorofilinom, implikacije za prevenciju drugih vrsta raka i potencijal prirodnih hlorofila u ishrani da pruže zaštitu od raka. Naučnici iz Programa hemoprotekcije raka (CCP) Instituta Linus Pauling aktivno se bave ovim istraživačkim pitanjima.

Terapeutska upotreba klorofilina

Unutrašnji dezodorans

Zapažanja 1940-ih i 1950-ih da lokalni klorofilin ima dezodorirajući učinak na rane s neugodnim mirisom navela su kliničare da klorofilin daju oralno pacijentima s kolostomijama i ileostomijama kako bi kontrolirali fekalni miris (23). Dok su rani izvještaji o slučajevima pokazali da su doze hlorofilina od 100-200 mg/dan bile efikasne u smanjenju fekalnog mirisa kod pacijenata sa stomom (24, 25), barem jedno placebo kontrolirano ispitivanje pokazalo je da 75 mg oralnog klorofilina tri puta dnevno više nije efikasniji od placeba u smanjenju fekalnog mirisa koji su procenili pacijenti sa kolostomom (26). Objavljeno je nekoliko izvještaja o slučajevima koji ukazuju na to da oralni hlorofilin (100-300 mg/dan) smanjuje subjektivnu procjenu mirisa mokraće i fekalija kod inkontinentnih pacijenata (23, 27). Trimetilaminurija je nasljedni poremećaj karakteriziran izlučivanjem trimetilamina, spoja "ribljeg" ili neugodnog mirisa. Nedavna studija na malom broju japanskih pacijenata sa trimetilaminurijom otkrila je da oralni hlorofilin (60 mg tri puta dnevno) tokom tri nedelje značajno smanjuje koncentraciju trimetilamina u urinu (28).

Zarastanje rana

Istraživanja iz 1940 -ih ukazuju da je klorofilin usporio rast određenih anaerobnih bakterija u epruveti i ubrzao zacjeljivanje eksperimentalnih rana na životinjama, što je dovelo do upotrebe topikalnih otopina i masti klorofilina u liječenju postojanih otvorenih rana kod ljudi (29). Tokom kasnih 1940-ih i 1950-ih, niz uglavnom nekontrolisanih studija na pacijentima sa sporo zarastajućim ranama, kao što su vaskularni ulkusi i dekubitusni čirevi, izvijestio je da primjena klorofilina za lokalnu primjenu pospješuje zacjeljivanje efikasnije od drugih uobičajenih tretmana (30 , 31). Krajem 1950-ih, hlorofilin je dodan u masti koje sadrže papain i ureu, koje se koriste za hemijski debridman rana kako bi se smanjila lokalna upala, potaknula zacjeljivanje i kontrolirao miris (23). Papain/urea masti koje sadrže klorofilin i dalje su dostupne u SAD-u na recept (32). Nekoliko studija je objavilo da su takve masti efikasne u zacjeljivanju rana (33). Nedavno je postala dostupna formulacija u spreju za terapiju papainom/ureom/hlorofilinom (34).

Izvori

Hlorofili

Klorofili su najzastupljeniji pigmenti u biljkama. Tamnozeleno lisnato povrće poput špinata bogat je izvor prirodnih klorofila. Sadržaj hlorofila u odabranom povrću prikazan je u Tabela 1 (35).

Tabela 1. Sadržaj hlorofila u odabranom sirovom povrću
Hrana Serving Klorofil (mg)
Spanać 1 šolja 23.7
Peršun ½ šolje 19.0
Kres, vrt 1 šolja 15.6
Boranija 1 šolja 8.3
Arugula 1 šolja 8.2
Poriluk 1 šolja 7.7
Endivija 1 šolja 5.2
Šećerni grašak 1 šolja 4.8
kineski kupus 1 šolja 4.1

Supplementi

Klorofil

Zelene alge poput klorele često se prodaju kao dodatni izvor klorofila. Budući da prirodni klorofil nije toliko stabilan kao klorofilin i mnogo je skuplji, većina dodataka klorofila koji se prodaju bez recepta zapravo sadrže klorofilin.

Klorofilin

Oralni pripravci natrij-bakar-klorofilina (koji se naziva i kompleks klorofilin-bakra) dostupni su u suplementima i kao lijek bez recepta (Derifil) koji se koristi za smanjenje mirisa iz kolostomija ili ileostomija ili za smanjenje fekalnog mirisa zbog inkontinencije (36). Natrijum-bakar hlorofilin se takođe može koristiti kao aditiv za boju u hrani, lekovima i kozmetici (37). Oralne doze od 100-300 mg/dan u tri podijeljene doze korištene su za kontrolu fekalnog i urinarnog mirisa (vidi Terapeutska upotreba klorofilina).

Sigurnost

Nije poznato da su prirodni hlorofili toksični, a hlorofilinu se ne pripisuju toksični efekti uprkos više od 50 godina kliničke upotrebe kod ljudi (8, 23, 29). Kada se uzima oralno, hlorofilin može uzrokovati zelenu promjenu boje urina ili fecesa ili žutu ili crnu promjenu boje jezika (38). Bilo je i povremenih izvještaja o proljevu povezanom s oralnom upotrebom klorofilina. Kada se lokalno primjenjuje na rane, prijavljeno je da klorofilin u nekim slučajevima izaziva blago pečenje ili svrbež (39). Oralni hlorofilin može dovesti do lažno pozitivnih rezultata na testovima guaiac kartice na okultnu krv (40). Budući da sigurnost primjene klorofila ili klorofilina nije testirana kod trudnica ili dojilja, treba ih izbjegavati tijekom trudnoće i dojenja.

Autori i recenzenti

Izvorno napisao 2004. godine:
Jane Higdon, dr. Sc.
Institut Linus Pauling
Državni univerzitet Oregon

Ažurirano u decembru 2005. od:
Jane Higdon, Ph.D.
Institut Linus Pauling
Državni univerzitet Oregon

Ažurirano u junu 2009. od:
Victoria J. Drake, dr. Sc.
Institut Linus Pauling
Državni univerzitet Oregon

Recenzirao u junu 2009:
Roderick H. Dashwood, dr.
Direktor, Program za hemoprotekciju raka, Institut Linus Pauling
Profesor ekološke i molekularne toksikologije
Lider, ekološka mutageneza i jezgro karcinogeneze, Centar za nauke o zdravlju životne sredine
Državni univerzitet Oregon

Autorska prava 2004-2021 Institut Linus Pauling

Reference

1. Matthews CK, van Holde KE. Biochemistry. 2nd ed. Menlo Park: The Benjamin/Cummings Publishing Company 1996.

2. Sudakin DL. Izloženost aflatoksina u prehrani i kemoprevencija raka: klinički pregled. J Toxicol Clin Toxicol. 200341 (2): 195-204. (PubMed)

3. Dashwood RH. Važnost korištenja čistih kemikalija u studijama (anti) mutagenosti: hlorofilin kao primjer. Mutat Res. 1997381(2):283-286. (PubMed)

4. Egner PA, Stansbury KH, Snyder EP, Rogers ME, Hintz PA, Kensler TW. Identifikacija i karakterizacija etil estera klorin e (4) u serumima pojedinaca koji su učestvovali u ispitivanju hemoprevencije klorofilina. Chem Res Toxicol. 200013(9):900-906. (PubMed)

5. Tachino N, Guo D, Dashwood WM, Yamane S, Larsen R, Dashwood R. Mehanizmi in vitro antimutagenog djelovanja hlorofilina protiv benzo[a]pirena: studije inhibicije enzima, formiranja molekularnih kompleksa i degradacije krajnjeg kancerogena . Mutat Res. 1994308 (2): 191-203. (PubMed)

6. Dashwood R, Yamane S, Larsen R. Studija sila stabilizacijskih kompleksa između klorofila i heterocikličkih aminskih mutagena. Environ Mol Mutagen. 199627 (3): 211-218. (PubMed)

7. Breinholt V, Schimerlik M, Dashwood R, Bailey G. Mehanizmi antikarcinogeneze klorofilina protiv aflatoksina B1: stvaranje kompleksa s karcinogenom. Chem Res Toxicol. 19958(4):506-514. (PubMed)

8. Egner PA, Munoz A, Kensler TW. Kemoprevencija s klorofilinom kod osoba izloženih aflatoksinu u prehrani. Mutat Res. 2003523-524: 209-216. (PubMed)

9. Kumar SS, Devasagayam TP, Bhushan B, Verma NC. Čišćenje reaktivnih vrsta kiseonika hlorofilinom: ESR studija. Free Radic Res. 200135 (5): 563-574. (PubMed)

10. Kamat JP, Boloor KK, Devasagayam TP. Klorofilin kao efikasan antioksidans protiv oštećenja membrane in vitro i ex vivo. Biochim Biophys Acta. 20001487 (2-3): 113-127. (PubMed)

11. Park KK, Park JH, Jung YJ, Chung WY. Inhibitorni učinci porfirina klorofilina, hemina i tetrakisa (4-benzojeve kiseline) na oksidativno oštećenje DNA i upale kože miša izazvani 12-O-tetradekanoilforbol-13-acetatom kao mogućim mehanizmom za promicanje tumora. Mutat Res. 2003542 (1-2): 89-97. (PubMed)

12. Kumar SS, Shankar B, Sainis KB. Učinak klorofilina na oksidativni stres u limfocitima slezene in vitro i in vivo. Biochim Biophys Acta. 20041672 (2): 100-111. (PubMed)

13. Yun CH, Jeong HG, Jhoun JW, Guengerich FP. Nespecifična inhibicija aktivnosti citokroma P450 hlorofilinom u mikrozomima jetre ljudi i pacova. Karcinogeneza. 199516 (6): 1437-1440. (PubMed)

14. Dingley KH, Ubick EA, Chiarappa-Zucca ML, et al. Utjecaj dijetalnih sastojaka s hemopreventivnim potencijalom na stvaranje adukta male doze heterocikličkih amina PhIP i IQ i faze II jetrenih enzima. Nutr Cancer. 200346(2):212-221. (PubMed)

15. Chimploy K, Diaz GD, Li Q, et al. E2F4 i ribonukleotid reduktaza posreduju u zaustavljanju S-faze u stanicama raka debelog crijeva tretiranim klorofilinom. Int J Rak. 2009125 (9): 2086-94. (PubMed)

16. Dashwood RH, Breinholt V, Bailey GS. Hemopreventivna svojstva hlorofilina: inhibicija vezivanja aflatoksina B1 (AFB1)-DNK in vivo i anti-mutagena aktivnost protiv AFB1 i dva heterociklična amina u testu mutagenosti salmonele. Karcinogeneza. 199112 (5): 939-942. (PubMed)

17. Kensler TW, Groopman JD, Roebuck BD. Upotreba adukta aflatoksina kao posrednih krajnjih tačaka za procjenu učinkovitosti kemopreventivnih intervencija kod životinja i ljudi. Mutat Res. 1998402(1-2):165-172. (PubMed)

18. Simonich MT, Egner PA, Roebuck BD, et al. Prirodni hlorofil inhibira multiorgansku karcinogenezu izazvanu aflatoksinom B1 kod pacova. Karcinogeneza. 200728 (6): 1294-1302. (PubMed)

19. Breinholt V, Hendricks J, Pereira C, Arbogast D, Bailey G. Dijetetski hlorofilin je snažan inhibitor hepatokarcinogeneze aflatoksina B1 kod kalifornijske pastrmke. Cancer Res. 199555 (1): 57-62. (PubMed)

20. Orner GA, Roebuck BD, Dashwood RH, Bailey GS. Izlaganje hlorofilinu nakon inicijacije ne modulira žarišta uzrokovana aflatoksinom u jetri i debelom crijevu štakora. J Carcinog. 20065:6. (PubMed)

21. Qian GS, Ross RK, Yu MC, et al. Studija praćenja urinarnih markera izloženosti aflatoksinu i rizika od raka jetre u Šangaju, Narodna Republika Kina. Rak Epidemiol Biomarkeri Pret. 19943 (1): 3-10. (PubMed)

22. Egner PA, Wang JB, Zhu YR, et al. Intervencija hlorofilina smanjuje adukte aflatoksina-DNK kod osoba s visokim rizikom od raka jetre. Proc Natl Acad Sci U S A. 200198 (25): 14601-14606. (PubMed)

23. Chernomorsky SA, Segelman AB. Biološke aktivnosti derivata klorofila. N J Med. 198885(8):669-673. (PubMed)

24. Siegel LH. Kontrola mirisa ileostomije i kolostomije. Gastroenterologija. 196038: 634-636. (PubMed)

25. Weingarten M, Payson B. Deodorizacija kolostomija hlorofilom. Rev Gastroenterol. 195118 (8): 602-604.

26. Christiansen SB, Byel SR, Stromsted H, Stenderup JK, Eickhoff JH. [Može li hlorofil smanjiti miris izmeta kod pacijenata sa kolostomom?]. Ugeskr Laeger. 1989151(27):1753-1754.

27. Young RW, Beregi JS, Jr. Upotreba hlorofilina u njezi gerijatrijskih pacijenata. J Am Geriatr Soc. 198028(1):46-47. (PubMed)

28. Yamazaki H, Fujieda M, Togashi M, et al. Efekti dodataka prehrani, aktivnog uglja i bakar hlorofilina, na izlučivanje trimetilamina u urinu kod japanskih pacijenata sa trimetilaminurijom. Life Sci. 200474 (22): 2739-2747. (PubMed)

29. Kephart JC. Derivati ​​klorofila - njihova kemija, komercijalna priprema i upotreba. Econ Bot. 19559:3-38.

30. Bowers WF. Klorofil u liječenju rana i gnojnim bolestima. Am J Surg. 194773: 37-50.

31. Stolar EB. Kliničko iskustvo s pripravcima klorofila. Am J Surg. 194977:167-171.

32. 2004 Referent lekarskog stola. 58th ed. Stamford: Thomson Health Care, Inc. 2003.

33. Smith RG. Enzimski debridmansi: procjena medicinske literature. Stomy Wound Manage. 200854 (8): 16-34. (PubMed)

34. Weir D, Farley KL. Relativna efikasnost isporuke i pogodnost formulacija spreja i masti enzimskih terapija rana papain/urea/klorofilin. J Kontinencija stomatološke rane Nurs. 200633 (5): 482-490. (PubMed)

35. Bohn T, Walczyk S, Leisibach S, Hurrell RF. Magnezij vezan uz klorofil u uobičajeno konzumiranom povrću i voću: značaj za prehranu magnezijem. J Food Sci. 200469(9):S347-S350.

36. Pristup GPO -u. Elektronski kodeks federalnih propisa: Razni interni lijekovi za upotrebu bez recepta. [Web stranica]. Dostupno na http://www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idx?SID=fca8520c1cf723314cd462d3596b8682&node=pt21.5.357&rgn=div5. Pristupljeno 26.2.15.

37. Pristup GPO -u. Elektronski kodeks saveznih propisa: Spisak dodataka u boji izuzet od sertifikacije [web stranica]. http://www.ecfr.gov/cgi-bin/retrieveECFR?gp=&SID=3463c48f55ae08efd099682901bb9500&r=PART&n=pt21.1.73. Pristupljeno 26.2.15.

38. Hendler SS, Rorvik DR, ur. PDR za dodatke prehrani. 2nd ed. Montvale: Physicians Desk Desk Reference, Inc 2008.

39. Smith LW. Sadašnji status lokalne terapije klorofilom. N Y Država J Med. 195555 (14): 2041-2050. (PubMed)

40. Gogel HK, Tandberg D, Strickland RG. Supstance koje ometaju testove guaiac kartice: implikacije za ispitivanje želudačnog aspirata. Am J Emerg Med. 19897 (5): 474-480. (PubMed)


Pogledajte video: Čovječanstvo na prekretnici (Decembar 2022).