Nejčastější Molekula v Přírodě

V živých soustavách nacházíme tzv. mikroelementy). Dělí se na dvě skupiny. Do první náležejí tzv. prvky tvoří až 95% živé hmoty. Kyslík tvoří asi 62,8% hmotnosti živých systémů, vodík asi 9,3%. Uhlík tvoří asi 19.4% živé hmoty. Je to základní prvek.

Uhlík

Uhlík je obsažen ve formě chemicky stálých organických látek je obsažen v uhlí. Je obsažen ve sloučeninách, kde tvoří uhlíkové řetězce. Dále se nachází v horninách (např. v CaCO3), v mořské vodě jako H2CO3 a v atmosféře jako CO2. Bakterie konzumují během svého života tento tzv. vzduchu. Organizovaného uhlíku je uvolňována zpět do atmosféry jako CO2. Přeměnou odumřelých rostlin pokračuje koloběh uhlíku mezi živou a neživou přírodou. která je také zdrojem atmosférického CO2.

Doba poločasu rozpadu uhlíku je udáván na 5 568 let. Koncentrace uhlíku zůstává milionů let přibližně konstantní.

Kyslík

Kyslík je obsažen v cukrech, tukových skupinách a v nukleových kyselinách. Je obsažen v aminocukrech, cystinu a methioninu). Síra je také obsažena v anorganických solích. Síra je důležitou součástí organismů. Síra je součástí soustavy a jejích minerálních solí.

Voda

Voda je nejrozšířenější látkou vyskytující se v živém organismu. Pokud buňka ztratí všechnu vodu, buňka hyne. Voda je v organismu ve stavu tzv. vázané ionty. Voda zabraňuje místnímu přehřátí. Voda udržuje rovnováhu mezi organismem a vnějším prostředím. Voda se ochlazuje vypařováním. Voda je hlavní složkou biochemických reakcí. Voda je důležitá pro udržování potřebného pH. Voda je nezbytná pro rozvádění živin a z těla odvádění odpadních látek. Životní děje jsou podmíněny vysokým obsahem vody. Voda rozpouští anorganické sloučeniny a organické látky. Obsah vody v živých systémech se pohybuje obvykle v rozmezí 70 - 80 %. Obsah vody závisí na vnějším prostředí a také na stáří organismu.

Čtěte také: Dobrodružství s albatrosy v knihách

Stanovení sušiny a popelovin

Při stanovení sušiny hmotností udává procentuální obsah tzv. sušiny. Voda vázaná v sušině zůstává. Popelovina je zbytek anorganických sloučenin i prvků, které je tvoří. Provádí se ve speciálních elektrických píckách. Organické látky se pozvolna spalují, nebo ji spálit a získat tzv. popelovinu. Můžeme provádět pozvolné spalování mikroskopických preparátů, např. popelovinu. Tím vzniká tzv. struktury původních tkání. Tak byla např. zjištěna přítomnost křemíku v rozsivkách.

Volné plyny

Volných plynů se v živé hmotě vyskytuje jen nepatrné množství. Volné plyny se vyskytují v měchýř ryb nebo pneumatofory trubýšů. Volné plyny jsou v rovnováze s okolním prostředím. Volné plyny se vyskytují v buněčných šťávách. Plyny ve tkáních mohou při náhlých změnách tlaku vzduchu způsobit tzv. známou u potápěčů při rychlém výstupu z velké hloubky. hrozí při náhlých změnách výšky i letcům.

Organické látky

Organické látky jsou sloučeniny vyskytující se v živé hmotě. Organické látky drží dohromady. Funkčními skupinami určují povahu organických látek. Některé jsou polární, nerozpustné v tucích (hydrofilní látky). Jiné jsou nepolární, v tucích (lipofilní látky). Některé organické látky obsahují oba typy funkčních skupin současně. Organické látky dělíme na 4 základní skupiny: cukry, tuky, bílkoviny a nukleové kyseliny.

Cukry (Sacharidy)

Sacharidy, také nazývané glycidy, jsou nejrozšířenější organické látky na Zemi. Sacharidy mají největší podíl organické hmoty na Zemi. Z chemického hlediska se jedná o polyhydroxyaldehydy a polyhydroxyketony. Jejich molekuly tvoří atomy kyslíku, uhlíku a vodíku. Homopolysacharidy: jedná se o polymery tvořené stejným druhem monosacharidu. Heteropolysacharidy: jsou to polymery tvořené více než jedním typem monosacharidu. Monosacharidy a oligosacharidy obecně nazýváme cukry. Sacharidy nejsou pro tělo esenciální a běžně se v něm syntetizují, např. z aminokyselin. Monosacharidy a disacharidy představují důležitý zdroj energie. Klíčovou roli hrají i při syntéze nukleových kyselin nebo koenzymů. Jedná se o bílé krystalické látky rozpustné ve vodě, neutrální povahy, které ve vodných roztocích nedisociují. Nejdůležitějšími monosacharidy v potravě jsou glukóza, fruktóza a galaktóza. Sacharidy mají základní funkce, zdroj energie, zásobní látka a stavební látka. Slouží sacharidy i jako základní suroviny pro výrubu dalších materiálů, např. se vyrábějí z nich plasty.

V tělních tekutinách se glukóza vyskytuje jako tzv. transportní cukr. Glykogen je produkt štěpení glykogenu. Mannan je vázaná v polysacharidu mannanu, což je rezervní látka mnohých semen. Aminové deriváty glukózy a galaktózy jsou acetylglukozamin, což jsou aminové deriváty glukózy a galaktózy. Sacharóza je stavební materiál strukturálních polysacharidů (např. vzniká spojením glukózy a fruktózy v tzv. tzv. glykosidickou vazbou. Maltóza (cukr sladový) se skládá ze dvou zbytků glukózy. Laktóza vzniká polykondenzací jedné molekuly glukózy a jedné molekuly galaktózy. Celulóza je polysacharid. Celulóza tvoří buněčné stěny rostlinných buněk. Bavlna je čistá celulóza. Dřevo je celulóza s příměsmi ligninu, pryskyřice a hemicelulózy. Chitin je polysacharid acetylglukosaminu. Chitin se hojně vyskytuje v kutikule členovců. Agar-agar je polysacharid galaktózy. Murein je polysacharid kyseliny uronové nebo jiné látky. Chondroitinsulfát se nachází v pouzdrech obratlovců apod. Heparin je polysacharid α(1,4) glykosidickými vazbami. Může být ještě esterifikovány kyselinou sírovou. Bývá vázaný na bílkoviny. Používá se ke srážení krve. Pektin je polysacharid kyseliny D-glukuronové. Peptidoglykan je tvořen propojených navzájem krátkými řetězci aminokyselin (peptidů). Peptidoglykan se nazývá murein. Peptidoglykan tvoří 50% buněčné stěny u Gram-negativních a 10% u gram-pozitivních baktérií).

Čtěte také: Více o rizicích v přírodě

Tuky (Lipidy)

Lipidy jsou estery vyšších mastných kyselinami. Lipidy se v buňkách se vyskytují hlavně jako energetická rezerva. Lipidy jsou rozpustné pouze v organických rozpouštědlech. Lipidy obsahují jak kyseliny nasycené, tak i nenasycené. Délka řetězce má vliv na vlastnosti tuku. Čím delší mají řetězec, tím vyšší je bod tání tuku. Mezi nejběžnější mastné kyseliny patří palmitovou, stearovou a olejovou. Tuky chrání orgány před mechanickým vlivům. V buňkách se nacházejí jako kapénky nebo hrudky. Tuky se ukládají pod kůží a na povrchu orgánů. Vosky jsou směsi esterů mastných kyselin a jejich nosiče, např. jednosytnými alkoholy. Vzorec vosků je R - COO - R. Vosk však produkují i jiné druhy hmyzu, např. včely. Fosfolipidy mají hydrofilní vlastnosti. Lipoproteiny slouží k přesuny tuků v těle. Lecitiny byly nejdříve objeveny ve žloutku. Lecitiny jsou významnou součástí z nervových tkání. Některé enzymy hadích jedů štěpí lecitiny. Cefaliny jsou podobné lecitiny, ale místo cholinu obsahují aminoetylalkohol. Glykolipidy jsou složeny z alkoholu sfingosinu, galaktózy a vyšší mastné kyseliny. Gangliosidy obsahují i několik monosacharidů, hlavně galaktózy. Sfingomyeliny obsahují fosforečná a cholin. Cerebrosidy jsou obsaženy v nervů. Steroidy jsou katalyzátory. V malém množství jsou obsaženy v každé buňce.

Bílkoviny (Proteiny)

Bílkoviny (proteiny) tvoří nejdůležitější složku hmoty. Bílkoviny jsou tvořeny stavebními jednotkami bílkovin - aminokyselinami. Aminokyseliny se vzájemně se spojovat tzv. peptidickou vazbou. Peptidický řetězec vzniká spojením aminokyselinami. Karboxylové a aminové skupiny se vzájemně vyrovnává. Diaminokarbonové aminokyseliny reagují zásaditě. Bílkoviny jsou nepostradatelné pro živé hmoty. Jako 21. aminokyselina byla objevena selenocystein.Bílkoviny dělíme na:

• jednoduché (proteiny)
• složené (proteidy):

Proteiny se skládají z bílkovinné části (tzv. skupinami peptidových vazeb stočeného polypeptidu. α-šroubovice má tvar válec o průměru 1 nm. α-šroubovice je stabilizována vodíkovými můstky mezi CO a NH skupinami aminokyselin. β-struktura je uspořádání polypeptidového řetězce. Kvartérní struktura závisí na počtu peptidických řetězců, tzv. prostorové útvary (např. hemoglobin). Peptidické řetězce jsou spojeny sulfidickými nebo i jinými vazbami. Molekulová hmotnost bílkovin se pohybuje od několika tisíc. Bílkoviny dělíme na rozpustné a nerozpustné. Mezi rozpustné bílkoviny patří albuminy (např. z hrachu a ricin ze skočce. Dobře se rozpouštějí v čisté vodě. Albuminy se srážejí kyselinami a varem. Globuliny se rozpouštějí v roztocích solí, louhů a kyselin. Globuliny se srážejí působením některých solí. Mohou mít globulární i fibrilární strukturu. Mezi globuliny patří např. myosin) globuliny. Histony (např. krve). Histony jsou zásadité a mají větší molekulovou hmotnost. Prolaminy mají podobnou strukturu. Skleroproteiny jsou flexibilní a vláknité. Prolaminy jsou typické rostlinné bílkoviny. Gluteliny neobsahují lyzin. Residuiny se rozpouštějí v roztocích kyselin, louhů a solí a v 70% etylalkoholu. Proteiny se denaturují tepla. Sklreroproteiny se nerozpouštějí v alkoholu a koagulací za tepla. Kolageny - obsahují velmi málo diaminokyselin a značné množství glykolu. Elastiny jsou zcela nerozpustné fibrilární bílkoviny. Skleroproteiny se vyskytují především v různých oporných tkáních. Mezi skleroproteiny patří elastiny, retikuliny, keratiny a spongin. Sericin se rozpouští ve vařící vodě. Keratiny se vyskytují v vlasech, nehtech atd. Proteidy jsou bílkoviny s nebílkovinnou složkou, zvanou prostetická skupina. Fosfoproteiny - prostetickou složku tvoří zbytek kyseliny ortofosforečné. Mezi fosfoproteiny patří kasein mléka a vitelin žloutku. Glykoproteiny - jsou komplexy bílkovin s cukry. Ve vodě tvoří velmi viskózní koloidní roztoky. Lipoproteiny - mají bílkovinnou složku je navázána látka lipoidní povahy. Metaloproteiny je organická látka, jejíž molekula obsahuje atom kovu. Mezi metaloproteiny patří např. hemocyanin s atomem mědi.

Nukleové kyseliny

Nukleové kyseliny mají pro organismů prvořadý význam. Jejich roztoky jsou kyselé povahy. Nukleové kyseliny se nacházejí v jejich jádrech a ribozómech. Nukleové kyseliny vznikají polymerací nukleotidů. Nukleové kyseliny uchovávají genetické informace. Nukleotid vzniká tzv. dusíkatou bazí nebo cukernou složkou (pentózou). Mezi dusíkaté báze patří adenin - A, cytosin - C, thymin - T a guanin - G). Nukleosidy jsou dusíkatá báze s ribózou. Kyselina fosforečná charakter mononukleotidů. Nukleotid: kys. fosforečná + cukr + dusíkatá báze. Nukleotidy jsou významné nejen jako součásti nukleových kyselin. Mezi koenzymy najdeme i např. nukleotidů. Zkratky pro adenozindifosfát (ADP) a adenozintrifosfát (ATP). V řetězci jsou nukleotidy vzájemně spojeny tzv. fosfodiesterovou vazbou mezi 3´a 5´uhlíky pentózy. DNA obsahuje cukernou složku deoxyribózu. Nukleové kyseliny se vyskytují v buňkách ve formě komplexů, které označujeme jako nukleoproteiny. V DNA jsou dohromady vždy dva tzv. komplementární polynukleotidové řetězce. Obvyklá sekundární struktura DNK, pravotočivé dvoušroubovice. Vnitřní část DNA tvoří báze, kdežto její vnější část tvoří opornou strukturu, tzv. deoxyribózo-fosfátovou kostru. Páry bází: A - T, G, C. Vždy se páruje odpovídající bázi v páru. Konce chromozomů jsou tzv. telomery. Bakteriální chromozomy jsou lineární, ale oba konce jsou navzájem kovalentně spojeny. RNA jsou tvořeny většinou jedním řetězcem polynukleotidů. RNA slouží k přenosu geny (informace) DNK do podoby bílkovin. Transkripce je přepis nukleotidových sekvencí do sekvencí RNK. Translace je syntézu bílkovin. Rozlišujeme tři typy RNA:

• mediátorová - též mesenžerová či informační (iRNK), molekulová hmotnost 100 000 - 500 000.
• ribozomální (rRNK) - tvoří ribozómy (místa syntézy proteinů).
• transferová - molekulová hmotnost kolem 26 000, tj. asi 80 nukleotidů.

Transferová RNA slouží k ribozómu aminokyseliny. Transferová RNA má složitou strukturu, v níž se kromě základních bazí vyskytují i další tzv. minoritní báze. Ribozomální RNA - molekulová hmotnost 60 000 - 120 000. Ribozomální RNA se nachází v jádře či cytoplazmě buňky. Mediátorová RNA má jednoduchou lineární strukturu. Báze jsou A-U a G-C. RNA má složitější struktur. RNA nemá jako DNK šroubovicovou strukturu.

Enzymy

Enzymy slouží v živé buňce jako katalyzátory. Enzymy urychlují většině chemických reakcí buňky, a tím určují její metabolismus. Enzymy jsou bílkoviny. Enzymy se skládají z bílkovinné části a tzv. prostetické skupiny. Pro katalytickou funkci enzymu odpovídá pouze část molekuly, tzv. aktivní místo. Aktivní místo je dáno prostorovým uspořádáním nebo až terciární struktura molekuly. Bílkovinná část (tzv. apoenzym) rozhoduje o tom, které látky se přemění a které ne. Kromě substrátové specifity vykazují enzymy i funkční specifitu. Oxidoreduktázy katalyzuje (např. katalyzují oxidačně redukční reakce. Hydrolázy jsou katalyzátory hydrolytického štěpení. Hydrolázy jsou enzymů zažívacího ústrojí živočichů. Transferázy přenášejí malé skupiny atomů. Lyázy (štěpí se např, vazba C-C, C-O, C-N). Izomerázy umožňují přesmyk vazeb a tím přechod mezi izomery. K tomu je nutné, aby se enzym (E) přechodně navázal na substrát (S). Enzymy jsou zpravidla vysoce specifické, tj. -áza. Např. štěpí maltáza, lipidy lipáza apod. Mnoho enzymů má triviální názvy, jako např. pepsin a trypsin. Aktivita enzymů je vyhraněna. Např. jen v určitých sekvencích bazí. Enzymy jsou produkovány v neaktivním stavu, jako tzv. proenzymy (zymogeny). K aktivaci dochází určení působením jiné látky. Např. pepsinogen se mění na pepsin působením kyseliny chlorovodíkové.

Vitamíny

Vitamíny jsou prekurzorů, provitamínů. Vitamíny jsou nezbytnou součást enzymů. Nedostatek vitamínů vede k fyziologických poruch (avitaminózy). Nadbytek vitamínů může být škodlivý. Vitamíny tvoří různorodou skupinu látek. Označují se velkými písmeny (A, B, C, D, K, atd.), popř. sebe odlišují číselným indexem (B1, B2 . . . viz. systém, prevence proti anémii (společně s kys. listovou a vit. B12).

Čtěte také: Inspirace pro svatbu v přírodě

Hormony

Hormony jsou látky, které působí v malých množstvích. Hormony nejsou stavební částí buněk. Hormony se vytváří ve specializovaných žlázách (tzv. žlázy) nebo tkáních a jsou vylučovány do krevního oběhu. Hormony působí jen na cílových buněk, které musí obsahovat receptor pro daný hormon. Působení hormonů bývá několik minut až týdnů. Hormony řídí reakci na změny vnitřního i vnějšího prostředí a reakci na ně. Hormony jsou většinou vodorozpustných látek s malou molekulou. Mezi tkáňové hormony patří (histamin, serotonin). Mezi hormony žlázy patří hormony z placenty a obalů zárodku, i některé neurotransmitery. Syntéza hormonů žlázy, vitamín D3 a další. Regulace hormonů musí být něčím řízena, jinak by v organismu nastal chaos. Důležitou funkci má zpětná vazba. Zpětná vazba ovlivňuje činnost zdroje hormonu. (např. inzulín - glukagon). Hormony ovládají energii. Feromony jsou exohormony, „vnější hormony“. Feromony sexuální, shromažďovací a poplašné. Feromony působí u jedince téhož druhu (feromony = exohormony, „vnější hormony“. Feromony mohou působit i na jiných organismů včetně člověka.

Prostaglandiny

Prostaglandiny jsou deriváty z vysoce nenasycených mastných kyselin. Prostaglandiny se nacházejí ve všech tkáních. Prostaglandiny se velmi rychle se metabolizují. Prostaglandiny působí odlišně v různých tkáních. Prostaglandiny zvyšují nebo snižují krevní tlak, regulují svalové stahy a sekreci žláz. Prostaglandiny v hypothalamu působí na mechanismy regulující teplotu. Prostaglandiny se podílejí na vzniku zánětlivých procesů a pocitu bolesti. Aspirin blokuje enzym, který tělo k jejich tvorbě potřebuje. Existují i syntetické deriváty.

Barviva

Barviva pohlcují určité vlnové délky viditelného světla. Barviva způsobují barvy. Rostliny, které při své výživě využívají fotosyntézu, mají barviva. Chlorofyl je důležitý pro fotosyntézu. Rostliny obsahují i jiné barvivo, k zachycení většího podílu sluneční energie. Barviva se nacházejí i v oči. Pigmenty chrání pod ním ležící tkáně před poškozením slunečními paprsky. Melaniny se tvoří v buňkách nazývaných melanocyty. U žen se melaniny vyskytují i při poruchách metabolismu u jaterních chorob. Bilirubin je neželezitou část bilirubin. Barviva jsou rozpustné v organických rozpouštědlech. Karotenoidy se vyskytují spíše ve vakuolách a při fotosyntéze význam nemají. Rozlišujeme tři skupiny asimilačních barviv - chlorofyly, karotenoidy a fykobiliny. Vyšší rostliny obsahují karoteny a větší množství xanthofylu. Řasy obsahují i jiné pigmenty než u vyšších rostlin, např. to např. fykocyanin (červené řasy a sinice). Chlorofyly jsou zelené barvivo, ostatní barviva však fotosyntézu podporují. Anthokyany a flavonoidy způsobují jejich typické zbarvení. Jde zejména o anthokyany a flavonoidy. Chlorofyl má porfyrinový kruh. Existuje několik druhů chlorofylu, z nichž nejdůležitější je chlorofyl a. Karotenoidy (jejich synonymem); jedná se o oligomery izoprenu. Karotenoidy mají pětičlenným). To je důvod jejich nerozpustnosti ve vodě. Karoten je zodpovědný za zbarvení mrkve. Dalšími provitamíny A jsou z karotenoidů a-karoten, g-karoten a b-kryptoxanthin. Karotenoidy se nacházejí v vaječném žloutku apod. Violaxanthin a neoxanthin, tzv. xanthofylové frakce. Fykobiliny jsou ve formě glykosidů (bakterie a řasy). Fykobiliny jsou rozpustné etheru, petroletheru, olejích, acetonu a ethanolu. Fykobiliny nejsou rozpustné ve vodě, kyselinách a solích. Karotenoidy se nacházejí ve stromatu chloroplastů. Fykocyaniny a fykoerythriny se nacházejí (rhodophyta). Fykobiliny vlnové délce světla fluoreskují. Spektrofotometrie udává rozsahem vlnových délek. Absorpční spektra se přidají k suspenzi buněk. V buňkách lze identifikovat různé látky.

Molekulární vodík (H₂)

Molekulární vodík (H₂) je nejmenší a nejlehčí molekula v přírodě. Díky své velikosti má unikátní schopnost:

• rychle pronikat buněčnými membránami
• dostat se až do mitochondrií (energetických center buněk)
• procházet hematoencefalickou bariérou (tedy i do mozku)

Právě tato schopnost hlubokého průniku je důvodem, proč se o něm hovoří jako o výjimečném antioxidantu.

Antioxidanty

Každý den v našem těle vznikají tzv. volné radikály - nestabilní molekuly, které mohou poškozovat buňky. Tento proces se nazývá oxidační stres.Oxidační stres je spojován s:

• únavou
• zpomalenou regenerací
• zánětlivými procesy
• stárnutím buněk
• sníženou výkonností

Antioxidanty pomáhají tyto volné radikály neutralizovat a chránit tak buňky před poškozením.

Molekulární vodík

Na rozdíl od běžných antioxidantů má molekulární vodík několik specifických vlastností:

• Selektivní působení - Vodík reaguje pouze s nejškodlivějšími volnými radikály (například hydroxylovým radikálem), aniž by narušoval přirozené procesy v těle.
• Nezatěžuje organismus - Po reakci vzniká obyčejná voda - žádné toxické vedlejší produkty.
• Rychlý průnik do buněk - Díky minimální velikosti se dostává tam, kam se jiné antioxidanty dostávají obtížně.

Právě proto je v odborných publikacích označován jako potenciálně jeden z nejsilnějších známých antioxidantů.

Inhalace molekulárního vodíku

Existuje více způsobů, jak vodík přijímat (např. vodíková voda), ale inhalace je považována za nejefektivnější metodu.Při inhalaci:

• se vodík dostává přímo do plic
• odtud rychle přechází do krevního oběhu
• během několika minut se distribuuje do celého těla

Terapie je neinvazivní, bezbolestná a probíhá v klidové poloze.

Možné přínosy inhalace vodíku

Výzkum molekulárního vodíku je stále rozvíjející se oblastí. Studie zkoumají jeho potenciální vliv například na:

• podporu regenerace po fyzické zátěži
• snížení oxidačního stresu
• podporu mentální svěžesti
• podporu celkové vitality
• podporu organismu při zvýšené zátěži

Je důležité dodat, že vodíková terapie není lékařskou léčbou konkrétní diagnózy, ale může být podpůrnou metodou v rámci komplexní péče o zdraví.

Pro koho může být inhalace molekulárního vodíku vhodná?

• pro osoby vystavené stresu
• pro sportovce
• při zvýšené fyzické nebo psychické zátěži
• pro ty, kteří chtějí podpořit regeneraci
• jako součást longevity přístupu

Je inhalace molekulárního vodíku bezpečná?

V terapeutických koncentracích je molekulární vodík považován za bezpečný. Nejde o kyslík ani o plyn, který by měl stimulační účinky - jeho role spočívá primárně v antioxidačním působení.

Vzácné plyny

Prvek	Chemická značka	Objevil
Helium	He	Jules Janssen, Norman Lockyer
Neon	Ne	William Ramsay
Argon	Ar	Henry Cavendish, John William Strutt
Krypton	Kr	William Ramsay
Xenon	Xe	William Ramsay
Radon	Rn	Friedrich Ernst Dorn
Oganesson	Og	Georgij Flerov

tags: #necastejsi #molekula #v #prirode

Oblíbené příspěvky:

• Mapa vyloučených lokalit
• Komplexní průvodce řešením odpadu
• Bioodpad v Pardubicích
• O projektu Vracíme stromy do přírody
• Radioaktivní odpad v ČR