Przemiana mineralna

Pierwiastki są podstawowymi składnikami świata materii ożywionej i nieożywionej. Azot (N), siarka (S), tlen (O), wodór (H) i węgiel (C) budują związki organiczne : białka, węglowodany, tłuszcze i witaminy.

Spośród 104 znanych pierwiastków około 1/3 stanowi składniki ważne dla organizmów - elementy strukturalne szkieletu i tkanek miękkich, a także czynniki regulujące wiele funkcji fizjologicznych np. krzepniecie krwi, transport tlenu, aktywacje enzymów.

Pierwiastki te można podzielić na trzy grupy:

1. pierwiastki konieczne do życia tzw. biopierwiastki
2. pierwiastki obojętne, bez których przemiany metaboliczne mogą normalnie przebiegać
3. pierwiastki toksyczne, wywierające szkodliwe działanie na organizm

Pierwiastki konieczne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu klasyfikuje się jako makro - i mikroelementy.

Makroelementy lub makropierwiastki to takie, których stężenie w płynach ustrojowych i tkankach wynosi powyżej 1 ug/g mokrej tkanki (ug - milionowa część grama -10-6g). Do makropierwiastków należą: chlor (Cl), fosfor (P), magnez ( Mg), potas (K), sód (Na), wapń (Ca).

Mikroelementami - mikropierwiastkami - pierwiastkami śladowymi są te, których stężenie w organizmie jest poniżej 1 ug/g mokrej kanki. Mikropierwiastkami są: arsen (As, chrom (Cr), Cyna (Sn), cynk (Zn), fluor (F), jod (I), kobalt (Co), krzem (Si), lit (Li), mangan (Mn), miedź (Cu), molibden (Mo), nikiel (Ni), selen (Se), wanad (V), żelazo (Fe).

Pierwiastki toksyczne, szkodliwe dla zdrowia to przede wszystkim aluminium (Al.), rtęć (Hg), kadm (Cd) i ołów (Pb).

Szkodliwość pierwiastków chemicznych zależy od wielu czynników, ale najważniejszymi są: stężenie danego pierwiastka w organizmie i okres narażenia na jego działanie. Istotną rolę odgrywa zdolność organizmu do eliminacji pierwiastków szkodliwych, takie funkcje spełniają nerki, wątroba i przewód pokarmowy. Szkodliwy wpływ pierwiastków toksycznych zależy od możliwości organizmu do naprawy ich zaburzającego wpływu. Taką ochronną i obronną rolę mogą spełniać witaminy.

Pierwiastki toksyczne mają tendencje do gromadzenia się w narządach miąższowych, przede wszystkim w wątrobie, nerkach, trzustce. Przy przewlekłym narażeniu na pierwiastki toksyczne mogą się one odkładać również w innych tkankach np.: ołów i aluminium w kościach, ołów, rtęć, aluminium w tkance mózgowej, a kadm w cebulkach włosów.

Postęp nauki i rozwój techniki spowodował, że metody ilościowego oznaczania pierwiastków są coraz dokładniejsze i precyzyjniejsze. Wysoką czułość badań zapewnia absorpcyjna spektrometria atomowa (ASA), spektometria emisji atomowej ze wzbudzeniem plazmowym (ICP -AES), czy też technika aktywacji neutronowej (NAA). Nowoczesna aparatura analityczna pozwala przeprowadzić analizę stężeń pierwiastków z jednej próby. Daje to możliwość wykonania pomiaru wielu pierwiastków w krótkim czasie z niewielkiej ilości materiału, co w przypadku badań biologicznych odgrywa niebagatelną rolę.

Pierwiastki można oznaczać w płynach ustrojowych: krwi, surowicy, moczu, płynie mózgowo-rdzeniowym czy też tkankach. Należy jednak zauważyć, że określenie zawartości pierwiastków w surowicy lub we krwi może nie oddawać aktualnego stężenia tych pierwiastków w organizmie, ponieważ działają mechanizmy wyrównujące poziom pierwiastków we krwi kosztem rezerw w tkankach a więc, mimo pozornie prawidłowego stężenia w surowicy - zawartość pierwiastków w organizmie może być niedostateczna. Bezpośredni wpływ na stężenie pierwiastków we krwi ma np. aktualnie stosowana dieta.