Γιατί υπάρχουν πολύ λίγες ιοντικές ενώσεις στα ζωντανά συστήματα;
1. Νερό ως πρωτεύον διαλύτη:
* Οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται κυρίως από νερό, το οποίο είναι ένας πολύ πολικός διαλύτης.
* Οι ιονικές ενώσεις διαλύονται εύκολα στο νερό, σχηματίζοντας ιόντα που μπορούν να συμμετέχουν σε διάφορες βιολογικές αντιδράσεις.
* Ωστόσο, η παρουσία αυτών των ελεύθερων ιόντων μπορεί να διαταράξει τη λεπτή ισορροπία των χημικών αντιδράσεων και των κυτταρικών δομών.
2. Διατήρηση της ισορροπίας PH:
* Οι ζωντανοί οργανισμοί πρέπει να διατηρούν ένα σταθερό περιβάλλον pH για βέλτιστες βιολογικές διεργασίες.
* Οι ιοντικές ενώσεις, ειδικά εκείνες που περιέχουν ισχυρά οξέα ή βάσεις, μπορούν να μεταβάλλουν δραματικά τα επίπεδα του ρΗ.
* Αυτό μπορεί να είναι επιζήμιο για την ενζυμική δραστικότητα, τη δομή της πρωτεΐνης και τη συνολική κυτταρική λειτουργία.
3. Διατήρηση της οσμωτικής ισορροπίας:
* Οι ιοντικές ενώσεις μπορούν να συμβάλλουν στην οσμωτική πίεση, η οποία είναι η πίεση που απαιτείται για την πρόληψη της κίνησης του νερού σε μια ημιεπερισμένη μεμβράνη.
* Εάν η συγκέντρωση ιόντων μέσα σε ένα κελί είναι πολύ υψηλή, το νερό θα ρέει στο κύτταρο, ενδεχομένως προκαλώντας το να σκάσει.
* Αντίθετα, εάν η συγκέντρωση είναι πολύ χαμηλή, το νερό θα ρέει έξω, οδηγώντας σε αφυδάτωση και συρρίκνωση των κυττάρων.
4. Σύνθετες βιολογικές λειτουργίες:
* Οι ζωντανοί οργανισμοί βασίζονται σε σύνθετα οργανικά μόρια όπως πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λιπίδια και νουκλεϊκά οξέα για τις λειτουργίες τους.
* Οι ιοντικές ενώσεις, ενώ είναι απαραίτητες για ορισμένες διαδικασίες, δεν είναι τόσο ευέλικτες στην υποστήριξη αυτών των σύνθετων βιολογικών λειτουργιών.
5. Τοξικότητα:
* Ορισμένες ιοντικές ενώσεις, όπως τα βαριά μέταλλα, μπορεί να είναι τοξικές για τους ζωντανούς οργανισμούς.
* Αυτές οι ενώσεις μπορούν να διαταράξουν τις βασικές μεταβολικές οδούς και να βλάψουν τα κυτταρικά συστατικά.
Εξαιρέσεις:
Παρά τη γενική έλλειψη ιοντικών ενώσεων στα ζωντανά συστήματα, υπάρχουν ορισμένες αξιοσημείωτες εξαιρέσεις:
* Electrolytes: Αυτές είναι βασικές ιοντικές ενώσεις που διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στη μετάδοση νευρικής ώθησης, στη συστολή των μυών και στη διατήρηση της ισορροπίας των υγρών. Παραδείγματα περιλαμβάνουν ιόντα νάτριο, κάλιο, ασβέστιο και χλωριούχο.
* φωσφορικές ομάδες: Αυτά βρίσκονται σε πολλά οργανικά μόρια, όπως το DNA, το RNA και το ATP, και παίζουν κρίσιμους ρόλους στην αποθήκευση και τη μεταφορά ενέργειας.
* μεταλλικά ιόντα: Ορισμένα μεταλλικά ιόντα όπως το μαγνήσιο, ο ψευδάργυρος και ο σίδηρος είναι βασικοί συμπαράγοντες για διάφορα ένζυμα και βιολογικές διεργασίες.
Συνολικά, ενώ οι ιοντικές ενώσεις παίζουν ρόλο στα βιολογικά συστήματα, η αφθονία τους περιορίζεται λόγω της δυνατότητάς τους να διαταράξουν τις λεπτές κυτταρικές διεργασίες και να προκαλέσουν βλάβη. Αντ 'αυτού, οι ζωντανοί οργανισμοί βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε οργανικά μόρια για να εκτελούν πολύπλοκες λειτουργίες ζωής.
