Co to jest cykl wapniowy?

Cykl wapnia Jest to droga, którą wapń tworzy między żywymi istotami a ich środowiskiem, w sposób kolisty. Wapń jest minerałem lub pierwiastkiem chemicznym, który jest stale przetwarzany. Został odkryty w 1808 roku przez Humphry Davy.

Jego nazwa pochodzi od łaciny calx, co oznacza cal. W rzeczywistości jego odkrycie miało miejsce podczas elektrolizy związku zawierającego rtęć i wapno.

Występuje w litosferze w postaci skał oraz w składzie chemicznym prawie wszystkich organizmów żywych w zmiennej proporcji wynoszącej około 2,45% u zwierząt i 0,007% u roślin.

Jest piątym najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na powierzchni ziemi, co stanowi 3,6% wagowo. Jest on reprezentowany przez wzór chemiczny z symbolem Ca, a jego liczba atomowa wynosi 20. Gdy pali się, uwalnia tlenek wapnia.

Wapń znajduje się wewnątrz organizmów jako jon wapnia (Ca2 +) lub uzupełnia inne molekuły o znaczeniu przemysłowym, takie jak węglan i siarczan. Występuje również w innych minerałach, takich jak fluor, fosforan i krzemian.

W stanie metalicznym reaguje z wodą tworząc wodorotlenek Ca (OH) 2 i uwalnia wodór.

Kości mają wysoką zawartość wapnia. W rzeczywistości 99% wapnia w organizmie znajduje się w kościach. Pozostałe 1% jest rozprowadzane w tkankach miękkich.

Jak zachodzi cykl wapniowy?

Proces cyrkulacji wapnia w środowisku przebiega następująco:

• Jest na dnie morskim.
• Ruchy geologiczne przenoszą go na powierzchnię w postaci osadów lub skał osadowych.
• Wyraźne zjawiska atmosferyczne rozkładają te skały.
• W tym momencie wapń jest wchłaniany przez korzenie roślin, spożywane przez zwierzęta jako część łańcucha pokarmowego i transportowane przez wody rzek.
• Kiedy rośliny i zwierzęta giną, powraca na ziemię.
• Przeciąganie wód rzecznych i rzek zabiera wapń z powrotem na dno morskie, gdzie cykl się uruchamia.

Rola cyklu wapniowego w życiu

Zgodnie z tym, co zaobserwowano do tej pory, wapń przemieszcza się między fazami nierozpuszczalnymi i rozpuszczalnymi w sposób ciągły. Następnie zobaczymy, jak ten proces jest związany z życiem na ziemi.

Życie roślinne

Wapń i jego cykl są związane z pH gleby, ponieważ gdy inne składniki gleby (sód (Na + 1), potas (K + 1) i magnez (Mg + 2)) są bardzo wysokie i są naładowane dodatnio, wchłanianie wapnia przez rośliny zmniejsza się.

Nawozy azotanowe zwiększają zdolność wchłaniania wapnia. Wapń jest absorbowany przez rośliny w ich postaci kationowej (jon naładowany dodatnio) jako Ca + 2.

Po wchłonięciu przez korzeń rośliny, wapń jest transportowany z wodą przez układ naczyniowy do łodygi i ogonków liściowych do liści.

Wapń jest wtórnym makroskładnikiem odżywczym dla roślin i przyczynia się do sztywności ściany komórkowej, a także do podziału komórek merystemów i wierzchołków korzeni.

Ten minerał pomaga również w absorpcji magnezu i magazynowaniu fosforanów w wakuolach roślinnych. Bierze również udział w fotosyntezie i transporcie cukru w ​​systemie.

Życie zwierzęce

W przypadku ssaków i innych zwierząt uczestniczy w budowie i utrzymaniu kości i zębów; w krzepnięciu krwi, metabolizmie żywności.

Wapń (Ca2 +) bierze udział w ruchliwości komórek, przekazywaniu impulsów nerwowych, uwalnianiu neuroprzekaźników i przepuszczalności błony komórkowej.

Element ten jest również jednym z tych, które wpływają na funkcje transportowe błon komórkowych i przenoszenie przez nie jonów.

Wchłanianie wapnia u zwierząt zwykle występuje w górnej części jelita cienkiego. I są tacy, którzy bronią, że jest on również absorbowany przez bierną dyfuzję w bliższym regionie dwunastnicy.

Proces ten zachodzi dzięki obecności witaminy D i optymalnego poziomu kwasowości w jelicie. Wapń jest głównym składnikiem skorupy jaj.

Niektóre białka cyklu wapniowego zostały również połączone, poprzez badania naukowe, ze zdolnością niektórych ryb do płynięcia z dużą prędkością.

Co dzieje się w organizmie, gdy cykl wapniowy zawodzi?

Zmiana cyklu wapniowego może mieć śmiertelne konsekwencje w organizmie człowieka, ponieważ jest związana z uwalnianiem i wychwytem wewnątrzkomórkowego Ca2 + (forma wapnia wewnątrz ciała), która aktywuje skurcz mięśni i relaksację..

Jeśli cykl Ca2 + nie powiedzie się, serce zawodzi; występują zaburzenia kurczliwości i śmiertelne zaburzenia rytmu serca.

Oznacza to, że niepowodzenie w wapniu może spowodować niewydolność serca (HF), patologię, która stanowi główną przyczynę śmierci w krajach rozwiniętych. A jego częstość wzrasta w populacji powyżej 65 roku życia.

Normalnie te awarie cyklu występują na poziomie retikulum sarkoplazmatycznego (SR), który jest organellą w mięśniu, w którym przechowywany jest Ca2. +.

Również wady tego minerału są związane z deformacją kości, tężyczką, nadciśnieniem i rakiem jelita grubego.

Problemy z wchłanianiem wapnia przez organizmy, opóźniają i zakłócają cykl wapniowy i kończą się wytwarzaniem niektórych chorób wymienionych w poprzednich liniach.

Te awarie mogą wystąpić z powodu nadmiaru lub braku magnezu, manganu, cynku, miedzi i żelaza.

Podobnie zanieczyszczenie rzek może ograniczać ilość wapnia docierającego do dna morskiego, a zatem zagrażać ilości wapnia dostępnego w przyszłości..

Referencje

1. Cykl wapnia. Źródło: ncbi.nlm.nih.gov.
2. Cykl Biogeo (2014). Cykl wapnia. Odzyskany z: ciclobiogeo.blogspot.com.
3. Davidson, Daniel (2014). Zrozumienie cyklu wapniowego. Źródło: eco-gem.com.
4. Miejsce dla drobiu (2012). Wapń i fosfor jako protagoniści w odżywianiu warstw. Źródło: elsitioavicola.com.
5. Marks, Andrew R. (2013). Białka zawierające wapń i niewydolność serca: mechanizmy i środki terapeutyczne. The Journal of Clinical Investigation, 123 (1), 46-52. Źródło: doi.org.
6. Pérez, Deiver (2013). Cykle biogeochemiczne. Źródło: www.slideshare.net.
7. Zang, Hui i inni (2017). Porównawcze badanie ekspresji genów cyklicznych wapnia w kaczce Bombaju (Harpadon nehereus) i rybich pasiastych (Trichiurus lepturus) z różnymi aktywnościami pływackimi. Źródło: sciencedirect.com.