Функції води в біології. транспортна

Ознайомившись з елементами, присутніми в живих організмах, звернемося тепер до з'єднань, до складу яких ці елементи входять. І тут ми також виявляємо фундаментальне схожість між усіма живими організмами. Найбільше в організмах міститься води - від 60 до 95% загальної маси організму. У всіх організмах ми знаходимо також і деякі прості органічні сполуки, які відіграють роль "будівельних блоків", з яких будуються більші молекули (табл. 5.2). Про них мова піде нижче.

Таблиця 5.2. Хімічні "будівельні блоки" органічних сполук

Таким чином, порівняно невелике число видів молекул дає початок всім більшим молекулам і структурам живих клітин. На думку біологів, ці деякі види молекул могли синтезуватися в "первинному бульйоні" (т. Е. В концентрованому розчині хімічних речовин) В світовому океані на ранніх етапах існування Землі, ще до появи життя на нашій планеті (розд. 24.1). Прості молекули будуються в свою чергу з ще більш простих неорганічних молекул, а саме з діоксиду вуглецю, з азоту і води.

Важлива роль води

Без води життя на нашій планеті не могла б існувати. Вода важлива для живих організмів подвійно, бо вона не тільки необхідний компонент живих клітин, але для багатьох ще й середовище проживання. Нам слід тому сказати тут кілька слів про її хімічних і фізичних властивостях.

Властивості ці досить незвичайні і пов'язані головним чином з малими розмірами молекул води, з полярністю її молекул і з їх здатністю з'єднуватися один з одним водневими зв'язками. Під полярністю увазі нерівномірний розподіл зарядів в молекулі. У води один кінець молекули несе невеликий позитивний заряд, а інший - негативний. Таку молекулу називають диполем. Більш електронегативний атом кисню притягує електрони водневих атомів. В результаті між молекулами води виникає електростатичне взаємодія, а, оскільки протилежні заряди притягуються, молекули як би схильні "склеюватися" (рис. 5.4). Ці взаємодії, більш слабкі, ніж звичайні іонні зв'язку, називаються водневими зв'язками. З огляду на цю особливість води, ми можемо тепер перейти до розгляду тих її властивостей, які важливі з біологічної точки зору.

Мал. 5.4. Воднева зв'язок між двома полярними молекулами води. δ + - дуже маленький позитивний заряд; δ - - дуже маленький негативний заряд

Біологічне значення води

Вода як розчинник. Вода - чудовий розчинник для полярних речовин. До них відносяться іонні сполуки, такі, як солі, у яких заряджені частинки (іони) дисоціюють (відокремлюються одна від одної) в воді, коли речовина розчиняється (рис. 5.5), а також деякі неіонні з'єднання, наприклад цукру і прості спирти, в молекулі яких присутні заряджені (полярні) групи (у Сахаров і спиртів це ОН-групи).

Коли речовина переходить в розчин, його молекули або іони отримують можливість рухатися вільніше і відповідно його реакційна здатність зростає. З цієї причини в клітці велика частина хімічних реакцій протікає у водних розчинах. Неполярні речовини, наприклад ліпіди, не змішуються з водою і тому можуть розділяти водні розчини на окремі компартменти, подібно до того як їх розділяють мембрани. Неполярні частини молекул відштовхуються водою і в її присутності притягуються один до одного, як це буває, наприклад, коли крапельки масла зливаються в більш великі краплі; інакше кажучи, неполярні молекули гідрофобні. Подібні гідрофобні взаємодії грають важливу роль в забезпеченні стабільності мембран, а також багатьох білкових молекул, нуклеїнових кислот і інших субклітинних структур.

Притаманні воді властивості розчинника означають також, що вода служить середовищем для транспорту різних речовин. Цю роль вона виконує в крові, в лімфатичної і екскреторної системах, в травному тракті і у флоеме і ксилемі рослин.

Велика теплоємність. Питомою теплоємністю води називають кількість теплоти в джоулях, яке необхідно, щоб підняти температуру 1 кг води на 1 ° С. Вода має велику теплоємність. Це означає, що істотне збільшення теплової енергії викликає лише порівняно невелике підвищення її температури. Пояснюється таке явище тим, що значна частина цієї енергії витрачається на розрив водневих зв'язків, Що обмежують рухливість молекул води, т. Е. На подолання її згаданої вище "клейкості".

Велика теплоємність води зводить до мінімуму що відбуваються в ній температурні зміни. Завдяки цьому біохімічні процеси протікають в меншому інтервалі температур, з більш постійною швидкістю і небезпека порушення цих процесів від різких відхилень температури загрожує їм не настільки сильно. Вода служить для багатьох кліток і організмів середовищем проживання, для якої характерно досить значне сталість умов.

Велика теплота випаровування. Прихована теплота випаровування (або відносна прихована теплота випаровування) є міра кількості теплової енергії, яку необхідно повідомити рідини для її переходу в пар, т. Е. Для подолання сил молекулярного зчеплення в рідині. Випаровування води вимагає досить значних затрат енергії. Це пояснюється існуванням водневих зв'язків між молекулами води. Саме в силу цього температура кипіння води - речовини з такими малими молекулами - незвичайно висока.

Енергія, необхідна молекулам води для випаровування, черпається з їх оточення. Таким чином, випаровування супроводжується охолодженням. Це явище використовується у тварин при потовиділенні, при тепловій задишці у ссавців або у деяких рептилій (наприклад, у крокодилів), які на сонці сидять з відкритим ротом; можливо, воно грає помітну роль і в охолоджуванні транспірірующей листя.

Велика теплота плавлення. Прихована теплота плавлення (або відносна прихована теплота плавлення) є міра теплової енергії, необхідної для розплавлення твердої речовини (в нашому випадку - льоду). Воді для плавлення (танення) необхідно порівняно велика кількість енергії. Справедливо і зворотне: при замерзанні вода повинна віддати велику кількість теплової енергії. Це зменшує ймовірність замерзання вмісту кліток і оточуючої їх рідини. Кристали льоду особливо згубні для живого, коли вони утворюються всередині клітин.

Щільність і поведінку води поблизу точки замерзання. Щільність води від +4 до 0 ° С знижується, тому лід легше води і у воді не тоне. Вода-єдине речовина, що має в рідкому стані більшою щільністю, ніж в твердому.

Оскільки лід плаває у воді, він утворюється при замерзанні спочатку на її поверхні і лише під кінець в придонних шарах. Якби замерзання ставків йшло в зворотному порядку, від низу до верху, то в областях з помірним або холодним кліматом життя в прісноводних водоймах взагалі не могла б існувати. Лід покриває товщу води, як ковдрою, що підвищує шанси на виживання у організмів, що мешкають у воді. Це важливо в умовах холодного клімату і в холодну пору року, але, безсумнівно, особливо важливу роль це грало в льодовиковий період. Перебуваючи на поверхні, лід швидше і тане. Та обставина, що шари води, температура яких впала нижче 4 ° С, піднімаються вгору, обумовлює перемішування води в великих водоймах. Разом з водою циркулюють і що знаходяться в ній поживні речовини, завдяки чому водоймища заселяються живими організмами на велику глибину.

Велике поверхневий натяг і когезия. Когезия - це зчеплення молекул фізичного тіла один з одним під дією сил тяжіння. На поверхні рідини існує поверхневе натягнення - результат діючих між молекулами сил когезії, направлених всередину. Завдяки поверхневому натягу рідина прагне прийняти таку форму, щоб площа її поверхні була мінімальною (в ідеалі - форму кулі). З усіх рідин найбільше поверхневе натягнення у води. Значна когезия, характерна для молекул води, грає важливу роль в живих клітинах, а також при русі води по судинах ксилеми в рослинах (розд. 14.4). Багато дрібних організми витягують для себе користь з поверхневого натягу: Воно дозволяє їм утримуватися на воді або ковзати по її поверхні.

Вода як реагент. Біологічне значення води визначається і тим, що вона являє собою один з необхідних метаболітів, т. Е. Бере участь в метаболічних реакціях. Вода використовується, наприклад, в якості джерела водню в процесі фотосинтезу (розд. 9.4.2), а також бере участь в реакціях гідролізу.

Вода і процес еволюції. Роль води для живих організмів знаходить своє відображення, зокрема, в тому факті, що одним з головних чинників природного відбору, Що впливають на видоутворення, є недолік води. До цієї теми ми вже зверталися в гл. 3 і 4, коли обговорювали обмеження, з якими пов'язане поширення деяких рослин, що мають рухомі гамети. Всі наземні організми пристосовані до того, щоб добувати і зберігати воду; в крайніх своїх проявах - у ксерофитов, у хто сидить на пустині тварин і т. п. - такого роду пристосування видаються справжнім дивом "винахідливості" природи. У табл. 5.3 перерахований ряд важливих біологічних функцій води.

Таблиця 5.3. Деякі важливі біологічні функції води

У всіх організмів Забезпечує підтримку структури (високий вміст води в протоплазмі) Служить розчинником і середовищем для дифузії Бере участь в реакціях гідролізу Служить середовищем, в якій відбувається запліднення Забезпечує поширення насіння, гамет і личинкових стадій водних організмів, а також насіння деяких наземних рослин, наприклад кокосової пальми

У рослин Обумовлює осмос і тургесцентность (від яких залежить багато чого: зростання (збільшення клітин), підтримку структури, руху продихів і т. Д.) Бере участь у фотосинтезі Забезпечує транспирацию, а також транспорт неорганічних іонів і органічних молекул Забезпечує проростання насіння - набухання, розрив насіннєвий шкірки і подальший розвиток

У тварин Забезпечує транспорт речовин обумовлює осморегуляцію Сприяє охолодженню тіла (потовиділення, теплова задишка) Служить одним з компонентів мастила, наприклад в суглобах Несе опорні функції (гідростатичний скелет) виконує захисну функцію, Наприклад в слізної рідини і в слизу Сприяє міграції (морські течії)

Структура, властивості та біологічні функції води

Життя на планеті Земля зародилася в водному середовищі. Жоден організм не може обходитися без води. Незважаючи на простоту хімічного складу і будови, вода є одним з дивних з'єдн еній, володіє унікальними фізико-хімічними властивостями і біологічними функціями.

Молекула води (Н 2 О) - полярне з'єдн ення, в якому електрофільні атом кисню притягує спарені електрони від атомів водню, набуваючи частковий негативний заряд, в той час як атоми водню набувають частково позитивні заряди. важливою особливістю води є здатність її молекул об'єднуватися в структурні агрегати за рахунок утворення водневих зв'язків між різнойменно зарядженими атомами. Утворюють асоціати (рис. 1) складаються з декількох молекул води, у зв'язку з цим формулу води правильніше було б записати як (Н 2 О) л, де п\u003d 2, 3, 4, 5. Водневі зв'язку мають виключно важливе значення при формуванні структур біополімерів, надмолекулярних комплексів, в метаболізмі.

Дж. Піментел і О. Мак-Клеллан вважають, що в хімії живих систем воднева зв'язок так само важлива, як і зв'язок вуглець-вуглець. Що ж таке воднева зв'язок?

Мал. 1. асоціатів молекул води (точками позначені водневі зв'язку)

воднева зв'язок- це взаємодія атома водню з більш електронегативний атомом, що має частково донорно-акцепторні, частково електростатичний характер.
Розміщено на реф.рф
Будь-яка хімічна зв'язок характеризується енергією її освіти. За енергією воднева зв'язок займає проміжне положення між ковалентним (200-400 кДж / моль) і іонної хімічними зв'язками і слабкими ван-дер-ваальсовими взаємодіями, перебуваючи в межах 12-30 кДж / моль.

Незвичайна структура води обумовлює її унікальні фізико-хімічні властивості. Всі біохімічні процеси в організмі протікають у водному середовищі. Речовини, що знаходяться в водному розчині, Мають водну оболонку, яка утворюється в результаті взаємодії полярних молекул води з зарядженими групами макромолекул або іонів. Чим більше така оболонка, тим краще розчиняється речовина.

По відношенню до води молекули або їх частини ділять на гідрофільні (Водорозчинні) і гідрофобні (Водонерозчинні). Гідрофільними є вс е органічні і неорганічні з'єдн ння, диссоциирующие на іони, біологічні мономери і біополімери, що мають полярні групи. До гідрофобним слід віднести з'єдн ння, молекули яких містять неполярні групи або ланцюга (тріацілгліцеріни, стероїди і ін.). Молекули деяких з'єдн еній містять як гідрофільні, так і гідрофобні групи; такі з'єдн ння називаються амфіфільних (Від грец. amphy- двоякий). До них відносяться жирні кислоти, фосфоліпіди та ін.
Розміщено на реф.рф
З вищесказаного випливає, що диполі води здатні взаємодіяти не тільки між собою, але ft з полярними молекулами органічних і неорганічних речовин, Локалізованих в клітині організму. Цей процес отримав назву гідратації речовин.

Фізико-хімічні властивості води визначають її біологічні функції:

‣‣‣ Вода є прекрасний розчинник їм.

‣‣‣ Вода виконує функцію регулятора теплового балансу організму, так як її теплоємність значно перевищує теплоємність будь-якого біологічного речовини. З цієї причини вода може довго зберігати тепло при зміні температури навколишнього середовища і переносити його на відстань.

‣‣‣ Вода сприяє збереженню внутрішньоклітинного тиску і форми клітин (тургор).

‣‣‣ У определ енних біохімічних процесах вода виступає як субстрат.

Вміст води в організмі людинизалежить від віку: чим молодша людина, тим вищий вміст води. У новонароджених вода становить 75% від маси тіла, у дітей від 1 року до 10 років - 60-65%, а у людей старше 50 років - 50-55%. Усередині клітин міститься 2/3 загальної кількості води, позаклітинна вода становить 1/3. Необхідний зміст води в організмі людини підтримується за рахунок надходження її ззовні (приблизно 2 л на добу); близько 0,3 л на добу утворюється в процесі розпаду речовин всередині організму. Порушення водного балансу в клітинах організму призводить до тяжких наслідків аж до загибелі клітин. Функції клітин залежать від загальної кількості внутрішньоклітинної та позаклітинної води, від водного оточення макромолекул і субклітинних структур.
Розміщено на реф.рф
Різка зміна змісту води в організмі призводить до патології.

Структура, властивості та біологічні функції води - поняття і види. Класифікація та особливості категорії "Структура, властивості і біологічні функції води" 2017, 2018.

Кожен з нас напевно чув фразу про те, що людський організм більшою мірою складається з води. А чи замислювалися ви, чому це так? Навіщо потрібна така велика кількість рідини і в цілому яку функцію виконує вода в організмі?

властивості

Вода має такі властивості:

• перш за все вона хороший розчинник (як для поживних речовин, так і для токсичних);
• текучість;
• має високу теплоємність і теплопровідність;
• може випаровуватися;
• здатна гідролізувати інші речовини (т. е. речовини розкладаються під її дією або розщеплюються в ній).

Завдяки цим основним властивостям вода виконує цілий ряд функцій в організмі кожної живої істоти. Розглянемо їх докладніше.

Функції води в організмі

Тіло людини в середньому на 75% складається з води. Це співвідношення з віком змінюється, на жаль, в сторону зменшення.

Вода, будучи основною складовою всіх рідин організму, зокрема крові, в якій понад 90% міститься саме її, виконує такі основні функції:

• регуляція температури тіла;
• виведення шлаків, токсинів і;
• транспорт поживних речовин і кисню;
• засвоєння і переварювання продуктів харчування;
• транспортна функція;
• амортизація суглобів і запобігання їх тертя;
• підтримання структур клітин;
• захист тканин і внутрішніх органів;
• поліпшення метаболізму.

Функції води в процесах терморегуляції полягають в забезпеченні постійної температури тіла на клітинному рівні шляхом випаровування і потовиділення. Завдяки своїй здатності переносити досить велика волога, циркулюючи в людському тілі, забирає її там, де вона в надлишку, і додає туди, де її недостатньо.

Амортизуючі функції води в організмі забезпечуються за рахунок її великий вміст в синовіальних рідинах суглобів. Це запобігає тертя суглобових поверхонь під час навантажень і роботи суглобів, а також є певним захисним буфером при можливих падіннях і травмах.

Вода виконує функцію транспорту необхідних з'єднань завдяки її великим Таким чином, вона може проникати всюди, навіть в міжклітинні простору, доставляючи органам і тканинам необхідні і виводячи продукти їх життєдіяльності.

Загальноприйнятим є той факт, що від кількості рідини, що вживається безпосередньо залежить розумова Зневоднення загрожує не тільки занепадом сил, енергії, появою головного болю і запаморочення, а й зниженням працездатності, пам'яті і можливості концентрації на потрібної інформації.

Також, з огляду на, що з віком кількість води як складової організму знижується, вченими передбачається якась залежність між кількістю рідини і процесами старіння. Тому людям старшої вікової групи особливо уважно потрібно підходити до водного раціону.

В останні роки все частіше відзначаються функції води та в профілактиці багатьох захворювань, в тому числі й онкологічних. Вважається, що чим більше рідини ми вживаємо, тим більше вона виводиться, а з нею і хвороботворні організми, продукти їх життєдіяльності, токсини і які потенційно можуть бути плацдармом для розвитку ракових захворювань.

Таким чином, всі функції води важливі для нормального функціонування всіх органів і систем і для комфортного і здорового способу життя людини.

Чим менше надходить води ззовні, тим більше її накопичується всередині. Це означає, якщо ви нерегулярно і в недостатніх кількостях вживаєте рідина, то при черговому її надходженні організм затримує воду, зберігаючи її як би про запас. Таким чином, людина не тільки власноруч піддає себе цілого ряду захворювань, але і набирає зайву вагу.

Першим сигналом, який дає ваш організм про недоотримання ним води, є всім відома втома. Якщо тривалий час не відшкодовувати фізіологічні втрати рідини, то людина починає відчувати ломоту в суглобах і дискомфорт в хребті. В організмі накопичуються токсини, імунітет знижується, і людина стає більш схильний до захворювань, особливо інфекційних.

Важливо!

Щодня необхідно вживати 1,5-2 літри рідини. Регулярний прийом якісної води подарує вам відчуття припливу сил і бадьорості, покращаться процеси травлення, перестануть турбувати головні болі та інші дискомфортні відчуття. Ви не тільки станете відчувати себе краще, але і обов'язково будете краще виглядати.

висновок

Функції води в організмі людини різноманітні і численні. Тому не варто нехтувати такою важливою складовою вашого раціону. Вживайте воду в необхідних кількостях і будьте здорові!

... (Philipp Niethammer) займалася пошуком методів детектування перекису водню в організму а про існування її імунної функції навіть не здогадувалася. Біологам давно відомо, що перекис водню - речовина, що має досить сильною ... функцію перекису водню на прикладі рибок група вчених має намір тепер переключитися на дослідження подібних функцій цього з'єднання в людському організмі - незважаючи на деяке генетичне споріднення рибки все ж занадто далекі від людини біологічно ...

https: //www.сайт/journal/122320

... , вода є основною біологічної рідиною. Вона не тільки інертна середу, вона може також вступати в з'єднання з іншими компонентами живої матерії. вода відіграє і терморегулірующую роль - підтримує необхідну температуру тіла. Вона здійснює це своєю великою теплоємністю в разі зниження температури і випаровуванням з поверхні тіла при його перегрів. транспортна функція води здійснюється ...

https: //www.сайт/journal/19228

Тільки для цього потрібно володіти великою позитивною енергетикою. Дивний склад зарядженої молитвою замороженої води. звичайна вода замерзає, і молекули складаються в хаотичному порядку. заряджена вода має чітку структуру в вигляді різних зірочок і візерунків. воду ставили на ніч під колонки з класичною музикою. В результаті фіксували різні візерунки в залежності від того, яка ...

https: //www.сайт/journal/11206

Організму. Ми вже говорили про те, що нам необхідно близько 2-2,5 літрів води щодня. частина води відшкодовується з напоїв, приблизно 1,5 літра в день ( вода, Молоко, фруктові соки, чай, кава, суп і т.д.). Невелику частину втрати ... кефіру збити в міксері. Всі ці коктейлі гарні з додаванням кубиків льоду. І на закінчення хочу сказати, що вода не тільки забезпечує обмін речовин для підтримки їх балансу, а й є унікальним очищувачем нашого організму. Крім продуктів харчування ...

https: //www.сайт/journal/15103

З щільного молочного туману, стікав в долину рівний низький гул водоспаду Йол-Ічта. Терпкий, заспокійливий гомін спадаючих вод обіймав долину, ніжно стискаючи в своїх обіймах і заколисуючи в неспішних течіях низинній річки. ... Акта, посміхаючись, простягнула ... скелі. Закинувши голову, закрила очі, намагаючись відчути подих вологи. Іноді їй і справді вдавалося почути насторожений говір води, Але частіше - лише відчуття спокійного відторгнення, від якого її била дрож. Акту не засмучувалася: вона була ...

https: //www..html

Після цього помістили в камеру аналізатора. Це було необхідно для того, щоб з нього вивітрилася частина замерзлої води. "Марс підносить нам сюрпризи. Один із сюрпризів полягає в тому, як грунт поводиться на відкритому просторі. ... верхнього шару грунту). Однак вчені говорять, що наявність води на Марсі зовсім не означає наявності життя. Причина як у температурі, так і в можливому відсутності в цій воді поживних вуглецевих елементів, необхідних для будь-якої органічної форми ...

Вода грає найважливішу роль в житті клітин і живих організмів в цілому. Крім того, що вона входить в їх склад, для багатьох організмів це ще і місце існування. Роль води в клітині визначається її властивостями. Властивості ці досить унікальні і пов'язані головним чином з малими розмірами молекул води, з полярністю її молекул і з їх здатністю, з'єднуватися один з одним водневими зв'язками.

Молекули води мають нелінійну просторову структуру. Атоми в молекулі води утримуються за допомогою полярних ковалентних зв'язків, Які пов'язують один атом кисню з двома атомами водню. Полярність ковалентних зв'язків (тобто нерівномірний розподіл зарядів) пояснюється в даному випадку сильної електронегативні атомів кисню по відношенню до атому водню; атом кисню відтягує на себе електрони із загальних електронних пар.

Внаслідок цього на атомі кисню виникає частково Негативний заряд, а на атомах водню - частково позитивний. Між атомами кисню і водню сусідніх молекул виникають водневі зв'язку.

Завдяки утворенню водневих зв'язків молекули води їм одна з іншого, що й обумовлює її початковий стан при нормальних умовах.

Вода є чудовим розчинником для полярних речовин, наприклад солей, цукрів, спиртів, кислот і ін. Речовини добре розчинні у воді, називаються гідрофільними.

Абсолютно неполярні речовини типу жирів та олій вода не розчиняє і не змішується з ними, оскільки вона не може утворювати з ними водневі зв'язки. Нерозчинні у воді речовини називаються гідрофобними.

вода має високою питомою теплоємністю. Для розриву водневих зв'язків, що утримують молекули води, потрібно поглинути велику кількість енергії. Це властивість забезпечує підтримку теплового балансу організму при значних перепадах температури в навколишньому середовищу. Крім того, вода має високою теплопровідністю, Що дозволяє організму підтримувати однакову температуру у всьому його обсязі.

Вода має також високою теплотою пароутворення, Тобто здатністю молекул відносити з собою значну кількість тепла, охолоджуючи організм. Це властивість води використовується при потовиділенні у ссавців, теплової задишки у крокодилів і транспірації у рослин, запобігаючи їх перегрів.

Для води характерно винятково високий поверхневий натяг. Це властивість має дуже важливе значення для адсорбційних процесів, для пересування розчинів по тканинах (кровообіг, висхідний і спадний струми в тілі рослин). Багато дрібних організми витягують для себе користь з поверхневого натягу: воно дозволяє їм утримуватися на воді або ковзати по її поверхні.

Біологічні функції води

транспортна. Вода забезпечує пересування речовин в клітині і організмі, поглинання речовин і виведення продуктів метаболізму.

метаболічна. Вода є середовищем для всіх біохімічних реакцій в клітині. Її молекули беруть участь у багатьох хімічних реакціях, Наприклад при утворенні або гідролізі полімерів. В процесі фотосинтезу вода є донором електронів і джерелом атомів водню. Вона ж є джерелом вільного кисню.

структурна. Цитоплазма клітин містить від 60 до 95% води. У рослин вода визначає тургор клітин, а у деяких тварин виконує опорні функції, будучи гідростатичним скелетом (круглі і кільчасті черви, Голкошкірі).

Вода бере участь в утворенні змащувальних рідин (синовіальна в суглобах хребетних; плевральна в плевральній порожнині, перикардіальна в околосердечной сумці) і слизу (які полегшують пересування речовин по кишечнику, створюють вологе середовище на слизових оболонках дихальних шляхів). Вона входить до складу слини, жовчі, сліз, сперми та ін.

мінеральні солі. Молекули солей у водному розчині дисоціюють на катіони і аніони. найбільше значення мають катіони: К +, Na +, Са 2+, Mg 2+ і аніони: Cl -, H 2 PO 4 -, HPO 4 2-, HCO 3 -, NO 3 -, SO 4 2-. Істотним є не тільки зміст, а й співвідношення іонів в клітині.

Різниця між кількістю катіонів та аніонів на поверхні і всередині клітини забезпечує виникнення потенціалу дії, що лежить в основі нервового і м'язового збудження. З різницею концентрації іонів по різні боки мембрани пов'язують активне перенесення речовин через мембрану, а також перетворення енергії.

Аніони фосфорної кислоти створюють фосфатну буферну систему, що підтримує pH внутрішньоклітинного середовища організму на рівні 6,9.

Вугільна кислота та її аніони створюють бикарбонатную буферну систему, яка підтримує рН позаклітинної середовища (плазма крові) на рівні 7,4.

Деякі іони беруть участь в активації ферментів, створенні осмотичного тиску в клітині, в процесах м'язового скорочення, згортання крові та ін.

Деякі катіони і аніони можуть включатися в комплекси з різними речовинами (наприклад, аніони фосфорної кислоти входять до складу фосфоліпідів, АТФ, нуклеотидів і ін .; іон Fe 2+ входить до складу гемоглобіну і т.д.).