Главная · Дисбактериоз · Значение минеральных веществ и их функции. Минеральные вещества. Недостаток и избыток минеральных веществ

Значение минеральных веществ и их функции. Минеральные вещества. Недостаток и избыток минеральных веществ

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА, ИХ РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ В ПИТАНИИ ЧЕЛОВЕКА.

БИОМИКРЭЛЕМЕНТЫ, ЭНДЕМИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

Минеральные вещества являются необходимыми пищевыми веществами, поступающими в организм с пищей. Значение мине­ральных веществ в питании человека очень многообразно: они входят в комплекс веществ, составляющих живую протоплазму клеток, в которой основным веществом является белок, в состав всех межклеточных и межтканевых жидкостей, обеспечивая им необходимые осмотические свойства, в состав опорных тканей, костей скелета и в состав таких тканей, как зубы, в которых не­обходимы твердость и особая прочность. Кроме того, минеральные вещества имеются в составе некоторых эндокринных желез (йод - в составе щитовидной железы, цинк - в составе поджелудочной железы и половых желез), присутствуют в составе некоторых сложных органических соединений (железо - в составе Нb, фосфор – в составе фосфатидов и т.д.), а также в виде ионов участвуют в передаче нервных импульсов, обеспечивают свертывание крови.

Велико значение минеральных веществ для растущего организма. Повышенная потребность в них детей объясняется тем, что про­цессы роста и развития сопровождаются увеличением массы клеток, минерализацией скелета, а это требует систематического поступления в организм ребенка определенного количества мине­ральных солей.

Минеральные вещества поступают в организм в основном с пищевыми продуктами. Элементы, т.е. минеральные вещества, встречающиеся в пищевых продуктах, можно разделить на три груп­пу: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы.

Макроэлементы присутствуют в продуктах в значительных количествах - десятки и сотни мг %. К ним относятся: фосфор (Р), кальций (Са), калий (К), натрий (Na), магний (Mg).

Микроэлементы присутствуют в пищевых продуктах в количе­ствах не более нескольких мг%: фтор (F), кобальт (Со), железо (Fe), марганец (Мn), медь (Сu), цинк (Zn) и др.

Ультрамикроэлементы - их содержание в продуктах, как пра­вило, в мкг%: селен (Se), золото (Аu), свинец (РЬ), ртуть (Hg), радий (Ra) и др.

Макроэлементы

Одним из важнейших минеральных веществ является кальций (Са). Кальций - постоянная составная часть крови, он участвует в свертывании крови, входит в состав клеточных и тканевых жид­костей, в состав клеточного ядра и играет важную роль в процес­сах роста и деятельности клеток, а также в регуляции проницае­мости клеточных мембран, участвует в процессах передачи нерв­ных импульсов, мышечном сокращении, контролирует активность ряда ферментов. Основное значение кальция - его участие в фор­мировании костей скелета, где он является главным структурным элементом (содержание кальция в костях достигает 99 % от обще­го его количества в организме).

Потребность в кальции особенно повышена у детей, в орга­низме которых протекают костеобразовательные процессы. Потреб­ность в кальции также повышается при беременности и, особенно, у кормящих матерей.

Длительный недостаток кальция в пище приводит к наруше­нию костеобразования: к возникновению рахита у детей, остеопороза и остеомаляции у взрослых.

Обмен кальция характеризуется особенностью, которая за­ключается в том, что при недостатке его в пище он продолжает выделяться из организма в значительных количествах за счет запасов организма (костей), чем вызывается кальциевая недостаточность (в Китае в провинции Шаньги, где существовал порочный обычай кормить матерей в течение месяца после рождения ребенка только рисовой кашей, огромное количество женщин превращалось в калек вследствие остеомаляции).

Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Причем его усвояемость зависит от соотношения с другими компонентами пищи и, в первую очередь, с фосфором, магнием, а также бел­ком и жиром.

На усвоение кальция, в первую очередь, оказывает влияние его соотношение с фосфором. Наиболее благоприятным соотно­шением кальция и фосфора является 1:1,5, когда образуются легкорастворимые и хорошо всасывающиеся фосфорнокислые соли кальция. Если в пище имеется значительный избыток фос­фора по сравнению с кальцием, в этом случае образуется тре­хосновный фосфорнокислый кальций, который плохо усваивается (табл. 1).

Продукты

Соотношение Са:Р

Хлеб ржаной

Хлеб пшеничный

Крупа гречневая

Крупа овсяная

Картофель

Молоко свежее

Молоко сгущенное

Говядина

Яйца куриные

Консервы рыбные

в томатном соусе

Консервы трески в масле

Консервы шпрот в масле

Отрицательное влияние на всасывание кальция оказывает из­быток жира в пище, так как при этом образуется большое количество кальциевых мыл, т. е. соединений кальция с жирными кис­лотами. В таких случаях обычного количества желчных кислот ока­зывается недостаточно для перевода кальциевых мыл в комплексныe растворимые соединения и эти кальциевые мыла в неусвояемом виде выделяются с калом. Благоприятное соотношение кальция с жирами: на 1 г жира должно приходиться не менее 10 мг кальция.

Отрицательное влияние на всасывание кальция оказывает из­быток магния в пищевом рационе. Объясняется это тем, что для расщепления магниевых мыл, так же как и кальциевых, требуют­ся желчные кислоты. Оптимальное соотношение Са: Mg - 1:0,5.

Неблагоприятное влияние на усвоение кальция оказывает ща­велевая и инозитфосфорная кислоты, которые образуют нераство­римые соли. В значительных количествах щавелевая кислота со­держится в щавеле, шпинате, ревене, какао. Много инозитфосфорной кислоты содержится в злаках.

Благоприятное влияние на усвоение кальция оказывает доста­точное содержание в пище полноценных белков и лактозы.

Одним из решающих факторов, обусловливающих хорошее усво­ение кальция, в особенности у детей раннего возраста, является витамин D.

Лучше всего кальций всасывается из молока и молочных про­дуктов. Однако, даже если до 80 % потребности организма в каль­ции удовлетворяется за счет этих продуктов, всасывание его в кишечнике не превышает обычно 50%. Вместе с тем, в смешан­ном рационе питания именно молочные продукты дают возмож­ность обеспечить достаточное количество кальция и его оптималь­ное соотношение, обеспечивающее хорошее усвоение этого мак­роэлемента.

Содержится кальций и в зеленом луке, петрушке, фасоли. Зна­чительно меньше в яйцах, мясе, рыбе, овощах, фруктах, ягодах.

Источником кальция может явиться и костная мука, которая обладает хорошей усвояемостью (до 90 %) и может добавляться в небольших количествах в различные блюда и кулинарные изделия (каша, мучные изделия).

Особенно большая потребность в кальции наблюдается у боль­ных с травмами костей и у туберкулезных больных. У больных туберкулезом, наряду с распадом белка, организм теряет в боль­шом количестве кальций и поэтому туберкулезный больной нуж­дается в большом поступлении кальция в организм.

Фосфор (Р) участвует в процессах обмена углеводов, жиров и белков. Он является элементом, входящим в структуру важнейших органических соединений, входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов, а также необходим для образования АТФ. В орга­низме человека до 80 % всего фосфора входит в состав костной ткани, около 10 % находится в мышечной ткани.

Суточная потребность организма в фосфоре составляет 1200 мг. Потребность организма в фосфоре увеличивается при недостаточном поступлении белка с пищей и особенно при усилении физической нагрузки. У спортсменов потребность в фосфоре увеличивается на 2,5 мг, а иногда на 3 - 4,5 мг в сутки.

Выше представлены данные по содержанию фосфора в неко­торых продуктах питания и его соотношении в них с кальцием (см. табл. 1). В пищевых продуктах растительного происхождения фосфор находится в виде солей и различных производных ортофосфорной кислоты и, главным образом, в форме органических соединений фосфорной кислоты - в виде фитина, который не расщепляется в кишечнике человека (нет фермента). Незначи­тельное расщепление его происходит в нижних отделах за счет бак­терий. В форме фитина фосфор содержится в злаковых продуктах (до 50 %). Расщеплению фитина способствует производство хлеба на дрожжах и увеличение времени подъема теста. В крупах количе­ство фитина снижается при их предварительном замачивании на ночь в горячей воде.

В случае необходимости содержание фосфора в рационах мо­жет быть повышено за счет различных продуктов. Приведем дан­ные о содержании фосфора в некоторых продуктах питания, мг %:

Мясные и рыбные продукты 140 - 230

Сыры твердые 60 - 400

Яйца 210-215

Хлеб 108-222

Крупа (гречневая, овсяная, пшено) 220-330

Бобовые культуры 370-500

Магний (Mg), наряду с калием, является основным внутрикле­точным элементом. Он активизирует ферменты, регулирующие уг­леводный обмен, стимулирует образование белков, регулирует хра­нение и высвобождение энергии в АТФ, снижает возбуждение в нервных клетках, расслабляет сердечную мышцу, повышает дви­гательную активность кишечника, способствует выведению из организма шлаков и холестерина.

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище.

Суточная потребность в магнии 400 мг в сутки. У беременных и кормящих повышается потребность на 50 мг в сутки. При недо­статке магния в питании нарушается усвоение пищи, задержива­ется рост, в стенках сосудов обнаруживается кальций.

Приведем данные о содержании магния в некоторых продуктах питания, мг%:

Хлеб пшеничный 25- 51

Хлеб с отрубями 60- 90

Рис неочищенный, фасоль, горох 120- 150

Гречневая крупа 78

Морская рыба и другие морепродукты 20-75

Мясо говядина 12- 33

Молоко 9- 13

Сыры твердые 30- 56

Петрушка, укроп, салат 150-170

Урюк, абрикосы, изюм 50- 70

Бананы 25- 35

Таким образом, магнием богаты в основном растительные про­дукты. Большое количество содержат пшеничные отруби, крупы (овсяная и др.), бобовые, урюк, курага, абрикосы, изюм. Мало магния в молочных продуктах, мясе, рыбе.

Микро- и ультрамикроэлементы

Железо (Fe) необходимо для биосинтеза соединений, обеспе­чивающих дыхание, кроветворение, участвует в иммунобиологи­ческих и окислительно-восстановительных реакциях, входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер и ряда ферментов.

Ассимиляции железа препятствует щавелевая кислота и фитин. Для усвоения необходим В 12 , аскорбиновая кислота.

Потребность: мужчины 10 - 20 мг в сутки, женщины 20 - 30 мг в сутки.

При дефиците железа развивается малокровие, нарушается га­зообмен, клеточное дыхание. Избыток железа может оказывать токсическое влияние на печень, селезенку, головной мозг, уси­ливать воспалительные процессы в организме человека. При хро­нической алкогольной интоксикации железо может накапливать­ся в организме, приводя к дефициту меди и цинка.

Приведем данные о содержании железа в некоторых продуктах питания, мг%:

Хлеб пшеничный и ржаной 3 - 4

Соя, чечевица 6-9

Мясо говядина 9-10

Мясо птицы 2-8

Печень свиная 15 - 20

Почки говяжьи и свиные 9-10

Легкие, сердце 4 - 5

Шпинат 3 - 4

Кукуруза, морковь 2 - 2,5

Яйца 2 - 2,5

Морская рыба 2 - 3

Однако в легкоусвояемой форме железо находится только в мясных продуктах, печени, яичном желтке.

Цинк (Zn). Недостаточное поступление этого микроэлемента в организм приводит к снижению аппетита, анемии, дефициту массы тела, снижению остроты зрения, выпадению волос, способствует возникновению аллергических заболеваний и дерматита. Специфически снижается Т-клеточный иммунитет, что приводит к частым и длительным простудным заболеваниям и инфекционным болезням. На фоне дефицита цинка у мальчиков происходит задержка полового развития.

Избыточное поступление цинка может понизить общее содер­жание в организме такого важного элемента, как медь.

Суточная потребность организма в цинке колеблется от 12 до 50 мг в зависимости от пола, возраста и других факторов. Приведем данные о содержании цинка в некоторых продуктах питания, мг %:

Хлеб пшеничный и ржаной 2 - 4,5

Мясо животных 2 - 5

Внутренние органы животных 15 - 23

Рыба 0,7-1,2

Крабы 2 - 3

Устрицы 100-400

Сухие сливки, твердые сыры 3,5 - 4,5

Соя, чечевица, зеленый горошек 3 - 5

Овес и овсяные хлопья 4,5 - 7,6

Кукуруза 2 - 3

Черника 10

Селен (Se ). В последние годы этому ультрамикроэлементу уделяется в питании человека очень большое внимание. Это связано, прежде всего, с его влиянием на самые разнообразные процессы в организме. При дефиците селена в питании снижается иммуни­тет, функции печени, отмечается повышенная склонность к вос­палительным заболеваниям, кардиопатии, атеросклерозу, болез­ням кожи, волос и ногтей, развитию катаракты. Замедляется рост, нарушается репродуктивная функция. Выявлена зависимость меж­ду дефицитом селена в рационах питания и частотой возникнове­ния рака желудка, простаты, толстого кишечника и молочной железы.

Селен является антагонистом ртути и мышьяка, благодаря чему способен защищать организм от этих элементов и кадмия при их избыточном поступлении в организм.

Суточная потребность в селене составляет от 20 до 100 мкг, что, в обычных условиях, обеспечивается за счет разнообразия продук­тов питания. Вместе с тем, ограниченность набора продуктов, ха­рактерная для наших дней в силу экономических причин, может приводить к дефициту этого элемента в питании населения. При­ведем данные о содержании селена в некоторых продуктах питания, мг%:

Хлеб пшеничный 60

Мясо говядина 10 - 350

Мясо курицы 14 - 22

Говяжье сердце 45

Печень 40 - 60

Свиное сало 200 - 400

Морская рыба 20 - 200

Соя, чечевица, семена подсолнечника 60 - 70

Чеснок 200-400

Фисташки 450

Как видно из приведенного выше, содержание селена может колебаться в продуктах питания в достаточно широких пределах. Это чаще всего связано с естественными биогеохимическими осо­бенностями отдельных территорий. Так, в нашей стране к селендефицитным провинциям относятся Северо-Западный регион (Рес­публика Карелия, Ленинградская область), Верхнее Поволжье (Ярославская, Костромская и Ивановская области), Удмуртская Республика и Забайкалье. Кстати, именно с дефицитом селена в Северо-Западном регионе нашей страны, как и в других странах, прилегающих к нему (Финляндии, Швеции, Норвегии) пыта­лись в начале XX в. объяснить причину возникновения алиментарно-параксизмально-токсической миоглобинурии (Гаффской и Юксовской болезни) - пищевого отравления неясной этиологии, зафиксированной в этом регионе. Однако такая точка зрения не подтвердилась, тем более что в последующие годы данное заболевание было неоднократно описано и в Новосибирской области (Сартланская болезнь), где природного дефицита селена нет.

Медь (Сu). Относится к микроэлементам, имеющим природ­ные биогеохимические провинции с дефицитом содержания и искусственные биогеохимические провинции с содержанием, зна­чительно превышающим нормы. Особенно бедны медью болотистые и дерново-подзолистые почвы, на которых выращенные про­дукты также содержат мало меди.

Дефицит меди отрицательно сказывается на кроветворении, всасывании железа, состоянии соединительной ткани, процессах миелинизации в нервной ткани, усиливает предрасположенность к бронхиальной астме, аллергодерматозам, кардиопатиям, витилиго и многим другим заболеваниям, нарушает менструальную функцию у женщин.

Повышенное содержание меди в организме часто наблюдается при острых и хронических воспалительных заболеваниях, брон­хиальной астме, заболеваниях печени, почек, инфаркте миокар­да и некоторых злокачественных новообразованиях. Механизм этого повышения не вполне ясен и, очевидно, является следствием не избыточного поступления, а результатом изменений в обменных процессах организма.

Хроническая интоксикация медью, при ее избыточном поступ­лении в техногенных регионах повышенного содержания, приво­дит к функциональным расстройствам нервной системы, печени почек, изъязвлению и перфорации носовой перегородки, аллер­годерматозам.

Суточная потребность организма в меди составляет 1 - 2 мг. Приведем данные о содержании меди в некоторых продуктах пи­тания, мг%:

Огурцы 8 - 9

Печень свиная 3,6 - 7,6

Орехи 2,8-3,7

Бобы какао 3 - 4

Шоколад 1,1 - 2,7

Плоды шиповника 1,5 - 2

Сыры твердые 1 - 1,2

Мясо птицы 0,1 - 0,5

Яйца 0,05-0,25

Грибы 0,2-1

Рыба 0,1-0,6

Грецкий орех 0,9

Петрушка, укроп, кинза 0,85

Печень говяжья и свиная 3 - 3,8

Мясо разное 0,1-0,2

Таким образом, необходимое количество меди в обычных ра­ционах питания может быть набрано только при сочетании разно­образных продуктов, в том числе богатых источниках данного микроэлемента. При использовании продуктов, полученных в тех­ногенных биогеохимических провинциях и содержащих избыточ­ные количества меди может возникнуть обратная задача - сниже­ние общего содержания меди в рационе за счет применения продуктов, экспортируемых из других регионов с пониженным со­держанием меди.

Кобальт (Со). Этот ультрамикроэлемент, как известно, является составной частью молекулы витамина В 12 (цианокобаламина) синтезируемого в обычных условиях в организме человека. Этот витамин необходим для обеспечения быстрого деления клеток, Прежде всего, в кроветворных тканях костного мозга и нервных тканях. Велика роль кобальта в стимуляции эритропоэза.

При недостаточном поступлении кобальта с пищей развивает­ся анемия. При строгой вегетарианской диете у женщин наблюда­ется нарушение менструального цикла, дегенеративные измене­ния в спинном мозге, гиперпигментация кожи. При этом необхо­димо помнить, что часто анемия и другие проявления недоста­точности кобальта и его органически связанной формы - вита­мина В 12 вызваны не дефицитом поступления, а снижением их усвоения, обусловленного наличием мукопротеина, синтезируе­мого в слизистой оболочке желудка.

Дефицит поступления кобальта может быть связан с прожива­нием в биогеохимических провинциях, а также с воздействием некоторых факторов профессиональной вредности (например, сероуглерода), нарушающих его обмен в организме человека. Су­точная потребность организма человека в кобальте составляет 14- 78 мкг. Приведем данные о содержании кобальта в некоторых про­дуктах питания, мг%:

Печень говяжья и свиная 19 - 20

Мясо говяжье и свиное 7 - 8

Мясо кроликов 15,5- 16,2

Почки говяжьи и свиные 8 - 9

Фасоль и горох 8

Рыба речная 0 - 35

Рыба морская 12 - 40

Кальмар 95

Креветки 120

Свекла, салат, петрушка 3 - 4

Смородина черная 4

Перец красный 3 - 3,5

Крупа гречневая и пшено 3

Марганец (Мn). Играет важную роль в метаболизме клеток. Он входит в состав активного центра многих ферментов, играет опре­деленную роль в защите организма от вредного воздействия пере­кисных радикалов.

Недостаток марганца приводит к нарушению углеводного обмена по типу инсулиннезависимого диабета, гипохолестеринемии, задержке роста волос и ногтей, повышению судорожной готовности, аллергозам, дерматитам, нарушению образования хрящей и остеопорозу. При развитии остеопороза прием кальция усугуб­ит дефицит марганца, так как затрудняет его усвоение в организме. Усвоению марганца в организме препятствуют также фосфаты, железо, продукты, содержащие большое количество танина и оксалатов (чай, шпинат и др.). Избыток в питании марганца усиливает дефицит магния и меди.

Суточная потребность организма в марганце составляет 2 - 9 мг. Приведем данные о содержании марганца в некоторых продуктах питания, мг%:

Хлеб пшеничный и ржаной 1,2 - 2,3

Хлеб батон нарезной 0,8

Крупа пшено и гречневая 1,1-1,5

Фасоль и горох 1,3-1,4

Свекла, укроп, петрушка 0,7 - 0,8

Малина, черная смородина 0,6 - 0,9

Почки и печень говяжьи 0,16 - 0,3

Йод (I ). Основная роль йода в организме - участие в образова­нии гормонов щитовидной железы. Кроме того, он принимает участие в окислении жиров, контролирует и организует защит­ные механизмы организма человека. Опосредованно, через гор­моны щитовидной железы, йод влияет на нервную систему, опре­деляет нормальный энергетический обмен, качество репродуктивного здоровья, влияет на умственное и физическое развитие детского организма.

Поступление йода в организм происходит в основном через пищеварительный тракт, небольшое количество - через легкие с вдыхаемым воздухом и совсем мало - через кожу.

Неорганический йод, поступивший в организм, с током кро­ви поступает в щитовидную железу и захватывается активными белками, превращаясь в составную часть гормона - тироксина. В течение суток из щитовидной железы в кровь поступает 100 - 300 мкг гормонального йодида. Расход йода восполняется за счет его поступления с пищей.

Проблема дефицита йода для нашей страны чрезвычайно акту­альна, так как более 50 % ее территории имеют недостаток йода в воде и почве, а отсюда и в продуктах питания местного проис­хождения.

Исследования, проведенные в разных странах мира, показали, что в регионах тяжелой йодной недостаточности, у 1 - 10 % насе­ления встречается кретинизм, у 5 - 30 % - неврологические на­рушения и умственная отсталость, у 30 - 70% - снижение умственных способностей. Результатом хронического дефицита йода является развитие эндемического зоба.

Йод дефицитные состояния не относятся к редким. По данные ВОЗ, риск развития таких нарушений имеют более 1,5 млрд жителей нашей планеты. Дефицит йода наблюдается практически на всей территории нашей страны. Наиболее широко известны в этом плане предгорные и горные районы Северного Кавказа, Урала, Алтая, Сибирского плато, Дальнего Востока. К йоддефицитным территориям относятся регионы Верхнего и Среднего Поволжья, Верных и Центральных областей европейской части страны. На их территориях проживает около 100 млн россиян. Проведенные исследования показывают, что даже в считавшихся не эндемичными Тамбовской и Воронежской областях частота зоба у школь­ников достигает 15 - 40 %. Велик процент выявляемости зоба и у школьников Москвы и Московской области - соответственно, 14 и 29% (М.В.Вельданова, А.В.Скальный, 2001).

Профилактика дефицита йода должна осуществляться по не­скольким направлениям, из которых основным следует признать обеспечение поступления достаточных количеств йода с пищей за счет естественных продуктов питания с высоким его содержанием.

Приведем данные о содержании йода в некоторых продуктах питания, мг%:

Морская капуста До 3000

Треска 135

Креветки 110

Яйцо куриное 20

Мясо животных 6,8 - 7,2

Печень говяжья 6,3

Свекла До 7

Мясо птицы 4 - 5,6

Картофель 5

Молоко коровье 16

Сливки 20% 9,3

Фасоль и соя 8,2-12,1

Салат, виноград 8

Хлеб разный 3 - 5,6

Крупы разные 3,3 - 5,1

Орехи грецкие 3,1

Наиболее богатыми источниками йода в питании являются морские продукты, а также молоко и куриные яйца. Что касается продуктов растительного происхождения, то приведенные данные носят усредненный характер. В естественных дефицитных по йоду биогеохимических провинциях его содержание может быть существенно ниже. В этом случае важное значение приобретает завоз продуктов из других, благополучных по йоду территорий.

Но часто и такой путь не решает проблемы обеспечения йодом. В этих случаях прибегают к использованию в питании населения специальных продуктов питания, обогащенных йодом - йодированной соли, йодированного масла, хлеба, молока и других продуктов, обогащенных йодом.

Минеральные вещества подразделяются на макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы.

К макроэлементам относятся: фосфор, кальций, калий, натрий, магний.

К микроэлементам относятся: фтор, кобальт, железо, марганец, а также медь, цинк и другие микроэлементы.

Ультрамикроэлементы - селен, золото, свинец, ртуть, радий и др.

Биологическая роль минеральных веществ в организме человека
1. Минеральные вещества в организме входят в комплекс веществ, составляющих живую протоплазму клеток, в которой основным веществом является белок.
2. Входят в состав всех межклеточных и межтканевых жидкостей.
3. Входят в состав опорных тканей, костей скелета, зубов.
4. Входят в состав некоторых эндокринных желез (йод - в состав щитовидной железы, цинк - в состав поджелудочной желез тканей половых желез).
5. Входят в состав сложных органических соединений (желе в состав гемоглобина, фосфор - в состав фосфатидов).
6. В виде ионов участвуют в передаче нервных импульсов.
7. Обеспечивают свертывание крови.

Одним из важнейших минеральных веществ является кальций .
Кальций - постоянная составная часть крови. Он участвует свертывании крови, входит в состав клеточных и тканевых жидкостей, клеточного ядра. Кальций играет важную роль в процесс роста и деятельности клеток. Он участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов. Особое значение имеет кальций для мышечного сокращения. Он контролирует активность ряда ферментов, участвует в формировании костей скелета - входит в состав опорных тканей, костей скелета, зубов.

Дефицит кальция приводит к нарушению вышеперечисленных функций, особенно к остеопорозу костей.

Содержится кальций в зеленом луке, петрушке, фасоли. Значительно меньше в яйцах, мясе, рыбе, овощах, фруктах, ягодах.

Фосфор
Фосфор участвует в процессах обмена углеводов, жиров и белков. Он входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов необходим для образования АТФ.

Суточная потребность организма в фосфоре составляет 1200 мг.

Фосфор содержится в яйцах, крупах (гречневая крупа, овсяная, пшено). Бобовые культуры, мясо, рыба, молоко, твердый сыр, хлеб также являются источником фосфора для организма.

Магний
Магний, наряду с калием, является основным внутриклеточным элементом. Он активизирует ферменты, регулирующие углеводный обмен. Стимулирует образование белков и регулирует хранение и высвобождение энергии в АТФ. Магний снижает возбуждение в нервных клетках и расслабляет сердечную мышцу. Он повышает двигательную активность кишечника, способствует выведению из организма шлаков и холестерина.

Суточная потребность - 400 мг в сутки.

Магний содержится : в неочищенном рисе, в фасоли, хлебе, бобах. Также его источником являются крупы, морепродукты, мясо. Магний содержится в молоке, а также в петрушке, укропе, салате, в урюке, абрикосах, изюме и бананах.

Микро - и ультрамикроэлементы
Железо необходимо для биосинтеза соединений, обеспечивавших дыхание, кроветворение, участвует в иммунологических и окислительно-восстановительных реакциях, входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер и ряда ферментов.

Потребность : мужчины - 10-20 мг в сутки, женщины - 20-30 мг в сутки.

При дефиците железа развивается малокровие, нарушается газообмен, клеточное дыхание.

Железо содержится : в хлебе, бобах, сое, чечевице, мясе, рыбе, шпинате, кукурузе, моркови, яйцах.

Цинк . Недостаточное поступление этого микроэлемента в организме приводит к снижению аппетита, анемии, дефициту массы тела, снижению остроты зрения, выпадению волос, способствует возникновению аллергических заболеваний, дерматита, задержке полового развития у мальчиков.

Суточная потребность 12-50 мг.

Цинк содержится в хлебе, в мясе и внутренних органах животных, а также в яйцах, рыбе, крабах, устрицах, сырах. Он имеется: в сое, в чечевице, зеленом горошке, овсяных хлопьях, кукурузе, рисе, луке, чернике.

Селен . При дефиците селена снижается иммунитет, нарушается функция печени, повышается склонность к воспалительным заболеваниям, кардиопатии, атеросклерозу, болезням кожи, волос, ногтей, к развитию катаракты. Замедляется рост, нарушается репродуктивная функция.

Суточная потребность 200-100 мкг.

Селен содержится в хлебе, рисе, мясе говядины, курице, морской рыбе, сое, чечевице, семенах подсолнечника, чесноке, фисташках, кокосе, яйцах.

Медь . Дефицит меди отрицательно сказывается на кроветворении, всасывании железа, состоянии соединительной ткани, процессе миелинизации в нервной системе, усиливает предрасположенность к бронхиальной астме, аллергодерматозам, кардиопатиям, витилиго, нарушает менструальную функцию у женщин.

Суточная потребность составляет 1-2 мг.

Медь содержится в огурцах, печени, орехах, какао, шоколаде, мясе птицы, сырах, яйцах, грибах, рыбе, грецких орехах, петрушке, укропе, кинзе, печени говяжьей, свиной, в различном мясе.

Кобальт является составной частью витамина В12. Этот витамин необходим для ыстрого деления клеток, в кроветворных тканях костного мозга и нервных клеток, стимулирует эритропоэз.

При дефиците кобальта возникает анемия, нарушение менструального цикла у женщин, гиперпигментация.

Суточная потребность - 14-78 мкг.

Кобальт содержится в мясе, печени, фасоли, горохе, рыбе, морепродуктах, свекле, салате, петрушке, в черной смородине, красном перце, гречневой крупе, в пшене, яйцах.

Марганец играет важную роль в метаболизме клеток. Дефицит марганца приводит к нарушению углеводного обмена, гипохолестеринемии, задержке роста волос и ногтей, повышению судорожной готовности, аллергозам, дерматитам, нарушению образования хрящей и остеопорозу.

Суточная потребность 2-9 мг.

Марганец содержится в муке, хлебе, гречневой крупе, пшене, в бобовых, в свекле, петрушке, укропе, в малине, черной смородине, печени,почках.

Йод - участвует в образовании гормонов щитовидной железы принимает участие в окислении жиров, мобилизует защитные механизмы в организме.

Использование йодированной соли является основной профилактикой дефицита йода. Ее суточная потребность 5-10 г в сутки.

Йод содержится : в морепродуктах, яйцах, молоке, фасоли, сое, салате, в винограде.

В питании минеральные вещества также незаменимы, как белки, жиры, углеводы, витамины.

Минеральные вещества составляют относительно значительную часть человеческого тела (около 3 кг залы). В костях они представлены в виде кристаллов, в мягких тканях – в виде истинного, либо коллоидного раствора в соединении главным образом с белками.

Минеральные вещества выполняют следующие функции:

1) Пластическую – участвуютв формировании костной ткани (преобладают фосфор и кальций);

2) Ферментативную – входят в состав ферментов, примерно треть ферментов содержит в своем составе металл или активируется металлом

3) Участвуют в важнейших обменных процессах организма: водно-солевом, кислотно-щелочном балансах, поддерживают осмотическое давление в клетках;

4) Влияют на иммунитет;

5) Участвуют в процессах кроветворения;

6) Влияют на свертываемость крови;

Минеральные вещества в зависимости от их содержания в организме делятся на макро- и микроэлементы

К макроэлементам относят: натрий, калий, кальций, магний, селен, сера, фосфор.

К микроэлементам относят: железо, медь, марганец, цинк, йод, хром, кобальт, фтор, молибден, никель, стронций, кремний, селен, ванадий.

В микроколичествах они стимулируют биохимические процессы, но в больших количествах могут оказывать токсическое действие на организм, поэтому содержание некоторых неорганических соединений в пищевых продуктах регламентируется медико – биологическими требованиями и санитарными нормами качества. Обычное содержание минеральных веществ в пищевых продуктах находится на уровне 0.5-0.7% съедобной части. В процессе сложного превращения в организме человека продуктов, богатых Ca, Mg, Na или K, могут образоваться щелочные соединения . К источникам щелочеобразующих элементов относятся: плоды, овощи, бобовые, молоко и молочные продукты.

Другие продукты, также как мясо, рыба, яйца, хлеб, крупа, макароны, в процессе превращений в организме человека дают кислые соединения.

В организм человека микроэлементы поступают с водой, животной и растительной пищей, реже – с вдыхаемым воздухом и через кожу.

В развитии недостатка или избытка содержания микроэлементов в организме человека важную роль играют природные и промышленные факторы, возможность усвояемости микроэлементов организмом.

Поэтому микроэлементы разделены на следующие группы:

1) Природные – их количество обусловлено содержанием микроэлементов в окружающей среде.

2) Промышленные – преимущественно бывают в избытке, содержание обусловлено вредными условиями производства.

3) Ятрогенные – расстройства, возникающие как следствие ошибок медицинских работников.


4) Эндогенные – наследственные или врожденные нарушения усвояемости или повышенных способностей к накоплению одного или нескольких микроэлементов.

Недостаток или избыток в питании каких-нибудь минеральных веществ вызывает нарушение обмена белков, жиров, углеводов, что приводит к развитию ряда заболеваний, так, например, недостаток:

Са вызывает замедление роста,

Mg – мышечные судороги,

Fe – нарушение иммунной системы,

Zn – повреждение кожи, замедление роста, полового созревания,

Cu – слабость артерий, нарушение деятельности печени, вторичная анемия,

Mn – бесплодие, ухудшение роста скелета,

Mo – замедление клеточного роста, склонного к кариесу,

Co – злокачественная анемия,

Ni – учащение депрессий, дерматиты,

Cr – симптомы диабета,

Si – нарушение роста скелета,

F – кариес зубов,

J – нарушение работы щитовидной железы, замедление метаболизма,

Se – слабость сердечной мышцы.

К наиболее дефицитным в питании современного человека относят Са Fe, к избыточным – Na и F.

К причинам нарушения обмена минеральных веществ, даже при их достаточном количестве в пище, относятся:

1) Несбалансированное питание.

2) Применение методов кулинарной обработки пищевых продуктов, обуславливающих потери минеральных веществ (например, размораживание в горячей воде – мяса, рыбы; удаление отвара овощей и фруктов)

3) Отсутствие своевременной коррекции состава рациона при изменении потребности организма в минеральных веществах, связанной с физиологическими причинами (у людей, работающих при повышенной температуре, увеличенная потребность в K,Na,Cl и др.)

4) Нарушение процесса всасывания минеральных веществ в желудочно-кишечном тракте или повышение потерь жидкости (кровопотери).

>>> микроэлементы

Минеральные вещества играют исключительно важную роль в жизни живых организмов. Наряду с органическими веществами минералы входят в состав органов и тканей, а также участвуют в процессе обмена веществ.

В общей сложности в организме человека определяется до 70 химических элементов. Из них 43 элемента являются абсолютно необходимыми для нормального протекания обмена веществ.

Все минеральные вещества, исходя от их количественного содержания в организме человека, принято разделять на несколько подгрупп: макроэлементы, микроэлементы и ультраэлементы.

Макроэлементы представляют собой группу неорганических химических веществ, присутствующих в организме в значительных количествах (от нескольких десятков граммов до нескольких килограммов). К группе макроэлементов относятся натрий, калий, кальций , фосфор и др.

Микроэлементы встречаются в организме в гораздо меньших количествах (от нескольких граммов до десятых долей грамма и менее). К таким веществам относятся: железо, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден, кремний, фтор, йод и др. Особой подгруппой микроэлементов являются ультрамикроэлементы, содержащиеся в организме в исключительно малых количествах (золото, уран, ртуть и др.).

Роль минеральных веществ в организме

Минеральные (неорганические) вещества входящие в структуру организма выполняют множество важных функций. Многие макро и микроэлементы являются кофакторами ферментов и витаминов . Это значит, что без молекул минеральных веществ витамины и ферменты неактивны и не могут катализировать биохимические реакции (основная роль ферментов и витаминов). Активация ферментов происходит посредством присоединения к их молекулам атомов неорганических (минеральных) веществ, при этом присоединенный атом неорганического вещества становится активным центром всего ферментативного комплекса. Так, например, железо из молекулы гемоглобина способно связывать кислород, для того чтобы переносить его к тканям, многие пищеварительные ферменты (пепсин, трипсин) для активации требуют присоединения атома цинка и т.д.

Многие минеральные вещества являются незаменимыми структурными элементами организма – кальция и фосфор слагают основную массу минерального вещества костей и зубов, натрий и хлор являются основными ионами плазмы, а калий, в больших количествах содержится внутри живых клеток.

Вся совокупность макро и микроэлементов обеспечивает процессы роста и развития организма. Минеральные вещества играют важную роль в регуляции иммунных процессов, поддерживают целостность клеточных мембран, обеспечивают дыхание тканей.

Поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма, предусматривает в первую очередь поддержание качественного и количественного содержания минеральных веществ в тканях органах на физиологическом уровне. Даже небольшие отклонения от нормы могут повлечь самые тяжелые последствия для здоровья организма.

Источники минеральных веществ

Основным источником минеральных веществ для человека, является потребляемая вода и пища. Одни минеральные элементы распространены повсеместно, а другие встречаются реже, и в меньших количествах. В наши дни, при условии нарушенной экологии, лучшим источником могут быть БАД (биологически активные добавки) и очищенная минерализованная вода.

Различные пищевые продукты содержат различное количество минеральных веществ. Так, например, в коровьем молоке и молочных продуктах содержится более 20 различных минералов, среди них наиболее важными являются железо, марганец, фтор, цинк, йод. Мясо и мясные продукты содержат такие микроэлементы как серебро, титан, медь, цинк, а морские продукты – йод, фтор, никель.

Как уже упоминалось выше, постоянство внутренней среды (содержание в организме различных веществ) имеет огромное значение для нормального функционирования организма. Несмотря на широкую распространенность минеральных веществ в природе, нарушения в организме, связанные с их недостатком (или реже с избытков) встречаются довольно часто. Заболевания, вызванные недостачей минеральных веществ чаще всего встречаются в определенных регионах земного шара, где в силу геологических особенностей природная концентрация того или иного микроэлемента ниже чем в других районах. Хорошо известны так называемые эндемические зоны йододефицита, в которых часто встречается такое заболевание как Зоб – следствие недостатка йода.

Однако, гораздо чаще дефицит минеральных веществ в организме встречается из-за неправильного (несбалансированного) питания , а также в определенные периоды жизни и при некоторых физиологических и патологических состояниях, когда потребность в минеральных веществах возрастает (период роста у детей, беременность , кормления грудью, различные острые и хронические заболевания, менопауза и пр.).

Краткая характеристика наиболее важных минеральных веществ

Натрий – является самым распространенным ионом плазмы – жидкой части крови. На долю этого элемента приходится основная доля в создании осмотического давления плазмы. Поддержание нормального осмотического давления и объема циркулирующей крови – это жизненно важный процесс, который реализуется главным образом благодаря регуляции абсорбции или секреции (выделения) натрия на уровне почек . При снижении объема циркулирующей крови (например, при обезвоживании или после кровопотери) на уровне почек запускается сложный процесс, целью которого является сохранение и накопление ионов натрия в организме. Параллельно с ионами натрия в организме задерживается вода, (ионы металлов притягивают молекулы воды) вследствие чего объем циркулирующей крови восстанавливается. Также натрий участвует в электрической деятельности нервной и мышечной ткани. Благодаря разнице концентрации натрия между кровью и внутриклеточной средой живые клетки могут генерировать электрический ток лежащий в основе деятельности нервной системы, мышц и других органов. Дефицит натрия встречается очень редко. Обычно он возникает в случае сильного обезвоживания или крупной потери крови. Распространенность натрия в природе (поваренная соль состоит из натрия и хлора), делает возможным быстрое восполнение резервов организма в этом элементе. При некоторых заболеваниях (например, при гипертонии) рекомендуется снижать потребление соли (следовательно, натрия) для того, чтобы немого снизить объем циркулирующей крови и понизить артериальное давление .

Калий – является основным ионом внутриклеточной среды. Его концентрация в крови во много раз меньше чем внутри клеток. Этот факт является очень важным для нормального функционирования клеток организма. Подобно натрию, калий участвует в регуляции электрической деятельности органов и тканей. Концентрация калия в крови и внутри клеток поддерживается с большой точностью. Даже небольшие изменения концентрации этого элемента в крови способно вызвать серьезные нарушения деятельности внутренних органов (например, сердца). По сравнению с натрием калий менее распространен в природе, однако встречается в достаточных количествах. Основным источником калия для человека являются свежие овощи и фрукты.

Кальций . Общая масса кальция в организме взрослого человека составляет примерно 4 килограмма. Причем основная его часть сконцентрирована в костной ткани. Соли кальция и фосфорной кислоты являются минеральной основой костей. Помимо минералов, кости содержат и некоторое количество белков, образующих своеобразную сеть на которой осаждаются минеральные соли. Белки придают костям гибкость и упругость, а минеральные соли – твердость и жесткость. Несколько граммов кальция содержится в различных органах и тканях. Здесь кальций играет роль регулятора внутриклеточных процессов. Так, например, кальций участвует в механизмах передачи нервного импульса от одной нервной клетки к другой, участвует в механизме сокращения мышц и сердца и пр. Основным источником кальция для человека являются продукты животного происхождения. Особенно богаты кальцием молочные продукты. Кальция абсолютно необходим для нормального протекания процесса обмена веществ. Недостаток кальция является довольно распространенным явлением. Чаще всего он возникает вследствие неправильного питания (употребление малого количества молочных продуктов), а также во время беременности или кормления грудью. У детей недостаток кальция может развиться в период интенсивного роста.

Железо . В организме взрослого человека содержится около 4 граммов железа, причем основная масса его сконцентрирована в крови. Железо является незаменимым компонентом гемоглобина – пигмента эритроцитов, переносящего кислород о легких к тканям. Также железо входит в состав ферментов обеспечивающих клеточное дыхание (употребление кислорода клетками). Основным источником железа для человека являются пищевые продукты растительного и животного происхождения. Железом богаты яблоки, гранаты, мясо, печень. Дефицит железа проявляется анемией, а также шелушением кожи, расслоением ногтей, появлением трещин на губах, ломкостью волос. Чаще всего от недостатка железа страдают дети и женщины детородного возраста. Причиной недостатка железа у детей является неправильное питание и быстрый рост организма. У женщин дефицит железа развивается из-за постоянной потери крови во время менструации. Особенно опасен дефицит железа во время беременности. Анемия, как проявление недостатка железа, может вызвать даже гибель плода, из-за недостатка кислорода.

Различные заболевания пищеварительного тракта (хронические гастриты , энтериты) также могут привести способствовать развитию дефицита железа.

Йод – является незаменимым для человека микроэлементом. Основная роль йода в организме человека заключается в том, что йод является активной частью гормонов щитовидной железы. Гормоны щитовидной железы регулируют энергетические процессы организма – образование тепла, рост и развитие. При недостатке йода возникает тяжелое состояние – гипотиреоз, названное так из-за недостатка гормонов щитовидной железы (для их синтеза необходим йод). Основным источником йода для человека являются молоко, мясо, свежие овощи, рыба и морские продукты. Дефицит йода возникает в основном из-за неправильного питания. В некоторых регионах земного шара (например, Урал) гипотиреоз возникает особенно часто. Это связано с недостатком содержание йода в почве и воде.

Фтор полезен для организма только в небольших количествах. При низких концентрациях фтор стимулирует развитие и рост зубов, костной ткани, образование клеток крови, повышение иммунитета. Недостаток фтора повышает риск заболевания кариесом (особенно у детей) и негативно сказывается на иммунитете. В больших дозах фтор может вызывать заболевание флюороз, проявляющееся изменениями скелета. Основным источником фтора являются свежи овощи и молоко, а так же питьевая вода.

Медь . Роль меди в организме заключается в активации тканевых ферментов, которые участвуют в дыхании клеток и превращении веществ. Также важно отметить положительное влияние меди на процесс кроветворения. При помощи меди происходит перенос железа в костный мозг и созревание эритроцитов. При недостатке меди происходит нарушение развития костной и соединительной ткани, также тормозится умственное развитие детей, увеличиваются печень и селезенка, развивается анемия. Хлеб и мучные продукты, чай, кофе, фрукты и грибы являются основными источниками меди для человека.

Цинк входит в состав многих ферментов, оказывает стимулирующее действие процесс полового созревания, образования костей, распада жировой ткани. Недостаток цинка развивается довольно редко. Иногда дефицит цинка возникает при избыточном потреблении мучных продуктов, препятствующих всасыванию цинка из кишечника. Недостаток цинка (особенно в детском возрасте) может привести к тяжелым нарушениям развития: торможение полового созревания, выпадение волос, деформация скелета. Достаточные для человека количества цинка содержатся в печени животных, мясе, яичных желтках, сырах, горохе.

Кобальт – является фактором активации витамина В12, поэтому этот элемент незаменим для нормального протекания процесса образования крови. Также кобальт стимулирует синтез белков и рост мышц, активирует некоторые ферменты перерабатывающие углеводы . Недостаток кобальта может проявиться анемией (малокровие). Основными источниками кобальта являются хлеб и мучные продукты, фрукты и овощи, молоко, бобовые.

Библиография:

  • Идз М.Д. Витамины и минеральные вещества, Спб. : Комплект, 1995
  • Минделл Э. Справочник по витаминам и минеральным веществам, М. : Медицина и питание: Техлит, 1997
  • Беюл Е.А Cправочник по диетологии, М.: Медицина, 1992
Читать еще:





Минеральные вещества относятся к необходимым компонентам питания человека, так как обеспечивают развитие и нормальное функционирование организма.

Они являются обязательной составной частью всех жидкостей и тканей человеческого тела и принимают самое активное участие в пластических процессах. Наибольшая часть минеральных элементов сосредоточена в твёрдых опорных тканях организма - в костях, зубах, меньшая - в мягких тканях, крови и лимфе. Если в твёрдых тканях преобладают соединения кальция и магния, то в мягких - калия и натрия.

Анализ химического состава живых организмов показывает, что содержание в них основных элементов - кислорода, углерода и водорода - всегда характеризуется близкими значениями. Что же касается концентрации других элементов, то она может быть очень различной.

Минеральные вещества в зависимости от их содержания в организме и пищевых продуктах делят на макро- и микроэлементы.

К макроэлементам, которые фигурируют в сравнительно больших количествах (десятки, сотни миллиграммов на 100 граммов живой ткани или продукта), относятся кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор, сера.

Микроэлементы же содержатся в организме и продуктах в очень малых, зачастую почти неуловимых количествах, выраженных десятыми, сотыми, тысячными и более мелкими долями миллиграмма. В настоящее время уже 14 микроэлементов признаны необходимыми для жизнедеятельности человеческого организма: железо, медь, марганец, цинк, йод, хром, кобальт, фтор, молибден, никель, стронций, кремний, ванадий и селен.

Роль минеральных веществ в организме человека многообразна. Прежде всего они принимают участие в построении всех тканей организма, особенно костей и зубов, в регуляции кислотно-основного состава организма. В крови и межклеточных жидкостях, например, с помощью микроэлементов поддерживается слабощелочная реакция, изменение которой отражается на химических процессах в клетках и на состоянии всего организма. Разные минеральные вещества пищи по-разному влияют на организм. Такие элементы, как кальций, магний, натрий, калий, оказывают преимущественно щелочное действие, а такие, как фосфор, сера, хлор, - кислотное. Поэтому в зависимости от минерального состава потребляемых человеком продуктов возникают сдвиги щелочные или кислотные. При преимущественном потреблении, например, мяса, рыбы, яиц, хлеба, круп могут иметь место кислотные сдвиги, а таких продуктов, как молочные, овощи, фрукты, ягоды, - щелочные сдвиги. Кстати, при потреблении пищи с преобладанием кислых валентностей в организме происходит усиленный распад белка, что ведёт к увеличению его потребления. В то же время пища с преобладанием щелочной валентности позволяет устранить нерациональное использование белка.

При выборе продуктов, чтобы получить диету с преобладанием кислой или щелочной валентности, хозяйке нужно знать следующее. Кислый вкус продуктов не определяет преобладание в них кислых элементов. К примеру, многие фрукты имеют кислый вкус, но они доставляют организму не кислые, а щелочные валентности. Эти продукты в своем составе содержат соли органических кислот, которые легко сгорают в организме, освобождая щелочные катионы.

С помощью диет кислой или щелочной направленности успешно лечат некоторые болезни. Так, «кислая» диета, например, рекомендуется при мочекаменной болезни, а «щелочная» - при недостаточности кровообращения почек, печени, при тяжёлых формах сахарного диабета. Микроэлементы регулируют водно-солевой обмен в организме, поддерживают осмотическое давление в клетках и межклеточных жидкостях, благодаря которому совершается передвижение между ними питательных веществ и продуктов обмена. Минеральные вещества обеспечивают функциональную деятельность основных систем организма: нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной, всех выделительных и других систем. Они влияют на защитные функции организма, его иммунитет. Без железа, меди, никеля, марганца, кальция и некоторых других минеральных веществ не могут происходить, например, процессы кроветворения и свёртывания крови. Минеральные вещества (в основном микроэлементы) входят в состав или активизируют действие ферментов, гормонов, витаминов. Недостаток минеральных веществ, а тем более их отсутствие в рационе неизбежно ведут к нарушению обмена веществ в организме, к заболеванию. У детей при этом резко тормозятся процессы формирования костей, зубов, приостанавливается рост и развитие организма, а у взрослых расстраиваются практически все биохимические процессы. Кроме поддержания постоянного осмотического давления, минеральные вещества создают и поддерживают необходимый уровень электростатического напряжения в отдельных органах и тканях (мозг, мышцы, сердце), что обеспечивает нормальный ход физико-химических процессов.

Минеральные вещества принимают участие во всех видах обмена веществ: белковом, углеводном, жировом, витаминном, водном. Прежде всего они обеспечивают необходимое коллоидное состояние белков, а также такие их важные свойства, как дисперсность, гидрофильность, растворимость, - от этих свойств белка зависит возможность его участия во многих биохимических процессах.

Участвуют минеральные вещества и в жировом обмене. Марганец, например, необходим для усвоения полиненасыщенных жирных кислот и синтеза арахидоновой кислоты из линолевой. В процессе усвоения жиров принимают участие соли фосфора и кальция.

Огромное значение минеральные вещества имеют для водного обмена. Избыточное потребление, например, хлористого натрия (поваренной соли) обусловливает задержку воды в тканях, а его ограничение снижает водонепроницаемость тканей. Соли калия способствуют выведению жидкости из организма. Кстати, это свойство минеральных веществ широко используется в клинике при легочных, почечных и сердечных отёках: назначаются бессолевые, богатые калиевыми соединениями диеты.

Без минеральных солей не могли бы протекать ферментные процессы. Именно с помощью этих веществ создается необходимая благоприятная среда, в которой проявляют свое действие различные ферменты. Пепсин желудка, например, активизируется в соляно-кислой, а птиалин слюны и трипсин кишечного сока - в щелочной среде. Подробнее познакомимся вначале с макроэлементами.

Макроэлементы

Кальций составляет 1,5-2 процента общей массы тела человека, 99 процентов этого количества находится в костях и зубах, а остальное содержится в плазме клеток, крови и других жидкостях организма. Он входит необходимой составной частью в ядро и мембрану клеток, клеточных и тканевых жидкостей.

Основной источник поступления кальция в организм - молочные продукты. Однако при избытке в пище фосфора эффективность всасывания кальция в кишечнике снижается и может даже наблюдаться выведение кальция из костей. Поэтому при определении диеты (особенно лечебной) надо стремиться к тому, чтобы кальций и фосфор поступали в организм в соотношении 1:1 или не более, чем 1:1,5. Молоко и другие молочные продукты как источник кальция хороши тем, что они имеют идеальное соотношение кальция и фосфора: молоко - 1:0,8, творог - 1:1,4, сыр - 1:0,5. А вот в говядине это соотношение равно уже 1:3,4, треске - 1:7, фасоли - 1:3,6, хлебе пшеничном - 1:4, в картофеле и овсяной крупе - 1:6. В некоторых фруктах и овощах эти два элемента тоже хорошо сбалансированы. Так, в моркови - 1:1, в белокочанной капусте и яблоках - 1:0,7.

Сочетая в рационе продукты с разным содержанием кальция и фосфора, можно добиться нужного их соотношения. Например, каши с молоком, хлеб с сыром, овощные гарниры с мясными и рыбными блюдами и другие сочетания позволяют избежать нежелательной диспропорции.

Суточная потребность в кальции взрослого человека составляет 0,7-1,1 грамма (с пищей обычно поступает до 2,5 грамма кальция в сутки). Растущий организм нуждается в большем количестве кальция, чем взрослый, у которого закончено развитие скелета. Велика также потребность в кальции у женщин в период беременности, особенно во вторую ее половину, и в период кормления ребёнка грудью.

Организму требуется больше кальция и при аллергических и воспалительных заболеваниях, в частности сопровождающихся поражением кожи и суставов, при переломах костей, заболеваниях, ведущих к нарушению всасывания кальция (хронические энтериты и панкреатиты, плохое желчеотделение при болезнях желчных путей), заболеваниях паращитовидной и щитовидной желез, надпочечников. Увеличение содержания кальция достигается обычно за счёт молочных продуктов.

Фосфор - постоянная составная часть организма. В теле человека фосфора содержится сравнительно много - около 1,16 процента общего веса. Ежедневная потребность в нем взрослого человека составляет 1-1,2 грамма. У женщин в период беременности потребность в фосфоре увеличивается примерно на 30 процентов, а в период кормления ребёнка грудью - в 2 раза. Потребность детей в фосфоре выше, чем потребность взрослых.

Баланс фосфора в организме человека зависит от многих причин: от его содержания в пище, от потребности в нем организма, от соотношения в рационе человека белков, жиров, углеводов, кальция, кислых или щелочных свойств пищи. Участие фосфора в обменных процессах тесно связано с наличием кальция. Однако фосфор имеет в организме свои специфические функции: 80 процентов его расходуется на минерализацию костей, а 20 - на обеспечение обменных реакций. При недостатке фосфора могут возникнуть заболевания костей.

Лучший источник этого минерального вещества - животные продукты. Хотя большое количество фосфора содержится и в зерновых и в бобовых продуктах, однако из животных продуктов всасывается 70 процентов содержащегося в них фосфора, а из растительных - только 40.

Магний находится во всех живых организмах: растительных и животных. Входя в состав зелёного пигмента хлорофилла, участвуя там в процессах фотосинтеза, он играет важнейшую роль в природе. В хлорофилле растений Земли содержится около 100 миллиардов тонн магния.

У взрослого человека суточная потребность в магнии составляет 10 миллиграммов на килограмм массы тела. Всего в организме взрослого человека содержится около 25 граммов магния, 70 процентов из них входит в состав костей в комплексе с кальцием и фосфором, остальные 30 распределяются в тканях и жидкостях. Усвоенный магний накапливается в печени, а затем значительная часть его переходит в мышцы и кости. Магний содержится также в крови. В нервной системе магний распределяется неодинаково: белое вещество головного мозга содержит его больше, чем серое. О важном значении магния для деятельности нервной системы человека свидетельствует хотя бы такой факт: введение магния подкожно или в кровь человека вызывает состояние наркоза.

Нарушение в организме магниево-кальциевого равновесия нежелательно. Результатом такого нарушения является, например, рахит у детей. При этом количество магния в крови уменьшается вследствие того, что он переходит в кости, вытесняя из них кальций.

Магний активизирует ферменты углеводного и энергетического обмена, участвует в образовании костей, нормализует возбудимость нервной системы и деятельность мышц сердца. Он оказывает антиспастическое и сосудорасширяющее действие, стимулирует двигательную функцию кишечника и желчеотделение, способствует выведению из кишечника холестерина.

Калий содержится в организме в небольших количествах (около 30 граммов). Почти весь калий находится в межклеточной жидкости, а также в мышечной ткани, в том числе и в сердечной мышце. Наряду с натрием, калий участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия. Он оказывает влияние на работу мышц. Низкая концентрация калия в крови может вызвать повышенную мышечную возбудимость, а со стороны сердечной мышцы - тахикардию (усиленное сердцебиение). Богаты калием печень и селезёнка. В мышцах содержится до 500 мг% калия.

Калий оказывает значительное влияние на обмен веществ. Он возбуждает парасимпатический отдел вегетативной нервной системы. Доказано, что калий оказывает большое влияние на функцию органов осязания в коже. Значительна роль калия в регулировании функции ферментов (он стимулирует активность карбоангидразы).

Потребность взрослого человека в калии - 2-4 миллиграмма в сутки, а грудного ребёнка - 12-13 миллиграммов на килограмм веса тела.

Натрий - один из элементов, принимающих активное участие в жизнедеятельности организма человека. Поступает в организм обычно в виде хлористой соли и легко всасывается кишечником. Суточная потребность в натрии взрослого человека равна 4-6 граммам. Усвоенный натрий распределяется между всеми тканями организма, но особенно задерживается в печени, коже и мышцах. Для некоторых тканей и органов содержание натрия непостоянно и меняется в зависимости от времени года. Сезонные изменения характерны для сыворотки крови, мышц.

Натрий играет большую роль в важнейших жизненных отправлениях организма: он необходим для сокращения скелетных мышц и нормальной пульсации сердца; для поддержания кислотно-щелочного равновесия. Хлористый натрий способствует удержанию воды тканями.

В организме человека содержится около 15 граммов натрия; 1/3 - в костях, а остальное количество - во внеклеточных жидкостях, в нервной и мышечных тканях.

Хлор - жизненно важный элемент в организме человека. В тканях содержится около 150-160 миллиграммов хлора. Суточная потребность взрослого человека в хлоре составляет 2-4 грамма. В организм он чаще всего поступает в избытке (так же как и натрий) в виде хлористого натрия и хлористого калия. Из пищевых продуктов хлором особенно богаты хлеб, мясные и молочные продукты. Бедны хлором фрукты.

Роль хлора в организме многообразна. Он участвует (косвенно) в регуляции водного обмена, кислотно-щелочного равновесия путём распределения его между кровью и другими тканями. В регуляции обмена самого хлора в организме участвуют железы внутренней секреции, в частности гипофиз, точнее, его задняя доля. При ее удалении или заболевании наблюдается перераспределение хлора между кровью и другими тканями и потеря почками способности концентрировать хлор при выделении его с мочой.

Сера - постоянная составная часть организма человека. Большая часть ее в виде органических соединений входит в состав аминокислот. Много ее в волосах, эпидермисе кожи и других клетках организма. Содержится она также в составе сульфатидов в нервной ткани, хрящах и костях, в желчи.

Микроэлементы

Наряду с макроэлементами пища человека содержит и микроэлементы, которые также необходимы для жизнедеятельности организма. Каждый имеет свои особенности и свою «сферу деятельности». И как бы ни мала была концентрация того или иного микроэлемента, без него организм нормально функционировать как биологическая система не может.

Характер и сила воздействия микроэлементов на различные физиологические системы организма в значительной степени зависят от концентрации, в какой они поступают в организм. В нормальных микродозах эти микроэлементы стимулируют жизненно важные биохимические процессы. В больших дозах микроэлементы способны действовать или как лекарственные средства, или как вещества раздражающие. В ещё более высоких концентрациях микроэлементы оказываются токсичными веществами.

Микроэлементы, поступающие с пищей, ещё называют минеральными витаминами, так как это вещества, имеющие свойства биологических катализаторов. Будучи структурными единицами ряда гормонов, они обусловливают их активность (йод - в тироксине, цинк - в инсулине).

Рассмотрим роль некоторых микроэлементов в процессах жизнедеятельности организма.

Железо необходимо для нормального кроветворения и тканевого дыхания. Лучше всего всасывается железо гемоглобина и миоглобина, то есть крови и мышц, поэтому мясо животных и птиц, мясные субпродукты являются наилучшими источниками железа. Из этих продуктов в кишечнике всасывается до 30 процентов содержащегося там железа, в то время как, например, из яиц, хлеба, крупяных и бобовых - не более 5-10 процентов. Лучшему усвоению железа способствуют лимонная и аскорбиновая кислоты и фруктоза. Поэтому питье фруктовых соков улучшает всасывание железа. Подавляет усвоение железа крепкий чай.

При недостатке железа в организме прежде всего ухудшается клеточное дыхание, что ведёт к дистрофии тканей и органов. К дефициту железа в организме может привести недостаточное поступление его в организм с пищей или преобладание в рационе продуктов, из которых оно плохо усваивается. Возникновению железодефицитных состояний способствует также недостаток в питании животных белков, витаминов, кроветворных микроэлементов, теряется железо и при кровопотерях, заболеваниях желудка и кишечника.

Основными органами обмена железа у человека считают селезёнку и печень, где в течение суток разрушается гемоглобин, содержащий от 100 до 200 миллиграммов железа. Все оно удерживается в организме в виде белковых соединений и образует наряду с усвоенным пищевым железом запасной фонд. Запасное железо из этого фонда кровью доставляется в костный мозг, где оно идёт на построение гемоглобина при формировании новых красных кровяных телец. Весь круговорот железа в организме совершается быстро: поступившее в организм железо уже через несколько часов находится в гемоглобине.

Марганец поступает в организм с пищевыми продуктами в основном растительного происхождения, где он содержится обычно в десятых, сотых долях процента. В животных продуктах его в десятки раз меньше. Всосавшийся марганец поступает с током крови в органы и ткани и задерживается в печени. Относительно много марганца содержится также в поджелудочной железе, лимфатических железах и почках.

Особенно интенсивно идёт накопление марганца в печени эмбриона в последние три месяца его развития. Благодаря этому ребёнок рождается со значительными запасами марганца в печени. Природа устроила так, что этих запасов хватает до того времени, пока грудной ребёнок начинает получать прикорм - фруктово-овощные соки. С молоком матери ребёнок марганца не получает, так как в молоке содержание его ничтожно.

В организме человека марганец выполняет многочисленные и сложные функции. Он принимает участие в регуляции роста и развития организма, работы желез внутренней секреции, обменных процессах, процессах окисления, ферментативной активности. Ткани под воздействием марганца очень энергично обогащаются кислородом, что способствует повышению активности биохимических реакций и устойчивости к воздействию вредных факторов окружающей среды. Под влиянием марганца повышается интенсивность обмена белков. Он участвует в обмене жиров, стимулирует минеральный обмен.

При недостаточном поступлении марганца с пищей наблюдается задержка формирования скелета с нарушением процессов окостенения. При избытке же марганца в костях могут появиться изменения, свойственные рахиту. Соли марганца играют роль в процессах кроветворения. Поэтому недостаток данного микроэлемента может привести к анемии.

Кобальт . На присутствие его в животных организмах впервые указал выдающийся советский учёный В.И. Вернадский в 1922 году. Биологическая роль кобальта в организме пока ещё до конца не изучена. Однако и то, что стало известно учёным, свидетельствует о его важной роли в процессах жизнедеятельности. Он оказывает существенное влияние на процессы обмена веществ, рост и развитие организма. Кобальт повышает основной обмен, улучшает ассимиляцию азота, стимулирует образование мышечных белков, оказывает влияние на содержание углеводов в крови: малые дозы кобальта уменьшают количество сахара в крови, а большие - увеличивают. Но на этом роль микроэлемента в кроветворении не ограничивается. Он активно участвует в образовании эритроцитов и синтезе гемоглобина. Особенно важен он для детского организма: кобальт способствует быстрому развитию ребёнка, повышает его реактивные силы, в частности сопротивление вредным факторам внешней среды. Оказывает влияние кобальт и на нервную ткань: он способен возбуждать и тормозить нервные процессы.

Суточная потребность кобальта - 0,1-0,2 миллиграмма. Особенно необходимо поступление кобальта в организм беременных и кормящих женщин. Содержится он в растительных и животных продуктах: в печени, почках, мозгах, сердце, колбасе, сосисках, фасоли, горошке зелёном, гречихе, ячневой и овсяной крупе, свежей зелени, луке репчатом и брюкве (в последних двух много), в моркови.

Йод входит в состав молекулы тироксина - гормона щитовидной железы и принимает активное участие в обмене веществ в организме. Недостаток тироксина ведёт к развитию зобной болезни, а в детстве - к задержке роста, физического и психического развития. Но биологическая роль йода в организме человека не ограничивается гормональной функцией. Йод обладает резко выраженным антисептическим эффектом с широким спектром действия: антибактериальным, противовирусным, фунгицидным.

Суточная потребность человека в йоде около 150 миллиграммов, но в период роста ребёнка и полового созревания подростка, при беременности и кормлении грудью она значительно увеличивается.

Поступающий в организм с пищей йод всасывается в кровь почти полностью. Организм человека с удивительным постоянством сохраняет в крови концентрацию йода на одном и том же уровне. Правда, летом содержание йода в крови несколько выше. Кроме щитовидной железы, в обмене йода значительную роль выполняет печень.

Медь также относится к числу микроэлементов, без которых существование организма человека невозможно. Поступая с пищей, медь всасывается в верхних отделах тонкого кишечника, а затем накапливается в печени. У детей и эмбрионов количество накопленной меди в печени значительно больше, чем у взрослого. Из печени медь, в виде органических соединений, поступает в кровь и разносится ею во все органы и ткани. В организме человека медь находится в виде сложных органических соединений.

Медные соединения играют важную активирующую роль в кроветворении: они стимулируют деятельность костного мозга, вызывая повышение числа эритроцитов в крови. Медь положительно влияет на интенсивность окислительных процессов, оказывает определённое воздействие на обмен веществ. Увеличение содержания соединений меди в крови приводит к превращению минеральных соединений железа в органические, к использованию накопленного в печени железа на синтез гемоглобина.

Дефицит меди в организме, особенно длительный, может привести к тяжёлым заболеваниям. Например, в детском возрасте при дефиците меди или нарушении ее обмена могут развиваться анемии, которые излечиваются одновременным введением в организм с пищей солей меди и железа. Однако не менее опасно и излишнее поступление меди в организм: при этом происходит общее отравление, сопровождающееся поносами, ослаблением дыхания и сердечной деятельности. Иногда бывают даже удушье и коматозные состояния. Особенно тщательно надо соблюдать соответствующие предохранительно-гигиенические правила при работе на предприятиях медного производства.

Суточная потребность в меди взрослого человека удовлетворяется при ее содержании в пище в количестве 2,5 миллиграмма. Для детского организма ежедневно требуется 0,1 миллиграмма меди на килограмм веса.

Наиболее богаты медью продукты моря, особенно моллюски и ракообразные, у которых кровяным дыхательным пигментом является гемоцианин, содержащий 0,15-0,26 процента меди. В растениях меди значительно меньше, особенно в тех, что выращены на почве, бедной этим элементом.

Фтор содержится в костях, особенно много его в зубах. Поступает в организм преимущественно с питьевой водой, оптимальное содержание фтора в которой 1-1,5 миллиграмма на литр. При недостатке фтора в организме человека развивается кариес зубов, при повышенном поступлении - флюороз. Избыточное количество фтора в организме опасно ввиду того, что его ионы обладают способностью к замедлению ряда ферментативных реакций, а также связыванию важных в биологическом отношении элементов: фосфора, кальция, магния. Вообще, биологическая роль фтора в организме до конца не выяснена. Для того чтобы предупредить недостаток или избыток фтора в организме человека, питьевая вода или обогащается фтором (фторируется), или очищается от его избытка.

Отравления фтором возможны у лиц, работающих на предприятиях, производящих продукцию, в состав которой он входит (например, при производстве фосфорных удобрений). Фтор раздражает дыхательные пути, вызывает ожоги кожи. Возможны и острые отравления фтором с тяжёлыми последствиями.

Цинк - биогенный элемент, присутствующий в организме человека. Физиологическая роль его определяется связью с активностью некоторых ферментов и гормонов.

Цинк участвует в дыхании, в нуклеиновом обмене, повышает деятельность половых желез, влияет на формирование скелета плода. Из слюны околоушной железы человека выделен цинкосодержащий белок, предполагается, что он стимулирует регенерацию клеток вкусовых луковиц языка и поддерживает их вкусовую функцию. Он играет защитную роль в организме при загрязнении среды кадмием.

Дефицит цинка ведёт к карликовости, задержке полового развития; его избыток в организме оказывает токсичное действие на сердце, кровь и другие органы и системы организма. Равновесие баланса цинка в организме наступает только после окончания периода роста. У детей же наблюдается положительный баланс цинка (в их организме задерживается до 45 процентов цинка, поступающего с пищей).

Суточная потребность взрослого человека в цинке - 12-14 миллиграммов, детей - 4-6 миллиграммов.

Из пищевых продуктов растительного происхождения им наиболее богаты пшеница (отруби и зерно), рис (отруби), свекла, салат, томаты, лук, фасоль (зерно), горох, соя. Бедны цинком фрукты, ягоды. Содержат цинк и продукты животного происхождения, но в меньших количествах: мясо, печень, молоко, яйца.

Селен в организме содержится в ничтожно малых концентрациях. Его роль изучена пока недостаточно. Установлено, что он накапливается в печени, почках, селезёнке, сердце. Образует соединения с белками крови (альбуминами, глобулинами, гемоглобином), молока (казеином, альбумином, глобулином) и белками различных органов, то есть участвует в белковом обмене.

Никель - постоянная составная часть человеческого организма. Его физиологическая роль также мало изучена. Доказано, что никель активизирует фермент аргиназу и оказывает влияние на окислительные процессы. Он входит в состав гормона инсулина. Его содержание в организме ничтожно малое.

Стронций - необходимая часть организма человека, биологическая роль которой полностью не выяснена. Накопление его организмом находится в зависимости от его содержания в окружающей среде. Человек получает стронций с пищей. Отложения его в организме зависят от соотношения в пище кальция, фосфора и стронция; при увеличении в рационе кальция откладывается меньше стронция, а при увеличении фосфора - больше.

Хром - входит в состав различных органов и тканей. Больше всего его в волосах и ногтях, меньше всего - в гипофизе, надпочечниках, поджелудочной железе, лёгких, скелетных мышцах и тонких кишках. Всасывается из кишечника. Хром активирует фермент трипсин, входит в состав его.

Из всех тех микроэлементов, которые на сегодняшний день признаны необходимыми для жизнедеятельности организма человека, мы остановились на 11 известных. О других микроэлементах - ванадии, молибдене и кремнии - данных мало, их физиологическая роль в организме пока изучена слабо.

Как следует из сказанного выше, микроэлементы играют важную роль в жизнедеятельности организма человека. Но необходимо, чтобы они поступали в оптимальных концентрациях. В отдельных регионах страны - биохимических провинциях с недостатком или избытком тех или иных элементов в среде - возникают ответные реакции организма человека в виде различных морфологических изменений либо заболеваний. Иногда такие заболевания имеют массовый характер и носят название биохимических эпидемий. Проблемы геохимической экологии, изучающей взаимодействие организмов с окружающей средой, имеют важное значение для здоровья населения и для народного хозяйства страны.

Одноклассники


Анекдот:

Купила шикарное белье, что бы был стимул для похудения. Показала бабушке. Она долго смотрела и сказала: "Для такого белья нужно не худеть, для такого белья нужен МУЖИК!"