Минеральные вещества в организме не образуют. Минеральные вещества клетки и их значение. Роль минеральных веществ в клетке. Макроэлемент фосфор и его значение

Организм человека устроен очень сложно. Он состоит из огромного количества различных веществ, клеток, витаминов. Минеральные вещества должны постоянно находиться в организме человека, так как их роль в различных процессах велика. Они принимают участие в образовании гормонов, ферментов, помогают человеку активно жить и функционировать. Ни один орган не может обойтись без этих веществ, так как они в определенном количестве должны присутствовать почти в каждой клеточке.

Что такое минеральные вещества?

Многим из тех, кто следит за своим здоровьем, знакомо утверждение, что витамины и минеральные вещества служат основой правильного питания. Витамины практически никогда не синтезируются организмом самостоятельно, поэтому должны поступать вместе с пищей. В то же время они являются важным биологическим регулятором многих жизненно важных процессов организма. Витамины и минеральные вещества очень тесно связаны между собой, так как по своему химическому составу они могут дополнять друг друга, иногда заменять, обеспечивая полноценную жизнь человеку.

Для чего они нужны организму?

Важную роль выполняют минеральные вещества: тканестроительную функцию, принимают участие в пластических биопроцессах, а также обеспечивают и поддерживают многие ферментативные реакции человеческого организма. Но наиболее важной их функцией является проведение электрохимических импульсов в нервных волокнах и мышечных тканях.

Все минеральные вещества разделяют на макроэлементы и микроэлементы. К микроэлементам причисляют цинк, йод, фтор, марганец, а к макроэлементам - кальций, магний, фосфор, калий, железо, хлор. Не всегда человек может пополнить запас минеральных веществ в организме только с помощью питания, иногда целесообразным является применение различных добавок к питанию и лекарственных препаратов. Это происходит при интенсивных физических нагрузках, периоде авитаминоза весной, а также, когда жизненные условия не соответствуют общепринятым нормам. В таких случаях минеральные вещества клетки уменьшаются в своем количестве, что приводит иногда к необратимым последствиям.

Значение кальция, где он содержится?

Кальций является необычайно важным макроэлементом. Он обеспечивает нормальную проводимость нервной и мышечной тканей, кислотно-щелочной баланс, а также выполняет строительную функцию для костной и хрящевой тканей, в которых находится до 98% всех запасов кальция в организме человека. Среднедневная его норма для организма взрослого составляет 800-1000 мг. Для обеспечения потребности в кальции необходимо употреблять творог, молоко, яйца, сыр, цветную капусту, орехи, семена кунжута и мака, пшеничные отруби, овощи и зелень.

Вопреки всеобщему мнению, в продуктах с высоким содержанием молочного жира (сливочное масло, сметана, сливки), содержание этого вещества низкое. Правильное усвоение кальция организмом происходит в сочетании с витамином D. Самым оптимальным условием для поступления этого элемента в организм является вода и минеральные вещества, а именно сочетание кальция, магния, фосфора, витамина C и витамина D. Особое внимание специалисты уделяют содержанию Са в организме детей. Ведь этот элемент обеспечивает рост и развитие практически всех органов подрастающего организма. Если содержание кальция у детей ниже нормы, могут возникнуть серьезные проблемы с опорно-двигательным аппаратом (рахит), нарушаются рост и здоровье зубов, появляются тенденции к патологическим процессам в желудочно-кишечном тракте. Но высокий показатель наличия в организме этого микроэлемента также чреват проблемами со здоровьем, особенно он вреден для почек и печени. Поэтому важен баланс этого вещества в клетках и системах.

Фосфор в организме и пище

На примере фосфора также легко оценить значение минеральных веществ для здоровья человека. Как мы отметили выше, баланс фосфора тесно зависит от баланса кальция. В биологических процессах фосфор отвечает за образование ферментов, благодаря которым высвобождается и усваивается энергия из пищи. Кроме этого, фосфор поддерживает правильный липидный и энергетический обмен, а также стабилизирует уровень холестерина в крови. Дневная норма фосфора составляет 1000-1500 мг. Лучше данный макроэлемент усваивается из продуктов животного происхождения. Для получения суточной потребности желательно включить в рацион рыбу, кисломолочные продукты, пивные дрожжи, тыквенные семечки, овсяные хлопья, орехи, говяжью печень, яйца, мясо кролика, свеклу, картофель, капусту, морковь, яблоки, клубнику, смородину, арбуз, груши. Дневная норма фосфора содержится, к примеру, в 150 граммах твердого сыра, 350 граммах овсяных хлопьев или 125 граммах тыквенных семечек.

Важная роль магния, содержание в продуктах

Магний, в отличие от фосфора, усваивается лучше как раз из продуктов растительного происхождения. Он способствует правильному усвоению фосфора, кальция, балансирует остальные минеральные и органические вещества. Магний важен для работы сердечно-сосудистой системы, поскольку помогает укреплять стенки кровеносных сосудов и обладает мочегонным эффектом, что способствует стабилизации артериального давления.

Особенно важен этот микроэлемент для работы нервной системы. Все минеральные вещества в организме так или иначе влияют на ее работу. Но от количества магния в нервных клетках зависят такие процессы, как возбудимость, торможение, скорость нервных импульсов, восприятие их мозгом и реакция на них. Магний передает информацию от периферии к отделам центральной нервной системы. Многим беременным рекомендуют принимать лекарственные препараты с содержанием этого вещества для улучшения работы нервной и сердечно-сосудистой систем. Для тех, кто испытывает постоянные стрессы на работе или дома, истощен физически и морально, также полезен этот элемент.

Как показывает таблица минеральных веществ, представленная ниже, суточная норма магния колеблется в пределах 300-500 мг. Алкоголь, никотин, жирная пища и кофеин существенно ухудшают усвоение магния. Наиболее богаты на его содержание гречневая каша (одна ее порция обеспечит для организма суточную потребность), бананы, тыквенные семечки. Помимо этого, магний содержится в пшеничных отрубях, овсянке, кальмарах и креветках, сухих бобах, камбале, шпинате, картофеле белокочанной капусте.

Значение натрия и калия для работы организма, из каких продуктов их можно получить?

Важным является тот факт, что в поваренной соли минеральные вещества тоже содержатся. За сутки нужно употребить 10-15 грамм поваренной соли, чтобы обеспечить организму дневной запас натрия (3-6 грамм). В организме этот макроэлемент транспортирует минеральные вещества клетки и участвует в регулировании водно-солевого обмена. Но важно не переборщить с употреблением этого продукта, так как его чрезмерное количество пагубно влияет на работу некоторых органов и может спровоцировать накопление песка и образование камней в почках, желчном пузыре и так далее.

Калий является важным элементом для поддержания здоровой работы сердца и сосудов. Правильное соотношения калия и кальция позволяет наладить полноценное функционирование сердечной мышцы. Калий и натрий содержится в хлебе, бобовых, кураге, яблоках.

Содержится ли в нас железо?

Железо - еще один жизненно важный микроэлемент. Благодаря ему в организме образуется белок гемоглобин, который соединяется с кислородом и доставляет его в клетки, а затем выводит углекислый газ. Таким образом, роль минеральных веществ, в частности железа, состоит в кислородном питании организма. Железо также способствует правильной кроветворной функции. В организме взрослого человека находится 10-30 мкмоль/литр железа. Очень богат железом такой фрукт, как айва, большое его содержание в яблоках, красном мясе и субпродуктах.

Женщинам железо нужнее, чем мужчинам, так как представительницы слабого пола живут циклично и приблизительно раз в месяц теряют этот микроэлемент в большом количестве. Для восполнения его запасов нужно употреблять вышеуказанные продукты. Нехватка железа в организме приводит к анемии.

Важность хлора для человека

Важность хлора для организма состоит в том, что он является составляющим желудочного сока и плазмы крови. Вместе с натрием и калием этот макроэлемент поддерживает водно-солевой и кислотно-щелочной обмен. До 90% дневной нормы хлора поступает в организм вместе с обычной поваренной солью. При нарушении обмена хлора, натрия и калия нарушается работа сердца, появляются отеки, и человек страдает от перепадов артериального давления.

Йод - лекарственный препарат или важный микроэлемент для организма?

Йод с детства знаком каждому благодаря своим антисептическим свойствам. Но еще он является полезным микроэлементом. Пищу, богатую йодом, необходимо употреблять для правильной работы щитовидной железы. Йод входит в состав гормонов, продуцируемых щитовидной железой, поэтому напрямую влияет на правильную работу эндокринной системы. Дневная норма употребления йода составляет 100-200 мг. Наиболее богаты йодом морская капуста и рыба, но в современных условиях жизни достаточно тяжело обеспечить баланс йода в организме. Поэтому рекомендуется принимать специальные препараты, повышающие его содержание.

Содержание и получение организмом фтора

Это микроэлемент, который входит в состав эмали поверхности зубов, а значит, отвечает за их здоровье и красоту. Организму необходимо 2-3 миллиграмма фтора в сутки, эта потребность обеспечивается благодаря употреблению различных сортов чая, морепродуктов и орехов.

Какие еще микроэлементы важны для нас?

Составленная нами таблица минеральных веществ содержит основные элементы и поможет лучше разобраться в потребности организма в микро- и макроэлементах.

Кроме названных выше, к списку жизненно необходимых элементов относится цинк и марганец. Цинк является составляющим ферментов, поддерживающих окислительно-восстановительные реакции организма, а марганец участвует в энергетических реакциях и влияет на усвоение многих витаминов.

Можно отметить, что минеральные вещества в питании очень важны для вашего здоровья, поскольку обеспечивают все процессы жизнедеятельности. Употребление правильной суточной нормы минералов - это залог здоровья.

Минеральные вещества (в питании) - это обязательные составные части пищи, необходимые для жизнедеятельности человека и животных. Полное исключение минеральных веществ из корма в эксперименте приводит к гибели животных, а частичное ограничение вызывает ряд серьезных нарушений и расстройств.

Минеральные вещества содержатся в протоплазме клеток и межклеточной жидкости, создавая необходимое осмотическое давление (см.) и необходимую концентрацию водородных ионов; являются составной частью сложных органических соединений, жизненно важных для организма (например, железо входит в состав гемоглобина, йод обнаруживается в секрете , - в секрете поджелудочной и половых желез). Минеральные вещества играют важную роль в обмене веществ (см. Минеральный обмен). Они участвуют в синтезе пищеварительных и обеспечивают нормальное течение процессов . Минеральные вещества участвуют в пластических процессах, особенно в построении вещества костей , где и являются основными структурными компонентами. В формировании вещества зубов важную роль играет , который придает им особую прочность. Исключительно важна роль минеральных веществ в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме. Преобладание в питании кислотных или щелочных минеральных веществ может оказывать влияние на сдвиги кислотно-щелочного равновесия. Источниками кислотных минеральных веществ являются , содержащие в значительном количестве , фосфор, . Такими продуктами являются мясо, яйца, крупа. Источниками щелочных минеральных веществ являются молоко, овощи, фрукты, богатые кальцием, магнием, натрием, калием. В зависимости от количеств, в которых минеральные вещества содержатся в организме, их делят на макроэлементы и микроэлементы. Макроэлементами являются кальций, фосфор, магний, натрий, хлор, железо и др. К микроэлементам, содержащимся в тканях в количестве менее 0,01%, относятся медь, цинк, кобальт, марганец, йод, фтор и др.

Потребность организма в минеральных веществах удовлетворяется пищей и частично водой.

Кальций составляет минеральную основу костной ткани и зубов. Содержание кальция в костях достигает 99% общего его количества в организме. Усвоение кальция зависит от содержания в пище других солей, особенно и магния, а также витаминов группы D. В питании наиболее благоприятное соотношение кальция к фосфору 1: 1,5-2 и кальция к магнию 1: 0,75. Потребление с пищей большого количества жира снижает усвоение кальция. Инозитфосфорная кислота, содержащаяся в значительном количестве в хлебе и крупах, и , содержащаяся в щавеле и шпинате, образуют с кальцием нерастворимые соединения, в связи с чем кальций этих продуктов не усваивается. Хорошим источником легкоусвояемого кальция является молоко, содержащее 120 мг кальция на 100 г продукта (120 мг%), и молочные продукты: творог - 140 мг%, сыр - 700-1000 мг%. 3 стакана молока или 100 г сыра удовлетворяют суточную потребность взрослого человека в кальции. Неплохим источником кальция являются овощи и картофель. В частности, капуста содержит 48 мг% кальция, картофель - 10 мг% кальция. Суточная потребность в кальции 800-1000 мг. Повышенная потребность в кальции (до 1,5-2 г в сутки) существует у детей и подростков, беременных и кормящих женщин.

Минеральные вещества в продуктах питания - ряд химических элементов, попадающих в организм вместе с пищей в виде минеральных солей. Минеральные вещества являются обязательной частью пищевого рациона, относятся к числу основных пищевых веществ и обладают биологической активностью. Ряд минеральных веществ (железо, медь, кобальт, никель, марганец) играет важную роль в кроветворении, в процессах тканевого дыхания и внутриклеточного обмена. Изучены пластические свойства минеральных веществ и их участие в формировании и регенерации тканей организма, особенно костей скелета, где фосфор и кальций являются основными структурными компонентами. Одной из важнейших функций минеральных веществ является поддержание кислотно-щелочного равновесия (см.).

Удовлетворение потребности организма в минеральных веществах осуществляется в основном из потребляемых пищевых продуктов (таблица).

Калий (см.) способен повышать выведение из организма жидкости и солей натрия. Источниками калия являются злаковые, овощи, картофель, фрукты, мясные и рыбные изделия. Особенно много калия в сушеных фруктах (абрикосы, изюм, чернослив и др.). Суточная потребность организма в калии 2-3 г.

Кальций (см.) является постоянной составной частью крови, клеточных и тканевых соков костей. Кальций содержится в значительных количествах во многих пищевых продуктах, однако он трудно усваивается. Усвояемость кальция зависит от соотношения его с сопутствующими компонентами пищи - магнием, фосфором и др. Благоприятными для усвоения кальция являются соотношения: с фосфором 1: 1,5 и с магнием 1: 0,75. Оптимальные во всех отношениях условия для полного усвоения кальция имеются в молоке и молочных продуктах. Кальций злаковых продуктов усваивается плохо в связи с наличием в них инозитфосфорной кислоты, образующей с кальцием неусвояемые соединения. Регулирующую роль в усвоении кальция играет витамин D (см.). Суточная потребность организма в кальции 800- 1000 мг.

Магний (см.) обладает антиспастическим и сосудорасширяющим действием, а также способен стимулировать перистальтику кишечника и повышать выделение желчи. Имеются данные о снижении уровня холестерина в крови при магниевой диете. Основными источниками магния в питании человека являются злаки (рожь, пшеница) и бобовые (горох, фасоль). Суточная потребность организма в магнии 500-600 мг.

Фосфор (см.) участвует во всех видах обмена веществ. Многие его соединения с белком, жирными кислотами и др. образуют комплексные соединения высокой биологической активности - казеин, лецитин и др. Усвоение фосфора зависит от его соотношения в первую очередь с кальцием. Основными источниками фосфора являются молочные продукты (особенно сыр), яйца, икра, печень, мясо, рыба и др. Суточная потребность в фосфоре 1600 мг.

Железо (см.) является истинным кроветворным элементом. Высоким содержанием железа отличаются печень, фасоль, горох, овсяная крупа. Суточная потребность организма в железе 15 мг.

Высокое содержание и преобладание в пищевых продуктах кальция, магния, натрия или калия определяет их щелочную ориентацию, и такие продукты могут рассматриваться как источники щелочных элементов (растительные продукты - бобовые, овощи, фрукты, ягоды, а из животных продуктов - молоко и молочные продукты). Кислые минеральные вещества поступают в организм с пищевыми продуктами, содержащими серу, фосфор и хлор (мясные и рыбные продукты, яйца, хлеб, крупа).

Особую группу минеральных веществ составляют микроэлементы (см.), которые содержатся в продуктах питания в небольших количествах (единицах или долях мг %). Микроэлементы по своим биологическим свойствам являются истинными биоэлементами. См. также Минеральный обмен.

Таблица. Содержание важнейших минеральных веществ в некоторых продуктах питания (в мг %, брутто)

Процессы всасывания, усвоения, распределения, превращения и выделения из организма неорганических соединений составляют в совокупности минеральный обмен. Минеральные вещества в составе биологических жидкостей играют основную роль в создании внутренней среды организма с постоянными физико-химическими свойствами.

Минеральных веществ в организме всасываются в пищеварительном тракте и поступают в кровь и лимфу. Ионы кальция, железа, кобальта, цинка в процессе или после всасывания соединяются со специфическими белками плазмы крови и тканей. Например, ионы кальция соединяются с кальцийсвязывающим белком эпителия слизистой оболочки кишечника; железо соединяется с белком апоферритином в тех же клетках, а затем транспортируется кровью в составе белка трансферритина; 95% меди входят в состав белка крови церулоплазмина.

Избыток минеральных веществ выводится через почки (ионы натрия, гидрокарбоната, хлора, йода), а также через кишечник (ионы кальция, железа, меди).

Основными источниками минеральных веществ являются пищевые продукты: мясо, молоко, черный хлеб, бобовые, овощи. Соли должны составлять около 4% сухой массы пищи.

Суточная потребность в минеральных веществах варьирует у человека от нескольких микрограммов до нескольких граммов в сутки.

Наиболее важное значение для организма имеют натрий, калий, хлор, кальций, магний, фосфор, железо, йод, фтор.

Основные функции минеральных веществ.

1). Играют роль кофакторов в энзиматических реакциях. Так, многие ионы образуют комплексы с белками, в том числе ферментами. Последние для полного проявления своей каталитической активности нуждаются в присутствии минеральных кофакторов – ионов калия, кальция, натрия, магния, железа. Ионы железа, меди и особенно магния необходимы для активации ферментов, связанных с переносом и высвобождением энергии, транспорта и связывания кислорода.

2). Принимают участие в поддержание осмотического давления и кислотно-основного равновесия (фосфатный и гидрокарбонатный буферы).

3). Обеспечивают процессы свертывания крови,

4). Создают мембранный потенциал и потенциал действия возбудимых клеток

5). Минеральные вещества входят в структуры самых различных органов тела. Неорганические вещества могут иметь в организме форму нерастворимых соединений (например, в костной и хрящевой тканях).

6). Участвуют в окислительно-восстановительных реакциях и др.

Большую роль в минеральном обмене играют ионы натрия и калия. Эти катионы определяют величину рН, осмотическое давление, объем жидкостей тела. Они участвуют в формировании биоэлектрических потенциалов, в транспорте аминокислот, сахаров и ионов через мембрану клеток. Натрий составляет 93% всех катионов плазмы крови, его концентрация в плазме крови равна 135-145 ммоль/л. Калий – в основном внутриклеточный катион, в плазме крови его концентрация равна 3,3-4,9 ммоль/л.

В организме здорового человека массой тела около 70 кг содержится 150-170 г натрия. Из них 25-30% входят в состав костей и непосредственного участия в метаболизме не принимают. Около 70% общего натрия в организме составляет собственно обменный натрий.

Дневной пищевой рацион жителей цивилизованных стран содержит в среднем 10-12 г хлорида натрия, однако истинная потребность человека в нем значительно ниже и приближается к 4-7 г. Это количество хлорида натрия содержится в обычной пище, что ста­вит под сомнение необходимость ее дополнительного подсаливания.

Избыточный прием поваренной соли может приводить к увеличению объемов жидкостей тела, повышению нагрузки на сердце и почки. Увеличение в этих условиях проникновения натрия, а с ним и воды в межклеточные промежутки тканей стенки кровеносных сосудов способствует их набуханию и утолщению, а также сужению просвета сосудов.

Постоянство содержания ионов натрия и калия в плазме крови поддерживается в основном почками. При снижении концентра­ции натрия и увеличении калия повышается реабсорбция натрия и снижается реабсорбция калия, а также растет секреция калия в почечных канальцах под влиянием минералокортикоида коры надпочечников альдостерона.

В организме здорового человека массой 70 кг содержится 45-35 ммоль/кг калия. Из них всего 50-60 ммоль находятся во внеклеточном пространстве, а остальной калий сосредоточен в клетках. Таким образом, калий является основным внутриклеточным катионом. С возрастом общее содержание калия в организме уменьшается.

Суточное потребление калия составляет 60-100 ммоль; почти столько же выводится почками и лишь немного (2%) – с каловыми массами.

Физиологическая роль калия заключается в его участии во всех видах обмена веществ, в синтезе АТФ и поэтому он влияет на сократимость. Недостаток его вызывает атонию скелетных мышц, умеренный избыток – повышение тонуса, а очень высокое содержание парализует мышечное волокно. Калий вызывает расширение сосудов. Также он участвует в синтезе ацетилхолина, в разрушении холинэстеразы и, следовательно, влияет на синаптическую передачу возбуждения. Вместе с другими ионами он обеспечивает клетке способность к возбуждению.

Хлор является вторым после натрия внеклеточным анионом. Его концентрация во внеклеточной жидкости и плазме составляет 103-110 ммоль/л. Общее содержание хлора в организме около 30 ммоль/кг. Значительное количество хлора обнаружено только в клетках слизистой оболочки желудка. Именно он является резервом для синтеза соляной кислоты желудочного сока, соединяясь с ионами водорода, которые извлекаются из крови клетками слизистой оболочки и выводятся в просвет желудка.

Нормальное содержание кальция в плазме 2,1-2,6 ммоль/л. Из них 50% связаны с белками плазмы (особенно альбуминами), 10% входят в состав растворимых комплексов, 40% находятся в свободной ионизирован­ной форме, которая с клинической точки зрения представляет наибольший интерес.

Физиологически активными являются только свободные ионы Са 2+ , поэтому регуляция обмена направлена на поддержание постоянства концентрации в плазме не общего кальция, а только его физиологически активной фракции.

Наибольшей функциональной активностью обладают ионы кальция, связанные с ионом фосфора. Кальций принимает активное участие в процессах возбуждения, синаптической передачи, мышечного сокращения, сердечной деятельности, участвует в окислительном фосфорилировании углеводов и жиров, в свертывании крови, влияет на проницаемость клеточных мембран, формирует структурную основу костного скелета. Значительная часть внутриклеточного кальция находится в эндоплазматической сети (Т-цистерны).

Главная роль в регуляции равновесия между кальцием плазмы и кальцием костей принадлежит гормону околощитовидных желез (паратирин).

При употреблении пищи, содержащей значительное количество каль­ция, большая его часть выделяется через кишечник в результате осаждения в основной кишечной среде в виде нерастворимых соединений.

Фосфор поступает в организм главным образом с молочными, мясными, рыбными и зернобобовыми продуктами. Его концентрация в сыворотке крови равна 0,81-1,45 ммоль/л. Суточная потребность в фосфоре составляет примерно 1,2 г, у беременных и кормящих женщин – до 1,6-1,8 г. Фосфор является анионом внутриклеточной жидкости, макроэргических соединений, коферментов тканевого дыхания и гликолиза. Нерастворимые фосфаты кальция составляют основную часть минерального компонента костей, придавая им прочность и твердость. Соли фосфорной кислоты и ее эфиров являются компонентами буферных систем поддержания кислотно-основного состояния тканей.

Железонеобходимо для транспорта кислорода и для окислительных реак­ций, так как оно входит в состав гемоглобина и цитохромов митохондрий. Его концентрация в крови в комплексе с транспортным белком трансферрином в норме равна 1,0-1,5 мг/л. Суточная потребность в железе для мужчин соответствует 10 мг, для женщин де­тородного возраста в связи с менструальны­ми кровопотерями эта величина значительно больше и приближается к 18 мг. Для бере­менных и кормящих женщин в связи с по­требностями детского организма этот па­раметр приближается соответственно к 33 и 38 мг. Железо содержится в мясе, печени, зернобобовых продуктах, гречневой и пшенной крупах. Недостаточность поступления железа в организм встречается часто. Так, у 10-30% женщин детородного возраста выявляется железодефицитная анемия.

Йод представляет собой единственный из известных микроэлементов, участвующих в построении молекул гормонов. Источниками йода являются морские растения и морская рыба, мясо и молочные продукты. Концентрация йода в плазме крови равна 10-15 мкг/л. Суточная потребность составляет 100-150 мкг, для беременных и кормящих женщин – 180-200 мкг. До 90% циркулирующего в крови органического йода приходится на долю тироксина и трийодтиронина. Недостаточное поступление в организм йода может быть причиной нарушения функций щитовидной железы.

Фторобеспечивает защиту зубов от карие­са. Суточная потребность во фторе равна 0,5-1,0 мг. Он поступает в организм с питьевой водой, рыбой, орехами, печенью, мясом, продуктами из овса. Предполагают, что он блокирует микро­элементы, необходимые для активации бактериальных ферментов. Фтор стимулирует кроветворение, реакции иммунитета, предуп­реждает развитие старческого остеопороза.

Магний – внутриклеточный катион (Mg 2+), содержащийся в организме в количестве 30 ммоль/кг массы тела. Кон­центрация магния в плазме крови равна 0,65-1,10 ммоль/л. Суточная потребность в нем – около 0,4 г. Магний является катализатором многих внутриклеточных процессов, особенно свя­занных с углеводным обменом. Он снижает возбудимость нервной системы и сокра­тительную активность скелетных мышц, спо­собствует расширению кровеносных сосудов, уменьшению частоты сокращений сердца и снижению артериального давления.

Минеральные вещества представляют собой важные пищевые элементы, которые поступают в организм человека с продуктами питания. Они входят в состав веществ, которые составляют живую протоплазму клеток, где в качестве основного компонента выступает белок.

Значимость для жизнедеятельности

Минеральные вещества присутствуют в составе межтканевых и межклеточных жидкостей, придавая им определенные осмотические свойства. Есть они и в костях скелета, опорных тканях, где создают им особую прочность.

Минеральные вещества есть в составе эндокринных желез:

• йод содержится в щитовидной железе;
• цинк присутствует в половых железах.

Ионы фосфора, железа принимают участие в передаче нервных импульсов, которые обеспечивают свертываемость крови.

Важность для детей

Существенное значение имеют минеральные вещества для детей. Повышенная потребность растущего организма в таких элементах объясняется тем, что развитие связано с увеличением массы клеток, процессом минерализации скелета, что возможно только при систематическом поступлении их в детский организм.

Значение минеральных веществ очевидно, поэтому так важно, чтобы при питании детей использовались продукты, содержащие микро и макроэлементы.

Макроэлементы в продуктах присутствуют в существенных количествах: десятках и сотнях мг %. Среди них выделяют: кальций, фосфор, натрий, калий, магний.

Микроэлементы в пищевых продуктах содержатся в незначительных количествах: железо, медь, кобальт, цинк, фтор.

Значимость кальция

Этот химический элемент является постоянной составной частью крови. Именно это минеральное вещества в питании нужно для процессов деятельности и роста клеток, регуляции проницаемости их мембран, передачи нервных импульсов. Кальций необходим для контроля активности ферментов, мышечных сокращений.

Он выступает основным структурным элементом при формировании костей скелета. Потребность в кальции высока у детей, в организмах которых происходят костеобразовательные процессы, а также у беременных женщин, кормящих матерей.

В случае длительного недостатка кальция в пище появляются нарушения в костеобразовании, у детей развивается рахит, у взрослых появляется остеомаляция.

Недостаточное содержание минеральных веществ вызывает появление множества проблем не только физического, но и психологического плана.

Кальций считают сложно усвояемым элементом. Это зависит от его соотношения с иными компонентами пищи, например, с магнием, фосфором, жиром, белком.

Среди тех продуктов питания, в которых он присутствует в существенном количестве, выделяют: ржаной и пшеничный хлеб, овсяную, гречневую крупу.

При избытке в пище жира снижается всасывание кальция, так как образуется существенное количество его соединений с жирными кислотами.

В подобных ситуациях желчных кислот не хватает для превращения кальциевых мыл в растворимые комплексные соединения, в результате чего они не усваиваются, выделяются вместе с калом. Благоприятным считается соотношение жиров с кальцием из расчета: 10 мг на 1 г жира.

Негативно на этот процесс воздействует и избыточное количество магния в рационе питания. Соли этого щелочноземельного металла также нуждаются в желчных кислотах, поэтому снижается усвоение кальция. Щавелевая кислота, содержащаяся в шпинате, щавеле, какао, ревене, также негативно отражается на усвоении кальция организмом человека.

Максимальное количество этого важного элемента человек получает из молока и молочных продуктов. Также он содержится в фасоли, петрушке, зеленом луке. Отличным источником кальция является костная мука, которую вполне можно добавлять в мучные изделия и каши. Существенна потребность в кальции у больных, имеющих травмы костей. При недостатке его, человеческий организм восстанавливается гораздо дольше.

Значимость фосфора

К минеральным веществам относятся соединения, в составе которых есть этот неметалл. Именно фосфор - тот компонент, который входит в структуру важных органических веществ: нуклеиновых кислот, ферментов, он нужен для формирования АТФ. В организме человека большая часть этого элемента находится в костной ткани, а около десяти процентов его присутствует в мышечной ткани.

Суточная потребность в нем организма составляет 1200 мг. Увеличивается потребность в элементе в случае недостаточного поступления с пищей белка, а также при существенном повышении физических нагрузок.

В продуктах питания, имеющих растительное происхождение, фосфор содержится в а также разных производных ортофосфорной кислоты, например, в форме фитина. Это подтверждает важность и значимость содержания в воде фосфора в виде ионов.

Железо - важнейший микроэлемент

Продолжим разговор о том, почему так важны минеральные вещества. Соли железа требуются организму для биосинтеза веществ, полноценного дыхания, кроветворения. Железо принимает участие в окислительно-восстановительных и иммунобиологических реакциях. Оно есть в составе цитоплазмы, некоторых ферментов, клеточных ядер.

Переизбыток железа оказывает токсическое воздействие на селезенку, печень, головной мозг, приводит к воспалительным процессам в человеческом организме.

В случае алкогольной интоксикации происходит накапливание железа, результатом чего будет и меди.

Несмотря на то, что оно есть в различных продуктах питания, в легкоусвояемой форме железо присутствует только в печени, мясных продуктах, яичном желтке.

Предназначение цинка

Недостаток этого микроэлемента способствует снижению аппетита, появлению анемии, ослаблению остроты зрения, выпадению волос, появлению многочисленных аллергических болезней и дерматита. В итоге у человека развиваются длительные и частые простудные заболевания, а у мальчиков наблюдается торможение полового развития. Данный элемент содержится в сухих сливках, твердых сырах, кукурузе, луке, рисе, чернике, грибах. Только при достаточном содержании данного элемента в воде, пище, можно рассчитывать на полноценное физиологическое развитие подрастающего поколения.

Ультра микроэлементы: селен

Минеральные вещества в почве, пище, содержащей этот элемент, способствуют повышению иммунитета. При недостатке селена увеличивается количество воспалительных заболеваний, развивается атеросклероз, кардиопатия, появляются болезни ногтей и волос, развивается катаракта, тормозится развитие и рост, появляются проблемы с репродуктивной функцией. Данный элемент защищает организм от рака простаты, желудка, молочной железы, толстого кишечника.

К примеру, дефицит селена наблюдается в Ленинградской, Архангельской, Ярославской, Ивановской, Костромской областях, Карелии.

Медь

Недостаток содержания минеральных веществ в воде, пище, например, меди, приводит к ухудшению состояния соединительной ткани, нарушениям менструального цикла у женщин, аллергодерматозам, кардиопатиям.

При повышенном ее содержании в организме появляются хронические и острые воспалительные заболевания, развивается бронхиальная астма, появляются заболевания почек, печени, формируются злокачественные новообразования. При хронической интоксикации организма медью, у человека появляются функциональные расстройства нервной системы.

Дефицит йода

Если данное минеральное вещество в почве, воде, присутствует в недостаточном количестве, это способствует сбою работы щитовидной железы. Йод оказывает существенное влияние на нервную систему, отвечает за нормальность энергетического обмена, репродуктивное здоровье, воздействует на физическое и умственное развитие ребенка.

В организм йод поступает через пищеварительный тракт, а также с воздухом через легкие. В неорганической форме он с током крови попадает в щитовидную железу, захватывается активными белками, превращается в часть гормона-тироксина. За сутки в кровь поступает порядка 300 мг такого йодида. Недостаток его в воде, продуктах питания вызывает кретинизм, неврологические нарушения, умственную отсталость. При хроническом недостатке развивается эндемический зоб.

Такие проблемы характерны для жителей северных регионов, в рационе питания которых в недостаточном количестве присутствуют морские продукты.

Такие нарушения выявлены у 1,5 миллиардов жителей нашей планеты. В качестве универсального средства профилактики допускается применение йодированной поваренной соли в количестве 5-10 г в сутки. Например, для детей и подростков отличным вариантом профилактики дефицита йода доктора считают ежедневное употребление столовой ложки сухой ламинарии.

В продуктах растительного происхождения часть важных соединений удаляется вместе с отходами. Чистка овощей, тепловая обработка, приводит к потере 10-20 % минеральных веществ.

Организм человека- это биохимическая сложная лаборатория, где систематически осуществляются обменные процессы. Именно они обеспечивают нормальное функционирование живого организма, нужны для построения костных тканей, регулирования водно-солевого обмена, поддержания в клетках внутреннего давления. Без минеральных веществ невозможно функционирование пищеварительной, сердечно-сосудистой, нервной системы.

Важные факты

Определить минеральное вещество, которое больше всего необходимо организму человеку невозможно, так как при нехватке одного минерала, происходит полный сбой обмена веществ, появляются многочисленные болезни.

Без присутствия в достаточном количестве катионов железа, марганца, меди, марганца, никеля, кальция, не работают гормоны, ферменты, витамины. Это приводит к нарушению полноценного обмена веществ, снижению иммунитета.

Причины дисбаланса

Длительный недостаток или избыток минеральных веществ - серьезная опасность для человека. Основные причины подобных нарушений:

• Однообразие питания, использование в рационе отдельных продуктов, в которых в незначительном количестве есть минеральные компоненты.
• Специфика минерального состава продуктов, связанная с химическим содержимым воды, почвы в некоторых географических районов. Избыток либо недостаток минеральных солей приводит к появлению конкретных болезней.
• Несбалансированность питания, недостаточное содержание в пище жиров, углеводов, белков, витаминов снижает усвоение кальция, магния, фосфора.
• Нарушение кулинарной обработки пищевых продуктов.
• Неправильное размораживание рыбы и мяса сопровождаются полной потерей минеральных веществ.
• Длительное вываривание овощей приводит к тому, что почти 30 процентов минеральных солей превращается в отвар.

Заключение

Не только вода, но и почва является кладовой минеральных веществ. Значительное количество разнообразных солей встречается в земных недрах. В результате естественной коррозии они попадают в воду в виде катионов и анионов. Именно вода играет важную роль в организации основных процессов внутри живого организма. При недостаточном содержании в ней основных микро, макроэлементов, она перестает в полной мере выполнять свои основные функции, что негативно отражается на здоровье индивида.

Общая характеристика минеральных веществ. Минеральные вещества не обладают энергетической ценностью, как белки, жиры и углеводы. Однако без них жизнь человека невозможна.

Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности человека, но особенно велика их роль в построении костной ткани. Минеральные вещества участвуют в важнейших обменных процессах организм*. - водно-солевом, кислотно-щелочном. Многие Ферментативные процессы в организме невозможны без участия тех или иных минеральных веществ. Обычно их делят на две группы: макроэлементы (Са, Р, Мg, К, С1, S), содержащиеся в пище в относительно больших количествах, и микроэлементы (Fе, Zn, Сu, I, Р и др.), концентрация которых невелика.

Минеральные вещества а большинстве случаев составляют 0,7 - 1,5 % (в среднем I %) съедобной части пищевых продуктов. Исключением являются те продукты, в которые добавляют пищевую соль (чаще всего 1,5 - 3 %).

Макроэлементы. Кальций составляет (вместе с фтором) основу костной ткани, активизирует деятельность ряда важных ферментов, участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на процессы происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах. Потребность в кальции у взрослых людей около 800 мг в день.

Больше всего кальция содержится в молоке (120 мг %) и молочных продуктах (в сыре, например, около 1000 мг %). Почти 4/5 всей потребности в кальции удовлетворяется молочными продуктами. Обычно всасывается 10-40% пищевого кальция. В некоторых растительных продуктах содержится вещества, уменьшающие всасывание кальция. К их числу относятся фитиновые кислоты в злаковых и щавелевая кислота в щавеле и шпинате. В результате взаимодействия этих кислот с кальцием образуются нерастворимые фитаты и оксалаты кальция и всасывание и усвоение этого элемента затрудняется.

Фосфор - элемент, входящий в сослав белков, фосфолипидов, нуклеиновых кислот. Кроме пластической роли соединения фосфора принимают участие в обмене энергии (АТФ и креатинфосфат являются аккумуляторами энергии, с их превращениями связаны мышечная и умственная деятельность, жизнеобеспеченность организма).

Потребность в фосфоре для взрослых - 1200 мг в день. Относительно много фосфора находится в рыбе (250 мг %), хлебе (200 мг %) и мясе (180 мг %). Еще больше фосфора содержится 8 фасоли (540 мг %), горохе (330 мг %), овсяной, перловой и ячневой крупах (320 - 350 мг %). В сырах его содержание составляет 500 - 600 мг %. Основное количество фосфора человек потребляет с молоком и хлебом. Обычно всасывается 50 - 90 % фосфора.

Для правильного питания важно не только абсолютное содержание фосфора, но и соотношение его с кальцием. Оптимальным для взрослых считается соотношение кальция и фосфора, равное 1:1,5. При избытке фосфора может происходить выведение кальция из костей, при избытке кальция развивается мочекаменная болезнь.

Магний - элемент, участвующий в формировании костей, регуляции работы нервной ткани, в обмене углеводов и энергетическом обмене. Потребность в магнии для взрослых - 400 мг в день. Почти половина этой нормы удовлетворяется хлебом и крупяными изделиями. В хлебе содержится 85 -90 мг % магния, в овсяной крупе - 116, ячневой - 96, фасоли - 103 мг %. Из других источников питания следует отметить орехи-(170-230 мг % магния) и большинство овощей (10-40 мг %).

При нормальном питании организм человека, как правило, полностью обеспечивается магнием. В некоторых важных процессах магний выступает как антагонист кальция, избыток магния ухудшает усвояемость кальция. Однако подобное наблюдается редко.

Натрий - важный межклеточный и внутриклеточный элемент, участвующий в создании необходимой буферности крови, регуляции кровяного давления, водного обмена (ионы натрия способствуют набуханию коллоидов тканей, что задерживает воду в организме), активации пищеварительных ферментов, регуляции нервной и мышечной ткани.

Потребность в натрии невелика - около 1 г в день. Однако потребность в натрии существенно возрастает (почти в 2 раза) при сильном потоотделении. Вместе с тем установлена прямая зависимость между избыточным потреблением натрия к гипертонией. Избыточное потребление поваренной соли перегружает почки и сердце. В результате отекают ноги и лицо. Для большинства людей совершенно безвредно до 4 г натрия в день.

Калий - внутриклеточный (катион) элемент, регулирующий кислотно-щелочное равновесие крови. Он участвует в передаче нервных импульсов, активирует работу ряда ферментов. Считают, что калий обладает защитными свойствами против нежелательного действия избытка натрия и нормализует давление крови. По этой причине в некоторых странах предложено выпускать поваренную соль с добавлением хлорида калия.

В большинстве пищевых продуктов содержание калия колеблется в пределах 150 - 170 мг %. Заметно больше его в бобовых.

Ежедневная потребность взрослого человека в калии - 2500-50000 мг - удовлетворяется обычным рационом в основном за счет картофеля.

Хлор - элемент, участвующий в образовании желудочного сока, формировании плазмы, он активирует ряд ферментов.

Естественное содержание хлора в пищевых продуктах колеблется в пределах от 2 - 160 мг %. Основное его количество (до 90 %) взрослые получают с поваренной солью.

Потребность человека в хлоре - около 2г в день - с избытком удовлетворяется обычным рационом, содержащим 7 - 10 г хлора.

Сера - элемент, значение которого в питании определяется в первую очередь тем, что он входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот (метионина и цистина), а также в состав некоторых гормонов и витаминов. Содержание серы обычно пропорционально содержанию белков в пищевых продуктах, поэтому ее больше в продуктах животного происхождения. Потребность человека в сере (около 1 г в день) удовлетворяется обычным суточным рационом.

Микроэлементы. Железо - элемент, участвующий в образовании гемоглобина и некоторых ферментов. Содержание железа в пищевых продуктах колеблется в пределах 70 - 4000 мкг %. Особенно много железа в печени, почках и бобовых (6000 -20000 мкг %).

Потребность взрослого человека в железе 14 мг в день, она с избытком удовлетворяется обычным рационом. Однако существуют продукты черезмерное потребление которых ухудшает усвояемость железа. Например, хлебобулочные изделия из пшеничной муки тонкого помола богаты фосфатами и фитином, которые образуют с железом труднорастворимые соли и снижают его усвояемость организмом. Чай также снижает усвояемость железа из-за связывания его с дубильными веществами в труднорасщепляемый комплекс.

Цинк - элемент, значение которого определяется тем, что он входит в состав гормона инсулина, участвующего в углеводородном обмене, и многих важных ферментов. Недостаточность цинка у детей задерживает рост и половое развитие.

Иод является необходимым элементом, участвующим в образовании гормона тироксина. Потребность в йоде колеблется в пределах 100 - 150 мкг в день. При недостатке йода в крови наблюдается увеличение щитовидной железы – простой зоб. Особенно чувствительны к недостатку йода дети школьного возраста. Содержание иода обычно в пищевых продуктах невелико (4-15 мкг %). Однако в морской рыбе его содержится около 50 мкг %, в печени трески до-800, а в морской капусте в зависимости от вида и сроков сбора - от 50 до 70000 мкг %. Однако при длительном хранении или тепловой обработке пищи значительная часть иода (от 20 до 60 %) теряется.

Развитие зоба легко предупредить используя поваренную соль обогащенную иодидом калия (К1 25 мг на 1кг соли).

Фтор - элемент, при недостатке которого развивается кариес (разрушается зубная эмаль). Потребность в нем взрослого человека 3 мг в день.

В пищевых продуктах фтора обычно содержится мало. Исключение составляют морская рыба и чай.

В районах, где фтора в воде мало (меньше 0,5 мг/дм), производят фторирование воды. Однако избыточное потребление фтора также нежелательно, так как он вызывает флуороз (пятнистость эмали зубов).

Что касается других микроэлементов, например мели, никеля, хрома, марганца, молибдена, ванадия, селена, бора и т.д., то потребность в них организма человека окончательно не установлена. Возможно, она очень низка и полностью удовлетворяется обычным рационом. Во всяком случае, у людей пока не обнаружено неблагоприятных явлений, связанных с недостатком этих микроэлементов. Однако избыток этих микроэлементов, который может возникнуть в результате загрязнения при приготовлении пищи или при выращивании растительных продуктов на почвах, обогащенных некоторыми микроэлементами, может вызвать токсические явления. Поэтому во многих странах, в том числе и в России, содержание этих элементов в пищевых продуктах ограничивается. Особенно строго ограничивается содержание таких высокотоксичных элементов, как ртуть, кадмий, свинец и мышьяк. Медь, цинк, железо и олово в избыточных количествах также вредны для здоровья.

Изменения минеральных веществ, происходящие при технологической обработке сырья и продуктов.

При переработке пищевого сырья, как правило, происходит уменьшение минеральных веществ, кроме добавления пищевой соли. В растительных продуктах они уходят с отходами. Так, содержание ряда макро- и особенно микроэлементов при получении крупы и муки при переработке зерна снижается, так как в удаляемых оболочках и зародышах этих компонентов находится больше, чем в целом зерне. При зачистке овощей теряется от 10 до 30 % минеральных веществ. Если их подвергают тепловой обработке, то теряется еще от 5 до 30 %.

При тепловой кулинарной обработке в зависимости от технологии (варка, жарка, тушение) мясо теряет от 5 до 50% минеральных веществ.

В процессе технологии за счет недостаточного качественного оборудования может переходить в конечный продукт некоторое количество микроэлементов. Так, при изготовлении хлеба при тестоприготовлении за счет оборудования содержание железа может увеличиваться на 30%. При хранении консервов в жестяных сборных банках с некачественно выполненным припоем или при нарушении защитного лакового слоя в продукт могут переходить такие высокотоксичные элементы, как свинец, кадмий, а также олово.

Следует учесть, что содержание в продуктах железа и меди даже в небольших концентрациях, лежащие ниже ПДК. может вызвать нежелательное окисление продукта. Их каталитические окислительные способности особенно ярко проявляются в отношении жиров и жиросодержащих продуктов.

При хранении напитков в присутствии железа выше 5мг/л и меди 1мл/л при определенных условиях часто могут возникнуть помутнения.

Минерализация пищевых продуктов. При изготовлении пищевых продуктов иногда требуется корректировка минерального состава исходного сырья. В ряде стран широко практикуется его обогащение различными минеральными добавками, например, обогащение муки солями кальция и железа.

Для обогащения хлеба минеральными веществами используют молочные продукты, добавки пищевого мела, лактата, глюконата кальция и другие источники кальция. Минерализация хлеба способствует увеличению его физиологической ценности.

В настоящее время созданы новые виды круп с введением обогатителей (животного и растительного происхождения), что дает возможность повысить в готовом продукте содержание необходимых компонентов, в том числе и микроэлементов.

Для восполнения минеральных веществ используются различные виды нетрадиционных видов сырья. Предложены, например, белковые концентраты из жмыха томатов, семян кукурузы, шрота льна. Они богаты кальцием, фосфором, железом, медью, марганцем.

Широко используются фосфорнокислые соли для минерализации пищевых продуктов при организации специального питания для спортсменов. Фосфорсодержащие соединения играют важную физиологическую роль.

Разработаны пищевые продукты с использованием многочисленных композиции, заменяющих хлорид натрия для питания лиц, склонных к гипертонии.