Мінеральні речовини в організмі не утворюють. Мінеральні речовини клітини та їх значення. Роль мінеральних речовин у клітині. Макроелемент фосфор та його значення

Організм людини влаштований дуже складно. Він складається з безлічі різних речовин, клітин, вітамінів. Мінеральні речовини повинні постійно перебувати в організмі людини, тому що їхня роль у різних процесах велика. Вони беруть участь в утворенні гормонів, ферментів, допомагають людині активно жити та функціонувати. Жоден орган не може обійтися без цих речовин, оскільки вони у певній кількості повинні бути присутніми майже в кожній клітині.

Що таке мінеральні речовини?

Багатьом із тих, хто стежить за своїм здоров'ям, знайоме твердження, що вітаміни та мінеральні речовини є основою правильного харчування. Вітаміни практично ніколи не синтезуються організмом самостійно, тому мають надходити разом із їжею. У той самий час є важливим біологічним регулятором багатьох життєво важливих процесів організму. Вітаміни та мінеральні речовини дуже тісно пов'язані між собою, оскільки за своїм хімічним складом вони можуть доповнювати одна одну, іноді замінювати, забезпечуючи повноцінне життя людині.

Навіщо вони потрібні організму?

Важливу роль виконують мінеральні речовини: тканинобудівну функцію, беруть участь у пластичних біопроцесах, а також забезпечують та підтримують багато ферментативних реакцій людського організму. Але найбільш важливою їхньою функцією є проведення електрохімічних імпульсів у нервових волокнах та м'язових тканинах.

Усі мінеральні речовини поділяють на макроелементи та мікроелементи. До мікроелементів відносять цинк, йод, фтор, марганець, а до макроелементів - кальцій, магній, фосфор, калій, залізо, хлор. Не завжди людина може поповнити запас мінеральних речовин в організмі лише за допомогою харчування, іноді доцільним є застосування різних добавок до харчування та лікарських препаратів. Це відбувається при інтенсивних фізичних навантаженнях, періоді авітамінозу навесні, а також коли життєві умови не відповідають загальноприйнятим нормам. У таких випадках мінеральні речовини клітини зменшуються у своїй кількості, що іноді призводить до незворотних наслідків.

Значення кальцію, де він міститься?

Кальцій є надзвичайно важливим макроелементом. Він забезпечує нормальну провідність нервової та м'язової тканин, кислотно-лужний баланс, а також виконує будівельну функцію для кісткової та хрящової тканин, у яких перебуває до 98% усіх запасів кальцію в організмі людини. Середньоденна норма для організму дорослого становить 800-1000 мг. Для забезпечення потреби в кальції необхідно вживати сир, молоко, яйця, сир, цвітну капусту, горіхи, насіння кунжуту та маку, пшеничні висівки, овочі та зелень.

Попри загальну думку, у продуктах з високим вмістом молочного жиру (вершкове масло, сметана, вершки), вміст цієї речовини низький. Правильне засвоєння кальцію організмом відбувається у поєднанні з вітаміном D. Найоптимальнішою умовою для надходження цього елемента в організм є вода та мінеральні речовини, а саме поєднання кальцію, магнію, фосфору, вітаміну C та вітаміну D. Особливу увагу фахівці приділяють вмісту Са в організмі дітей . Адже цей елемент забезпечує зростання та розвиток практично всіх органів підростаючого організму. Якщо вміст кальцію у дітей нижче за норму, можуть виникнути серйозні проблеми з опорно-руховим апаратом (рахіт), порушуються зростання та здоров'я зубів, з'являються тенденції до патологічних процесів у шлунково-кишковому тракті. Але високий показник наявності в організмі цього мікроелементу також загрожує проблемами зі здоров'ям, особливо він шкідливий для нирок та печінки. Тому важливий баланс цієї речовини у клітинах та системах.

Фосфор в організмі та їжі

Приклад фосфору також легко оцінити значення мінеральних речовин для здоров'я людини. Як зазначили вище, баланс фосфору тісно залежить від балансу кальцію. У біологічних процесах фосфор відповідає за утворення ферментів, завдяки яким вивільняється та засвоюється енергія з їжі. Крім цього, фосфор підтримує правильний ліпідний та енергетичний обмін, а також стабілізує рівень холестерину у крові. Денна норма фосфору становить 1000–1500 мг. Краще цей макроелемент засвоюється з продуктів тваринного походження. Для отримання добової потреби бажано включити до раціону рибу, кисломолочні продукти, пивні дріжджі, гарбузове насіння, вівсяні пластівці, горіхи, яловичу печінку, яйця, м'ясо кролика, буряк, картоплю, капусту, моркву, яблуко, клуб. Денна норма фосфору міститься, наприклад, в 150 г твердого сиру, 350 г вівсяних пластівців або 125 г гарбузового насіння.

Важлива роль магнію, вміст у продуктах

Магній, на відміну від фосфору, засвоюється краще саме з продуктів рослинного походження. Він сприяє правильному засвоєнню фосфору, кальцію, балансує інші мінеральні та органічні речовини. Магній важливий для роботи серцево-судинної системи, оскільки допомагає зміцнювати стінки кровоносних судин і має сечогінний ефект, що сприяє стабілізації артеріального тиску.

Особливо важливим є цей мікроелемент для роботи нервової системи. Усі мінеральні речовини в організмі однак впливають її роботу. Але від кількості магнію в нервових клітинах залежать такі процеси, як збудливість, гальмування, швидкість нервових імпульсів, їх сприйняття мозком і реакція на них. Магній передає інформацію від периферії до відділів центральної нервової системи. Багатьом вагітним рекомендують приймати лікарські препарати із вмістом цієї речовини для покращення роботи нервової та серцево-судинної систем. Для тих, хто відчуває постійні стреси на роботі чи вдома, виснажений фізично та морально, також корисний цей елемент.

Як показує таблиця мінеральних речовин, подана нижче, добова норма магнію коливається не більше 300-500 мг. Алкоголь, нікотин, жирна їжа та кофеїн суттєво погіршують засвоєння магнію. Найбільш багаті на його вміст гречана каша (одна її порція забезпечить для організму добову потребу), банани, гарбузове насіння. Крім цього, магній міститься в пшеничних висівках, вівсянці, кальмарах та креветках, сухих бобах, камбалі, шпинаті, картоплі білокачанної капусті.

Значення натрію та калію для роботи організму, з яких продуктів їх можна отримати?

Важливим є той факт, що в кухонній солі мінеральні речовини також містяться. За добу потрібно вжити 10-15 г кухонної солі, щоб забезпечити організму добовий запас натрію (3-6 г). В організмі цей макроелемент транспортує мінеральні речовини клітини та бере участь у регулюванні водно-сольового обміну. Але важливо не переборщити з вживанням цього продукту, тому що його надмірна кількість згубно впливає на роботу деяких органів і може спровокувати накопичення піску та утворення каменів у нирках, жовчному міхурі тощо.

Калій є важливим елементом підтримки здорової роботи серця і судин. Правильне співвідношення калію та кальцію дозволяє налагодити повноцінне функціонування серцевого м'яза. Калій і натрій міститься у хлібі, бобових, куразі, яблуках.

Чи міститься у нас залізо?

Залізо – ще один життєво важливий мікроелемент. Завдяки йому в організмі утворюється білок гемоглобін, який з'єднується з киснем і доставляє його до клітин, а потім виводить вуглекислий газ. Таким чином, роль мінеральних речовин, зокрема заліза, полягає у кисневому харчуванні організму. Залізо також сприяє правильній кровотворній функції. В організмі дорослої людини знаходиться 10-30 мкмоль/літр заліза. Дуже багатий на залізо такий фрукт, як айва, великий його вміст у яблуках, червоному м'ясі та субпродуктах.

Жінкам залізо потрібніше, ніж чоловікам, оскільки жінки живуть циклічно і приблизно раз на місяць втрачають цей мікроелемент у великій кількості. Для заповнення його запасів необхідно використовувати вищезазначені товари. Брак заліза в організмі призводить до анемії.

Важливість хлору для людини

Важливість хлору для організму полягає в тому, що він є складником шлункового соку та плазми крові. Разом з натрієм і калієм цей макроелемент підтримує водно-сольовий та кислотно-лужний обмін. До 90% денної норми хлору надходить в організм разом із звичайною кухонною сіллю. При порушенні обміну хлору, натрію та калію порушується робота серця, з'являються набряки, і людина страждає від перепадів артеріального тиску.

Йод – лікарський препарат чи важливий мікроелемент для організму?

Йод з дитинства знайомий кожному завдяки своїм антисептичним властивостям. Але ще він є корисним мікроелементом. Їжу, багату на йод, необхідно вживати для правильної роботи щитовидної залози. Йод входить до складу гормонів, що продукуються щитовидною залозою, тому безпосередньо впливає на правильну роботу ендокринної системи. Денна норма споживання йоду становить 100-200 мг. Найбільш багаті на йод морська капуста і риба, але в сучасних умовах життя досить важко забезпечити баланс йоду в організмі. Тому рекомендується приймати спеціальні препарати, що підвищують його вміст.

Зміст та одержання організмом фтору

Це мікроелемент, який входить до складу емалі поверхні зубів, а отже, відповідає за їхнє здоров'я та красу. Організму необхідно 2-3 міліграми фтору на добу, ця потреба забезпечується завдяки вживанню різних сортів чаю, морепродуктів та горіхів.

Які ще мікроелементи є важливими для нас?

Складена нами таблиця мінеральних речовин містить основні елементи та допоможе краще розібратися у потребі організму у мікро- та макроелементах.

Крім названих вище, до списку життєво необхідних елементів належить цинк та марганець. Цинк є складовою ферментів, що підтримують окислювально-відновні реакції організму, а марганець бере участь в енергетичних реакціях і впливає на засвоєння багатьох вітамінів.

Можна відзначити, що мінеральні речовини у харчуванні дуже важливі для вашого здоров'я, оскільки забезпечують усі життєдіяльності. Вживання правильної добової норми мінералів – це запорука здоров'я.

Мінеральні речовини (у харчуванні) - це обов'язкові складові їжі, необхідні життєдіяльності людини і тварин. Повне вилучення мінеральних речовин з корму в експерименті призводить до загибелі тварин, а часткове обмеження викликає ряд серйозних порушень та розладів.

Мінеральні речовини містяться в протоплазмі клітин та міжклітинної рідини, створюючи необхідний осмотичний тиск (див.) та необхідну концентрацію водневих іонів; є складовою складних органічних сполук, життєво важливих для організму (наприклад, залізо входить до складу гемоглобіну, йод виявляється в секреті, - в секреті підшлункової та статевих залоз). Мінеральні речовини відіграють важливу роль обміні речовин (див. Мінеральний обмін). Вони беруть участь у синтезі травних і забезпечують нормальний перебіг процесів. Мінеральні речовини беруть участь у пластичних процесах, особливо у побудові речовини кісток, де є основними структурними компонентами. У формуванні речовини зубів важливу роль відіграє , що надає їм особливої ​​міцності. Винятково важлива роль мінеральних речовин у підтримці кислотно-лужної рівноваги в організмі. Переважання у харчуванні кислотних або лужних мінеральних речовин може впливати на зрушення кислотно-лужної рівноваги. Джерелами кислотних мінеральних речовин є , що містять у значній кількості , фосфор, . Такими продуктами є м'ясо, яйця, крупи. Джерелами лужних мінеральних речовин є молоко, овочі, фрукти, багаті на кальцій, магній, натрій, калій. Залежно від кількостей, у яких мінеральні речовини містяться в організмі, їх ділять на макроелементи та мікроелементи. Макроелементами є кальцій, фосфор, магній, натрій, хлор, залізо та ін.

Потреба організму у мінеральних речовинах задовольняється їжею та частково водою.

Кальцій складає мінеральну основу кісткової тканини та зубів. Вміст кальцію в кістках досягає 99% від загальної його кількості в організмі. Засвоєння кальцію залежить від вмісту в їжі інших солей, особливо магнію, а також вітамінів групи D. У харчуванні найбільш сприятливе співвідношення кальцію до фосфору 1: 1,5-2 і кальцію до магнію 1: 0,75. Споживання з їжею великої кількості жиру знижує засвоєння кальцію. Інозитфосфорна кислота, що міститься у значній кількості в хлібі та крупах, і міститься в щавлі та шпинаті, утворюють з кальцієм нерозчинні сполуки, у зв'язку з чим кальцій цих продуктів не засвоюється. Хорошим джерелом легкозасвоюваного кальцію є молоко, що містить 120 мг кальцію на 100 г продукту (120 мг%), та молочні продукти: сир – 140 мг%, сир – 700-1000 мг%. 3 склянки молока або 100 г сиру задовольняють добову потребу дорослої людини у кальції. Непоганим джерелом кальцію є овочі та картопля. Зокрема, капуста містить 48 мг% кальцію, картопля – 10 мг% кальцію. Добова потреба у кальції 800-1000 мг. Підвищена потреба в кальції (до 1,5-2 г на добу) існує у дітей та підлітків, вагітних та жінок, що годують.

Мінеральні речовини у продуктах харчування - ряд хімічних елементів, які потрапляють до організму разом із їжею як мінеральних солей. Мінеральні речовини є обов'язковою частиною харчового раціону, належать до основних харчових речовин і мають біологічну активність. Ряд мінеральних речовин (залізо, мідь, кобальт, нікель, марганець) відіграє важливу роль у кровотворенні, у процесах тканинного дихання та внутрішньоклітинного обміну. Вивчено пластичні властивості мінеральних речовин та їх участь у формуванні та регенерації тканин організму, особливо кісток скелета, де фосфор та кальцій є основними структурними компонентами. Однією з найважливіших функцій мінеральних речовин є підтримка кислотно-лужної рівноваги (див.).

Задоволення потреби організму в мінеральних речовинах здійснюється переважно із споживаних харчових продуктів (таблиця).

Калій(див.) здатний підвищувати виведення з організму рідини та солей натрію. Джерелами калію є злакові, овочі, картопля, фрукти, м'ясні та рибні вироби. Особливо багато калію в сушених фруктах (абрикоси, родзинки, чорнослив та ін.). Добова потреба організму калію 2-3 р.

Кальцій(див.) є постійною складовою крові, клітинних і тканинних соків кісток. Кальцій міститься у значних кількостях у багатьох харчових продуктах, проте він важко засвоюється. Засвоюваність кальцію залежить від співвідношення його з супутніми компонентами їжі - магнієм, фосфором та ін. Сприятливими засвоєння кальцію є співвідношення: з фосфором 1: 1,5 і з магнієм 1: 0,75. Оптимальні у всіх відносинах умови для повного засвоєння кальцію є в молоці та молочних продуктах. Кальцій злакових продуктів засвоюється погано у зв'язку з наявністю у них инозитфосфорной кислоти, що утворює з кальцієм незасвоювані сполуки. Регулюючу роль засвоєнні кальцію грає вітамін D (див.). Добова потреба організму в кальції 800-1000 мг.

Магній(див.) має антиспастичну та судинорозширювальну дію, а також здатний стимулювати перистальтику кишечника і підвищувати виділення жовчі. Є дані про зниження рівня холестерину у крові при магнієвій дієті. Основними джерелами магнію у харчуванні людини є злаки (жито, пшениця) та бобові (горох, квасоля). Добова потреба організму у магнії 500-600 мг.

Фосфор(див.) бере участь у всіх видах обміну речовин. Багато його сполук з білком, жирними кислотами та інших. утворюють комплексні сполуки високої біологічної активності - казеїн, лецитин та інших. Засвоєння фосфору залежить від його співвідношення насамперед із кальцієм. Основними джерелами фосфору є молочні продукти (особливо сир), яйця, ікра, печінка, м'ясо, риба та ін. Добова потреба у фосфорі 1600 мг.

Залізо(див.) є справжнім кровотворним елементом. Високим вмістом заліза відрізняються печінка, квасоля, горох, вівсяна крупа. Добова потреба організму у залозі 15 мг.

Високий вміст та переважання в харчових продуктах кальцію, магнію, натрію або калію визначає їх лужну орієнтацію, і такі продукти можуть розглядатися як джерела лужних елементів (рослинні продукти – бобові, овочі, фрукти, ягоди, а з тваринних продуктів – молоко та молочні продукти) . Кислі мінеральні речовини надходять до організму з харчовими продуктами, що містять сірку, фосфор та хлор (м'ясні та рибні продукти, яйця, хліб, крупа).

Особливу групу мінеральних речовин становлять мікроелементи (див.), які у продуктах харчування у невеликих кількостях (одиницях чи частках мг %). Мікроелементи за своїми біологічними властивостями є дійсними біоелементами. також Мінеральний обмін.

Таблиця. Вміст найважливіших мінеральних речовин у деяких продуктах харчування (мг %, брутто)

Процеси всмоктування, засвоєння, розподілу, перетворення та виділення з організму неорганічних сполук складають разом мінеральний обмін. Мінеральні речовини у складі біологічних рідин грають основну роль створенні внутрішнього середовища організму з постійними фізико-хімічними властивостями.

Мінеральних речовин в організмі всмоктуються у травному тракті та надходять у кров та лімфу. Іони кальцію, заліза, кобальту, цинку в процесі або після всмоктування поєднуються зі специфічними білками плазми та тканин. Наприклад, іони кальцію з'єднуються з кальційзв'язуючим білком епітелію слизової оболонки кишечника; залізо з'єднується з білком апоферитином у тих же клітинах, а потім транспортується кров'ю у складі білка трансферитину; 95% міді входять до складу білка церулоплазміну.

Надлишок мінеральних речовин виводиться через нирки (іони натрію, гідрокарбонату, хлору, йоду), а також через кишечник (іони кальцію, заліза, міді).

Основними джерелами мінеральних речовин є харчові продукти: м'ясо, молоко, чорний хліб, бобові, овочі. Солі мають становити близько 4% сухої маси їжі.

Добова потреба у мінеральних речовинах варіює у людини від кількох мікрограмів до кількох грамів на добу.

Найважливіше значення для організму мають натрій, калій, хлор, кальцій, магній, фосфор, залізо, йод, фтор.

Основні функції мінеральних речовин.

1). Відіграють роль кофакторів в ензиматичних реакціях. Так, багато іонів утворюють комплекси з білками, зокрема ферментами. Останні для повного прояву своєї каталітичної активності потребують присутності мінеральних кофакторів – іонів калію, кальцію, натрію, магнію, заліза. Іони заліза, міді і особливо магнію необхідні активації ферментів, що з перенесенням і вивільненням енергії, транспорту і зв'язування кисню.

2). Беруть участь у підтримці осмотичного тиску та кислотно-основної рівноваги (фосфатний та гідрокарбонатний буфери).

3). Забезпечують процеси згортання крові,

4). Створюють мембранний потенціал та потенціал дії збудливих клітин.

5). Мінеральні речовини входять до структур різних органів тіла. Неорганічні речовини можуть мати в організмі форму нерозчинних сполук (наприклад, у кістковій та хрящовій тканинах).

6). Беруть участь в окислювально-відновних реакціях та ін.

Велику роль у мінеральному обміні грають іони натрію та калію. Ці катіони визначають величину рН, осмотичний тиск, об'єм рідин тіла. Вони беруть участь у формуванні біоелектричних потенціалів, у транспорті амінокислот, цукрів та іонів через мембрану клітин. Натрій становить 93% всіх катіонів плазми, його концентрація в плазмі дорівнює 135-145 ммоль/л. Калій – переважно внутрішньоклітинний катіон, у плазмі крові його концентрація дорівнює 3,3-4,9 ммоль/л.

В організмі здорової людини масою тіла близько 70 кг міститься 150-170 г натрію. З них 25-30% входять до складу кісток і безпосередньої участі у метаболізмі не беруть. Близько 70% загального натрію в організмі становить обмінний натрій.

Денний харчовий раціон жителів цивілізованих країн містить у середньому 10-12 г хлориду натрію, проте справжня потреба людини у ньому значно нижча і наближається до 4-7 г. Ця кількість хлориду натрію міститься у звичайній їжі, що ставить під сумнів необхідність її додаткового підсолювання.

Надлишковий прийом кухонної солі може призводити до збільшення обсягів рідин тіла, підвищення навантаження на серце та нирки. Збільшення в цих умовах проникнення натрію, а з ним і води в міжклітинні проміжки тканин стінки кровоносних судин сприяє їх набуханню та потовщенню, а також звуження просвіту судин.

Постійність вмісту іонів натрію та калію у плазмі крові підтримується в основному нирками. При зниженні концентрації натрію та збільшенні калію підвищується реабсорбція натрію та знижується реабсорбція калію, а також зростає секреція калію у ниркових канальцях під впливом мінералокортикоїду кори надниркових залоз альдостерону.

В організмі здорової людини масою 70 кг міститься 45-35 ммоль/кг калію. З них лише 50-60 ммоль знаходяться у позаклітинному просторі, а решта калію зосереджено у клітинах. Таким чином, калій є основним внутрішньоклітинним катіоном. З віком загальний вміст калію в організмі зменшується.

Добове споживання калію становить 60-100 ммоль; майже стільки ж виводиться нирками і лише небагато (2%) – з каловими масами.

Фізіологічна роль калію полягає у його участі у всіх видах обміну речовин, у синтезі АТФ і тому він впливає на скоротливість. Недолік його викликає атонію кістякових м'язів, помірний надлишок – підвищення тонусу, а дуже високий вміст паралізує м'язове волокно. Калій викликає розширення судин. Також він бере участь у синтезі ацетилхоліну, у руйнуванні холінестерази і, отже, впливає на синаптичну передачу збудження. Разом з іншими іонами він забезпечує клітині здатність до збудження.

Хлор є другим після натрію позаклітинним аніоном. Його концентрація у позаклітинній рідині та плазмі становить 103-110 ммоль/л. Загальний вміст хлору у організмі близько 30 ммоль/кг. Значна кількість хлору виявлено лише у клітинах слизової оболонки шлунка. Саме він є резервом для синтезу соляної кислоти шлункового соку, з'єднуючись з іонами водню, які витягуються з крові клітинами слизової оболонки та виводяться у просвіт шлунка.

Нормальний вміст кальцію у плазмі 2,1-2,6 ммоль/л. З них 50% пов'язані з білками плазми (особливо альбумінами), 10% входять до складу розчинних комплексів, 40% перебувають у вільній іонізованій формі, яка з клінічної точки зору становить найбільший інтерес.

Фізіологічно активними є лише вільні іони Са 2+ , тому регуляція обміну спрямовано підтримку постійності концентрації в плазмі не загального кальцію, лише його фізіологічно активної фракції.

Найбільшу функціональну активність мають іони кальцію, пов'язані з іоном фосфору. Кальцій бере активну участь у процесах збудження, синаптичної передачі, м'язового скорочення, серцевої діяльності, бере участь у окисному фосфорилюванні вуглеводів та жирів, у згортанні крові, впливає на проникність клітинних мембран, формує структурну основу кісткового скелета. Значна частина внутрішньоклітинного кальцію знаходиться в ендоплазматичній мережі (Т-цистерни).

Головна роль регуляції рівноваги між кальцієм плазми і кальцієм кісток належить гормону околощитовидных залоз (паратирин).

При вживанні їжі, що містить значну кількість кальцію, більша його частина виділяється через кишечник в результаті осадження в основному кишковому середовищі у вигляді нерозчинних сполук.

Фосфор надходить в організм головним чином з молочними, м'ясними, рибними та зернобобовими продуктами. Його концентрація у сироватці крові дорівнює 0,81-1,45 ммоль/л. Добова потреба у фосфорі становить приблизно 1,2 г, у вагітних і жінок, що годують – до 1,6-1,8 г. Фосфор є аніоном внутрішньоклітинної рідини, макроергічних сполук, коферментів тканинного дихання та гліколізу. Нерозчинні фосфати кальцію складають основну частину мінерального компонента кісток, надаючи їм міцності та твердості. Солі фосфорної кислоти та її ефірів є компонентами буферних систем підтримки кислотно-основного стану тканин.

Залізонеобхідне для транспортування кисню і для окислювальних реакцій, оскільки воно входить до складу гемоглобіну та цитохромів мітохондрій. Його концентрація у крові у комплексі з транспортним білком трансферрином у нормі дорівнює 1,0-1,5 мг/л. Добова потреба в залозі для чоловіків відповідає 10 мг, для жінок дітородного віку у зв'язку з менструальними крововтратами ця величина значно більша і наближається до 18 мг. Для вагітних і жінок, що годують у зв'язку з потребами дитячого організму цей параметр наближається відповідно до 33 і 38 мг. Залізо міститься в м'ясі, печінці, зернобобових продуктах, гречаній та пшоняній крупах. Недостатність надходження заліза до організму зустрічається часто. Так, у 10-30% жінок дітородного віку виявляється залізодефіцитна анемія.

Йод є єдиним з відомих мікроелементів, що беруть участь у побудові молекул гормонів. Джерелами йоду є морські рослини та морська риба, м'ясо та молочні продукти. Концентрація йоду в плазмі дорівнює 10-15 мкг/л. Добова потреба становить 100-150 мкг, для вагітних і жінок, що годують – 180-200 мкг. До 90% органічного йоду, що циркулює в крові, припадає на частку тироксину і трийодтироніну. Недостатнє надходження до організму йоду може бути причиною порушення функцій щитовидної залози.

Фтор забезпечує захист зубів від карієсу. Добова потреба у фторі дорівнює 0,5-1,0 мг. Він надходить до організму з питною водою, рибою, горіхами, печінкою, м'ясом, продуктами з вівса. Припускають, що блокує мікроелементи, необхідні активації бактеріальних ферментів. Фтор стимулює кровотворення, реакцію імунітету, попереджає розвиток старечого остеопорозу.

Магній – внутрішньоклітинний катіон (Mg 2+), що міститься в організмі у кількості 30 ммоль/кг маси тіла. Концентрація магнію в плазмі дорівнює 0,65-1,10 ммоль/л. Добова потреба у ньому – близько 0,4 р. Магній є каталізатором багатьох внутрішньоклітинних процесів, особливо з вуглеводним обміном. Він знижує збудливість нервової системи та скорочувальну активність скелетних м'язів, сприяє розширенню кровоносних судин, зменшенню частоти скорочень серця та зниженню артеріального тиску.

Мінеральні речовини є важливими харчовими елементами, які надходять в організм людини з продуктами харчування. Вони входять до складу речовин, які складають живу протоплазму клітин, де як основний компонент виступає білок.

Значущість для життєдіяльності

Мінеральні речовини присутні у складі міжтканинних та міжклітинних рідин, надаючи їм певних осмотичних властивостей. Є вони і в кістках кістяка, опорних тканинах, де створюють їм особливу міцність.

Мінеральні речовини є у складі ендокринних залоз:

• йод міститься у щитовидній залозі;
• цинк присутній у статевих залозах.

Іони фосфору, заліза беруть участь у передачі нервових імпульсів, які забезпечують згортання крові.

Важливість для дітей

Істотне значення мають мінеральні речовини для дітей. Підвищена потреба організму, що росте, в таких елементах пояснюється тим, що розвиток пов'язаний зі збільшенням маси клітин, процесом мінералізації скелета, що можливе лише при систематичному вступі їх до дитячого організму.

Значення мінеральних речовин є очевидним, тому так важливо, щоб при харчуванні дітей використовувалися продукти, що містять мікро та макроелементи.

Макроелементи в продуктах присутні у істотних кількостях: десятках і сотнях мг %. У тому числі виділяють: кальцій, фосфор, натрій, калій, магній.

Мікроелементи у харчових продуктах містяться у незначних кількостях: залізо, мідь, кобальт, цинк, фтор.

Значення кальцію

Цей хімічний елемент є постійною складовою крові. Саме ця мінеральна речовина в харчуванні потрібна для процесів діяльності та зростання клітин, регуляції проникності їх мембран, передачі нервових імпульсів. Кальцій необхідний контролю активності ферментів, м'язових скорочень.

Він виступає основним структурним елементом для формування кісток скелета. Потреба в кальції висока у дітей, в організмах яких відбуваються кістково-освітні процеси, а також у вагітних жінок, які годують матерів.

У разі тривалої нестачі кальцію в їжі з'являються порушення у костеутворенні, у дітей розвивається рахіт, у дорослих з'являється остеомаляція.

Недостатній вміст мінеральних речовин викликає появу безлічі проблем як фізичного, а й психологічного плану.

Кальцій вважають складно засвоюваним елементом. Це від його співвідношення з іншими компонентами їжі, наприклад, з магнієм, фосфором, жиром, білком.

Серед тих продуктів харчування, в яких він присутній у суттєвій кількості, виділяють: житній та пшеничний хліб, вівсяну, гречану крупу.

При надлишку в їжі жиру знижується всмоктування кальцію, тому що утворюється значна кількість його сполук з жирними кислотами.

У подібних ситуаціях жовчних кислот не вистачає для перетворення кальцієвих мил на розчинні комплексні сполуки, внаслідок чого вони не засвоюються, виділяються разом із калом. Сприятливим вважається співвідношення жирів із кальцієм із розрахунку: 10 мг на 1 г жиру.

Негативно цей процес впливає і надмірна кількість магнію раціоні харчування. Солі цього лужноземельного металу також потребують жовчних кислот, тому знижується засвоєння кальцію. Щавлева кислота, що міститься в шпинаті, щавлі, какао, ревені, також негативно відбивається на засвоєнні кальцію організмом людини.

Максимальну кількість цього важливого елемента людина отримує з молока та молочних продуктів. Також він міститься у квасолі, петрушці, зеленій цибулі. Відмінним джерелом кальцію є кісткове борошно, яке цілком можна додавати в борошняні вироби та каші. Істотна потреба у кальції у хворих, які мають травми кісток. При нестачі його людський організм відновлюється набагато довше.

Значення фосфору

До мінеральних речовин належать сполуки, у яких є цей неметал. Саме фосфор - той компонент, який входить у структуру важливих органічних речовин: нуклеїнових кислот, ферментів, він необхідний формування АТФ. В організмі людини більша частина цього елемента знаходиться в кістковій тканині, а близько десяти відсотків його присутній у м'язовій тканині.

Добова потреба у ньому організму становить 1200 мг. Збільшується потреба у елементі у разі недостатнього надходження з їжею білка, і навіть при значному підвищенні фізичних навантажень.

У продуктах харчування, що мають рослинне походження, фосфор міститься в різних похідних ортофосфорної кислоти, наприклад, у формі фітину. Це підтверджує важливість та значущість вмісту у воді фосфору у вигляді іонів.

Залізо – найважливіший мікроелемент

Продовжимо розмову про те, чому такі важливі мінеральні речовини. Солі заліза потрібні організму для біосинтезу речовин, повноцінного дихання, кровотворення. Залізо бере участь в окисно-відновних та імунобіологічних реакціях. Воно є у складі цитоплазми, деяких ферментів, клітинних ядер.

Надлишок заліза надає токсичну дію на селезінку, печінку, головний мозок, призводить до запальних процесів у людському організмі.

У разі алкогольної інтоксикації відбувається накопичення заліза, результатом чого буде і міді.

Незважаючи на те, що воно є в різних продуктах харчування, в засвоюваній формі залізо присутній тільки в печінці, м'ясних продуктах, яєчному жовтку.

Призначення цинку

Недолік цього мікроелемента сприяє зниженню апетиту, появі анемії, послабленню гостроти зору, випаданню волосся, появі численних алергічних хвороб та дерматиту. Через війну в людини розвиваються тривалі і часті застудні захворювання, а хлопчиків спостерігається гальмування статевого розвитку. Цей елемент міститься в сухих вершках, твердих сирах, кукурудзі, цибулі, рисі, чорниці, грибах. Тільки при достатньому вмісті даного елемента у воді, їжі можна розраховувати на повноцінний фізіологічний розвиток підростаючого покоління.

Ультра мікроелементи: селен

Мінеральні речовини у ґрунті, їжі, що містить цей елемент, сприяють підвищенню імунітету. При нестачі селену збільшується кількість запальних захворювань, розвивається атеросклероз, кардіопатія, з'являються хвороби нігтів та волосся, розвивається катаракта, гальмується розвиток та ріст, з'являються проблеми з репродуктивною функцією. Цей елемент захищає організм від раку простати, шлунка, молочної залози, товстого кишечника.

Наприклад, дефіцит селену спостерігається в Ленінградській, Архангельській, Ярославській, Іванівській, Костромській областях, Карелії.

Мідь

Недолік вмісту мінеральних речовин у воді, їжі, наприклад, міді, призводить до погіршення стану сполучної тканини, порушень менструального циклу у жінок, алергодерматозів, кардіопатій.

При підвищеному вмісті в організмі з'являються хронічні та гострі запальні захворювання, розвивається бронхіальна астма, з'являються захворювання нирок, печінки, формуються злоякісні новоутворення. При хронічній інтоксикації організму міддю у людини з'являються функціональні розлади нервової системи.

Дефіцит йоду

Якщо ця мінеральна речовина в ґрунті, воді, присутня в недостатній кількості, це сприяє збою роботи щитовидної залози. Йод істотно впливає на нервову систему, відповідає за нормальність енергетичного обміну, репродуктивне здоров'я, впливає на фізичний та розумовий розвиток дитини.

В організм йод надходить через травний тракт, а також із повітрям через легені. У неорганічній формі він зі струмом крові потрапляє в щитовидну залозу, захоплюється активними білками, перетворюється на частину гормону-тироксину. За добу до крові надходить близько 300 мг такого йодиду. Нестача їх у воді, продуктах харчування викликає кретинізм, неврологічні порушення, розумову відсталість. При хронічному недоліку розвивається ендемічний зоб.

Такі проблеми характерні для жителів північних регіонів, у раціоні харчування яких недостатньо присутні морські продукти.

Такі порушення виявлено у 1,5 мільярдів людей. Як універсальний засіб профілактики допускається застосування йодованої кухонної солі в кількості 5-10 г на добу. Наприклад, для дітей та підлітків відмінним варіантом профілактики дефіциту йоду лікарі вважають щоденне вживання столової ложки сухої ламінарії.

У продуктах рослинного походження частина важливих сполук видаляється разом із відходами. Чищення овочів, теплова обробка призводить до втрати 10-20% мінеральних речовин.

Організм людини-це біохімічна складна лабораторія, де систематично здійснюються обмінні процеси. Саме вони забезпечують нормальне функціонування живого організму, потрібні для побудови кісткових тканин, регулювання водно-сольового обміну, підтримки у клітинах внутрішнього тиску. Без мінеральних речовин неможливе функціонування травної, серцево-судинної, нервової системи.

Важливі факти

Визначити мінеральну речовину, яка найбільше потрібна організму людині неможливо, тому що при нестачі одного мінералу відбувається повний збій обміну речовин, з'являються численні хвороби.

Без присутності в достатній кількості катіонів заліза, марганцю, міді, марганцю, нікелю, кальцію не працюють гормони, ферменти, вітаміни. Це призводить до порушення повноцінного обміну речовин, зниження імунітету.

Причини дисбалансу

Тривалий недолік чи надлишок мінеральних речовин – серйозна небезпека для людини. Основні причини таких порушень:

• Одноманітність харчування, використання у раціоні окремих продуктів, у яких у незначній кількості є мінеральні компоненти.
• Специфіка мінерального складу продуктів, пов'язана з хімічним вмістом води, грунтується на деяких географічних районах. Надлишок або нестача мінеральних солей призводить до появи конкретних захворювань.
• Незбалансованість харчування, недостатнє вміст їжі жирів, вуглеводів, білків, вітамінів знижує засвоєння кальцію, магнію, фосфору.
• Порушення кулінарної обробки харчових продуктів.
• Неправильне розморожування риби та м'яса супроводжуються повною втратою мінеральних речовин.
• Тривале виварювання овочів призводить до того, що майже 30 відсотків мінеральних солей перетворюється на відвар.

Висновок

Не лише вода, а й ґрунт є коморою мінеральних речовин. Значна кількість різноманітних солей зустрічається у земних надрах. Внаслідок природної корозії вони потрапляють у воду у вигляді катіонів та аніонів. Саме вода відіграє важливу роль в організації основних процесів усередині живого організму. При недостатньому вмісті в ній основних мікро, макроелементів, вона перестає повною мірою виконувати свої основні функції, що негативно позначається на здоров'ї індивіда.

Загальна характеристика мінеральних речовин.Мінеральні речовини не мають енергетичної цінності, як білки, жири та вуглеводи. Однак без них життя людини неможливе.

Мінеральні речовини виконують пластичну функцію у процесах життєдіяльності людини, але особливо велика їх роль побудові кісткової тканини. Мінеральні речовини беруть участь у найважливіших обмінних процесах організм*. - водно-сольовому, кислотно-лужному. Багато Ферментативні процеси в організмі неможливі без участі тих чи інших мінеральних речовин. Зазвичай їх ділять на дві групи: макроелементи (Са, Р, Мg, К, С1, S), що містяться в їжі у відносно великих кількостях, та мікроелементи (Fе, Zn, Сu, I, Р та ін.), концентрація яких невелика .

Мінеральні речовини в більшості випадків становлять 0,7 - 1,5 % (У середньому I%) їстівної частини харчових продуктів. Винятком є ​​ті продукти, які додають харчову сіль (найчастіше 1,5 - 3 %).

Макроелементи.Кальцій становить (разом з фтором) основу кісткової тканини, активізує діяльність ряду важливих ферментів, бере участь у підтримці іонної рівноваги в організмі, впливає на процеси, що відбуваються в нервово-м'язовій та серцево-судинній системах. Потреба кальцію у дорослих людей близько 800 мг на день.

Найбільше кальцію міститься у молоці (120 мг %) та молочних продуктах (у сирі, наприклад, близько 1000 мг %). Майже 4/5 всієї потреби у кальції задовольняється молочними продуктами. Зазвичай всмоктується 10-40% харчового кальцію. У деяких рослинних продуктах міститься речовина, що зменшує всмоктування кальцію. До них відносяться фітинові кислоти в злакових і щавлева кислота в щавлі та шпинаті. В результаті взаємодії цих кислот з кальцієм утворюються нерозчинні фітати та оксалати кальцію та всмоктування та засвоєння цього елемента утруднюється.

Фосфор - елемент, що входить до сославу білків, фосфоліпідів, нуклеїнових кислот. Крім пластичної ролі сполуки фосфору беруть участь в обміні енергії (АТФ та креатинфосфат є акумуляторами енергії, з їх перетвореннями пов'язані м'язова та розумова діяльність, життєзабезпеченість організму).

Потреба у фосфорі для дорослих – 1200 мг на день. Відносно багато фосфору знаходиться в рибі (250 мг%), хлібі (200 мг%) та м'ясі (180 мг%). Ще більше фосфору міститься 8 квасолі (540 мг %), гороху (330 мг %), вівсяній, перловій та ячній крупах (320 - 350 мг %). У сирах його вміст становить 500 – 600 мг %. Основна кількість фосфору людина споживає з молоком та хлібом. Зазвичай всмоктується 50 – 90 % фосфору.

Для правильного харчування важливим є не тільки абсолютний вміст фосфору, але й співвідношення його з кальцієм. Оптимальним для дорослих вважається співвідношення кальцію та фосфору, що дорівнює 1:1,5. При надлишку фосфору може відбуватися виведення кальцію з кісток, при надлишку кальцію розвивається сечокам'яна хвороба.

Магній - елемент, що бере участь у формуванні кісток, регуляції роботи нервової тканини, в обміні вуглеводів та енергетичному обміні. Потреба магнію для дорослих - 400 мг на день. Майже половина цієї норми задовольняється хлібом та круп'яними виробами. У хлібі міститься 85 -90 мг % магнію, у вівсяній крупі - 116, ячній - 96, квасолі - 103 мг%. З інших джерел харчування слід відзначити горіхи (170-230 мг % магнію) і більшість овочів (10-40 мг %).

При нормальному харчуванні організм людини зазвичай повністю забезпечується магнієм. У деяких важливих процесах магній виступає як антагоніст кальцію, надлишок магнію погіршує засвоюваність кальцію. Проте таке спостерігається рідко.

Натрій – важливий міжклітинний та внутрішньоклітинний елемент, що бере участь у створенні необхідної буферності крові, регуляції кров'яного тиску, водного обміну (іони натрію сприяють набуханню колоїдів тканин, що затримує воду в організмі), активації травних ферментів, регуляції нервової та м'язової тканини.

Потреба натрію невелика - близько 1 г на день. Однак потреба в натрії суттєво зростає (майже у 2 рази) при сильному потовиділенні. Водночас встановлено пряму залежність між надлишковим споживанням натрію до гіпертонії. Надмірне споживання кухонної солі перевантажує нирки та серце. В результаті набрякають ноги та обличчя. Для більшості людей абсолютно нешкідливо до 4 г натрію на день.

Калій - внутрішньоклітинний (катіон) елемент, що регулює кислотно-лужну рівновагу крові. Він бере участь у передачі нервових імпульсів, активує роботу низки ферментів. Вважають, що калій має захисні властивості проти небажаної дії надлишку натрію та нормалізує тиск крові. Тому в деяких країнах запропоновано випускати кухонну сіль з додаванням хлориду калію.

У більшості харчових продуктів вміст калію коливається не більше 150 - 170 мг %. Помітно більше його у бобових.

Щоденна потреба дорослої людини в калії – 2500-50000 мг – задовольняється звичайним раціоном в основному за рахунок картоплі.

Хлор - елемент, що у освіті шлункового соку, формуванні плазми, він активує ряд ферментів.

Природний вміст хлору у харчових продуктах коливається не більше від 2 - 160 мг %. Основну його кількість (до 90%) дорослі одержують із кухонною сіллю.

Потреба людини у хлорі - близько 2 г на добу - з надлишком задовольняється звичайним раціоном, що містить 7 - 10 г хлору.

Сірка - елемент, значення якого у харчуванні визначається насамперед тим, що він входить до складу білків у вигляді сірковмісних амінокислот (метіоніну та цистину), а також до складу деяких гормонів та вітамінів. Зміст сірки зазвичай пропорційно вмісту білків у харчових продуктах, тому її більше у продуктах тваринного походження. Потреба людини у сірці (близько 1 р щодня) задовольняється звичайним добовим раціоном.

Мікроелементи.Залізо - елемент, що бере участь у освіті гемоглобіну та деяких ферментів. Вміст заліза у харчових продуктах коливається не більше 70 - 4000 мкг %. Особливо багато заліза у печінці, нирках та бобових (6000 -20000 мкг %).

Потреба дорослої людини у залозі 14 мг щодня, вона з надлишком задовольняється нормальним раціоном. Однак існують продукти надмірне споживання яких погіршує засвоюваність заліза. Наприклад, хлібобулочні вироби з пшеничного борошна тонкого помелу багаті фосфатами та фітином, які утворюють із залізом важкорозчинні солі та знижують його засвоюваність організмом. Чай також знижує засвоюваність заліза через зв'язування його з дубильними речовинами в комплекс, що важко розщеплюється.

Цинк - елемент, значення якого визначається тим, що він входить до складу гормону інсуліну, що бере участь у вуглеводневому обміні, та багатьох важливих ферментів. Недостатність цинку у дітей затримує зростання та статевий розвиток.

Йод є необхідним елементом, який бере участь у освіті гормону тироксину. Потреба в йоді коливається не більше 100 - 150 мкг щодня. За нестачі йоду у крові спостерігається збільшення щитовидної залози – простий зоб. Особливо чутливі до нестачі йоду діти шкільного віку. Вміст йоду зазвичай у харчових продуктах невеликий (4-15 мкг %). Однак у морській рибі його міститься близько 50 мкг %, у печінці тріски до-800, а морській капусті залежно від виду і термінів збору - від 50 до 70000 мкг %. Однак при тривалому зберіганні або тепловій обробці їжі значна частина йоду (від 20 до 60%) втрачається.

Розвиток зоба легко попередити, використовуючи кухонну сіль, збагачену іодидом калію (К1 25 мг на 1 кг солі).

Фтор - елемент, за нестачі якого розвивається карієс (руйнується зубна емаль). Потреба у ньому дорослої людини 3 мг щодня.

У харчових продуктах фтору зазвичай міститься мало. Виняток становлять морська риба та чай.

У районах, де фтору у воді мало (менше 0,5 мг/дм), виробляють фторування води. Однак надмірне споживання фтору також небажане, оскільки він викликає флуороз (плямистість емалі зубів).

Що стосується інших мікроелементів, наприклад мілини, нікелю, хрому, марганцю, молібдену, ванадію, селену, бору тощо, то потреба в них організму людини остаточно не встановлена. Можливо, вона дуже низька та повністю задовольняється звичайним раціоном. У всякому разі, у людей поки не виявлено несприятливих явищ, пов'язаних із нестачею цих мікроелементів. Однак надлишок цих мікроелементів, який може виникнути внаслідок забруднення при приготуванні їжі або при вирощуванні рослинних продуктів на ґрунтах, збагачених деякими мікроелементами, може спричинити токсичні явища. Тому в багатьох країнах, у тому числі й у Росії, вміст цих елементів у харчових продуктах обмежується. Особливо строго обмежується вміст таких високотоксичних елементів, як ртуть, кадмій, свинець та миш'як. Мідь, цинк, залізо та олово у надмірних кількостях також шкідливі для здоров'я.

Зміни мінеральних речовин, що відбуваються при технологічній обробці сировини та продуктів.

При переробці харчової сировини зазвичай відбувається зменшення мінеральних речовин, крім додавання харчової солі. У рослинних продуктах вони йдуть із відходами. Так, вміст ряду макро- і особливо мікроелементів при отриманні крупи і борошна при переробці зерна знижується, так як в оболонках і зародках цих компонентів, що видаляються, знаходиться більше, ніж в цілому зерні. При очищенні овочів втрачається від 10 до 30% мінеральних речовин. Якщо їх піддають тепловій обробці, то губиться ще від 5 до 30%.

При тепловій кулінарній обробці залежно від технології (варіння, смаження, гасіння) м'ясо втрачає від 5 до 50% мінеральних речовин.

У процесі технології за рахунок недостатнього якісного обладнання може переходити в кінцевий продукт кілька мікроелементів. Так, при виготовленні хліба при тістоприготуванні за рахунок обладнання вміст заліза може збільшуватись на 30%. При зберіганні консервів у бляшаних збірних банках з неякісно виконаним припоєм або при порушенні лакового захисного шару в продукт можуть переходити такі високотоксичні елементи, як свинець, кадмій, а також олово.

Слід врахувати, що вміст у продуктах заліза та міді навіть у невеликих концентраціях, що лежать нижче ГДК. може викликати небажане окиснення продукту. Їх каталітичні окислювальні здібності особливо яскраво виявляються щодо жирів і жировмісних продуктів.

При зберіганні напоїв у присутності заліза вище 5мг/л та міді 1мл/л за певних умов часто можуть виникнути помутніння.

Мінералізація харчових продуктів.При виготовленні харчових продуктів іноді потрібне коригування мінерального складу вихідної сировини. У багатьох країнах широко практикується його збагачення різними мінеральними добавками, наприклад, збагачення борошна солями кальцію і заліза.

Для збагачення хліба мінеральними речовинами використовують молочні продукти, добавки харчової крейди, лактату, кальцію глюконату та інші джерела кальцію. Мінералізація хліба сприяє збільшенню його фізіологічної цінності.

В даний час створені нові види круп із введенням збагачувачів (тварини та рослинного походження), що дає можливість підвищити в готовому продукті вміст необхідних компонентів, у тому числі і мікроелементів.

Для заповнення мінеральних речовин використовують різні види нетрадиційних видів сировини. Запропоновано, наприклад, білкові концентрати із макухи томатів, насіння кукурудзи, шроту льону. Вони багаті на кальцій, фосфор, залізо, мідь, марганець.

Широко застосовуються фосфорнокислі солі для мінералізації харчових продуктів при організації спеціального харчування для спортсменів. Фосфоровмісні сполуки відіграють важливу фізіологічну роль.

Розроблено харчові продукти з використанням численних композицій, що замінюють хлорид натрію для харчування осіб, схильних до гіпертонії.