Значение микро и макроэлементов. Макроэлементы — это что? Какими бывают макроэлементы и микроэлементы? Нормы физиологических потребностей в минеральных веществах, микроэлементы для взрослых

С пищей человек получает все необходимые для жизни питательные вещества. Это белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, клетчатка, вода. Белки, жиры и углеводы обеспечивают организм жизненной энергией, но и остальные вещества в списке не менее важны. Без них жизнь человека тоже невозможна.

Минеральные вещества делятся на 2 группы, в зависимости от их необходимого количества, на микроэлементы и макроэлементы . В обиходе за микро- и макроэлементами прочно закрепилось название «минералы», это прямое заимствование из английского, хотя по-русски мы привыкли минералами называть только геологические объекты. Теперь многие БАДы называют «витаминно-минеральными комплексами». Впрочем, неточность названия не отменяет важной роли этих биологически активных веществ.

Микроэлементов необходимо совсем немного, тысячные доли грамма, макроэлементов организму требуется больше, до нескольких граммов. Тем не менее, роль этих веществ очень весомая, и нехватка хотя бы одного из них может вызвать серьезные заболевания и даже угрозу жизни.

В организме человека присутствует около 70 микроэлементов. Они входят в состав структуры биологически активных веществ – ферментов, гормонов и витаминов. Их дефицит может вызвать серьезные заболевания. В организме человека присутствуют и токсичные микроэлементы, в том числе, тяжелые металлы. Их избыток опасен для здоровья.

Основные микроэлементы – железо, марганец, цинк, селен, фтор, хром, йод, бром, кобальт и другие.

Максимальное содержание макроэлементов в мышечной, костной, соединительной тканях и в крови. Макроэлементы можно сравнить с «кирпичиками» для создания всех систем организма и их стабильной работы. Причины дефицита тех или иных макроэлементов: неправильное или недостаточное питание, потеря минеральных веществ вследствие различных заболеваний и приема лекарственных средств, плохая экология.

Макроэлементы – калий, магний, кальций, натрий, сера, фосфор, хлор.

Макроэлементы

Калий. Вместе с натрием поддерживает обмен веществ, нормализует сердечный ритм, помогает работе почек, мышечной деятельности, способствует здоровью кожи.

Источники калия в пище: сухофрукты, бобовые, картофель, бананы.

Натрий. Обеспечивает баланс жидкостей в организме, сохраняет кальций и другие макроэлементы в растворимом виде, помогает функционировать нервам и мышцам. Содержится также в хрящевых и костных тканях. Источник: пищевая соль, морские водоросли.

Кальций. Составляет основу костной ткани, зубов, играет важную роль в нормальной работе сердечно-сосудистой системы. Участвует в передаче нервных импульсов.

Источники кальция в пище: молочные продукты, орехи, злаки, рыба, морские водоросли (ламинария).

Магний. Содержится в составе крови, в скелете, входит в состав многих ферментов, участвует в синтезе ДНК и РНК.

Источники магния в пище: цитрусовые, орехи, зеленые овощи.

Фосфор. Основная его часть находится в костных тканях, зубах, в составе кожи. Имеет важное значение для деятельности нервной системы.

Источники фосфора в пище: мясо, яйца, орехи, птица, рыба.

Микроэлементы.

Железо. Входит в состав гемоглобина, его недостаток приводит к анемии. У женщин в силу физиологических причин потребность в железе больше, чем у мужчин, особенно, во время беременности. Железо помогает укреплению иммунитета.

Источники железа в пище: печень, яичные желтки, орехи, бобовые, грибы, морепродукты (моллюски).

Медь. Участвует в процессе ферментного катализа.

Недостаток меди в организме приводит к рахиту у детей, кариесу зубов, сахарному диабету. Ухудшается состояние кожи, седеют волосы.

Источники меди в пище: бобовые, чернослив, говяжья печень, рыба и морепродукты.

Йод. Незаменим для работы щитовидной железы, при йоддефиците развивается эндемический зоб – нарушается обмен веществ, снижается умственная и физическая активность, появляется сухость кожи.

Источники йода в пище: яйца, рыба, морепродукты, водоросли.

Цинк. Входит в состав ферментов, играет ведущую роль в синтезе белка и аминокислот, понижает уровень сахара крови, поддерживает работу половой системы и потенцию у мужчин.

Источники цинка в пище: морепродукты, мясо, яйца, молоко, тыквенные семена, пивные дрожжи.

Марганец. Антиоксидант, необходим для синтеза ферментов и половых гормонов, усвоения витаминов, ускоряет распад жиров. , улучшению памяти.

Источники марганца в пище: свекла, зеленые листовые овощи, злаки, орехи, морская капуста.

Селен. Входит в состав ферментов, служит профилактикой онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний, является антиоксидантом. У мужчин потребность в селене выше, т.к. он необходим для нормальной работы предстательной железы. Расходуется со спермой. Полезен также женщинам во время менопаузы.

Источники селена в пище: лук, помидоры, отруби,орехи, морская рыба.

Фтор. Необходим для хорошего состояния зубов. Увеличивает плотность костей.

Источники фтора в пище: желатин, морепродукты, фторированная вода.

Сера. , входит в состав коллагена кожи, волос, ногтей. Участвует в процессе метаболизма, входит в состав важнейших аминокислот.

Источники серы в пище: яйца, капуста, бобовые, рыба.

Хром. Способствует предупреждению диабета и гипертонии. Участвует в углеводно обмене.

Источники хрома в пище: мясо, печень, яйца, помидоры, листовые овощи, грибы.

Хватает ли организму строительных материалов?

Специалисты составили список около 30 видов макро- и микроэлементов, отсутствие или недостаток которых нарушает нормальную работу организма. Теоретически все необходимые организму вещества можно получить с пищей. Но наша диета никогда не бывает полностью сбалансированной. Исправить это можно с помощью специальных добавок к пище, содержащих необходимые минеральные вещества в оптимальном соотношении.

Насытить ваш организм жизненно необходимыми микро- и макроэлементами поможет , разработанная учеными дальневосточных научных центров. Средства ДОКТОР МОРЕ базируются на активных компонентах, извлеченных по современной технологии из морских гидробионтов: лососевых рыб, моллюсков и водоросли ламинария.

АРТРОФИШ, ИММУНОСТИМУЛ, СИСТЕМА ОЧИЩЕНИЕ, ЭКСТРА СИЛА, ЭКСТРА МОЛОДОСТЬ и другие натуральные продукты помогут справиться с целым рядом хронических заболеваний, мешающих вам жить, и поднимут качество вашей жизни.

называют специфические низкомолекулярные вещества, которые находятся в небольших количествах в организме человека и без которых невозможно протекание всех биологических процессов в организме. Минеральными веществами являются ионы солей и соли. Недостаток этих веществ ведёт к различным болезням, а полное их отсутствие во внутренней биосреде рано или поздно приведёт к смерти.

Для функционирования человеческого организма необходимо около 30 минералов. То, что наш организм извлекает из пищевого рациона, зачастую не является достаточным для поддержания минерального баланса.

Классификация минеральных веществ

В организме и в пищевых продуктах минеральные вещества содержатся в разных количествах. В связи с этим выделяют микроэлементы и макроэлементы. Микроэлементы присутствуют в нашем организме в микроскопических количествах, а макроэлементы - в несоизмеримо больших.

К необходимым для нас микроэлементам относятся такие вещества как: цинк, железо, марганец, медь, йод, кобальт, хром, фтор, ванадий, молибден, никель, кремний, селен, стронций. К макроэлементам относится калий, кальций, магний, натрий, фосфор, сера, хлор.

Очень важную роль минеральные вещества играют в построении костного аппарата.
Макроэлементы регулируют кислотные и щелочные процессы в организме. В межклеточных жидкостях и крови наблюдается слабощелочная реакция, и малейшее её изменение отображается на протекании любых химических процессов. Магний, калий, натрий оказывают щелочное воздействие на организм, а сера, хлор и фосфор - кислотное.

В зависимости от своего минерального состава, одни пищевые продукты оказывают щелочное влияние (молочные продукты, ягоды, фрукты, овощи), а другие - кислотное (хлеб, яйца, мясо, крупы, рыба). Продукты, применяемые для диет щелочной направленности, назначают при плохом кровообращении, при заболеваниях печени и почек, при инсулинозависимой форме сахарного диабета. Диетическое питание кислой направленности назначается при мочекаменной болезни с фосфатурией (это патология фосфорно-кальциевого обмена).

Макроэлементы являются регуляторами водно-солевого обмена; они поддерживают осмотическое давление в межклеточных жидкостях и клетках. Благодаря разности давления в клетках и межклеточных жидкостях, между ними происходит движение продуктов обмена и питательных веществ. Нормальная деятельность пищеварительной, сердечно-сосудистой, нервной, и других систем категорически невозможна без минералов, поскольку они влияют на состояние иммунной системы и на процесс кроветворения и свертывания (эти процессы не могут происходить без таких элементов как медь, марганец, железо, кальций). К тому же микроэлементы активируют действие или входят в состав витаминов, гормонов, ферментов, и таким образом принимают участие во всех видах метаболизма.

Многие заболевания являются прямым следствием дефицита или переизбытка определенных веществ в рационе. Основные причины дисбаланса минеральных веществ:
Постоянное преобладание в рационе одних продуктов в ущерб другим. Необходимо разнообразить своё питание, только тогда поступление всех минеральных веществ будет сбалансированным настолько, насколько это возможно в наше экологически неблагоприятное время. Например, молочная продукция является незаменимым источником легкоусвояемого кальция, однако содержат крайне мало магния и тех микроэлементов, которые необходимы для кроветворения.

Повышенное или пониженное содержание минеральных веществ в наших пищевых продуктах обусловлено химическим составом воды и почвы. В результате этого выделяют эндемичные, то есть свойственные конкретным географическим районам, заболевания. Примером таких заболеваний может служить эндемический зоб, возникающий от недостатка йода.

Если в связи с изменением физиологического состояния (беременность) не удовлетворять растущие потребности организма повышением в рационе железа, кальция и т.д., то пострадает не только мать, но и плод.

Плохая усвояемость различных макро- и микроэлементов является немаловажной причиной развития заболеваний. Даже если элементы в нужном количестве поступают в организм с едой, но не могут усвоиться, то пользы от них никакой. Более того, несмотря на регулярное их поступление в организм, будут развиваться состояния, связанные именно с недостатком элемента.

Заболевания, а также их лечение приводят к нарушению обмена веществ, к ухудшению всасывания минералов из ЖКТ. Поэтому очень важно придерживаться диеты, назначенной врачом. Врач на основании полученных лабораторных данных повышает или понижает количество тех или иных минеральных веществ в организме пациента за счёт правильного подбора продуктов. К тому же, восстановление баланса минералов можно осуществить лекарственными средствами. Хорошим источником ценных минералов могут стать различные мультивитаминные комплексы.

Отсутствие надлежащего контроля над правильностью применения некоторых диет может вызвать дополнительные нарушения обмена веществ. Например, при заболеваниях почек и сердца рекомендуется бессолевая диета. Но длительное бессолевое питание может вызвать в организме дефицит хлора и натрия, что даст соответствующую клиническую картину.

При тепловой кулинарной обработке продуктов происходит большой процент потери полезных веществ. А неправильная тепловая обработка (например, долгая варка овощей без кожуры; попытки разморозить мясо в воде) значительно увеличивает эти потери.

Таблица продуктов, содержащих основные минералы

Минеральное вещество	В значительном количестве	В большом количестве	В умеренном количестве	В малом количестве
Кальций	Лук зеленый, петрушка, фасоль, кефир, творог, сыр, молоко.	Овсяная крупа, гречневая купа, сметана, морковь, сельдь, ставрида, сазан, икра.	Сливочное масло, перловая крупа, мука 2-го сорта, скумбрия, судак, треска, окунь, пшено, свекла, капуста, редис, зеленый горошек, апельсины, сливы, виноград, вишня, клубника.	Мясо, манная крупа, мука высшего сорта, макароны, томаты, огурцы, картофель, груши, яблоки, арбуз.
Фосфор	Сыры, говяжья печень, икра, фасоль, перловая крупа, овсяная крупа.	Творог, рыба, куриное мясо, шоколад, пшено, гречневая крупа, горох.	Говядина, вареные колбасы, куриные яйца, свинина, кукурузная крупа, мука 2-го сорта.	Молоко, сметана, рис, макароны, манная крупа, мука высшего и 1-го сорта, морковь, картофель, сливочное масло, зеленый лук, огурцы, капуста, томаты, свекла, арбуз, абрикосы, сливы, груши, яблоки, вишня, виноград, смородина, клубника.
Магний	Пшеничные отруби, пшено, овсяная крупа, морская капуста, чернослив, урюк.	Скумбрия, сельдь, филе кальмаров, гречневая крупа, перловая крупа, яйца, горох, мука 2-го сорта, салат, укроп, петрушка.	Курица, манная крупа, сыры, свекла, зеленый горошек, морковь, изюм, вишня, черная смородина.	Коровье молоко, мясо, творог, вареные колбасы, хек, ставрида, треска, макароны, рис, мука высшего сорта, картофель, томаты, капуста, яблоки, виноград, абрикосы.
Калий	Урюк, горох, фасоль, изюм, картофель, чернослив, морская капуста.	Говядина, свинина, хек, треска, скумбрия, филе кальмаров, овсяная крупа, зеленый горошек, томаты, редис, свекла, зеленый лук, черешня, черная смородина, красная смородина, абрикосы, персики, виноград.	Куриное мясо, свинина, судак, пшено, гречневая крупа, мука 2-го сорта, тыква, капуста, морковь, кабачки, сливы, апельсины, клубника, груши.	Молоко, сыры, сметана, творог, манная крупа, макароны, рис, мука высшего сорта, огурцы, брусника, клюква, арбуз.
Натрий	Сыры, брынза, варёные колбасы, копчёные колбасы, солёная рыба, копчёная рыба, квашеная капуста.	Мясо, свежая рыба, яйца, свекла, салат, шпинат, шоколад.	Молоко, сметана, творог, кефир, мороженое, лущеный горох, овсяная крупа, печенье, конфеты, картофель, томаты, репа, ревень, персики, виноград, яблоки, черная смородина.	Мука, крупы, макароны, сливочное масло, мёд, орехи, большинство фруктов, ягод и овощей, свежие грибы.
Железо	Мясные субпродукты (почки, печень, язык), гречневая крупа, горох, фасоль, шоколад, белые грибы, черника.	Говядина, конина, баранина, крольчатина, куриные яйца, овсяная крупа, мука 1-го и 2-го сорта, пшено, груши, яблоки, айва, хурма, кизил, инжир, орехи, шпинат.	Свинина, курятина, варёные колбасы, сосиски, сардины, ставрида, сельдь, скумбрия, икра, сыр, мука высшего сорта, перловая крупа, ячневая крупа, манная крупа, картофель, рис, зеленый лук, свекла, редис, щавель, дыня, арбуз, черешня, слива, малина, гранат, клубника, черная смородина.	Горбуша, карп, камбала, судак, треска, хек, мёд, зеленый горошек, баклажаны, капуста, репчатый лук, огурцы, морковь, перец сладкий, слива, тыква, персики, виноград, лимон, вишня, абрикосы, клюква, крыжовник.

Макроэлементы

Кальций
Кальций участвует в формировании костной ткани, является незаменимой частью мембран и ядер клеток, а также тканевых и клеточных жидкостей. Он принимает участие в проведении нервных импульсов, влияет на сокращение мышц, на свёртываемость крови, снижает проницаемость сосудов, влияет на обмен веществ, является активатором ряда ферментов. К тому же он уменьшает аллергические проявления и обладает противовоспалительным действием.

По содержанию и качеству усвоения кальция, лучшим его источником является молочная продукция. Усвоение данного макроэлемента зависит от соотношения его количества с количеством других пищевых веществ в блюдах Вашего рациона. Если в организме наблюдается избыток фосфора, то в кишечнике образуется соединение кальция с калом. После всасывания переизбытка фосфора, кальций может постепенно выводиться из костей.

Оптимальным для взрослых людей соотношением кальция к фосфору считают пропорцию 1:1,5. Ближе всего к оптимальной пропорции относится соотношение кальция к фосфору в твороге и сыре. В целом, лучшее соотношение наблюдается во всей молочной продукции, и иногда - в некоторых фруктах и овощах. Сочетание каши с молоком, или хлеба с сыром улучшает соотношение кальция и фосфора.

Из кишечника кальций всасывается в комплексном виде: с жёлчными и жирными кислотами. Недостаток и переизбыток жиров в еде значительно ухудшает усвояемость кальция. Избыток липидов образует так называемые кальциевые мыла, которые не всасываются. При одинаковом процессе всасывания магния и кальция, переизбыток первого связывает в кишечнике некоторую часть жёлчных и жирных кислот, которые необходимы для усвоения кальция. Оптимальное соотношение кальция к магнию в рационе является 1:0,5. В картофеле, хлебе, мясе, крупах соотношение кальция к магнию в среднем 0,5:1. Щавель, шпинат, инжир, шоколад, какао - ухудшают всасывание кальция.

При недостатке витамина D усвояемость кальция серьёзно нарушается. Организм начинает использовать кальций из костей. На усвояемость кальция в равной степени влияет и избыток, и недостаток белков.

В сутки взрослому человеку необходимо 800 мг кальция. При аллергии и воспалительных заболеваниях суставов, костей и кожи, содержание кальция с помощью диеты увеличивают в 2 - 3 раза. Увеличение в диете кальция производится за счёт молочных продуктов.

Фосфор
Фосфор крайне необходим для протекания обмена веществ и для правильного функционирования мозговой и нервной ткани, а также для работы печени, мышц, почек. Фосфор является составляющим нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты считаются носителями генетической информации и энергетического ресурса - аденозинтрифосфорной кислоты.

Фосфор участвует в формировании костей, гормонов, ферментов.
Лучший источник фосфора - это животные продукты, бобовые и зерновые. Хотя последние хуже усваиваются, чем животные продукты.
Замачивание бобовых и круп перед термообработкой весьма улучшает усвояемость фосфора. Суточная потребность для взрослых в фосфоре - это 1200 мг. При нервных заболеваниях, туберкулёзе, заболеваниях и переломах костей, в диете повышают содержание фосфора.

Магний
Магний является незаменимым участником углеводного, жирового и энергетического обмена. Он участвует в костеобразовании, нормализует функции сердца и нервной системы. Магний обладает сосудорасширяющим и антиспастическим действием, стимулирует желчеотделение и двигательную функцию кишечника.

Магний находится в растительных продуктах. Для обогащения диеты магнием используют некоторые овощи, крупы, орехи, бобовые, отруби, сухофрукты. Его усвоение подавляет избыточность кальция и жиров, поскольку для всасывания из кишечника данных веществ необходимы жёлчные кислоты.
Суточная потребность в данном веществе - 400 мг. При различных болезнях сердечнососудистой системы, желудочно-кишечного тракта, почек - желательно повышенное употребление магния.

Калий
Калий необходим для регуляции водно-солевого обмена и осмотического давления. Без него не могут нормально функционировать сердце и мышцы. В растительных продуктах, морской рыбе и в мясе содержится наибольшее количество калия. Он способствует выведению наружу натрия и воды.

В сутки необходимо принять 3 г калия. При гипертонии, плохом кровообращении, при заболеваниях почек - необходимость в калии возрастает. Желательно также повысить суточную дозу калия тем, кто принимает мочегонные препараты и кортикостероидные гормоны.

Повышение количества калия в диетах производят за счет растительных продуктов. Как правило, это свежие плоды и овощи, печёный картофель, гречневая и овсяная каши, сухофрукты. При болезни Аддисона (недостаточность функции надпочечников) содержание калия в диетах уменьшают.

Натрий и хлор
Эти вещества поступают в наш организм в основном в виде поваренной соли (натрия хлорид). Хлор принимает участие в регуляции осмотического давления, а также в образовании соляной кислоты, которая входит в состав желудочного сока. Много натрия содержится в подсоленной пище (2,5 г соли содержит 1 г натрия). Натрий принимает участие в межтканевом и внутриклеточном обмене веществ, в регулировании осмотического давления в тканях, клетках. Он активирует пищеварительные ферменты и способствует тому, чтобы жидкость накапливалась в организме.

Боржоми, Ессентуки - эти минеральные воды богаты содержанием натрия. А вот в плодах, крупах, овощах натрия совсем мало. Если пациенту необходимо придерживаться бессолевой диеты, то он должен изучить таблицу содержания соли в продуктах. Существуют специальные таблицы, по которым можно свериться и узнать в граммах точное количество соли на 100 грамм продукта.

В сутки необходимо съесть около 10 - 12 г соли, эту потребность легко удовлетворить за счёт её содержания в готовых блюдах. Потребность в соли значительно возрастает (до 20 - 25 г соли) при недостаточности коры надпочечников, при обильном потоотделении, при сильных поносах и рвоте, при обширных ожогах.

Ограничение соли или даже полное её исключение показано при заболеваниях печени и почек с отёками, при патологиях сердечно-сосудистой системы, при гипертонии, ожирении, ревматизме. В качестве заменителя используют диетические соли, например, Сана-Сол. Если пациенту показано малосолевое питание, а он привык к сильносолёной пище, то переводить его на диетическое питание нужно медленно.

Когда пациенту назначена длительная бессолевая диета, то во избежание дефицита хлора и натрия, вводят так называемые «солевые дни». В такие дни можно добавить в еду 5 - 6 г соли. В начальной стадии дефицит этих веществ проявляется снижением вкусовых ощущений, мышечной слабостью и вялостью.

Сера
Без серы невозможно было бы поддерживать здоровый вид кожи. Сера нужна для синтеза кератина, который находится в волосах, ногтях и суставах. Этот микроэлемент входит в состав многих ферментов и белков.

Много серы содержится в волосах. Является доказанным тот факт, что в кудрявых волосах сера находится в большем количестве, чем в прямых волосах. Атомы серы входят в состав некоторых аминокислот (метионин и цистеин).

Лучшими источниками серы являются: ракообразные и моллюски, яйца, говядина, птица, свинина, бобовые, сушёные персики. Элемент содержится в большинстве продуктов с высоким содержанием белка. Соответственно, при достаточном потреблении белка дефицита серы никогда не случается.

Доказано, что приём 0,7 мг чистой серы в сутки оказывает негативное воздействие на кишечник. А если принимать большое количество органически связанной серы, например, находящейся в составе аминокислот, то это не приведёт к интоксикации.

Микроэлементы

Железо
Процессы кроветворения и тканевого дыхания требуют участия такого микроэлемента как железо. Молекулы железа входят в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов. Роль пищевых продуктов, содержащих этот химический элемент, определяется двумя факторами: количеством железа и степенью его усвоения.

То железо, которое поступает с пищей, частичным образом всасывается в кровь из кишечника. Мясо и субпродукты являются богатым источником железа, и более того, именно из этих продуктов оно лучше всего усваивается.

Всасыванию микроэлемента способствуют аскорбиновая и лимонная кислоты, а также фруктоза, которые в большом количестве находятся во фруктовых соках и фруктах. То есть, если пить апельсиновый сок, то железо лучше усваивается из многих продуктов, даже из тех, в которых его содержатся совсем мало. Дубильные вещества и щавелевая кислота, наоборот, ухудшают всасывание железа, именно поэтому богатые железом черника, айва, шпинат, щавель, хоть и содержат его в большом количестве, но не являются важными источниками данного вещества. В бобовых и зерновых продуктах, а также в некоторых овощах содержатся фитины и фосфаты, которые препятствуют всасыванию железа. При добавлении рыбы или мяса к данным продуктам, усвояемость железа повышается, при добавлении яиц или молочных продуктов - уровень усвояемости не меняется.

Усвоение железа подавляет крепко заваренный чай. Из рациона, в котором находятся животные и растительные продукты, в среднем усваивается около 10 % железа. При дефиците железа увеличивается всасывание его из кишечника. Так, у здорового человека из хлебных продуктов усваивается около 4% железа, а у человека, страдающего дефицитом железа, усваивается 8%. Процессы всасывания ухудшаются при заболеваниях кишечной системы и при снижении секреторной функции желудка.

В сутки взрослому мужчине требуется не менее чем 10 мг железа, а женщине - 18 мг. Такая разница в потребности микроэлемента обусловлена высокой потерей крови во время ежемесячных менструаций. Дефицит элемента приводит к ухудшению клеточного дыхания. Серьёзнейшее нарушение, к которому может привести сильный дефицит - это гипохромная анемия.

Если у человека постоянно бледные веки и бледная кожа на лице, то по этим визуальным признакам можно заподозрить анемию. Другие симптомы: сонливость, усталость, апатия, снижение внимания, частый понос, снижение зрения.

Развитию железодефицитного состояния способствует нехватка в питании белков животного происхождения, кроветворных микроэлементов и витаминов. Так, нехватка белков ухудшает способность железа участвовать в синтезе гемоглобина.

Дефицит микроэлемента может возникнуть при кровопотерях (острых или хронических), при заболеваниях желудка (резекция желудка, энтерит, гастрит), при глистных инвазиях. Именно поэтому при многих болезнях потребность организма в железе повышается.

Йод
Йод принимает участие в синтезе гормонов щитовидной железы. В географических районах, где наблюдается дефицит йода в воде и в пищевых продуктах, возникает так называемый эндемический зоб. Развитие болезни происходит из-за преимущественно углеводного питания, недостатка животных белков и витаминов, микроэлементов. Чтобы избежать болезни, в превентивных целях для приготовления пищи используют йодированную поваренную соль.

Йодом весьма богаты морепродукты. Хороший источник йода - морская капуста. Тепловая обработка и длительное хранение снижают количество йода в продуктах.
Содержание йода необходимо увеличить в суточном рационе при ожирении, атеросклерозе, недостаточности щитовидной железы.

Фтор
Фтор нужен для построения костной, а в особенности - зубной ткани. При нехватке фтора в воде и рационе быстро развивается кариес зубов, а при переизбытке - флюороз: поражение зубной эмали, костей, и хрупкость зубов. В чае, морепродуктах, морской рыбе содержится немалое количество фтора. Молочная продукция, фрукты и овощи бедны фтором.

Медь
Медь принимает участие в тканевом дыхании и кроветворении. Лучшими источниками меди являются: рыба, мясо, морепродукты, раки, печень, оливки, морковь, чечевица, овсяная, гречневая и перловая крупы, картофель, груши, крыжовник, абрикосы.
Медь обладает антиоксидантным действием.

Недостаток меди проявляется бледностью кожи, заметно выступающими венами, частыми кишечными расстройствами. Сильный дефицит приводит к хрупкости костей. Малое количество меди в лимфоцитах приводит к снижению устойчивости организма к инфекционным возбудителям. Правда, дефицит меди - достаточно редкое явление, так как это распространенный элемент.

Никель
О влиянии никеля на человеческий организм ещё не так много известно, но уже нет никаких сомнений в том, что он чрезвычайно важен.

• Никель наряду с железом, кобальтом и медью повышает уровень гемоглобина и оказывает влияние на созревание эритроцитов.
• Он усиливает эффективность действия инсулина.
• Входит в состав ДНК и РНК.
• Активирует действие ферментов.
• Обеспечивает кислородом клетки организма.
• Обеспечивает гормональную регуляцию организма.
• Участвует в обмене жиров.
• Участвует в окислении витамина C.
• Понижает артериальное давление.

Усвояемость никеля снижается при употреблении апельсинового сока, кофе, чая, молока. А нехватка железа, цинка, кальция, магния, напротив, улучшает усвояемость. Во время беременности и кормления у женщин повышается абсорбция никеля.
В сутки человек нуждается не менее чем в 100 мкг никеля.

Стронций
Стронций, который поступает в организм вместе с едой, не слишком хорошо усваивается организмом. Наибольшее количество этого элемента находится в растительной пище, а также в костях и хрящах животных. И в организме человека, как правило, большая часть стронция депонируется именно в костях и хрящах.
Поступление данного микроэлемента с водой и пищей может вызывать такое заболевание как «стронциевый рахит». Это заболевание характеризуется нарушением кальциевого обмена.

Кобальт
Без кобальта невозможна нормальная деятельность поджелудочной железы. Еще одна его функция - образование красных кровяных телец. Также кобальт регулирует деятельность гормона надпочечников - адреналина. Адреналин называют также гормоном выживания. Это неслучайное название, без действия адреналина невозможно улучшение состояния при очень многих заболеваниях. Пациентам с сахарным диабетом, раком крови, анемией, с ВИЧ или СПИД показан рацион, обогащённый кобальтом.
Кобальт и марганец влияют на появление ранней седины в волосах. Кобальт является стимулятором процессов кроветворения; благодаря этому микроэлементу осуществляется синтез нуклеиновых кислот, ответственных за передачу наследственных признаков.

Ванадий
Этот микроэлемент гораздо меньше находится «на слуху», чем остальные его собратья. А между тем, ванадий играет значительную роль в повышении защитной функции организма. Благодаря ванадию повышается невосприимчивость к инфекциям. А в сочетании с другими минералами он замедляет старение.

Хром
Хром вовлечен в процесс синтеза инсулина, а также участвует в углеводном и жировом обмене. По неизвестным причинам, в коже и костях представителей восточных рас содержится в два раза больше хрома, чем у европейцев.
Лучшие источники хрома: желток яиц, дрожжи, проростки пшеницы, печень, сыры, крупы.

Низкое значение хрома в нашем организме влияет на сильные скачки уровня сахара в крови, что может привести к развитию диабета. Признаки предельно низкого количества хрома: раздражительность, спутанность сознания, снижение когнитивных функций, сильная жажда.

Суточная потребность хрома - около 25 мкг. Из них только 10% усваивается организмом.
Пожилым людям требуется больше хрома, потому что с возрастом организм утрачивает способность усваивать и запасать элемент. Хром лучше всего усваивается в хелатированной форме.
Интоксикация хромом практически невозможна, даже если принять большую дозу хромосодержащего препарата, поскольку этот микроэлемент плохо усваивается.

Марганец
Элемент необходим для роста и развития клеток, для синтеза защитного вещества гликопротеина, который покрывает клетки. Он способствует регуляции уровня сахара в крови. Без марганца невозможно образование естественного противовирусного агента интерферона. Более того, марганец проявляет антиоксидантное действие.

Без марганца не усваиваются в нужной мере витамины E, C и витамины группы B. Лучший источник марганца: проростки пшеницы, овес, крупы из цельного зерна, орехи (в частности, фундук и миндаль), сливы, ананасы, фасоль, сахарная свекла, листья салата.
Дефицит марганца редко встречается, так как это достаточно распространённый микроэлемент. Если у человека присутствует избыток меди, то этому явлению может сопутствовать дефицит марганца, поскольку организм использует его в превентивных целях, чтобы снизить уровень меди.

Марганец присутствует в чае, и если человек пьёт много чая в течение дня, то он получает достаточную дозу микроэлемента, несмотря на то, что кофеин, который содержится в чае, мешает всасыванию элемента.

Молибден
Молибден депонируется в печени, а затем расходуется на метаболические процессы железа. Функции этого микроэлемента различны: от профилактики разрушения зубов до предотвращения импотенции.

Лучшие источники молибдена: гречневая крупа, пшеничные проростки, бобовые, печень, ячмень, рожь, соевые, куриные яйца, хлеб. Содержание микроэлемента уменьшается из-за излишней очистки продуктов, а также в том случае, если сельскохозяйственные культуры выращивали на скудных почвах.

Нехватка молибдена встречается редко. Симптомы дефицита включают такие признаки как беспокойство и аритмия пульса. Суточная необходимая доза молибдена - от 150 мкг до 500 мкг (для детей - от 30 мкг до 300 мкг). Большое количество микроэлемента (10 - 15 мг в сутки) может вызвать подагру и повлиять на увеличение выделения меди, что приведёт к её дефициту в организме.

Селен
Это очень ценный и редкий для организма микроэлемент. Он жизненно необходим в качестве антиоксиданта, а также для синтеза белков. Селен поддерживает нормальное функционирование печени и укрепляет иммунитет. Он входит в состав спермы и является необходимым элементом для поддержания репродуктивной функции.

Селен выводит из организма ионы тяжелых металлов, в том числе мышьяк и кадмий, что важно для курильщиков. Лучшими источниками селена являются: яйца, чеснок, дрожжи, печень и рыба.

При курении, содержание микроэлемента в организме уменьшается.
Дефицит элемента вызывает облысение, боли в груди, а также усиливает предрасположенность к инфекциям. В сутки селен необходим в количестве 20 мкг для детей и 75 мкг для взрослых. Впрочем, некоторые источники советуют принимать взрослым до 200 мкг селена в сутки.
Аминокислоты или дрожжи с содержанием селена принимать предпочтительнее, чем таблетки с селенитом, поскольку первые являются менее токсичными.

Кремний
В человеческом организме находится не так много кремния, однако он является жизненно важной частью всех костей, хрящей, сосудов. Он помогает предотвратить хрупкость костей, укрепляет клетки волос, ногтей, кожи, стимулирует синтез кератина и коллагена.
Лучшими источниками кремния являются: растительная клетчатка, фрукты и овощи, жёсткая питьевая вода, коричневый рис.

Недостаток кремния вызывает ослабление кожных тканей. По мере старения, кремния в организме становится меньше. Суточное необходимое количество микроэлемента составляет около 25 мг. Токсичность элемента низкая. Натуральные препараты с содержанием кремния экстрагируют из хвоща или бамбука.

Дефицит макроэлементов и микроэлементов

Это явление, к сожалению, часто встречается. Дефицит возникает из-за однообразия питания, из-за нарушения процесса усвояемости, при разных заболеваниях или состояниях. Например, при беременности очень часто возникает дефицитное состояние - нехватка кальция. Аналогичный дефицит возникает и при заболеваниях, таких как остеопороз или рахит.


Дефицит хлора возникает при сильной рвоте. Зобная болезнь является следствием недостаточности йода. Постоянная диарея приводит к дефициту магния. Анемия (нарушение кроветворения), может являться показателем недостатка многих элементов, но чаще всего - железа.

Роль минеральных веществ сложно переоценить. Большая часть макроэлементов являются структурными компонентами и электролитами. Микроэлементы является кофакторами ферментов и белков. В человеческом организме в количественном отношении преобладают железосодержащие белки - это миоглобин, гемоглобин, цитохром, а также около трёхсот цинксодержащих белков.

Микроэлементы, в зависимости от их количества в организме, стимулируют или угнетают многие биохимические процессы. Тем людям, которые отличаются ускоренным обменом веществ (например, спортсмены), сбалансированный приём препаратов, содержащих минеральные вещества и витамины, просто необходим.

На фармацевтическом рынке выпущено немало препаратов, функцией которых является восстановление баланса минеральных веществ в организме. Такие препараты очень удобны в применении, в их суточной дозе находится весь спектр нужных макро- и микроэлементов именно в том количестве, которое необходимо организму.
Стресс любого происхождения (физический, химический, умственный, эмоциональный) повышает потребность организма в витаминах группы B, а загрязнённость воздуха увеличивает потребность в витамине E.

Чрезмерная кулинарная обработка пищи, и её повторный разогрев может привести к разрушению всех находящихся в ней минеральных веществ.
Частое питьё чересчур горячих жидкостей или переизбыток в рационе таких раздражителей как чай, кофе, или специи - сильно снижают выделение пищеварительных соков, а это приводит к ухудшению всасывания витаминов и минеральных веществ из пищи.

Нельзя ждать, пока дефицит витаминов и минеральных веществ начнет проявляться симптоматикой заболеваний, лучше заранее начать профилактические приёмы натуральных препаратов, содержащих сбалансированное количество макро- и микроэлементов.

С каждым годом становится все более очевидной необходимость коррекции пищевого дефицита микро- и макроэлементов у жителей Российской Федерации.

Исследования, проведенные в последнее время, показали, что треть из 40000 обследованных россиян получает в день менее 70% железа и магния от суточных норм потребности. Лишь четверть россиян ежедневно получают количество кальция, достаточное для обеспечения правильного течения физиологических процессов.

Обогащение пищевых продуктов отдельными элементами (кальцием, магнием, йодом) уменьшает их дефицит, но не позволяет решить проблему полностью. Кроме того, точное количество микро- или макроэлемента, форма, в которой данный элемент присутствует в продукте, а также доза получаемого элемента во многом зависят от производителя и индивидуальных предпочтений покупателей.

Минеральные соединения входят в состав всех клеток и тканей организма животных и человека. В организме человека обнаружено свыше 80 элементов, которые принято делить на макро-, микро- и ультрамикроэлементы. К макроэлементам, ежесуточное потребление которых может достигать нескольких граммов в день, относятся калий, кальций, магний, натрий, фосфор и другие минералы, широко распространенные в природе и в составе пищевых продуктов. Микроэлементами (концентрация в тканях не более 0,001% от сухой массы ткани) являются йод, фтор, медь, цинк, мышьяк, марганец, бром, алюминий, никель, кобальт, кремний и др. Остается актуальным вопрос о необходимости для организма ультрамикроэлементов (золота, свинца, ртути и др.).

В организм человека минеральные элементы попадают в составе пищевых продуктов, воды и, в меньшей степени, воздуха. В воздух и воду минералы попадают из разрушающихся под действием эрозии горных пород. Образующиеся при этом крошечные частички разносятся ветром на большие расстояния и, оседая, формируют основу почвы. Микроорганизмы почвы перерабатывают мельчайшие кристаллы минеральных солей и способствуют их поступлению в растения. Употребление растительной пищи, а также мяса и молока травоядных животных обеспечивает организм необходимыми минералами.

В пищевых продуктах минеральные вещества содержатся в виде неорганических соединений, в форме солей органических кислот, а также в связи с белками, углеводами и жирами.

Все соединения минералов, поступающих в организм, могут быть разделены на органические и неорганические. Для того, чтобы быть полноценно усвоенными, неорганические соли минералов (карбонаты, силикаты, сульфаты и др.) должны переведены в ионизированную форму. В связи с этим обстоятельством поступление в организм различных форм минералов зависит не только от дозы вводимого макро- или микроэлемента, но и от его растворимости и ионизации в желудочно-кишечном тракте, а также активности соответствующих ионных каналов.

Применительно к минералам биодоступность может быть определена как та часть от потребленного количества минерала, которая успешно всосалась в пищеварительном тракте, была доставлена до места действия и конвертирована в физиологически активную форму. Далеко не всегда прямое измерение минерала концентрации минерала в плазме крови, в моче или тканях правильно отражает его истинную биоусвояемость. Большинство работ по биодоступности основывается на включении различных форм минерала в диету, изначально дефицитную по данному элементу, и оценке возникающих при этом изменений физиологических показателей.

Химическая и физическая форма минерального соединения во многом определяет его биодоступность в организме животных и человека.

Минеральные вещества, поступая в организм человека в составе пищевых продуктов, всасываются в кишечнике, накапливаются в костях, коже, печени и других внутренних органах.

Роль минералов в жизнедеятельности организма трудно переоценить. Они участвуют в регуляции обмена веществ и поддержании гомеостаза; принимают участие в регенерации тканей, образовании гормонов, ферментов, гемоглобина; обеспечивают мышечную сократимость, генерацию и проведение импульсов; регулируют осмотическое давление, кислотно-щелочное равновесие, влияют на состояние коллоидов тканей, принимают участие в процессах переваривания пищи и т.д. Нормальная структура и деятельность каждой живой клетки напрямую зависит от качественного и количественного состава минералов. Как и витамины, минералы часто функционируют в виде коферментов, обеспечивая правильное течение различных анаболических и катаболических процессов.

Железо – макроэлемент, жизненно необходимый для синтеза гемоглобина, нормального развития и роста клеток. При недостатке железа развивается анемия, дегенеративно-дистрофические процессы в коже, слизистых, снижается иммунитет, нарушается мышечная сократимость.

Суммарный запас железа в организме составляет 2500 мг. В норме лишь малое количество железа (около 1 мг в день) теряется организмом (со слущенными клетками кишечного эпителия, кожи, желчью) и восполняется его поступлением с пищей. Женщины дополнительно теряют еще 12мг железа в менструальный период, что определяет более высокую потребность женщин в железе. Во время беременности и лактации потребность в железе резко возрастает. Большое количество этого макроэлемента также требуется детям в период младенчества, раннего детства и в подростковом периоде.

Суточная потребность составляет 10 мг пищевого железа для мужчин, 18 мг – для женщин. У здоровых людей усваивается лишь 10% пищевого железа. Неорганические формы железа лучше всасываются в присутствии аскорбиновой кислоты и значительно хуже – в присутствии хитиновой.

Кальций. Кальций участвует в генерации и проведении возбуждения по нервным волокнам, сокращении мышечных клеток, формировании костной ткани, регулирует свертывание крови, снижает артериальное давлении, участвует в синтезе белков, РНК и ДНК, поддерживает нормальную проницаемость клеточных мембран, участвует в поддержании баланса между процессами возбуждения и торможения в ЦНС.

При выраженной гипокальциемии наблюдается повышенная возбудимость нервной системы и мышечной ткани с тетаническими судорогами. При хронической гипокальциемии нарушаются процессы свертывания крови (фибриноген превращается в фибрин в присутствии ионов кальция), оссификации (развиваются остеопороз, остеомаляция). При недостатке ионов кальция тормозится ресинтез гликогена, удлиняется интервал Q-Т электрокардиограммы, что указывает на замедление возбуждения желудочков.

Симптомами недостаточности кальция могут быть боли в суставах, ломкость ногтей, экзема, повышенный уровень холестерина в крови, тахикардия, гипертензия, бессонница, мышечные спазмы, нервозность, онемение рук или ног, бледность лица, ревматоидный артрит, рахит и разрушение зубов.

На всасывание и баланс кальция в организме большое влияние оказывает содержание в организме и в составе пищевых продуктов магния. Оптимальным считается соотношение между магнием и кальцием, равное 1/2.

Кальций – макроэлемент, прием которого отдельными группами населения должен носить практически постоянный характер (пожилые люди, беременные и кормящие женщины, дети и подростки). Согласно данным НИИ питания РАМН, полученным в результате исследования рациона питания россиян в последние 10 лет, менее 25% жителей России получают ежедневно достаточное количество кальция в составе пищевых продуктов.

Среднее потребление кальция мужчинами составляет 526мг в день, женщинами – 480мг. Вместе с тем, НИИ питания РАМН адекватным признан уровень потребления кальция 1200мг в день. Таким образом, в среднем человек ежедневно недополучает более половины необходимого количества кальция.

Основными источниками кальция являются молочные и мясные продукты, у взрослых, в первую очередь, сыр. Однако хорошо известно, что продукты животного происхождения, в том числе твердые сорта сыра, богаты холестерином, а следовательно, не могут быть рекомендованы в больших количествах людям с гиперхолестеринемией, атеросклеротическим поражением сосудов и ожирением.

Суточная потребность в соответствии с «Физиологическими нормами…» – 800 – 1250мг, в соответствии с «Рекомендуемыми уровнями потребления пищевых и биологически активных веществ»» (2004г.) – 1250 – 2500мг; оптимальное соотношение между кальцием и фосфором 1/3.

Магний – важный катализатор ферментной деятельности, особенно энзимов, участвующих в производстве энергии. Он стимулирует всасывание и обмен других минеральных веществ, а именно кальция, фосфора, натрия и калия. Он также ускоряет процесс усвоения витаминов группы В, витамина С и витамина Е. Магний необходим для нормального функционирования миокарда.

При недостатке магния нарушается биосинтез белков, возникают непроизвольные мышечные сокращения, иногда вплоть до судорог; нарушается аппетит. Избыточное введение магния ведет к вытеснению из организма кальция. При этом развиваются остеопороз, тормозные процессы в нервной системе, сонливость, появляются нарушения чувствительности, парестезии.

Было доказано, что обогащение рациона магнием позволяет предотвратить или уменьшить снижение слуха, обусловленное воздействием шума.

Около 40% поступающего с пищей магния всасывается в кишечнике (в виде магниевых солей жирных кислот и желчных кислот), попадает в печень, затем откладывается в костной и мышечной тканях.

К возможным проявлениям недостаточности магния относятся: дезориентация во времени и пространстве, бессонница, раздражительность, нарушения пищеварения, тахикардия, вспышки гнева или раздражения. Часто симптоматика недостаточности магния аналогична симптомам диабета.

Недостаточность магния лежит в основе многих сердечно-сосудистых заболеваний. Она может быть главной причиной летальной сердечной аритмии, гипертензии, внезапной остановки сердца, а также астмы, хронической усталости, депрессии, бессонницы, синдрома раздраженной толстой кишки и легочных заболеваний. Оптимальное содержание магния в дневном рационе питания – 400мг.

Селен является микроэлементом, принимающим участие в реализации антиоксидантной защиты организма, прежде всего в составе глютатионового цикла. Нейтрализуя свободные радикалы, селен принимает участие в регуляции иммунных реакций, окисления липопротеидов, атерогенеза, свертывания крови, способствует сохранению эластичности сосудистой стенки, особенно артериальных сосудов. Установлено также, что селен противодействует образованию опухолей.

Совместно с витамином Е селен стимулирует образование антител и регулирует активность воспалительной реакции и силу иммунного ответа.

В сочетании с витамином Е и цинком селен способствует нормальному функционированию сердца, печени и поджелудочной железы. Селен принимает участие в метаболизме ксенобиотиков.

Источником селена в обычном питании человека являются продукты животного и растительного происхождения. Главным источником селена растительного происхождения являются зерновые, особенно пшеница. Тонкий помол муки с удалением элементов зародыша зерна обусловливает снижение уровня селена в продукте.

Хром относится к эссенциальным микроэлементам. Он является кофактором инсулина, повышает активность инсулина и оказывает влияние на жировой, белковый и углеводный обмен.

Экспериментальные данные свидетельствуют о способности хрома увеличивать мышечную массу тела, снижать содержание жира в организме и увеличивать скорость обмена веществ. Этот микроэлемент поддерживает стабильный уровень сахара в крови, способствуя полной утилизации инсулина, и может быть полезен как для диабетиков, так и для лиц, страдающих гипогликемией. Исследования показали, что хром может увеличивать продолжительность жизни и помогает бороться с остеопорозом.

Недостаточность хрома может вызывать состояние беспокойства, усталость, неполноценный метаболизм аминокислот и повышенный риск атеросклероза.

Хотя суточные нормы хрома невелики (50 – 250мг), около половины населения испытывает дефицит этого микроэлемента. Особенно часто недостаточность хрома выявляется у лиц старшего и преклонного возраста.

По оценкам исследователей, способность поддерживать нормальный уровень сахара в крови ставится под угрозу недостатком хрома в почве и воде, а также питанием с высоким содержанием рафинированного сахара, муки и суррогатных продуктов.

Основными пищевыми источниками хрома являются ростки пшеницы, печень, сыр, бобы, горох, цельное зерно.

Цинк входит в состав более 200 ферментов, регулирующих процессы пищеварения и обмена веществ. Цинк является минеральным компонентом инсулина, необходим для синтеза нуклеиновых кислот и Т-лимфоцитов, активации многих ферментов. Он требуется для белкового синтеза и образования коллагена, улучшает защитную способность иммунной системы. Цинк обостряет ощущения вкуса и запаха. Он защищает печень от воздействия вредных химических веществ и очень важен костного образования. Цинк оказывает влияние на окислительно-восстановительные процессы, повышает активность костной и кишечной фосфатазы.

При недостаточности цинка снижается активность трипсина, замедляется всасывание белков в кишечнике, уменьшается их содержание в плазме крови. В крови увеличивается содержание мочевой кислоты и уменьшается выделение креатина с мочой, понижается активность каталазы печени и почек. Под влиянием цинка угнетается активность протеаз, щелочной фосфатазы, активируется пероксидаза и восстанавливается нормальное тканевое дыхание. Цинк усиливает эффект гонадотропного гормона гипофиза, оказывает благоприятное влияние на антидиуретическую активность гипофизарных гормонов. Гипофиз, по-видимому, обладает способностью концентрировать цинк.

Таким образом, цинк влияет на функцию гипофиза, половых желез, поджелудочной железы, на обмен белков. В организме человека цинк связан с глобулинами. Он обладает липотропным эффектом: способствует повышению распада жиров, под его влиянием уменьшается содержание жира в печени. Цинк способствует регенерации эритроцитов и гемоглобина.

При острых инфекционных заболеваниях, злокачественных новообразованиях, хроническом нефрите, остром паренхиматозном гепатите, ревматическом полиартрите содержание цинка в плазме значительно снижается. Количество цинка повышается в сыворотке крови при гемолизе эритроцитов и нарастает в эритроцитах при асфиксии.

При злокачественной анемии содержание цинка в эритроцитах повышается, а в плазме понижается. При лейкемии в лейкоцитах содержится только 0,1% цинка по сравнению с нормой. Количество его не восстанавливается, несмотря на введение в организм.

Ряд исследователей подтверждает, что гипогликемический инсулина обусловлен содержанием в инсулине цинка.

Недостаточность цинка может проявляться в потере ощущений вкуса и запаха. Она может также вызывать хрупкость, отслаивание и образование белых пятен на ногтях. Другими возможными симптомами недостаточности цинка могут быть задержка полового созревания, усталость, замедление роста, выпадение волос, ослабление остроты сумеречного зрения, повышенная подверженность инфекциям, предрасположенность к диабету, медленное заживление ран.

Продукты питания содержат весьма незначительные количества цинка, составляющие несколько микрограмм на 100г продукта. Лучшими пищевыми источниками цинка являются устрицы, субпродукты, пшеничные зародыши, черника, семена тыквы и подсолнуха.

Улучшают всасывание цинка такие компоненты, как миозин, отдельные органические (цитрат) и аминокарбоновые кислоты (глицин, глютаминовая кислота, цистеин, гистидин), лактоза и витамин А. Белок способствует усвоению цинка, однако отдельные белки, такие как казеин, проявляют умеренное ингибиторное действие на всасывание цинка. Отдельные лекарственные препараты (каптоприл, тиазидные диуретики, оральные контрацептивы, Н 2 -блокаторы и блокаторы протоновой помпы) могут влиять на обмен цинка: нарушать всасывание или усиливать его выведение.

Медь. Благодаря своим окислительно-восстановительным свойствам медь является кофактором более 30 ферментов.

Для нормальной жизнедеятельности организма необходимо поступление меди в дозе 1 – 5мг в день. Основными источниками меди для человека являются мясо, морепродукты, орехи, зерновые, какао и отруби.

Дефицит меди приводит к нарушению формирования сердечно-сосудистой системы в связи с участием этого микроэлемента в химической модификации коллагена и эластина. При этом наблюдается гиперрастяжимость соединительной ткани, проявляющаяся аневризмами аорты и крупных сосудов, пролапсом митрального клапана сердца, а также вегетативными реакциями. Повышенная кровоточивость в сочетании с анемией создают предпосылку к появлению гематом и инфаркта. При дефиците меди отмечается высокий уровень холестерина крови.

Сведения о суточной потребности, биологической роли и продуктах источниках основных макро- и микроэлементов представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Сведения о суточной потребности, биологической роли и продуктах источниках основных макро- и микроэлементов.

Минеральное вещество	Сут. потр.	Биологическая роль	Продукты - источники
		Энергетическая функция (образование АТФ), твердая основа костной ткани	Хлеб дрожжевой, бобовые, печень, икра, крупы,сыр
		Формирование костей скелета, участие в процессе свертывания крови, проницаемости клеточных оболочек, поддержание нервно-мышечной возбудимости, нормализует сон, помогает бороться с тревожностью и фобиями	Молочные продукты, сыр, инжир, мелкая рыба (едят с костями), мясо, орехи, салат
		Формирование буферных систем, влияние на коллоидное состояние тканей (антагонист натрия), тонизирует нервную систему, помогает справиться с синдромом хронической усталости, защищает сердце	Бананы, персики, яблоки, картофель, абрикосы, сливы, груши, виноград, капуста, морковь, помидоры
		Участие в межклеточном и тканевом обмене, поддержание КЩР, поддержание осмотического давления цитоплазмы и биологических жидкостей	Поваренная соль
		Участвует в метаболизме ряда ферментов, сосудорасширяющее и антиспастическое действие, стимуляция желчевыделения и перистальтики кишечника, выведение шлаков и холестерина, поддержание организма во время эмоционального стресса	Шпинат, баклажаны, редис, овсяная каша, пшено, редька, рыба, соя, мясо, яйца
	50мкг – 250мкг	увеличивает мышечную массу тела, снижает содержание жира в организме и увеличивает скорость обмена веществ, поддерживает стабильный уровень сахара в крови	ростки пшеницы, печень, сыр, бобы, горох, цельное зерно
		Участвует в фосфорно-кальциевом обмене, увеличивает активность фосфатаз, холинэстеразы	Питьевая вода, продукты растениеводства, морская рыба, чай
	10 – 30 мкг	Участвует в синтезе витамина В 12 , стимуляции эритропоэза	Морепродукты (креветки), рыба морская, печень говязья и свиная, мясо кроликов, гречка, пшено, смородина черная, перец красный, бобовые
		Обеспечение дыхания, кроветворения, окислительно-восстановительных реакций, иммунитета	Свекла, соя, фасоль, яблоки, хурма, печень свиная, гречка, миндаль, темно-зеленые овощи, печень, красное мясо, чечевица, яичные желтки, картофель
Марганец		Входит в состав многих ферментов, антиоксидант	Печень, крупы, бобовые, орехи, чай, кофе, лиственная зелень, гречиха
		Участвует в кроветворении, всасывании железа, процессах миелинизации нервной ткани, иммунитете	Мясо, морепродукты, орехи, зерновые отруби
		Защищает от агрессивного влияния окружающей среды, активизирует процессы мышления	Мясо, рыба, устрицы, печень, бобовые, тыквенные семечки и семена подсолнечника, отруби, яйца, зародыши пшеницы, растительное масло
	70 – 150мкг	Антиоксидант, антагонист ртути, кадмия и мышьяка, участвует в формировании иммунитета	Морепродукты, печень, почки, сердце, зерновые, чеснок, сливочное масло, крупы, цитрусовые
	150– 300мкг	Участвует в образовании гормонов щитовидной железы	Морская капуста, треска, креветки, яйцо куриное, мясо, печень, молоко, бобовые, овощи, крупы, фрукты

Видеоурок 2: Строение, свойства и функции органических соединений Понятие о биополимерах

Лекция: Химический состав клетки. Макро- и микроэлементы. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ

Химический состав клетки

Обнаружено, что в клетках живых организмов постоянно содержатся в виде нерастворимых соединений и ионов около 80 химических элементов. Все они подразделяются на 2 большие группы по своей концентрации:

макроэлементы, содержание которых не ниже 0,01%;

микроэлементы – концентрация, которых составляет меньше 0,01%.

В любой клетке содержание микроэлементов составляет менее 1%, макроэлементов соответственно -- больше 99%.

Макроэлементы:

Натрий, калий и хлор – обеспечивают многие биологические процессы – тургор (внутреннее клеточное давление), появление нервных электрических импульсов.

Азот, кислород, водород, углерод. Это основные компоненты клетки.

Фосфор и сера – важные компоненты пептидов (белков) и нуклеиновых кислот.

Кальций – основа любых скелетных образований – зубов, костей, раковин, клеточных стенок. Также, участвует в сокращении мышц и свертывании крови.

Магний – компонент хлорофилла. Участвует в синтезе белков.

Железо – компонент гемоглобина, участвует в фотосинтезе, определяет работоспособность ферментов.

Микроэлементы содержатся в очень низких концентрациях, важны для физиологических процессов:

Цинк – компонент инсулина;

Медь – участвует в фотосинтезе и дыхании;

Кобальт – компонент витамина В12;

Йод – участвует в регуляции обмена веществ. Он является важным компонентом гормонов щитовидной железы;

Фтор – компонент зубной эмали.

Нарушение баланса концентрации микро и макроэлементов приводит к нарушениям метаболизма, развитию хронических болезней. Недостаток кальция – причина рахита, железа – анемия, азота – дефицит протеинов, йода – снижение интенсивности метаболитических процессов.

Расмотрим связь органических и неорганических веществ в клетке, их строение и функции.

В клетках содержится огромное количество микро и макромолекул, относящихся к разным химическим классам.

Неорганические вещества клетки

Вода . От общей массы живого организма она составляет наибольший процент – 50-90% и принимает участие практически во всех процессах жизнедеятельности:

терморегуляции;

капиллярных процессах, так как является универсальным полярным растворителем, влияет на свойства межтканевой жидкости, интенсивности обмена веществ. По отношению к воде все химические соединения делятся на гидрофильные (растворимые) и липофильные (растворимые в жирах).

От концентрации ее в клетке зависит интенсивность обмена веществ – чем больше воды, тем быстрее происходят процессы. Потеря 12% воды человеческим организмом – требует восстановления под наблюдением врача, при потере 20% – наступает смерть.

Минеральные соли. Содержатся в живых системах в растворенном виде (диссоциировав на ионы) и нерастворенном. Растворенные соли участвуют в:

переносе веществ сквозь мембрану. Катионы металлов обеспечивают «калиево-натриевый насос», изменяя осмотическое давление клетки. Из-за этого вода с растворенными в ней веществами устремляется в клетку либо покидает ее, унося ненужные;

формировании нервных импульсов, имеющих электрохимическую природу;

сокращении мышц;

свертывании крови;

входят в состав белков;

фосфат-ион – компонент нуклеиновых кислот и АТФ;

карбонат-ион – поддерживает Ph в цитоплазме.

Нерастворимые соли в виде цельных молекул образуют структуры панцирей, раковин, костей, зубов.

Органические вещества клетки

Общая черта органических веществ – наличие углеродной скелетной цепи. Это биополимеры и небольшие молекулы простой структуры.

Основные классы, имеющиеся в живых организмах:

Углеводы . В клетках присутствуют различные их виды -- простые сахара и нерастворимые полимеры (целлюлоза). В процентном отношении доля их в сухом веществе растений -- до 80%, животных – 20%. Они играют важную роль в жизнеобеспечении клеток:

Фруктоза и глюкоза (моносахара) – быстро усваиваются организмом, включаются в метаболизм, являются источником энергии.

Рибоза и дезоксирибоза (моносахара) – один из трех основных компонентов состава ДНК и РНК.

Лактоза (относится к дисахарам) – синтезируется животным организмом, входит в состав молока млекопитающих.

Сахароза (дисахарид) – источник энергии, образуется в растениях.

Мальтоза (дисахарид) – обеспечивает прорастание семян.

Также, простые сахара выполняют и другие функции: сигнальную, защитную, транспортную.
Полимерные углеводы – это растворимый в воде гликоген, а также нерастворимые целлюлоза, хитин, крахмал. Они играют важную роль в метаболизме, осуществляют структурную, запасающую, защитную функции.

Липиды или жиры. Они нерастворимы в воде, но хорошо смешиваются между собой и растворяются в неполярных жидкостях (не имеющих в составе кислород, например – керосин или циклические углеводороды относятся к неполярным растворителям). Липиды необходимы в организме для обеспечения его энергией – при их окислении образуется энергия и вода. Жиры очень энергоэффективны – с помощью выделяющихся при окислении 39 кДж на грамм можно поднять груз весом в 4 тонны на высоту в 1 м. Также, жир обеспечивает защитную и теплоизоляционную функцию – у животных толстый его слой способствует сохранению тепла в холодный сезон. Жироподобные вещества предохраняют от намокания перья водоплавающих птиц, обеспечивают здоровый лоснящийся вид и упругость шерсти животных, выполняют покровную функцию у листьев растений. Некоторые гормоны имеют липиднуюструктуру. Жиры входят в основу структуры мембран.

Белки или протеины являются гетерополимерами биогенной структуры. Они состоят из аминокислот, структурными единицами которых являются: аминогруппа, радикал, и карбоксильная группа. Свойства аминокислот и их отличия друг от друга определяют радикалы. За счет амфотерных свойств – могут образовыватьмежду собой связи. Белок может состоять из нескольких или сотен аминокислот. Всего в структуру белков входят 20 аминокислот, их комбинации определяют разнообразие форм и свойств протеинов. Около десятка аминокислот относятся к незаменимым – они не синтезируются в животном организме и их поступление обеспечивается за счет растительной пищи. В ЖКТ белки расщепляются на отдельные мономеры, используемые для синтеза собственных белков.

Структурные особенности белков:

первичная структура – аминокислотная цепочка;

вторичная – скрученная в спираль цепочка, где образуются между витками водородные связи;

третичная – спираль или несколько их, свернутые в глобулу и соединенные слабыми связями;

четвертичная существует не у всех белков. Это несколько глобул, соединенных нековалентными связями.

Прочность структур может нарушаться, а затем восстанавливаться, при этом белок временно теряет свои характерные свойства и биологическую активность. Необратимым является только разрушение первичной структуры.

Белки выполняют в клетке множество функций:

ускорение химических реакций (ферментативная или каталитическая функция, причем каждый из них отвечает за конкретную единственную реакцию);
транспортная – перенос ионов, кислорода, жирных кислот сквозь клеточные мембраны;

защитная – такие белки крови как фибрин и фибриноген, присутствуют в плазме крови в неактивном виде,в месте ранений под действием кислорода образуют тромбы. Антитела -- обеспечивают иммунитет.

структурная – пептиды входят частично или являются основой клеточных мембран, сухожилий и других соединительных тканей, волос, шерсти, копыт и ногтей, крыльев и внешних покровов. Актин и миозин обеспечивают сократительную активность мышц;

регуляторная – белки-гормоны обеспечивают гуморальную регуляцию;
энергетическая – во время отсутствия питательных веществ организм начинает расщеплять собственные белки, нарушая процесс собственной жизнедеятельности. Именно поэтому после длительного голода организм не всегда может восстановиться без врачебной помощи.

Нуклеиновые кислоты. Их существует 2 – ДНК и РНК. РНК бывает нескольких видов – информационная, транспортная, рибосомная. Открыты щвейцарцем Ф. Фишером в конце 19-го века.

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Содержится в ядре, пластидах и митохондриях. Структурно является линейным полимером, образующим двойную спираль из комплементарных цепочек нуклеотидов. Представление о ее пространственной структуре было создано в в 1953 г американцами Д. Уотсоном и Ф. Криком.

Мономерные ее единицы --нуклеотиды, имеющие принципиально общую структуру из:

фосфат-группы;

дезоксирибозы;

азотистого основания (принадлежащие к группе пуриновых – аденин, гуанин, пиримидиновых – тимин и цитозин.)

В структуре полимерной молекулы нуклеотиды объединены попарно и комплементарно, что обусловлено разным количеством водородных связей: аденин+тимин – две, гуанин+цитозин – водородных связей три.

Порядок расположения нуклеотидов кодирует структурные последовательности аминокислот белковых молекул. Мутацией называются изменения порядка нуклеотидов, так как будут кодироваться белковые молекулы другой структуры.

РНК – рибонуклеиновая кислота. Структурными особенностями ее отличия от ДНК являются:

вместо тиминового нуклеотида – урациловый;

рибоза вместо дезоксирибозы.

Транспортная РНК – это полимерная цепочка, которая в плоскости свернута в виде листочка клевера, основной ее функцией является доставка аминокислоты к рибосомам.

Матричная (информационная) РНК постоянно образуется в ядре, комплементарно какому-либо участку ДНК. Это -- структурная матрица, на основе ее строения на рибосоме будет собираться белковая молекула. От всего содержания молекул РНК этот тип составляет 5%.

Рибосомная – отвечает за процесс составления молекулы белка. Синтезируется на ядрышке. Ее в клетке 85%.

АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. Это нуклеотид, содержащий:

3 остатка фосфорной кислоты;

В результате каскадных химических процессов дыхания синтезируется в митохондриях. Основная функция – энергетическая, одна химическая связь в ней содержит почти столько же энергии, сколько получается при окислении 1 г жира.

Существуют различные классификации химических элементов, содержащихся в организме человека. Так, В. И. Вернадский в зависимости от среднего содержания (массовой доли га, %) в живых организмах делил элементы по декадной системе. Соответственно этой классификации (табл. 5.2) элементы, содержащиеся в живых организмах, делят на три группы:

Макроэлементы. Это элементы, содержание которых в ор­ганизме выше 10~ 2 %. К ним относятся кислород, углерод, водо­род, азот, фосфор, сера, кальций, магний, натрий и хлор.

Микроэлементы. Это элементы, содержание которых в ор­ганизме находится в пределах от 10~ 3 до 10~ 5 %. К ним отно­сятся иод, медь, мышьяк, фтор, бром, стронций, барий, кобальт.

Ультрамикроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме ниже 10~ 5 %. К ним относятся ртуть, золото, уран, торий, радий и др.

В настоящее время ультрамикроэлементы объединяют с микроэлементами в одну группу. В табл. 5.3 приведены уточненные данные по содержанию химических элементов в организме человека. Однако эта классификация отражает только содержание элементов в живых организмах, но не указывает на биологическую роль и физиологическое значение того или иного элемента.

В. В. Ковальский, исходя из значимости для жизнедеятельности, подразделил химические элементы на 3 группы.

Жизненно необходимые (незаменимые) элементы. Они постоянно содержатся в организме человека, входят в состав ферментов, гормонов и витаминов: Н, О, Са, N. К, Р, N3, 5, Мд,С1, С, I, Мп, Си, Со, Ре, 2п, Мо, V. Их дефицит приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности человека.

Примесные элементы. Эти элементы постоянно содержатся в организме животных и человека: Оа, 5Ь, 5г, Вг, Р, В, Ве, Ы, 51, 5п, Сз, А1, Ва, <3е, Аз, КЬ, РЬ, Ка, В1. Си, Сг, N1, "Л, Ад, ТЬ, Н§, У, 5е. Биологическая роль их мало выяснена или неизвестна.

Примесные элементы (5с, Т1, 1п, Ьа, Рг, 5т, \№\ Ке, ТЬ и др.). Обнаружены в организме человека и животных. Данные о количестве и биологическая роль не выяснены.

Элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности различных клеток и организмов, называют биогенными элементами.

Точно перечислить все биогенные элементы в настоящее время еще невозможно из-за сложности определения очень низких концентраций микроэлементов и установления их биологических функций. Для 24 элементов биогенность установлена надежно. Это элементы 1-й и некоторые элементы 2-й групп по Ковальскому.

5.3. Топография важнейших биогенных элементов в организме человека.

Органы человека по-разному концентрируют в себе различные химические элементы, т. е. микро- и макроэлементы неравномерно распределяются между разными органами и тканями. Большинство микроэлементов накапливается в печени, костной и мышечной тканях. Эти ткани являются основным депо (запасником) для многих микроэлементов.

Элементы могут проявлять специфическое сродство по отношению к некоторым органам и содержатся в них в высоких концентрациях. Хорошо известно, что цинк концентрируется в поджелудочной железе, иод - в щитовидной, фтор - в эмали зубов, алюминий, мышьяк, ванадий накапливаются в волосах и ногтях, кадмий, ртуть, молибден - в почках, олово - в тканях кишечника, стронций - в предстательной железе, костной ткани, барий - в пигментной сетчатке глаза, бром, марганец, хром - в гипофизе и т. д. Данные по распределению (топографии) некоторых макро- и микроэлементов в организме человека приведены на рис. 5.4.

В организмах микроэлементы могут находиться как в связан­ном состоянии, так и в виде свободных ионных форм. Установ­лено, что кремний, алюминий, медь и титан в тканях головного мозга находятся в виде комплексов с белками, тогда как марга­нец - в ионном виде.

Водород и кислород - макроэлементы. Они входят в состав воды, которой в организме взрослого человека в среднем содер­жится около 65%. Вода неравномерно распределена по орга­нам, тканям и биологическим жидкостям человека. Так, в желу­дочном соке, слюне, плазме крови, лимфе вода составляет от 99,5 до 90 %. В моче, сером веществе головного мозга, почках - 80%, в белом веществе головного мозга, печени, коже, спинном мозге, мышцах, легких, сердце - 70-80%. Меньше всего - 40 % воды содержится в скелете.

Макроэлементы - углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор - входят в состав белков, нуклеиновых кислот и других биологически активных соединений организма. Содержание угле­рода в белках составляет от 51 до 55%, кислорода - от 22

до 24 %, азота - от 15 до 18 %, водорода от 6,5 до 7 %, серы -от 0,3 до 2,5%, фосфора - около 0,5%. О содержании белков в различных тканях и органах животных и человека, а следова­тельно, и о примерном содержании элементов С, Н, N. 8, Р мож­но судить на основании данных, приведенных в табл. 5.4.

Как следует из табл. 5.4, максимальное количество белков (~80%) содержится в селезенке, легких, мышцах, минимальное (~25%) - в костях и зубах.

Углерод, водород и кислород входят также в состав углево­дов, содержание которых в тканях животных невелико - пример­но 2%. Эти элементы входят в состав липидов (жиров). Кроме того, в состав фосфолипидов входит фосфор в виде фосфатных групп. В наибольшей степени липиды концентрируются в голов­ном мозге (12%), а затем в печени (5%), молоке (2-3%) и сыворотке крови (0,6%). Однако основная часть фосфо­ра - 600 г - содержится в костной ткани. Это составляет 85 % от массы всего фосфора, находящегося в организме человека. Концентрируется фосфор и в твердых тканях зубов, в состав ко­торых он входит вместе с кальцием, хлором, фтором в виде гид-роксил-, хлор-, фторапатитов общей формулы Са5(РО 4)зХ, где X = ОН, С1, Р соответственно.

Кальций преимущественно концентрируется в костной ткани, а также и в зубной ткани. Натрий и хлор в основном содержатся во внеклеточных жидкостях, а калий и магний - во внутрикле­точных. В виде фторидов натрий и калий входят в состав кост­ной и зубной ткани. Магний в виде фосфата М§з(РО 4)2 содер­жится в твердых тканях зуба.

Десять металлов, жизненно необходимых для живого орга­низма, получили название «металлы жизни». Так, установлено, что в организме человека массой 70 кг содержание «металлов жизни» составляет (в г): кальция-1700, калия - 250, нат­рия - 70, магния - 42, железа - 5, цинка - 3, меди - 0,2, мар­ганца, молибдена и кобальта, вместе взятых, - менее 0,1. В теле взрослого человека содержится около 3 кг минеральных солей, причем 5 / 6 этого количества (2,5 кг) приходится на долю кост­ных тканей.

Некоторые макроэлементы (магний, кальций) и большинство микроэлементов содержатся в организме в виде комплексов с биолигандами - аминокислотами, белками, нуклеиновыми кисло­тами, гормонами, витаминами и т. д. Так, ион Ре 2+ в качестве комплексообразователя входит в состав гемоглобина, Со 2+ - в витамин В12, М§[ 2+ - в хлорофилл. Известны многочисленные биокомплексы и других элементов (Си, 2п, Мо и др.), играющие важную биологическую роль в организме.

На изменение содержания химических элементов в организ­ме влияют различные заболевания. Так, при рахите происходит нарушение фосфорно-кальциевого обмена, что приводит к сниже­нию содержания кальция. При нефрите из-за нарушения элек­тролитного обмена уменьшается содержание кальция, натрия, хлора и повышается содержание магния, калия в организме.

В поддерживании определенного содержания макро- и микро­элементов в организме участвуют гормоны.