Минеральные вещества в организме человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Минеральные вещества

Под минеральными веществами в питании подразумевают необходимые в небольших количествах химические элементы, попадающие в организм с пищей в виде минеральных солей. Они не имеют энергетической ценности, но выполняют множество важных функций:

1) Регулирование обмена веществ - участвуют в синтезе многих ферментов, гормонов и витаминов, а также входят в состав некоторых из них. Это позволяет им регулировать большинство биохимических реакций организма. Например, такие пищеварительные ферменты как пепсин и трипсин активны только в соединении с цинком.

2) Поддержание кислотно-щелочного равновесия в крови и клетках тела. Это обеспечивается постоянным соотношением щелочных (натрий, калий и кальций) и кислотных (фосфор, хлор и сера) элементов.

3) Регулирование водно-солевого обмена - поддерживают постоянное осмотическое давление внутри клеток и между ними.

4) Пластическая - необходимы для построения и регенерации тканей, особенно костей (кальций, фосфор) и зубов (фтор).

5) Входят в состав сложных органических соединений, например белков, среди которых гемоглобин (соединение железа с белком) и металлопротеиды (соединения металлов с белками).

6) Генерация (калий, натрий) и передача (кальций) нервных импульсов - таким образом обеспечивается своевременный ответ на все внутренние и внешние раздражения.

7) Участие в работе мышц - их сокращении (кальций) и расслаблении (магний, натрий, калий).

Также эти вещества участвуют в регуляции иммунных процессов, дыхании тканей и сохранении целостности клеточных мембран.

2. Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ

Неправильное или однообразное питание, некачественная питьевая вода.

Геологические особенности различных регионов земли -- эндемические (неблагоприятные) районы.

Большая потеря минеральных веществ по причине кровотечений, болезнь Крона, язвенный колит.

Употребление алкоголя и некоторых лекарственных средств, связывающих или вызывающих потерю микроэлементов.

3. Макроэлементы

Минеральные вещества в зависимости от их содержания в продуктах или организме человека условно подразделяют на макроэлементы и микроэлементы.

Макроэлементы - эти элементы слагают плоть живых организмов. К макроэлементам относят те элементы, рекомендуемая суточная доза потребления которых составляет более 200 мг. Макроэлементы, как правило, поступают в организм человека вместе с пищей.

Рекомендуемая суточная доза > 200 мг:

Калий и натрий между собой функционально связаны и выполняют следующие функции:

* Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений.

* Поддержание осмотической концентрации крови.

* Поддержание кислотно-щелочного баланса.

* Нормализация водного баланса.

При недостатке калия развивается гипокалиемия. Возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Продолжительный дефицит калия может быть причиной острой невралгии.

При переизбытке калия развивается гиперкалиемия, для которой основным симптомом является язва тонкого кишечника. Настоящая гиперкалиемия может вызвать остановку сердца.

Дефицит натрия у питающегося сбалансированной пищей человека не встречается, однако, некоторые проблемы могут возникнуть при вегетарианских диетах и голодании. Временный дефицит может быть вызван использованием мочегонных препаратов, поносом, обильным потением или избыточным употреблением воды. Симптомами нехватки натрия являются потеря веса, рвота, образование газов в желудочно-кишечном тракте, и нарушение усвоения аминокислот и моносахаридов. Продолжительный дефицит вызывает мышечные судороги и невралгию.

Переизбыток натрия вызывает отек ног и лица, а также повышенное выделение калия с мочой. Максимальное количество соли, которое может быть переработано почками составляет примерно 20-30 граммов, большее количество уже опасно для жизни.

В растительных продуктах содержится гораздо больше соединений калия, чем натрия (примерно в 5--10 раз), поэтому, когда хотят снизить содержание жидкости в организме, уменьшить отечность, а также при гипертонической болезни включают в рацион больше блюд из овсяной крупы, сухофруктов, печеный картофель.

Кальций

Является важной составляющей ткани и зубов, значительную роль играет в процессе свертывания крови и передаче нервных импульсов

Концентрация кальция в крови из-за её важности для большого числа жизненно важных процессов точно регулируется, и при правильном питании и достаточном потреблении обезжиренных молочных продуктов и витамина D дефицита не возникает. Длительный дефицит кальция и/или витамина D в диете приводит к увеличению риска остеопороза, а в младенчестве вызывает рахит.

Избыточные дозы кальция и витамина D могут вызвать гиперкальцемию. Максимальная безопасная доза для взрослых в возрасте от 19 до 50 лет включительно составляет 2500 мг в сутки (около 340 г сыра Эдам).

Самыми богатыми источниками кальция (более 100 мг в 100 г продукта) в нашем питании являются молоко, кефир, творог, сыр, фасоль, петрушка, зеленый лук. На второе место (50--100 мг/100 г) можно поставить сметану, яйца, гречневую и овсяную крупы, горох, морковь, ставриду, сельдь, икру.

Магний

Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Магний необходим для превращения креатинфосфата в АТФ -- нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка. Он участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца, оказывает сосудорасширяющее действие, стимулирует желчеотделение, повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению из организма холестерина.

Дефицит магния может проявляться по-разному: бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, фибромиалгия, мигрень, мышечные судороги и спазмы, сердечная аритмия, запоры, предменструальный синдром (ПМС). При потливости, частом употреблении слабительных и мочегонных, алкоголя, больших психических и физических нагрузках (в первую очередь при стрессах и у спортсменов) потребность в магнии увеличивается.

Богаты магнием все растительные продукты, но особенно -- отруби, овсяная крупа, урюк, чернослив, пшено и, конечно, зеленые овощи, так как он входит в состав хлорофилла.

Сера

Сера -- один из биогенных элементов. Сера входит в состав некоторых аминокислот (цистеин, метионин), витаминов (биотин, тиамин), ферментов. Сера участвует в образовании третичной структуры белка (формирование дисульфидных мостиков). Также сера участвует в бактериальном фотосинтезе (сера входит в состав бактериохлорофилла, а сероводород является источником водорода). Окислительно-восстановительные реакции серы -- источник энергии в хемосинтезе.

Человек содержит примерно 2 г серы на 1 кг своего веса.

Наибольшее количество серы содержится в перепелиных яйцах

Фосфор

Основную роль в превращениях соединений фосфора в организме человека и животных играет печень. Обмен фосфорных соединений регулируется гормонами и витамином D. Суточная потребность человека в фосфоре 800--1500 мг. При недостатке фосфора в организме развиваются различные заболевания костей.

Красный фосфор практически нетоксичен (токсичность ему придают примеси белого фосфора). Пыль красного фосфора, попадая в легкие, вызывает пневмонию при хроническом действии.

Белый фосфор очень ядовит, растворим в липидах. Смертельная доза белого фосфора -- 50--150 мг. Попадая на кожу, тлеющий белый фосфор даёт тяжелые ожоги.

Острые отравления фосфором проявляются жжением во рту и желудке, головной болью, слабостью, рвотой. Через 2--3 суток развивается желтуха. Для хронических форм характерны нарушение кальциевого обмена, поражение сердечно-сосудистой и нервной систем. Первая помощь при остром отравлении -- промывание желудка, слабительное, очистительные клизмы, внутривенно растворы глюкозы. При ожогах кожи обработать пораженные участки растворами медного купороса или соды. ПДК паров фосфора в воздухе производственных помещений -- 0,03 мг/мі, временно допустимая концентрация в атмосферном воздухе -- 0,0005 мг/мі, ПДК в питьевой воде -- 0,0001 мг/дмі.

Продукты, содержащие фосфор - молочные продукты, желток яйца, рыба, сухофрукты, чеснок, орехи.

Хлор

У животных и человека, ионы хлора участвуют в поддержании осмотического равновесия, хлорид-ион имеет оптимальный радиус для проникновения через мембрану клеток. Именно этим объясняется его совместное участие с ионами натрия и калия в создании постоянного осмотического давления и регуляции водно-солевого обмена. Под воздействием ГАМК (нейромедиатор) ионы хлора оказывают тормозящий эффект на нейроны путём снижения потенциала действия. В желудке ионы хлора создают благоприятную среду для действия протеолитических ферментов желудочного сока. Хлорные каналы представлены во многих типах клеток, митохондриальных мембранах и скелетных мышцах. Эти каналы выполняют важные функции в регуляции объёма жидкости, трансэпителиальном транспорте ионов и стабилизации мембранных потенциалов, участвуют в поддержании рН клеток. Человек потребляет 5-10 г NaCl в сутки. Минимальная потребность человека в хлоре составляет около 800 мг в сутки. Младенец получает необходимое количество хлора через молоко матери, в котором содержится 11 ммоль/л хлора. NaCl необходим для выработки в желудке соляной кислоты, которая способствует пищеварению и уничтожению болезнетворных бактерий.

Нормальная потребность в хлоре удовлетворяется за счет продуктов питания (особенно хлеба) и соли, употребляемой для приготовления пищи.

4. Микроэлементы

Микроэлементами называются элементы, содержание которых в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Рекомендуемая суточная доза потребления микроэлементов для человека составляет менее 200 мг.

* Бром

* Железо

* Йод

* Кобальт

* Марганец

* Медь

* Молибден

* Селен

* Фтор

* Хром

* Цинк

Железо

В живых организмах железо является важным микроэлементом, катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания). В организме взрослого человека содержится около 3,5 грамма железа (около 0,02 %), из которых 78 % являются главным действующим элементом гемоглобина крови, остальное входит в состав ферментов других клеток, катализируя процессы дыхания в клетках.

Обычно железо входит в ферменты в виде комплекса, называемого гемом. В частности, этот комплекс присутствует в гемоглобине -- важнейшем белке, обеспечивающем транспорт кислорода с кровью ко всем органам человека и животных. И именно он окрашивает кровь в характерный красный цвет.

Комплексы железа, отличные от гема, встречаются, например, в ферменте метан-моноксигеназе, окисляющем метан в метанол, в важном ферменте рибонуклеотид-редуктазе, который участвует в синтезе ДНК.

Суточная потребность человека в железе следующая: дети -- от 4 до 18 мг, взрослые мужчины -- 10 мг, взрослые женщины -- 18 мг, беременные женщины во второй половине беременности -- 33 мг. У женщин потребность несколько выше, чем у мужчин. Как правило, железа, поступающего с пищей, вполне достаточно, но в некоторых специальных случаях (анемия, а также при донорстве крови) необходимо применять железосодержащие препараты и пищевые добавки (гематоген, ферроплекс)

В организм животных и человека железо поступает с пищей (наиболее богаты им печень, мясо, яйца, бобовые, хлеб, крупы, свёкла).

Иод

У животных и человека иод входит в состав так называемых тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой -- тироксина и трииодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма.

В организме человека (масса тела 70 кг) содержится 12-20 мг иода. Суточная потребность человека в иоде определяется возрастом, физиологическим состоянием и массой тела. Для человека среднего возраста нормальной комплекции (нормостеник) суточная доза иода составляет 0,15 мг.

Отсутствие или недостаток иода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб, кретинизм, гипотиреоз). В связи с этим к поваренной соли, поступающей в продажу в местностях с естественным геохимическим дефицитом иода, с профилактической целью добавляют иодид калия, иодид натрия или иодат калия (иодированная соль).

Недостаток иода приводит к заболеваниям щитовидной железы (например, к базедовой болезни, кретинизму). Также при небольшом недостатке иода отмечается усталость, головная боль, подавленное настроение, природная лень, нервозность и раздражительность; слабеет память и интеллект. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.

Продукты, содержащие иод - морские водоросли, рыба, зелень

Кобальт, один из микроэлементов, жизненно важных организму. Он входит в состав витамина В12 (кобаламин). Кобальт задействован при кроветворении, функциях нервной системы и печени, ферментативных реакциях. Потребность человека в кобальте 0,007-0,015 мг, ежедневно. В теле человека содержится 0,2 мг кобальта на каждый килограмм массы человека. При отсутствии кобальта развивается акобальтоз (анемией, исхуданием, изменением аппетита, нарушением шерстного покрова, может закончиться летальным исходом). Избыток кобальта токсичен.

Кобальт в продуктах питания : бобовые культуры, красная свекла, редис, кальмар, груши, абрикосы

Марганец

Марганец оказывает влияние на рост, образование крови и функции половых желёз. Особо богаты марганцем листья свёклы -- до 0,03 %

Избыточное накопление марганца в организме сказывается, в первую очередь, на функционировании центральной нервной системы. Это проявляется в утомляемости, сонливости, ухудшении функций памяти. Марганец является политропным ядом, поражающим также легкие, сердечно-сосудистую и гепатобиллиарную системы, вызывает аллергический и мутагенный эффект.

Продукты, содержащие марганец: мед, горчица, рыба, оливковое масло

Медь

Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных. В токе крови медь переносится главным образом белком церулоплазмином. После усваивания меди кишечником она транспортируется к печени с помощью альбумина.

Медь встречается в большом количестве ферментов, например, в цитохром-с-оксидазе, в содержащем медь и цинк ферменте супероксид дисмутазе, и в переносящем молекулярный кислород белке гемоцианине.

При недостатке меди в хондро- и остеобластах снижается активность ферментных систем и замедляется белковый обмен, в результате замедляется и нарушается рост костных тканей.

Насыщены медью гречневая, овсяная и перловая крупы, картофель, крыжовник, абрикосы.

Селен

В организме человека содержится 10-14 мг селена, большая его часть сконцентрирована в печени, почках, селезенке, сердце, яичках и семенных канатиках у мужчин. Селен присутствует в ядре клетки.

Суточная потребность человека в селене составляет 70-100 мкг.

Согласно данным эпидемиологических исследований более чем у 80 % россиян наблюдается дефицит селена

Селен в организме взаимодействует с витаминами, ферментами и биологическими мембранами, участвует в регуляции обмена веществ, в обмене жиров, белков и углеводов, а также в окислительно-восстановительных процессах. Селен является составным компонентом более 30 жизненно важных биологически активных соединений организма. Селен входит в активный центр ферментов системы антиоксидантно-антирадикальной защиты организма, метаболизма нуклеиновых кислот, липидов, гормонов (глутатионпероксидазы, йодотиронин-дейододиназы, тиоредоксинредуктазы, фосфоселенфосфатазы, фосфолипид-гидропероксид-глутатионпероксидазы, специфических протеинов Р и W и др.).

Селен входит в состав белков мышечной ткани, белков миокарда. Также селен способствует образованию трийодтиронина (гормонов щитовидной железы).

Селен является синергистом витамина E и йода. При дефиците селена йод плохо усваивается организмом.

Селено-содержащие продукты: морепродукты, куриный желток, пекарские дрожжи, различные орехи, кукуруза

Фтор

Фтор является жизненно необходимым для организма элементом. В организме человека фтор, в основном, содержится в эмали зубов в составе фторапатита -- Ca5F(PO4)3. При недостаточном (менее 0,5 мг/литр питьевой воды) или избыточном (более 1 мг/литр) потреблении фтора организмом могут развиваться заболевания зубов: кариес и флюороз (крапчатость эмали) и остеосаркома, соответственно.

Малое содержание фтора разрушает эмаль за счёт вымывания фтора из фторапатита с образованием гидроксоапатита, и наоборот.

Для профилактики кариеса рекомендуется использовать зубные пасты с добавками фторидов (натрия и/или олова) или употреблять фторированную воду (до концентрации 1 мг/л), или применять местные аппликации 1-2 % раствором фторида натрия или фторида олова. Такие действия могут сократить вероятность появления кариеса на 30-50 %.

Продукты, содержащие фтор: чай, морепродукты, крупы

Хром

Хром -- один из биогенных элементов, постоянно входит в состав тканей растений и животных. У животных хром участвует в обмене липидов, белков (входит в состав фермента трипсина), углеводов. Снижение содержания хрома в пище и крови приводит к уменьшению скорости роста, увеличению холестерина в крови.

В чистом виде хром довольно токсичен, металлическая пыль хрома раздражает ткани лёгких. Соединения хрома(III) вызывают дерматиты. Соединения хрома(VI) приводят к разным заболеваниям человека, в том числе и онкологическим. ПДК хрома(VI) в атмосферном воздухе 0,0015 мг/мі.

Насыщенные хромом продукты: бразильский орех, финики, семечки подсолнуха

Цинк

Цинк необходим :

для продукции спермы и мужских гормонов

для метаболизма витамина E

для нормальной деятельности простаты.

участвует в синтезе разных анаболических гормонов в организме, включая инсулин, тестостерон и гормон роста

для расщепления алкоголя в организме, так как входит в состав алкогольдегидрогеназы.

Рекомендуемая дневная норма цинка в рационе -- 11 мг для мужчин и 8 мг для женщин.

Среди продуктов, употребляемых в пищу человеком, наибольшее содержание цинка -- в устрицах, тыквенных и подсолнечных семечках, кунжуте, мясе, сыре, овсяной крупе, бобовых, шоколаде.

минеральный макроэлемент микроэлемент

Вывод

Всего насчитывается около 30 разных микро- и макроэлементов, без которых нормальная работа всех систем организма может нарушиться. Весь набор этих полезных веществ можно получить, если включить в ежедневный рацион продукты самых разных категорий. Но, как правило, это очень трудно, поскольку калорийность пищи в таком случае существенно возрастет. К тому же многие продукты -- сезонные, и не всегда есть в свободном доступе.

На помощь придут поливитаминные комплексы, в которых минеральные вещества находятся в дозах и пропорциях, удовлетворяющих потребность организма.

Размещено на Allbest.ru