Фізіологічна роль та основи обміну мінеральних речовин і води в організмі людини

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Фізіологічна роль та основи обміну мінеральних речовин і води в організмі людини»

1. Фізіолого-гігієнічне значення мінеральних речовин

Мінеральні речовини розчинені в рідинах, що складають внутрішнє середовище організму, а також у цитоплазмі клітин. Утворюваний ними поліелектроліт створює необхідніумови для здійснення численних хімічних реакцій. Мінеральні речовини є кофакторами ферментативних реакцій, створюють необхідний рівень осмотичного тиску, забезпечують кислотно-основну рівновагу, беруть участь в процесах згортання крові, створюють мембранний потенціал і потенціал дії збудливих клітин.

Дані про фізіологічної ролі, добової потреби і харчових джерелах мінеральних речовин наведено в табл. 1.

Таблиця 1. Фізіологічна роль, добова потреба організму і джерело надходження мінеральних речовин

Речовини	Фізіологічна роль, добова потреба	Джерело
Натрій	Міститься у великих кількостях в позаклітинній рідині і плазмі крові. Грає найважливішу роль в процесах збудження, підтримці осмотичного тиску, розподілі і виведенні води з організму, бере участь у формуванні двокарбонатний буферної системи. Добова потреба - 2-3 г, а у вигляді NaCl - 5 г	Кухонна сіль, у складі рослинної і тваринної їжі, в рідинах, споживаних при питті
Кальцій	Один з найбільш важливих мінеральних елементів організму. Виконує функцію структурного компонента в тканинах зубів і кісток. У цих тканинах міститься близько 99% від загальної кількості Са2 + в організмі. Необхідний для здійснення процесів згортання крові, порушення клітин, синаптичної передачі, скорочення м'язів, вторинний посередник в регуляції внутрішньоклітинного метаболізму та ін Добова потреба - 08 г	Молоко та молочніпродукти, овочі, зелене листя
Калій	Міститься переважно всередині клітин, а також в рідинах внутрішнього середовища. Грає важливу роль в процесах реполяризації після порушення в нервових волокнах, скорочення м'язів, у тому числі міокарда. Добова потреба - 2-3 г	Потреба при нормальному харчуванні задовольняється за рахунок харчового калію. Найбільш багаті м'ясо, овочі, горіхи сухофрукти
Хлор	Міститься як в позаклітинній, так і у внутрішньоклітинної рідини. Грає роль в процесах збудження і гальмування, в синаптичній передачі, освіті соляної кислоти шлункового соку. Добова потреба - 3-5 г	Кухонна сіль, у складі рослинної і тваринної їжі; в рідинах, споживаних при питті
Фосфор	Близько 80% у вигляді мінеральних речовин міститься в кістках і зубах. У складі фосфоліпідів входить в структуру клітинних мембран, липо-протеідов. У складі АТФ та її похідних грає велику роль в метаболізмі, здійсненні найважливіших фізіологічних процесів. Добова потреба близько 07-08 г	Харчові продукти, особливо молоко, м'ясо, яйця, риба, горіхи, злаки
Залізо	Близько 65% міститься в гемоглобіні крові, знаходиться в скелетних м'язах, печінці, селезінці, кістковому мозку, в складі ферментів. Основна функція - зв'язування кисню. Добова потреба-10-15 мг	Харчові продукти, особливо м'ясо, печінка, свіжа риба, яйця, сухофрукти, горіхи
Йод	Найважливіший компонент гормонів і попередників гормонів щитовидної залози. Добова потреба -015-03 мг	Йодована кухонна сіль, морепродукти, риб'ячий жир, овочі, вирощені на збагачених йодом грунтах
Мідь	Міститься в печінці, селезінці. Грає роль в процесах всмоктування заліза, утворенні гемоглобіну, пігментації. Добова потреба - 2-5 мг	Харчові продукти, особливо яйця, печінка, нирки, риба, шпинат, сухі овочі, виноград
Фтор	Міститься в зубних тканинах і необхідний для збереження їх цілісності. Добова потреба - 1 мг. При п'ятикратної передозуванні токсичний	Харчові продукти, фторована NaCl, фторовані зубні пасти і розчини
Магній	Міститься в кістковій тканині, необхідний для її утворення, а також нормального здійснення функції м'язової і нервової тканин. Необхідний для синтезу багатьох коферментів. Добова потреба - 250-350 мг	М'ясо, молоко, цілі зерна
Сірка	Входить до складу амінокислот, білків (інсулін) і вітамінів (В1 Н), добова потреба імовірно дорівнює 1 г	Харчові продукти, особливо м'ясо, печінка, риба, яйця
Цинк.	Важливий компонент ряду ферментів. Необхідний для нормального росту. Добова потреба - 10-15 мг	Харчові продукти: краби, м'ясо, боби, яєчний жовток
Кобальт	Входить до складу вітаміну В12 і необхідний для нормального здійснення еритропоезу. Добова потреба точно не відома, ймовірно 100-200 мкг	Печінка

Йод, залізо, мідь, марганець, цинк, фтор, хром, кобальт відносяться до групи мікроелементів; Вони містяться в їжі і воді в надзвичайно малих кількостях, але необхідні для здійснення метаболічних процесів, тому що входять до складу молекули ферментів, гормонів і вітамінів. Відомості, наведені в табл. 1 необхідні для аналізу харчового раціону людини з метою науково обгрунтованої його корекції.

В організмі людини за допомогою сучасних аналітичних методів дослідження виявлено близько 70 хімічних елементів. Ці елементи залежно від їхнього біологічного значення умовно поділені на три групи:

а) незамінні елементи, що входять до складу ферментів, гормонів, вітамінів - О, К, Н, Са, Р, С, S, СІ, Nа, МG Zn, Fе, Сu, I, Мn, V, Мо, Со, Sе;

б) постійно присутні в організмах елементи, значення яких вивчено ще недостатньо - Sr, Сd, F, Вr, В, Sі, Сr, Ве, Lі, Ni, Сs, Cn, Аl, Ва, Rb, Ті, Аg, Gа, Gе, Аs, Нg, Рb, Ті, Ві, Sb, U, Тh, Rа;

в) елементи, дані про кількісний вміст у тканинах, органах та фізіологічній ролі, яких відсутні - Тl, Nb, Lа, Рr, Sm, Тb, W, Rе, Аu.

Мінеральні речовини (рис. 1) залежно від вмісту в організмі і харчових продуктах поділяються на:

макроелементи (містяться у тваринних і рослинних тканинах від цілих відсотків до їх сотих часток (0,01);

біомікроелементи (містяться у тваринних і рослинних тканинах менше тисячних часток відсотка (<0,001).

Мікроелементи є екзогенними хімічними факторами, що відіграють значну роль у таких життєво важливих процесах, як ріст, розмноження, кровотворення, клітинне дихання, обмін речовин та інших (рис. 2). Мікроелементи утворюють з білками організму специфічні металоорганічні комплекси, що є регуляторами біохімічних реакцій.



Рис. 1. Гігієнічно значуща класифікація мінеральних речовин

Рис. 2. Фізіолого-гігієнічна роль мінеральних речовин

При порушенні співвідношення мікроелементів в організмі людини блокуються відповідні процеси обміну і можуть розвитися клінічні симптоми, головним чином пов'язані з порушенням функцій ферментів, до складу яких вони входять, або їх активують.

На сучасному етапі актуальність проблеми мікроелементів зросла у зв'язку із забрудненням навколишнього середовища такими хімічними елементами, як свинець, фтор, миш'як, кадмій, ртуть, марганець, молібден, цинк та ін. Токсичні речовини у процесі технологічної переробки з газоподібними, рідкими і твердими промисловими відходами потрапляють в атмосферне повітря, воду і грунт, що сприяє формуванню в містах і промислових комплексах штучних біогеохімічних провінцій. У зв'язку з цим зростає вміст багатьох хімічних елементів у повітрі, грунті, природних водах, організмі тварин і рослин, які використовуються населенням як продукти харчування.

Участь мінеральних речовин у фізіологічних функціях

Фізіологічна роль макроелементів

КАЛЬЦІЙ (Са)

¦ Пластичний матеріал для кісток (~ 99 % Са міститься у кістках, 1 % - у крові і тканинах);

¦ фактор зсідання крові;

¦ підтримує збудливість нервової тканини та скорочення м'язів;

¦ нормалізує діяльність серця і м'язів;

¦ входить до складу ядра і мембран клітин, клітинних і тканинних рідин;

¦ підтримує функції клітинних мембран;

¦ активізує низку ферментів і гормонів;

¦ зменшує процеси гниття і бродіння у шлунково-кишковому тракті;

¦ підвищує опірність організму до негативного впливу.

Надлишок кальцію призводить до:

¦ кальцинозу судин і тканин;

¦ утворення каміння у нирках;

¦ передчасного зрощення джерельця у немовлят.

МАГНІЙ (Mg) - антиспастик, судинорозширювач

¦ Учасник усіх ферментативних процесів;

¦ забезпечує передачу нервових імпульсів;

¦ знижує збудливість нервової і м'язової систем;

¦ розширює судини і знижує артеріальний тиск;

¦ стимулює моторику кишечнику і жовчовиділення:

¦ учасник білкового, вуглеводного і фосфорного обмінів;

¦ знижує кількість холестерину у крові.

Дефіцит магнію призводить до:

¦ підвищення серцево-судинної захворюваності (при постійному використанні м'якої води);

¦ хронічної ниркової недостатності;

¦ квашіоркору у немовлят;

¦ хронічного алкоголізму.

ФОСФОР (Р)

¦ Учасник усіх процесів життєдіяльності організму;

¦ особливо важлива роль у діяльності головного мозку, скелетних і серцевих м'язів, потових залоз;

¦ забезпечує генетичну функцію (РНК, ДНК);

¦ бере участь в обміні білків і жирів;

¦ має антихолестеринну дію;

¦ утворює кістковий скелет у сполуках з Са і Мg.

СІРКА (S)

¦ Складова

- амінокислот (метіоніну, цистину)

- вітамінів (В₁, Н )

- гормонів (інсулін)

- жовчі

- нервової тканини, шкіри, кісток, волосся;

¦ має антитоксичну дію.

ХЛОР (Сl)

¦ Утворює НСІ у шлунку;

¦ нормалізує водний обмін в організмі;

¦ підтримує осмотичний тиск у клітинах і тканинах;

¦ активує пепсиноген і сприяє перетравленню білків і всмоктуванню Fе;

¦ знижує потовиділення;

¦ забезпечує солоний смак їжі.

Надлишок кухонної солі

¦ підвищує артеріальний тиск (збільшується кількість тканинної рідини і плазми крові)

¦ підвищується осмотичний тиск, збільшується кількість вологи у тканинах;

¦ уражаються нирки, серце і судини;

¦ порушується баланс між № і К у бік першого.

Профілактика отруєнь мікробного походження і хвороб, які передаються через їжу.

Залежно від концентрації мікроелементи проявляють фізіологічну або фармакологічну дію:

¦ при надходженні мікроелементів у мікрокількостях, які характерні для організму, мікроелементи включаються у біохімічні структури і утворюють високоактивні речовини, які стимулюють життєво важливі процеси організму (фізіологічна дія);

¦ при надходженні мікроелементів у макрокількостях (дозованих фармакологічно) відбувається збудження захисної функції бар'єрів організму, а при надмірно підвищених концентраціях проявляється токсична дія (фармакологічна дія).

Між мікроелементами і вітамінами існує тісний взаємозв'язок. Процеси кровотворення регулюють вітамін В₁₂ та біомікроелементи Fе, Сu, Со, Ni; кісткоутворення - вітамін D та Са, Сr, Мn; вуглеводний обмін - вітамін В1 та Мn.

ЗАЛІЗО (Fе)

Залізо переважно знаходиться у крові - 55%, 24% - у скелетних м'язах, 21% - печінці.

Залізо входить до складу гемоглобіну і метгемоглобіну і виконує кровотворну функцію:

¦ прискорює регенерацію крові та підвищує в ній вміст гемоглобіну та еритроцитів;

¦ запобігає ендемічним гіпохромним анеміям;

¦ підвищує загальну опірність організму;

¦ має антирадіаційну дію;

¦ зберігає аскорбінову кислоту від руйнування і виведення. Залізо входить до складу ферментів (цитохрому, пероксидази, цитохромооксидази) і виконує каталітичну функцію:

¦ бере участь у живленні та диханні тканин;

¦ підтримує ріст окремих органів і організму в цілому;

¦ підвищує опірність організму фізичним навантаженням;

¦ бере участь у детоксикації "кров'яних" отрут (бензол, анілін, под.). Внаслідок дефіциту заліза у раціоні розвивається анемія.

При самолікуванні анемії або неконтрольованому штучному введенні легкозасвоюваного заліза (у фармзасобах, при переливанні крові) є ризик гіпермікроелементозу заліза:

¦ шкіра набуває землистого кольору;

¦ темнішає емаль зубів.

1. Причини дефіциту заліза у раціоні:

¦ Раціон з недостатнім вмістом Fе;

¦ мала абсорбція Fе при

- постгастректомії;

- хворобах тонкого кишечнику;

¦ збільшення втрат заліза при:

- надлишкових менструальних втратах;

- хронічній втраті крові (носові кровотечі, виразкова хвороба);

- збільшенні кількості гемоглобіну у сечі;

- операціях та травмах;

- паразитарній інфекції (малярія);

o збільшення потреби у Fе (вагітність, лактація, ріст і розвиток дитини). Постійний дефіцит заліза у раціоні може спричинити

o цироз або жирове переродження печінки;

o зниження опірності організму;

o скорочення тривалості життя.

МІДЬ (Сu)

Мідь виконує кровотворну функцію:

- бере участь у синтезі гемоглобіну;

- учасник процесу перетворення заліза на органічно зв'язану форму;

- сприяє перенесенню заліза у кістковий мозок і утворенню еритроцитів;

- бере участь у знешкодженні токсичних речовин;

- підвищує стійкість організму до вірусів і бактерій.

Мідь входить до складу ферментів (цирулоплазміну, тирозинази, аскорбіноксидази, лактази) і виконує каталітичну та гормональну функції:

- бере участь у диханні тканин;

- в іонній формі каталізує окислення жирних кислот;

- бере участь в обміні гормонів щитоподібної залози;

- запобігає адреналіновій гіперглікемії, яка пов'язана з дефіцитом інсуліну.

Дефіцит міді спричинює зміни складу крові, уражується скелет та серце.

Надлишок міді є токсичним, гальмує умовно-рефлекторну діяльність.

КОБАЛЬТ (Со)

Структурний елемент вітаміну В₁₂ і фізіологічну роль проявляє тільки у цій формі;

стимулює утворення гемоглобіну й еритроцитів;

пригнічує тканинне дихання, особливо в пухлинній тканині;

бере участь в утворенні інсуліну;

активує кісткову та кишкову фосфатазу.

ФТОР (F)

Бере участь у кісткоутворенні та формуванні дентину й емалі зубів;

нормалізує фосфорно-кальцієвий обмін;

¦ сприяє нормальному розвитку ембріону і народженої дитини;

¦ прискорює загоєння кісткових переломів.

СЕЛЕН (8е) - внутрішньоклітинний антиокислювач

¦ є структурним елементом внутрішньоклітинного антиоксидантного фактора;

¦ захищає внутрішні мембрани клітин від пероксидного окислення ліпідів;

¦ запобігає розвитку некрозу печінки;

¦ в оптимальних кількостях запобігає пухлинам статевих органів та клітин;

¦ запобігає руйнуванню клітин серцевого м'язу.

Дефіцит селену викликає ризик серцево-судинних, онкологічних

та інфекційних захворювань.

МАРГАНЕЦЬ (Мn) - антиокислювач

¦ Бере участь в осифікації та у формуванні стану кісток;

¦ підсилює білковий обмін;

¦ активує аеробне окислення вуглеводів;

¦ знижує кількість недоокислених продуктів у тканинах;

¦ стимулює утворення крові;

¦ підсилює накопичення аскорбінової кислоти у тканинах;

¦ запобігає накопиченню жиру у печінці;

¦ нормалізує репродуктивну функцію, діючи на ендокринні органи;

¦ пов'язаний з обміном вітамінів: В₁, С, D.

цинк (Zn)

Каталітична та гормональна функції:

¦ входить до складу

- інсуліну;

- алкогольдегідрогенази печінки;

- ферментів, які забезпечують процеси дихання;

¦ бере участь у побудові карбогідрази і сприяє виведенню оксиду вуглецю з організму;

¦ бере участь у синтезі триптофану;

¦ забезпечує нормальні темпи статевого розвитку, особливо юнаків, та сприяє репродуктивній функції.

Кровотворна функція:

¦ входить до складу карбогідрази, яка міститься в еритроцитах.

Ліпотропна функція:

¦ запобігає жировому переродженню печінки ;

запобігає алкоголізму та його наслідкам (частково).

Інші фізіологічні дії:

прискорює всмоктування амінокислот;

сприяє швидкому загоєнню ран;

знижує рН шлункового соку.

При дефіциті цинку розвивається гіпоцинкоз та хвороба

Праседа. При гіпоцинкозі проявляється:

нічна сліпота;

зниження апетиту;

погане і тривале загоєння ран;

осередкове облисіння;

погіршення навчання та затримка психічного розвитку дітей;

затримка росту і статевого дозрівання;

запалення шкіри кінцівок та слизових оболонок порожнини рота, статевих органів.

Хвороба Прасада - ендемія

затримка росту і статевого дозрівання;

відсутність вторинних статевих ознак;

низька маса тіла;

сухість шкіри;

зниження апетиту, неправильні відчуття сприйняття смаку та запаху;

збільшення маси печінки та селезінки.

ЙОД (J)

Йод - структурний елемент гормонів щитоподібної залози і забезпечує її нормальну функцію.

Фізіологічна роль йоду опосередковується через біологічну роль тиреоїдних гормонів:

забезпечує нормальний психічний розвиток та емоційний статус людини;

сприяє фізичному розвитку людини;

бере участь у синтезі білків;

забезпечує водно-сольовий обмін;

підвищує споживання кисню тканинами;

бере участь у поділі та диференціюванні всіх клітин організму;

забезпечує зв'язок гіпофізу і статевих залоз;

підтримує нормальну діяльність серцево-судинної системи, печінки;

забезпечує імунно-біологічну реактивність організму.

Надлишку органічної форми йоду у складі харчових продуктів і

патології при цьому не буває. Надлишок тиреоїдних гормонів нейтралізується печінкою.

Стан "йодизму" (неприйняття йоду) розвивається при штучному передозуванні неорганічної (йонної або елементарної) форм йоду переважно неаліментарним шляхом.

Особливості засвоєння мінеральних речовин, основні джерела та фізіологічні норми їх споживання

Мінеральні речовини є важкозасвоюваними, особливо залізо, кальцій, магній.

Засвоюваність кальцію складає 10-30 %. Покращують засвоєння Са:

присутність вітаміну Б та жовчних кислот;

кисле середовище;

високий вміст білків, лактози;

оптимальне співвідношення з Р і Мg. Погіршують засвоєння кальцію:

знижена кислотність шлункового соку;

високий вміст у харчовому раціоні жирів, солей К, Мg, Р, щавлевої кислоти та фітину.

Засвоюваність фосфору - 70 %. Покращують засвоєння фосфору:

високий вміст білків;

низький вміст жирів.

Кальцій і фосфор добре засвоюються з тваринними продуктами, погано - з рослинними (фітини блокують всмоктування Са і Р).

При відношенні Са:Р>1:2 кальцій і фосфор майже не засвоюються, оскільки утворюються дво-, триосновні нерозчинні у воді солі кальцію і фосфорної кислоти.

Засвоюваність магнію - 45-50%. Погіршують засвоєння

високий вміст жирів, солей Р, Са;

наявність фітинів, клітковини.

Покращують засвоєння магнію оптимальне співвідношення з Р, Са, вітаміном Б і жиром. Оптимальне співвідношення кальцію, магнію і фосфору: Са: Mg = 1: 0,5; Са: Р = 1: 1,5

Засвоюваність заліза 10-30 % у двовалентній формі. Покращують засвоєння заліза:

вітамін С сприяє переходу тривалентного заліза у двовалентне;

солі кальцію. Погіршують засвоєння заліза:

знижена кислотність шлункового соку;

наявність у харчовому раціоні фосфатів, щавлевої кислоти, фітину, танінів.

Засвоюваність заліза:

м'яса, особливо телятини - 17-21%;

печінки - 10-20%;

риби - 9-11%; бобових - 5-7%;

рису, шпинату - 1%.

Мідь легко засвоюється, якщо зв'язана з неорганічними кислотами, амінокислотами та низькомолекулярними білками.

Засвоюваність цинку залежить від міцності зв'язку його з білками та швидкості їх перетравлення:

з карбонатами цинк утворює нерозчинні, а отже незасвоювані комплекси;

засвоюванню цинку заважає мідь, конкуруючи за білок-носій (металотіонеїн).

Засвоюваність йоду висока, є втрати йоду при:

зберіганні харчових продуктів протягом 3-6 місяців 14-65 %;

при кип'ятінні продуктів - 100 %;

при інших способах кулінарної обробки - 22-60%.

Основні джерела мінеральних речовин та фізіологічні норми їх споживання наведено у табл. 2.

Таблиця 2. основні джерела та фізіологічні норми споживання мінеральних речовин (у 100 г продукту)



2. Демінералізуючі чинники

Демінералізуючі чинники - сполуки, які знижують адсорбцію мінеральних компонентів їжі внаслідок утворення важкорозчинних, не-засвоюваних компонентів при надмірному вживанні або порушенні балансу між мінеральними речовинами їжі.

Демінералізуючим чинником для кальцію є щавлева кислота, з якою він утворює нерозчинні солі, що осідають у вигляді каменів у нирках та суглобах. Фітин (солі фітинової кислоти) та харчові волокна знижують всмоктування більшості мінеральних речовин у кишечнику (рис. 3).



Рис. 3. Демінералізуючі чинники

Важливим є надходження кухонної солі до організму. Надмірне вживання кухонної солі:

збільшує кількість тканинної рідини і плазми крові, що підвищує артеріальний тиск;

підвищує осмотичний тиск, сприяє утворенню вологи у тканинах;

порушує баланс між Na і К у бік першого.

Найбільш уразливими системами від солі є нирки, серце і судини. При вживанні кухонної солі потрібно взяти до уваги, що задоволення потреби у солоному смаку сіллю у нерозчинному вигляді у 3-4 рази збільшує споживання солі. Найважливішим є внесення іонів хлору до слизової оболонки шлунку. Однак споживання солоних білкових продуктів виводить іони хлору за межі шлунку.

Шляхи нормалізація споживання солі:

зменшення споживання нерозчиненої солі;

зменшення споживання солоних білкових та овочевих продуктів (тих, що повільно віддають сіль у кишечнику);

збільшення споживання джерел калію;

використання замінників солі (рис. 4) та безсолевих продуктів (безсолевий хліб, соєвий безсолевий, але солоний соус).

Рис. 4. Замінники солі

3. Фізіологічне значення води

Вода відіграє в організмі людини важливу роль. Без води не відбувається жоден біохімічний, фізіологічний та фізико-хімічний процес обміну речовин і енергії,неможливі травлення, дихання, анаболізм (асиміляція) і катаболізм (дисиміляція), синтез білків, жирів, вуглеводів з чужорідних білків, жирів, вуглеводів харчових продуктів. Така роль води обумовлена ??тим, що вона є універсальним розчинником, в якомугазоподібні, рідкі та тверді неорганічні речовини створюють молекулярні або іонні розчини, а органічні речовини знаходяться переважно в молекулярному і колоїдному стані. Саме тому вона бере безпосередню або непряму участь практичноу всіх життєво важливих процесах: всмоктуванні, транспорті, розщепленні, окисленні, гідролізі, синтезі, осмосі, дифузії, резорбції, фільтрації, виведення та ін.

За допомогою води в клітини організму надходять пластичні речовини, біологічно активніз'єднання, енергетичні матеріали, виводяться продукти обміну. Вода сприяє збереженню колоїдального стану живої плазми. Вода і розчинені в ній мінеральні солі підтримують найважливішу біологічну константу організму - осмотичний тиск крові йтканин. У водному середовищі створюються необхідні рівні лужності, кислотності, гідро-ксільной і водневих іонів. Вода забезпечує кислотно-основний стан в організмі, а це впливає на швидкість і напрямок біохімічних реакцій. Бере участь в процесахгідролізу жирів, вуглеводів, гідролітичного і окисного дезамінування амінокислот і в інших реакціях. Вода - основний акумулятор тепла, яке утворюється в організмі в процесі екзотермічних біохімічних реакцій обміну речовин.

Крім того,випаровуючись з поверхні шкіри і слизових оболонок органів дихання, вода бере участь в процесах тепловіддачі, т.е. у підтримці температурного гомеостазу. Під час випаровування 1 г вологи організм втрачає 243 кДж (06 ккал) тепла.

Потреба організму у водізадовольняється за рахунок питної води, напоїв і продуктів харчування, особливо рослинного походження. Фізіологічна добова потреба дорослої людини у воді (при відсутності фізичних навантажень) в регіонах з помірним кліматом орієнтовно становить 15-3 л, або 90 л /міс, майже 1000 л /год і 60 000-70 000 л за 60 - 70 років життя. Це так звана екзогенна вода.

Певна кількість води утворюється в організмі внаслідок обміну речовин. Наприклад, при повному окисленні 100 г жирів, 100 г вуглеводів і 100 г білків виробляєтьсявідповідно 107 555 і 41 г води. Це так звана ендогенна вода, щодня утворюється в кількості 03 л.

Фізіологічна норма споживання води може коливатися в залежності від інтенсивності обміну речовин, характеру їжі, вмісту в нійсолей, м'язової роботи, метеорологічних та інших умов. Доведено, що на 1 ккал енерговитрат організму необхідно 1 мл води. Тобто для людини, добові енерговитрати якого складають 3000 ккал, фізіологічна потреба в воді дорівнює 3 л. Зі збільшенняменерговитрат під час фізичних навантажень підвищується і потреба людини у воді. Особливо якщо важка фізична праця виконують в умовах підвищеної температури, наприклад в мартенівських цехах, на доменному виробництві, на поле в спеку. Тоді потреба в питнійводі може зрости до 8-10 і навіть 12 л /сут. Крім того, потреба в воді змінюється при певних патологічних станах. Наприклад, вона зростає при цукровому і нецукровому діабеті, гіперпаратиреоз і т. п. У такому випадку кількість води, що вживається людиною вПротягом місяця, становить 30 л, протягом року - 3600 л, за 60-70 років - 216 000 л.

Підтримання водного балансу в організмі людини передбачає не тільки надходження і розподіл води, але і її виведення. У стані спокою вода виводиться через нирки - з сечею (майже15 л /добу), легені - в пароподібному стані (приблизно 04 л), кишечник - з фекаліями (до 02 л). Втрати води з поверхні шкіри, які значною мірою пов'язані з терморегуляцією, змінюються, але в середньому складають 06 л. Таким чином, з організму людини в станиспокою щодоби в середньому виводиться 27 л води (з коливаннями від 25 до 30 л). При деяких патологічних станах і фізичному навантаженні виділення води посилюється і співвідношення шляхів виведення, наведене вище, змінюється. Наприклад, при цукровому діабеті посилюєтьсявиділення води через нирки - з сечею, при холері - через травний тракт, під час роботи в гарячих цехах - через шкіру - з потом.

У разі зневоднення організму посилюються процеси розпаду тканинних білків, жирів і вуглеводів, змінюються фізико-хімічні константи крові і водно-електролітного обміну. У центральній нервовій системі розвиваються процеси гальмування, порушується діяльність ендокринної та серцево-судинної систем, погіршується самопочуття, знижується працездатність і т. п. Чіткі клінічні ознаки зневоднення з'являються, якщо втрати води становлять 5-6% маси тіла. При цьому частішає дихання, спостерігаються почервоніння шкіри, сухість слизових оболонок, зниження артеріального тиску, тахікардія, м'язова слабкість, порушення координації руху, парестезії, головний біль, запаморочення. Втрати води, рівні 10% маси тіла, супроводжуються значним порушенням функцій організму: підвищується температура тіла, загострюються риси обличчя, погіршуються зір і слух, кровообіг, можливий тромбоз судин, розвивається анурія, порушується психічний стан, виникає запаморочення, колапс. Втрата води на рівні 15-20% маси тіла смертельна для людини при температурі повітря 30 °С, на рівні 25% - при температурі 20-25 °С.

Вода є одним з найцінніших дарів природи.

У той же час у разі вживання неякісної води створюється реальна небезпека розвитку інфекційних і неінфекційних захворювань. Статистика ВООЗ свідчить, що майже 3 млрд населення планети користуються недоброякісної питної водою. З більш ніж 2 тис. хвороб техногенного походження 80% виникають внаслідок вживання питної води незадовільної якості. З цієї причини щорічно 25% населення світу ризикують захворіти, приблизно кожен десятий житель планети хворіє, майже 4 млн дітей і 18 млн дорослих вмирають. Вважається, що з 100 випадків онкологічних захворювань від 20 до 35 (особливо товстої кишки і сечового міхура) обумовлені вживанням хлорованої питної води. Саме тому надзвичайно важливі гігієнічна роль води та її значення для профілактики інфекційних і неінфекційних захворювань.

4. Фізіолого-гігієнічне значення мінеральних речовин та проблема забезпечення ними організму

Водно-сольовий обмін.

В організмі людини чистої води нема, але є три види організменної води:

* вільна вода, тобто це вода поза- та внутрішньоклітинних рідин, як розчинник органічних та неорганічних речовин;

* зв'язана вода, або така, що входить до складу колоїдів;

* конституційна вода, або така, що знаходиться у складі молекул білків, жирів та вуглеводів, а також у складі кісткової, м'язової та інших тканин.

Вода займає у дорослих людей до 65 % маси тіла, а у дітей -- до 80 %. За добу дорослій людині в середньому потрібно до 2,5 л води, яка потрапляє в організм у процесі пиття та з їжею. З організму вода виводиться з сечею (до 1,5 л за добу), з потом (до 0,8 л за добу), з повітрям, що видихається (до 0,4 л за добу, а при глибокому диханні до 0,7 л) та через систему травлення (до 0,15 л за добу). Якщо води виводиться з організму на 1,5-2 % більше, ніж потрапляє в організм, то виникає відчуття спраги. Центр регуляції водного обміну розташований у гіпоталамусі.

Потреба у воді на І кг маси тіла з віком зменшується, а загальна потреба зростає. Так, у 2 роки на 1 кг маси тіла дитини потрібно 95 мл води, у 12-13 років 45 мл, для дорослих -- 35 мл. За добу для дітей 5-6 років потреба у воді становить 1200 мл; у 7-10 років -- 1350 мл; у 11 14 років -- до 1500 мл; у 15-17 років -- до 2000 мл. Втрата організмом 10-20 % води небезпечна для життя, а 25% -- смертельна. Баланс води за добу у дітей різного віку та у дорослих приведений в табл. 3.

У дітей, відносно дорослих, обмін води за добу значно вищий. Так, наприклад, у новонароджених він становить половину (7,) об'єму міжклітинної рідини (700 мл із 1400 мл)тоді яку дорослих 1/7 частину 200 мл з 1400 мл.

Обмін мінераліних речовин.

Організм людини потребує також постійного поповнення мінеральних солей і перш за все речовин, що містять натрій, калій, хлор, магній, залізо, кальцій, фосфор та ін. У дорослої людини мінеральні речовини становлять до 5% маси тіла і приймають важливу участь у багатьох процесах життєдіяльності: проведенні збуджень, утворенні кислоти шлунку, у переносі газів кров'ю, для підтримки лужності крові, для процесів окостеніння кісток, для роботи багатьох залоз.

Діти особливо потребують солей кальцію та фосфору у зв'язку з ростом кісток. Так, наприклад, у молодших школярів потреба у кальцію за добу становить до 2,4 г; у фосфорі -- до 2,0 г. Оптимальне співвідношення між концентрацією солей кальцію та фосфору для дітей дошкільного віку становить 1:1; у віці 8-І0 років -- 1: 1,5; у старших школярів 1:2. Лише за таких умов розвиток скелету проходить нормально. Найкраще джерело кальцію та фосфору для дітей -- це молоко.

Розподіл води в організмі:

Загальна вода (60%):

1. Внутрішньоклітинна вода (40%);

1. Позаклітинна вода (20%)

a. Внутрішньосудинна вода (до 5%);

b. Інтерстиціальна вода (до 15%);

c. Трансцелюлярна (до 1%).

вода мінеральний фізіологічний

Висновок

Для людини головними джерелами мінеральних речовин є вода і їжа. Мінеральні речовини розчинені в рідинах, що складають внутрішнє середовище організму, а також у цитоплазмі клітин. Утворюваний ними поліелектроліт створює необхідніумови для здійснення численних хімічних реакцій. Мінеральні речовини є кофакторами ферментативних реакцій, створюють необхідний рівень осмотичного тиску, забезпечують кислотно-основну рівновагу, беруть участь в процесах згортання крові, створюють мембранний потенціал і потенціал дії збудливих клітин.

Значення води для організму:

Участь в обмінних процесах (реакції гідролізу, окислення і т.д.);

Сприяє виведенню кінцевих продуктів обміну;

Забезпечує підтримання температурного гомеостазу;

Механічна роль (зменшує тертя між внутрішніми органами, суглобовими поверхнями і т.д.);

Універсальний розчинник.

Перелік використаної літератури

1. Еда Егер, Михаель Оленвеллер. Основи харчування. -- К.: Вища шк., 1995.

2. Карсекін В.В., Колакура М.М. Раціональне харчування в сім'ї. -- К.: Техніка, 1986.

3. Справочник технолога общественного питания. -- М.: Экономика, 1984.

4. Химический состав пищевых продуктов. Кн. 2: Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов, органических кислот и углеводов / Под ред. проф., д-ра техн. наук И.М. Скурихина и проф., д-ра мед. наук М.Н. Волгарева.-- 2-е изд., перераб. и доп. -M.: Агропромиздат, 1987.-360 с.

5. Владислав Геннадьевич Лифляндскин. Новейшая энциклопедия здорового питания. -- Научно-популярное издание. Издательский Дом «Нева» Санкт-Петербург, 2004.

Размещено на Allbest.ru

...