Микроэлементы в продуктах питания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Микроэлементы (синоним: следовые элементы, трейс-элементы) -- химические элементы, присутствующие в тканях человека, животных и растений в так называемых следовых количествах (тысячные доли процента и ниже). Микроэлементы, содержание которых в тканях живых организмов ниже 10-5 весовых % (золото, ртуть, уран, радий и некоторые другие), называют ультрамикроэлементами. Микроэлементами называют также химические элементы, содержащиеся в следовых количествах в водах, почвах, горных породах.[1]

Термин «микроэлементы» получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века.

В частности, для агрономов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в удобрениях (азот, фосфор, калий) не обеспечивает нормального развития растений. 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.

В последнее время стал использоваться заимствованный из европейских языков термин микронутриент. По современным данным более 30 микроэлементов считаются необходимыми для жизнедеятельности растений, животных и человека. Среди них: бром, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, селен, фтор, хром, цинк. Чем меньше концентрация соединений в организме, тем труднее установить биологическую роль элемента, идентифицировать соединения, в образовании которых он принимает участие. К числу, несомненно, важных относят бор, ванадий, кремний и др.[2]

В данной работе мы подробно рассмотрим, какие бывают микроэлементы, в каких продуктах питания они содержатся, а также, какие микроэлементы содержатся в организме человека и какое воздействие на него оказывают.

заболевание микроэлемент железо питание

1. Микроэлементы в продуктах питания

1.1 Микроэлементы - необходимые для жизни вещества

Микроэлементы известны уже давно, но лишь совсем недавно они получили признание как необходимые для жизни вещества. Микроэлементы -- это «пища, главным образом, для желез внутренней секреции», точнее говоря для ферментов (энзимов), так как они являются катализаторами жизненно важных процессов. В воздействии на организм все микроэлементы взаимосвязаны и взаимозависимы. Потребности человека в этих «металлах жизни» очень индивидуальны.

Мы представляем собой как бы микромир. В нашем организме можно найти почти все микроэлементы, находящиеся в Природе (натрий, калий, магний, кальций и др.), но в разных количествах. Например, кальция -- 1,5 -- 2,2%, фосфора -- от 0,8 до 1,2%. Остальные микроэлементы -- калий, сера, натрий, хлор и магний -- исчисляются лишь в сотых долях процента. Так, железа и магния в теле человека содержится всего 0,0003%, меди -- 0,00015%, йода -- еще меньше (около 0,00004%); а таких микроэлементов, как кремний, цинк, фтор, литий, селен, -- лишь следы. Но все они одинаково важны для нашей жизни и здоровья и ценны так же, как и витамины.

Эра компьютеров позволила понять роль микроэлементов в нашей жизни. Сегодня мы знаем, что среди всех микроэлементов, присутствующих в нашем организме, 25 нужны для поддержания здоровья, из них 18 абсолютно необходимы, а остальные очень полезны. Определенные дозы каждого из них помогают человеку поддерживать баланс в обмене веществ, создавать его здоровье. При этом вопрос вовсе не в том, откуда мы получили микроэлементы-из пищи или воды, а в том, может ли организм усвоить их.[3]

Известно, что подавляющее количество всех встречающихся в природе химических элементов обнаружены в организме человека. 12 элементов называют структурными, т.к. они составляют 99 % элементного состава человеческого организма (С, О, Н, N, Ca, Mg, Na, K, S, P, F, Cl). При этом основным строительным материалом являются четыре элемента: азот, водород, кислород и углерод. Остальные элементы, находясь в организме в незначительных по объему количествах, играют важную роль, влияя на здоровье и состояние нашего организма. Об этом мы и поговорим далее.

1.2 Содержание микроэлементов в продуктах питания

Большая часть микроэлементов поступает в организм с пищевыми продуктами растительного происхождения. В молочных и мясных продуктах их содержание невысоко. В коровьем молоке обнаружено 22 микроэлемента (железо, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден, кремний, фтор, йод и др.), однако концентрация их в молоке очень низкая. В мясных продуктах в умеренных количествах присутствуют серебро, молибден, медь, титан, цинк. В продуктах моря содержатся довольно в больших количествах серебро, мышьяк, кадмий, фтор, литий, никель.

Ниже мы рассмотрим различные продукты питания богатые микроэлементами.

Бром(Br). Основными источниками брома в питании человека являются хлеб и хлебопродукты, молоко и молочные продукты, бобовые.

Железо(Fe). В больших количествах содержится: в свиной печени, говяжьих почках, сердце и печени, непросеянной муке, сырых моллюсках, сушеных персиках, яичных желтках, устрицах, орехах, бобах, спарже, овсяном толокне, грибах, продуктах из муки грубого помола, клюкве, чернике, калине, рябине, облепихе, капусте, свекле, моркови.

Йод(I). Большое количество йода содержится в келпе (бурая морская водоросль), овощах, выращенных на почве, богатой йодом, свекле, капусте, моркови, в луке, яйцах, внутренностях животных и всех морепродуктах: рыба, устрицы, водоросли.

Калий(K). Лучшими натуральными источниками калия являются цитрусовые, томаты, все зеленые овощи с листьями, листья мяты, семечки подсолнуха, бананы, картофель, сухофрукты, бобовые, дрожжи, черника, рябина, клюква, калина, капуста, морковь, облепиха, свекла.

Кальций(Ca). Молоко и молочные продукты, капуста, облепиха, калина, свекла, кунжутные семечки, базилик.

Кобальт(Со). Основные источники в питании -- молоко, хлеб и хлебопродукты, печень, бобовые, капуста, свекла, морковь.

Кремний (Si). Источниками его являются вода и растительные пищевые продукты, морковь, облепиха.

Магний(Mg). Магний поступает в организм с пищей, водой и солью. Особенно богата магнием растительная пища - необработанные зерновые, фиги, миндаль, орехи, темно-зеленые овощи, бананы, бобовые, арония, облепиха, калина, свекла.

Марганец (Mn). Зерна злаковых, орехи, бобовые, листовые овощи, клюква, облепиха, калина, капуста, свекла, рябина.

Медь (Cu). Основными источниками в питании являются хлеб и хлебопродукты, листья чая, картофель, фрукты, печень, орехи, грибы, бобы сои, кофе, морепродукты, клюква, арония, калина, свекла, морковь, шиповник, рябина.

Молибден (Mo). Основными источниками являются хлеб и хлебопродукты, бобовые, печень, почки. Содержится в темно-зеленых листовых овощах, неочищенном зерне.

Натрий(Na). Пищевая соль, газированная минеральная вода, облепиха, свекла, капуста.

Никель (Ni). Много никеля в растительных продуктах, морской рыбе и продуктах моря, горохе, фасоли, крупе гречневой, овсяной, калине.

Селен(Se). Яйца, зерновые (рожь, пшеница), крупы, орехи, сельдерей, калина, морепродукты, почки, печень, отруби, лук, помидоры, капуста брокколи.

Фосфор (Р). Молоко, молочные продукты, мясо, рыба, клюква, капуста, свекла, морковь.

Фтор (F). Рыба, соя, лесные орехи, облепиха.

Хром(Cr). Содержится в яйцах, телячьей печени, пшеничных зародышах, пивных дрожжах, кукурузном масле, моллюсках, овсяных хлопьях, мясе, помидорах, кочанном салате, грибах, клюкве, калине.

Цинк(Zn). Наиболее богаты цинком дрожжи, пшеничные, рисовые и ржаные отруби, зерна злаков и бобовых, какао, морепродукты[4].

Мы рассмотрели основные микроэлементы, присутствующие в тех или иных продуктах. На мой взгляд, пища именно растительного происхождения доставляет нашему организму все необходимые микроэлементы. В следующей главе мы рассмотрим, какие из микроэлементов содержатся в нашем организме, какую роль она играют в жизнедеятельности органов и к чему приводит их недостаток или избыток.

2. Роль микроэлементов в жизни человека

2.1 Воздействие микроэлементов на организм человека

В организме человека обнаружено около 70 химических элементов (в том числе микроэлементов), из которых 43 считаются эссенциальными (незаменимыми). Потребность человека в микроэлементах колеблется в широких пределах и для большинства точно не установлена. Всасывание микроэлементов происходит главным образом в тонкой кишке, особенно активно -- в двенадцатиперстной кишке. Из организма выводятся с калом и мочой. Некоторая часть микроэлементов выделяется в составе секретов экзокринных желез, со слущенными клетками эпителия кожи и слизистых оболочек, с волосами и ногтями. Каждый микроэлемент характеризуется специфическими особенностями всасывания, транспорта, депонирования в органах и тканях и выделения из организма[5].

АЛЮМИНИЙ. Участвует в образовании белковых и фосфатных комплексов, в построении соединительной ткани, эпителии, регенерации костной ткани, деятельности пищеварительных ферментов.

БОР. Играет важную роль в сохранении костных тканей. Доказана роль бора в регуляции метаболизма витамина D3, кальция и магния. Соединения бора обладают противовоспалительным и противоопухолевым эффектами, снижают уровень жиров в крови.

ВАНАДИЙ. Важен для баланса натрия и калия в организме. Стимулирует движение фагоцитов - клеток, поглощающих болезнетворные микробы и все “лишнее” - тем самым, стимулируя иммунитет.

ЖЕЛЕЗО. Быстрее усваивается вместе с витамином C. Повышает количество гемоглобина в крови - красных кровяных телец. Необходимо для производства гема и переноса кислорода красными кровяными тельцами. Входит в состав цитохромов, участников окислительных процессов в клетках. Принимает участие в производстве множества ферментов.

КАЛИЙ. Важнейший компонент внутриклеточной жидкости, кислотно-щелочного равновесия, мышечной деятельности, синтеза белков и гликогена. Необходим для нормальной работы нервной системы. Способствует поддержанию водного баланса в клетках и тканях. Играет важную роль в функционировании клеток всех тканей организма, является непременным компонентом систем обеспечения кислотно - щелочного равновесия в тканевых и межтканевых жидкостях.

КАЛЬЦИЙ. Участвует в пластических и обменных процессах, в формировании костной ткани, в формировании зубов, в процессе свертывания крови, в нервно-мышечной проводимости. Соли кальция и фосфора не могут усваиваться друг без друга. Отвечает за их равновесие в крови витамин D. Играет важную роль в обмене веществ кожи. Входит в состав клеточных структур, является компонентом системы поддержания кислотно - щелочного равновесия внутренней среды организма и нормального функционирования многих жизненно важных систем. Он необходим для обеспечения деятельности сердца, входит в состав крови, участвует в процессах ее свертывания, а также в стабилизации защитных механизмов, повышающих устойчивость организма к болезням и действию внешних неблагоприятных факторов.

КРЕМНИЙ. Участвует в формировании структуры гликозаминогликанов и их протеиновых комплексов. Необходим для формирования соединительных тканей аорты, трахей, сухожилий, костей.

МАГНИЙ. Важен для любого биохимического процесса в организме. Способствует сбалансированию минералов. Необходим для: нормальной работы мышц и нервной системы; активности гормонов и производства энергии; поддержания здоровья репродуктивной системы; поддержания иммунной системы; восстановления и обновления тканей организма; роста костей; регулирования сердечного ритма и артериального давления. Участвует в процессе свертывания крови, в создании эстрогенов (женского гормона), а также в работе кишечника, желчного пузыря, простаты.

МАРГАНЕЦ. Механизмы ферментного катализа (биокатализа). Компонент (наряду с цинком и медью) ферментативной системы антиоксидантов. Необходим для правильного развития клеток, хорошего усвоения витамина В1, железа и меди, которые необходимы для кроветворения. Важной стороной биологического действия марганца является предупреждение с его участием вредной для здоровья длительной задержки жира в печени и понижение содержания сахара в крови. Марганец помогает смягчить токсические свойства многих соединений.

МЕДЬ. Механизмы ферментного катализа (биокатализа). Взаимодействует с железом и играет важную роль в поддержании нормального состава крови. Компонент (наряду с цинком и марганцем) антиоксидантной энзимной системы. Необходима для образования меланина и метаболизма железа. Участвует в создании миелина - оболочки нервных волокон. Участвует в регуляции углеводного обмена.

МОЛИБДЕН. Механизмы ферментного катализа (Биокатализа); перенос электронов. Способствует метаболизму жиров и углеводов. Жизненно важен для усвоения железа. Участвует в производстве мочевой кислоты.

МЫШЬЯК. Мышьяк оказывает влияние на окислительные процессы в митохондриях и принимает участие во многих других важных биохимических процессах.

НАТРИЙ. Важнейший компонент: межклеточной жидкости, поддерживающий осмотическое давление, которое предотвращает утечку воды из кровеносных сосудов в прилежащие ткани; кислотно-щелочного равновесия; передачи нервного импульса. Натрий удерживает воду в тканях.

НИКЕЛЬ. Участвует в стимулировании процессов кроветворения, а также, известна его высокая способность усиливать окислительные процессы в тканях. Больше всего никеля содержится в печени, поджелудочной железе, гипофизе, что свидетельствует о его активном участии в функционировании этих важных органов.

СЕЛЕН. Существенная часть: ферментной системы - глутатион-пероксидазы, защищающей биологические мембраны от повреждающего действия свободных радикалов; функции щитовидной железы; иммунитета. Действует самостоятельно и с витамином E как антиоксидант для нейтрализации свободных радикалов.

СЕРЕБРО. Среднесуточное поступление серебра не превышает 80 мкг. Наиболее богаты серебром почки, легкие, печень, эритроциты. В медицине используется бактерицидное, антацидное, вяжущее действие серебра. В настоящее время лекарства на основе серебра используют как наружные средства при лечении эрозий, язв, избыточных грануляциях, трещин, при остром конъюнктивите, трахоме, для промывания мочеиспускательного канала и т.д. Вопрос о физиологической роли серебра изучен недостаточно.

ФОСФОР. Элемент органических соединений, буферных растворов. Необходим для нормальной структуры костей, ногтей, зубов и их крепости. Важен для усвоения глюкозы и превращения ее в энергию.

Необходим для сокращения мышц, обеспечения биохимических процессов в мозге, нормального функционирования нервной системы, печени и других органов.

ФТОР. Участвует в образовании зубной эмали, костной ткани.

ХРОМ. Углеводный обмен. Участвует в регулировании уровня сахара в крови, так как способствует выработке инсулина.

ЦИНК. Важный компонент: более чем ста ферментов; переноса двуокиси углерода; стабильности биологических мембран; заживления ран. Необходим для поддержания здоровья репродуктивной и иммунной систем. Нужен для восстановления и обновления тканей. Необходим для формирования костей, способствует лечению трудно заживающих ран у больных диабетом или людей с нарушением кровообращения. Витамин А действует только в присутствии цинка.

Цинк ускоряет заживление ран. Витамин С и цинк - хорошее средство против катаров и многих вирусных заболеваний. Цинк оказывает противовирусное и антитоксическое действие[6].

2.2 Возможные заболевания при недостатке микроэлементов

Нарушенная экология, возросший темп жизни с неизбежным нарастанием стрессовых ситуаций, методы обработки продуктов питания, «убивающие» биологически активные вещества, не всегда качественные продукты питания, - вот далеко не полный перечень причин роста дефицита жизненно важных микроэлементов и избытка токсичных, наносящих непоправимый вред здоровью. Жители мегаполисов страдают, как правило, от избытка в организме тяжелых металлов: свинца, мышьяка, кадмия, ртути, хрома, никеля. Ни для кого не секрет, что тяжелые металлы опасны для здоровья. Например, накопление ртути в организме происходит незаметно, исподволь, поэтому ртуть так и коварна, что при отравлении ею не появляется каких-либо конкретных, ярко выраженных симптомов. Результатом такого отравления, может быть нарушение речи, нервозность, появление состояния страха, сонливость, лейкопения (уменьшение количества лейкоцитов в крови).

Нередко можно наблюдать такие изменения во внешнем облике человека: волосы становятся тусклыми, с посеченными концами, ногти слоятся и ломаются, кожа приобретает землистый оттенок, теряет свою упругость. Почему это происходит? Потому, что волосы, как никакой другой биологический субстрат отражают процессы, годами протекающие в нашем организме. Концентрация всех химических элементов в волосах многократно выше, чем в привычных для анализа жидкостях - крови и моче. В сыворотке крови, например, можно определить содержание 6-8 элементов, а в волосах - 20-30. Статистика показывает, что содержание микроэлементов в волосах отражает микроэлементный статус организма в целом, и пробы волос являются интегральным показателем минерального обмена. Именно волосы помогают диагностировать хронические заболевания, когда они себя еще ничем не проявляют[7].

Рассмотрим, к чему еще приводит дефицит различных микроэлементов:

Железа - вызывает нарушение образования эритроцитов (эритропоэза); нарушение роста; усталость в течение всего дня и частые ночные пробуждения; увеличение риска инфекционных заболеваний; анемию, неестественную бледность кожи; общее ухудшение самочувствия; ломкость волос и ногтей; частые головные боли; раздражительность; поверхностное и учащенное дыхание; желудочно-кишечные заболевания; запоры и трещины в уголках рта.

Йода - диффузный токсичный зоб, который характеризуется повышением функции щитовидной железы, сопровождающееся увеличением ее размеров, вследствие аутоиммунных процессов в организме, а также замедление развития центральной нервной системы.

Калия - вызывает мышечную дистрофию, нарушение передачи нервного импульса и сердечного ритма, а также отеки и склероз.

Кальция - вызывает остеопороз, судороги. Понижение его концентрации в крови чревато нарушениями функций нервной системы. При избытке кальция в организме происходит его отложение в различных органах.

Кобальта - вызывает увеличение синтеза нуклеиновых кислот. Кобальт, марганец и медь предупреждают раннюю седину в волосах и улучшают их состояние, а также участвует в общем восстановлении организма после тяжелых заболеваний.

Магния - вызывает апатию, зуд, мышечную дистрофию и судороги, заболевания желудочно-кишечного тракта, нарушение сердечного ритма, старение кожи, страхи, нервозность, нетерпение, бессонницу, головную боль, постоянное чувство усталость, неконтролируемое раздражение. При недостатке магния, организм «крадет» его из костей. При длительной недостаточности магния в организме наблюдается усиленное отложение солей кальция в стенках артериальных сосудов, сердечной мышце и почках.

Марганца - вызывает похудание, дерматит, тошноту, рвоту.

Молибдена - вызывает нарушение обмена серосодержащих аминокислот, а также нарушения функций нервной системы.

Натрия - вызывает гипотонию, тахикардию, мышечные судороги.

Селена - вызывает анемию, кардиомиопатию, нарушение роста и образование костной ткани. Высок риск заболеваний раком прямой кишки, молочной железы, матки и яичников, простаты, мочевого пузыря, легких и кожи.

Фосфора - вызывает нарушения роста, костные деформации, рахит. Недостатку фосфора способствует избыток кальция при дефиците белков и витамина D, проявляется это потерей аппетита, апатией, снижением умственной и физической работоспособности, похуданием. Избыток нарушает всасывание кальция из кишечника, тормозит образование активной формы витамина D, связывает часть кальция в крови, что ведет к его выведению из костей и отложению солей кальция в почках и кровеносных сосудах.

Фтора - вызывает нарушение роста; нарушение процесса минерализации. Недостаток фтора вызывает кариес. Избыток фтора вызывает остеохондроз, изменение цвета и формы зубов, костные наросты.

Хрома - заставляет организм работать с удвоенной энергией, чтобы поддерживать сахарный баланс. В результате возникает острая потребность в сладком.

Цинка - вызывает нарушение роста, плохое заживление ран, отсутствие аппетита, нарушение вкуса, а также увеличения размеров простаты.

Другие микроэлементы. Роль других микроэлементов изучена меньше. Установлено, что концентрация ионов серебра в очагах воспаления повышена, что связано, по-видимому, с его антисептическим действием.

Заключение

Содержание микроэлементов в органах и тканях человека составляет от 10-2 до 10-7% от массы органа. Оно более высокое в паренхиматозных органах (например, печени), наименьшее -- в цереброспинальной жидкости и плазме крови. Неравномерное распределение микроэлементов в организме связано с их специфическим участием в деятельности различных органов. Содержание микроэлементов в организме изменяется в зависимости от времени года и возраста. В частности, с возрастом повышается концентрация в тканях алюминия, титана, кадмия, никеля, цинка, свинца, а концентрация меди, марганца, молибдена, хрома снижается. В крови увеличивается содержание кобальта, никеля, меди и уменьшается содержание цинка. Во время беременности и в период лактации в крови становится в 2--3 раза больше меди, марганца, титана и алюминия.

Обеспеченность микроэлементами обусловлена их содержанием в воде и пищевых продуктах, количественным соотношением между собой и усвояемостью тех веществ, в составе которых микроэлементы поступают в организм. Содержание микроэлементов в пищевых продуктах во многом зависит от геохимической зоны. Существуют районы со значительными отклонениями концентрации определенных микроэлементов в почве и воде от нормы (как в сторону уменьшения, так и увеличения), что отражается на содержании этих микроэлементов в продуктах растительного и животного происхождения[8].

Список использованных источников

1. Медицинская энциклопедия. URL: http://znaiu.ru/art/400169300.php

2. Свободная энциклопедия Википедия. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki

3. http://www.inmoment.ru/beauty/health-body/microcells.html

4. Гогулан М.Ф. Законы здоровья. М.: Советский спорт. 1998. 496 с.

5. Ноздрюхина Л.Р. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М.: 1977. 535 с.

6. Ковальский В.В. Геохимическая среда и жизнь. М.: 1982. 376 с.

7. Медицинский справочник. Клиническая иммунология. М.: URL: http://immunologia.ru/3-microel.html

8. Коломийцева М.Г., Габович Г.Д. Микроэлементы в медицине. М.: 1970. 566 с.

Размещено на Allbest.ru