Микроэлементы и их роль в питании

 

Введение

Микроэлементы являются фундаментом здоровья человека. 

Из 92-х химических элементов, встречающихся в природе, 81 обнаружен в организме человека. Из них 12 элементов называют структурными, так как именно они в основном (на 99%) формируют элементарный состав человеческого организма. Это углерод, кислород, водород, азот, кальций, магний, натрий, калий, сера, фосфор, фтор, хлор .  

Все минеральные  элементы в соответствии с их содержанием  в организме делятся на три  группы: макроэлементы, микроэлементы  и ультрамикроэлементы. Такая классификация – по количественному признаку – проста и удобна, но она не дает ответа на главный вопрос: “Какова биологическая роль того или иного элемента в организме”. 

С точки зрения науки о питании, микроэлементы  столь же необходимые элементы пищи, как и другие минеральные элементы, независимо от того, в какой форме они поступают в организм. 

Микроэлементами называют химические элементы, присутствующие в организме человека в очень  малых количествах. Микроэлементы  – это компоненты очень древней и сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жизненных функций организма на всех стадиях его развития. 

В клетках их содержание максимально, а в жирах, хрящах и костях – минимально. Даже самые незначительные количества элементов способны оказывать физиологическое воздействие на организм.  

Классификация химических элементов по их биологической  роли в организме представляет наибольший интерес для физиологов, биохимиков, и специалистов в области питания. Согласно этой классификации, все минеральные элементы, обнаруженные в организме, делятся на три группы:

жизненно необходимые (эссенциальные);

вероятно (условно) необходимые;

элементы, роль которых мало изучена или не известна. 

Люди давно  обратили внимание на то, что многие болезни связаны с недостаточным содержанием в организме определенных макро – и микроэлементов. Была, например, обнаружена связь между дефицитом железа и возникновением анемии. В конце прошлого века стала ясна роль дефицита йода в развитии эндемического зоба. С тех пор объем информации о роли дефицита или избытка определенных микроэлементов в формировании болезней возрастает лавинообразно. 

Получая микроэлементы  из внешней среды, человек находится  в постоянной зависимости от химического  состава воды, пищи, воздуха. Микроэлементы, в свою очередь, играют значительную роль в адаптации, то есть приспособлении организма к окружающей среде. 

Человеческий  организм устроен так, что до 22 – 25 лет он развивается (бурный рост, накопление энергии), 25–40 лет – он самодостаточен, а после 40-а лет – из пищи все труднее доставать необходимые макро- и микроэлементы. 

Группа жизненно важных элементов включает в себя все макроэлементы, а также часть  микро- и ультрамикроэлементов. Это  подтверждает мысль о том, что  уровень концентрации того или иного микроэлемента в организме еще не определяет его биологического значения. 
 

Элемент может  быть отнесен к группе жизненно важных при следующих условиях:

если он постоянно  присутствует в организме в количествах, сходных у разных индивидуумов;

если всегда сохраняются примерные пропорции  его содержания в тех или иных тканях, то есть не меняется порядок, в  котором можно перечислить ткани  по убыванию (или возрастанию) в них  элемента;

если потребление  синтетического рациона, не содержащего этот элемент, вызывает характерные симптомы недостаточности и определенные биохимические изменения в тканях;

если негативные симптомы и изменения могут быть предотвращены или устранены  путем добавления данного элемента в пищу. 

Вторую значительную группу микроэлементов составляют токсичные микроэлементы. Если при гипомикроэлементозах – заболеваниях, вызываемых дефицитом эссенциальных микроэлементов, - мы сталкиваемся с болезнями недостаточности, то при контакте организмов с токсичным и микроэлементами возникает синдром интоксикаций – токсикопатий.  

Сложность проблемы состоит в том, что эссенциальные  микроэлементы при определенных условиях могут вызывать токсические  реакции, а отдельные токсичные  микроэлементы при определенной дозировке и экспозиции могут  обнаруживать свойства эссенциальных микроэлементов, то есть оказываются полезными и даже жизненно важными. 

Строго ограничивать группу жизненно важных элементов нельзя – всегда возможно открытие биологической  роли каких – то элементов. Например, только в последние десятилетия появились экспериментальные и клинические данные об участии в метаболических процессах фтора, хрома, кремния, мышьяка, а о селене, как чрезвычайно необходимом элементе, стало известно всего 20 – 25 лет назад.

Микроэлементы.

Кремний (Si)

Кальций (Ca)

Калий (K)

Железо (Fe)

Кобальт (Со)

Йод (J)  

Медь (Cu)

Магний (Mg)

Марганец (Mn)

Хром (Сr)

Натрий (Na)

Фосфор (Р)  

Селен (Sе)

Цинк (Zn)

Молибден (Мо)

Сера (S)

Фтор (F)

  
 

   Известно, что подавляющее количество всех  встречающихся в природе химических элементов (81) обнаружены в организме человека. Двенадцать из них являются структурными, т.к. они составляют 99 % элементного состава человеческого организма (С, О, Н, N, Ca, Mg, Na, K, S, P, F, Cl). 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.

   По мнению  ученых, минеральный состав внутриклеточной  жидкости подобен составу доисторического моря и строго поддерживается на одном уровне. Часто, для этого, приходится поглощать химические элементы из других тканей, например, костной.

   Минералы  вместе с водой обеспечивают  постоянство осмотического давления, кислотно-щелочного баланса, процессов всасывания, секреции, кроветворения, костеобразования, свертывания крови; без них были бы невозможны функции мышечного сокращения, нервной проводимости, внутриклеточного дыхания. Микроэлементы действуют в организме путем вхождения в той или иной форме и в незначительных количествах в структуру биологически активных веществ, главным образом ферментов (энзимов).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Кремний (Si)

   После  кислорода кремний - самый распространенный  элемент на земле. В виде  кремнезема кремний содержится во всех растениях. Они поглощают его из почвы и используют при строительстве прочной основы для своих клеток. Твердость, эластичность и прочность стеблей растений зависят от содержания в них кремнезема. Кремний в виде кремнезема содержится в организме морских животных, пресноводных рыб, птиц и млекопитающих. Кремний содержится постоянно в курином яйце. Общее содержание кремнезема в теле человека - около 0,001%, среднее содержание SiO2 в крови человека составляет от 5,9 до 10,6 мг в 1 мл. В организме человека кремний обнаружен во всех органах и тканях: в легких, в волосах, гладких мышцах желудка, в надпочечниках, в фибрине, в цельной крови. Кремнезем необходим для прочности и эластичности эпителиальных и соединительно-тканных образований. Эластичность кожи, сухожилий, стенок сосудов обусловлена в значительной степени содержащимся в них кремнием. Кремнезем играет роль в сохранении кожей нормального тургора, что связано со способностью коллоидов, содержащих кремнезем, к набуханию.

   Недостаток кремния встречается достаточно редко. При его недостатке могут наблюдаться: слабая деятельность лейкоцитов при инфекционном процессе, плохое заживление ран, снижение аппетита, кожный зуд, снижение эластичности тканей, снижение тургора кожи, повышение проницаемости сосудов и как следствие - геморрагические проявления.

Содержание Кремния  в продуктах:

Гречневая крупа, проросшие зерна пшеницы, петрушка,зерновые,листовые овощи, мясо и субпродукты, овсяная крупа, бобовые, крапива, лук, зелень, свекла, кокос, грибы, морковь, капуста, редис, репа, шпинат. 
 
 
 

Кальций (Ca)

   Общее  содержание кальция организме  человека составляет примерно 1,9% общего веса человека, при этом 99% всего кальция приходится на  долю скелета и лишь 1% содержится  в остальных тканях и жидкостях организма. Кальций в пище, как растительной, так и животной, находится в виде нерастворимых солей. Всасывание их в желудке почти не происходит. Абсорбция кальциевых соединений происходит в верхней части тонкого кишечника, главным образом в 12-перстной кишке. Здесь на всасывание оказывают большое влияние желчные кислоты. Физиологическая регуляция уровня кальция в крови осуществляется гормонами паращитовидных желез и витамином D через посредство нервной системы.

   Кальций  участвует во всех жизненных процессах организма. Нормальная свертываемость крови, происходит только в присутствии солей кальция. Кальций играет важную роль в нервно-мышечной возбудимости тканей. При увеличении в крови концентрации ионов кальция и магния нервно-мышечная возбудимость уменьшается, а при увеличении концентрации ионов натрия и калия - повышается.

   При избытке  кальция наблюдаются:

Хронический гипертрофический артрит, кистозная и фиброзная  остеодистрофия, мышечная слабость, затруднение  координации движений, деформация костей позвоночника и ног, самопроизвольные переломы, переваливающаяся походка, хромота.

Тошнота, рвота, боли в брюшной полости, дизурия, хронический гломерулонефрит, полиурия, частые мочеиспускания.

При избытке  кальция наблюдаются сильные  сердечные сокращения и остановка сердца в систоле.

Избыток кальция  может приводить к дефициту цинка  и фосфора, в то же время препятствует накоплению свинца в костной ткани

   При недостатке  кальция наблюдаются:

Тахикардия, аритмия, боли в мышцах;

Рвота, запоры, почечная или печеночная колика;

Повышенная раздражительность, дезориентация, галлюцинации, спутанность  сознания, потеря памяти;

Волосы - делаются грубыми и выпадают;

Ногти - становятся ломкими;

Кожа - утолщается и грубеет;

Зубы - дефекты  в дентине, на эмали зубов появляются ямки, желобки;

Хрусталик - теряет прозрачность.

Причины влияющие на усвоение и содержание кальция  в организме:

   Белок,  входящий в рацион влияет на  усвояемость кальция. При высокобелковом  рационе около 15% кальция, полученного  орально, всасывается; а при низкобелковом рационе усваивается около 5%.

   Кальций  усваивается лучше, если принимать  его не натощак, а после легкой  еды.

   Кофе  увеличивает выделение кальция  почками.

   Магний  может уменьшить усвояемость  кальция из кишечного тракта, при этом, однако, резкая недостаточность магния также может вызвать снижение содержания кальция в крови.

   Железо  может способствовать усвоению  кальция.

   На усвояемость  кальция влияют какао, соевые  бобы и пища с высоким содержанием  фосфатов, в том числе и газированные напитки кола.

   Стресс  и иммобилизация могут уменьшить  способность усваивать кальций  из желудочно-кишечного тракта.

   Некоторые  антибиотики, такие как пенициллин  и неомицин, могут способствовать  усвоению кальция в кишечнике.

   Лекарства  типа кортизона (кортизон и родственные ему препараты), противосудорожные препараты и тиреоидин могут уменьшать усвояемость кальция в кишечнике.

Содержание Кальция  в продуктах: Мягкие кости лосося и сардин,пшеничные отруби,белокочанная капуста ,крапива, орехи (грецкий, фундук),пшеничные зародыши,капуста цветная,перловая крупа,спаржа,шелковица белая,

аралия маньчжурская,листовые овощи,яичные желтки,хлеб с отрубями,морская рыба,мясо и субпродукты,листья репы,морковь,брусника,чистотел,петрушка, молоко,свекла. 

Калий (K)

   Общее  содержание калия калия в организме  человека составляет примерно 250г.  Калию свойственна способность,  разрыхлять клеточные оболочки, делая их проницаемыми для  прохождения солей. Калий необходим  для ясности ума, избавления  от шлаков, лечения аллергии.