Минералы

§ 1. Содержание химических элементов в организме. Макро- и микроэлементы

Живые организмы имеют особый химический состав, отличающий их от объектов неживой природы. Это проявляется, прежде всего, в различиях строения и количественного соотношения химических веществ. Однако вещества, входящие в состав организмов, образованы атомами тех же химических элементов, из которых состоят объекты неживой природы. В живых организмах массовая доля одних элементов достигает 10 % и более, других содержится меньше, а некоторые присутствуют в исключительно малых количествах.

Макроэлементы. Химические элементы, содержание которых в живых организмах составляет более 0,01 %, называются макроэлементами. В живой природе наиболее распространены четыре макроэлемента: кислород (О), углерод (С), водород (Н) и азот (N). Их суммарная массовая доля превышает 98 %. Эти элементы являются основой строения органических соединений. Помимо этого, водород и кислород входят в состав воды.

Молекулы многих органических веществ также содержат атомы серы (S) и фосфора (Р). Кроме того, к макроэлементам относятся натрий (Na), калий (K), магний (Mg), кальций (Ca) и хлор (Cl).

У человека ключевую роль в осуществлении таких процессов как свертывание крови, сокращение мышц, проведение нервных импульсов и многих других, играет кальций. Совместно с фосфором этот макроэлемент обеспечивает нормальное развитие и функционирование костей и зубов. В организме взрослого человека содержится приблизительно 1,7 кг кальция, причем около 99 % — в костной ткани.

*Содержание кальция в организме регулируется рядом гормонов, причем ведущую роль играют гормоны паращитовидных и щитовидной желез.* Потребность в кальции зависит от возраста человека. Так, для взрослых людей и детей в возрасте от 4 до 8 лет она составляет 800—1000 мг в сутки, а для подростков — 1300 мг (подумайте почему). Довольно много кальция содержится в молочных продуктах, зерновых, бобовых, орехах, капусте

Усвоению этого важного элемента способствуют витамин D (вспомните его основные источники), молочный сахар — лактоза, а также ненасыщенные жирные кислоты, которыми богаты растительные масла, рыба, авокадо и др. 

Более подробная информация о содержании макроэлементов в живых организмах и их биологической роли приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Макроэлементы

Таблица микроэлементов, их основная характеристика, содержание в продуктах питания

Важен баланс микронутриентов и их слаженная работа. Каждому предназначено свое значение и свое место в жизнедеятельности. Рассмотрим, как микровещества воздействуют на нашу внутреннюю среду и что нужно кушать, чтобы их запас в организме постоянно пополнялся.

Пищевые продукты должны быть получены из экологически чистых районов. Больше всего микроэлементов в продуктах питания растительного происхождения. В животных продуктах они также присутствуют, но их набор менее богат.

В качестве лидера можно назвать молоко, в котором находится 22 микронутриента. Но их концентрация столь мала, что обеспечить суточную потребность хотя бы некоторых из них за счет молока невозможно. При рассмотрении вопроса о содержании микроэлементов в продуктах питания хотелось бы напомнить о полноценном и сбалансированном рационе. Чтобы баланс микровеществ был в норме, нужна богатая  своим разнообразием «продуктовая корзина».

Таблица микроэлементов и их основная характеристика

Железо

Йод

Селен

Фтор

Медь

Хром

Цинк

Марганец

Молибден

Бром

Кобальт

Микроэлементы

Микроэлементы представляют собой вещества, которые в крайне небольшом количестве присутствуют в организме. Несмотря на это, их роль в полноценном функционировании систем и органов человека трудно переоценить, ведь они принимают активное участие во всех биохимических процессах.

Условно микроэлементы делятся на эссенциальные (или жизненно необходимые) и условно-эссенциальные (то есть такие, чья биологическая функция известна, но явление дефицита их не наблюдается либо проявляется крайне редко).

К эссенциальным относятся:

• железо (или Fe, согласно таблице Менделеева);
• медь (или Cu);
• йод (или I);
• цинк (или Zn);
• кобальт (или Co);
• хром (или Cr);
• молибден (или Mo);
• селен (или Se);
• марганец (или Mn).

К условно эссенциальным причисляют:

• бор (или B);
• бром (или Br);
• фтор (или F);
• литий (или Li);
• никель (или Ni);
• кремний (или Si);
• ванадий (или V).

Польза микроэлементов

• Обеспечение обмена веществ.
• Синтез ферментов, витаминов и гормонов.
• Стабилизация клеточных мембран.
• Укрепление иммунитета.
• Участие в процессах кроветворения и роста.
• Регулирование работы репродуктивной системы.
• Обеспечение тканевого дыхания.
• Обеспечение постоянства осмотического давления.
• Регулирование и восстановление кислотно-щелочного баланса.
• Способствование костеобразованию.

Важно! Любой дисбаланс (и дефицит, и избыток) содержания микроэлементов в организме приводят к развитию целого ряда заболеваний, синдромов либо патологических состояний, которые объединены под термином «микроэлементозы». Согласно проведенным исследованиям, примерно у 80 процентов населения наблюдается более или менее выраженный дисбаланс микроэлементов

Проявления дисбаланса микроэлементов:

• ослабление иммунитета, что чревато частыми простудными заболеваниями;
• нарушения в работе эндокринной, сердечной и нервной систем;
• развитие психоневрологических расстройств;
• формирование опухолей;
• угревая сыпь;
• развитие воспалений;
• ухудшение состояния ногтей и волос;
• развитие кожных аллергий.

Причины дисбаланса микроэлементов:

• стрессы;
• радиация;
• несбалансированное или однообразное питание;
• загрязненная атмосфера;
• некачественная питьевая вода;
• прием определенных лекарственных средств, которые приводят к связыванию либо потере микроэлементов.

Вывод! Чтобы жить долго и счастливо, необходимо:

• больше находиться на свежем воздухе (ключевое слово — «свежем»);
• меньше нервничать;
• пить очищенную воду;
• правильно питаться, включая в рацион продукты, обогащенные микроэлементами.

В каких продуктах содержатся микроэлементы?

Рекомендуемая суточная норма потребления микроэлементов для взрослого человека равна 150 – 200 мг.

Большая часть микроэлементов поступает в организм человека с пищей растительного происхождения, тогда как в молочных продуктах и мясе их содержание не очень высокое.

Интересный факт! В коровьем молоке присутствует 22 микроэлемента, но концентрация их крайне низкая, поэтому этот продукт не может восполнить дефицит микроэлементов в полном объеме.

В целом каждому микроэлементу присущи свои источники «пополнения», о которых более подробно поговорим далее.

Макроэлементы

Макроэлементы (макронутриенты, англ. macronutrient) – элементы, количество в организме человека которых составляет более 0,01 %.

Наибольшая доля массы клетки в человеке принадлежит 4м элементам:

• Кислород ( O ) ≈ 65%;
• Углерод ( C ) ≈ 18%;
• Водород ( H ) ≈ 10%;
• Азот ( N ) ≈ 3%.

Из этих 4х веществ в основном построены белки, жиры, углеводы и другие органические вещества. Сочетание этих элементов также называют – органогенные элементы, или CHNO (акроним).

Среди других макроэлементов можно выделить (в скобках приблизительное содержание в организме человека):

• Кальций (Ca) ≈ 2%
• Фосфор (P) ≈ 1,1%
• Калий (K) ≈ 0,35%
• Сера (S) ≈ 0,25%
• Натрий (Na) ≈ 0,15%
• Хлор (Cl) ≈ 0,15%
• Магний (Mg) ≈ 0,05%.

Йод

Основная функция йода – обеспечение синтеза гормона щитовидной железы под названием «тироксин». Кроме того, йод активно участвует в создании фагоцитов, представляющих собой своеобразные «патрульные» клетки, уничтожающие мусор и всевозможные чужеродные тела непосредственно в клетках.

Польза йода

• Нормализация работы эндокринной системы путем регулирования функций щитовидной железы, а также гипофиза.
• Обеспечение обменных процессов.
• Способствование нормальному физическому и умственному развитию (особенно у детей).
• Предупреждение накопления радиоактивного йода, что обеспечивает надежную защиту от воздействия радиации.
• Укрепление иммунитета.
• Нормализация работы нервной системы.
• Регулирование работы сердечно-сосудистой, половой, а также костно-мышечной систем.
• Стабилизация гормонального фона.

Важно! Йод в чистом виде, попадающий в организм, почти не усваивается, при этом значительные его дозы могут спровоцировать тяжелое отравление: так, смертельная доза чистого йода для человека составляет порядка 3 г (получить такую дозу с продуктами питания, обогащенными йодом, невозможно). Избыток йода чреват следующими последствиями:

Избыток йода чреват следующими последствиями:

• развитием гипертиреоза, одним из проявлений которого является Базедова болезнь с зобом;
• повышенной раздражительностью;
• тахикардией;
• мышечной слабостью;
• потливостью;
• резкой потерей веса;
• склонностью к диарее.

Дефицит йода приводит к таким нарушениям:

• заболеваниям нервной системы;
• задержке роста и развитию слабоумия у детей;
• болезням щитовидной железы;
• увеличению риска развития раковых заболеваний;
• повышению холестерина;
• врожденным порокам развития;
• невынашиванию беременности у женщин и стерильности у мужчин;
• снижению частоты сердечных сокращений.

Йод попадает в организм человека с продуктами питания, водой и воздухом, поэтому люди, постоянно проживающие у моря, редко испытывают йододефицит, особенно если включают в рацион йодосодержащие продукты.

В каких продуктах содержится йод?

Суточная норма йода равна 2 – 4 мкг на один килограмм массы тела.

Золотое правило! Чем меньше йода присутствует в окружающей среде, тем больше необходимо вводить в рацион продуктов, богатых этим микроэлементом.

Йодосодержащие продукты:

• морская соль;
• овощи зеленого цвета;
• пищевая йодированная соль;
• океаническая и морская рыба;
• морепродукты, включая морские водоросли и морскую капусту;
• лук;
• чеснок;
• ананасы;
• яйца;
• печень трески;
• восточные пряности (особенно имбирь, перец, кориандр, а также тмин, гвоздика и куркума);
• репа;
• спаржа;
• морковь;
• капуста разных сортов;
• картофель;
• помидоры;
• фасоль;
• овсяные хлопья;
• виноград;
• клубника;
• свекла.

Значение микроэлементов. Их роль для организма человека.

Из 92 микроэлементов, встречающихся в природе, у человека обнаружен 81. Считается, что наиболее часто при тяжелых заболеваниях следует ожидать развитие нарушений со стороны цинка (Zn), меди (Cu), марганца (Mn), селена (Se), молибдена (Mo), йода (I), железа (Fe), хрома (Cr) и кобальта (Co).

Микроэлементы:

поддерживают:

• кислотно-щелочное равновесие;
• водно-солевой баланс;
• осмотическое давление в клетке;
• рН крови (норма 7,36-7,42);
• работу ферментных систем.

участвуют в процессах:

• нервно-мышечной передачи импульсов;
• сокращения мышц;
• свертывания крови;
• обмена кислорода.

входят в состав:

• костей и зубов;
• гемоглобина;
• тироксина;
• соков пищеварительной системы.

взаимодействуют с:

• витаминами;
• гормонами;
• ферментами.

Доказано, что содержание микроэлементов в организме изменяется в зависимости от времени года и возраста. Наибольшая потребность в макро и микроэлементах выражена в период роста, во время беременности и кормления грудью. В пожилом возрасте она резко снижается.

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.

Признаки дефицита важных микроэлементов в организме

Выделяют несколько основных причин, провоцирующих нехватку минеральных веществ в человеческом организме, а именно это: неправильный подход к питанию; потребление некачественной воды; проживание в неблагоприятном регионе с геологической точки зрения; побочный эффект лекарственных препаратов и т. п

Как видим, причин много – поэтому необходимо обращать пристальное внимание на признаки возможного дефицита полезных веществ в организме

Цинк

Некоторые признаки дефицита:

• Раздражительность, утомляемость, потеря памяти, нарушение сна.
• Гиперактивность.
• Снижение остроты зрения.
• Потеря вкусовых ощущений, язвы во рту.
• Расстройства обоняния.
• Уменьшение массы тела, исхудание.
• Чешуйчатые высыпания на коже, угри, фурункулез, экзема, дерматит, псориаз, трофические язвы, плохое заживление ран. Расслаивание ногтей, появление на них белых пятен.
• Тусклый цвет волос, перхоть, замедление роста, выпадение волос.
• Снижение уровня инсулина.
• Задержка роста, позднее половое созревание у детей (особенно у мальчиков).
• Снижение Т-клеточного иммунитета, снижение сопротивляемости инфекциям (частые и длительные простудные заболевания).

Помимо обедненного рациона, а также нарушения всасывания цинка в кишечнике, частой причиной возникновения дефицита цинка становится усиленное расходование в периоды повышенной потребности в организме (например, при беременности, кормлении грудью, в период заживления ран и выздоровления после болезней).

Йод

Некоторые признаки дефицита:

• Отклонения в выработке гормонов щитовидной железы.
• Формирование зоба.
• Отеки лица, конечностей и туловища.
• Повышенное содержание холестерина.
• Брадикардия.
• Запоры.
• Резкое отставание психического и физического развития;.
• Низкорослость, деформации скелета.
• Снижение фертильности.
• Сонливость.

Помимо обедненного рациона и нарушения обмена йода, частой причиной возникновения дефицита йода становится повышенный радиационный фон и аллергизация организма.

Медь

Некоторые признаки дефицита:

• Торможение всасывания железа, нарушение гемоглобин образования, угнетение кроветворения.
• Ухудшение состояния костной и соединительной ткани, нарушение минерализации костей, остеопороз, переломы костей.
• Усиление предрасположенности к бронхиальной астме, аллергодерматозам.
• Нарушение пигментации волос, витилиго.
• Задержка полового развития у девочек, нарушение менструальной функции, снижение полового влечения у женщин, бесплодие.
• Угнетение функций иммунной системы.

Помимо обедненного рациона и нарушения обмена меди, частой причиной возникновения дефицита меди становится длительный прием кортикостероидов, нестероидных противовоспалительных препаратов, антибиотиков.

Селен

Некоторые признаки дефицита:

• Слабый рост или выпадение волос.
• Дистрофические изменения ногтей.
• Снижение степени иммунной защиты организма.
• Нарушения функции печени.
• Недостаточность репродуктивной системы (в основном мужское бесплодие).
• Замедление роста у детей.
• Дерматит, экзема.

Помимо обедненного рациона и нарушения обмена селена, частой причиной возникновения дефицита становится повышенный расход на нейтрализацию вредных веществ.

Марганец

Некоторые признаки дефицита:

• Утомляемость, слабость, головокружение, плохое настроение.
• Ухудшение процессов мышления, способности к принятию быстрых решений, снижение памяти.
• Нарушения сократительной функции мышц, склонность к спазмам и судорогам, боли в мышцах, двигательные расстройства.
• Дегенеративные изменения суставов, склонность к растяжениям и вывихам, остеопороз в климактерическом периоде.
• Нарушения пигментации кожи, появление мелкой чешуйчатой сыпи, витилиго.
• Задержка роста ногтей и волос.
• Снижение уровня «полезного» холестерина в крови, нарушение толерантности к глюкозе, нарастание избыточного веса, ожирение.

Помимо обедненности рациона и нарушения обмена марганца, часто причиной возникновения дефицита становится усиленное расходование марганца в результате психоэмоциональных перегрузок, у женщин в предклимактерический период и при климаксе.

Кремний

Некоторые признаки дефицита:

• Слабость соединительной ткани (бронхо-легочная система, связки, хрящи).
• Слабость костной ткани (остеопороз, склонность к переломам).
• Истончение, ломкость, выпадение волос.
• Наклонность к воспалительным заболеваниям желудка и кишечника.

Помимо обедненности рациона и нарушения обмена кремния, часто причинами возникновения дефицита становятся усиленное расходование кремния (быстрый рост, физические перегрузки).

Недостатки и токсичность микроэлементов

Микроэлементы необходимы в определенных количествах, чтобы выполнять свои уникальные функции в организме. Получение слишком большого или малого количества витамина или минерала может привести к отрицательным побочным эффектам.

Дефицит микроэлементов

Большинство здоровых взрослых могут получать достаточное количество микроэлементов из сбалансированной диеты, но есть некоторые распространенные недостатки питательных веществ, которые влияют на определенные популяции.

К ним относятся:

• Витамин D: примерно у 77% людей в России дефицит витамина D, в основном из-за малого количество солнечных дней в году.
• Витамин B12: веганы и вегетарианцы могут развить дефицит витамина B12 от воздержания от продуктов животного происхождения. Пожилые люди также подвержены риску из-за снижения абсорбции с возрастом.
• Витамин А: питание женщин и детей в развивающихся странах часто не имеют адекватного витамина А.
• Железо: недостаточность этого минерала распространена среди детей дошкольного возраста, женщин фертильного возраста из-за менструаций и веганов.
• Кальций: около 22% и 10% мужчин и женщин старше 50 лет, соответственно, не получают достаточного количества кальция.

Токсичность микроэлементов

Токсичность микроэлементов встречается реже, чем недостатки. Она чаще всего встречается с большими дозами жирорастворимых витаминов A, D, E и K, поскольку эти питательные вещества могут храниться в печени и жировых тканях. Их нельзя вывести из организма, как водорастворимые витамины.

Токсичность питательных микроэлементов обычно развивается из-за дополнительного приема витаминов и пищевых добавок — редко из источников пищи. Признаки и симптомы токсичности варьируются в зависимости от питательных веществ.

Важно отметить, что чрезмерное потребление определенных питательных веществ может быть опасным, даже если оно не приводит к явным симптомам токсичности. В одном исследовании было изучено более 18 000 человек с высоким риском развития рака легких из-за недавнего курения или воздействия асбеста

Группа вмешательства получила два вида витамина А — 30 мг бета-каротина и 25 000 МЕ ретинилпальмитата в день (50). Испытание было приостановлено досрочно, когда группа вмешательства показала на 28% больше случаев рака легких и на 17% большую смертность в течение 11 лет по сравнению с контрольной группой (50)

В одном исследовании было изучено более 18 000 человек с высоким риском развития рака легких из-за недавнего курения или воздействия асбеста. Группа вмешательства получила два вида витамина А — 30 мг бета-каротина и 25 000 МЕ ретинилпальмитата в день (50). Испытание было приостановлено досрочно, когда группа вмешательства показала на 28% больше случаев рака легких и на 17% большую смертность в течение 11 лет по сравнению с контрольной группой (50).

Самый безопасный и эффективный способ получить адекватное потребление витаминов и минералов – получить их с питанием.

Необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью понять долгосрочные последствия токсичности от приема добавок.

Тем не менее, люди, подверженные риску определенных дефицитов питательных веществ, могут извлечь выгоду из приема добавок под наблюдением врача.

Если вы заинтересованы в принятии добавок с питательными микроэлементами, ищите качественные и сертифицированные продукты.

Заключительные мысли

Термин микроэлементы относится к витаминам и минералам.

Витамины необходимы для производства энергии, иммунной функции, свертывания крови и других функций, в то время как полезные минералы приносят пользу, здоровье костей, баланс жидкости и другие процессы.

Чтобы получить достаточное количество питательных микроэлементов, необходимо сбалансированное питание, содержащее разнообразные продукты.

Вам также будет интересно:

Дефицит витамина С – симптомы, к какой болезни приводит, лечение

Листья шелковицы – полезные свойства

Восстановление женского цикла с помощью семян

17 удивительных фактов о том, что можно и нельзя делать во время беременности

Чай с куркумой – польза и рецепт

Железо

Этот микроэлемент является одним из компонентов гемоглобина. Железо отвечает за формирование кровяных телец и участвует в клеточном дыхании. Этот элемент присутствует в горчице, тыквенных семечках, гранате, кунжуте, яблоках, лесных орехах, морской капусте. Состояние клеток кожи, ротовой полости, кишечника и желудка напрямую зависит от концентрации железа. При недостатке этого элемента отмечается постоянная сонливость, быстрая утомляемость, ухудшение состояния ногтевых пластин. Кожа при этом становится сухой, грубеет, во рту часто пересыхает, развивается анемия. В некоторых случаях могут изменяться вкусовые ощущения.

Классификация микроэлементов

По нашему организму циркулирует до 81 элемента и среди них есть 11, которые находятся в микродозах. Это единственное, что их объединяет. Их роль, значение, происхождение совершенно разные. К микроэлементам относятся галогены, металлы, неметаллы.

Классификация данной группы соединений несовершенна, поскольку основана на заменимости или незаменимости того или иного компонента. Один из вариантов классификации, связанной с их функциями и физиологическими процессами в организме, предлагает деление элементов на следующие группы: ТАБЛИЦА №1

Понятие микроэлементы введено русским биохимиком и создателем учения о биосфере В.И.Вернадским еще в 1920 году. Но роль некоторых элементов до сегодняшнего дня является загадкой для ученых.

Среди «зашифрованных» веществ находятся висмут, золото, мышьяк, титан, хром. Они по-разному ведут себя в тканях, и определить их конкретную роль пока невозможно. Именно поэтому единой классификации не существует, она условна.

Совместимость с минералами и витаминами

Совместимость микроэлементов с некоторыми витаминами и минералами является важной информацией для каждого человека. Стремясь во что бы то ни стало насытить организм полезными веществами, немногие люди задумываются о такой особенности веществ, как наличие синергетиков и антагонистов

Для того чтобы владеть полезной информацией о том, как они взаимодействуют между собой, предлагаем ознакомиться с информацией в таблице.

В результате биохимических процессов, протекающих в живых организмах, микроэлементы вступают в реакции со всеми прочими веществами в клетках: белками, углеводами и жирами, а также водо-и жирорастворимыми витаминами.

Надо знать и понимать, что таким важнейшим микронутриентам, как цинк, марганец и селен, свойственно вступать в особые виды взаимосвязей, результатом которых бывают сложные антиоксидантные процессы и выведение токсинов

Именно поэтому важно правильно спланировать рацион и насытить его необходимыми питательными веществами, способными вывести излишки из тела. Благодаря этому человеческий организм имеет возможность очиститься

Микроэлементы

Они присутствуют в почве в небольших количествах, но одинаково важны для нормального роста и развития растений. Их количество зависит от того, сколько их в породе. Микроэлементы содержатся в гумусе, первичных и вторичных минералах.

Экспертное мнение Заречный Максим Валерьевич Агроном с 12-летним стажем. Наш лучший эксперт по стране. Задать вопрос Химический состав – важный показатель, на основании которого можно определить уровень плодородия почвы

Чтобы убедиться в том, что она даст хороший урожай, важно, чтобы в ней присутствовали все необходимые элементы. Рекомендуется проверять количество элементов в течение сезона и использовать удобрения для их восполнения

Существует 20 минеральных элементов, считающихся необходимыми для растений, каждый из которых отвечает за физиологические процессы растения и является строительным материалом его тканей. При недостатке любого из этих элементов растения плохо развиваются, замедляется рост, они чаще болеют, не выдерживают холода и жары, а урожайность резко снижается. То же самое относится и к избытку питательных веществ. Содержание питательных веществ должно быть сбалансированным, удобрениями нельзя пренебрегать или превышать рекомендуемые дозы, чтобы не перекормить растения.

Похожие записи:

Роллы в домашних условиях пошаговый рецепт с фото, приготовление роллов дома своими руками Великий пост 2021 года: календарь питания по дням Топ-10 лучших по нашему мнению подушек для сна на животе Гринфилд голден цейлон Топ-5 пп-салатов с кальмарами на любой вкус Брага на спиртовых дрожжах