Биологическая роль микроэлементов определяется их участием практически во всех видах обмена веществ организма; они являются кофакторами многих ферментов, витаминов, гормонов, участвуют в процессах кроветворения, роста, размножения, дифференцировки и стабилизации клеточных мембран, тканевом дыхании, иммунных реакциях и многих других процессах, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность организма.

В организме человека обнаружено около 70 химических элементов (в т.ч. микроэлементов), из которых 43 считаются эссенциальными (незаменимыми). Кроме эссенциальных микроэлементов, являющихся незаменимыми факторами питания, дефицит которых приводит к различным патологическим состояниям, существуют токсичные микроэлементы, представляющие собой основные загрязнители окружающей среды и вызывающие у человека заболевания и интоксикации. При определенных условиях эссенциальные микроэлементы. могут проявлять токсическое действие, а некоторые токсические микроэлементы в определенной дозе обладают свойствами эссенциальных.

Потребность человека в микроэлементах колеблется в широких пределах и для большинства микроэлементов точно не установлена. Всасывание микроэлементов происходит главным образом в тонкой кишке, особенно активно - в двенадцатиперстной кишке.

Из организма микроэлементы 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.

Описание некоторых микроэлементов

Бром

Наибольшее содержание отмечают в мозговом веществе почек, щитовидной железе, ткани головного мозга, гипофизе. Бром при чрезмерном накоплении угнетает функцию щитовидной железы, препятствуя поступлению в нее Йода. Соли брома оказывают тормозящее действие на ц.н.с., активируют половую функцию, увеличивая объем эякулята и количество сперматозоидов в нем. Бром входит в состав желудочного сока, влияя (наряду с хлором) на его кислотность. Суточная потребность в броме составляет 0,5-2 мг. Основными источниками брома в питании человека являются хлеб и хлебопродукты, молоко и молочные продукты, бобовые. В норме в плазме крови содержится около 17 ммоль/л брома (около 150 мг / 100 мл плазмы крови).

Ванадий

Наибольшее содержание обнаруживают в костях, зубах, жировой ткани. Ванадий оказывает гемостимулирующее действие, активирует окисление фосфолипидов, влияет на проницаемость митохондриальных мембран, угнетает синтез холестерина. Он способствует накоплению солей кальция в костях, повышает устойчивость зубов к кариесу. При избыточном поступлении в организм ванадий и его соединения проявляют себя как яды, поражающие систему кровообращения, органы дыхания, нервную систему и вызывающие аллергические и воспалительные заболевания кожи.

Железо

Наибольшее содержание отмечают в эритроцитах, селезенке, печени, плазме крови. Входит в состав гемоглобина, ферментов, катализирующих процессы последовательного переноса атомов водорода или электронов от исходного донора к конечному акцептору, т.е. в дыхательной цепи (каталазы, пероксидазы, цитохромов). Участвует в окислительно-восстановительных реакциях, иммунобиологических взаимодействиях. При дефиците железа развивается анемия, происходит задержка роста, полового созревания, отмечаются дистрофические процессы в органах. Избыточное поступление железа с пищевыми продуктами может вызывать гастроэнтерит, а нарушение его обмена, сопровождающееся избыточным содержанием в крови свободного железа, - появление в паренхиматозных органах отложений железа, развитие гемосидероза, гемохроматоза. Суточная потребность человека в железе составляет 10-30 мг, его основными источниками в питании являются фасоль, гречневая крупа, печень, мясо, овощи, фрукты, хлеб и хлебопродукты. В норме негеминовое железо содержится в плазме крови в концентрации 12- 32 мкмоль/л (65-175 мкг/100 мл); у женщин содержание негеминового железа в плазме крови на 10-15% ниже, чем у мужчин.

Наиболее высокое содержание обнаруживается в щитовидной железе, для функционирования которой йод абсолютно необходим. Недостаточное поступление йода в организм ведет к появлению зоба эндемического, избыточное поступление - к развитию Гипотиреоза. Суточная потребность в йоде составляет 50-200 мкг. Основным источником в питании являются молоко, овощи, мясо, яйца, морская рыба, продукты моря. В норме в плазме крови содержится 275-630 нмоль/л (3,5-8 мкг/100 мл) белково-связанного йода.

Кобальт

Наибольшее содержание отмечают в крови, селезенке, костях, яичниках, гипофизе, печени. Стимулирует процессы кроветворения, участвует в синтезе витамина В12, улучшает всасывание железа в кишечнике и катализирует переход так называемого депонированного железа в гемоглобин эритроцитов. Способствует лучшей ассимиляции азота, стимулирует синтез мышечных белков. Кобальт влияет на Углеводный обмен, активизирует костную и кишечную фосфатазы, каталазу, карбоксилазу, пептидазы, угнетает цитохромоксидазу и синтез тироксина. Избыток кобальта может вызвать кардиомиопатию, оказывает эмбриотоксическое действие (вплоть до внутриутробной гибели плода). Суточная потребность составляет 40-70 мкг. Основные источники в питании - молоко, хлеб и хлебопродукты, овощи, печень, бобовые. В норме в плазме крови содержится примерно 20-600 нмоль/л (0,1-4 мкг/100 мл) кобальта.

Кремний

Наибольшее содержание определяют в бронхолегочных лимфатических узлах, хрусталике глаза, мышечной оболочке кишечника и желудка, поджелудочной железе. Содержание кремния в коже максимально у новорожденных, с возрастом оно уменьшается, а в легких, наоборот, возрастает в десятки раз. Соединения кремния необходимы для нормального развития и функционирования соединительной и эпителиальной тканей. Полагают, что присутствие кремния в стенках сосудов препятствует проникновению в плазму крови липидов и их отложению в сосудистой стенке. Кремний способствует биосинтезу коллагенов и образованию костной ткани (после перелома количество кремния в костной мозоли увеличивается почти в 50 раз). Считают, что соединения кремния необходимы для нормального протекания процессов липидного обмена.

Пыль кремнийсодержащих неорганических соединений может вызвать развитие силикоза, силикатоза, диффузного межуточного пневмокониоза. Еще более ядовиты кремнийорганические соединения.

Суточная потребность в диоксиде кремния SiO2 составляет 20-30 мг. Источниками его являются вода и растительные пищевые продукты. Дефицит кремния приводит к так называемой силикозной анемии. Повышенное поступление в организм кремния может вызвать нарушения фосфорно-кальциевого обмена, образование мочевых камней.

Марганец

Наибольшее содержание отмечают в костях, печени, гипофизе. Входит в состав рибофлавина, пируваткарбоксилазы, аргиназы, лейцинаминопептидазы, активирует фосфатазы, декарбоксилазу α-кетокислот, фосфоглюкомутазу. Влияет на развитие скелета, рост, размножение, кроветворение, участвует в синтезе иммуноглобулинов, тканевом дыхании, синтезе холестерина, гликозаминогликанов хрящевой ткани, аэробном гликолизе, спиртовом брожении. Избыточное поступление марганца в организм ведет к накоплению его в костях и появлению в них изменений, напоминающих таковые при рахите (марганцевый рахит). При хронической интоксикации марганцем он накапливается в паренхиматозных органах, проникает через гематоэнцефалический барьер и проявляет четко выраженную тропность к подкорковым структурам головного мозга, поэтому его относят к агрессивным нейротропным ядам хронического действия. Выраженная интоксикация марганцем, если его концентрация в крови значительно превышает 18,2 мкмоль/л (100 мкг/100 мл), ведет к развитию так называемого марганцевого паркинсонизма. Избыток марганца в местностях, эндемичных по зобу, способствует развитию этой патологии. Дефицит марганца в организме отмечают очень редко. Марганец является синергистом меди и улучшает ее усвоение.

Суточная потребность в марганце составляет 2-10 мг, основными источниками являются хлеб и хлебопродукты, овощи, печень, почки. В норме в плазме крови содержится примерно 0,7-4 мкмоль/л (4-20 мкг/100 мл) марганца.

Медь

Наибольшее содержание обнаруживают в печени и костях. Входит в состав ферментов цитохромоксидазы, тировиназы, супероксиддисмутазы и др. Способствует анаболическим процессам в организме, участвует в тканевом дыхании, инактивации инсулиназы. Медь оказывает выраженное гемопоэтическое действие: усиливает мобилизацию депонированного железа, стимулирует его перенос в костный мозг, активирует созревание эритроцитов. При дефиците меди развивается анемия, нарушаются костеобразование (отмечается остеомаляция) и синтез соединительной ткани. У детей недостаточность меди проявляется задержкой психомоторного развития, гипотонией, гипопигментацией, гепатоспленомегалией, анемией, поражением костей. Дефицит меди лежит в основе болезни Менкеса - врожденной патологии, проявляющейся у детей до 2 лет и связанной, по-видимому, с генетически обусловленным нарушением всасывания меди в кишечнике. При этом заболевании кроме перечисленных выше симптомов отмечают изменения интимы сосудов и роста волос. Классическим примером нарушения метаболизма меди является болезнь Вильсона - Коновалова. Это заболевание связано с недостатком церулоплазмина и патологическим перераспределением свободной меди в организме: снижением ее концентрации в крови и накоплением в органах. Избыточное поступление меди в организм оказывает токсическое действие, проявляющееся острым массивным гемолизом, почечной недостаточностью, гастроэнтеритом, лихорадкой, судорогами, проливным потом, острым бронхитом со специфической зеленой мокротой.

Суточная потребность в меди составляет 2-5 мг, или около 0,05 мг на 1 мг массы тела. Основными источниками в питании являются хлеб и хлебопродукты, листья чая, картофель, фрукты, печень, орехи, грибы, бобы сои, кофе. В норме в плазме крови содержится 11-24 мкмоль/л (70-150 мкг/100 мл) меди.

Молибден

Наибольшее содержание отмечают в печени, почках, пигментном эпителии сетчатки глаза. Является частичным антагонистом меди в биологических системах. Активирует ряд ферментов, в частности флавопротеины, влияет на пуриновый обмен. При дефиците молибдена усиливается образование ксантиновых камней в почках, а его избыток приводит к повышению в крови концентрации мочевой кислоты в 3-4 раза по сравнению с нормой и развитию так называемой молибденовой подагры. Избыток молибдена способствует также нарушению синтеза витамина В12 и повышению активности щелочной фосфатазы.

Суточная потребность в молибдене составляет 0,1-0,5 мг (около 4 мкг на 1 кг массы тела). Основными источниками являются хлеб и хлебопродукты, бобовые, печень, почки. В плазме крови в норме содержится в среднем от 30 до 700 нмоль/л (около 0,3-7 мкг/100 мл) молибдена.

Никель

Наибольшее содержание обнаруживают в волосах, коже и органах эктодермального происхождения. Подобно кобальту никель благотворно влияет на процессы кроветворения, активирует ряд ферментов, избирательно ингибирует многие РНК.

При избыточном поступлении никеля в организм в течение длительного времени отмечаются дистрофические изменения в паренхиматозных органах, нарушения со стороны сердечно-сосудистой, нервной и пищеварительной систем, изменения в кроветворении, углеводном и азотистом обменах, нарушения функции щитовидной железы и репродуктивной функции. У лиц, проживающих в районах с высоким содержанием никеля в окружающей среде, наблюдаются кератиты, конъюнктивиты, осложняемые изъязвлением роговицы, Потребность в никеле не установлена. Много никеля в растительных продуктах, морской рыбе и продуктах моря, печени, поджелудочной железе, гипофизе.

Селен

Распределение в тканях и органах человека не изучено. Биологическая роль селена предположительно заключается в его участии в качестве антиоксиданта в регуляции свободнорадикальных процессов в организме, в частности перекисного окисления липидов.

Низкое содержание селена обнаружено у новорожденных с врожденными пороками развития, бронхолегочной дисплазией и синдромом дыхательных расстройств, а также у детей с опухолевыми процессами. Недостаток селена и витамина Е считают одной из основных причин развития анемий у недоношенных детей. Низкое содержание селена в крови и тканях выявляется при иммунопатологических процессах. У лиц, проживающих в районах с низким содержанием селена в окружающей среде, чаще развиваются заболевания печени, органов желудочно-кишечного тракта, отмечаются нарушения нормальной структуры ногтей и зубов, кожная сыпь, хронические артриты. Описана эндемическая селенодефицитная кардиомиопатия (болезнь Кешан).

При хроническом избыточном поступлении селена в организм возможны воспалительные заболевания верхних дыхательных путей и бронхов, органов желудочно-кишечного тракта, астенический синдром. Данные о содержании селена в пищевых продуктах и потребности и нем человека не опубликованы.

Фтор

Наибольшее содержание отмечено в зубах и костях. Фтор в низких концентрациях повышает устойчивость зубов к кариесу, стимулирует кроветворение, репаративные процессы при переломах костей и реакции иммунитета, участвует в росте скелета, предупреждает развитие старческого остеопороза. Избыточное поступление фтора в организм вызывает Флюороз и подавление защитных сил организма. Фтор, являясь антагонистом стронция, снижает накопление радионуклида стронция в костях и уменьшает тяжесть лучевого поражения от этого радионуклида. Недостаточное поступление фтора в организм является одним из экзогенных этиологических факторов, вызывающих развитие кариеса зубов, особенно в период их прорезывания и минерализации. Антикариозный эффект обеспечивает фторирование питьевой воды до концентрации в ней фтора около 1 мг/л. Фтор вводят также в организм в виде добавки в поваренную соль, молоко или в виде таблеток. Суточная потребность во фторе составляет 2-3 мг. С пищевыми продуктами, из которых фтором наиболее богаты овощи и молоко, человек получает около 0,8 мг фтора, остальное его количество должно поступать с питьевой водой. В плазме крови в норме содержится около 370 мкмоль/л (700 мкг/100 мл) фтора.

Цинк

Наибольшее содержание обнаруживают в печени, предстательной железе, сетчатке глаза. Входит в состав фермента карбоангидразы и других металлопротеинов. Влияет на активность тройных гормонов гипофиза, участвует в реализации биологического действия инсулина, обладает липотропными свойствами, нормализует жировой обмен, повышает интенсивность распада жиров в организме и предотвращает жировую дистрофию печени. Участвует в кроветворении. Необходим для нормального функционирования гипофиза, поджелудочной железы, семенных пузырьков, предстательной железы. При обычном питании гипоцинкоз у человека развивается редко. Причиной недостаточности цинка может стать избыточное содержание в рационе продуктов из зерновых, которые богаты фитиновой кислотой, препятствующей всасыванию солей цинка в кишечнике. Недостаточность цинка проявляется замедлением роста и недоразвитием половых органов в юношеском возрасте, анемией, гепатоспленомегалией, нарушением оссификации, алопецией. Дефицит цинка во время беременности приводит к преждевременным родам, внутриутробной гибели плода или рождению нежизнеспособного ребенка с различными аномалиями развития. У новорожденных дефицит цинка может быть генетически обусловлен нарушением всасывания цинка в кишечнике. Оно проявляется рецидивирующей диареей, пузырьковыми и гнойничковыми заболеваниями кожи, блефаритом, конъюнктивитом, иногда - помутнением роговицы, алопецией. Суточная потребность в цинке составляет (в мг): у взрослых - 10-15; у беременных женщин - 20, кормящих матерей - 25; детей - 4-5; детей грудного возраста - 0,3 мг на 1 кг массы тела. Наиболее богаты цинком говяжья и свиная печень, говядина, желток куриного яйца, сыр, горох, хлеб и хлебопродукты, куриное мясо.

Макроэлементы отвечают за нормальное протекание важнейших процессов в организме, поэтому их достаточное количество в рационе необходимо для здоровья.

Макроэлементы необходимы для строительства и поддержания здорового состояния костной ткани, они участвуют в регуляции кроветворных процессов, в деятельности гормональной системы, в работе мышц и т.д. Макроэлементы жизненно необходимы для полноценной жизни всех возрастных групп населения, поэтому большинство государств вводит нормативы содержания макроэлементов в здоровом рационе.

Что такое макроэлементы

Макроэлементы вместе с микроэлементами входят в понятие «минеральные вещества». Под макроэлементами принято понимать химические вещества, суточная потребность организма в которых превышает 200 мг (2 г). Макроэлементы не являются источниками энергии, однако входят в состав всех органов и тканей человеческого организма. Особую роль в развитии и здоровье человека играют макроэлементы, входящие в состав костной ткани.

Виды макроэлементов

Кальций
Входит в состав костной ткани (скелет, зубы), участвует в регуляции нервной системы и мышечных сокращений. Недостаток кальция влечет риск остеопороза. Суточная потребность в кальции составляет 400-1200 мг у детей, 1000 мг у взрослых, 1200 мг у лиц пожилого возраста. Полноценному усвоению кальция способствуют фосфор и витамины D и С, а препятствует цинк. При этом недостаток магния вызывает вымывание кальция из организма, а избыток ухудшает усвоение. Кальций содержится в семенах, орехах, молочных продуктах.

Фосфор
Участвует в энергетическом обмене, регуляции кислотно-щелочного баланса, входит в состав костной ткани. Недостаток фосфора вызывает анорексию, анемию и рахит. Суточная потребность в фосфоре для детей составляет 300-1200 мг, для взрослых - 800 мг. Усвоение фосфора может быть затруднено избытком железа и магния. Фосфор и кальций взаимно необходимы для полноценного усвоения. Фосфор содержится в сырах, рыбе и морепродуктах, твороге, мясных продуктах.

Магний
Выполняет роль кофермента во многих процессах обмена веществ, участвует в формировании костной ткани, регулирует деятельность нервной системы. Недостаток магния влечет риск гипертонии и заболеваний сердечно-сосудистой системы. Магний влияет на процессы усвоения кальция, калия и натрия. Усвоение магния улучшает витамин В6. Суточная потребность в магнии составляет 50-400 мг для детей, 400 мг для взрослых. Магний содержится в хлебе, крупах, орехах.

Калий
Регулирует кислотно-щелочной баланс крови и кровяное давление, участвует в деятельности нервной системы. Недостаток калия может вызвать судороги и невралгию. Диарея, рвота, учащенное мочеиспускание требуют восполнения запасов калия. Усвоению калия мешает алкоголь. Суточная потребность в калии для детей - 400-2500 мг, для взрослых 2500 мг. Продукты, богатые калием: сухофрукты (особенно курага), бобовые, морская капуста, орехи, картофель.

Натрий
Участвует в деятельности нервной системы и в мышечных сокращениях, в регуляции давления, выступает катализатором ряда ферментов. Недостаток натрия может быть связан с повышенными физическими нагрузками и увеличением потоотделения. Симптомами недостатка натрия могут быть слабость, головная боль, судороги. Избыток натрия опаснее, чем его недостаток, - с ним связывают возникновение гипертонии, сверхнагрузку на почки и сердце, отеки.
Нутриент хорошо усваивается организмом, потребность в нем удовлетворяется за счет обычного рациона даже без досаливания пищи. Суточная норма потребления натрия - до 400 мг у детей, до 1200 мг у взрослых. Основные источники натрия - соль, морская капуста, морепродукты, яйца.

Хлор
Этот макроэлемент в виде различных соединений (хлоридов) участвует в секреции соляной кислоты, необходимой для пищеварения, регулирует баланс крови и давление. Случаев недостатка хлора практически не известно, а его избыток, по современным данным, не опасен. Суточная норма потребления хлора - 300-2300 мг для детей, 2300 мг для взрослых. Источники хлора - соль, рыба, крупы.

Сера
Жизненно необходимый элемент питания, входит в состав ряда аминокислот, ферментов, гормонов и витаминов. Суточная потребность в сере составляет порядка 1000 мг. Потребность в сере с избытком удовлетворяется при обычном рационе; источники серы - продукты, богатые животными белками (мясо, рыба, яйца).

Макроэлементы, а также витамины и микроэлементы, по-разному воздействуют на процессы с участием друг друга, поэтому для наиболее эффективного их усвоения необходимо учитывать особенности взаимовлияния этих веществ. Современные препараты, содержащие различные виды микронутриентов, производят с учетом их взаимодействия - например, разные группы веществ помещают в разные таблетки, прием которых разнесен во времени и т. д.

Понятие о границах нормы

Для отдельных макроэлементов (натрий, кальций) предусмотрены верхние границы норм потребления - это вызвано научными данными о негативных последствиях их избытка в рационе. Для кальция эта граница составляет 2500 мг в сутки, для натрия - порядка 4000 мг. Для других макроэлементов (хлор, сера, фосфор, магний, калий) ограничений не предусмотрено, поскольку в большинстве случаев опасного влияния переизбытка этих макроэлементов не выявлено.

Эксперт: Галина Филиппова, врач-терапевт, кандидат медицинских наук

В материале использованы фотографии, принадлежащие shutterstock.com

Макроэлементы — это вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека. Они должны поступать с пищей в количестве от 25 граммов. Макроэлементы — это простые химические могут быть как металлы, так и неметаллы. Однако они необязательно должны поступать в организм в чистом виде. В большинстве случаев макро- и микроэлементы поступают с пищей в составе солей и других химических соединений.

Макроэлементы — это какие вещества?

В организм человека должно поступать 12 макроэлементов. Из них четыре называют биогенными, так как их количество в организме наибольшее. Такие макроэлементы — это основа жизни организмов. Из них состоят клетки.

Биогенные

К макроэлементам относятся:

• углерод;
• кислород;
• азот;
• водород.

Их называют биогенными, так как они являются основными составляющими живого организма и входят в состав почти всех органических веществ.

Другие макроэлементы

К макроэлементам относятся:

• фосфор;
• кальций;
• магний;
• хлор;
• натрий;
• калий;
• сера.

Их количество в организме меньше, чем биогенных макроэлементов.

Что такое микроэлементы?

Микро- и макроэлементы отличаются тем, что микроэлементов организму необходимо меньше. Чрезмерное поступление их в организм оказывает негативное влияние. Однако и их недостаток также вызывает заболевания.

Вот список микроэлементов:

• железо;
• фтор;
• медь;
• марганец;
• хром;
• цинк;
• алюминий;
• ртуть;
• свинец;
• никель;
• молибден;
• селен;
• кобальт.

Некоторые микроэлементы при превышении дозировки становятся чрезвычайно токсичными, например ртуть и кобальт.

Какую роль эти вещества выполняют в организме?

Рассмотрим функции, которые выполняют микроэлементы и макроэлементы.

Роль макроэлементов:

Функции, выполняемые некоторыми микроэлементами, до сих пор не до конца изучены, так как чем меньше элемента присутствует в организме, тем сложнее определить процессы, в которых он принимает участие.

Роль микроэлементов в организме:

Макроэлементы клетки и ее микроэлементы

Рассмотрим ее химический состав в таблице.

В какой еде есть нужные организму элементы?

Рассмотрим в таблице, в каких продуктах содержатся макро- и микроэлементы.

Элемент	Продукты
Марганец	Черника, орехи, смородина, бобы, овсянка, гречка, черный чай, отруби, морковь
Молибден	Бобы, злаки, курятина, почки, печень
Медь	Арахис, авокадо, соя, чечевица, моллюски, лосось, раки
Селен	Орехи, бобы, морепродукты, брокколи, лук, капуста
Никель	Орехи, злаки, брокколи, капуста
Фосфор	Молоко, рыба, желток
Сера	Яйца, молоко, рыба, чеснок, бобы
Цинк	Семечки подсолнечника и кунжута, ягнятина, сельдь, бобы, яйца
Хром	Дрожжи, говядина, помидоры, сыр, кукуруза, яйца, яблоки, телячья печень
Железо	Абрикосы, персики, черника, яблоки, бобы, шпинат, кукуруза, гречка, овсянка, печень, пшеница, орехи
Фтор	Растительные продукты
Йод	Морская капуста, рыба
Калий	Курага, миндаль, фундук, изюм, фасоль, арахис, чернослив, горох, морская капуста, картошка, горчица, кедровые орешки, грецкие орехи
Хлор	Рыба (камбала, тунец, карась, мойва, скумбрия, хек и др.), яйца, рис, горох, гречка, соль
Кальций	Молокопродукты, горчица, орехи, овсянка, горох
Натрий	Рыба, морская капуста, яйца
Алюминий	Почти во всех продуктах

Теперь вы знаете практически все о макро- и микроэлементах.

Роль макро, микроэлементов для человеческого организма велика. Ведь они принимают активное участие во многих жизненно важных процессах. На фоне дефицита того или иного элемента человек может столкнуться с появлением определенных заболеваний. Дабы избежать этого, необходимо понимать, для чего нужны макро и микроэлементы в человеческом организме, и какое их количество должно содержаться.

Значение микроэлементов в организме человека

Что такое макро и микроэлементы

Все полезные и необходимые для организма вещества попадают в него благодаря продуктам питания, биологическим добавкам, призванным устранить дефицит определенных веществ. Поэтому к своему рациону необходимо отнестись предельно внимательно.

Перед тем как приступить к изучению функций микро и макроэлементов необходимо понимать их определение.

А значение микроэлементов отличается от макро количественными показателями. Ведь в данном случае химические элементы содержатся преимущественно в достаточно малом количестве.

Жизненно важные макроэлементы

Для того чтобы организм функционировал и в его работе не происходили сбои необходимо позаботиться о регулярном достаточном поступлении в него необходимых макро и микроэлементов. Информацию относительного этого можно рассмотреть на примере таблиц. Первая таблица наглядно продемонстрирует, какая суточная норма употребления тех или иных элементов является оптимальной для человека, а также поможет определиться с выбором всевозможных источников.

Наименование макроэлемента	Суточная норма	Источники
Железо	10 – 15 мг	Изделия, для приготовления которых была использована мука грубого помола, бобы, мясо, некоторые виды грибов.
Фтор	700 – 750 мг	Молочные и мясные продукты, рыба.
Магний	300 – 350 мг	Мучные изделия, бобы, овощи, имеющие зеленую кожуру.
Натрий	550 – 600 мг	Соль
Калий	2000 мг	Картофель, бобы, сушеные фрукты.
Кальций	1000 мг	Молочная продукция.

Рекомендуемые нормы употребления макроэлементов, которые продемонстрировала первая таблица, необходимо соблюдать, ведь дисбаланс в их употреблении может привести к неожиданным последствиям. Вторая таблица поможет разобраться с необходимой нормой поступления в человеческий организм микроэлементов.

Наименование микроэлемента	Суточная норма	Источники
Марганец	2,5 – 5 мг	Салат, бобы.
Молибден	Не менее 50 мкг	Бобы, злаки.
Хром	Не менее 30 мкг	Грибы, помидоры, молочные продукты.
Медь	1 – 2 мг	Морская рыба, печень.
Селен	35 – 70 мг	Мясная и рыбная продукция.
Фтор	3 – 3,8 мг	Орехи, рыба.
Цинк	7 – 10 мг	Злаковые, мясная и молочная продукция.
Кремний	5 – 15 мг	Зелень, ягоды, зерновые.
Йод	150 – 200 мкг	Яйца, рыба.

Данная таблица может быть использована в качестве наглядного примера и поможет сориентироваться при составлении меню. Таблица очень полезна и незаменима в случаях корректировки питания, вызванной возникновением заболеваний.

Роль химических элементов

Роль микроэлементов в организме человека, как и макроэлементов очень велика.

Многие люди даже не задумываются о том, что они принимают участие во многих обменных процессах, способствуют формированию и регулируют работу таких систем, как кровеносной, нервной.

Именно от химических элементов, которые содержит первая и вторая таблица, происходят значимые для жизни человека обменные процессы, к их числу можно отнести водно-солевой и кислотно-щелочной обмен. Это лишь небольшой перечень того, что получает человек.

Биологическая роль макроэлементов заключается в следующем:

• Функции кальция заключаются в формировании костной ткани. Он принимает участие в формировании и росте зубов, отвечает за свертываемость крови. Если этот элемент не будет поступать в необходимом количестве, то привести такое изменение может к развитию рахита у детей, а также остеопороза, судорог.
• Функции калия заключаются в том, что он обеспечивает водой клетки организма, а также принимает участие в кислотно-щелочном равновесии. Благодаря калию происходит синтез белка. Дефицит калия приводит к развитию многих заболеваний. К их числу можно отнести проблемы с желудком, в частности, гастрит, язва, сбой сердечного ритма, болезни почек, паралич.
• Благодаря натрию удается держать на уровне осмотическое давление, кислотно-щелочной баланс. Ответственный натрий и за поставку нервного импульса. Недостаточное содержание натрия чревато развитием заболеваний. К их числу можно отнести судороги мышц, болезни, связанные с давлением.

• Функции магния среди всех макроэлементов наиболее обширные. Он принимает участие в процессе формирования костей, зубов, отделении желчи, работе кишечника, стабилизации нервной системы, от него зависит слаженная работа сердца. Этот элемент входит в состав жидкости, содержащейся в клетках тела. Учитывая важность этого элемента, его дефицит не останется незамеченным, ведь осложнения, вызванные этим фактом, могут сказаться на желудочно-кишечном тракте, процессах отделения желчи, появлении аритмии. Человек ощущает хроническую усталость и нередко впадает в состояние депрессии, что может сказаться на нарушении сна.
• Основной задачей фосфора является преобразование энергии, а также активное участие в формировании костной ткани. Лишив организм этого элемента можно столкнуться с некоторыми проблемами, например, нарушениями в формировании и росте кости, развитием остеопороза, депрессивного состояния. Дабы избежать всего этого, необходимо регулярно пополнять запасы фосфора.
• Благодаря железу происходят окислительные процессы, ведь он входит в цитохромы. Нехватка железа может сказаться на замедлении роста, истощении организма, а также спровоцировать развитие анемии.

Благодаря железу происходят окислительные процессы

Биологическая роль химических элементов заключается в участии каждого из них в естественных процессах организма. Недостаточное их поступление может привести к сбою в работе всего организма. Роль микроэлементов для каждого человека неоценима, поэтому необходимо придерживаться суточной нормы их потребления, которую содержит приведенная выше таблица.

Так, микроэлементы в организме человека отвечают за следующее:

• Йод необходим для щитовидки. Недостаточное его поступление приведет к проблемам с развитием нервной системы, гипотиреоза.
• Такой элемент, как кремний, обеспечивает формирование костной ткани и мышц, а также входит в состав крови. Нехватка кремния может привести к чрезмерной слабости кости, в результате чего увеличивается вероятность получения травм. От дефицита страдает кишечник, желудок.
• Цинк приводит к скорейшему заживлению ран, восстановлению травмированных участков кожи, входит в состав большинства ферментов. О его нехватке свидетельствует изменения вкуса, восстановления поврежденного участка кожи на протяжении длительного времени.

Цинк приводит к скорейшему заживлению ран

• Роль фтора заключается в принятии участия в процессах формирования зубной эмали, костной ткани. Его нехватка приводит к поражению зубной эмали кариесом, затруднениям, возникшим в процессе минерализации.
• Селен обеспечивает стойкую иммунную систему, принимает участие в функционировании щитовидки. Говорить о том, что в организме селен присутствует в недостающем количестве можно в случае, когда прослеживаются проблемы с ростом, формированием костной ткани, развивается анемия.
• С помощью меди становится возможным перемещение электронов, ферментный катализ. Если содержание меди недостаточное, то может развиться анемия.
• Хром принимает активное участие в обмене углеводов в организме. Его нехватка сказывается на изменении уровня сахара в крови, что нередко становится причиной развития диабета.

Хром принимает активное участие в обмене углеводов в организме

• Молибден способствует переносу электронов. Без него возрастает вероятность поражения зубной эмали кариесом, появления нарушений со стороны нервной системы.
• Роль магния заключается в принятии активного участия в механизме ферментного катализа.

Микро, макроэлементы, поступающие в организм вместе с продуктами, биологически активными добавками жизненно необходимы для человека, и свидетельствуют об их важности проблемы, заболевания, возникающие в результате их дефицита. Для того чтобы восстановить их баланс необходимо правильно подбирать питание, отдав предпочтение тем продуктам, которые содержат необходимый элемент.

Общее значение минеральных веществ:

1 - входят в структурные эле­менты всех органов и тканей;

2 - участвуют в сохранении водного баланса;

3 - определяют осмотическое давление крови, тканевой жидкости, лимфы и цитоплазмы клеток;

4 - участвуют в регуляции кислотно-щелочного равно­весия внутренней среды организма;

5 - участвуют в процессах возбужде­ния, генерации биопотенциалов сокращении мышц.

Минеральные веществ поступают в организм с кормом и водой, депонируются в костях, печени, селезенке, коже. В жидких средах находятся либо в свободном (ионизиро­ванном) состоянии, либо входят в структуру каких-либо веществ. Выделя­ются из организма с мочой, калом, потом. В зависимости от концентрации в крови различают:- макроэлементы (мг/ЮО мл, или ммоль/л) - натрий, калий, кальций, фосфор, магний, сера, хлор, железо микроэлементы (мкг/ЮО мл, или мкмоль/л) - кобальт, медь, марганец, цинк, йод, фтор, стронций, селен и др. Металлопротеиды выполняют исключительно важ­ные и разнообразные функции в живых организмах как в качестве транс­портных систем (Ре-содержащий трансферрин и ферритин, Си -содержащий церулоплазмин) так и в роли металлоферментов (Си-содержащие оксидазы, например тирозиназа, содержащие 2п карбоангидраза и карбоксипептидаза, содержащая Мо ксантиоксидаза и др.).

Физиологическое значение макроэлементов НАТРИЙ, КАЛИЙ: созда­ние осмотического давления, обеспечение перехода воды и растворенных веществ через мембраны, регуляция водного обмена, регуляция активности ферментов, генерации биопотенциалов. КАЛЬЦИЙ: формирование костной ткани и зубов, транспорт натрия и калия через мембраны. Повышает тонус нервной системы, кровеносных сосудов; понижает проницаемость капил­ляров; участвует в сокращении мышц, в свертывании крови. ФОСФОР: входит в состав костной ткани. Фосфаты имеются в составе всех клеток, межклеточной жидкости, мембран; входят в структуру белков, липидов, углеводов, буферных веществ, макроэргов. МАГНИЙ: входит в состав кос­тей, участвует в сокращении мышц, в окислительных реакциях; активизи­рует выработку антител. СЕРА: в составе белков, ферментов, гормонов, витаминов; участвует в образовании шерсти, ороговении кожи. ХЛОР: поддерживает осмотическое давление, активирует ферменты, входит в со­став соляной кислоты желудочного сока. ЖЕЛЕЗО: в составе гемоглобина, миоглобина, ряда ферментов; не обходим для кроветворения, участвует в реакциях биологического окисления.

Физиологическое значение микроэлементов КОБАЛЬТ: входит в со­став витамина В (2 участвует в кроветворении, активирует ферменты.

МЕДЬ: в составе белков и ферментов, участвует в синтезе гемоглобина, в кроветворении, пигментации и кератинизации шерсти и пера, остеогенезе, синтезе белков соединительной ткани. МАРГАНЕЦ: входит в состав фер­ментов, участвующих в обмене белков, жиров и углеводов. ЦИНК: в соста­ве фермента карбоангидразы участвует в дыхательных функциях; усилива­ет действие гормонов гипофиза и инсулина. ЙОД: накапливается в щито­видной железе, входит в состав тиреоидных гормонов. ФТОР: входит в со­став костей, зубов, спермы. СТРОНЦИЙ: находится в костях и зубах вместе с кальцием. Примечание: радиоактивные элементы выполняют те же биологические функции, что и их не радиоактивные изотопы; их вредонос­ное действие объясняется радиоактивным излучением, действующим на окружающие ткани.

РЕГУЛЯЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА тесно связана с регуляци­ей водного обмена. Центр регуляции - в гипоталамусе. Нервная система регулирует минеральный обмен рефлекторно и через железы внутренней секреции, влияя на потребление макро- и микроэлементов, всасывание их из пищеварительного тракта, перемещение между органами и тканями (кровь - депо - клетки тканей) и на выделительные процессы. Регулируется не только общее содержание минеральных веществ в организме, но и кон­центрация каждого элемента в отдельности.

55.Обмен воды. Регуляция водно-минерального обмена .

ЗНАЧЕНИЕ воды: вода - универсальный растворитель всех веществ. Все биохимические реакции в организме идут в водных растворах; вода необходима для поступления питательных веществ и минеральных солей в организм, их всасывания, использования и выделения конечных продуктов обмена; вода необходима для кровообращения, дыхания, пищеварения и др. функций; - вода участвует в распределении тепла в организме и тепло­отдаче.

Распределение воды в организме:- 71% - внутри клеток, 19% - в тканевой жидкости, 10% - в крови. В среднем содержание воды в организ­ме составляет 65% от массы тела. Больше всего воды в головном мозге (70-80%), меньше всего - в костях (22%).

Основные этапы водного обмена.

1. Поступление в организм - с кормом и питьем. Часть воды образу­ется в тканях организма при распаде питательных веществ. Вода всасыва­ется во всех отделах пищеварительного тракта.

2. Промежуточный этап. Всосавшаяся из пищеварительного тракта вода поступает в общий круг кровообращения. Происходит непрерывное перемещение воды из капилляров в ткани (в составе тканевой жидкости) и обратно - в кровь и лимфу. Переход воды между кровью, тканевой жидко­стью и лимфой зависит от коллоидно-осмотического давления крови и гид­ростатического давления крови.

3. Конечный этап водного обмена Вода выделяется из организма че­рез все выделительные органы - почки, кожу, легкие и желудочно-кишечный тракт.

РЕГУЛЯЦИЯ ВОДНОГО ОБМЕНА осуществляется нейро-гуморальным путем. Центр - в гипоталамусе. Раздражитель - осмотическое давление крови.

Осморецепторы находятся в кровеносных сосудах и в самом гипота­ламусе. При обезвоживании организма, при увеличении осмотического давления крови импульсы от осморецепторов передаются в гипоталамус. В секреторных клетках гипоталамуса образуется антидиуретический гормон (АДГ), он переносится в заднюю долю гипофиза и оттуда - в кровь. АДГ увеличивает реабсорбцию воды в почечных канальцах и уменьшает диурез. Уменьшение количества циркулирующей крови воздействует на юкстагломерулярный аппарат почки. Снижение давления в этом отделе нефрона вызывает секрецию ренина - фермента, взаимодействующего с альфа 2 -глобулином плазмы крови (ангио-тензин I) который превращается в ангио-тензин П. Влияние ангиотензина II обеспечивает сужение мелких артери­альных сосудов, что, естественно, приводит к повышению артериального давления. Вместе с этим, стимулируется секреция альдостерона, усили­вающего обратное всасывание натрия и воды, что сохраняет воду в орга­низме. Одновременно возникает чувство жажды.

При уменьшении осмотического давления крови, а также при повыше­нии количества воды в крови и тканях раздражение осморецепторов сни­жается и уменьшается образование АДГ. Возрастание объема внеклеточ­ной жидкости, увеличение количества циркулирующей крови является сигналом для срабатывания специализированных рецепторов объема кро­ви (волюморецепторов). При этом увеличение притока крови к сердцу и растяжение стенок предсердия приводит к развитию волюморегулирующе-го рефлекса - из клеток предсердия в кровь поступает атриальный (натрийуретический пептид), увеличивающий выделение почкой ионов Nа + , за которыми по осмотическому градиенту следует и вода. Вместе с этим волюморецепторы, располагающиеся в левом предсердии активируются при повышении внутрисосудистого давления и эта информа­ция поступает в ЦНС по афферентным волокнам блуждающего нерва и тормозит секрецию АДГ, что приводит к стимуляции мочеотделения. Диу­рез увеличивается и вода выводится из организма. Водный обмен тесно связан с солевым обменом, поэтому в регуляции водного обмена участвуют и другие гормоны (тироксин, паратгормон, инсулин, кортикостероиды, по­ловые гормоны.