Микро и макро элементы организма. Минеральные вещества

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.

Благодаря натрию удается держать на уровне осмотическое давление

• 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.

И это вовсе не образное сравнение. На самом деле нам действительно необходимы многие элементы из таблицы Менделеева, вернее, макроэлементы и микроэлементы.

Макроэлементы содержатся в количествах, измеряемых десятками и сотнями миллиграммов на 100 г живой ткани или продукта. Это кальций, фосфор, калий, магний, натрий, хлор, сера.

Микроэлементы присутствуют в концентрациях, выраженных в микрограммах (тысячной доле миллиграмма). Специалисты считают необходимыми для жизнедеятельности человека 14 микроэлементов: железо, медь, марганец, цинк , кобальт, йод , фтор, хром, молибден, ванадий, никель, олово, кремний, селен . Поговорим об основных из них.

Еще египтяне в далекой древности использовали цинковую мазь для быстрого заживления ран. Первые цинкодефицитные состояния были описаны в 1961 году. Люди, страдающие этими состояниями, были похожи на апатичных карликов с кожей, покрытой сыпью, недоразвитыми половыми органами, увеличенными печенью и селезенкой.

Вопреки распространенному тогда мнению, что в этом виновата наследственность, доктор Прасад попробовал лечить этих больных солями цинка и получил хорошие результаты!

Исследования в этой области принесли немало открытий об этом «чудесном элементе», как его тогда стали называть.

Оказывается, цинк играет важную роль в процессах образования костей и быстрого заживления ран и язв. Но этим его замечательные свойства не исчерпываются. Цинк необходим для развития мозга, делает нас устойчивыми к стрессам и простудным заболеваниям, удлиняет влияние инсулина и требуется в начальный период полового созревания. У мужчин дефицит цинка может привести к бесплодию.

Запасы цинка в организме невелики – около 2 г. Он содержится во всех органах и тканях, но больше всего цинка находят в мышцах, печени , почках, предстательной железе, коже.

На заметку

Цинк оказывает влияние на активность половых и гонадотропных гормонов гипофиза. Увеличивает активность ферментов – фосфатаз кишечной и костной, катализирующих гидролиз. Цинк участвует также в жировом, белковом и витаминном обмене, в процессах кроветворения.

При недостатке цинка дети отстают в развитии, страдают гнойничковыми заболеваниями кожи и слизистых оболочек.

Человек в сутки должен получать 13–14 мг цинка.

В числе источников цинка – овсяные хлопья, хлеб из муки грубого помола, грибы, чеснок, сельдь и макрель, семена подсолнечника, тыквы, грецкие орехи и фундук.

Фрукты и овощи бедны цинком, так что вегетарианцы и люди, исключающие из своей диеты мясо, рыбу и яйца, рискуют остаться без достаточного количества цинка.

Долгое время селен считался ядом. Лишь в 1950-х годах было установлено, что этот микроэлемент предупреждает развитие некрозов в печени у крыс. Дальнейшие исследования показали, что при дефиците селена страдают сердце , сосуды и печень, также развивается дистрофия поджелудочной железы.

Установлено, что у больных раком отмечается очень низкое содержание селена в крови. Было доказано, что чем выше уровень селена в организме, тем менее злокачественными были опухоли, они реже давали метастазы. По некоторым данным, смертность от лимфом, рака пищеварительных органов, рака легких и молочных желез существенно меньше в регионах с высоким и средним содержанием селена в почве. Но вреден и переизбыток селена в окружающей среде. Например, при высоком содержании селена в питьевой воде нарушается формирование эмали. Наиболее типичным симптомом селенового токсикоза является поражение ногтей и волос, появляются желтушность, артриты , анемия .

На заметку

Присутствие селена в организме оказывает антиоксидантное действие, замедляя старение, способствует предупреждению роста аномальных клеток, укрепляет иммунную систему .

Селен необходим для образования белков, он поддерживает нормальную работу печени, щитовидной железы, поджелудочной железы.

Селен является одним из компонентов спермы, важным для поддержания репродуктивной функции.

При дефиците селена в организме усиленно накапливаются мышьяк и кадмий, которые, в свою очередь, усугубляют дефицит селена.

Ежедневно нам требуется всего лишь 0,00001 г селена.

Селеном богаты продукты моря: сельдь, кальмары, креветки, лангусты, омары. Содержится он в субпродуктах, яйцах.

Из продуктов растительного происхождения селен есть в пшеничных отрубях, проросших зернах пшеницы, зернах кукурузы, помидорах, дрожжах, чесноке и грибах, оливковом масле, кешью и миндале.

Надо учесть, что много селена теряется при кулинарной обработке продуктов.

Хром, так же как и селен, долгое время считался вредным для человеческого организма. И только в 1960-х годах была доказана его необходимость для живых организмов. Оказывается, все дело в дозе.

При недостаточности хрома отмечаются снижение толерантности к глюкозе, повышение концентрации инсулина в крови, появление глюкозы в крови. А также повышение концентрации триглицеридов и холестерина в сыворотке крови, приводящее к увеличению числа атеросклеротических бляшек в стенке аорты. Дефицит этого микроэлемента может привести к инфарктам и инсультам.

На заметку

Хром является постоянной составной частью всех органов и тканей человека.

Хром оказывает действие на процессы кроветворения, выработку инсулина, углеводный обмен и энергетические процессы.

При хроническом отравлении хромом наблюдаются головные боли , исхудание, воспалительные изменения слизистой желудка и кишечника. Хромовые соединения вызывают различные кожные заболевания.

Потребность человека в этом микроэлементе колеблется от 50 до 200 мкг. В то же время в общепринятой диете содержится в полтора-два раза меньше хрома, а в питании пожилых людей – и того меньше.

Хром всасывается в основном в толстой кишке, причем его усвоение не превышает 0,7 % от поступившего с пищей количества.

На всасывание хрома влияет достаточное содержание в рационе железа и цинка.

Хром необходим больным сахарным диабетом и атеросклерозом, так как снижает уровень сахара и триглицеридов в крови.

Источники хрома: телячья печень, черный перец, пивные дрожжи, проросшие зерна пшеницы, хлеб из муки грубого помола, гречневая крупа, зеленый горошек, вишня, картофель, кукуруза, черника.

Сахар усиливает потери многих микроэлементов, в том числе и хрома.

Можно сказать, что это просто жизненно необходимый элемент для организма человека в малых дозах и угроза для жизни, если речь идет о больших дозах железа. От недостатка в организме железа возникает одно из самых распространенных в мире заболеваний – анемия. По данным ВОЗ, от дефицита железа страдают около двух миллиардов человек на земле!

Такой дефицит наступает, когда потребность в железе больше, чем поступление его с пищей. Потери железа происходят в основном в результате физиологических кровотечений (например, менструаций) или возникающих вследствие различных заболеваний, главным образом желудочно-кишечного тракта (например, геморроя).

Недостаток железа также возникает в период интенсивного роста детей и подростков, а также в период беременности или кормления грудного ребенка.

Важность железа для организма обусловлена тем, что оно участвует практически во всех реакциях, связанных с дыханием. Железо в составе гемоглобина крови переносит кислород, в составе миоглобина обеспечивает снабжение кислородом всех мышц, в том числе и мышцу сердца. Кроме того, железо участвует в «сжигании» пищи, дающем человеку энергию.

Недостаток железа серьезно сказывается на общем состоянии организма: нарушается сон , снижаются работоспособность, аппетит, устойчивость к инфекционным заболеваниям, появляются слабость, недомогание, головокружение, одышка, раздражительность. У детей снижается способность к обучению.

Встречаются также и состояния, связанные с избыточным содержанием железа в организме, – сидероз или гиперсидероз. К их ранним симптомам относится увеличение печени, затем присоединяются сахарный диабет и прогрессирующее потемнение кожи. Сидероз также может быть наследственным и развиваться при хроническом алкоголизме.

На заметку

Железо является составной частью гемоглобина, сложных железобелковых комплексов и ряда ферментов, усиливающих процессы дыхания в клетках. Железо стимулирует кроветворение.

При дефиците железа в организме ухудшается клеточное дыхание, что ведет к дистрофии тканей и органов. Выраженный дефицит железа ведет к гипохромной анемии.

Развитию железодефицитных состояний способствует недостаток в питании животных белков, витаминов , кроветворных микроэлементов. Дефицит железа также возникает при острых и хронических кровопотерях, заболеваниях желудка и кишечника.

В теле человека в среднем находится от 3 до 5 г железа, причем 75–80 % этого количества приходится на железо гемоглобина, 20–25 % являются резервными, остальная его часть входит в состав миоглобина, один процент содержится в дыхательных ферментах, катализирующих процессы дыхания в клетках и тканях.

Следует иметь в виду, что железо из животной пищи усваивается в несколько раз лучше, чем из растительной.

Для восполнения железа нужно включать в меню печень, почки, язык, кальмары, мидии, морскую рыбу, петрушку, укроп, овсяную и гречневую крупы, пекарские и пивные дрожжи, плоды шиповника и отвар из них, яблоки, груши, томаты, свеклу, шпинат.

Первые данные о том, что йод является необходимым компонентом щитовидной железы, были получены еще в конце XIX века, когда было установлено, что основным йодосодержащим белком щитовидной железы является тироглобулин. Дальнейшие исследования показали, что йод активно участвует в функции щитовидной железы, обеспечивая образование ее гормонов.

Эти гормоны регулируют обмен веществ, в частности энергетические процессы и теплообмен. Тиреоидные гормоны участвуют также в регуляции функции сердечно-сосудистой системы, они важны и для развития центральной нервной системы, для роста организма и его устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды.

При недостаточном потреблении йода возникает заболевание щитовидной железы – эндемический зоб .

По данным ВОЗ, на земном шаре насчитывается около 400 млн больных эндемическим зобом. Как правило, в зонах проживания большинства таких больных наблюдается недостаточность йода в почве. Районами эндемии являются верховья Волги, Урал, Северный Кавказ, Алтай, ряд районов Забайкалья и Дальнего Востока.

На заметку

Йод входит в состав всех растений. Некоторые морские растения также обладают способностью концентрировать йод.

Общее количество йода в организме около 25 мг, из них 15 мг находится в щитовидной железе. Значительное количество йода содержится в печени, почках, коже, волосах, ногтях, яичниках и предстательной железе.

Йод участвует в образовании гормона щитовидной железы – тироксина.

У детей недостаток йода сопровождается резкими изменениями всей структуры тела: ребенок перестает расти, задерживается его умственное развитие.

Избыток йода в организме может наблюдаться при гипертиреозе.

Суточная потребность в йоде взрослого человека – 100–150 мкг. Потребность в йоде повышается у беременных, кормящих грудью женщин.

Йод поступает в организм как с пищевыми продуктами, так и с воздухом и водой.

Особенно богаты йодом морские продукты: рыба, рыбий жир, морская капуста, креветки, кальмары. Хорошим источником йода являются молочные продукты, пшено, гречневая крупа, картофель, некоторые овощи и фрукты (например, морковь, лук, свекла).

При варке мяса и рыбы теряется половина йода, при кипячении молока – его четвертая часть. При варке картофеля в измельченном виде – 50 %, а целыми клубнями – 30 %.

Необходимость кобальта для человека была установлена благодаря братьям нашим меньшим.

Его соли применяли для лечения рогатого скота в случае потери аппетита, истощения, выпадения шерсти, замедления роста и при неврологических расстройствах. Это дало толчок к изучению кобальтовой недостаточности и у человека. Оказалось, что кобальт – один из микроэлементов, жизненно важных для организма. Он входит в состав витамина В12 (кобаламина).

Кобальт участвует в кроветворении, функциях нервной системы и печени, ферментативных реакциях.

Концентрация кобальта в пищевых продуктах зависит от сезона года (его больше в свежих овощах), а также от его содержания в почве различных географических зон. Установлено, что при его низком содержании в почве увеличивается количество заболеваний эндокринной системы и системы кровообращения.

На заметку

Кобальт оказывает существенное влияние на процессы кроветворения. Это его действие наиболее выражено при достаточно высоком содержании в организме железа и меди. Также кобальт активирует ряд ферментов, усиливает синтез белков, участвует в выработке витамина В12 и в образовании инсулина.

Суточная потребность человека в кобальте – 0,007–0,015 мг.

При недостатке кобальта развивается акобальтоз, который проявляется в виде анемии, исхудания, потери аппетита.

При достаточном содержании в пище овощей и фруктов организм человека обычно не испытывает недостатка в кобальте.

Кобальт содержится в мясе и субпродуктах, молочных продуктах, гречневой и пшенной крупах, морской рыбе, пивных дрожжах, листовых овощах, землянике, клубнике, шиповнике, черемухе, свекле, горохе, твороге, яйцах.

Калий играет важную роль во внутриклеточном обмене, в регуляции водно-солевого обмена, осмотического давления, кислотно-щелочного состояния организма. Он необходим для нормальной деятельности мышц, в том числе и сердца. Одно из важнейших свойств калия – выведение из организма воды и натрия. Он также участвует в важнейших обменных процессах и активирует ряд ферментов.

На заметку

Калий необходим для избавления от шлаков, лечения аллергии.

Недостаток калия проявляется в замедлении роста организма и нарушении половых функций, мышечных судорогах, перебоях в работе сердца.

Избыток калия может привести к дефициту кальция.

Больше всего калия поступает с растительными продуктами, мясом и морской рыбой. Богаты калием субпродукты, семена подсолнечника и тыквы, орехи, черемуха, черная смородина, пивные дрожжи, листья мяты и березы, овсяная, пшенная, перловая и гречневая крупы, чернослив, томаты, абрикосы, кукуруза, картофель, морковь, капуста.

Общее количество кальция в организме составляет около 2 % массы тела, причем 99 % его содержится в костной ткани, дентине и эмали зубов. Поэтому естественно, что кальций играет важную роль в формировании костей, особенно у детей.

Кальций участвует во всех жизненных процессах организма. Соли кальция – постоянная составная часть крови, клеточных и тканевых жидкостей. Кальций также влияет на процессы сократимости мышц, участвует в процессе свертываемости крови и уменьшает проницаемость стенок сосудов, влияет на кислотно-щелочное состояние организма, активизирует ряд ферментов, воздействует на функции эндокринных желез.

Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Отрицательное влияние на всасывание кальция оказывают отдельные кислоты, которые образуют с кальцием нерастворимые и совершенно неусвояемые соединения.

Абсорбция кальциевых соединений происходит в верхней части тонкого кишечника, главным образом в двенадцатиперстной кишке. Здесь на всасывание оказывают большое влияние желчные кислоты.

При недостатке кальция наблюдаются: тахикардия, аритмия, боли в мышцах, рвота, запоры, почечная или печеночная колика. Отмечаются повышенная раздражительность, дезориентация, потеря памяти. Делаются грубыми и выпадают волосы, грубеет кожа, становятся ломкими ногти , а на эмали зубов появляются ямки.

На заметку

На усвояемость кальция влияет белок. При высокобелковом рационе всасывается около 15 % кальция, а при низкобелковом рационе усваивается около 5 %.

Выделение кальция организмом усиливает кофе.

Стресс может уменьшить способность усваивать кальций из желудочно-кишечного тракта.

Суточная норма кальция – как минимум 1 г.

Кальций содержится в мягких костях лосося и сардин, орехах, пшеничных отрубях, мясе и субпродуктах, листовых овощах, цветной и белокочанной капусте, брокколи, яичных желтках, твороге, моркови, петрушке, молоке и сыре, а также в подорожнике, пустырнике, хрене, чистотеле и белой шелковице.

Известно, что магний снижает содержание холестерина в крови. Было доказано, что ион магния может также предупреждать и отложение холестерина на стенках кровеносных сосудов. Для того чтобы снизить уровень холестерина, рекомендуется дополнить диету магнием, витамином В6, холином и инозитолом.

Ученые также установили, что магний предупреждает образование камней в почках, понижает возбудимость нервной системы, нормализует деятельность мышц, регулируя процессы нейромышечной возбудимости. Ионы магния участвуют в процессах углеводного и фосфорного обменов, обладают антиспастическим и сосудорасширяющим действием, стимулируют перистальтику кишечника и желчевыделение, участвуют в реакциях иммунитета, влияя на процессы биосинтеза белка.

При недостатке магния возможно развитие самых разнообразных внешних проявлений: от внезапных головокружений, потери равновесия, мерцающих точек перед глазами до подергивания век, покалывания и деревенения мышц, выпадения волос и ломкости ногтей. Первые симптомы дефицита магния – быстрая утомляемость, частые головные боли, повышение чувствительности к изменениям погоды. Затем может усилиться сердцебиение, развиваются бессонница, усталость даже после долгого сна, плаксивость, появляются острые боли в желудке, ощущение тяжести в теле.

На заметку

Магний является необходимой составной частью всех клеток и тканей, участвуя вместе с ионами других элементов в сохранении ионного равновесия жидких сред организма; входит в состав ферментов, связанных с обменом фосфора и углеводов; активирует фосфатазу плазмы и костей и участвует в процессе нервно-мышечной возбудимости.

Избыток магния оказывает в основном слабительный эффект.

Магний поступает в организм с пищей, водой и солью. Особенно богата магнием растительная пища – проросшие зерна пшеницы, хлеб с отрубями, крупы, миндаль, орехи, темно-зеленые овощи, чернослив, черная смородина, шиповник. Он также содержится и в морской рыбе, мясе и субпродуктах, молоке и сыре.

Обмен фосфора тесно связан с обменом кальция. В организме человека массой 70 кг содержится около 700 г фосфора. Биологическая роль фосфатов чрезвычайно велика. Они обеспечивают течение обменных процессов, участвуя в переносе энергии.

С участием фосфорной кислоты в организме осуществляется обмен углеводов. Фосфорная кислота также участвует в построении многочисленных ферментов (фосфатаз) – главных двигателей химических реакций клеток. Из фосфорнокислых солей состоит ткань нашего скелета.

В организм человека фосфор поступает с растительной и животной пищей, а его всасывание происходит при участии фермента щелочной фосфатазы, активность которой повышает витамин В.

Потребность организма в фосфоре зависит от количества белков, жиров, углеводов и кальция, поступающих с пищей. При недостаточном поступлении белков резко увеличивается потребность в фосфоре.

На заметку

При недостатке фосфора отмечаются рахит, пародонтоз.

Наибольшее количество фосфора содержится в молочных продуктах, особенно в сырах, а также в яйцах и яичных продуктах. Важнейшими источниками фосфора являются мясо и рыба, а также икра и рыбные консервы. Высоким содержанием фосфора отличаются бобовые – фасоль и горох.

Макроэлементы - это элементы, которые содержатся в организме человека в относительно больших количествах. К ним относятся натрий, кальций, магний, калий, хлор, фосфор, сера, азот, углерод, кислород, водород.

В теле взрослого человека содержится порядка 4 граммов железа, 100 г натрия, 140 г калия, 700 г фосфора и 1 кг кальция. Несмотря на такие разные цифры, вывод очевиден: вещества, объединенные под названием «макроэлементы», жизненно необходимы нам для существования. Большую потребность в них испытывают и другие организмы: прокариоты, растения, животные.

Сторонники эволюционного учения утверждают, что необходимость в макроэлементах определяется условиями, в которых зародилась жизнь на Земле. Когда суша состояла из твердых пород, атмосфера была насыщенна углекислотой, азотом, метаном и водяными парами, а вместо дождя на землю выпадали растворы кислот, именно макроэлементы были единственной матрицей, на основе которых могли появиться первые органические вещества и примитивные формы жизни. Поэтому даже сейчас, миллиарды лет спустя, все живое на нашей планете продолжает испытывать необходимость в обновлении внутренних ресурсов магния, серы, азота и других важных элементов, образующих физическую структуру биологических объектов.

Можно с уверенностью утверждать, что макроэлементы - это основа жизни и здоровья человека. Содержание в организме макроэлементов достаточно постоянно, однако могут возникать довольно серьезные отклонении от нормы, что приводит к развитию патологий различного характера. Макроэлементы сконцентрированы преимущественно в мышечной, костной, соединительной тканях и в крови. Они являются строительным материалом несущих систем и обеспечивают свойства всего организма в целом. Макроэлементы отвечают за стабильность коллоидных систем организма, нормальное кислотно-щелочное равновесие, поддерживают осмотическое давление.

Калий (K)

Наряду с натрием обеспечивает работу так называемого калий-натриевого насоса, за счёт которого сокращаются и расслабляются наши мышцы.

При малейшем нарушении обмена калия страдает сердечная мышца, что проявляется в слабости, головокружении, сердцебиении, отёках.

И если вы не съедаете 3-4 мг калия в день в виде винограда, изюма, абрикосов, кураги, моркови, болгарского перца, печёного картофеля с кожурой, то необходимо пополнять его запасы за счёт приёма синтетических микроэлементов.

Кальций (Ca)

☀ Зубы и кости: главная функция макроэлемента - функция структурного материала, создание и поддержание полноценных зубов и костей. В составе костной ткани кальций содержится в двух формах: свободной и связанной. Если резервы минерального вещества в свободной форме истощены, извлекается кальций из костей для поддержания его уровня в крови. Каждый год на 20% происходит обновление костей в организме взрослого человека.

☀ Сокращение мышечной ткани: кальций оказывает влияние на сокращения мышц и, действуя на сердечную мышцу, координирует сердцебиение.

☀ ЦНС: требуется для передачи нервных импульсов, активизируя действие ферментов, принимающих участие в синтезе нейромедиаторов.

☀ Сердечно-сосудистая система: вместе с магнием, калием, натрием кальций регулирует давление крови.

☀ Система крови: усиливает действие витамина K (протромбин), являющегося основным фактором нормальной свертываемости крови.

☀ Клеточные мембраны: кальций воздействует на проницаемость мембран, требуется для транспортировки питательных веществ и иных соединений сквозь клеточные мембраны, а также с целью укрепления соединительных тканей клеток.

☀ Иные функции: способствует укреплению иммунной системы, синтезу и активации многих ферментов и гормонов (оказывает десенсибилизирующее и противовоспалительное действие на функцию эндокринных желез), которые принимают участие в переваривании пищи, синтезе слюны, жировом обмене и метаболизме энергии.

Итак, роль кальция в организме: координация проницаемости клеточных мембран, внутриклеточных процессов, нервной проводимости, сокращений мышц, поддержание работы сердечно-сосудистой системы, формирование костей и минерализация зубов, участие в важнейшем этапе работы системы гемостаза - свертывании крови.

Магний (Mg)

Magnifique - значит великолепный. От этого французского слова получил название элемент периодической таблицы - магний. На открытом воздухе горит это вещество очень эффектно, великолепным ярким пламенем. Отсюда и магний. Однако великолепен магний не только тем, что горит красиво.

Необычайно важна роль магния в организме человека для обеспечения протекания различных жизненных процессов. И, к счастью, с горением это не связано никак. А какие это процессы? Давайте рассмотрим.

Организма человека содержит, в среднем, 20-30 миллиграммов магния. 70% этого количества включают в себя кости скелета, остальной объём содержится в мышцах, железах внутренней секреции. Небольшое количество магния присутствует в крови. Магний успокаивает нервную систему, и центральную, и периферическую. Вообще, магний необходим для регулировки равновесия в мышечной и нервной тканях. Магний как бы обеспечивает «внутренний покой» организма.

Магний является кофактором и активатором некоторых ферментов - энолазы, щелочной фосфатазы, карбоксилазы, гексокиназы. Установлено участие магния в фосфорном и углеводном обмене. Элемент оказывает асептическое и сосудорасширяющее действие. Под воздействием соединений магния усиливается перистальтика кишечника, лучше отделяется желчь и выводится холестерин, снижается нервно-мышечная возбудимость. Магний участвует в синтезе белка. Наряду с вышеперечисленным роль магния в организме человека заключается в оказании щелочного действия на органы и ткани.

С участием магния протекает более трёх сотен ферментативных реакций. Особенно активно магний участвует в процессах, которые связаны с утилизацией энергии, в частности, с расщеплением глюкозы и удалением из организма отработанных шлаков и токсинов. В процессах синтеза белка роль магния - производство ДНК. Получено подтверждение, что тиамин (В1), пиридоксин (В6) и витамин С полноценно усваиваются именно в присутствии магния. Благодаря магнию более устойчивой становится структура клеток во время их роста, эффективнее проходит регенерация и обновление клеток тканей и органов. Магний, этот «великолепный» элемент, стабилизирует костную структуру и придаёт костям твёрдость.

Натрий (Na)

Натрий - это макроэлемент, который обеспечивает проводимость нервных импульсов, входит в состав крови и регулирует баланс воды в организме. Натрием заполнены все межклеточные пространства, то есть он является основой всех межклеточных жидкостей, а вместе с калием он образует нормальный баланс жидкости, предотвращая риск обезвоживания, в следствии чего, роль натрия трудно переоценить.

Усвоение натрия увеличивается при параллельном приеме витамина Д и К, а хлор и калий могут, наоборот, замедлить его усвоение.

Также натрий влияет на нервную систему: с помощью разности концентрации натрия генерируются электрические сигналы - основа нервной системы.

Натрий укрепляет сердечно-сосудистую системы, входя в состав крови, что позволяет регулировать объем крови. Также натрий является сосудорасширяющим макроэлементом, он нормализует артериальное давление, влияет на работу миокарда.

Натрий улучшает пищеварение, помогает образовывать желудочный сок, помогает при доставке глюкозы клетками, активирует многие пищеварительные ферменты.

Помимо этого натрий важен для регулировки выделительных систем, для кислотно-щелочного баланса в организме, а также помогает сохранить и накопить многие вещества в крови после их растворения.

Сера (S)

Сера - играет важную роль в организме человека. Она составляет 0.25% веса человеческого тела и является непременной составной частью клеток, тканей органов, нервной, костной и хрящевой ткани, а также волос, кожи и ногтей человека.

Сера участвует в обменных процессах в организме и способствует их нормализации; является составным элементом ряда аминокислот, витаминов, ферментов и гормонов (в том числе инсулина); играет важную роль поддержании кислородного баланса; улучшает работу нервной системы; стабилизирует уровень сахара в крови; повышает иммунитет; оказывает противоаллергическое воздействие.

Улучшают усвояемость серы такие элементы как фтор и железо, а такие как мышьяк, свинец, молибден, барий и селен наоборот ухудшают ее усвоение.

А еще сера...

• участвует в формировании хрящевой и костных тканей, улучшает работу суставов и связок
• влияет на состояние кожи, волос и ногтей (входит в состав коллагена, кератина и меланина)
• укрепляет мышечную ткань (особенно в период активного роста у детей и подростков)
• участвует в образовании некоторых витаминов и усиливает эффективность витамина В 1 , биотина, витамина В 5 и липоевой кислоты
• оказывает ранозаживляющий и противовоспалительный эффект
• уменьшает суставные, мышечные боли и судороги
• способствует нейтрализации и вымыванию шлаков и токсинов из организма
• стабилизирует уровень сахара в крови
• помогает печени выделять желчь

Фосфор (P)

Фосфор относится к структурным (тканеобразующим) макроэлементам, его содержание в организме взрослого человека составляет около 700 г.

Большая часть фосфора (85-90%) находится в костях и зубах, остальное - в мягких тканях и жидкостях. Около 70% общего фосфора в плазме крови входит в органические фосфолипиды, около 30% - представлено неорганическими соединениями (10% соединения с белком, 5% комплексы с кальцием или магнием, остальное - анионы ортофосфата).

• фосфор входит в состав многих веществ организма (фосфолипиды, фосфопротеиды, нуклеотиды, коферменты, ферменты и пр.)
• фосфолипиды являются основным компонентом мембран всех клеток в организме человека
• в костях фосфор находится в виде гидроксилапатита, в зубах в виде фторапатит, выполняя структурную функцию
• остатки фосфорной кислоты входят в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов, а также в состав аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и креатинфосфата - важнейшие аккумуляторы и переносчики энергии
• остатки фосфорной кислоты входят в состав буферной системы крови, регулируя ее значение рН

Хлор (Cl)

Равновесие, которое поддерживает хлор - это баланс между эритроцитами и плазмой, кровью и тканями организма, а также водный баланс. Если этот баланс нарушен, то появляются отёки.

Вместе с калием и натрием хлор обеспечивает нормальный водно-солевой обмен, и может снимать отёки различного происхождения, приводя в норму артериальное давление. Соотношение этих элементов всегда должно быть сбалансированным, так как они поддерживают нормальное осмотическое давление межклеточной жидкости. Кислотно-щелочной дисбаланс, который может появиться вследствие нарушения равновесия между этими элементами, вызывает различные заболевания.

Хлор важен для нормального пищеварения, так как он участвует в образовании соляной кислоты, являющейся основным компонентом желудочного сока, а также стимулирует активность амилазы - фермента, способствующего расщеплению и усвоению углеводов. При некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сопровождающихся воспалительными процессами, количество хлора в организме уменьшается.

Улучшая работу печени, хлор помогает клеткам и тканям избавляться от шлаков, а также своевременно выводит из организма углекислый газ.

Для спортсменов важно, чтобы в их организме всегда соблюдался баланс хлора, так же, как натрия и калия: хлор необходим суставам - он позволяет им дольше сохранять гибкость, а мышцам помогает оставаться сильными.

Существуют различные классификации химических элементов, содержащихся в организме человека. Так, В. И. Вернадский в зависимости от среднего содержания (массовой доли га, %) в живых организмах делил элементы по декадной системе. Соответственно этой классификации (табл. 5.2) элементы, содержащиеся в живых организмах, делят на три группы:

Макроэлементы. Это элементы, содержание которых в ор­ганизме выше 10~ 2 %. К ним относятся кислород, углерод, водо­род, азот, фосфор, сера, кальций, магний, натрий и хлор.

Микроэлементы. Это элементы, содержание которых в ор­ганизме находится в пределах от 10~ 3 до 10~ 5 %. К ним отно­сятся иод, медь, мышьяк, фтор, бром, стронций, барий, кобальт.

Ультрамикроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме ниже 10~ 5 %. К ним относятся ртуть, золото, уран, торий, радий и др.

В настоящее время ультрамикроэлементы объединяют с микроэлементами в одну группу. В табл. 5.3 приведены уточненные данные по содержанию химических элементов в организме человека. Однако эта классификация отражает только содержание элементов в живых организмах, но не указывает на биологическую роль и физиологическое значение того или иного элемента.

В. В. Ковальский, исходя из значимости для жизнедеятельности, подразделил химические элементы на 3 группы.

Жизненно необходимые (незаменимые) элементы. Они постоянно содержатся в организме человека, входят в состав ферментов, гормонов и витаминов: Н, О, Са, N. К, Р, N3, 5, Мд,С1, С, I, Мп, Си, Со, Ре, 2п, Мо, V. Их дефицит приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности человека.

Примесные элементы. Эти элементы постоянно содержатся в организме животных и человека: Оа, 5Ь, 5г, Вг, Р, В, Ве, Ы, 51, 5п, Сз, А1, Ва, <3е, Аз, КЬ, РЬ, Ка, В1. Си, Сг, N1, "Л, Ад, ТЬ, Н§, У, 5е. Биологическая роль их мало выяснена или неизвестна.

Примесные элементы (5с, Т1, 1п, Ьа, Рг, 5т, \№\ Ке, ТЬ и др.). Обнаружены в организме человека и животных. Данные о количестве и биологическая роль не выяснены.

Элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности различных клеток и организмов, называют биогенными элементами.

Точно перечислить все биогенные элементы в настоящее время еще невозможно из-за сложности определения очень низких концентраций микроэлементов и установления их биологических функций. Для 24 элементов биогенность установлена надежно. Это элементы 1-й и некоторые элементы 2-й групп по Ковальскому.

5.3. Топография важнейших биогенных элементов в организме человека.

Органы человека по-разному концентрируют в себе различные химические элементы, т. е. микро- и макроэлементы неравномерно распределяются между разными органами и тканями. Большинство микроэлементов накапливается в печени, костной и мышечной тканях. Эти ткани являются основным депо (запасником) для многих микроэлементов.

Элементы могут проявлять специфическое сродство по отношению к некоторым органам и содержатся в них в высоких концентрациях. Хорошо известно, что цинк концентрируется в поджелудочной железе, иод - в щитовидной, фтор - в эмали зубов, алюминий, мышьяк, ванадий накапливаются в волосах и ногтях, кадмий, ртуть, молибден - в почках, олово - в тканях кишечника, стронций - в предстательной железе, костной ткани, барий - в пигментной сетчатке глаза, бром, марганец, хром - в гипофизе и т. д. Данные по распределению (топографии) некоторых макро- и микроэлементов в организме человека приведены на рис. 5.4.

В организмах микроэлементы могут находиться как в связан­ном состоянии, так и в виде свободных ионных форм. Установ­лено, что кремний, алюминий, медь и титан в тканях головного мозга находятся в виде комплексов с белками, тогда как марга­нец - в ионном виде.

Водород и кислород - макроэлементы. Они входят в состав воды, которой в организме взрослого человека в среднем содер­жится около 65%. Вода неравномерно распределена по орга­нам, тканям и биологическим жидкостям человека. Так, в желу­дочном соке, слюне, плазме крови, лимфе вода составляет от 99,5 до 90 %. В моче, сером веществе головного мозга, почках - 80%, в белом веществе головного мозга, печени, коже, спинном мозге, мышцах, легких, сердце - 70-80%. Меньше всего - 40 % воды содержится в скелете.

Макроэлементы - углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор - входят в состав белков, нуклеиновых кислот и других биологически активных соединений организма. Содержание угле­рода в белках составляет от 51 до 55%, кислорода - от 22

до 24 %, азота - от 15 до 18 %, водорода от 6,5 до 7 %, серы -от 0,3 до 2,5%, фосфора - около 0,5%. О содержании белков в различных тканях и органах животных и человека, а следова­тельно, и о примерном содержании элементов С, Н, N. 8, Р мож­но судить на основании данных, приведенных в табл. 5.4.

Как следует из табл. 5.4, максимальное количество белков (~80%) содержится в селезенке, легких, мышцах, минимальное (~25%) - в костях и зубах.

Углерод, водород и кислород входят также в состав углево­дов, содержание которых в тканях животных невелико - пример­но 2%. Эти элементы входят в состав липидов (жиров). Кроме того, в состав фосфолипидов входит фосфор в виде фосфатных групп. В наибольшей степени липиды концентрируются в голов­ном мозге (12%), а затем в печени (5%), молоке (2-3%) и сыворотке крови (0,6%). Однако основная часть фосфо­ра - 600 г - содержится в костной ткани. Это составляет 85 % от массы всего фосфора, находящегося в организме человека. Концентрируется фосфор и в твердых тканях зубов, в состав ко­торых он входит вместе с кальцием, хлором, фтором в виде гид-роксил-, хлор-, фторапатитов общей формулы Са5(РО 4)зХ, где X = ОН, С1, Р соответственно.

Кальций преимущественно концентрируется в костной ткани, а также и в зубной ткани. Натрий и хлор в основном содержатся во внеклеточных жидкостях, а калий и магний - во внутрикле­точных. В виде фторидов натрий и калий входят в состав кост­ной и зубной ткани. Магний в виде фосфата М§з(РО 4)2 содер­жится в твердых тканях зуба.

Десять металлов, жизненно необходимых для живого орга­низма, получили название «металлы жизни». Так, установлено, что в организме человека массой 70 кг содержание «металлов жизни» составляет (в г): кальция-1700, калия - 250, нат­рия - 70, магния - 42, железа - 5, цинка - 3, меди - 0,2, мар­ганца, молибдена и кобальта, вместе взятых, - менее 0,1. В теле взрослого человека содержится около 3 кг минеральных солей, причем 5 / 6 этого количества (2,5 кг) приходится на долю кост­ных тканей.

Некоторые макроэлементы (магний, кальций) и большинство микроэлементов содержатся в организме в виде комплексов с биолигандами - аминокислотами, белками, нуклеиновыми кисло­тами, гормонами, витаминами и т. д. Так, ион Ре 2+ в качестве комплексообразователя входит в состав гемоглобина, Со 2+ - в витамин В12, М§[ 2+ - в хлорофилл. Известны многочисленные биокомплексы и других элементов (Си, 2п, Мо и др.), играющие важную биологическую роль в организме.

На изменение содержания химических элементов в организ­ме влияют различные заболевания. Так, при рахите происходит нарушение фосфорно-кальциевого обмена, что приводит к сниже­нию содержания кальция. При нефрите из-за нарушения элек­тролитного обмена уменьшается содержание кальция, натрия, хлора и повышается содержание магния, калия в организме.

В поддерживании определенного содержания макро- и микро­элементов в организме участвуют гормоны.

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, мясо, орехи, 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.