Человек есть то, что он ест. Микро- и макроэлементы. Что такое и чем полезны макроэлементы

Показать все

Макроэлементы принимают непосредственное участие в построении органических и неорганических соединений растения, составляя основную массу его сухого вещества. Большей частью они представлены в клетках ионами.

В теле взрослого человека содержится порядка 4 граммов , 100 г натрия , 140 г , 700 г и 1 кг . 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 , и других важных элементов, образующих физическую структуру биологических объектов.

Физические и химические свойства

Макроэлементы различны как по химическим, так и по физическим свойствам. Среди них выделяются металлы ( , и прочие) и неметаллы ( , и прочие).

Макроэлементы содержатся в природе повсеместно: в почве, горных породах, растениях, живых организмах. Некоторые из них, такие, как азот, кислород и углерод, являются составными элементами земной атмосферы.

Роль в растении

Биохимические функции

Высокий урожай любой сельскохозяйственной культуры возможен только при условии полноценного и достаточного питания. Кроме света, тепла и воды, растениям необходимы питательные вещества. В состав растительных организмов входит более 70 химических элементов, из них 16 абсолютно необходимых - это органогены (углерод, водород, азот, кислород), зольные микроэлементы (фосфор, калий, кальций, магний, сера), а также железо и марганец.

Каждый элемент выполняет в растениях свои функции, и заменить один элемент другим совершенно невозможно.

Из атмосферы

Следующими по значимости

Следующие макроэлементы

Недостаток (дефицит) макроэлементов в растениях

О дефиците того или иного макроэлемента в почве, а следовательно, и в растении отчетливо свидетельствуют внешние признаки. Чувствительность каждого вида растений к недостатку макроэлементов строго индивидуальна, однако имеются и некоторые схожие признаки. Например, при недостатке азота, фосфора, калия и магния страдают старые листья нижних ярусов, при нехватке кальция, серы и железа - молодые органы, свежие листья и точка роста.

Особенно отчетливо недостаток питания проявляется у высокоурожайных культур.

Избыток макроэлементов в растениях

На состояние растений влияет не только недостаток, но и избыток макроэлементов. Он проявляется, прежде всего, в старых органах, и задерживает рост растений. Часто признаки недостатка и избытка одних и тех же элементов бывают несколько схожи.

Содержание макроэлементов в различных соединениях

Рекомендуются к применению на достаточно увлажненных дерново-подзолистых, серых лесных почвах, а также на выщелоченных черноземах. Они способны обеспечить до половины от общей прибавки урожая, получаемой от полной минеральной подкормки (NPK).

Однокомпонентные азотные удобрения делят на несколько групп:

1. . Это соли азотной кислоты и селитры. Азот содержится в них в нитратной форме.
2. и аммиачные удобрения : выпускают твердые и жидкие. Содержат азот в аммонийной и, соответственно, аммиачной форме.
3. . Это азот в аммонийной и нитратной форме. Пример - аммиачная селитра.
4. Амидные удобрения . Азот в амидной форме. К ним относятся мочевина и карбамид.
5. . Это карбамид-амиачная селитра, водный раствор мочевины и аммиачной селитры.

Источник получения промышленных азотных удобрений - синтетический аммиак, образованный из молекулярного азота и воздуха.

Фосфорные удобрения делят на несколько групп:

1. Содержащие в водорастворимой форме - суперфосфаты простой и двойной. Фосфор удобрений данной группы легко доступен растениям.
2. Содержащие , не растворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах (в 2%-ной лимонной) и щелочном растворе цитрата аммония. К ним относятся томасшлак, преципитат, термофосфаты и другие. Фосфор доступен растениям.
3. Содержащие , не растворимый в воде и плохо растворимый в слабых кислотах . Полностью фосфор данных соединений может растворяться только в сильных кислотах. Это костяная и фосфоритная мука. Считаются наиболее труднодоступными источниками фосфора для растений.

Основные источники получения фосфорных удобрений - природные фосфорсодержащие руды (апатиты и фосфориты). Кроме того, для получения этого вида удобрений используют богатые фосфором отходы металлургической промышленности (мартеновские шлаки, томасшлак).

Применение этого вида удобрений рекомендовано на почвах с легким гранулометрическим составом, а также на торфянистых почвах с низким содержанием калия. На прочих почвах с высоким валовым запасом калия потребность в данных удобрениях возникает только при возделывании калиелюбивых культур. К ним относятся корнеплоды, клубнеплоды, силосные, овощные культуры, подсолнечник и прочие. Характерно, что эффективность калийных удобрений тем сильнее, чем выше обеспеченность растений прочими основными элементами питания.

Калийные удобрения подразделяют на:

1. Местные калийсодержащие материалы . Это непромышленные калийсодержащие материалы: сырые калийные соли, кварц-глауконитовые пески, отходы алюминиевой и цементной продукции, растительная зола Однако использование этих источников неудобно. В районах с залежами калийсодержащих материалов их действие ослаблено, а дальняя транспортировка нерентабельна.
2. Промышленные калийные удобрения . Получают в результате обработки калийных солей промышленными способами. К ним относятся хлористый калий, хлоркалий-электролит, калимагнезия, калимаг и другие.

Источник производства калийных удобрений - природные месторождения калийных солей.

Магниевые удобрения

По составу подразделяют на:

1. Простые - содержат только один питательный элемент. Это магнезит и дунит.
2. Сложные - содержат два и более питательных элемента. К ним относятся азотно-магниевые (аммошенит или доломит-аммиачная селитра), фосфорно-магниевые (фосфат магниевый плавленый), калийно-магниевые (калимагнезия, полигалит карналлит), бормагниевые (борат магния), известково-магниевые (доломит), содержащие азот, фосфор и магний (магний-аммонийфосфат).

Источники производства магнийсодержащих удобрений - природные соединения. Некоторые используются непосредственно как источники магния, другие перерабатываются.

Соединения железа в почву не вносят, поскольку железо способно очень быстро переходить в неусвояемые растениями формы. Исключение составляют хелаты - органические соединения железа. Для обогащения железом растения опрыскивают железным купоросом, слабыми растворами хлорного и лимоннокислого железа.

Известковые удобрения

Известкование почв - это один из методов химической мелиорации. Считается самым выгодным способом повышения урожайности на кислых почвах. Действующее вещество известковых удобрений - это кальций (Ca) в форме карбоната кальция (CaCO 3) или оксида кальция СаО.

Известковые удобрения делятся на:

Содержание макроэлементов в органических удобрениях

Органические удобрения содержат значительное количество макроэлементов и являются важным средством для воспроизводства плодородия почв и роста продуктивности земледелия. Содержание макроэлементов в органических удобрениях колеблется от долей процента до нескольких процентов и зависит от многих природных факторов.

Свежий на соломенной подстилке

Полупревший подстилочный

Верховой

Переходный

Низинный

Навозная жижа

При молочно-товарных фермах

Одними из основных факторов питания, влияющих на состояние здоровья, работоспособность и активное долголетие, являются микронутриенты – витамины и витаминоподобные вещества, микро- и макроэлементы. Организм не производит все необходимые микронутриенты и должен получать их в готовом виде, например, с пищей. Способностью запасать эти вещества мы, к сожалению, не обладаем.

• Макронутриенты – пищевые вещества (белки, жиры и углеводы), необходимые человеку в количествах, измеряемых граммами, и обеспечивающие энергетические, пластические и прочие потребности организма.
• Микронутриенты – полезные вещества (витамины, минералы, микроэлементы), содержащиеся в пище в минимальных количествах – миллиграммах или микрограммах. Они не дают энергию, но играют важную роль в процессах усвоения пищи, осуществлении процессов роста, адаптации и развития организма.

Минеральные вещества относятся к жизненно необходимым компонентам питания с весьма разнообразными физиологическими функциями. Они играют важную роль в пластических процессах, формировании и построении тканей организма, в частности костей скелета. Минеральные вещества нужны для поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме, создания определенной концентрации ионов водорода в тканях и клетках, межтканевых и межклеточных жидкостях, а также для придания им осмотических свойств, обеспечивающих нормальное протекание обмена веществ.

Большое значение имеют минеральные вещества в образовании белка. Доказаны их роль в деятельности эндокринных желез (например, йода в щитовидной железе), а также участие в ферментативных процессах.

Минеральные вещества участвуют в нейтрализации кислот и предотвращают развитие ацидоза. Важное значение имеют они в нормализации водного обмена в организме. Выявлены высокоактивные в биологическом отношении связи этой группы веществ с другими нутриентами, например, кальция с белком (казеином), кобальта с витамином В12 и др. Доказана роль минеральных веществ в кроветворении, процессах тканевого дыхания и метаболизме. Изучение минеральных веществ как незаменимой части питания и определение их роли в организме тесно связаны с предупреждением железодефицитной анемии, эндемического зоба, остеопороза, рахита, флюороза, ряда других заболеваний.

Основываясь на преимущественном значении отдельных минеральных веществ в различных аспектах жизнедеятельности организма, можно выделить несколько главных направлений их участия в биохимических процессах обмена:
- построение структур скелета (кальций, фосфор и др.);
- поддержание осмотических свойств клеток и плазмы (натрий, калий);
- кроветворение (железо, медь);
- являются активаторами и кофакторами ферментов (магний, цинк, медь, железо, селен, марганец, молибден, кобальт, ванадий и др.).

Группа минеральных веществ включает макроэлементы (кальций, фосфор, калий, магний, натрий, сера, хлор) и микроэлементы (железо, цинк, бром, йод, кобальт. марганец, медь, молибден, селен, фтор, хром). В последние десятилетия все больше внимания исследователей привлекают микроэлементы в связи с чрезвычайно широким их спектром действия на организм – от жизненной необходимости для существования до токсического действия. Четко разделить микроэлементы на токсические и жизненно необходимые не удается, так как соответствующий эффект в значительной степени зависит от дозы. Рекомендуемые величины потребления ряда макро- и микроэлементов в нашей стране утверждены Государственным санитарно-эпидемиологическим нормированием Российской Федерации в следующих документах:

• Методические рекомендации 2.3.1. РАЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», МР 2.3.1.2432-08;
• Приложение № 2 к техническому регламенту Таможенного союза «Пищевая продукция в части ее маркировки» (ТР ТС 022/2011);
• Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) (с изменениями на 10 ноября 2015 года), Приложение 5, Величины суточного потребления пищевых и биологически активных веществ для взрослых в составе специализированных пищевых продуктов (СПП) и БАД к пище (энергетическая ценность 10000 кДж или 2300 ккал).

НОРМЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ, МАКРОЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ВЗРОСЛЫХ

НОРМЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ, МИКРОЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ВЗРОСЛЫХ

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОТРЕБНОСТИ В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ ДЛЯ ЖЕНЩИН В ПЕРИОД БЕРЕМЕННОСТИ И КОРМЛЕНИЯ РЕБЕНКА

Нормы физиологических потребностей в минеральных веществах для детей и подростков Российской Федерации

Кальций, мг

Фосфор, мг

Магний, мг

Калий, мг

Натрий, мг

Хлориды, мг

Железо, мг

Селен, мг

Хром, мкг

* - Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарноэпидемиологическому надзору (контролю) (с изменениями на 10 ноября 2015 года), Приложение 5, Величины суточного потребления пищевых и биологически активных веществ для взрослых в составе специализированных пищевых продуктов (СПП) и БАД к пище (энергетическая ценность 10000 кДж или 2300 ккал).

С каждым годом становится все более очевидной необходимость коррекции пищевого дефицита микро- и макроэлементов у жителей Российской Федерации.

Исследования, проведенные в последнее время, показали, что треть из 40000 обследованных россиян получает в день менее 70% железа и магния от суточных норм потребности. Лишь четверть россиян ежедневно получают количество кальция, достаточное для обеспечения правильного течения физиологических процессов.

Обогащение пищевых продуктов отдельными элементами (кальцием, магнием, йодом) уменьшает их дефицит, но не позволяет решить проблему полностью. Кроме того, точное количество микро- или макроэлемента, форма, в которой данный элемент присутствует в продукте, а также доза получаемого элемента во многом зависят от производителя и индивидуальных предпочтений покупателей.

Минеральные соединения входят в состав всех клеток и тканей организма животных и человека. В организме человека обнаружено свыше 80 элементов, которые принято делить на макро-, микро- и ультрамикроэлементы. К макроэлементам, ежесуточное потребление которых может достигать нескольких граммов в день, относятся калий, кальций, магний, натрий, фосфор и другие минералы, широко распространенные в природе и в составе пищевых продуктов. Микроэлементами (концентрация в тканях не более 0,001% от сухой массы ткани) являются йод, фтор, медь, цинк, мышьяк, марганец, бром, алюминий, никель, кобальт, кремний и др. Остается актуальным вопрос о необходимости для организма ультрамикроэлементов (золота, свинца, ртути и др.).

В организм человека минеральные элементы попадают в составе пищевых продуктов, воды и, в меньшей степени, воздуха. В воздух и воду минералы попадают из разрушающихся под действием эрозии горных пород. Образующиеся при этом крошечные частички разносятся ветром на большие расстояния и, оседая, формируют основу почвы. Микроорганизмы почвы перерабатывают мельчайшие кристаллы минеральных солей и способствуют их поступлению в растения. Употребление растительной пищи, а также мяса и молока травоядных животных обеспечивает организм необходимыми минералами.

В пищевых продуктах минеральные вещества содержатся в виде неорганических соединений, в форме солей органических кислот, а также в связи с белками, углеводами и жирами.

Все соединения минералов, поступающих в организм, могут быть разделены на органические и неорганические. Для того, чтобы быть полноценно усвоенными, неорганические соли минералов (карбонаты, силикаты, сульфаты и др.) должны переведены в ионизированную форму. В связи с этим обстоятельством поступление в организм различных форм минералов зависит не только от дозы вводимого макро- или микроэлемента, но и от его растворимости и ионизации в желудочно-кишечном тракте, а также активности соответствующих ионных каналов.

Применительно к минералам биодоступность может быть определена как та часть от потребленного количества минерала, которая успешно всосалась в пищеварительном тракте, была доставлена до места действия и конвертирована в физиологически активную форму. Далеко не всегда прямое измерение минерала концентрации минерала в плазме крови, в моче или тканях правильно отражает его истинную биоусвояемость. Большинство работ по биодоступности основывается на включении различных форм минерала в диету, изначально дефицитную по данному элементу, и оценке возникающих при этом изменений физиологических показателей.

Химическая и физическая форма минерального соединения во многом определяет его биодоступность в организме животных и человека.

Минеральные вещества, поступая в организм человека в составе пищевых продуктов, всасываются в кишечнике, накапливаются в костях, коже, печени и других внутренних органах.

Роль минералов в жизнедеятельности организма трудно переоценить. Они участвуют в регуляции обмена веществ и поддержании гомеостаза; принимают участие в регенерации тканей, образовании гормонов, ферментов, гемоглобина; обеспечивают мышечную сократимость, генерацию и проведение импульсов; регулируют осмотическое давление, кислотно-щелочное равновесие, влияют на состояние коллоидов тканей, принимают участие в процессах переваривания пищи и т.д. Нормальная структура и деятельность каждой живой клетки напрямую зависит от качественного и количественного состава минералов. Как и витамины, минералы часто функционируют в виде коферментов, обеспечивая правильное течение различных анаболических и катаболических процессов.

Железо – макроэлемент, жизненно необходимый для синтеза гемоглобина, нормального развития и роста клеток. При недостатке железа развивается анемия, дегенеративно-дистрофические процессы в коже, слизистых, снижается иммунитет, нарушается мышечная сократимость.

Суммарный запас железа в организме составляет 2500 мг. В норме лишь малое количество железа (около 1 мг в день) теряется организмом (со слущенными клетками кишечного эпителия, кожи, желчью) и восполняется его поступлением с пищей. Женщины дополнительно теряют еще 12мг железа в менструальный период, что определяет более высокую потребность женщин в железе. Во время беременности и лактации потребность в железе резко возрастает. Большое количество этого макроэлемента также требуется детям в период младенчества, раннего детства и в подростковом периоде.

Суточная потребность составляет 10 мг пищевого железа для мужчин, 18 мг – для женщин. У здоровых людей усваивается лишь 10% пищевого железа. Неорганические формы железа лучше всасываются в присутствии аскорбиновой кислоты и значительно хуже – в присутствии хитиновой.

Кальций. Кальций участвует в генерации и проведении возбуждения по нервным волокнам, сокращении мышечных клеток, формировании костной ткани, регулирует свертывание крови, снижает артериальное давлении, участвует в синтезе белков, РНК и ДНК, поддерживает нормальную проницаемость клеточных мембран, участвует в поддержании баланса между процессами возбуждения и торможения в ЦНС.

При выраженной гипокальциемии наблюдается повышенная возбудимость нервной системы и мышечной ткани с тетаническими судорогами. При хронической гипокальциемии нарушаются процессы свертывания крови (фибриноген превращается в фибрин в присутствии ионов кальция), оссификации (развиваются остеопороз, остеомаляция). При недостатке ионов кальция тормозится ресинтез гликогена, удлиняется интервал Q-Т электрокардиограммы, что указывает на замедление возбуждения желудочков.

Симптомами недостаточности кальция могут быть боли в суставах, ломкость ногтей, экзема, повышенный уровень холестерина в крови, тахикардия, гипертензия, бессонница, мышечные спазмы, нервозность, онемение рук или ног, бледность лица, ревматоидный артрит, рахит и разрушение зубов.

На всасывание и баланс кальция в организме большое влияние оказывает содержание в организме и в составе пищевых продуктов магния. Оптимальным считается соотношение между магнием и кальцием, равное 1/2.

Кальций – макроэлемент, прием которого отдельными группами населения должен носить практически постоянный характер (пожилые люди, беременные и кормящие женщины, дети и подростки). Согласно данным НИИ питания РАМН, полученным в результате исследования рациона питания россиян в последние 10 лет, менее 25% жителей России получают ежедневно достаточное количество кальция в составе пищевых продуктов.

Среднее потребление кальция мужчинами составляет 526мг в день, женщинами – 480мг. Вместе с тем, НИИ питания РАМН адекватным признан уровень потребления кальция 1200мг в день. Таким образом, в среднем человек ежедневно недополучает более половины необходимого количества кальция.

Основными источниками кальция являются молочные и мясные продукты, у взрослых, в первую очередь, сыр. Однако хорошо известно, что продукты животного происхождения, в том числе твердые сорта сыра, богаты холестерином, а следовательно, не могут быть рекомендованы в больших количествах людям с гиперхолестеринемией, атеросклеротическим поражением сосудов и ожирением.

Суточная потребность в соответствии с «Физиологическими нормами…» – 800 – 1250мг, в соответствии с «Рекомендуемыми уровнями потребления пищевых и биологически активных веществ»» (2004г.) – 1250 – 2500мг; оптимальное соотношение между кальцием и фосфором 1/3.

Магний – важный катализатор ферментной деятельности, особенно энзимов, участвующих в производстве энергии. Он стимулирует всасывание и обмен других минеральных веществ, а именно кальция, фосфора, натрия и калия. Он также ускоряет процесс усвоения витаминов группы В, витамина С и витамина Е. Магний необходим для нормального функционирования миокарда.

При недостатке магния нарушается биосинтез белков, возникают непроизвольные мышечные сокращения, иногда вплоть до судорог; нарушается аппетит. Избыточное введение магния ведет к вытеснению из организма кальция. При этом развиваются остеопороз, тормозные процессы в нервной системе, сонливость, появляются нарушения чувствительности, парестезии.

Было доказано, что обогащение рациона магнием позволяет предотвратить или уменьшить снижение слуха, обусловленное воздействием шума.

Около 40% поступающего с пищей магния всасывается в кишечнике (в виде магниевых солей жирных кислот и желчных кислот), попадает в печень, затем откладывается в костной и мышечной тканях.

К возможным проявлениям недостаточности магния относятся: дезориентация во времени и пространстве, бессонница, раздражительность, нарушения пищеварения, тахикардия, вспышки гнева или раздражения. Часто симптоматика недостаточности магния аналогична симптомам диабета.

Недостаточность магния лежит в основе многих сердечно-сосудистых заболеваний. Она может быть главной причиной летальной сердечной аритмии, гипертензии, внезапной остановки сердца, а также астмы, хронической усталости, депрессии, бессонницы, синдрома раздраженной толстой кишки и легочных заболеваний. Оптимальное содержание магния в дневном рационе питания – 400мг.

Селен является микроэлементом, принимающим участие в реализации антиоксидантной защиты организма, прежде всего в составе глютатионового цикла. Нейтрализуя свободные радикалы, селен принимает участие в регуляции иммунных реакций, окисления липопротеидов, атерогенеза, свертывания крови, способствует сохранению эластичности сосудистой стенки, особенно артериальных сосудов. Установлено также, что селен противодействует образованию опухолей.

Совместно с витамином Е селен стимулирует образование антител и регулирует активность воспалительной реакции и силу иммунного ответа.

В сочетании с витамином Е и цинком селен способствует нормальному функционированию сердца, печени и поджелудочной железы. Селен принимает участие в метаболизме ксенобиотиков.

Источником селена в обычном питании человека являются продукты животного и растительного происхождения. Главным источником селена растительного происхождения являются зерновые, особенно пшеница. Тонкий помол муки с удалением элементов зародыша зерна обусловливает снижение уровня селена в продукте.

Хром относится к эссенциальным микроэлементам. Он является кофактором инсулина, повышает активность инсулина и оказывает влияние на жировой, белковый и углеводный обмен.

Экспериментальные данные свидетельствуют о способности хрома увеличивать мышечную массу тела, снижать содержание жира в организме и увеличивать скорость обмена веществ. Этот микроэлемент поддерживает стабильный уровень сахара в крови, способствуя полной утилизации инсулина, и может быть полезен как для диабетиков, так и для лиц, страдающих гипогликемией. Исследования показали, что хром может увеличивать продолжительность жизни и помогает бороться с остеопорозом.

Недостаточность хрома может вызывать состояние беспокойства, усталость, неполноценный метаболизм аминокислот и повышенный риск атеросклероза.

Хотя суточные нормы хрома невелики (50 – 250мг), около половины населения испытывает дефицит этого микроэлемента. Особенно часто недостаточность хрома выявляется у лиц старшего и преклонного возраста.

По оценкам исследователей, способность поддерживать нормальный уровень сахара в крови ставится под угрозу недостатком хрома в почве и воде, а также питанием с высоким содержанием рафинированного сахара, муки и суррогатных продуктов.

Основными пищевыми источниками хрома являются ростки пшеницы, печень, сыр, бобы, горох, цельное зерно.

Цинк входит в состав более 200 ферментов, регулирующих процессы пищеварения и обмена веществ. Цинк является минеральным компонентом инсулина, необходим для синтеза нуклеиновых кислот и Т-лимфоцитов, активации многих ферментов. Он требуется для белкового синтеза и образования коллагена, улучшает защитную способность иммунной системы. Цинк обостряет ощущения вкуса и запаха. Он защищает печень от воздействия вредных химических веществ и очень важен костного образования. Цинк оказывает влияние на окислительно-восстановительные процессы, повышает активность костной и кишечной фосфатазы.

При недостаточности цинка снижается активность трипсина, замедляется всасывание белков в кишечнике, уменьшается их содержание в плазме крови. В крови увеличивается содержание мочевой кислоты и уменьшается выделение креатина с мочой, понижается активность каталазы печени и почек. Под влиянием цинка угнетается активность протеаз, щелочной фосфатазы, активируется пероксидаза и восстанавливается нормальное тканевое дыхание. Цинк усиливает эффект гонадотропного гормона гипофиза, оказывает благоприятное влияние на антидиуретическую активность гипофизарных гормонов. Гипофиз, по-видимому, обладает способностью концентрировать цинк.

Таким образом, цинк влияет на функцию гипофиза, половых желез, поджелудочной железы, на обмен белков. В организме человека цинк связан с глобулинами. Он обладает липотропным эффектом: способствует повышению распада жиров, под его влиянием уменьшается содержание жира в печени. Цинк способствует регенерации эритроцитов и гемоглобина.

При острых инфекционных заболеваниях, злокачественных новообразованиях, хроническом нефрите, остром паренхиматозном гепатите, ревматическом полиартрите содержание цинка в плазме значительно снижается. Количество цинка повышается в сыворотке крови при гемолизе эритроцитов и нарастает в эритроцитах при асфиксии.

При злокачественной анемии содержание цинка в эритроцитах повышается, а в плазме понижается. При лейкемии в лейкоцитах содержится только 0,1% цинка по сравнению с нормой. Количество его не восстанавливается, несмотря на введение в организм.

Ряд исследователей подтверждает, что гипогликемический инсулина обусловлен содержанием в инсулине цинка.

Недостаточность цинка может проявляться в потере ощущений вкуса и запаха. Она может также вызывать хрупкость, отслаивание и образование белых пятен на ногтях. Другими возможными симптомами недостаточности цинка могут быть задержка полового созревания, усталость, замедление роста, выпадение волос, ослабление остроты сумеречного зрения, повышенная подверженность инфекциям, предрасположенность к диабету, медленное заживление ран.

Продукты питания содержат весьма незначительные количества цинка, составляющие несколько микрограмм на 100г продукта. Лучшими пищевыми источниками цинка являются устрицы, субпродукты, пшеничные зародыши, черника, семена тыквы и подсолнуха.

Улучшают всасывание цинка такие компоненты, как миозин, отдельные органические (цитрат) и аминокарбоновые кислоты (глицин, глютаминовая кислота, цистеин, гистидин), лактоза и витамин А. Белок способствует усвоению цинка, однако отдельные белки, такие как казеин, проявляют умеренное ингибиторное действие на всасывание цинка. Отдельные лекарственные препараты (каптоприл, тиазидные диуретики, оральные контрацептивы, Н 2 -блокаторы и блокаторы протоновой помпы) могут влиять на обмен цинка: нарушать всасывание или усиливать его выведение.

Медь. Благодаря своим окислительно-восстановительным свойствам медь является кофактором более 30 ферментов.

Для нормальной жизнедеятельности организма необходимо поступление меди в дозе 1 – 5мг в день. Основными источниками меди для человека являются мясо, морепродукты, орехи, зерновые, какао и отруби.

Дефицит меди приводит к нарушению формирования сердечно-сосудистой системы в связи с участием этого микроэлемента в химической модификации коллагена и эластина. При этом наблюдается гиперрастяжимость соединительной ткани, проявляющаяся аневризмами аорты и крупных сосудов, пролапсом митрального клапана сердца, а также вегетативными реакциями. Повышенная кровоточивость в сочетании с анемией создают предпосылку к появлению гематом и инфаркта. При дефиците меди отмечается высокий уровень холестерина крови.

Сведения о суточной потребности, биологической роли и продуктах источниках основных макро- и микроэлементов представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Сведения о суточной потребности, биологической роли и продуктах источниках основных макро- и микроэлементов.

Существуют различные функции микроэлементов в организме человека в различных сферах жизнедеятельности. Многие из них являются источниками энергии и способности проводить электрические импульсы. При нарушении электролитного баланса могут возникать перебои в работе сердечнососудистой системы, меняться кислотно-щелочной баланс крови и происходить другие патологические изменения.

С древних времен на Руси существует обычай встречать гостей хлебом-солью, и неспроста. Рацион, в том числе диетический, должен включать достаточное количество минеральных веществ, поскольку их нехватка обычно вызывает различные заболевания. Так, животные, которые не могут пополнить запасы нужных им солей, вскоре погибают. Растения черпают соли из почвы, особенности которой, естественно, сказываются на минеральном составе самих растений, что косвенным образом влияет и на состав тела травоядных. Впрочем, избыток этих веществ также чреват тяжелыми расстройствами здоровья.

Все минеральные вещества принято разделять на микро- и макроэлементы.

Минеральные вещества - неорганические химические элементы, входящие в состав организма и являющиеся компонентами пищи. В настоящее время незаменимыми считаются 16 таких элементов. Минеральные вещества столь же необходимы человеку, как и витамины. Более того, многие витамины и минеральные вещества работают в тесном взаимодействии между собой.

Потребность организма в макроэлементах - натрии, калии, фосфоре и др. - значительна: от сотен миллиграммов до нескольких граммов.

Потребность человека в микроэлементах - железе, меди, цинке и др. - чрезвычайно мала: она измеряется тысячными долями грамма (микрограммами).

Таблица: макроэлементы в организме человека и их роль

Макроэлементы в организме человека - это калий, натрий, кальций, магний, фосфор, хлор. Биологическая роль макроэлементов, потребность организма в них, признаки дефицита и основные источники представлены в таблице.

Таблица макроэлементов включает в себя их основные виды и разновидности, среди которых находятся важнейшие элементы. При внимательном изучении данных вам станет понятна роль макроэлементов в организме человека.

Таблица - Роль и источники незаменимых макроэлементов, потребность в них организма и признаки дефицита:

В тканях присутствует очень много минеральных веществ, в том числе макроэлементов, в связи, с чем их приходится потреблять вместе с пищей. При этом следует соблюдать баланс между отдельными химическими веществами. Так, соотношение между кальцием, фосфором и магнием, рекомендованное для взрослых людей, составляет 1:1,5:0,5. У детей первого года жизни пропорция между кальцием и фосфором изменяется на 2:1, что соответствует химическому составу женского молока и его заменителей.

Таблица: микроэлементы и их роль в организме человека

Роль микроэлементов в организме человека заключается в том, что они также выполняют важные функции в организме, и при их дефиците развиваются очень тяжелые нарушения и даже заболевания. Предлагаем таблицу микроэлементов в организме человека с указанием признаков их дефицита.

Таблица - Роль и источники незаменимых микроэлементов, потребность в них организма и признаки дефицита:

Рацион значительной части людей, особенно детей, беременных и кормящих женщин, не обеспечивает достаточного поступления в организм ряда важнейших минеральных веществ: кальция, магния, железа, йода. Существует опасность дефицита и таких микроэлементов, как цинк, фтор и некоторые другие.

Чтобы регулярно удовлетворять потребность во всех необходимых макро- и микроэлементах, рацион питания должен быть разнообразным, включающим продукты, которые богаты этими биологически ценными веществами.

Еще больше по теме

Одними из основных факторов питания, влияющих на состояние здоровья, работоспособность и активное долголетие, являются микронутриенты – витамины и витаминоподобные вещества, микро- и макроэлементы. Организм не производит все необходимые микронутриенты и должен получать их в готовом виде, например, с пищей. Способностью запасать эти вещества мы, к сожалению, не обладаем.

• Макронутриенты – пищевые вещества (белки, жиры и углеводы), необходимые человеку в количествах, измеряемых граммами, и обеспечивающие энергетические, пластические и прочие потребности организма.
• Микронутриенты – полезные вещества (витамины, минералы, микроэлементы), содержащиеся в пище в минимальных количествах – миллиграммах или микрограммах. Они не дают энергию, но играют важную роль в процессах усвоения пищи, осуществлении процессов роста, адаптации и развития организма.

Минеральные вещества относятся к жизненно необходимым компонентам питания с весьма разнообразными физиологическими функциями. Они играют важную роль в пластических процессах, формировании и построении тканей организма, в частности костей скелета. Минеральные вещества нужны для поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме, создания определенной концентрации ионов водорода в тканях и клетках, межтканевых и межклеточных жидкостях, а также для придания им осмотических свойств, обеспечивающих нормальное протекание обмена веществ.

Большое значение имеют минеральные вещества в образовании белка. Доказаны их роль в деятельности эндокринных желез (например, йода в щитовидной железе), а также участие в ферментативных процессах.

Минеральные вещества участвуют в нейтрализации кислот и предотвращают развитие ацидоза. Важное значение имеют они в нормализации водного обмена в организме. Выявлены высокоактивные в биологическом отношении связи этой группы веществ с другими нутриентами, например, кальция с белком (казеином), кобальта с витамином В12 и др. Доказана роль минеральных веществ в кроветворении, процессах тканевого дыхания и метаболизме. Изучение минеральных веществ как незаменимой части питания и определение их роли в организме тесно связаны с предупреждением железодефицитной анемии, эндемического зоба, остеопороза, рахита, флюороза, ряда других заболеваний.

Основываясь на преимущественном значении отдельных минеральных веществ в различных аспектах жизнедеятельности организма, можно выделить несколько главных направлений их участия в биохимических процессах обмена:
- построение структур скелета (кальций, фосфор и др.);
- поддержание осмотических свойств клеток и плазмы (натрий, калий);
- кроветворение (железо, медь);
- являются активаторами и кофакторами ферментов (магний, цинк, медь, железо, селен, марганец, молибден, кобальт, ванадий и др.).

Группа минеральных веществ включает макроэлементы (кальций, фосфор, калий, магний, натрий, сера, хлор) и микроэлементы (железо, цинк, бром, йод, кобальт. марганец, медь, молибден, селен, фтор, хром). В последние десятилетия все больше внимания исследователей привлекают микроэлементы в связи с чрезвычайно широким их спектром действия на организм – от жизненной необходимости для существования до токсического действия. Четко разделить микроэлементы на токсические и жизненно необходимые не удается, так как соответствующий эффект в значительной степени зависит от дозы. Рекомендуемые величины потребления ряда макро- и микроэлементов в нашей стране утверждены Государственным санитарно-эпидемиологическим нормированием Российской Федерации в следующих документах:

• Методические рекомендации 2.3.1. РАЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», МР 2.3.1.2432-08;
• Приложение № 2 к техническому регламенту Таможенного союза «Пищевая продукция в части ее маркировки» (ТР ТС 022/2011);
• Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) (с изменениями на 10 ноября 2015 года), Приложение 5, Величины суточного потребления пищевых и биологически активных веществ для взрослых в составе специализированных пищевых продуктов (СПП) и БАД к пище (энергетическая ценность 10000 кДж или 2300 ккал).

НОРМЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ, МАКРОЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ВЗРОСЛЫХ

НОРМЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ, МИКРОЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ВЗРОСЛЫХ

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОТРЕБНОСТИ В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ ДЛЯ ЖЕНЩИН В ПЕРИОД БЕРЕМЕННОСТИ И КОРМЛЕНИЯ РЕБЕНКА

Нормы физиологических потребностей в минеральных веществах для детей и подростков Российской Федерации

Кальций, мг

Фосфор, мг

Магний, мг

Калий, мг

Натрий, мг

Хлориды, мг

Железо, мг

Селен, мг

Хром, мкг

* - Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарноэпидемиологическому надзору (контролю) (с изменениями на 10 ноября 2015 года), Приложение 5, Величины суточного потребления пищевых и биологически активных веществ для взрослых в составе специализированных пищевых продуктов (СПП) и БАД к пище (энергетическая ценность 10000 кДж или 2300 ккал).