Взаимодействия между минеральными элементами. Вероятность взаимодействия между минеральными веществами значительно выше, чем между другими питательными веществами

Вероятность взаимодействия между минеральными веществами значительно выше, чем между другими питательными веществами, вследствие их лабильности и способности к образованию связей.

Взаимосвязи могут быть в форме синергизма или антагонизма.

Синергистами считают такие элементы, которые:

1) взаимно способствуют абсорбции друг друга в пищеварительном канале;

2) взаимодействуют в осуществлении какой-либо обменной функции на тканевом и клеточном уровне.

Синергизм минеральных элементов в области желудочно-кишечного тракта предполагает возможность следующих механизмов взаимодействия:

1) непосредственное взаимодействие элементов (кальция и фосфора, натрия и хлора, цинка и молибдена), когда уровень абсорбции определяется их оптимальным соотношением в рационе;

2) взаимодействие, опосредованное через процессы фосфорилирования в стенке кишечника и активность пищеварительных ферментов (например, влияние фосфора, цинка, кобальта на освобождение из пищи и абсорбцию других элементов);

3) непрямое взаимодействие путем стимуляции роста и активности микрофлоры в желудке и кишечнике.

Механизмы синергического взаимодействия на уровне тканевого и клеточного метаболизма:

1) прямое взаимодействие элементов в структурных процессах (взаимодействие кальция и фосфора в образовании костей, совместное участие Fe и Cu в образовании гемоглобина, взаимодействие Mn и Zn в конформации молекул РНК печени);

2) одновременное участие элементов в активном центре какого-либо фермента (Fe и Mo в составе ксантин- и альдегидоксидаз, Cu и Fe в составе цитохромоксидаз);

3) активирование ферментных систем и усиление синтетических процессов, требующих для своего осуществления присутствия других минеральных элементов (активация синтеза ионами Mg²⁺ с последующим включением в синтез Р, S и других элементов);

4) активирование функций эндокринных органов и опосредованнное влияние через гормоны на обмен других макро- и микроэлементов (йод – тироксин – усиление анаболических процессов – задержка К и Mg в организме).

Антагонистамисчитаются элементы, которые:

1) тормозят абсорбцию друг друга в пищеварительном канале;

2) оказывают противоположное влияние какую-либо биохимическую функцию в организме.

В отличие от синергизма, который чаще бывает взаимным, антагонизм может быть либо обоюдным, либо односторонним. Так, фосфор и магний, цинк и медь взаимно тормозят абсорбцию друг друга в кишечнике, а кальций ингибирует абсорбцию цинка и марганца (но не наоборот).

Механизмы антагонистических взаимосвязей в пищеварительном тракте:

1)простое химическое взаимодействие элементов (образование фосфата магния при избытке последнего в рационе, взаимодействие меди с сульфатом, образование тройной соли Ca – P – Zn при повышенных дозах кальция в рационе);

2)адсорбция на поверхности коллоидных частиц (фиксация Mn и Fe на частицах нерастворимых солей магния или алюминия);

3)влияние B, Pb, Tl и др. на окислительное фосфорилирование в стенке, сокоотделение и активность ферментов (что ухудшает расщепление пищевых ингредиентов, освобождение и всасывание неорганических ионов);

4)конкуренция за вещество-переносчик ионов в кишечной стенке (например, Co – Fe).

Механизмы антагонистических взаимосвязей на уровне тканевого метаболизма:

1)непосредственное взаимодействие простых и сложных неорганических ионов (например, медь-молибден);

2)конкуренция ионов за активные центры ферментов (например, Mg²⁺ и Mn²⁺ в металлоферментных комплексах щелочной фосфатазы, холинэстеразы и др.);

3)конкуренция за связь с веществом-переносчиком в крови (Fe²⁺ и Zn²⁺ как конкуренты за связь с трансферрином плазмы);

4)активирование ионами ферментных систем с противоположной функцией (активация ионами меди аскорбиноксидазы, окисляющей аскорбиновую кислоту, и активация ионами цинка и марганца лактоназ, способствующих синтезу этого витамина);

5)антагонистическое влияние ионов на один и тот же фермент (активация АТФ-азы ионами магния и торможение ионами кальция);

6)смягчение ионами биотических элементов токсического влияния тяжелых металлов, присутствующих в пище и средах организма (например, уменьшение уровня свинца в организме при добавках меди, цинка, марганца).

Таким образом, антагонизм минеральных элементов – это сложный комплекс биотических взаимоотношений. Итогом его не всегда является снижение уровня того или иного элемента и его повышенная экскреция из организма. Иногда антагонизм выполняет протекторную роль в отношении биохимических функций, и лишь при резком нарушении соотношения ионов наблюдаются отклонения в уровне обменных процессов.

Рис. 4. Синергизм минеральных элементов

Рис. 5. Антагонизм минеральных элементов односторонний;

взаимный.

Как видно на рисунках, количество положительных связей значительно меньше, чем антагонистических. Характер взаимодействия между минеральными веществами может меняться при их недостатке или избытке, так же, как и других элементов в пище. Так, медь может оказаться токсичной для организма даже при ее нормальном содержании в рационе, если в нем недостаточно молибдена.