Фізіологічно-гігієнічне значення і нормування мінеральних речовин в раціонах харчування

Мінеральні речовини виконують важливу роль в регуляції обмінних процесів і найважливіших функцій організму людини. Організм людини не має в своєму розпорядженні запасів мінеральних речовин, за винятком кальцію, фосфору, заліза і йоду. Мінеральні речовини також є незамінними чинниками харчування для людини.

Мінеральні елементи харчових продуктів підрозділяють на дві групи:

· макроелементи- мінеральні речовини, що містяться в харчових продуктах в значних кількостях. У продуктах харчування людини основними макроелементами є кальцій, фосфор, магній, натрій, хлор, калій, сіра;

· мікроелементи- мінеральні речовини, що містяться в харчових продуктах в дуже малих кількостях. До них відносяться залізо, кобальт, мідь, йод, фтор, цинк, марганець, бром, алюміній, кремній, хром, нікель, літій і ін..

Високий вміст в продуктах кальцію, калію і натрію визначає їх лужну орієнтацію (молочні продукти, овочі, фрукти, ягоди, боби), а м'ясо, риба, яйця, хліб, крупи, які містять фосфор, сірку і хлор - кислу.

Залежно від вмісту мінеральних речовин в організмі людини і потребі в них також розрізняють мікроелементи і макроелементи. Кожний з мінеральних елементів має певне функціональне значення в організмі людини.

Макроелементи. Кальцій виконує в організмі людини ряд різноманітних і важливих функцій. Він входить до складу мінерального компоненту кісткової тканини виконуючої в організмі захисно-опорну функцію. Кальцій додає стабільність клітинним мембранам, забезпечує міцність міжклітинних зв'язків, що здійснюють впорядковану адгезію (злипання) кліток при тканеутворенні.

Кальцій необхідний для нормальної збудливості нервової системи і скоротності м'язів, є активатором ряду ферментів і гормонів, найважливішим компонентом згущаючої системи крові.

Всмоктування кальцію відбувається в тонкій кишці з участю особливих транспортних механізмів, що забезпечують можливість його перенесення з просвіту кишечнику в кровотік. При цьому всмоктування кальцію залежить від забезпеченості організму вітаміном D, який необхідний для нормального функціонування систем транспорту кальцію в тонкій кишці.

Кальцій відноситься до труднозасвоюваних мінеральних елементів, що обумовлене співвідношенням його в харчових продуктах з іншими мінеральними компонентами - фосфором, магнієм, а також з білками і жирами. Всмоктуванню кальцію сприяють білки їжі, лимонна кислота і лактоза. До чинників, що утрудняють всмоктування кальцію, відносяться надмірний вміст в їжі фітінової кислоти (нею багаті жито, пшениця, овес і відповідно харчові продукти, одержані з цим злаків), фосфатів (продукти з дуже високим змістом фосфору: шоколад, ікра, м'ясо, риба морська), жирів, щавлевої кислоти (деякі овочі, фрукти).

Основними джерелами кальцію для людини є молоко і молочні продукти, яєчні жовтки, овочі, фрукти. Добова потреба дорослої людини в кальції складає 800-1200 міліграм.

Фосфор бере участь в побудові всіх клітинних елементів організму людини, його особливо багато в кістковій і мозковій тканинах. Фосфор бере участь в процесах обміну білків, жирів і вуглеводів, утворюючи з ними ряд проміжних з'єднань (нуклеопротєїди, фосфопротєїди, фосфоліпіди і ін.). Він бере участь в діяльності мозку, скелетної і серцевої мускулатури, в утворенні ряду гормонів і ферментів.

Основними джерелами фосфору для людини служать молочні продукти, особливо сири, а також яйця, риба, м'ясо, боби.

Добова потреба у фосфорі для дорослої людини складає 1200 міліграм, для вагітних і жінок, що годують – 3000-3800 міліграм. Діти, унаслідок активних процесів кісткоутворення, повинні залежно від віку одержувати 1000-1200 міліграм фосфору в добу.

Магній бере участь в процесах вуглеводного, білкового і фосфорного обміну. З'єднання магнію володіють судинорозширювальною властивістю, знижують збудливість центральної нервової системи, а також підсилюють жовчовиділення і моторну діяльність кишечнику.

Основними джерелами магнію в харчуванні людини є хліб (особливо грубого помелу), крупи, боби.

Потреба дорослої людини в магнії складає 350-400 міліграм в добу. Вагітні і жінки, що годують повинні одержувати 900-1250 міліграм, підлітки 500 міліграм, діти 150-400 міліграм магнію в добу.

Натрій необхідний для протікання процесів внутріклітинного і міжклітинного обміну, для забезпечення електролітної і кислотно-лужної рівноваги.

Він підсилює запальні і алергічні процеси в тканинах і активує їх патологічні реакції, а також володіє вираженою судинорозширювальною дією.

Іони натрію містяться в основному в позаклітинній рідині, що визначає їх значну роль в регуляції тиску як усередині клітин, так і в позаклітинному просторі. Крім того, натрій важливий для водного обміну організму. Зменшення кількості натрію в позаклітинній рідині веде до переходу води з позаклітинних просторів в клітині. Натрій володіє також різко вираженою здатністю збільшувати кількість води, утримуваної тканинами.

Відомо, що збільшення вмісту в їжі хлористого натрію (куховарської солі) веде до затримки води в організмі. Вхідний до складу куховарської солі, натрій додає їжі певні смакові властивості. Харчові продукти, особливо рослинні, бідні натрієм. У людини надходження натрію в основному здійснюється за рахунок куховарської солі, що додається до їжі.

Добова потреба людини в натрії складає 4-6 г (включаючи і хлористий натрій, який входить до складу харчових продуктів). Така кількість натрію міститься в 10-15 г куховарській солі. Звичні харчові раціони, як правило, містять надмірну кількість натрію.

Хлорвиконує важливу роль в організмі людини, особливо в регуляції водного обміну. Хлориди є джерелом утворення залозами шлунку соляної кислоти. У харчових продуктах, особливо рослинних, хлор міститься в незначних кількостях. У людини потреба в хлоридах задовольняється в основному за рахунок куховарської солі, яка додається до їжі. Добова потреба людини в хлорі складає 4-6 г.

Калійбере участь у ферментативних процесах організму. У регуляції кількісного змісту калію і натрію в організмі людини існує фізіологічний антагонізм. Калій є головним чином внутріклітинним іоном. Взаємодія його з позаклітинними іонами натрію має велике значення в регуляції водного обміну.

Організм людини дуже чутливий до зменшення концентрації калію в крові. При цьому виникають сонливість, м'язова слабкість, втрата апетиту, нудота, блювота, зменшення сечовиділення, розширення серця, порушення серцевого ритму, зниження кров'яного тиску і інші зміни.

Джерелом калію в їжі людини є в основному продукти рослинного походження: хліб, боби, овочі (картопля, капуста, морква), фрукти. Максимальний зміст калію знаходиться в мигдалі, земляних горіхах (арахісі), родзинках, куразі, чорносливі.

Добова потреба дорослої людини в калії складає 2-3 г.

Мікроелементи. Залізо є складовою частиною гемоглобіну, складних комплексів і ряду ферментів, що підсилюють процеси дихання в клітках. У організмі людини залізо стимулює кровотворення.

Добова потреба дорослих і підлітків в залозі складає приблизно 10 міліграм для чоловіків і 17-20 міліграм для жінок. Вища потреба в залозі у жінок обумовлена його втратами з кров'ю під час менструацій, з витратою на зростання плоду при вагітності, з грудним молоком при вигодовуванні дитини.

Всмоктуванню заліза з харчових продуктів сприяють лимонна і аскорбінова кислоти і фруктоза, які містяться у фруктах, ягодах і соках. У зернових і бобах продуктах і деяких овочах містяться фосфати, фітини і щавлева кислота, які перешкоджають всмоктуванню заліза. При додаванні м'яса або риби до цих продуктів засвоєння заліза поліпшується, при додаванні молочних продуктів - не міняється, при додаванні яєць - погіршується. Пригнічує засвоєння заліза міцний чай. Краще всього всмоктується залізо м'ясних продуктів, особливо телятини і печінки телят.

При дефіциті заліза в організмі, перш за все, погіршується клітинне дихання, що веде до дистрофії тканин і органів і порушенню стану організму ще до розвитку анемії. Виражений дефіцит заліза веде до гіпохромної анемії. Причина гіпохромної анемії - в недостатньому надходженні заліза з їжею, або переважанні в раціоні продуктів, з яких воно погане засвоюється. Розвитку залізодефіцитних станів сприяє недолік в харчуванні тваринних білків вітамінів, кровотворних мікроелементів. Так, недолік білків погіршує здатність заліза брати участь в утворенні гемоглобіну. Дефіцит заліза в організмі виникає при гострих і хронічних крововтратах, захворюваннях шлунку і кишечнику, деяких глистових інвазіях. Тому при багатьох захворюваннях потреба в залозі збільшується.

Кобальтє постійною складовою частиною рослинних і тваринних організмів. Він робить істотний вплив на процеси кровотворення. Ця дія кобальту найбільш виражена при достатньо високому вмісті в організмі заліза і міді.

Кобальт активує ряд ферментів, підсилює синтез білків, бере участь у виробленні вітаміну В₁₂ і в утворенні інсуліну. На тканинне дихання він діє пригноблюючий.

Вміст кобальту в різних харчових продуктах незначний. Проте звичайно змішані харчові раціони цілком задовольняють організм в кобальті. Кобальт міститься в незначних кількостях в м'ясі, рибі, яйцях, молочних продуктах, картоплі, воді. Більш багаті кобальтом печінка, нирки, підшлункова залоза, а також буряк, горох, суниця, полуниця.

Мідь входить до складу окислювальних ферментів, що беруть участь в тканинному диханні, обміні білків, жирів і вуглеводів. Вона впливає на функціональний стан печінки, щитовидної і інших ендокринних залоз, на процеси імунітету.

Йод бере участь в утворенні гормону щитовидної залози - тіроксина. Цим обумовлене його важливе значення для людини. При недостатньому надходженні в організм йоду порушуються функції щитовидної залози, а згодом міняється і її структура - аж до розвитку так званого ендемічного зобу. У організм людини йод поступає з їжею, водою і повітрям, проте він присутній в них в дуже невеликих кількостях. Більш всього йоду міститься в морській воді, в грунті, рослинних і тваринних продуктах морських районів. У міру видалення від моря, особливо в предгірських і гірських районах, вміст йоду в зовнішньому середовищі різко зменшується, що створює передумови для розвитку ендемічного зобу у представників місцевого населення.

Фтор необхідний організму людини для процесів кісткоутворення, формування твердих тканин зубів і зубної емалі. Він поступає в організм людини в основному з питною водою. Для здоров'я людини оптимальною концентрацією фтору в питній воді є 0,5-1,2 міліграм на 1 літр. При значному зниженні його рівня у воді (менше 0,5 міліграм на 1 літр) розвиваються явища недостатності фтору, що виражаються в різкому почастішанні захворювань зубним карієсом. В цілях профілактики в необхідних випадках проводиться фторування питної води з доведенням вмісту в ній фтору до 0,7-1,2 міліграм на 1 літр.

У разі тривалого надмірного надходження в організм фтористих з'єднань розвивається важке хронічне отруєння, зване флюорозом. При цьому вражаються кістки і зуби. Зовні флюороз виявляється у вигляді білих і жовтуватих плямочок на зубах з подальшим їх руйнуванням.

Флюороз може бути місцевим захворюванням, що вражає населення певних територій, вода і грунт яких містять підвищену кількість фтору. Частіше ж флюороз є слідством промислового отруєння, коли атмосферне повітря забруднюється виробничими викидами, що містять фтор. Газоподібний фтор і пил фтористих з'єднань проникають в організм людини через дихальні шляхи і травний тракт (заносяться забрудненими руками, з їжею). Основне джерело промислового забруднення атмосфери фтористими з'єднаннями - підприємства по виробництву алюмінію, цементу, хімічних добрив.

Цинк міститься у всіх органах і тканинах людини. Найбільша його концентрація виявлена в клітках підшлункової залози, виробляючих гормон інсулін. Кристали інсуліну містять 0,36 % цинку. Цинк бере участь також в жировому, білковому і вітамінному обміні, в процесах кровотворення і синтезі ряду гормонів.

Для правильного харчування важлива не тільки абсолютна кількість мінеральних речовин, але і оптимальні їх співвідношення. Наприклад, для повноцінного засвоєння співвідношення в їжі кальцію і фосфору повинне бути в межах 1 : 1 – 1 : 1,5, а кальцію і магнію – 1 : 0,5. Звичний набір харчових продуктів, що включає достатню кількість овочів, фруктів, хліба і молока, задовольняє потреби організму людини у всіх необхідних йому мінеральних речовинах.

Дефіцит або надлишок мінеральних солей в харчуванні сприяє порушенню обміну речовин і розвитку захворювань.

Рекомендовані величини споживання мінеральних речовин здоровими людьми на добу приведені в Додатку 1, 2.

Контрольні питання:

1. Які функції виконують білки в організмі людини?

2. Що таке азотистий баланс організму і для чого він вивчається?

3. Чим визначається біологічна цінність білків?

4. Які фактори впливають на потребу організму людини в білках і як це враховано в діючих фізіологічних нормах харчування?

5. Що таке ліпіди і що впливає на їхні властивості?

6. Які функції виконують ліпіди в організмі людини?

7. У якій формі міститься жир в організмі людини?

8. Чим визначається біологічна цінність ліпідів?

9. Які функції в організмі людини виконують поліненасичені жирні кислоти?

10. Які фактори впливають на потребу організму людини в ліпідах і як це враховано в діючих фізіологічних нормах харчування?

11. Які функції виконують вуглеводи в організмі людини?

12. На які групи підрозділяють вуглеводи в залежності від харчової цінності і будівлі?

13. Яке значення в харчуванні людини мають засвоювані вуглеводи?

14. Яке значення в харчуванні людини мають незасвоювані вуглеводи?

15. Які фактори впливають на потребу організму людини у вуглеводах і як це враховано в діючих фізіологічних нормах харчування?

16. Якими загальними властивостями володіють вітаміни і які захворювання людини виникають при їхньому недоліку в їжі?

17. Які роль і значення вітаміну С для організму людини?

18. Які роль і значення вітаміну А для організму людини?

19. Які роль і значення вітамінів групи В для організму людини?

20. Які роль і значення вітаміну D для організму людини?

21. Як врахований вплив вітамінів на організм людини в діючих фізіологічних нормах харчування?

22. Яка роль мінеральних речовин в організмі людини і як вони підрозділяються в залежності від змісту їх у харчових продуктах?

23. Які функції виконує в організмі кальцій?

24. Які функції виконують в організмі фосфор і магній?

25. Які функції виконують в організмі натрій, хлор і калій?

26. Які функції виконує в організмі залізо?

27. Які функції виконують в організмі йод і фтор?

28. Як враховано вплив мінеральних речовин на організм людини в діючих фізіологічних нормах харчування?