Макро- и микроэлементов в составе рационов питания

Минеральные веществатак же незаменимы в питании человека, как и белки, липиды, углеводы, витамины.

Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности человека, велика их роль в построении костной ткани, где преобладают такие элементы, как фосфор и кальций. Минеральные вещества участвуют в важнейших обменных процессах организма - водно-соленом, кислотно-щелочном, поддерживают осмотическое давление в клетках, влияют на иммунитет, кроветворение, свертываемость крови. Многие ферментативные процессы в организме невозможны без участия тех или иных минеральных веществ. Примерно треть всех ферментов содержит в своем составе металл или активируется металлом.

Минеральные вещества в зависимости от их содержания в организме делятся на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относят натрий, калий, кальций, магний, фосфор, хлор, серу, к микроэлементам - железо, медь, марганец, цинк, йод, хром, кобальт, фтор, молибден, никель, стронций, кремний, селен, ванадий. В микроколичествах они стимулируют биохимические процессы, но в больших количествах могут оказывать токсическое действие на организм.

Макроэлементы:

Натрий - важный межклеточный и внутриклеточный элемент, участвующий в создании необходимой буферности крови, регуляции артериального давления, водного обмена.

Основное поступление натрия в организм происходит за счет поваренной соли. Суточная потребность в ионах натрия составляет 4-6 г, что соответствует примерно 10 г поваренной соли.

При увеличении количества соли в организме растет объем тканевой жидкости и плазмы крови, способствуя повышению артериального давления. Основным регулятором постоянства концентрации хлористого натрия в крови и тканевой жидкости являются почки. Выведение соли почками регулируется альдостероном - гормоном коры надпочечников.

Избыточный прием поваренной соли с пищей вызывает перегрузку регуляторных механизмов, что и приводит к стойкому повышению артериального давления.

Установлена прямая связь между избыточным потреблением натрия и гипертонией.

Калий внутриклеточный элемент, регулирующий кислотно-щелочное равновесие крови. Он участвует в передаче нервных импульсов, регулирует деятельность некоторых ферментов.

Суточная потребность в калии составляет 2,5-5 г.

Калий в некоторых физиологических процессах выступает как антагонист натрия, и увеличение концентрации калия приводит к выделению натрия из организма.

Уменьшение содержания калия в организме приводит к мышечной слабости, сонливости, потере аппетита и появлению аритмий. Для ликвидации этих симптомов назначают диету с богатыми калием продуктами.

Избыток калия возникает при недостаточности коры надпочечников и остром нефрите.

Кальций. До 99 % кальция находится в костях скелета и зубах, около 1 % - в крови, тканях и биологических жидкостях организма. Однако значение этого элемента не исчерпывается только ролью в правильном формировании костной ткани. Кальций необходим для поддержания нервно-мышечной возбудимости, он участвует в процессе свертываемости крови, является активатором ряда ферментов и гормонов, оказывает влияние на проницаемость клеточных оболочек.

Суточная потребность в кальции взрослых 800, детей 1000-1200 мг.

Большинство заболеваний, описанных как следствие недостатка кальция (остеопороз, рахит, остеомаляция, кариес), могут возникнуть в результате дефицита других пищевых веществ, главным образом, белков, кальциферола, витамина Е, других витаминов. Нарушения обмена кальция в организме при этих заболеваниях можно трактовать как вторичные.

Фосфор - элемент, входящий в состав липидов, белков, нуклеиновых кислот. Фосфорные соединения играют особо важную роль в деятельности головного мозга, скелетных и сердечных мышц, потовых желез. Неорганический фосфор совместно с кальцием составляет основу костной ткани, является обязательным компонентом реакций, обеспечивающих распад углеводов.

Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1,2-1,5 г.

Обмен фосфора тесно связан с обменом кальция. В процессах всасывания из кишечника и формирования костной ткани обмен кальция и фосфора идет параллельно, в сыворотке крови они антагонистичны. Оптимальным для взрослых считается соотношение кальция и фосфора 1:1,5.

Большинство продуктов питания богаты фосфором, поэтому недостатка в нем не отмечается.

Магний обладает сосудорасширяющим действием, стимулирует перистальтику кишечника и повышает желчеотделение. Имеются данные о холестеринпонижающем влиянии этого элемента. Ионы магния принимают участие в углеводном и фосфорном обмене. Важная роль отводится магнию в регуляции деятельности нервной системы.

Суточная потребность в магнии 500-600 мг.

Для рационального пищевого рациона необходимо оптимальное соотношение кальция и магния 1:0,5.

Установлено, что избыток магния ухудшает усвояемость кальция. При недостатке магния в почках развиваются дегенеративные изменения с нефротическими явлениями.

Хлор - элемент, участвующий в образовании желудочного сока, формировании плазмы. Он активизирует ряд ферментов, регулирует водный обмен и кислотно-щелочное равновесие организма.

Суточная потребность в хлоре 2-6 г, которая удовлетворяется за счет поваренной соли.

Сера входит в состав некоторых аминокислот, витаминов и ферментов.

Суточная потребность в сере около 1 г, а по данным отдельных авторов - до 4-5 г.

Микроэлементы:

Железо - элемент, участвующий в образовании гемоглобина и некоторых ферментов. В гемоглобине крови, обеспечивающем перенос кислорода от легких к тканям и органам, находится до 2/3 всего железа организма.

Суточная потребность взрослого человека в железе составляет в среднем 10-18 мг.

Следует отметить, что из мясных продуктов усваивается около 30 % железа, а из растительных - 5-10 %.

Недостаточность железа является наиболее частой причиной проявления анемии. Дефицит железа, или гипосидероз, до сих пор остается широко распространенной патологией, которой страдает каждый пятый житель нашей планеты. При недостаточности железа снижаются концентрация гемоглобина и содержание эритроцитов в крови, активность железосодержащих ферментов. Причиной заболевания является недостаточно сбалансированное питание. Нормализация гемоглобина наступает обычно через 3-4 недели с начала лечения.

Встречаются также и состояния, связанные с избыточным содержанием железа в организме, сидероз или гиперсидероз. Экзогенный (обусловленный внешними причинами) сидероз нередко наблюдается у шахтеров, участвующих в разработке красных железных руд, и у электросварщиков. Эндогенный «из-за внутренних причин» сидероз чаще всего возникает в результате повышенного разрушения гемоглобина в организме. К ранним симптомам сидероза относится увеличение печени, что затем вызывает сахарный диабет и прогрессирующее потемнение кожи.

Цинк входит в состав гормона инсулина и целого ряда ферментов, принимающих участие в углеводном обмене, процессах дыхания и размножения.

Суточная потребность человека в цинке составляет 10-15 мг.

В настоящее время описаны три вида распространенной патологии, зависящей от первичного дефицита цинка. Наиболее распространена болезнь Прасада, основными симптомами которой являются низкий рост, даже карликовость, сонливость, пониженный аппетит. Около 3 % подростков, проживающих в сельской местности Ирана и Египта, страдают болезнью Прасада. Гипоцинкоз часто развивается, когда рацион состоит из бездрожжевого хлеба, приготовленного из цельной пшеницы.

Цинку принадлежит также важная роль в процессах образования костной ткани. При недостатке цинка процессы кальцификации затруднены, что приводит к увеличению пористости и ломкости костей. Дефицит цинка у беременных может не только обусловить у них родовую слабость, но и ряд пороков у плода и новорожденных - расщепление нёба, образование грыжи, порок сердца и др.

Избыток цинка вызывает серьезные физиологические нарушения в организме.

Следует помнить, что пищевые продукты, особенно кислые и жировые, нельзя обрабатывать в цинковой посуде, за исключением холодной питьевой воды, так как в первом случае цинк может переходить в продукты и, накапливаясь в больших количествах, вызывать отравление людей.

Йод необходим, в первую очередь, для образования гормонов щитовидной железы тироксина и трийодтиронина.

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

Суточная потребность взрослого человека в йоде около 0,15 мг.

При недостатке йода в пище происходит задержка роста, отмечаются психические и физические нарушения, увеличиваются размеры щитовидной железы (возникает зобная болезнь, микседема).

Длительный дефицит йода в детском возрасте ведет к кретинизму, дети резко отстают в умственном и физическом развитии, плохо развиваются их мозг и костная система.

Избыток йода также неблагоприятно сказывается на функциях организма, возникает повышенная раздражительность, учащенное сердцебиение, усиленный обмен веществ, что ведет к резкому похудению.

Для регулирования содержания йода в пище в продукты питания, в воду и поваренную соль вводят йод.

Фторпринимает участие в образовании костной ткани и зубной эмали.

Потребность организма во фторе 0,5-1 мг в сутки.

При недостаточном поступлении фтора в организм возникает заболевание зубов - кариес, а при избыточном появляется хрупкость зубов и пятнистость эмали, называемая флюорозом. Этому заболеванию особенно подвержены дети.

Марганец входит в состав многих ферментов, играет важную роль в процессах роста, кроветворения, образования костной ткани.

Суточная потребность в марганце 5-10 мг. В растительных пищевых продуктах (семена бобовых, злаковых растений, чай) марганца содержится больше, чем в животных.

Вследствие исключения марганца из рациона наблюдается быстрая потеря массы тела, тошнота и рвота, изменение цвета волос. Недостаточность марганца часто фиксируют при различных формах анемии.

Недостаточность марганца в пище может привести к развитию остеопороза, причем прием кальция усугубляет его дефицит, так как затрудняет его усвоение в организме.

Кобальт чрезвычайно важен в организме для кроветворения, улучшения обмена веществ.

Суточная потребность в кобальте составляет 0,1-0,2 мг.

После открытия физиологического значения солей кобальта, когда их стали широко использовать в качестве стимулятора кроветворения, установлена также их токсичность.

Избыток кобальта в суточном пищевом рационе вызывает кардиопатию с выраженной сердечной недостаточностью.

Хром усиливает действие инсулина во всех метаболических процессах, регулируемых этим гормоном.

Суточная потребность в хроме колеблется в пределах 50-200 мкг.

При недостаточности хрома у человека отмечаются снижение толерантности к глюкозе, повышение концентрации инсулина в крови.

Селен. Долгое время селен считали ядом. В последние годы селен рассматривают как возможный этиологический фактор при некоторых сердечно-сосудистых заболеваниях. Селен обладает противораковой активностью, совместно с витамином Е стимулирует образование антител, тем самым, увеличивая иммунные силы организма, контролирует образование красных кровяных тел.

Селен защищает печень от разрушения, блокирует токсичные эффекты тяжелых металлов, таких, как кадмий и медь.

Суточная потребность в селене составляет 70 мкг.

Однако при такой малой потребности его дефицит заметно ощутим.

Недостаток селена характеризуется мышечными болями, дегенеративной функцией сердечной мышцы, нарушением нормальной работы печени, почек и поджелудочной железы.

Признаками избытка селена в организме являются выпадение волос, ломкость ногтей, запах чеснока при выдыхании, усталость и раздражительность. Доза селена 1 мг в сутки для человеческого организма токсична.

Что касается других микроэлементов - никеля, молибдена, ванадия, бора и т.д., то потребность в них организма человека четко не установлена. Возможно, она низка и полностью удовлетворяется обычным рационом.

Во всяком случае, у людей пока не обнаружено неблагоприятных явлений, связанных с недостатком этих микроэлементов.

Однако избыток молибдена, бора, никеля, олова, который возникает в результате загрязнения окружающей среды, может вызвать токсические явления. Поэтому во многих странах содержание этих элементов в пищевых продуктах ограничивается.