Роль мінеральних речовин в організмі людини
Багато елементів у вигляді мінеральних солей, іонів, комплексних сполук та органічних речовин входять до складу живої матерії та є незамінними нутрієнтами, які повинні щодня споживатися з їжею. Вміст мінеральних речовин в основних продуктах харчування наведений в табл. 27.
Відповідно до рекомендації дієтологічній комісії Національної академії США, щоденне надходження хімічних елементів з їжею повинне знаходитися на певному рівні (табл. 28). Стільки ж хімічних елементів повинне щодоби виводитися з організму, оскільки їх вміст в організмі людини є постійним.
Таблиця 27.
Мінеральний склад основних продуктів харчування [за даними І.M. Скуріхіна, M.H. Волгарєва "Хімічний склад харчових продуктів", 1987]
Харчові продукти | Макроелементи, мг | Мікроелементи, мкг | ||||||||||||||
Калій | Кальцій | Магній | Натрій | Сірка | Фосфор | Хлор | Залізо | Йод | Кобальт | Марганець | Мідь | Фтор | Хром | Цинк | Молібден | |
Хліб: | ||||||||||||||||
Житній формовий | 5,6 | – | 2,7 | |||||||||||||
формовий з пшеничного борошна I сорту | – | 1,8 | – | 2,2 | 12,8 | |||||||||||
Молочні продукти: | ||||||||||||||||
молоко коров¢яче | 0,8 | |||||||||||||||
сир жирний | – | – | – | – | – | – | – | |||||||||
сир російський | – | – | – | – | – | – | – | – | ||||||||
М¢ясо: | ||||||||||||||||
свинина | 64,8 | 6,6 | 28,5 | 13,5 | ||||||||||||
яловичина | 10,2 | 7,2 | 8,2 | 11,6 | ||||||||||||
баранина | 9,8 | 25,1 | 83,6 | 2,7 | 8,7 | |||||||||||
Риба: | ||||||||||||||||
річний короп | ||||||||||||||||
морська тріска | ||||||||||||||||
Овочі: | ||||||||||||||||
капуста білокочанна | ||||||||||||||||
картопля | ||||||||||||||||
морква | ||||||||||||||||
Фрукти: | ||||||||||||||||
сливи | ||||||||||||||||
яблука |
Таблиця 28.
Добове надходження хімічних елементів в організм людини (у міліграмах) [Ю. H. Кукушкін. Хімічні елементи в організмі людини, 1998]
Елемент | Дорослі | Діти | Елемент | Дорослі | Діти |
К | 2000–5500 | Cr | 0,05–0,2 | 0,04 | |
Na | 1 100–3300 | Со | біля 0,2 (витамін B12) | 0,001 | |
Ca | 800–1200 | Mg | 300–400 | ||
Cl | Zn | ||||
PO43– | 800–1200 | Fe | 10–15 | ||
SO42– | – | Mn | 2,0–5,0 | 1,3 | |
I | 0,15 | 0,07 | Cu | 1,5–3,0 | |
Se | 0,05–0,07 | – | Mo | 0,075–0,250 | 0,06 |
F | 1,5–4,0 | 0,6 |
Роль мінеральних речовин в організмі людини надзвичайно різноманітна, попри те, що вони не є обов'язковим компонентом харчування. Мінеральні речовини містяться в протоплазмі та біологічних рідинах, відіграють основну роль у забезпеченні постійності осмотичного тиску, що є необхідною умовою для нормальної життєдіяльності клітин та тканин. Вони належать до складних органічних сполук (наприклад гемоглобіну, гормонів, ферментів), є пластичним матеріалом для побудови кісткової та зубної тканини. У вигляді іонів мінеральні речовини беруть участь у передачі нервових імпульсів, забезпечують згортання крові та інші фізіологічні процеси організму.
Залежно від кількості мінеральних речовин в організмі людини і харчових продуктах їх поділяють на макро- і мікроелементи. Так, якщо масова частка елементу в організмі перевищує 10-2%, то його слід вважати макроелементом. Частка мікроелементів в організмі складає 10-3-10-5 %. Якщо вміст елементу нижче 10-5 %, його вважають ультрамікроелементом. До макроелементів належать калій, натрій, кальцій, магній, фосфор, хлор і сірку. Вони містяться в кількостях, вимірюваних сотнями і десятками міліграм на 100 г тканин або харчового продукту. Мікроелементи входять до складу тканин організму в концентраціях, що виражаються десятими, сотими і тисячними долями міліграма та є необхідними для його нормальної життєдіяльності. Мікроелементи умовно поділяють на дві групи: абсолютно або життєво необхідні (кобальт, залізо, мідь, цинк, марганець, йод, бром, фтор) і так звані ймовірно необхідні (алюміній, стронцій, молібден, селен, нікель, ванадій та деякі інші). Мікроелементи називають життєво необхідними, якщо при їх відсутності або нестачі порушується нормальна життєдіяльність організму.
При недостатньому надходженні даного елементу організму завдається істотної шкоди. Він функціонує на межі виживання. В основному це пояснюється зниженням активності ферментів, до складу яких входить даний елемент. При підвищенні дози елементу у відповідь реакція зростає і досягає норми. При подальшому збільшенні дози виявляється токсична дія надлишку даного елементу, внаслідок чого не виключається і летальний результат.
Розподіл мікроелементів в організмі залежить від їх хімічних властивостей. Залізо, наприклад, є складовою частиною гемоглобіну, міоглобіну та інших дихальних пігментів, тобто речовин, що беруть участь у поглинанні та транспорті кисню у всі тканини організму; атоми міді входять в активний центр ряду ферментів та ін.
Мінеральні речовини потрапляють в організм людини з харчовими продуктами та водою. Концентрація мінеральних речовин в організмі неоднакова (табл. 21). Якщо вміст одних хімічних елементів обчислюється в тканинах людини грамами, то концентрація більшості інших елементів в тканинах організму складає 1:100 000 та нижче (табл.29). Хімічні елементи, вміст яких обчислюється в організмі людини грамами, прийнято називати макроелементами, а елементи, що зустрічаються в організмі в дуже малих концентраціях, - мікроелементами.
Таблиця 29.
Мінеральний склад тіла дорослої людини вагою 70 кг.
Елемент | г | % | Елемент | г | % | Елемент | г |
Кальцій | 2,2 | Натрій | 0,15 | Марганець | сліди | ||
Фосфор | 1,2 | Магній | 0,1 | Кобальт | сліди | ||
Калій | 0,35 | Залізо | 3,5 | 0,005 | Хром | сліди | |
Сірка | 0,15 | Цинк | 1,75 | 0,0025 | Молібден | сліди | |
Хлор | 0,15 | Мідь | 0,07 | 0,00011 |
З віком вміст мінеральних речовин в тканинах організму людини значно змінюється. Причому в період інтенсивного зростання та розвитку організму йде значне накопичення мікроелементів, яке поступово сповільнюється або припиняється до 17 - 20 років.
Мікроелементи з урахуванням функцій, які вони виконують в організмі за класифікацією P.Y. Aggett (1985) поділяються на есенціальні, умовно есенціальні, умовно токсичні та токсичні.
До есенціальних мікроелементів належать: залізо, кобальт, мідь, марганець, хром, селен, молібден, йод, цинк.
Умовно есенціальні мікроелементи: арсен, бор, бром, фтор, літій, нікель, кремній, ванадій.
Умовно токсичні та токсичні: алюміній, кадмій, свинець, ртуть, берилій.
У розвитку нестачі або надлишку вмісту мікроелементів в організмі людини важливу роль відіграють природні та промислові чинники. У зв¢язку з цим мікроелементози в організмі людини розділені на такі групи:
Природні - обумовлені вмістом мікроелементів у навколишньому середовищі. У природних умовах зустрічаються райони, де унаслідок підвищеного або зниженого вмісту мікроелементів у ґрунті та інших об¢єктах навколишнього середовища спостерігаються ендемії. Механізм розвитку ендемічних захворювань такий: нестача або надлишок мікроелементів у ґрунті та інших об¢єктах навколишнього середовища веде до дефіциту або надлишку їх в харчовому раціоні, а звідси і в організмі. Найбільш вивчені та відомі 2 елементи природного походження, які є причиною ендемічних розладів у людини: це фтор, надмірне надходження якого призводить до флюорозу, і йод, недостатність якого сприяє виникненню та розповсюдженню ендемічного зобу.
Промислові - переважно бувають гіпермікроелементози, обумовлені шкідливими умовами виробництва. Прикладом можуть служити гострі та хронічні отруєння свинцем, кадмієм, ртуттю та іншими хімічними елементами, викликані підвищеним вмістом їх в організмі людини.
Ятрогенні - розлади, що виникають як наслідок деонтологічних помилок. Неправильне тлумачення слів медичних працівників може призвести до відмови або, навпаки, до надмірного прийому тих або інших препаратів, що містять мікроелементи, і це може викликати гіпо- або гіпермікроелементози.
Ендогенні - у людини може бути виявлене спадкове або природжене порушення засвоюваності або підвищена здатність до накопичення одного або декількох мікроелементів. Також існує залежність всмоктування та засвоєння мікроелементів від захворювань шлунково-кишкового тракту.
Встановлена необхідна кількість кожного мікроелемента для забезпечення нормального функціонування організму (табл.30).
Таблиця 30.
Безпечні рівні споживання деяких мікроелементів (на добу)
Група населення | Вік | Мікроелементи, мг | ||||
Мідь | Марганець | Фтор | Хром | Молібден | ||
Діти | 0-5 міс | 0,4-0,6 | 0,3-0,6 | 0,1-0,5 | 14-40 | 15-30 |
6м.- 1 рік | 0,6-0,7 | 0,6-1,0 | 0,2-1,0 | 20-60 | 20-40 | |
1-3 роки | 0,7-1,0 | 1,0-1,5 | 0,5-1,5 | 20-80 | 25-50 | |
4-6 років | 1,0-1,5 | 1,5-2,0 | 1,0-2,5 | 30-120 | 30-75 | |
7-10 років | 1,0-2,0 | 2,0-3,0 | 1,5-2,5 | 50-200 | 50-150 | |
11 років та старше | 1,5-2,5 | 2,5-5,0 | 1,5-2,5 | 50-200 | 75-250 | |
Дорослі | 1,5-3,0 | 2,0-5,0 | 1,5-4,0 | 50-200 | 75-250 |
Недостатнє забезпечення мікроелементами призводить до гіпомікроелементозів, а надмірне надходження в організм - до гіперелементозів.
Багато елементів у вигляді мінеральних солей, іонів, комплексних сполук та органічних речовин входить до складу живої матерії та є незамінними нутрієнтами, які повинні щодня споживатися з їжею.
Дія мікроелементів може бути і опосередкованиною - через вплив на інтенсивність або характер обміну речовин. Так, деякі мікроелементи (наприклад, марганець, цинк, йод) впливають на зростання, і їх недостатнє надходження в організм з їжею гальмує нормальний фізичний розвиток дитини. Інші мікроелементи (наприклад, молібден, мідь, марганець) беруть участь в репродуктивній функції, і їх нестача в організмі негативно впливає на цю сторону життєдіяльності людини.
До найбільш дефіцитних мінеральних речовин у живленні сучасної людини належать кальцій і залізо, до надмірних - натрій і фосфор.
Нестача або надлишок у харчових продуктах яких-небудь мінеральних речовин викликає порушення обміну білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, що призводить до розвитку ряду захворювань. Нижче наведені характерні (типові) симптоми при дефіциті різних хімічних елементів в організмі людини:
Са……......Уповільнення формування скелету
Mg......….. М'язові судоми
Fe………...Анемія, порушення імунної системи
Zn………...Пошкодження шкіри, уповільнення зростання, уповільнення статевого дозрівання
Cu...............Слабкість артерій, порушення діяльності печінки, вторинна анемія
Mn...............Безпліддя, погіршення зростання скелета
Мо...............Уповільнення клітинного зростання, схильність до карієсу зубів
Со………….Злоякісна анемія
Ni.................Почастішання депресій, дерматити
Сг………….Симптоми діабету
Si…………..Порушення зростання скелета
F……………Карієс зубів
І…………….Порушення роботи щитовидної залози, уповільнення метаболізму
Sе…………..Слабкість серцевого м'яза
Найбільш поширеним наслідком дефіциту в раціоні людини кальцію та фосфору є карієс зубів, розрідження кісткової тканини. При нестачі фтору в питній воді руйнується зубна емаль, дефіцит йоду в їжі та воді призводить до захворювань щитовидної залози. Таким чином, мінеральні речовини дуже важливі дня усунення та профілактики низки хвороб.
Перерахуємо причини порушення обміну мінеральних речовин, які можуть мати місце навіть при їх достатній кількості в їжі:
а) несбалансованне харчування (недостатня або надмірна кількість білків, жирів, вуглеводів, вітамінів та ін.);
б) застосування таких методів кулінарної о6работки харчових продуктів, які ведуть до втрати мінеральних речовин, наприклад, при розморожуванні (у гарячій воді) м'яса, риби, або при видаленні відварів овочів і фруктів, куди переходять розчинні солі;
в) відсутність своєчасної корекції складу раціонів при зміні потреби організму в мінеральних речовинах, пов'язаній з фізіологічними причинами. Так, наприклад, у людей, що працюють в умовах підвищеної температури зовнішнього середовища, збільшується потреба в калії, натрії, хлорі та інших мінеральних речовинах у зв'язку з тим, що велика їх кількість виводиться з організму з потом;
г) порушення процесу всмоктування мінеральних речовин в шлунково-кишковому тракті або підвищення втрат рідини (наприклад, крововтрати).
Макроелементи
Кальцій. Це основний структурний компонент кісток і зубів; входить до складу ядер клітин, клітинних та тканинних рідин, необхідний для згортання крові. Кальцій утворює сполуки з білками, фосфоліпідами, органічними кислотами; бере участь у регуляції проникності клітинних мембран, у процесах передачі нервових імпульсів, у молекулярному механізмі м'язових скорочень, контролює активність ряду ферментів. Таким чином, кальцій виконує не тільки пластичні функції, але і впливає на багато біохімічних і фізіологічних процесів в організмі.
Кальцій належить до важкозасвоюваних елементів. Сполуки кальцію, що надходять в організм людини з їжею, практично нерозчинні у воді. Лужне середовище тонкого кишечника сприяє утворенню важкорозчинних сполук кальцію, і лише дія жовчних кислот забезпечує його всмоктування.
Асиміляція кальцію тканинами залежить не тільки від вмісту його в продуктах, але і від співвідношення його з іншими компонентами їжі і, у першу чергу, з жирами, магнієм, фосфором, білками. При надлишку жирів виникає конкуренція за жовчні кислоти і значна частина кальцію виводиться з організму через товстий кишечник. На всмоктуванні кальцію негативно позначається надлишок магнію; рекомендоване співвідношення цих елементів складає 1:0,5.
Якщо концентрація фосфору перевищує рівень кальцію в їжі більш ніж в 2 рази, то утворюються розчинні солі, які виводяться кров'ю з кісткової тканини. Кальцій надходить до стінок кровоносних судин, що обумовлює їх ламкість, а також в тканину нирок, що може призвести до виникнення нирково-кам'яної хвороби. Для дорослих рекомендоване співвідношення кальцію та фосфору в їжі становить 1:1,5. Важкість дотримання такого співвідношення обумовлена тим, що більшість широко вживаних продуктів значно багатші фосфором, ніж кальцієм. Негативно впливають на засвоєння кальцію фітин та щавлева кислота, що містяться в деяких рослинних продуктах. Ці сполуки утворюють з кальцієм нерозчинні солі.
Добова потреба в кальції дорослої людини складає 800 міліграм, а у дітей і підлітків - 1000 міліграм і більше.
При недостатньому споживанні кальцію або при порушенні всмоктування його в організмі (при нестачі вітаміну D) розвивається стан кальцієвого дефіциту. Спостерігається підвищене виведення його з кісток та зубів. У дорослих розвивається остеопороз - демінералізация кісткової тканини, у дітей порушується становлення скелета, розвивається рахіт.
Кращими джерелами кальцію є молоко та молочні продукти, різні тверді сири і сир (100-1000 мг/100 г продукту), зелена цибуля, петрушка, квасоля. Значно менше кальцію міститься в яйцях, м'ясі, рибі, овочах, фруктах, ягодах (20-40 мг/100 г продукту).
Магній. Цей елемент необхідний для активності низки ключових ферментів, які забезпечують метаболізм організму. Магній бере участь у підтримці нормальної функції нервової системи і м'яза серця; має судинорозширювальні властивості; стимулює жовчовиділення; підвищує рухову активність кишечника, що сприяє виведенню шлаків з організму (зокрема холестерину). Він належить до активаторів, які підвищують активність ферментів, що підсилюють їх дію. Для нормальної діяльності активуючих амінокислоти ферментів необхідна присутність у реакційному середовищі іонів магнію.
Засвоєнню магнію заважають наявність фітину та надлишок жирів і кальцію в їжі.
Щоденна потреба в магнії точно не визначена; вважають, проте, що доза 200-300 міліграмам/добу запобігає проявам недостатності (передбачається, що всмоктується близько 30% магнію). Відомі випадки природженої недостатності всмоктування магнію з кишечника, що указує на наявність специфічного механізму всмоктування цього іона. При нестачі магнію порушується засвоєння їжі, затримується ріст організму, на стінках судин відкладається кальцій, розвивається низка інших патологічних явищ. У людини нестача іонів магнію, обумовлена характером живлення, украй малоімовірна. Коли концентрація магнію в сироватці знижується приблизно до 0,1 ммоль/л, може виникати синдром, що нагадує білу лихоманку: у людини настає напівкоматозний стан, спостерігається м'язове тремтіння, спазми м'язів у області зап'ястя та стопи, підвищення нервово-м'язової збудливості у відповідь на звукові, механічні та зорові подразники. Введення магнію викликає швидке поліпшення стану.
Магній є антистресовим макроелементом. Введення магнію нормалізує стан нервової системи та її вищих відділів (особливо у поєднанні з вітаміном В6) при нервовій напрузі, депресіях, неврозах. При цукровому діабеті елемент запобігає судинним ускладненням і у поєднанні з цинком, хромом, селеном покращує функцію бета-клітин підшлункової залози. При захворюваннях органів дихання сприяє розширенню бронхів і зняттю бронхоспазму. Магній позитивно впливає на стан репродуктивної системи. У вагітних жінок магній запобігає недостатності розвитку плоду та передчасним пологам і викидням. У деяких біохімічних процесах магній виступає як антагоніст кальцію, тому в раціоні важливо підтримувати оптимальне співвідношення кальцію та магнію (1: 0,7).
При нестачі елементу можливий розвиток найрізноманітніших зовнішніх проявів: від раптових запаморочень, втрати рівноваги, мерехтливих крапок перед очима до сіпання вік, м'язових спазмів, коління та одеревеніння м'язів, випадання волосся та підвищеної ламкості нігтів. Спочатку виникає швидка стомлюваність, частотні головні болі, труднощі з концентрацією уваги, підвищення чутливості до змін погоди, часто з¢являються зубний біль, захворювання ясен, суглобів. Потім посилюється серцебиття, з'являються перебої в роботі серця, що часто супроводжуються сильним пронизливим болем у грудній клітці. Розвивається безсоння, уранішня втома навіть після довгого сну, плаксивість з нападами туги, гострі спазматичні болі в шлунку, що нерідко супроводжуються проносом, відчуття тяжкості в тілі. Можливі порушення нормальної роботи нервової і серцево-судинної систем, ниркова недостатність. Надлишок магнію в їжі не впливає негативно на здоровий організм.
Добова потреба в магнії складає (міліграм) для дорослої людини - 400, вагітних і годуючих жінок - 50 (додатково до норми); дітей і підлітків: до 3 міс. - 55; 4-6 міс. - 60; 7-12 міс. - 70; 1-3 років - 150; 4-6 років - 200;6 (школярі) і 7-10 років - 250; решта груп - 300.
Майже половина добової потреби в магнії задовольняється за рахунок хліба, круп'яних виробів, какао, горіхів (табл.31).
Таблиця 31.
Вміст магнію в певних продуктах харчування:
Продукт | мг/100 г | Продукт | мг/100 г |
Хліб | біля 50 | Сир голанський | |
Пшоно | Яловичина I категорії | ||
Рис | Свинина м¢ясна | ||
Гречана крупа | Кури I категорії | ||
Овсяна крупа | Яйце куряче | ||
Ячнева крупа | Картопля | ||
Горох | Скумбрія атлантична | ||
Квасоля | Салат | ||
Горіхи | 170-230 | Помідори | |
Молоко | 13-23 | Яблука |
Магнієм багаті в основному рослинні продукти (табл.31). Велика кількість його містять пшеничні висівки, різні крупи (40 – 200 мг/100 г продукту), боби, урюк, курага, чорнослив. Мало магнію в молочних продуктах, м'ясі, рибі, макаронних виробах, більшості овочів та фруктів (20-40 мг/l00 г).
Багаті магнієм насіння кукурудзи, бруква, редька, зелень щавлю та петрушки, цибуля ріпчата, капуста качанна, кольорова та кольрабі, женьшень.
Калій. Близько 90% калію знаходиться усередині клітин організму людини. Він разом з іншими солями забезпечує осмотичний тиск; бере участь у передачі нервових імпульсів; регуляції водно-сольового обміну; сприяє виведенню води, а отже, і шлаків з організму; підтримує кислотно-лужну рівновагу внутрішнього середовища організму; бере участь у регуляції діяльності серця та інших органів; необхідний для функціонування низки ферментів.
Калій добре всмоктується з кишечника, а його надлишок швидко видаляється з організму з сечею.
Калій не є дефіцитним нутрієнтом в їжі, тому при різноманітному харчуванні дефіциту калію не виникає. Нестача калію в організмі з'являється при порушенні функції нервово-м'язової і серцево-судинної систем, сонливості, зниженні артеріального тиску, порушенні ритму серцевої діяльності. У таких випадках призначається калієва дієта. Добова потреба дорослої людини складає 2500-5000 міліграм, яка може задовольнятися звичайним раціоном. Вона збільшується при рясному потовиділенні, при вживанні сечогінних засобів, захворюваннях серця та печінки.
Велика частина калію надходить в організм з рослинними продуктами (табл.24). Багатими джерелами його є урюк, чорнослив, родзинки, шпинат, морська капуста, квасоля, горох, картопля, інші овочі та плоди (100-600 мг/I00 г продукту). Менше калію міститься в сметані, рисі, хлібі з борошна вищого ґатунку (100-200 мг/100 г).
Особливо зростає потреба в калії при розумовому та фізичному перевантаженні організму, підвищеному споживанні кухарської солі, а також при різних травмах, розладах шлунку та блювоті. В організмі людини повинне бути адекватне співвідношення солей калію та натрію. Більше всього калію надходить в організм з рослинними продуктами, м'ясом, морською рибою. У рослинних продуктах, на відміну від м¢яса тварин, калію у багато разів більше, ніж натрію. У картоплі відношення натрію до калію 1:20, в яблуках 1:10, а в яловичині 1:5, молоці 1:3. Тому в «калієві» дієти при гіпертонічній хворобі, недостатності кровообігу та хворобах нирок з набряками включають в основному рослинні продукти. Калій добре всмоктується з кишечника, а його надлишок швидко виводиться з організму людини з сечею.
Найбільш багаті калієм білокочанна капуста, квасоля, бульби картоплі, редька, редиска, цибуля, морква, буряк, селера, зелень кропу та петрушки, плоди томатів і чорної смородини, листя кульбаби лікарської, коріння солодки голої (табл. 32).
Таблиця 24.
Вміст калію в продуктах харчування:
Продукт | мг/100 г | Продукт | мг/100 г |
Горох | Помідори | ||
Шпинат | Редис | ||
Горіхи волоські | Яблука | ||
Квасоля | Виноград | ||
Гриби | 440-460 | Молочні продукти | ок.145 |
Капуста білокачанна | 185-375 | Яйце куряче | |
Картопля | Мука пшенична | ||
Персики | Сир жирний | ||
Буряк | Хліб | ||
Морква |
Натрій. Натрій міститься у всіх тканинах і біологічних рідинах організму. Він бере участь у підтримці осмотичного тиску в тканинних рідинах і крові; у передачі нервових імпульсів; регуляції кислотно-лужної рівноваги, водно-сольового обміну; підвищує активність травних ферментів.
Метаболізм натрію всебічно вивчений завдяки його фізіологічним властивостям і важливості для організму. Цей нутрієнт легко всмоктується з кишечника. Іони натрію викликають набухання колоїдів тканин, що обумовлює затримку води в організмі та протидіє її виділенню. Рівень натрію в позаклітинній рідині ретельно підтримується нирками під впливом ендокринних, серцево-судинних і автономних регуляторних механізмів. Загальна кількість натрію в позаклітинній рідині, таким чином, визначає об'єм цих рідин. Контроль за балансом натрію здійснюється за допомогою складної взаємозв'язаної системи, що містить нервову та гормональну системи. Зростання концентрації натрію в плазмі приводить до відчуття спраги. У жаркому кліматі та при важкій фізичній роботі відбувається істотна втрата натрію з потім і необхідне введення в організм солі для компенсації втраченої кількості натрію.
Зазвичай солі натрію нетоксичні, оскільки повністю розвинені нирки ефективно виводять натрій з організму. Іони натрію надходять в організм за рахунок кухарської солі - NаCl. При надмірному споживанні хлористого натрію погіршується видалення розчинних у воді кінцевих продуктів обміну речовин через нирки, шкіру та інші органи виділення. Затримка води в організмі ускладнює діяльність серцево-судинної системи, сприяє підвищенню кров'яного тиску. Тому споживання солі при деяких захворюваннях у харчовому раціоні обмежують. Разом з тим при роботі в гарячих цехах або жаркому кліматі збільшують кількість натрію (у вигляді кухарської солі), що вводиться ззовні, щоб компенсувати його втрату з потом і зменшити потовиділення, що обтяжує функцію серця. Хоча дефіцит натрію зустрічається рідко, імовірність його розвитку підвищується при застосуванні діуретиків, особливо на тлі дієти з низьким вмістом натрію. Симптомами дефіциту є спазми в животі, анорексія, депресія, запаморочення, слабкість, галюцинації, головний біль, порушення смакової чутливості, апатія, знижений артеріальний тиск, порушення пам'яті, координації, нудота і блювота, втрата ваги.
Натрій присутній у всіх харчових продуктах (табл. 25). Спосіб отримання харчових продуктів значною мірою визначає кінцевий вміст у ньому натрію. Наприклад, заморожений зелений горошок містить значно більше натрію, ніж свіжий. Свіжі овочі та фрукти містять його від 10 міліграм/кг до 1 г/кг, на відміну від круп і сиру, які можуть містити натрій в кількості 10-20 г/кг.
Оцінка середньодобового надходження натрію з їжею утруднена, оскільки його концентрація в їжі широко варіюється і, крім того, люди звикли підсолювати їжу. Доросла людина щодня споживає до 15 г куховарської солі і стільки ж виділяє її з організму. Ця кількість значно перевищує фізіологічно необхідну норму та визначається, перш за все, смаковими якостями хлористого натрію, звичкою до солоної їжі. Вміст кухарської солі в їжі людини можна без шкоди для здоров'я понизити до 5 г на добу. На виділення хлористого натрію з організму, а отже, і на потребу в ньому, впливає кількість солей калію, що отримується організмом. Рослинна їжа, особливо картопля, багата калієм та підсилює виділення з сечею хлористого натрію, а, отже, і підвищує потребу в ньому.
Таблиця 33.
Вміст натрію в деяких продуктах харчування:
Продукт | мг/100 г | Продукт | мг/100 г |
Хліб | Помідори | ||
Мука пшенична | Буряк | ||
Крупа манна | Цибуля ріпчата | ||
Пшоно | Хрін | ||
Рис | Кріп | ||
Квасоля | Абрикоси | ||
Горох | Смородина чорна | ||
Картопля | Петрушка | ||
Капуста | Часник | ||
Морква |
Багаті натрієм селера, шпинат, огірки, недостигла квасоля, зерна вівса, горіхи, суниця (табл.33).
Фосфор. Фосфор входить до складу всіх тканин організму, особливо м'язів та мозку. Цей елемент бере участь у всіх процесах життєдіяльності організму: синтезі та розщеплюванні сполук у клітках; регуляції обміну речовин; входить до складу нуклеїнових кислот і ряду ферментів; необхідний для утворення АТФ.
У тканинах організму і харчових продуктах фосфор міститься у вигляді фосфорної кислоти та її солей (фосфатів) і органічних сполук. Основна його маса знаходиться в кістковій тканині у вигляді фосфату кальцію, решта фосфору входить до складу м'яких тканин і рідин. У м'язах відбувається найбільш інтенсивний обмін сполук фосфору. Фосфорна кислота бере участь в побудові молекул багатьох ферментів, нуклеїнових кислот та ін.
Вміст органічних сполук фосфору в крові змінюється в широких межах. Проте кількість неорганічного фосфору більш менш постійна. Збільшується вміст неорганічного фосфору при молочній дієті, а також при деяких захворюваннях нирок, при переломах кісток на стадії загоєння, цукровому діабеті та ін.
При тривалому дефіциті фосфору в їжі організм використовує власний фосфор з кісткової тканини. Це призводить до демінералізації кісток і порушення їх структури - розрідження. При дефіциті фосфору в організмі людини знижується розумова і фізична працездатність, втрачається апетит, виникає апатія.
Добова потреба у фосфорі для дорослих складає 1200 міліграм. Вона зростає при великих фізичних або розумових навантаженнях, при деяких захворюваннях.
Велика кількість фосфору міститься в продуктах тваринного походження, особливо в печінці, ікрі, а також в зернових і бобах (табл.26). Його вміст у цих продуктах складає від 100 до 500 міліграмів на 100 г продукту
Багатим джерелом фосфору є крупи (вівсяна, перлова), у них міститься 300-350 міліграм фосфору на 100 г. Проте з рослинних продуктів сполуки фосфору засвоюються гірше, ніж при споживанні їжі тваринного походження.
Таблиця 34.
Вміст фосфору в продуктах харчування:
Продукт | мг/100г | Продукт | мг/100 г. |
Хліб | біля 200 | Жовток яйця | |
Вівсяна, перлова, ячнева крупи | 320-350 | Квасоля | біля 480 |
Риба свіжа | біля 250 | Горох | біля 330 |
Яловичина | біля 180 | Молоко | 90-180 |
Молоко коров¢яче сгущене | Плавлений сир | 430-760 | |
Сир твердий | 500-600 | Масло коров¢яче | 13-18 |
Сир | Молочні продукти (кефір, сметана) | 85-150 |
Сірка. Значення цього елементу в живленні визначається, у першу чергу, тим, що він входить до складу білків у вигляді сірковмісних амінокислот (метіоніну та цистину), а також є складовою частиною деяких гормонів і вітамінів. Роль сірки в обміні речовин визначається її участю в структурі сірковмісних амінокислот (метіоніну, цистину), деяких гормонів та вітамінів. Вона бере участь в енергетичному метаболізмі та реакціях детоксикації. Необхідна концентрація сірки забезпечує нормальний перебіг синтезу інсуліну - важливого гормону, який регулює вуглеводний обмін, функцію та структуру сполучної тканини і такий, що зберігає структуру суглобових поверхонь. Сірка входить до складу гемоглобіну, міститься у всіх тканинах організму, необхідна для синтезу колаген-білка, що визначає структуру шкіри.
Сірка здатна захищати організм від небезпечної дії радіації, забруднень навколишнього середовища, уповільнює процеси старіння організму.
Як компонент сірковмісних амінокислот сірка бере участь у процесах білкового обміну, причому потреба в ній різко зростає в період вагітності та розвитку організму, а також при запальних процесах. Сірковмісні амінокислоти, особливо у поєднанні з вітамінами С і Е, мають виражену антиоксидантну властивість. Разом із цинком і кремнієм сірка визначає функціональний стан волосся та шкіри.
Вміст сірки зазвичай пропорційний вмісту білків у харчових продуктах, тому її більше в тваринних продуктах, чим у рослинних. Потреба в сірці (400-600 міліграм в добу) задовольняється звичайним добовим раціоном.
Найбільш багаті сіркою цибуля ріпчата, різні види капусти, бруква, хрін, гірчиця, горох, боби, женьшень.
Хлор. Цей елемент бере участь в утворенні шлункового соку, формуванні плазми, активує низку ферментів. Цей нутрієнт легко всмоктується з кишечника в кров. Цікава здатність хлора відкладатися в шкірі, затримуватися в організмі при надмірному надходженні, виділятися з потом у значних кількостях. Виділення хлора з організму відбувається головним чином з сечею (90%) та потом.
Порушення в обміні хлору ведуть до розвитку набряків, недостатньої секреції шлункового соку та ін. Різке зменшення вмісту хлору в організмі може призвести до важкого стану, аж до смертельного результату. Підвищення його концентрації в крові наступає при обезводненні організму, а також при порушенні функції виділення нирок.
Добова потреба в хлорі складає приблизно 5000 міліграм. Хлор надходить в організм людини в основному у вигляді хлористого натрію при додаванні його в їжу.
Мінеральні речовини входять до складу тканин організму людини, ферментів, гормонів. У організмі людини можна знайти значну частину елементів періодичної таблиці Д.І. Менделєєва. Про кількість виявлених в організмі людини хімічних елементів в літературі суперечні дані: одні автори стверджують, що їх близько 90, інші - понад 70.
Мікроелементи
Залізо - широко поширений у природі елемент. У тілі людини міститься від 3 до 5г заліза. З цієї кількості 70-80 % входить до складу гемоглобіну, 3-10% входить до складу міоглобіну, 20-26 % заліза є резервом і міститься у вигляді сполук ферритину та гемосидерину. Майже все залізо знаходиться у вигляді органічних комплексів, і лише невеликі його кількості - в іонній формі. Метаболізм заліза представляє трансформацію його комплексів.
Залізо виявлене у складі більш ніж 70 різних по своїй функції ферментів.
Залізовмісні біомолекули виконують чотири основні функції: 1) транспорт електронів (цитохроми, залізосіркопротеїди); 2) транспорт і депонування кисню (міоглобін, гемоглобін); 3) участь у формуванні активних центрів окиснювально-відновних ферментів (оксидази, гідроксилази, супероксиддісмутази та ін.); 4) транспорт і депонування заліза (сидерофіліни, і серед них найбільш вивчені трансферін, гемосидерін, феритин, сидерохром).
Залізо ферменту мієлопероксидази бере участь у процесах фагоцитозу і лізису мікроорганізмів, тобто підтримці імунітету.
Асиміляції залізу перешкоджає щавлева кислота та фітин. Для засвоєння цього нутрієнта необхідний вітамін В12. Засвоєнню заліза сприяє також аскорбінова кислота, оскільки залізо всмоктується у вигляді двовалентного іона.
Нестача заліза в організмі може призвести до розвитку анемії, порушення газообміну, клітинного дихання, тобто таких фундаментальних процесів, які забезпечують життя. Розвитку залізодефіцитних станів сприяють: недостатнє надходження в організм заліза в засвоюваній формі, пониження секреторної активності шлунка, дефіцит вітамінів (особливо B12, фолієвої та аскорбінової кислот) та низку захворювань, що викликають крововтрати.
Потреба дорослої людини в залізі (14 міліграми/добу) задовольняється звичайним раціоном. Проте при використанні в їжу хліба з муки тонкого помелу, де мало заліза, у міських жителів дуже часто спостерігається дефіцит заліза. При цьому слід врахувати, що зернові продукти, багаті фосфатами та фітином, утворюють із залізом важкорозчинні сполуки і знижують його асиміляцію організмом.
Залізодефіцит - один із найбільш поширених мікроелементозів людини. При залізодефіциті вже із самого початку страждає весь організм, а гіпохромна анемія є пізньою стадією хвороби. Початкові ознаки дефіциту заліза неспецифічні та виражаються в легкій стомлюваності, головних болях, підвищеній збудливості або, навпаки, депресії, розвивається серцебиття, поверхневе дихання, болі в області серця, запаморочення і схильність до непритомності, спостерігається дискомфорт шлунково-кишкового тракту, відсутність або послаблений апетит і смак, сухість слизистої оболонки порожнини рота і язика.
Надлишок заліза в тканинах і органах веде до підвищення продукції вільних радикалів і збільшує потребу організму у вітаміні Е. Підвищенний рівень заліза може також передувати розвитку захворювань серця та злоякісних пухлин.
Зустрічаються також і стани, пов'язані з надмірним вмістом заліза в організмі, - сидероз або гіперсидероз. Екзогенний сидероз спостерігається у шахтарів та у електрозварників та при використанні залізного посуду і місткостей. Ендогенний сидероз найчастіше виникає в результаті підвищеного руйнування гемоглобіну в організмі. До ранніх симптомів сидерозу належить збільшення печінки, до якого потім приєднується цукровий діабет і прогресуюче потемніння шкіри. Сидероз може бути спадковим, а також розвиватися при хронічному алкоголізмі.
Залізо засвоюється в шлунку і кишечнику, але переважно в дванадцятипалій кишці, причому двовалентне залізо засвоюється набагато краще тривалентного, такого, що міститься в харчових продуктах. Відновники, такі як аскорбінова і лимонна кислоти, тваринний білок, деякі органічні кислоти, перетворюють тривалентне залізо на двовалентне і тим самим підвищують його адсорбцію. Сприяють його всмоктуванню деякі прості вуглеводи - лактоза, фруктоза, сорбіт, а також амінокислоти - гістидин, цистєїн та лізин. У продуктах є речовини, які пригноблюють всмоктування заліза: фітин, клітковина висівок, соєвий білок, фосфати, деякі компоненти чаю та кави. Засвоєння заліза значною мірою залежить від різних захворювань. При гастритах із зниженою секрецією засвоєння заліза знижується. Зменшення засвоєння цього елементу спостерігається також при дефіциті в продуктах харчування міді та нікелю.
Залізо з тваринної їжі засвоюється у декілька разів краще (до 30 %), ніж з рослинної (до 10%). Так, за даними ВООЗ, аліментарні залізодефіцитні стани поширені серед всіх верств населення країн, що розвиваються, де переважно рослинне живлення. В економічно ж розвинених країнах (Англія, Франція, Швеція та ін.) виявляється тільки прихований дефіцит заліза. У середньому доросла людина засвоює на день 0,6-1,5мг заліза.
Для усунення залізодефіцитних захворювань, що не виявляються у вигляді анемії, достатньо дієти. За наявності ж залізодефіцитної анемії показана відповідна дієта, а також прийом заліза, мікроелементів, вітамінів С і групи В (В1, В2, В6, В12, РР), білка.
Потреба дорослої людини в залізі складає біля 14 мг/добу, у жінок в період вагітності та лактації вона зростає до 18 мг/добу.
Основним джерелом заліза в мг/100г в харчуванні є печінка - 9-12, нирки, крупа гречана - 8, пшоно - 7, чорниця - 7,персики -4, бобові культури -6-20, багаті залізом хрін, яблука, шипшина, черемха, калина, малина, цвітна капуста, селера, ягоди суниці, чорниці та ожини, зерно пшениці, бульби картоплі, білі гриби, коріння щавлю кінського. Воно міститься в залізистих мінеральних водах. Проте в легкозасвоюваній формі залізо міститься тільки в м'ясних продуктах, печінці (до 2000 мг/100 г продукту), яєчному жовтку.
Мідь - один із найважливіших незамінних мікроелементів. В організмі дорослої людини міститься 1,57-3,14 ммоль міді, причому половина цієї кількості припадає на м'язи та кістки, а 10% - на тканини печінки. Невеликі кількості цього елементу знаходяться в легенях, кишечнику, селезінці, шкірі та волоссі. Усі ендокринні органи містять невелику кількість міді. У крові в середньому є біля 100 мкг міді, причому в еритроцитах і лейкоцитах - 60 мкг.
Мідь є необхідним елементом у метаболізмі людини, бере участь в утворенні еритроцитів, вивільнені заліза та розвитку скелета, центральної нервової системи та сполучної тканини. Зазвичай мідь сполучена з білками.
Мідь бере участь у біохімічних процесах як складова частина білків, що здійснюють реакції окиснення органічних субстратів молекулярним киснем. При нестачі міді виникають тривалі проноси, збіднення кісток солями кальцію і фосфору, що веде до переломів.
При надмірному вмісті міді іноді спостерігаються депресії, дратівливість, нудота, блювота, нервозність, болі в м'язах і суглобах. Надлишок міді супроводжується зниженням активності та пригнобленням деяких ферментів.
Мідь поширена в харчових продуктах. Засвоєння міді відбувається головним чином у верхніх відділах травного тракту. Адсорбція великою мірою залежить від хімічних форм, в яких знаходиться мідь. Сульфід міді та порфірин міді засвоюються погано, а комплекс міді з амінокислотами засвоюється добре, краще, ніж СuSO4. Цинк знижує засвоєння міді та підсилює її недостатність, у той же час мідь знижує токсичність надлишку цинку.
Добова потреба – 30 мкг/кг - для дітей раннього віку, 40 мкг/кг - для дітей старшого віку (приблизно 2 міліграми).
Міддю багаті печінка та нирки тварин, м'ясо тварин, морська і прісновода риба, яєчний жовток; нерибні морепродукти, крупи (перлова, гречана, вівсяна), картопля, кріп, певні фрукти та ягоди - чорна смородина, журавлина, абрикоси, агрус, груші, полуниця. Джерелами міді є велика кількість лікарських рослин: лапчатка прямостояча, сушениця, чайний кущ та ін.
Йод є необхідним елементом, що бере участь в утворенні гормону тироксину. При недостатності йоду розвивається зобна хвороба - захворювання щитовидної залози.
У їжі і воді йод присутній у вигляді йодидів, що всмоктуються впродовж усього травного тракту. Місце концентрації йоду - щитовидна залоза. Йод також міститься в крові.
З крові йод проникає в різні органи та тканини, а також частково депонується в ліпідах. Він у значних кількостях накопичується в нирках і слинних залозах, які здійснюють його виділення з організму. При систематичному вживанні їжі та води з малим вмістом йоду знижується утворення гормонів щитовидної залози та відбувається її компенсаторне збільшення. Ендемічний зоб найчастіше протікає без порушення функції щитовидної залози або з ослабленням її функції (гіпотиреоїдна форма, гіпотиреоз). Цей стан супроводжується загальною слабкістю, підвищеною стомлюваністю, ослабленням пам'яті, сонливістю, апатією, головними болями, сухістю в роті, наростання маси тіла. Артеріальний тиск знижується, частота серцевих скорочень зменшується до 50-60 ударів в хвилину (брадикардія). У чоловіків може знижуватися статевий потяг, у жінок - порушуватися менструальний цикл.
Ендемічний зоб з підвищеною функцією щитовидної залози (гіпертиреоз) зустрічається рідко, в основному у жінок молодого та середнього віку. Симптоми цього стану такі: слабкість, серцебиття при хвилюванні та фізичному навантаженні, дратівливість, пітливість, схуднення, іноді безсоння, тремтіння вік і пальців рук, субфебрільна температура. Тривалий дефіцит йоду в дитячому віці веде до кретинізму, діти різко відстають в розумовому і фізичному розвитку, погано розвиваються мозок і кісткова система.
Надлишок йоду виявляється відчуттям металевого смаку в роті та враженнями слизистої оболонки ротової порожнини, набряклістю слинних залоз, діареєю та блювотою.
Фізіологічна потреба в йоді складає (мг/добу) у дорослої людини 0,15, вагітних і годуючих жінок, відповідно, 0,03 і 0,05 ( додатково до норми), дітей в підлітків: до б місяців -0,04; 7- 12 місяців - 0,05; 1- 3 року - 0,06; 4-6 років 0,07; 6 років (школярі) -0,08; 7-13 років -0,10; 14- 17 років -0,13. Основні джерела йоду: морська риба, водорості, інші морепродукти. Вміст йоду в деяких з них складає (мг/ 100 г) в морській рибі - 0,07, печінці тріски- до 0,8, морській капусті залежно від виду та строків збору - 0,05 - 70, сухій ламінарії - до 800, сухій морській капусті до 220. Йодом особливо багаті морські продукти: риба, риб'ячий жир, мідії, кальмари, креветки, морська капуста. Хорошим джерелом йоду є молочні продукти, деякі крупи (гречана, пшоно), картопля, деякі овочі та фрукти, буряк, білокачанна та кормова капуста, суниця, часник, зелені плоди томатів, аронія чорноплідна. Він міститься в малині та костяниці - 0,5-2,1, черемусі 0,4-0,8, суниці 1,2-24, шипшині 2, яблуках 1,6-8.
Потреба в йоді коливається в межах 100-150 мкг в день. Треба враховувати, що при тривалому зберіганні та тепловій обробці їжі значна частина йоду (від 20 до 60%) втрачається.
Вміст йоду в наземних рослинних і тваринних продуктах сильно залежить від його кількості в ґрунті. У районах, де йоду в ґрунті мало, вміст його в харчових продуктах може бути в 10-100 разів менше середнього. Тому в цих районах для попередження зобної хвороби додають в кухарську сіль невелику кількість иодиду калію (25 міліграм на 1 кг солі). Термін зберігання такої йодованої солі - не більше 6 місяців, оскільки при зберіганні солі йод поступово втрачається.
Флуор. При нестачі цього елементу розвивається карієс зубів (руйнування зубної емалі). Надлишок фтору також негативно впливає на організм, оскільки солі фтору, накопичуючись у кістках, викликають зміну кольору і форми зубів, остеохондроз, а вслід за цим огрубіння суглобів і їх нерухомість, кісткові нарости. Різниця між корисною і шкідливою дозами фтору така мала, що багато дослідників виступають проти фторування води.
Фтор, спожитий з водою, майже повністю всмоктується, фтор, що міститься в їжі, всмоктується меншою мірою. Поглинений фтор рівномірно розподіляється по всьому організму. Він утримується, головним чином, у скелеті, і невелика його кількість відкладається в зубній тканині. У високих дозах фтор може викликати порушення вуглеводного, ліпідного, білкового обміну, а також метаболізму вітамінів, ферментів та мінеральних солей. Багато симптомів гострого отруєння фтором є наслідком скріплення його з кальцієм. Фтор виводиться з організму головним чином з сечею. На його виведення впливає низка чинників, зокрема загальний стан здоров'я людини і попередня дія на нього фторидів. Ступінь утримування фтору знижується з віком, і вважається, що організм більшості дорослих знаходиться в стані рівноваги, при якій присутній в організмі фтор відкладається в твердих тканинах; основна частина решти кількості міститься в плазмі, і таким чином він стає доступним для виведення. Утримання в скелеті та виведення фтору нирками - два основні механізми, які запобігають накопиченню токсичних кількостей фтору в організмі.
У різних країнах були проведені оцінки добового надходження фтору з їжею; для дорослих ця величина варіюється від 0,2 до 3,1 міліграма, для дітей вікової групи від 1 до 3 років надходження фтору було оцінене на рівні 0,5 міліграма.
Практично всі харчові продукти містять хоч би мікрокількості цього елементу. Усі види рослин містять певну кількість фтору, яку вони одержують з грунту та води. В окремих продуктах, зокрема, у рибі, деяких овочах і чаї виявляються високі рівні вмісту фтору. Застосування фторованої води на підприємствах харчової промисловості може нерідко подвоювати рівень вмісту фтору в готових продуктах.
Для профілактики та лікування карієсу зубів використовують різні зубні пасти, порошки, еліксири, жувальні гумки та ін., які містять фтор, що додається до них, головним чином в неорганічній формі. Ці сполуки зазвичай вносяться до засобів для чищення зубів, як правило, в концентраціях близько 1 г/кг.
В організм поступає переважно з питною водою. Оптимальний вміст його у воді коливається в межах 0,5-1,5 мг на 1 л. Багато фтору міститься в рибі, горіхах і печінці, баранині, телятині та вівсяній крупі, у сухому чаї до 100 мг/кг, кальмарах, мідіях, креветках, петрушці, кропі. У морській рибі в 9-10 разів більше фтору, ніж у прісноводій. Фтор міститься в зародках і оболонках зерна, тому висівки та хліб з муки грубого помелу, крупа з нероздробленого зерна також є його джерелами.
Хром. Цей елемент, мабуть, необхідно для глюкозного та ліпідного обміну та для утилізації амінокислот деякими системами. Він також має важливе значення для профілактики легких форм діабету та атеросклерозу у людей.
Хрому належить важлива біологічна роль в організмі людини, основними проявами якої є його взаємодія з інсуліном в процесах вуглеводного обміну.
Хром всмоктується як з шлункового - кишкового тракту, так і з дихальних шляхів. Тривалентний хром є есенціальною формою елементу для людини, шестивалентний хром - токсичний. Хром розподіляється у тканинах людського організму в неоднакових, але зазвичай низьких концентраціях. Рівні вмісту хрому у всіх тканинах, крім легенів, знижуються з віком. Найбільші кількості хрому в людини накопичуються в шкірі, м'язах і жировій тканині. Хром поволі виводиться з організму, головним чином з сечею.
Сьогодні прийнято вважати нормою споживання близько 150 міліграмів хрому в добу. Особливо він корисний літнім людям, організм яких погано засвоює вуглеводи, а хром підсилює процеси обміну саме цих сполук. Виявлено, що певна сполука хрому, названа GTF (Glucose Tolerance Factor), полегшує засвоєння глюкози, вірніше, проникнення її через мембрану всередину кліток.
Неорганічний хром засвоюється погано, набагато легше - в органічних сполуках, тобто в тій формі, в якій він знаходиться в живих організмах.
У здорових людей вміст хрому дещо завищений, що є ознакою повноцінного засвоєння глюкози. Якщо засвоєння цукрів порушене, вміст цього елементу знижується.
Продукти харчування значно варіюються за рівнями вміст хрому, який лежить в діапазоні від 20 до 550 мкг/кг. Багатими джерелами хрому є пивні дріжджі, печінка (10 - 80мкг/100 г).
У менших кількостях цей елемент міститься в картоплі з шкіркою, яловичині, свіжих овочах, хлібі з муки грубого помелу, сирі.
Введення інсуліну викликає «вимивання» хрому з організму. У надмірній кількості елемент є токсичним, що проявляється дерматитом, виразковими поразками шлунково-кишкового тракту, порушенням функції нирок і печінки.
Найбільша кількість біологічно активного хрому міститься пекарських і пивних дріжджах, печінці, пшеничній муці грубого помелу, чорному перці, пророслих зернах пшениці. Високий рівень цього мікроелемента є в м'ясі птиці, зернобобових культурах, підземних органах ревеню, живокосту лікарського, в ягодах шовковиці, листі чорниці, золототисячнику, обліписі, журавлині, голубиці, горобині.
Передбачувана потреба в хромі для дорослої людини складає близько 200 міліграмів на добу.
Марганець є важливим харчовим компонентом. Найбільша його кількість міститься в кістках, печінці, підшлунковій та молочній залозах. Марганець має життєво важливе значення для функції мозку. При дефіциті марганцю відмічено зниження активності багатьох ферментів. Він активно впливає на біосинтез холестерину, інші види обміну речовин, робить істотний вплив на розвиток, роботу кровотворних органів, статевий розвиток та інші процеси, грає значну роль в реалізації функції статевих залоз, опорно-рухового апарату, нервової системи.
З віком засвоюваність марганцю знижується. Тому слід звертати увагу в осіб після 50 років на можливість дефіциту цього мікроелементу. Нестача марганцю негативно впливає на зріст і розвиток організму, викликає анемію, порушення мінерального обміну кісткової тканини. При дефіциті підвищується ризик розвитку атеросклерозу, можливі порушення свідомості, судоми, захворювання очей, погіршення слуху, захворювання серця, підвищення рівня холестерину, артеріальна гіпертензія, дратівливість, погіршення пам'яті, захворювання підшлункової залози, почастішання пульсу, сточування зубів, тремор, зміна кольору волосся.
Добова потреба дорослої людини - 5 міліграм. Засвоюваність марганцю складає 37-63% від його вмісту в раціоні. Основне джерело в живленні людини - злакові, боби, горіхи. Особливо багаті марганцем кава та чай. Одна чашка чаю містить до 1,3 міліграма елементу. Найбільш багаті марганцем конюшина цибульна, петрушка, м'ята польова та перцева, яблука, сливи, багато марганцю (до 63мг/кг) міститься в ягодах сімейства брусничних (брусниця, чорниця). Малина та її родичі - черемшина, калина, суниця, чорна смородина - зазвичай містять марганець у межах 16-34 міліграма/кг. Таким чином, 100 г будь-яких з названих вище ягід легко задовольняють мінімальну добову потребу людини в цьому елементі.
Нікель. Нікель визнаний незамінним мікроелементом відносно нещодавно. Наразі встановлена його роль як кофермента в процесах метаболізму заліза. При цьому збільшення надходження в організм заліза супроводжується збільшенням потреби в харчовому нікелі. Крім того, нікель сприяє засвоєнню міді - ще одного незамінного для кровотворення елементу. При експериментальних дослідженнях препаратів нікелю було доведено значне прискорення регенерації еритроцитів і збільшення кількості гемоглобіну. Важливість харчового або виділеного з натуральних продуктів нікелю підкреслюється тим, що синтетичні сполуки даного елементу належать до канцерогенних речовин.
Нікель присутній у більшості харчових продуктів, проте в концентраціях нижче (і часто набагато нижче) 1 міліграма/кг. Мало відомо про хімічну форму нікелю в харчових продуктах, хоча він, можливо, частково утворює комплекси з фітіновою кислотою. Надходження нікелю з їжею, за наявними даними, варіюється від менш ніж 200 до 900 мкг/добу. Із звичайною дієтою надходить біля 400 мкг/добу. Було показано, що у винах та пиві вміст нікелю дорівнює 50 мкг/л.
Цинк. Даний мікроелемент як кофермент бере участь у широкому спектрі реакцій біосинтезу білка (більше 70) та метаболізму нуклеїнових кислот, що забезпечують, в першу чергу, зростання та статеве дозрівання організму. При цьому цинк, разом з марганцем, є специфічним мікроелементом, що впливає на стан статевої функції, а саме на активність деяких харчових гормонів, сперматогенез, розвиток чоловічих статевих залоз і вторинних статевих ознак. Крім того, останнім часом розглядається роль цинку в запобіганні гіпертонічним процесам в передміхуровій залозі.
Цинк разом з сіркою бере участь у процесах зростання та оновлення шкіри і волосся. Разом з марганцем та міддю цинк значною мірою забезпечує сприйняття смакових і нюхових відчуттів. Цинк як незамінний компонент входить до складу молекули інсуліну, причому рівень цинку виявляється зниженим у хворих цукровим діабетом. Дуже важливо, що даний мікроелемент є коферментом алкогольдегідрогенази, що забезпечує метаболізм етилового спирту. При цьому рівень всмоктуваності цинку при хронічному алкоголізмі різко понижений. Так звана «куряча сліпота» (порушення нічного бачення) може розвиватися не тільки за відсутності вітаміну А, але і цинку. Цинк разом з вітаміном В6 забезпечує метаболізм ненасичених жирних кислот.
Цинк дуже важливий для травлення та засвоєння поживних речовин. Так, цинк забезпечує синтез найважливіших травних ферментів у підшлунковій залозі, а також бере участь в утворенні хіломекронів - транспортних частинок, у складі яких харчові жири можуть всмоктуватися в кров.
Цинк разом з вітамінами групи В є важливим регулятором функцій нервової системи. В умовах дефіциту цинку можуть виникати емоційні розлади, емоційна нестійкість, дратівливість, а в дуже важких випадках - порушення функцій мозочка. Нарешті, все більше за дані накопичується на користь участі цинку в процесах дозрівання лімфоцитів і реакціях клітинного імунітету.
Їжа, поза сумнівом, основне джерело цинку. Вміст цинку в харчових продуктах зазвичай коливається в межах 150-25000 мкг %. Проте в печінці, м'ясі та бобах вміст цинку досягає 3-5 мг. Добова потреба в цинку 8-22 мг. Вона цілком задовольняється звичайним раціоном. Середньодобове надходження цинку тільки з питною водою складає близько 400 мкг. Іноді, дефіцит цинку може бути у дітей та підлітків, які недостатньо вживають тваринні продукти.
Цинк підвищує стійкість до стресів і простудних захворювань, має антивірусні та антитоксичні властивості. Цинк подовжує вплив інсуліну, що послужило передумовою для створення препаратів пролонгованої дії для людей, страждаючих цукровим діабетом. Цинк необхідний для розвитку мозку та формування поведінкових реакцій.
Селен. Ще у середині ХХ в. селен не тільки не розглядався наукою про харчування, але навіть вважався дуже токсичним елементом з канцерогенними властивостями. Проте вже в 60-х рр. було встановлено, що причиною ендемічної кардіоміопатії у тварин і людей (хвороба Кешана) є дефіцит селену в ґрунті. У 70-і рр. властивості селену були всебічно вивчені і виявилось, що даний елемент необхідний для активації одного з ключових ферментів антиоксидантної системи організму - глутатіонпероксидази. Особливо страждає при недоліку селену серцево-судинна система, що виявляється прогресуючим атеросклерозом і слабкістю серцевого м'яза, а в умовах хронічного дефіциту селену може розвиватися практично невиліковна кардіоміопатія. Крім того, було показано, що селен є необхідним коферментом іодпероксидази - основного ферменту синтезу гормонів щитовидної залози, тобто дефіцит селену може значною мірою посилювати прояви йодної недостатності, а призначення препаратів одного тільки йоду може бути малоефективним. Останнім часом на рівні сучасних досліджень знаходить підтвердження одне з важливих спостережень старокитайської медицини, що адекватне забезпечення організму селеном сприяє уповільненню процесу старіння і веде до довголіття. Цікаво відмітити, що знамениті лікувальні сорти зеленого чаю, що поставлялися з метою досягнення здоров'я та довголіття в імператорські палаци в Стародавньому Китаї, вирощувалися в тих гірських провінціях, у ґрунтах яких вже в даний час за допомогою сучасних аналітичних методів визначається високий вміст селену.
Після відкриття селену було встановлено, що в
Дата добавления: 2016-06-13; просмотров: 6352;