Биологическая роль кальция и магния кратко

Обновлено: 04.07.2024

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Магний и Кальций - важнейшие биогенные элементы, в значительных количествах содержатся в тканях животных и растений. Магний необходим для синтеза белков и АТФ в клетках, поэтому является элементом, который контролирует энергетические

процессы в организме. Магний и Кальций участвуют в передаче нервных импульсов и сокращении мышц. При недостатке магния в организме может возникать бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, мигрень, мышечные судороги и т.д..

Кальций в составе гидроксоапатиту Са5 (РО4) 3ОН является основой костной ткани, а фторапатиты Сав (РО4) ^ содержатся в зубах. С кальций карбоната состоят раковины и панцири многих беспозвоночных (губки, коралловых полипов, моллюсков и др.), яичная скорлупа и др.. Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, секреции некоторых гормонов. Ткани животных содержат 1,52% кальция. Недостаток кальция в организме вызывает мышечные судороги, боль в суставах, сонливость, дефекты роста у детей. Избыток кальция и магния в организме может оседать в почках в виде камней.

Магнием насыщенные такие продукты питания, как кунжут, отруби, орехи. Он необходим для усвоения организмом кальция. Многие Кальция содержится в молочных продуктах, мясе, рыбе и некоторых растительных продуктах, в частности в бобовых.

Магний, кальций и фосфор – это минералы, выполняющие очень важную функцию, они поддерживают жизненные процессы внутри клеток организма, без их участия клетки не смогут жить и развиваться. Остановимся на каждом важном элементе поподробнее.

Магний - природный транквилизатор и антистрессовый минерал. Магний участвует во многих процессах, происходящих в организме - в выработке энергии, усвоении глюкозы, передаче нервного сигнала, синтезе белков, построении костной ткани, регуляции расслабления и напряжения сосудов и мышц. Он оказывает успокаивающее действие, снижая возбудимость нервной системы и усиливая процессы торможения в коре головного мозга, выступает как противоаллергический и противовоспалительный фактор, защищает организм от инфекции, участвуя в выработке антител, играет значительную роль в процессах свертываемости крови, регуляции работы кишечника, мочевого пузыря и предстательной железы.

Мы получаем магний с пищей и питьевой водой. Наиболее богаты магнием хлеб из цельного зерна, отруби, орехи, гречневая крупа, гречишный мед, овсянка, соя, фасоль. Содержится магний и в свежих, не подвергшихся обработке овощах. При варке овощей он вымывается, много его теряется и при их чистке, поскольку в основном он находится под кожурой. Зимой дополнительным источником магния могут стать сухофрукты, особенно курага, изюм, чернослив, финики.

Кальций –один из основных минеральных компонентов (до 1,2кг в человеческом теле), составляющий скелетной ткани, делает наши кости и зубы крепкими. Кальций обеспечивает мышечное сокращение, проведение нервных импульсов, участвует в системе свертывания крови, играет важную роль для иммунных процессов.

Недостаток и избыток жиров и избыток белков в пище ухудшает усвоение кальция. При одинаковом механизме всасывания кальция и магния избыток последнего связывает в кишечнике часть жирных и желчных кислот, необходимых для усвоения кальция. Лучшим отношением кальция к магнию в пище является 1:0,5. Ухудшает всасывание кальция щавелевая кислота, которой богаты шпинат, щавель, инжир, какао, шоколад. При дефиците витамина D всасывание кальция также, резко нарушается и начинает использоваться кальций костей.

Продукты, богатые кальцием, это в основном молочные продукты: молоко, жидкие кисло -молочные продукты, сыр, творог, содержащие высоко-усвояемую форму кальция. Несмотря на то, что творог и сыр содержат кальций в более концентрированном виде, их высокая жирность значительно снижает поступление кальция из этих продуктов. Источниками кальция, также, являются: питьевая вода, каши, хлеб, тыквенные семечки, горох, орехи, оливки, брокколи, сухофрукты, яйца, зелёные листовые овощи.

Фосфор –структурный компонент костей, мембран клеток энергетических макромолекул АТФ, входит в состав ДНК, участвует в построении всех клеточных элементов организма человека, особенно костной и мозговой тканей; участвует в процессах обмена белков, жиров и углеводов. Фосфор незаменим в деятельности мозга, скелетной и сердечной мускулатуры, в образовании ряда гормонов и ферментов.

Богатыми источниками фосфора являются молочные, особенно сыры; мясные продукты, яйца, птица, рыба, бобовые, зерновые продукты, орехи.

Дисбаланс минеральных веществ в организме человека обычно возникает по следующим причинам:

1. Существенное сокращение (или избыток) их поступления с пищей.

2. Врожденные генетические нарушения систем всасывания и метаболизма минеральных веществ.

3. Отдельные заболевания, ведущие к изменению усвояемости, депонирования в организме, выделения минеральных веществ.

4. Повышенное поступление из внешней среды в результате загрязнения (отравления).

Для оптимального обеспечения здорового человека всеми необходимыми минеральными веществами необходимо разнообразно и сбалансированно питаться, включая все группы продуктов в свой рацион или дополнять его приемом биологически-активных добавок (после консультации со специалистом). И ваше тело будет Вам благодарно и поощрит Вас крепким здоровьем и долголетием.


Макроэлементы, микроэлементы, нутриенты – очень похожие слова, и мы часто видим, что их путают. В этом нет ничего стыдного, но разбираться и называть все правильно – гораздо круче.

Нутриенты разделяются на группы:

  • Базовые элементы – то же самое, что макронутриенты – самые значимые элементы, которые выступают ядром и каркасом организма.
  • Макроэлементы – содержание каждого из них больше 0,1 % массы тела. Они участвуют в ключевых функциях организма.
  • Жизненно важные микроэлементы – содержание каждого меньше 0,1 % массы тела, но при этом без них организм также не сможет существовать.
  • Прочие микроэлементы – условно жизненно необходимые, токсичные и малоизученные – ученые еще не знают, насколько они важны для организма.

Базовые элементы

Базовые элементы играют ключевую роль в организме, так как из них построены аминокислоты, жиры и азотистые основания (из них состоят молекулы ДНК и РНК).

К базовым элементам относятся кислород (65 % массы тела), углерод (18,5 %), водород (9,5 %) и азот (3,2 %). Таким образом, наш организм на 96,2 % состоит только из этих 4 элементов.

Углерод создает скелет для связывания других атомов и элементов. Фактически углерод – это строительные блоки нашего тела. Азот, водород и кислород связываются с углеродом, образуя органические вещества.

Макроэлементы

К макроэлементам относятся элементы, содержание которых превышает 0,1 % от массы тела:

  • кальций – 1,5 %;
  • фосфор – 1 %;
  • калий – 0,4 %;
  • сера – 0,3 %;
  • натрий – 0,2 %;
  • хлор – 0,2 %;
  • магний – 0,1 %.

Кальций

Основная роль кальция в организме человека – формирование костей и зубов. Также элемент участвует в сокращении и расширении сосудов, работе мышечной ткани и гормональной системы, передаче нервных импульсов.

Суточная потребность в кальции (согласно рекомендациям ВОЗ):

  • дети до 1 года – 300-400 мг;
  • 1-3 года – 500 мг;
  • 4-6 лет – 600 мг;
  • 7-10 лет – 1300 мг;
  • юноши и девушки 11-18 лет – 1300 мг;
  • взрослые старше 19 лет – 1000 мг;
  • беременные – 1200 мг.

Лучшие источники кальция:

  • молочная продукция – молоко, сыры, йогурты;
  • зеленые овощи – брокколи, салат кейл, шпинат;
  • злаки, орехи, семена – миндаль, чиа, кунжут;
  • рыба и морепродукты – моллюски, форель, сардины.

Избыток кальция в организме называется гиперкальциемией и может проявляться в чрезмерной жажде, расстройстве желудка, боли в костях, мышечной слабости, усталости, депрессии и нарушениях работы сердца.

Дефицит кальция – гипокальциемия – выражается в виде судорог и спазмов; неврологических и психических изменениях; ухудшении состояния волос, ногтей, зубов и кожи.

Фосфор

Фосфор – структурный компонент костей и зубов, а также молекул ДНК и РНК. Элемент участвует в выработке и хранении энергии АТФ, работе кровеносной и иммунной систем. 40-70 % фосфора организм усваивает из пищи.

Суточная потребность в фосфоре:

  • дети 6-11 лет – 500-1250 мг;
  • юноши и девушки 12-19 лет – 1250 мг;
  • взрослые старше 19 лет – 700 мг.

Лучшие источники фосфора:

  • красное мясо – говядина, курица;
  • молочная продукция – сыры;
  • рыба – карп;
  • злаки, орехи, семена – кунжут, тыква, конопля, подсолнечник, мак.

Гиперфосфатемия – избыток фосфора в организме – часто приводит к падению уровня кальция в крови (что вызывает судороги и спазмы) или появлению отложении кальция в мягких тканях. Дефицит фосфора (гипофосфатемия) проявляется в виде общей слабости, потери аппетита, а также приводит к различным заболеваниям костей.

Калий

Ионы калия жизненно необходимы для функционирования живых клеток: элемент участвует в передаче нервных импульсов, сокращении мышц, поддержании кислотно-щелочного и водного баланса организма.

Суточная потребность в калии составляет 3,5 г для взрослых и детей всех возрастов (согласно рекомендациям ВОЗ).

Лучшие источники калия:

  • овощи и бобовые – помидоры, картофель, морковь, фасоль, чечевица;
  • молочная продукция;
  • морепродукты;
  • фрукты – банан, чернослив, апельсин.

Повышенная концентрация калия в крови (гиперкалиемия) проявляется в виде судорог, общей слабости, боли в желудке, брадикардии. При дефиците калия (гипокалиемии) отмечается быстрая утомляемость, боль в мышцах, слабость в ногах.

Сера участвует в производстве инсулина (гормона, регулирующего уровень сахара в крови), кератина (белка, из которого состоят волосы и ногти) и коллагена (белка, из которого состоят соединительные ткани – кости, сухожилия, кожа).

Для серы отсутствуют какие-либо рекомендации по суточному потреблению. Она поступает в организм в небольших объемах вместе с пищей, которая содержит незаменимую аминокислоту метионин. Суточная потребность в метионине в свою очередь составляет около 1 г.

Главный источник метионина – мясо (свинина, курица) и рыба (лосось), а также яйца, орехи и бобовые культуры.

Избыток серы в организме проявляется в виде зуда, расстройства пищеварения, красноты глаз и ослаблении слуха. Дефицит в свою очередь приводит к ломкости волос и ногтей, высыпаниям на коже.

Натрий

Натрий в организме отвечает за кровяное давление, регулирует кислотно-щелочной и водный баланс.

Суточная потребность в натрии составляет около 1,5 г, при этом настоятельно рекомендуется не превышать максимальную дозу в 2,3 г (1 чайная ложка поваренной соли). Диета с высоким содержанием натрия повышает риск развития высокого кровяного давления, которое выступает основной причиной инсульта и сердечных заболеваний.

Повышенное содержание натрия в крови – гипернатриемия – проявляется главным образом в виде жажды. Также выделяют такие признаки, как мышечные спазмы и судороги, спутанность сознания. Недостаток натрия (гипонатриемия) может вызывать головокружение и головные боли, рвоту, а также общую слабость организма.

Хлор участвует в регуляции водно-солевого обмена, помогает в работе желудочно-кишечного тракта, поддерживает кислотно-щелочной баланс в клетках.

Для хлора нет рекомендаций по суточному потреблению – большую часть элемента организм получает вместе с натрием в составе поваренной соли.

Тем не менее недостаток или избыток хлора в организме приводит к дисбалансу электролитов крови (веществ, отвечающих за проводимость электрических импульсов).

Избыток хлора в организме называется гиперхлоремией и проявляется в высоком артериальном давлении, мышечной слабости и спазмах, нарушениях сердечного ритма. Дефицит (гипохлоремия) редко возникает самостоятельно и обычно связан с гипонатриемией и гипокалиемией с соответствующими симптомами.

Магний

Магний необходим для синтеза белка и образования энергии АТФ, а также нормальной работы нервной системы, мышц и сердца.

Суточная потребность в магнии составляет:

  • для младенцев – 30-75 мг;
  • для детей от 1 до 3 лет – 80 мг;
  • от 4 до 8 лет – 130 мг;
  • от 9 до 13 лет – 240 мг;
  • для юношей 14-18 лет – 410 мг;
  • для девушек 14-18 лет – 360 мг;
  • для мужчин – 400-420 мг;
  • для женщин – 310-320 мг;
  • для беременных– 350-360 мг.

Лучшие источники магния:

  • бобовые;
  • темно-зеленые листовые овощи;
  • орехи, семена, цельнозерновые и обогащенные злаки;
  • рыба, птица и говядина.

Насколько магний важен для спортсменов? Разбираем симптомы его дефицита

При употреблении магния в форме пищевых добавок учитывайте, что в высоких дозах он может вызывать слабительный эффект.

Гипермагниемия (избыток магния в организме) проявляется в виде слабости и дезориентации, нарушении дыхания. К симптомам дефицита магния относятся судороги, головокружение и головные боли, нарушения сердечного ритма, проблемы с пищеварением.

Жизненно важные микроэлементы

К жизненно важным элементам также относятся и те, содержание которых в организме составляет менее 0,1 % от массы тела. Такие вещества называются микроэлементами, они поступают в организм с пищей и водой и участвуют в функционировании органов и систем.

Это ванадий, железо, йод, кобальт, кремний, литий, никель, марганец, медь, молибден, мышьяк, селен, фтор, хром, цинк.

Суточные нормы микроэлементов незначительны, поэтому правильное сбалансированное питание должно полностью покрывать потребности организма. Тем не менее дефицит некоторых элементов может приводить к серьезным проблемам и нарушениям функционирования организма.

  • Дефицит железа приводит к быстрой утомляемости и мышечной слабости.
  • Дефицит цинка сказывается на работе желудочно-кишечного тракта, центральной нервной, иммунной и репродуктивной систем.
  • Дефицит марганца нарушает структуру костной ткани и подавляет выработку коллагена при заживлении ран.
  • Дефицит меди проявляется в виде анемии (уменьшении содержания гемоглобина и эритроцитов в крови) и часто наблюдаетсяпараллельно с дефицитом витамина B12.
  • Дефицит йода приводит к нарушениям в работе щитовидной железы, а также умственным расстройствам.

Прочие микроэлементы

Остальные элементы – это условно жизненно необходимые, а также токсичные и малоизученные микроэлементы.

К первым относятся бор, бром, кадмий, свинец, стронций и титан. По ним еще накапливаются данные и доказана лишь частичная значимость для некоторых процессов организма.

К токсичным и малоизученным микроэлементам относятся 15 элементов: барий, бериллий, висмут, галлий, германий, лантан, олово, радий, рубидий, серебро, скандий, торий, уран, цезий и цирконий.

Они присутствуют в организме в очень малых количествах, и их биологическая роль не до конца ясна. Избыток некоторых элементов может оказывать вредное воздействие на организм, поэтому внимание сконцентрировано на изучении их токсичных свойств.


Магний, наряду с кальцием, натрием и калием, входит в первую четверку минералов в организме, а по содержанию внутри клетки занимает второе место после калия. Животные и человек получают магний с пищей. С участием магния протекает более трёх сотен ферментативных реакций. Особенно активно магний участвует в процессах, которые связаны с утилизацией энергии, в частности, с расщеплением глюкозы и удалением из организма отработанных шлаков и токсинов. Получено подтверждение, что витамины тиамин (В1), пиридоксин (В6) и витамин С полноценно усваиваются именно в присутствии магния. Благодаря магнию более устойчивой становится структура клеток во время их роста, эффективнее проходит регенерация и обновление клеток тканей и органов. Магний стабилизирует костную структуру и придаёт костям твёрдость.

Магний является кофактором многих ферментов, в т.ч. кокарбоксилазы и коэнзима А, играет значительную роль при передаче нервных импульсов и необходим для ритмичной работы сердца, активно участвует в обмене белка и нуклеиновых кислот, регулирует митохондрильаную выработку и перенос энергии, регулирует передачу сигнала в нервной и мышечной ткани, способствует расслаблению гладкомышечных волокон, снижает артериальное давление, угнетает агрегацию тромбоцитов, ускоряет пассаж содержимого кишечника. Суточная потребность организма в магнии составляет 0,05% от массы тела: в среднем это 400 мг. Содержание ионов магния в крови у взрослых составляет от 0,66 до 1,07 ммоль/л. Наиболее ценными источниками магния являются продукты растительного происхождения: отруби, орехи, крупы, специи, чай, кофе, какао, овощи.

Препараты магния: магния цитрат C6H6O7Mg , магния оротат (C5H3N2O4)2Mg, магния глюконат (C5H11O7)2Mg, магния лактат (C3H5O3)2Mg. В медицине используются как минеральные добавки с целью профилактики и лечения дефицита магния в организме и гипомагниемии. Магния оротат применяется в терапии сердечной недостаточности.

Читайте также: