Реферат на тему минеральный обмен
Обновлено: 07.07.2024
Минеральные вещества оказывают многообразное воздействие на жизнедеятельность организма. Они входят в состав ферментов и гормонов, участвуют во всех видах обмена веществ, активизируют действие витаминов, используются в качестве пластического материала в опорных тканях (костях, хрящах, зубах), участвуют в процессах кроветворения и свертывания крови, в регуляции вводно-солевого обмена, обеспечивают нормальное функционирование мышечной, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем.
Макроэлементы — минеральные вещества, содержащиеся в пищевых продуктах в значительных количествах. Основными макроэлементами в продуктах питания человека являются кальций, фосфор, магний, натрий, хлор, калий, сера.
Микроэлементы — минеральные вещества, содержащиеся в пищевых продуктах в очень малых количествах. К ним относятся: железо, кобальт, медь, йод, фтор, цинк, марганец, бром, алюминий, силиций, хром, никель, литий и др.
Высокое содержание в продуктах кальция, калия и натрия определяет их щелочную ориентацию (молочные продукты, овощи, фрукты, ягоды, бобовые), а мясо, рыба, яйца, хлеб, крупы, содержащие фосфор, серу и хлор -кислую.
В зависимости от содержания минеральных веществ в организме человека и потребности в них также различают микроэлементы и макроэлементы. За исключением кальция, фосфора, железа и йода организм человека не располагает запасами минеральных элементов. Эти элементы незаменимы, так как не образуются в организме.
Кальций входит в состав минерального компонента костной ткани — оксиапатита, микрокристаллы которого образуют жесткую структуру костной ткани, выполняющей защитно-опорную функцию. Кальций придает стабильность клеточным мембранам — наружной оболочке клеток; обеспечивает прочность межклеточных связей. Кальций необходим для нормальной возбудимости нервной системы и сократимости мышц, является важнейшим компонентом свертывающей системы крови.
Всасывание кальция происходит в тонкой кишке с участием особых транспортных механизмов, обеспечивающих возможность его переноса из просвета кишечника в кровоток. При этом всасывание кальция зависит от обеспеченности организма витамином D, который необходим для нормального функционирования систем транспорта кальция в тонкой кишке.
Кальций относится к трудноусвояемым минеральным элементам, что обусловлено его содержанием в пищевых продуктах совместно с другими минеральными компонентами — фосфором, магнием, а также с белками и жирами. Всасыванию кальция способствуют белки пищи, лимонная кислота и лактоза (молочный сахар). К факторам, затрудняющим всасывание кальция и способным нарушить его утилизацию, относится избыточное содержание в пище фитиновой кислоты (ею богаты рожь, пшеница, овес и пищевые продукты, полученные из этих злаков), фосфатов (продукты с очень высоким содержанием фосфора: шоколад, икра, мясо, рыба морская), жиров, щавелевой кислоты (некоторые овощи, фрукты).
Фосфор 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.
Основными источниками фосфора служат молочные продукты, особенно сыры, а также яйца, рыба, мясо, бобовые.
Магний принимает участие в процессах углеводного, белкового и фосфорного обмена. Соединения магния обладают антиспастическими и сосудорасширяющими свойствами, понижают возбудимость центральной нервной системы, а также усиливают желчеотделение и моторную деятельность кишечника.
Натрий необходим для протекания процессов внутриклеточного и межклеточного обмена, для обеспечения электролитного и кислотно-щелочного равновесия. Известно, что увеличение содержания в пище хлористого натрия (поваренной соли) ведет к задержке воды в организме и отекам. Пищевые продукты, особенно растительные, бедны натрием. Поступление натрия в организм в основном осуществляется за счет поваренной соли, добавляемой к пище.
Хлор играет важную роль в жизнедеятельности человеческого организма, особенно в регуляции водного обмена. Хлориды являются источником образования железами желудка соляной кислоты. В пищевых продуктах, особенно растительных, хлор содержится в незначительных количествах. У человека потребность в хлоридах удовлетворяется в основном за счет поваренной соли, добавляемой к пище.
Калий участвует в ферментативных процессах организма. Калий является преимущественно внутриклеточным ионом. Взаимодействие его с внеклеточными ионами натрия имеет большое значение в регуляции водного обмена. Организм очень чувствителен к уменьшению концентрации калия в крови (гипокалиемия). Оно вызывает сонливость, мышечную слабость, потерю аппетита, тошноту, рвоту, уменьшение мочеотделения, расширение сердца, нарушение сердечного ритма, снижение кровяного давления и другие изменения. Источником калия в пище являются в основном продукты растительного происхождения: хлеб, бобовые, картофель, капуста, морковь, фрукты. Максимальное содержание калия — в кондитерских изделиях, какао, миндале, земляных орехах (арахисе), изюме, кураге, черносливе.
Сера входит в состав некоторых аминокислот — основного структурного материала для синтеза белков, ферментов, гормонов (инсулина), витаминов (В1). Она играет важную роль в процессах окисления и восстановления, а также в обезвреживании токсических продуктов обмена путем образования с ними в печени неядовитых химических соединений. Источником серы в пище служат мясо, рыба, сыры, яйца, бобовые, хлеб, крупы.
Железо является составной частью гемоглобина, сложных железо-белковых комплексов и ряда ферментов, усиливающих процессы дыхания в клетках. Железо стимулирует кроветворение.
Основным источником железа служат зерновые продукты, бобовые, яйца, творог, печень. В овощах, фруктах, ягодах железа сравнительно мало, но они служат ценным источником этого минерала, так как содержащееся в них железо легко усваивается организмом человека.
Всасыванию железа из пищевых продуктов способствуют лимонная и аскорбиновая кислоты и фруктоза, которые содержатся во фруктах, ягодах, соках. Так, при питье фруктового сока увеличивается усвоение железа из яиц и хлеба. В зерновых и бобовых продуктах и некоторых овощах содержатся фосфаты, фитины и щавелевая кислота, препятствующие всасыванию железа. При добавлении мяса или рыбы к этим продуктам усвоение железа улучшается, при добавлении молочных продуктов — не меняется, при добавлении яиц — ухудшается. Подавляет усвоение железа крепкий чай.
Кобальт - неизменная составляющая растительных и животных организмов. Он оказывает существенное влияние на процессы кроветворения. Это воздействие кобальта наиболее ярко выражено при достаточно высоком содержании в организме железа и меди. Кобальт активирует ряд ферментов, усиливает синтез белков, участвует в выработке витамина В12 и в образовании инсулина. Содержание кобальта в различных пищевых продуктах незначительно. Однако обычно смешанные пищевые рационы вполне удовлетворяют потребность организма в кобальте. Кобальт содержится в незначительных количествах в мясе, рыбе, яйцах, молочных продуктах, картофеле, воде. Более богаты кобальтом печень, почки, свекла, горох, земляника, клубника.
Медь входит в состав окислительных ферментов, участвующих в тканевом дыхании, в обмене белков, жиров и углеводов. Она влияет на функциональное состояние печени, щитовидной и других эндокринных желез, на иммунные процессы.
Йод участвует в образовании гормона щитовидной железы — тироксина. При недостаточном поступлении в организм йода нарушаются функции щитовидной железы, а впоследствии меняется и ее структура — вплоть до развития так называемого эндемического зоба. В организм йод поступает с пищей, водой и воздухом, однако он присутствует в них в очень небольших количествах. Больше всего йода содержится в морской воде, в растительных и животных продуктах моря.
Фтор – участвует в костеобразовании, формировании твердых тканей зубов и зубной эмали. Фтор поступает в организм человека в основном с питьевой водой. Оптимальной концентрацией фтора в питьевой воде является 0,5-1,2 мг на литр. При значительном снижении его уровня в воде (менее 0,5 мг на литр) развиваются явления недостаточности фтора, выражающиеся в резком учащении заболеваний зубным кариесом. В целях профилактики в соответствующих случаях фторирование питьевой воды с доведением содержания в ней фтора до 0,7-1,2мг на литр.
Цинк содержится во всех органах и тканях человека. Наибольшая его концентрация выявлена в клетках поджелудочной железы, вырабатывающих гормон инсулин. Цинк участвует также в жировом, белковом и витаминном обмене, в процессах кроветворения и синтезе ряда гормонов.
Обычный набор пищевых продуктов, включающий достаточное количество овощей, фруктов, хлеба и молока, удовлетворяет потребности организма человека во всех необходимых ему минеральных веществах.
В настоящее время вопросы питания вновь приобрели актуальность характер. Установлено, что недостаточное потребление витаминов предрасполагает к алкоголизму, усиливает разрушающее действие алкоголя на здоровье и психику человека. Низкое содержание организме аскорбиновой кислоты является фактором риска, возникновения и развития гиперхолестеринемии, ишемического гипертонической болезни сердца. Дефицит витамина А, витаминов группы В может привести к злокачественным новообразованиям. Особую опасность гиповитаминоз представляет для беременных и кормящих женщин, потребность в витаминах у которых существенно повышена Среднеевропейский житель живет 78 лет, в России - 69 лет (32 место в мире).
Наиболее действенным мероприятием по профилактике витаминной недостаточности является обогащение продуктов массового потребления витаминами (муки, хлебобулочных и макаронных изделий, сахара, молочных продуктов, маргарина, безалкогольных напитков и т. д.). По этому пути идет большинство экономически развитых стран, столкнувшихся с этой проблемой. Количество витаминов, добавляемых к пищевым продуктам, регламентируется органами здравоохранения, маркируется на индивидуальной упаковке, контролируется как фирмами-изготовителями, так и органами государственного надзора.
В настоящее время на предприятиях общественного питания стати использовать метод искусственного витаминизирования пищи. Особое внимание витаминизации пищи уделяется в детских и дошкольных учреждениях, в школах-интернатах, профтехучилищах, больницах, санаториях. Готовые блюда обогащают строго по разработанным и утвержденным органами санэпиднадзора нормам аскорбиновой кислотой. Аскорбиновую кислоту вводят в виде порошка или таблеток, предварительно разведенных в небольшом количестве пищи. Витаминами С, группы В, РР обогащают пищу в столовых некоторых химических предприятий с целью профилактики заболеваний, связанных с вредностями производства. Водный раствор этих витаминов вводят ежедневно в готовую пищу.
Кроме того, в розничную торговлю поступают молоко и кефир, обогащенные витамином С; маргарин и детская мука, обогащенные витаминами А и Д; сливочное масло, обогащенное каротином; хлеб из высших сортов муки, обогащенный витаминами В, В, РР.
Роль минеральных веществ в жизнедеятельности организма
К минеральным элементам относятся вещества, которые содержатся в золе после сжигания животных и растительных тканей. Минеральные, или неорганические, вещества относят к незаменимым факторам питания. Они участвуют в жизненно важных процессах: пластических, построении тканей организма, поддержании кислотно-щелочного равновесия, состава крови, в нормализации водно-солевогообмена, деятельности нервной системы. Всего в организме взросл* человека содержится до 5 % минеральных веществ от общего веса тс
Минеральные вещества, содержащиеся в организме человека подразделяются на макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы.
Макроэлементы составляют 99 % от общего количества минеральных веществ, которые содержатся в организме человека кальций, фосфор, магний, железо, калий, натрий, хлор, сера В твердых тканях преобладает содержание кальция и магния, а в мягких тканях калия и натрия.
Микроэлементы - йод, фтор, медь, кобальт, марганец, цинк, сел хром, никель, олово, кремний, ванадий - содержатся в организме человека в ничтожно малых количествах, но принимают активное участие в процессах жизнедеятельности организма.
Ультрамикроэлементы, к которым относятся ртуть, золото, радий и др., также принимают участие в процессах жизнедеятельно! организма и их отсутствие влечет за собой различного вида нарушений в деятельности систем нашего организма.
Краткая характеристика макроэлементов
Кальций - типичный щелочной металл. Содержание Са (кальций) составляет 1,5-2 % от массы тела человека. Суточная потребно взрослого человека - 0,8 г. Кальций участвует в построении костной ткани, зубов, нормализует деятельность нервной системы, влияет работу сердца и рост. В последнее время широко используется дляснятия явлений аллергии, уменьшает проницаемость сосудов и влияет на свертываемость крови. Основные источники Са – молоко, молочные продукты (кефир, сметана творог, сыры, масло).
Магний - щелочноземельный металл. Суточная потребность взрослого человека в магнии - 400 мг. Обладает сосудорасширяющим действием; влияет на мышечную и сердечную деятельность, на функции нервной системы; повышает двигательную активность кишечника, тем самым влияя на выведение шлаков, в том числе холестерина, из организма. Источники магния - мясо, рыба, хлебобулочные изделия, картофель.
Железо входит в состав гемоглобина крови. В организме взрослого человека содержится 3—4 г железа. Оно принимает участие в биосинтезе соединений, которые влияют на кроветворение, дыхание; участвует в окислительно-восстановительных реакциях; входит в состав клеточных ядер, цитоплазмы. При недостаточном количестве железа в питании развивается малокровие, нарушается клеточное дыхание, газообмен. Суточная потребность в железе для взрослого человека - от 10'до 18 мг: Источники железа - мясо, рыба, хлебные изделия, картофель, овощи, фрукты.
Около 250 г калия содержится в теле взрослого человека. Суточная потребность в калии - 2-5 г. Калий усиливает выведение жидкости из организма человека, тем самым улучшая работу сердца; участвует в водном обмене, в поддержании кислотно-щелочного равновесия крови; регулирует углеводный обмен; влияет на коллоидное состояние тканей. Источники калия - курага, изюм, фасоль, картофель.
Около 115 г натрия содержится в теле взрослого человека, в том числе одна треть этого количества находится в составе костной системы. Натрий и калий регулируют водный обмен. Натрий обеспечивает осматическое давление в биологических жидкостях, входит в буферные, штатно-щелочное состояние в организме человека, участвует в рефляции мышечной и нервной ткани. Суточная потребность в натрии - 4-6 г (10-15 г поваренной соли). Источники натрия - поваренная соль, мясо, рыба, молоко, картофель, овощи, фрукты, ягоды.
Хлор нормализует водный обмен в организме человека; регулирует осмотическое давление в тканях; принимает участие в процессе образования соляной кислоты в желудке; откладывается в коже, если поступает в организм в избыточном количестве. Выводится хлор из организма с мочой и потом. Суточная потребность в хлоре - 5-7 г. Источники хлора - мясо, рыба, молоко, картофель, овощи.
Сера входит в состав гормона инсулина, в состав аминокисл-метионина, цистина, витамина В (тиамин). Сера участвует энергетическом обмене, в процессе дыхания тканей и обезвреживал] токсических веществ, выводя их из организма человека с мочо Суточная потребность в сере -1 г. Источники серы - сыр, яйца, молоь мясо, хлеб, горох, фасоль.
Краткая характеристиканекоторых микроэлементов (йод, фтор, медь, кобальт, марганец, никель, хром)
Йод - элемент, необходимый для нормальной функции щитовидной железы; он входит в состав ее гормона (тироксина). При дефиците йода в организме человека снижается секреция гормона щитовидной желе: и развивается зоб, повышается риск возникновения рака молочной железы. В местностях, где вода, почва и пищевые продукты содержащие йод в недостаточном количестве, должны применять йодированную поваренную соль. Суточная потребность йода-100-200 мкг. Источник йода - морская рыба, морские водоросли, нерыбные продукты мор
Медь участвует в кроветворении, являясь кроветворении биомикроэлементом; стимулирует созревание эритроцитов; ускоряя перенос железа в костный мозг; участвует в процессах тканевого дыхания, усиливает действие гормонов гипофиза и тем самым стимулирует рост. В сутки организму человека необходимо получать 2 мг меди. Медь содержится в незначительных количествах в продуктах животного и растительного происхождения.
Кобальт, как и медь, принимает участие в процесс кроветворения - образовании эритроцитов и гемоглобина.
Марганец так же, как медь и кобальт, принимает участие в процесс кроветворения - образовании эритроцитов и гемоглобина. Марганец участвует в процессах костеобразования, влияет на белковый, жировой углеводный обмены, снижает содержание сахара в крови. Суточная потребность взрослого человека в марганце - 5-10 мг. Источники - злаковые, бобовые, орехи.
Никель влияет на функции поджелудочной железы, способствует образованию инсулина, стимулирует кроветворение. Потребность взрослого человека в этом микроэлементе точно не установлена. Источники - морепродукты.
Установлено, что введение хрома в рацион восстанавливает нормальную толерантность к глюкозе у детей с белково-калорийной недостаточностью; у лиц среднего и пожилого возраста со сниженной толерантностью к углеводам вызывает снижение содержания холестерина в крови.
Связь минерального и водного обмена
Вода - одно из самых важных для организма человека веществ. Организм, его кровь, мозг, ткани тела больше чем наполовину состоят из воды. При недостатке воды жизнедеятельность организма сильно нарушается. Лишь покоящиеся формы жизни - споры, семена - хорошо переносят отсутствие воды. Потеря воды опаснее для организма, чем голодание: без пищи человек может прожить больше месяца, без воды- всего лишь несколько дней. Таким образом, ежедневное введение воды является необходимым условием сохранения жизнедеятельность организма Содержание воды в организме взрослого человека достигает 67 %. Чем моложе организм, тем большее количество воды содержатся в ткани. Установлено, что сердечная мышца содержит до 78 % воды; клетки мозга, печени, кожи содержат около 70 % воды, а в соединительной ткани легких и почках - около 80-83 % воды, около половины всей во находится в мышцах организма человека. Несмотря на то, что все ткани состоят на 75-85 % из воды, органы, в состав которых входят эти ткани нормальных условиях не изменяют своей формы. Это объясняется тем, что вода находится в двух состояниях: часть воды является свобода. При повреждении вытекает из тканей поврежденных клеток. Другая часть воды связана в основном водорастворимыми белками. Меж свободной и связанной водой в тканях существует подвижное равновесие. В процессах обмена веществ принимает участие свободно вода. Она выводится из организма, и, в первую очередь, ее место занимает вода, поступающая извне.
Можно сделать вывод, что введение в организм во время обильного потоотделения увеличенного количества воды может не утолить жажду а способствовать понижению функции удерживать воду клеткам кровью. Рекомендуется употреблять в таких случаях минеральную подсоленную воду.
Следует выделить важные функции, выполняемые водой в организме человека:
- вода служит растворителем продуктов питания и обмена, транспортируя растворенные в ней вещества к различным органам;
- ослабляет трение между соприкасающимися поверхностями организма человека;
- регулирует температуру тела;
- участвует в процессах пищеварения;
- выводит из организма человека продукты обмена веществ.
В сутки человеку в среднем требуется 2,5 л воды. Совсем чистой воды в природе нет. Нет и химически чистой воды в организме человека, так как внутренние озера и реки нашего организма наполнены солевым раствором; наше здоровье зависит от его состава. Поэтому значение растворенных в воде солей велико, так как оптимальное соотношение между содержанием отдельных солей и воды в организме -необходимое условие его нормальной жизнедеятельности. Нарушение водно-солевого обмена приводит к возникновению отеков, слабости, тяжелой анемии, судорогам, может вызвать несахарное мочеизнурение (состояние, при котором почки выделяют более 20 л жидкости в сутки). Благодаря водно-солевому обмену происходит регуляция потребления воды и различных солей, которые всасываются сначала в желудке, затем в кишечнике и транспортируются к различным органам, а также происходит выделение их избытка.
Основы и принципы сбалансированного рационального питания
Современный человек потребляет в сутки около 800 г пищи и око. 2000 г воды. Суточный рацион населения нашей планеты (5 млрд человек составляет более 4 млн тонн пищи. Большая часть населения планеты испытывала и продолжает испытывать дефицит некоторых продукт питания. Особенно остро стоит проблема недостаточного потреблен продуктов, которые содержат значительное количество белков и витаминов.
В России и на всем постсоветском пространстве заметно снизило потребление населением традиционно важных продуктов – мяса, молока, фруктов, овощей, растительных жиров. Это стало одной причин сокращения средней продолжительности жизни и роста числа заболеваний: дело в том, что дефицит биологически активных вещее снижает иммунитет, вызывает преждевременное старение.
Известно, что пища человека должна содержать более 600 вещее необходимых для нормальной жизнедеятельности организма. Каждый из этих веществ занимает свое место в сложной гармонии биохимических процессов. 96 % органических и неорганических соединений, попадающих в организм с пищей, обладают теми и иными лечебными свойствами, поэтому здоровье человека зависит того, в каком количестве и соотношении содержатся эти пищевые вещества в рационе.
Рацион должен быть подобран так, чтобы мог отвечать индивидуальным особенностям организма человека, учитывая условия труда, пол, возраст, климатогеографические условия проживания. При выполнении вышеперечисленных условий питания можно назвать рациональным.
Кроме этого, с понятием рационального питания связано определен физиологических норм питания, хотя они являются средними ориентировочными величинами для отдельных групп населения, отражают потребность в основных пищевых веществах и энергии.
Рациональное питание основано на выполнении трех основных принципов:
1) строгое соблюдение баланса энергии, поступающей с пищей расходуемой организмом человека в процессе жизнедеятельности
2) удовлетворение потребности организма в определенных пищевыхвеществах (белках, жирах, углеводах, минеральных веществах, витаминах и других биологически активных компонентах) должно происходить в строго определенном соотношении;
3) соблюдение режима питания.
Рассмотрим подробнее суть принципов рационального питания.
1-й принцип. Вся необходимая организму энергия поступает с пищей. Энергия в пище находится в скрытом виде. Количество скрытой энергии, содержащейся в пище, называется энергетической ценностью или калорийностью пищи. Энергетическая ценность суточного рациона питания должна соответствовать суточному расходу энергии человека, которая измеряется в килокалориях. Энергетическая ценность 1 г белка равна 4 ккал, 1 г жира - 9 ккал, 1 углеводов - 4 ккал, следовательно энергетическая ценность пищи зависит от содержания белков, жиров, углеводов. При расчете получаемой с пищей энергии и ее расхода на жизнедеятельность организма необходимо учитывать изменение интенсивности обменных процессов в зависимости от возраста, пола, климатических условий. Обменные процессы более интенсивны у молодых людей, чем у пожилых; у женщин физиологические потребности на 15 % ниже, чем у мужчин. У людей, проживающих на севере, потребность в энергии выше на 10-15 %, а на юге - на 5 % ниже, если сравнивать с населением центральных районов.
2-й принцип. Для удовлетворения оптимальной потребности организма человека в белках, жирах и углеводах; их соотношение в рационах должно быть 1:1; 2:4. Белки должны составлять в среднем 12 %, жиры - 3 0-35 % от общей калорийности рациона, остальное приходится на долю углеводов. При интенсивном физическом труде доля белков в рационе может быть снижена, жиров, соответственно, повышена, учитывая высокую энергетическую ценность последних.
3-й принцип - это распределение пищи в течение дня по времени, калорийности и объему.
В основу режима питания положены следующие принципы:
- регулярность питания - целесообразность этого принципа определяется условно-рефлекторными реакциями организм выделением слюны, желудочного сока, желчи, ферментов, то есть в« комплекса факторов, которые влияют на нормальное пищеварение:
- дробность питания в течение суток - исследования показа неблагоприятное влияние на организм человека одно- или двухразового питания. Такой режим питания может вызвать ряд заболеваний. Д профилактики сохранения здорового организма человеку рекомендуется трех- и четырехразовое питание с возможным дополнительным приема пищи (сок утром, стакан кефира перед сном);
- соблюдение принципа рационального подбора продуктов в каждом приеме пищи, чтобы выдержать правильное соотношение в рационе белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов ит. д.;
- разумное распределение количества пищи: в течение дня завтрак и обед должно приходиться более 2 /3 рациона;
Продукты, содержащие белки животного происхождения необходимо планировать на первую половину дня, а молочные и растительные продукты питания - на вторую половину дня. Жиры необходимо включать в рацион питания такие, которые обеспечиваюторганизм жирорастворимыми витаминами и ненасыщенными жирны кислотами (сливочное и растительное масла, сметана, молоко).
Углеводы растительной пищи должны обеспечивают энергетическую ценность суточных рационов, так как только в так случае в организм будут поступать водорастворимые витамины минеральные вещества.
Растительная пища в рационе питания должна составлять не более общей массы продуктов, так как она содержит большое количество клетчатки, которая препятствует всасыванию питательных веществ. При составлен меню необходимо разнообразить блюда, учитывая время года.
Микроэлементы являются составной частью гормонов и витаминов.
Баланс микроэлементов в орг анизме поддерживается в основном за счет
поступления их с растительными продуктами. В последних проявляется
тесная связь между живой и неживой природой. Растения постоянно
всасывают м инеральные соли из почвы и з атем, включая их в цикл
биохимических процессов собственног о организма, своеобразно
перерабатывают их — прежде всего освобождают от балластных соединений,
превращая в легко усваиваемую форму. Таким образом, посредством приема
растительной пищи в организм человека поступают необходимые вещества,
близкие е му по природе. Именно поэтому они усваиваются гораздо лучше,
чем чистые химические вещества, содержащиеся, например, в минеральных
На современном этапе актуальность проблемы микроэлементов возросла
в связи с нарастающим загрязнением среды такими химическими
элементами, как свинец, фтор, мышьяк, кадмий, ртуть, марганец, молибден,
цинк и другие. Токсические вещества в процессе технологической
переработки с газообразными, жидкими и твердыми промышленными
отходами попадают в атмосферный воздух, воду и почву, что способствует
формированию в городах и п ромышленных комплексах искусственных
биогеохимических провинций. В связи с этим нарастает содержание многих
химических элементов в воздухе, почве, природных водах, организме
животных и растениях, используемых населением в качестве продуктов
Каждый микроэлемент имеет свое назначение, то есть выполняет в
организме человека определенную физиологическую функцию, наиболее
важные микроэлементы будут рассмотрены в данной работе.
Термин "микроэлементы" получил особое распространение в
медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в
Микроэлементы - необходимые для жизни неорганические вещества,
присутствующие в организме человека и животных в малых концентрациях,
принимающие участие в клеточном и энергетическом метаболизме.
Микроэлементы действуют как ферменты и коферменты в регуляции
химических реакций. Суточная потребность в них выражается в
миллиграммах или долях миллиграмма. В организм растений поступают из
Медики выяснили, что многие болезни связаны с недостаточностью
поступления и содержания в организме определенных макро- и
микроэлементов. Микроэлементы - это компоненты закономерно
существующей очень древней и сложной физиологической системы,
участвующей в регулировании жизненных функций орг анизма на всех
Роль микроэлементов - обеспечивают жизненные функции организма
человека. Микроэлементы участвуют во всех биохимических процессах.
Необходимые м икроэлементы - железо, йод, медь, ц инк, кобальт, хром,
молибден, никель, ванадий, селен, марганец, мышьяк, ф тор, кремний, литий -
влияют на рост и развитие, на процессы оплодотворения, дыхания,
кроветворения, иммуногенеза, словом на деятельность всех
Так как микроэлементы необходимы при строительстве всех тканей
человека и являются незаменимыми участниками обмена веществ, составной
частью жизненно важных витаминов, необычайно важен их баланс в
организме человека. Дефицит, избыток или дисбаланс микроэлементов
Индивидуальная особенность человеческого организма заключается в
его чувствительности (предрасположенности) к действию того или иного
микроэлемента. Знание этих особенностей дает человеку мощное оружие
Каждый микроэлемент имеет свое назначение, то есть выполняет в
организме человека определенную физиологическую функцию. Некоторые
из них тесно связаны между собой, и их обмен не м ожет нормально
протекать друг без друга. Например, ионы кальция участвуют в построении
Фтор и жизнь. Казалось бы, такое словосочетание не совсем правомерно.
“Характер” у фтора весьма агрессивный: история его открытия напоминает
детективный роман, где что не страница, то отравление или убийство. Сам
фтор и его соединения неоднократно применялись для изготовления оружия
Работа с фтором опасна: малейшая неосторожность - и у человека
разрушаются зубы, обезображиваются ногти, повышается хрупкость костей,
кровеносные сосуды теряют эластичность и становятся ломкими.
И все-таки заголовок “ Фтор и жизнь” оправдан. Впервые это доказал .
слон. Обычный ископаемый слон, найденный в окрестностях Рима. В его
зубах случайно был обнаружен фтор. Это открытие побудило ученых
провести систематическое изучение химического состава зубов человека и
животных. Оказалось, что в состав зубов входит до 0,02% фтора, который
поступает в организм человека с питьевой водой. Обычно в тонне питьевой
воды содержится 0,2 мг фтора. Обогащение фтором питьевой воды
происходит в результате выветривания пород, содержащих фтор, а также за
счет метеорных вод, вулканических и промышленных выбросов, а также
обогащение может происходить из-за внесения в почву большого количества
фторсодержащих удобрений и за счет выбросов промышленными
предприятиями большого количества фторсодержащих газообразных
выбросов. В результате накопления фтора в почве повышается его
содержание в питьевой воде и в растениях, что неблагоприятно сказывается
В суточном рационе содержится до 1,6 мг фтора. В ряде случаев
широкое использ ование в питании продуктов моря, содержащих фтор, может
резко повысить количество этого микроэлемента в организме. Как правило, с
Минеральный обмен – совокупность процессов всасывания, распределения, усвоения и выделения минеральных веществ, находящихся в организма преимущественно в виде неорганических соединений.
Всего в организме обнаруживается свыше 70 элементов таблицы Д.И. Менделеева, 47 из них присутствуют постоянно и называются биогенными. Минеральные вещества играют важную роль в поддержании кислотно-основного равновесия, осмотического давления, системе свертывания крови, регуляции многочисленных ферментных систем и пр., т.е. имеют решающее значение в создании и поддержании гомеостаза.
По количественному содержанию в организме они делятся на макроэлементы, если их больше чем 0,01 % от массы тела (К, Са, М g , Na , P , Cl ) и микроэлементы ( Mn , Zn , Cr , Cu , Fe , Co , Al , Se ). Основную часть минеральных веществ организма составляют хлористые, фосфорнокислые и углекислые соли натрия, кальция, калия, магния. Соли в жидкостях организма находятся в частично или полностью диссоциированном виде, поэтому минеральные вещества присутствуют в виде ионов – катионов и анионов.
Функции минеральных веществ:
1) пластическая (кальций, фосфор, магний);
2) поддержание осмотического давления (калий, натрий, хлор);
3) поддержание буферности биологических жидкостей (фосфор, калий, натрий);
4) поддержание коллоидных свойств тканей (все элементы);
5) детоксикационная (железо в составе цитохрома Р-450, сера в составе глутатиона);
6) проведение нервного импульса (натрий, калий);
7) участие в ферментативном катализе в качестве кофактора или ингибитора;
8) участие в гормональной регуляции (йод, цинк и кобальт входят в состав гормонов).
Промежуточный и конечный обмен минеральных веществ
Поступают минеральные вещества в организм в свободном или связанном виде. Ионы всасываются уже в желудке, основная часть минеральных веществ – в кишечнике путем активного транспорта при участии белков – переносчиков. Из желудочно-кишечного тракта поступают в кровь и лимфу, где связываются со специфическими транспортными белками. Выделяются минеральные вещества главным образом в виде солей и ионов.
С мочой: натрий, калий, кальций, магний, хлор, кобальт, йод, бром, фтор.
С калом: железо, кальций, медь, цинк, марганец, молибден, и тяжелые металлы.
Характеристика отдельных элементов
Натрий – основной катион внеклеточного отдела. Составляет 0.08 % от массы тела. Играет главную роль в поддержании осмотического давления. При отсутствии или ограничении в поступлении натрия в организм его выделение с мочой почти полностью прекращается. Всасывается в верхнем отделе тонкого кишечника при участии белков-переносчиков и требует затраты АТФ. Суточная потребность варьирует в зависимости от водно-солевого обеспечения организма. Депонируется в коже и мышцах. Кишечная потеря натрия происходит при диареях.
1) участвует в возникновении и поддержании электрохимического потенциала на плазматических мембранах клеток;
2) регулирует состояние водно-солевого обмена;
3) участвует в регуляции работы ферментов;
4) компонент K + - Na + насоса.
Хлор – важнейший анион внеклеточного пространства. Составляет 0,06% от массы тела. Большая часть его содержится в желудочном соке. Участвует в поддержании осмотического равновесия. Активирует амилазу и пептидазы. Всасывается в верхних отделах кишечника, выделяется в основном с мочой. Концентрация хлора и натрия обычно изменяются параллельно.
Калий – составляет 0,25% от массы тела. Во внеклеточном пространстве содержится только 2% от общего количества, а остальное - в клетках, где связан с углеводными соединениями. Всасывается на протяжении всего желудочно-кишечного тракта. Часть калия откладывается в печени и коже, а остальная поступает в общий кровоток. Обмен очень быстро протекает в мышцах, кишечнике, почках и печени. В эритроцитах и нервных клетках более медленный обмен калия. Играет ведущую роль в возникновении и проведении нервного импульса. Необходим для синтеза белков (на 1г белка – 20 мг ионов калия), АТФ, гликогена, принимает участие в формировании потенциала покоя. Выделяется в основном с мочой и меньше с калом.
Кальций – внеклеточный катион. Составляет 1,9 % от массы тела. Содержание повышается в период роста или беременности. Функционирует как составная часть опорных тканей или мембран, участвует в проведении нервного импульса и инициации мышечного сокращения, является одним из факторов гемокоагуляции. Обеспечивает целостность мембран (влияет на проницаемость), т. к. способствует плотной упаковке мембранных белков. Кальций ограничено участвует в поддержании осмотического равновесия. Вместе с инсулином активирует проникновение глюкозы в клетки. Всасывается в верхнем отделе кишечника. Степень его усвоения зависит от рН среды (соли кальция в кислой среде нерастворимы). Жиры и фосфаты препятствуют всасыванию кальция. Для полного усвоения из кишечника необходимо наличие активной формы витамина Д3
Большая часть кальция содержится в костной ткани (99%) в составе микрокристаллов карбонатапатита 3Са2(РО4)2 · СаСО3 и гидроксилапатита 3Са2(РО4)2 · СаОН. Общий кальций крови включает три фракции: белоксвязанный, ионизированный и неионозированный (который находится в составе цитрата, фосфата и сульфата).
Магний – составляет 0.05% от массы тела. В клетках его содержится в 10 раз больше, чем во внеклеточной жидкости. Многого магния в мышечной и костной ткани, также в нервной и печеночной. Образует комплексы с АТФ, цитратом, рядом белков.
1) входит в состав почти 300 ферментов;
2) комплексы магния с фосфолипидами снижают текучесть клеточных мембран;
3) участвует в поддержании нормальной температуры тела;
4) участвует в работе нервно-мышечного аппарата.
Неорганический фосфор - содержится преимущественно в костной ткани. Составляет 1% от массы тела. В плазме крови при физиологических рН фосфор на 80 % представлен двухвалентным и на 20 % одновалентным анионом фосфорной кислоты. Фосфор входит в состав коферментов, нуклеиновых кислот, фосфопротеинов, фосфолипидов. Вместе с кальцием фосфор образует апатиты – основу костной ткани.
Медь входит в состав многих ферментов и биологически активных металлопротеинов. Участвует в синтезе коллагена и эластина. Является компонентом цитохрома с электронтранспортной цепи.
Железо входит в состав железосодержащих белков и гема гемоглобина, цитохромов, пероксидаз.
Цинк – является кофактором ряда ферментов.
Кобальт входит в состав витамина В12.
Обмен воды и электролитов
Водно-электролитный обмен это совокупность процессов поступления, всасывания, распределения и выделения из организма воды и электролитов. Он обеспечивает постоянство ионного состава, кислотно-основного равновесия и объема жидкостей внутренней среды организма. Ведущую роль в нем играет вода.
Функции воды:
1) внутренняя среда организма;
3) всасывание и транспорт веществ;
4) участие в биохимических реакциях (гидролиз, диссоциация, гидратация, дегидратация);
5) конечный продукт обмена;
6) выделение при участии почек конечных продуктов обмена.
Содержание воды в организме варьирует в зависимости от органов и тканей. Мозг – 70-84%, почки – 82%, сердце и легкие – 79%, мышцы – 76%, кожа – 72%, печень – 70%, костная ткань – 10%.
Вода, которая поступает алиментарным (с пищей) путем называется экзогенной, а образовавшаяся в качестве продукта биохимических превращений – эндогенной.
ЛИТЕРАТУРА К ГЛАВЕ IV .13.
1. Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача // Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994, 384 с.;
2. Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки // М.: Мир, 1974, 956 с.;
3. Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии // Ростов-на Дону: Феникс, 1999, 540 с.;
4. Хмельницкий Р. А. Физическая и коллоидная химия // М.: Высш. шк., 1988, 400 с.
Читайте также: