Человеческий организм – сложная система, включающая в себя множество элементов. Одним из существенных компонентов тканей и органов являются минеральные соли, которые занимают около 4-5 процентов от общей массы тела. Они участвуют в метаболических процессах, работе различных систем, являются важной составляющей биохимических реакций, результатом которых является образование жизненно необходимых человеку веществ. Организм пополняет запасы минеральных солей при употреблении пищи, а выводятся они с отходами жизнедеятельности, поэтому очень важно следить за их регулярным поступлением.
Залогом поддержания правильного баланса данных микро и макроэлементов является разнообразное питание.
Причины недостатка минеральных солей
Минеральные соли в организме – величина непостоянная. Их недостаток может очень пагубно сказаться на состоянии здоровья: нарушается нормальная работа органов и обменные процессы, снижается иммунитет, развиваются серьезные заболевания.
Причинами такого дисбаланса могут служить:
- отсутствие пищевого разнообразия;
- плохое качество воды, используемой для питья;
- патологии, ускоряющие вывод полезных веществ (например, внутренние кровотечения);
- прием препаратов, влияющих на усвоение различных элементов;
- экологические проблемы.
Значительное количество необходимых элементов можно найти в продуктах растительного происхождения – фруктах, зеленых овощах, бобовых и зерновых культурах. К примеру, пшенная и овсяная крупа являются лидерами по содержанию магния, капуста, горох и лимон – калия, картофель, морковь и бананы – марганца. Мясо и птица являются важными источниками меди, цинка и железа, а рыба и морепродукты – фосфора, йода и фтора.
Молочные продукты насчитывают в своем составе порядка двух десятков необходимых человеку солей – кальций, цинк, фтор и другие. При этом усвояемость элементов при употреблении данной группы продуктов максимальна. Так, 100-граммовый кусок сыра способен восполнить суточную норму человека в потреблении кальция.
Многие продукты содержат только отдельные элементы. Поэтому для поддержания их оптимального уровня в организме надо, чтобы рацион питания был разнообразным и включал в себя разные группы продуктов.
Минеральные соли в организме человека условно группируются на макроэлементы и микроэлементы.
Макроэлементы
Количество минеральных веществ, относящихся к данной группе, в организме человека довольно значительно.
Соли магния и кальция
Данные соединения принимают большое участие в работе пищеварительных органов, стимулируя обменные процессы в организме, а также способствуя выработке энергии. Кроме того, кальций является основой для строительства костной ткани и зубов, участвует в сокращении мышц, процессах свертывания крови. Магний же стабилизирует деятельность нервной системы, участвует в синтезе многих необходимых элементов.
Недостаток кальция может привести к нарушениям сердечной деятельности, хрупкости опорно-двигательного аппарата. Для взрослого человека достаточное количество кальция составляет около 1 г в сутки. Нехватка магния ведет к различным неврологическим нарушениям (бессонница, раздражительность, головокружение). Ежедневная норма поступления магния для взрослого – 0,3 г.
Соли натрия и фосфора
Фосфор выполняет функцию минерализации костей и зубов, способствует выработке гормонов, обеспечивающих функционирование всех важнейших систем организма. Соединения натрия поддерживают в норме артериальное давление и кислотно-щелочной баланс, входят в состав плазмы и межклеточной жидкости.
При нехватке фосфора может развиться анемия, снизиться мышечный тонус, деформироваться кости. Достаточное количество фосфора для взрослого – 1-1,5 г в сутки. Дефицит натрия ведет к образованию камней, загустению крови, нарушению работы сердца. Количество солей натрия, потребляемых ежедневно, не должно превышать 6 г.
Соли калия, хлора и серы
Ионы хлора принимают непосредственное участие в выработке соляной кислоты, которая имеет ведущее значение для работы ЖКТ, а также для поддержания кислотно-щелочного равновесия. Калий играет важную роль в расщеплении жиров и нормализации обменных процессов, выступает в качестве строительного материала для органов пищеварительной и эндокринной систем. Сера является составляющей некоторых аминокислот и вследствие этого принимает участие в строительстве большинства тканей организма.
Недостаток хлора проявляется в слабости, усталости, а в тяжелых случаях может вызывать поражения кожных покровов, потерю волос. При этом избыточное количество хлора в организме также опасно – повышается кровяное давление и возможно развитие патологических состояний дыхательной системы. Оптимальное суточное количество хлора – 4-6 г.
Дефицит калия является причиной падения умственной активности, гипотонуса мышц. Норма потребления калия – 2,5 г в сутки. При нехватке серы возможно развитие кожных заболеваний и различных опухолей. Количество серы, необходимое в сутки взрослому человеку – 0,5-1 г.
Микроэлементы
Относящиеся к данной группе минеральные соли в организме человека содержатся в сравнительно небольшом количестве, но их наличие является обязательным условием хорошего самочувствия и нормальной деятельности всех органов:
Соли железа и цинка
Соединения железа входят в состав некоторых белков, в частности гемоглобина, играя при этом важнейшую роль в переноске кислорода кровью ко всем системам организма. Также железо выступает одним из компонентов биохимических процессов. Цинк участвует в процессе выведения из организма углекислого газа при дыхании. Кроме того, данный элемент препятствует выпадению волос, стимулирует иммунные возможности организма.
Недостаток железа опасен развитием анемии. Необходимое количество железа для взрослого человека – 10-18 мг. Нехватка цинка может вызвать поражения кожи и глаз, выпадение волос, восприимчивость к инфекциям. Суточная норма цинка для взрослого – 7-12 мг.
Соли селена и меди
Соединения селена участвуют в антиоксидантных процессах, а также выработки гормонов. Медь наряду с железом задействована в обеспечении тканей и органов кислородом, а также в выработке энергии.
Дефицит селена проявляется в различных неврологических нарушениях, ухудшении состояния волос и кожных покровов. Суточная норма селена – 40-70 мг. Недостаточное поступление меди в организм может вызвать патологии сердечно-сосудистой системы, нарушения психики. В то же время переизбыток меди опасен заболеваниями нервной системы. Норма потребления меди для взрослого человека – 2 мг в сутки.
Соли марганца и йода
Марганец принимает активное участие в метаболизме, нормализует уровень холестерина, способствует нормальной свертываемости крови. Соли йода необходимы для стабильной работы щитовидной железы, отвечающей за эндокринные процессы в организме.
Недостаток марганца опасен снижением умственной активности, ослаблением мышц. Для поддержания нормального баланса данного микроэлемента достаточно его поступления в количестве 2-11 мг в сутки. Нехватка йода ведет к нарушению выработки гормонов, снижению общего иммунитета. Суточная норма йода – 0,2 мг.
Соли кобальта, фтора и молибдена
Кобальт участвует в формировании клеток кровеносной и нервной систем. Фтор усиливает прочность зубов и костей. Молибден участвует в метаболических процессах и в работе печени.
Суточная норма кобальта – не более 10 мг. При его нехватке повышается утомляемость, возникает анемия. Недостаток фтора проявляется в разрушении зубов, поражениях костей. Потребность во фторе составляет около 1-1,5 мг в сутки. Дефицит молибдена ведет к нарушениям зрения, неврологическим заболеваниям, снижению иммунитета. Необходимое количество молибдена – около 9 мг в сутки.
Минеральные соли в организме должны присутствовать в необходимом количестве, так как от этого зависит функционирование всех его систем. Залогом поддержания баланса микро и макроэлементов является полноценное разнообразное питание.
Знать роль, функции витаминов, их классификацию и основные нарушения, возникающие при гипо- и авитаминозах.
Водно-солевой обмен - совокупность процессов распределения воды и минеральных веществ между вне- и внутриклеточным пространствами организма, а также между организмом и внешней средой. Распределение воды между водными пространствами организма зависит от осмотического давления жидкостей в этих пространствах, что во многом определяется их электролитным составом. От количественного и качественного состава минеральных веществ в жидкостях организма зависит протекание всех жизненно важных процессов.
Поддержание постоянства осмотического, объемного и ионного равновесия вне- и внутриклеточных жидкостей организма с помощью рефлекторных механизмов называется водно-электролитным гомеостазом. Изменение потребления воды и солей, избыточная потеря этих веществ сопровождаются изменением состава внутренней среды и воспринимаются соответствующими рецепторами. Синтез поступающей в ЦНС информации завершается тем, что к почке - основному эффекторному органу, регулирующему водно-солевое равновесие, поступают нервные или гуморальные стимулы, приспосабливающие ее работу к потребностям организма.
Функции воды:
1) обязательная составная часть протоплазмы клеток, тканей и органов; тело взрослого человека на 50-60% (40 – 45 л) состоит из воды;
2) хороший растворитель и переносчик минеральных и питательных веществ, продуктов обмена;
3) участие в реакциях обмена (гидролиз, набухание коллоидов, окисление белков, жиров, углеводов);
4) ослабление трения между соприкасающимися поверхностями в теле человека;
5) основной компонент водно-электролитного гомеостаза, входит в состав плазмы, лимфы и тканевой жидкости;
6) регуляция температуры тела;
7) обеспечение гибкости и эластичности тканей;
8) входит в состав пищеварительных соков (вместе с минеральными солями).
Суточная потребность взрослого человека в воде в состоянии покоя - 35-40 мл на килограмм массы тела. Это количество поступает в организм из следующих источников:
1) вода, потребляемая в виде питья (1-1,1 л) и вместе с пищей (1-1,1 л);
2) вода, которая образуется в результате химических превращений питательных веществ (0,3-0,35 л).
Основными органами, удаляющими воду из организма, являются почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почками за сутки удаляется 1-1,5 л воды, потовыми железами через кожу - 0,5 л, легкими выдыхается в виде паров 0,35 л (при учащении и углублении дыхания - до 0,8 л/сутки), через кишечник с калом - 100-150 мл воды.
Соотношение между количеством поступившей в организм и выведенной из него воды составляет водный баланс. Для нормальной жизнедеятельности организма важно, чтобы приход воды полностью покрывал расход, иначе в результате потери воды наступают серьезные нарушения жизнедеятельности. Потеря 10% воды приводит к состоянию дегидратации (обезвоживания), при потере 20% воды наступает смерть. При недостатке воды в организме наблюдается перемещение жидкости из клеток в межтканевое пространство, а затем - в сосудистое русло. Местные и общие нарушения водного обмена в тканях могут проявляться в форме отеков и водянки. Отек - накопление жидкости в тканях, водянка - скопление жидкости в полостях организма. Жидкость, скапливающуюся в тканях при отеках и в полостях при водянке, называют транссудатом.
Организм нуждается в постоянном поступлении не только воды, но и минеральных солей, котрые поступают в организм с пищевыми продуктами и водой, за исключением поваренной соли, которая специально добавляется к пище. Всего в организме животных и человека найдено 70 химических элементов, из которых 43 считают незаменимыми (эссенциальными; лат. essentia - сущность). Потребность организма в различных минеральных веществах неодинакова. Одни элементы (макроэлементы) вводятся в организм в значительном количестве (в граммах и десятых долях грамма в сутки):натрий, магний, калий, кальций, фосфор, хлор. Другие элементы - микроэлементы (железо, марганец, кобальт,цинк, фтор, йод) нужны организму в крайне малых количествах (в микрограммах миллиграмма).
Функции минеральных солей:
1) являются биологическими константами гомеостаза;
2) создают и поддерживают осмотическое давление в крови и осмотическое равновесие в тканях);3) поддерживают постоянство активной реакции крови (рН=7,36-7,42)4) участвуют в ферментативных реакциях;
5) участвуют в водно-солевом обмене;
6) ионы натрия, калия, кальция, хлора играют большую роль в процессах возбуждения и торможения, мышечного сокращения, свертывания крови;
7) являются составной частью костей (фосфор, кальций), гемоглобина (железо), гормона тироксина (йод), желудочного сока (соляная кислота);
8) являются составными компонентами всех пищеварительных соков.
1) Натрий поступает в организм в виде поваренной (столовой) соли (суточная потребность в ней для взрослого человека 10-15 г.), является единственной минеральной солью, которая добавляется к пище Участвует в поддержании осмотического равновесия и объема жидкости в организме, влияет на рост организма. Сoвместно с калием регулирует деятельность сердечной мышцы,изменяя ее возбудимость. Симптомы дефицита натрия: слабость, апатия, подергивание мышц, потеря свойства сократимости мышечной ткани.
2) Калий поступает в организм с овощами, мясом, фруктами. Суточная норма - 1 г. Вместе с натрием участвует в создании биоэлектрического мембранного потенциала (калиево-натриевый насос), поддерживает осмотическое давление внутриклеточной жидкости, стимулирует образование ацетилхолина. При недостатке наблюдается торможение rtpoцессов ассимиляции (анаболизма), слабость, сонливость, гипорефлексия (снижение рефлексов).
3) Хлор поступает в виде поваренной соли. Анионы хлора вместе с катионами натрия участвуют в создании осмотического давления плазмы крови и других жидкостей организма. Хлор входит также в состав соляной кислоты желудочного сока. Симптомов дефицита не обнаружено.
4) Кальций поступает с молочными продуктами, овощами (зелеными листьями). Содержится в костях вместе с фосфором и является одной из важнейших биологических констант крови. Содержание кальция в крови человека в норме 2,25-2,75 ммоль/л. Снижение кальция приводит к непроизвольным мышечным сокращениям (кальциевая тетания) и смерти вследствие остановки дыхания. Кальций необходим для свертывания крови. Суточная потребность - 0,8 г.
5) Фосфор поступает с молочными продуктами, мясом, злаками. Суточная потребность - 1,5 г. Вместе с кальцием содержится в костях и зубах, входит в состав макроэргических соединений (АТФ, креатинфосфат). Отложение фосфора в костях возможно только при наличии витамина D. При недостатке фосфора в организме наблюдается деминерализация костей.
6) Железо поступает с мясом, печенью, бобами, сухофруктами. Суточная потребность - 12-15 мг. Является составной частью гемоглобина крови и дыхательных ферментов. В организме содер-жится 3 г железа, из которого 2,5 г находится в эритроцитах как составная часть гемоглобина, остальные 0,5 г входят в состав клеток организма. Недостаток железа нарушает синтез гемоглобина и как следствие приводит к малокровию.
7) Йод поступает с питьевой водой, обогащенной им при протекании через горные породы или со столовой солью с добавлением йода. Суточная потребность - 0,03 мг. Участвует в синтезе гормонов щитовидной железы. Недостаток йода в организме приводит к возникновению эндемического зоба - увеличению щитовидной железы (некоторые области Урала, Кавказа, Памира).
Витамины (лат. vita - жизнь + амины) - поступающие с пищей незаменимые вещества, необходимые для поддержания жизненных функций организма. Иззвестно более 50 витаминов.
Функции витаминов:
1) являются биологическими катализаторами и взаимодействуют с ферментами и гормонами;
2)являются коферментами, т.е. низкомолекулярными компонентами ферментов;
3) принимают участие в регуляции процесса обмена веществ в виде ингибиторов или активаторов;
4) участвуют в образовании гормонов и медиаторов;
5) снижают воспалительные явления и способствуют восстановлению поврежденной ткани;
6) способствуют росту, улучшению минерального обмена, сопротивляемости к инфекциям, предохраняют от малокровия, повышенной кровоточивости;
7) обеспечивают высокую работоспособность.
Заболевания, которые развиваются при отсутствии витаминов в пище, называются авитаминозами. Функциональные нарушения, возникающие при частичной недостаточности витаминов, - гиповитаминозы. Заболевания, вызываемые избыточным потреблением витаминов, - гипервитаминозы. Витамины обозначают буквами латинского алфавита, химическими и физиологическими названиями. По растворимости все витамины делят на 2 группы: водо- и жирорастворимые.
Водорастворимые витамины.
1) Витамин С - аскорбиновая кислота, антицинготный. Содержится в ягодах шиповника, черной смородины, лимонах. Суточная потребность - 50-100 мг. При отсутствии витамина С развивается цинга (скорбут): кровоточивость и разрыхление десен, выпадение зубов, кровоизлияния в мышцах и суставах. Костная ткань становится более пористой и хрупкой (могут быть переломы). Возникает общая слабость, вялость, истощение, пониженная сопротивляемость к инфекциям,
2) Витамин B1 - тиамин, антиневрин. Содержится в пивных дрожжах, печени, свинине, орехах, цельных зернаах хлебных злаков, в желтке яйца. Суточная потребность - 2-3 мг. При отсутствии витамина В1 развивается заболевание «бери-бери»: полиневрит, нарушение деятельности сердца и желудочно-кишечного тракта.
3) Витамин В2 - рибофлавин (лактофлавин), антисеборейный. Содержится в печени, почках, дрожжах. Суточная потребность - 2-3 мг. При авитаминозе у взрослых наблюдается нарушение обмена веществ,поражение глаз, слизистой облочки полости рта, губ, атрофия сосочков языка, себорея, дерматит, падение веса; у детей - задержка роста.
4) Витамин В3 - пантотеновая кислота, антидерматитный. Суточная потребность - 10 мг. При авитаминозе возникает слабость, быстрая утомляемость, головокружение, дерматиты, поражение слизистых оболочек,невриты.
5) Витамин В6 - пиридоксин, антидерматитный (адермин). Содержится в рисовых отрубях, бобах, дрожжах, почках, печени, мясе. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Суточная потребность - 2-3 мг. При авитаминозе наблюдается тошнота, слабость, дерматит у взрослых. У младенцев проявлением авитаминоза являются судороги (конвульсии).
6) Витамин В12 - цианокобаламин, антианемический. Содержится в печени рогатого скота и цыплят. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Суточная потребность - 2-3 мкг. Влияет на кроветворение и предохраняет от злокачественной ангемии Т. Аддисона-А. Бирмера.
7) Виатмин Вс - фолиевая кислота (фолацин), антианемический. Содержится в салате, шпинате, капусте, томатах, моркови, пшенице, печени, мясе, яйцах. Синтезируется в толстом кишечнике микрофлорой. Суточная потребность - 3 мг. Влияет на синтез нуклеиновых кислот, кроветворение и предохраняет от мегалобластной анемии.
8) Витамин Р - рутин (цитрин), капилляроукрепляющий витамин. Содержится в лимонах, гречневой крупе, черной смородине, черноплодной рябине, плодах шиповника. Суточная потребность - 50 мг. Уменьшает проницаемость и ломкость капилляров, усиливает действие витамина С и способствует накоплению его в организме.
9) Витамин В5 (РР) - никотиновая кислота (никотинамид, ниацин), противопеллагрический. Содержится в дрожжах, свежих овощах, мясе. Суточная потребность - 15 мг. Синтезируется в толстом кишечнике из аминокислоты триптофана. Предохраняет от пеллагры: дерматита, диареи (поноса), деменции (нарушения психики).
Жирорастворимые витамины.
1) Витамин А - ретинол, противоксерофтальмический. Содержиится в рыбьем жире, печени трески и палтуса. Суточная потребность - 1,5 мг. Способствует росту и предохраняет от куриной, или ночной, слепоты (гемералопии), сухости роговицы глаза (ксерофтальмии), размягчения и некроза роговицы (кератомаляции). Предшественником витамина А является каротин, содержащийся в растениях: моркови, абрикосах, листьях петрушки.
2) Витамин D - кальциферол, противорахитический. Содержится в коровььем масле, желтке яйца, рыбьем жире. Суточная потребность - 5-10 мкг, для детей грудного возраста - 10-25 мкг. Регулирует обмен кальция и фосфора в организме и предохраняет от рахита. Предшественником витамина D в организме является 7-дегидро-холестерин, который под действием ультрафиолетовых лучей в тканях (в коже) превращается в витамин D.
3). Витамин Е - токоферол, противостерильный витамин. Содержится в салате, петрушке, растительном масле, овсяной муке, кукурузе. Суточная потребность - 10-15 мг. Обеспечивает функцию размножения, нормальное протекание беременности. При его отсутсттвии происходит дегенерация мышц, развиваются мышечная слабость и костная атрофия.
4). Витамин К - викасол (филлохинон), антигеморрагический витамин. Содержится в листьях шпината, салата, капусты, крапивы, в томатах, ягодах рябины, в печени. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Для всасывания необходима желчьь. Суточная потребность - 0,2-0,3 мг. Усиливает биосинтез протромбина в печени и способствует свертыванию крови.
5). Витамин F - комплекс ненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой) необходим для нормального жирового обмена в организме. Суточная потребность -10-12 г.
РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ В ОРГАНИЗМЕ . Кроме белков, жиров и углеводов, здоровое питание должно содержать различные минеральные соли: кальция, фосфора, железа, калия, натрия, магния и другие. Эти минералы поглощаются растениями из верхних слоев почвы и из атмосферы, а затем попадают в организм человека и животных через растительную пищу.
В организме человека используется почти 60 химических элементов, но основными считаются только 22 химических элемента. Они составляют в общей сложности 4% веса тела человека.
Все минеральные вещества, которые присутствуют в организме человека, условно разделяются на макроэлементы и микроэлементы. Макроэлементы: кальций, калий, магний, натрий, железо, фосфор, хлор, сера в больших количествах присутствуют в организме человека. Микроэлементы: медь, марганец, цинк, фтор, хром, кобальт, никель и другие требуются организму в небольших количествах, но очень важны. Например, содержание бора в крови человека минимально, но его присутствие необходимо для нормального обмена важных макроэлементов: кальция, фосфора и магния. Организму не будет никакой пользы даже от огромного количества этих трех макроэлементов без бора.
Минеральные соли в организме человека поддерживают необходимое кислотно-щелочное равновесие, нормализуют водно-солевой обмен, поддерживают работу эндокринной системы, нервной, пищеварительной, сердечно сосудистой и других систем. Также, минеральные вещества участвуют в кроветворении и свертывании крови, в обмене веществ. Они необходимы для построения мышц, костей, внутренних органов. В водном режиме минеральные соли играют также важную роль. Поэтому, минеральные вещества в достаточном количестве должны постоянно поступать с пищей, так как в организме человека происходит непрерывный обмен минеральных солей.
Недостаток минеральных веществ. Недостаток макро и микроэлементов приводит к тяжелым заболеваниям. Например, длительный недостаток поваренной соли может привести к нервному истощению и ослаблению работы сердца. Недостаток солей кальция приводит к повышенной ломкости костей, а у детей может развиться рахит. При недостатке железа развивается анемия. При недостатке йода – слабоумие, глухонемота, зоб, карликовый рост.
К основным причинам, вызывающим недостаток минеральных веществ в организме относятся:
1. Некачественная питьевая вода.
2. Однообразное питание.
3. Регион проживания.
4. Заболевания, приводящие к потере минеральных веществ (кровотечение, язвенный колит).
5. Лекарства, препятствующие усвоению макро и микроэлементов.
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА В ПРОДУКТАХ. Единственным способом доставить организму все необходимые минеральные вещества является сбалансированное здоровое питание и вода. Нужно регулярно употреблять растительную пищу: зерно, бобовые, корнеплоды, фрукты, зеленые овощи — это важный источник микроэлементов. А также рыбу, птицу, красное мясо. Большая часть минеральных солей при кулинарной обработке не теряется, но значительное их количество переходит в отвар.
В разных продуктах различно и содержание минеральных веществ. Например, молочные продукты содержат более 20 минералов: железо, кальций, йод, марганец, цинк, фтор и др. В мясных продуктах содержатся: медь, серебро, цинк, титан и др. В морских продуктах – фтор, йод, никель. В некоторых продуктах питания избирательно концентрируются только определенные минеральные вещества.
Соотношение различных минеральных веществ, поступающих в организм, имеет большое значение, так как они могут снижать полезные качества друг друга. Например, при избытке фосфора и магния снижается усвоение кальция. Поэтому их соотношение должно быть 3:2:1 (фосфор, кальций и магний).
СУТОЧНАЯ НОРМА МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ. Для подержания здоровья человека официально установлены суточные нормы потребления минеральных веществ. Например, для взрослого мужчины ежедневная норма минеральных веществ составляет: кальций – 800 мг, фосфор – 800 мг, магний – 350 мг, железо – 10 мг, цинк – 15 мг, йод – 0,15 мг, селен – 0,07 мг, калий – от 1,6 до 2 г, медь – от 1,5 до 3 мг, марганец – от 2 до 5 мг, фтор – от 1,5 до 4 мг, молибден – от 0,075 до 0,25 мг, хром – от 0,05 до 0,2 мг. Для получения суточной нормы минеральных веществ требуется разнообразное питание и правильное приготовление пищи.
Также следует учитывать, что по некоторым причинам требуется повышенное потребление минеральных веществ. Например, при тяжелом физическом труде, при беременности и кормлении грудью, при различных заболеваниях, при снижении иммунитета.
Минеральные соли. МАГНИЙ
Роль магния в организме:
Магний в организме необходим для нормального протекания биологических процессов в головном мозге, мышцах. Соли магнияпридают особую твердость костям и зубам, нормализуют работу сердечно-сосудистой и нервной системы, стимулируют желчевыделение и деятельность кишечника. При недостатке магния наблюдается нервное напряжение. При заболеваниях: атеросклероз, гипертония, ишемия, желчного пузыря, кишечника необходимо увеличить количество магния.
Суточная норма магния для здорового взрослого человека – 500-600 мг.
Магний в продуктах:
Больше всего магния — 100 мг (в 100г продуктов) — в отрубях, овсяной крупе, пшене, морской капусте (ламинарии), черносливе, урюке.
Много магния — 50-100 мг – в сельди, скумбрии, кальмарах, яйцах. В крупах: гречневой, перловой, горохе. В зелени: петрушке, укропе, салате.
Меньше 50 мг магния – в курах, сыре, манной крупе. В мясе, вареной колбасе, молоке, твороге. В рыбе: ставриде, треске, хеке. В белом хлебе, макаронах. В картофеле капусте помидорах. В яблоках, абрикосах, винограде. В моркови, свекле, черной смородине, вишне, изюме.
Минеральные соли. КАЛЬЦИЙ :
Роль кальция в организме:
Кальций в организме способствует лучшему усвоению фосфора и белков. Соли кальция входят в состав крови, влияют на свертываемость крови. Недостаток кальция ослабляет сердечную мышцу. Соли кальция и фосфора необходимы для построения зубов и костей скелета и являются основными элементами костной ткани.Лучше всего кальций усваивается из молока и молочных продуктов. Суточную потребность в кальции удовлетворят 100г сыра или 0,5л молока. Молоко также способствует повышению усвояемости кальция из других продуктов, поэтому, оно должно присутствовать в любом рационе.
Суточная норма кальция – 800-1000 мг.
Кальций в продуктах:
Больше всего кальция — 100 мг (в 100г продуктов) – в молоке, твороге, сыре, кефире. В зеленом луке, петрушке, фасоли.
Много кальция — 50-100 мг – в яйцах, сметане, гречке, овсянке, горохе, моркови. В рыбе: сельди, ставриде, сазане, в икре.
Меньше 50 мг кальция – в сливочном масле, хлебе 2 сорта, пшене, перловке, макаронах, манной крупе. В рыбе: судак, окунь, треска, скумбрия. В капусте, свекле, зеленом горошке, редисе, картофеле, огурцах, помидорах. В абрикосах, апельсинах, сливе, винограде, вишне, клубнике, арбузах, в яблоках и грушах.
Минеральные соли. КАЛИЙ :
Роль калия в организме:
Калий в организме способствует перевариванию жиров и крахмала, необходим для построения мускулов, для печени, селезенки, кишечника, полезен при запорах, при болезни сердца, при кожных воспалениях, при приливах. Калий выводит из организма воду и натрий. Недостаток солей калия снижает умственную активность, делает дряблыми мышцы.
Суточная норма калия – 2-3г. Количество калия необходимо увеличить при гипертонии, болезни почек, во время приема мочегонных средств, при поносе и рвоте.
Калий в продуктах:
Больше всего калия содержится в яичных желтках, молоке, картофеле, капусте, горохе. Много калия содержат лимоны, клюква, отруби, орехи.
Минеральные соли. ФОСФОР :
Роль фосфора в организме:
Соли фосфора участвуют в обмене веществ, в построении костной ткани, гормонов, необходимы для нормальной деятельности нервной системы, сердца, мозга, печени и почек. Из животных продуктов фосфор усваивается на 70%, из растительных продуктов – на 40%. Усвоение фосфора улучшается при замачивании круп перед приготовлением.
Суточная норма фосфора – 1600 мг. Количество фосфора необходимо увеличить при заболевании костей и переломах, при туберкулезе, при заболевании нервной системы.
Фосфор в продуктах:
Больше всего фосфора содержится в сырах, печени говяжьей, икре, фасоли, в овсянке и перловке.
Много фосфора – в курице, рыбе, твороге, горохе, гречке и пшене, в шоколаде.
Меньше фосфора – в говядине, свинине, вареных колбасах, яйцах, молоке, сметане, макаронах, рисе, манке, в картофеле и моркови.
Минеральные соли. ЖЕЛЕЗО :
Роль железа в организме:
Железо в организме необходимо для образования гемоглобина крови и миоглобина мышц. Лучшими источниками железа являются: мясо, куры, печень. Для лучшего усвоения железа применяют лимонную и аскорбиновую кислоту, фрукты, ягоды и соки из них. При добавлении мяса и рыбы к зерновым и бобовым продуктам улучшается усвоение железа из них. Крепкий чай препятствует усвоению железа из продуктов. Усвоение солей железа снижается при заболеваниях кишечника и желудка.
При недостатке железа развивается малокровие (железодефицитная анемия). Анемия развивается при недостатке в питании белков животного происхождения, витаминов и микроэлементов, при большой кровопотере, при заболеваниях желудка (гастритах, энтеритах), глистах. В таких случаях необходимо увеличить количество железа в питании.
Суточная норма железа – 15 мг для взрослого человека.
Железо в продуктах:
Больше всего железа (более 4 мг) в 100г продуктов – в говяжьей печени, почках, языке, белых грибах, гречке, фасоли, горохе, чернике, в шоколаде.
Много железа – в говядине, баранине, кролике, яйцах, хлебе 1 и 2 сорта, овсянке и пшене, в орехах, яблоках, грушах, хурме, айве, инжире, в шпинате.
Минеральные соли. НАТРИЙ:
Роль натрия в организме:
Натрий поставляет в организм в основном поваренная соль (натрия хлорид). Благодаря натрию в организме, в крови и тканях удерживается известь и магний, а железо захватывает из воздуха кислород. При недостатке солей натрия происходит застой крови в капиллярах, отвердевают стенки артерий, развиваются сердечные заболевания, образуются желчные и мочевые камни, страдает печень.
При увеличении физической нагрузки возрастает и потребность организма в минеральных солях, прежде всего в калии и натрии. Их содержание в рационе питания следует повысить на 20-25%.
Суточная потребность в натрии:
Для взрослого человека достаточно 2-6 г соли в сутки. Избыточное содержание соли в пище способствует развитию заболеваний: атеросклероз, гипертоническая болезнь, подагра. Недостаток соли приводит к похудению.
Натрий в продуктах:
Больше всего натрия – в сыре, брынзе, колбасах, соленой и копченой рыбе, квашеной капусте.
Минеральные соли. ХЛОР:
Роль хлора в организме:
Хлор в продуктах в большом количестве содержится в яичном белке, молоке, молочной сыворотке, устрицах, капусте, петрушке, сельдерее, бананах, ржаном хлебе.
Минеральные соли. ЙОД:
Роль йода в организме:
Йод в организме присутствует в щитовидной железе, регулирует обмен веществ. При недостатке йода в организме, ослабляется иммунитет, развивается заболевание щитовидной железы. Болезнь развивается при недостатке животного белка, витаминов А и С и некоторых микроэлементов. С целью профилактики используется йодированная поваренная соль.
Суточная норма йода – 0,1-0,2 мг. Количество йода необходимо увеличить при недостаточной функции щитовидной железы, при атеросклерозе и ожирении.
Йод в продуктах:
Много йода – в морских водорослях (ламинария), морской рыбе, морепродуктах. Также йод содержится в свекле, помидорах, репе, салате.
Йод присутствует в малых количествах — в мясе, в пресноводной рыбе и питьевой воде.
Минеральные соли. ФТОР :
Роль фтора в организме:
Фтор в организме находится в костях и зубах. При недостатке фтора гниют зубы, трескается эмаль зубов, болят кости скелета.
Суточная норма фтора – 0,8-1,6 мг.
Фтор в продуктах:
Больше всего фтора содержится – в морской рыбе и морепродуктах, в чае.
Фтор также содержится — в хлебных злаках, орехах, горохе и бобах, яичном белке, в зеленых овощах и фруктах.
Минеральные соли. СЕРА :
Роль серы в организме:
Сера находится во всех тканях организма человека: в волосах, ногтях, в мышцах, желчи, моче. При недостатке серы появляется раздражительность, различные опухоли, кожные заболевания.
Суточная потребность серы – 1 мг.
Сера в продуктах:
Сера в большом количестве содержится в яичном белке, капусте, репе, хрене, в отрубях, в грецких орехах, пшенице и ржи.
Минеральные соли. КРЕМНИЙ:
Кремний в организме человека идет на построение волос, ногтей, кожи, мышц и нервов. При недостатке кремния выпадают волосы, ломаются ногти, возникает риск сахарного диабета.
Кремний в продуктах:
Кремнийв большом количествесодержится в злаках, в кожуре свежих фруктов. В малом количестве: в свекле, огурцах, петрушке, землянике.
Минеральные соли. МЕДЬ:
Медь в организме человека участвует в кроветворении, рекомендуется больным сахарным диабетом.
Норма меди – 2 мг.
Медь в продуктах содержится – в говяжьей и свиной печени, в печени трески и палтуса, в устрицах.
Минеральные соли. ЦИНК:
Цинк в организме человека нормализует функцию эндокринной системы, участвует в кроветворении.
Суточная потребность в цинке – 12-16 мг.
Цинк в продуктах:
Больше всего цинка – в мясе и субпродуктах, рыбе, устрицах, яйцах.
Минеральные соли. АЛЮМИНИЙ:
Суточная потребность в алюминии – 12-13 мг.
Минеральные соли. МАРГАНЕЦ:
Марганец в организме человека:
Марганец благотворно влияет на нервную систему, активно участвует в обмене жиров и углеводов, препятствует жиру откладываться в печени, снижает холестерин. Марганец повышает выносливость мышц, участвует в кроветворении, повышает свертываемость крови, участвует в построении костной ткани, помогает всасыванию витамина В1.
Суточная потребность в марганце – 5-9 мг в день.
Марганец в продуктах:
Основными источниками марганца являются: куриное мясо, печень говяжья, сыр, яичный желток, картофель, свекла, морковь, лук, фасоль, горох, салат, сельдерей, бананы, чай (листовой), имбирь, гвоздика.
Фундук – 4,2 мг, овсяная крупа (геркулес) – 3,8 мг, грецкие и миндальные орехи – около 2 мг, хлеб ржаной – 1,6 мг, гречка – 1,3 мг, рис – 1,2 мг.
Рекомендуется чаще по утрам включать в свой рацион питательную овсяную кашу – с ней вы получите почти половину дневной нормы марганца. Марганец не теряется при кулинарной обработке продуктов, но при размораживании и замачивании теряется значительная его часть. Чтобы сохранить большую часть марганца, замороженные овощи нужно жарить и варить не оттаивая. Марганец сохраняется в овощах, сваренных в кожуре или на пару.
Недостаток марганца в организме:
При недостатке марганца повышается уровень холестерина в крови, плохой аппетит, бессонница, тошнота, мышечная слабость, иногда судороги в ногах (т. к. нарушается усвоение витамина В1), происходит деформация костной ткани.
Минеральные соли. КАДМИЙ – содержится в моллюске-гребешке.
Минеральные соли. НИКЕЛЬ – участвует в кроветворении.
Минеральные соли. КОБАЛЬТ, ЦЕЗИЙ, СТРОНЦИЙ и другие микроэлементы необходимы организму в малых количествах, но их роль в обмене веществ очень большая.
Минеральные соли: КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОЕ РАВНОВЕСИЕ В ОРГАНИЗМЕ:
Правильное, здоровое питание поддерживает в организме человека кислотно-щелочное равновесие постоянно. Но иногда изменение рациона питания с преобладанием кислотных или щелочных минеральных веществ может нарушить кислотно-щелочной баланс. Чаще всего происходит преобладание кислотных минеральных солей, что является причиной развития атеросклероза, диабета, заболеваний почек, желудка и др. Если в организме повышается содержание щелочи, то возникают болезни: столбняк, сужение желудка.
Людям зрелого возраста в пищевом рационе нужно увеличивать количество щелочных продуктов.
Кислые минеральные соли: фосфор, серу, хлор, содержат такие продукты: мясо и рыба, хлеб и крупы, яйца.
Щелочные минеральные соли: кальций, калий, магний, натрий содержат такие продукты: молочные продукты (кроме сыра), картофель, овощи, фрукты, ягоды. И хотя овощи и фрукты кислые на вкус, в организме они превращаются в щелочные минеральные вещества.
Как восстановить кислотно-щелочное равновесие?
* В организме человека постоянно идет борьба между минеральными солями калия и натрия. Недостаток калия в крови проявляется отеками. Необходимо исключить соль из питания, а заменить её продуктами богатыми солями калия: чесноком, луком, хреном, укропом, сельдереем, петрушкой, тмином. Кроме этого употреблять морковь, петрушку, шпинат, печеный картофель, капусту, зеленый горошек, помидоры, редис, изюм, курагу, грейпфрут, бобовые, овсянку, ржаной хлеб подсушенный.
* Соблюдать питьевой режим: пить чистую воду; воду с добавлением яблочного уксуса, лимонного сока, меда; настой шиповника, листьев малины и черной смородины.
Полезные статьи:
В клетке содержится 1–1,5% минеральных солей. Соли – соединения ионные, т.е. в их составе атомы с частично приобретенным положительным и отрицательным зарядом. В воде соли легко растворяются и распадаются на ионы, т.е. диссоциируют с образованием катиона металла и аниона кислотного остатка. Например:
NaCl ––> Na + + Сl – ;
Н 3 РO 4 ––> 2H + + НРO 4 2– ;
Н 3 РO 4 ––> H + + Н 2 РO 4 – .
Поэтому мы говорим, что соли содержатся в клетке в виде ионов. В наибольшей степени в клетке представлены и имеют наибольшее значение
катионы: К + , Na + , Са 2+ , Mg 2+ ;
анионы: НРО 4 2– , H 2 РО 4 – , Сl – , НСО 3 – , HSO 4 – .
Есть в живых тканях и соли, находящиеся в твердом состоянии, – например, фосфат кальция, входящий в состав межклеточного вещества костной ткани, в раковины моллюсков.
Биологическое значение катионов
Рассмотрим значение важнейших катионов в жизнедеятельности клетки и организма.
1. Катионы натрия и калия (К + и Na +), концентрация которых в клетке и в межклеточном пространстве сильно различается – концентрация К + внутри клетки очень высокая, а Na + – низкая. Пока клетка жива, различия в концентрации этих катионов стойко поддерживаются. Благодаря разнице в концентрациях катионов натрия и калия по обе стороны клеточной мембраны на ней создается и поддерживается разница потенциалов. Также благодаря этим катионам оказывается возможной передача возбуждения по нервным волокнам.
2. Катионы кальция (Ca 2+) являются активатором ферментов, способствуют свертыванию крови, входят в состав костей, раковин, известковых скелетов, участвуют в механизмах мышечного сокращения.
3. Катионы магния (Mg 2+) также являются активаторами ферментов, входят в состав молекул хлорофилла.
4. Катионы железа (Fe 2+) входят в состав гемоглобина и других органических веществ.
Биологическое значение анионов
Несмотря на то, что в процессе жизнедеятельности клетки непрерывно образуются кислоты и щелочи, в норме реакция клетки слабощелочная, почти нейтральная (рН=7,2). Это обеспечивается содержащимися в ней анионами слабых кислот, которые связывают или отдают ионы водорода, в результате чего реакция среды клетки практически не изменяется.
Способность клетки поддерживать определенную концентрацию водородных ионов (рН) называют буферностью .
Внутри клетки буферность обеспечивается главным образом анионами H 2 РО 4 – это фосфатная буферная система. Она поддерживает рН внутриклеточной жидкости в пределах 6,9 - 7,4.
Во внеклеточной жидкости и в плазме крови роль буфера играют СО 3 2– и НСО 3 – - это бикарбонатная система. Онаподдерживающая рН на уровне 7,4.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
Вопрос 1. Какие химические элементы входят в состав клетки?
В состав клетки входит около 70 элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Из них основная часть (98"%) приходится на макроэлементы - углерод, водород, кислород, азот, которые вместе с серой и фосфором образуют группу биоэлементов.
На долю таких элементов, как сера, фосфор, калий, натрий, железо, кальций и магний, приходится только 1,8% веществ, входящих в состав Клетки.
Помимо этого и состав клетки входят микроэлементы йод (I), фтор (F), цинк (Zn), медь (Cu), составляющие 0,18% от общей массы, и ультрамикроэлементы - золото (Аи), серебро (Ан), платина (Р) входящие в состав клетки в количестве до 0,02%.
Вопрос 2. Приведите примеры биологической роли химических элементов.
Биоэлементы - кислород, водород, углерод, азот, фосфор и сера - являются необходимыми составными частями молекул биологических полимеров - белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот.
Натрий, калий и хлор обеспечивают проницаемость клеточных мембран, работу калий - натриевого (К/Nа-) насоса, проведение нервного импульса.
Кальций и фосфор являются структурными компонентами межклеточного вещества костной ткани. Помимо этого кальций является одним из факторов свертываемости крови.
Железо входит в состав белка эритроцитов - гемоглобина, а медь - в состав сходного с ним белка, тоже являющегося переносчиком кислорода, - гемоцианина (например, в эритроцитах моллюсков).
Магний является обязательной частью хлорофилла клеток растений. А мод и цинк входят в состав гормонов щитовидной и поджелудочной желез соответственно.
Вопрос 3. Что такое микроэлементы? Приведите примеры и охарактеризуйте их биологическое значение.
Микроэлементы - вещества, входящие в состав клетки в малых количествах (от 0,18 до 0,02%). К микроэлементам относятся цинк, медь, йод, фтор, кобальт.
Находясь в составе клетки в виде ионов и иных соединений, они активно участвуют в построении и функционировании живого организма. Так, цинк входит в состав молекулы инсулина - гормона поджелудочной железы. Йод - необходимый компонент тироксина - гормона щитовидной железы. Фтор участвует в образовании костей и эмали зубов. Медь входит в состав молекул некоторых белков, например гемоцианина. Кобальт является компонентом молекулы витамина В12, необходимого организму для кроветворения.
Вопрос 4. Какие неорганические вещества входят в состав клетки?
Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, наиболее распространенным является вода. В среднем в многоклеточном организме вода составляет до 80% массы тела. Помимо этого, в клетке находятся различные неорганические соли, диссоциированные на ионы. В основном это соли натрия, калия, кальция, фосфаты, карбонаты, хлориды.
Вопрос 5. В чём заключается биологическая роль воды; минеральных солей?
Вода является самым распространенным неорганическим соединением в живых организмах. Ее функции во многом определяются дипольным характером строения ее молекул.
1. Вода - универсальный полярный растворитель: многие химические вещества в присутствии воды диссоциируют на ионы - катионы и анионы.
2. Вода является средой, где протекают различные химические реакции между веществами, находящимися в клетке.
3. Вода выполняет транспортную функцию. Большинство веществ способно проникнуть через клеточную мембрану только в растворенном и воде виде.
4. Вода является важным реагентом реакций гидратации и конечным продуктом многих биохимических реакций, в том числе окисления.
5. Вода выступает как терморегулятор, что обеспечивается ее хорошей теплопроводностью И теплоемкостью и позволяет поддерживать температуру внутри клетки при колебаниях температуры и окружающей среде.
6. Вода является средой для жизни многих живых организмов.
Жизнь без воды невозможна.
Минеральные вещества также имеют важное значение для процессов, происходящих в живых организмах. От концентрации солей в клетке зависят ее буферные свойства - способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне.
Вопрос 6. Какие вещества обусловливают буферные свойства клетки?
Внутри клетки буферность обеспечивается главным образом анионами Н2РО, НРО4-. Во внеклеточной жидкости и крови роль буфера играют карбонат-ион СО и гидрокарбонат-ион НСО. Анионы слабых кислот и щелочей связывают ионы водорода Н и гидроксид-ионы ОН благодаря чему реакция среды почти не меняется, несмотря на поступление извне или образование в процессе метаболизма кислых и щелочных продуктов.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1. Каковы отличия вклада различных элементов в организацию живой и неживой природы?
Тела живой и неживой природы состоят из одинаковых химических элементов, что объяснят единство их происхождения. Вклад химических элементов одинаков как для живой, так и для неживой природы.
Вопрос 2. Объясните, как физико-химические свойства воды проявляются в обеспечении процессов жизнедеятельности клетки и целостного организма.
Вода является жидкостью, обладающей уникальным сочетанием целого ряда важных физико-химических свойств.
Молекулы воды обладают высокой полярностью и образуют друг с другом водородные связи. В жидкой воде каждая молекула с помощью водородных связей соединяется с 3 или 4 соседними молекулами. Благодаря огромнейшему количеству водородных связей вода по сравнению с другими жидкостями имеет бóльшую теплоёмкость и теплоту испарения, высокую температуру кипения и плавления, высокую теплопроводность. Наличие таких качеств позволяет воде активно участвовать в терморегуляции.
Вода обладает низкой вязкостью и представляет собой подвижную жидкость. Причиной высокой подвижности воды является очень малое время существования водородных связей. Поэтому в воде постоянно происходит образование и разрушение большого количества водородных связей, что обусловливает данное свойство. Вследствие высокой текучести вода легко циркулирует по различным полостям организма (кровеносным и лимфатическим сосудам, межклеточным пространствам и т.д.).