Макроэлементы — это вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека. Они должны поступать с пищей в количестве от 25 граммов. Макроэлементы — это простые химические могут быть как металлы, так и неметаллы. Однако они необязательно должны поступать в организм в чистом виде. В большинстве случаев макро- и микроэлементы поступают с пищей в составе солей и других химических соединений.

Макроэлементы — это какие вещества?

В организм человека должно поступать 12 макроэлементов. Из них четыре называют биогенными, так как их количество в организме наибольшее. Такие макроэлементы — это основа жизни организмов. Из них состоят клетки.

Биогенные

К макроэлементам относятся:

• углерод;
• кислород;
• азот;
• водород.

Их называют биогенными, так как они являются основными составляющими живого организма и входят в состав почти всех органических веществ.

Другие макроэлементы

К макроэлементам относятся:

• фосфор;
• кальций;
• магний;
• хлор;
• натрий;
• калий;
• сера.

Их количество в организме меньше, чем биогенных макроэлементов.

Что такое микроэлементы?

Микро- и макроэлементы отличаются тем, что микроэлементов организму необходимо меньше. Чрезмерное поступление их в организм оказывает негативное влияние. Однако и их недостаток также вызывает заболевания.

Вот список микроэлементов:

• железо;
• фтор;
• медь;
• марганец;
• хром;
• цинк;
• алюминий;
• ртуть;
• свинец;
• никель;
• молибден;
• селен;
• кобальт.

Некоторые микроэлементы при превышении дозировки становятся чрезвычайно токсичными, например ртуть и кобальт.

Какую роль эти вещества выполняют в организме?

Рассмотрим функции, которые выполняют микроэлементы и макроэлементы.

Роль макроэлементов:

Функции, выполняемые некоторыми микроэлементами, до сих пор не до конца изучены, так как чем меньше элемента присутствует в организме, тем сложнее определить процессы, в которых он принимает участие.

Роль микроэлементов в организме:

Макроэлементы клетки и ее микроэлементы

Рассмотрим ее химический состав в таблице.

В какой еде есть нужные организму элементы?

Рассмотрим в таблице, в каких продуктах содержатся макро- и микроэлементы.

Теперь вы знаете практически все о макро- и микроэлементах.

С каждым годом становится все более очевидной необходимость коррекции пищевого дефицита микро- и макроэлементов у жителей Российской Федерации.

Исследования, проведенные в последнее время, показали, что треть из 40000 обследованных россиян получает в день менее 70% железа и магния от суточных норм потребности. Лишь четверть россиян ежедневно получают количество кальция, достаточное для обеспечения правильного течения физиологических процессов.

Обогащение пищевых продуктов отдельными элементами (кальцием, магнием, йодом) уменьшает их дефицит, но не позволяет решить проблему полностью. Кроме того, точное количество микро- или макроэлемента, форма, в которой данный элемент присутствует в продукте, а также доза получаемого элемента во многом зависят от производителя и индивидуальных предпочтений покупателей.

Минеральные соединения входят в состав всех клеток и тканей организма животных и человека. В организме человека обнаружено свыше 80 элементов, которые принято делить на макро-, микро- и ультрамикроэлементы. К макроэлементам, ежесуточное потребление которых может достигать нескольких граммов в день, относятся калий, кальций, магний, натрий, фосфор и другие минералы, широко распространенные в природе и в составе пищевых продуктов. Микроэлементами (концентрация в тканях не более 0,001% от сухой массы ткани) являются йод, фтор, медь, цинк, мышьяк, марганец, бром, алюминий, никель, кобальт, кремний и др. Остается актуальным вопрос о необходимости для организма ультрамикроэлементов (золота, свинца, ртути и др.).

В организм человека минеральные элементы попадают в составе пищевых продуктов, воды и, в меньшей степени, воздуха. В воздух и воду минералы попадают из разрушающихся под действием эрозии горных пород. Образующиеся при этом крошечные частички разносятся ветром на большие расстояния и, оседая, формируют основу почвы. Микроорганизмы почвы перерабатывают мельчайшие кристаллы минеральных солей и способствуют их поступлению в растения. Употребление растительной пищи, а также мяса и молока травоядных животных обеспечивает организм необходимыми минералами.

В пищевых продуктах минеральные вещества содержатся в виде неорганических соединений, в форме солей органических кислот, а также в связи с белками, углеводами и жирами.

Все соединения минералов, поступающих в организм, могут быть разделены на органические и неорганические. Для того, чтобы быть полноценно усвоенными, неорганические соли минералов (карбонаты, силикаты, сульфаты и др.) должны переведены в ионизированную форму. В связи с этим обстоятельством поступление в организм различных форм минералов зависит не только от дозы вводимого макро- или микроэлемента, но и от его растворимости и ионизации в желудочно-кишечном тракте, а также активности соответствующих ионных каналов.

Применительно к минералам биодоступность может быть определена как та часть от потребленного количества минерала, которая успешно всосалась в пищеварительном тракте, была доставлена до места действия и конвертирована в физиологически активную форму. Далеко не всегда прямое измерение минерала концентрации минерала в плазме крови, в моче или тканях правильно отражает его истинную биоусвояемость. Большинство работ по биодоступности основывается на включении различных форм минерала в диету, изначально дефицитную по данному элементу, и оценке возникающих при этом изменений физиологических показателей.

Химическая и физическая форма минерального соединения во многом определяет его биодоступность в организме животных и человека.

Минеральные вещества, поступая в организм человека в составе пищевых продуктов, всасываются в кишечнике, накапливаются в костях, коже, печени и других внутренних органах.

Роль минералов в жизнедеятельности организма трудно переоценить. Они участвуют в регуляции обмена веществ и поддержании гомеостаза; принимают участие в регенерации тканей, образовании гормонов, ферментов, гемоглобина; обеспечивают мышечную сократимость, генерацию и проведение импульсов; регулируют осмотическое давление, кислотно-щелочное равновесие, влияют на состояние коллоидов тканей, принимают участие в процессах переваривания пищи и т.д. Нормальная структура и деятельность каждой живой клетки напрямую зависит от качественного и количественного состава минералов. Как и витамины, минералы часто функционируют в виде коферментов, обеспечивая правильное течение различных анаболических и катаболических процессов.

Железо – макроэлемент, жизненно необходимый для синтеза гемоглобина, нормального развития и роста клеток. При недостатке железа развивается анемия, дегенеративно-дистрофические процессы в коже, слизистых, снижается иммунитет, нарушается мышечная сократимость.

Суммарный запас железа в организме составляет 2500 мг. В норме лишь малое количество железа (около 1 мг в день) теряется организмом (со слущенными клетками кишечного эпителия, кожи, желчью) и восполняется его поступлением с пищей. Женщины дополнительно теряют еще 12мг железа в менструальный период, что определяет более высокую потребность женщин в железе. Во время беременности и лактации потребность в железе резко возрастает. Большое количество этого макроэлемента также требуется детям в период младенчества, раннего детства и в подростковом периоде.

Суточная потребность составляет 10 мг пищевого железа для мужчин, 18 мг – для женщин. У здоровых людей усваивается лишь 10% пищевого железа. Неорганические формы железа лучше всасываются в присутствии аскорбиновой кислоты и значительно хуже – в присутствии хитиновой.

Кальций. Кальций участвует в генерации и проведении возбуждения по нервным волокнам, сокращении мышечных клеток, формировании костной ткани, регулирует свертывание крови, снижает артериальное давлении, участвует в синтезе белков, РНК и ДНК, поддерживает нормальную проницаемость клеточных мембран, участвует в поддержании баланса между процессами возбуждения и торможения в ЦНС.

При выраженной гипокальциемии наблюдается повышенная возбудимость нервной системы и мышечной ткани с тетаническими судорогами. При хронической гипокальциемии нарушаются процессы свертывания крови (фибриноген превращается в фибрин в присутствии ионов кальция), оссификации (развиваются остеопороз, остеомаляция). При недостатке ионов кальция тормозится ресинтез гликогена, удлиняется интервал Q-Т электрокардиограммы, что указывает на замедление возбуждения желудочков.

Симптомами недостаточности кальция могут быть боли в суставах, ломкость ногтей, экзема, повышенный уровень холестерина в крови, тахикардия, гипертензия, бессонница, мышечные спазмы, нервозность, онемение рук или ног, бледность лица, ревматоидный артрит, рахит и разрушение зубов.

На всасывание и баланс кальция в организме большое влияние оказывает содержание в организме и в составе пищевых продуктов магния. Оптимальным считается соотношение между магнием и кальцием, равное 1/2.

Кальций – макроэлемент, прием которого отдельными группами населения должен носить практически постоянный характер (пожилые люди, беременные и кормящие женщины, дети и подростки). Согласно данным НИИ питания РАМН, полученным в результате исследования рациона питания россиян в последние 10 лет, менее 25% жителей России получают ежедневно достаточное количество кальция в составе пищевых продуктов.

Среднее потребление кальция мужчинами составляет 526мг в день, женщинами – 480мг. Вместе с тем, НИИ питания РАМН адекватным признан уровень потребления кальция 1200мг в день. Таким образом, в среднем человек ежедневно недополучает более половины необходимого количества кальция.

Основными источниками кальция являются молочные и мясные продукты, у взрослых, в первую очередь, сыр. Однако хорошо известно, что продукты животного происхождения, в том числе твердые сорта сыра, богаты холестерином, а следовательно, не могут быть рекомендованы в больших количествах людям с гиперхолестеринемией, атеросклеротическим поражением сосудов и ожирением.

Суточная потребность в соответствии с «Физиологическими нормами…» – 800 – 1250мг, в соответствии с «Рекомендуемыми уровнями потребления пищевых и биологически активных веществ»» (2004г.) – 1250 – 2500мг; оптимальное соотношение между кальцием и фосфором 1/3.

Магний – важный катализатор ферментной деятельности, особенно энзимов, участвующих в производстве энергии. Он стимулирует всасывание и обмен других минеральных веществ, а именно кальция, фосфора, натрия и калия. Он также ускоряет процесс усвоения витаминов группы В, витамина С и витамина Е. Магний необходим для нормального функционирования миокарда.

При недостатке магния нарушается биосинтез белков, возникают непроизвольные мышечные сокращения, иногда вплоть до судорог; нарушается аппетит. Избыточное введение магния ведет к вытеснению из организма кальция. При этом развиваются остеопороз, тормозные процессы в нервной системе, сонливость, появляются нарушения чувствительности, парестезии.

Было доказано, что обогащение рациона магнием позволяет предотвратить или уменьшить снижение слуха, обусловленное воздействием шума.

Около 40% поступающего с пищей магния всасывается в кишечнике (в виде магниевых солей жирных кислот и желчных кислот), попадает в печень, затем откладывается в костной и мышечной тканях.

К возможным проявлениям недостаточности магния относятся: дезориентация во времени и пространстве, бессонница, раздражительность, нарушения пищеварения, тахикардия, вспышки гнева или раздражения. Часто симптоматика недостаточности магния аналогична симптомам диабета.

Недостаточность магния лежит в основе многих сердечно-сосудистых заболеваний. Она может быть главной причиной летальной сердечной аритмии, гипертензии, внезапной остановки сердца, а также астмы, хронической усталости, депрессии, бессонницы, синдрома раздраженной толстой кишки и легочных заболеваний. Оптимальное содержание магния в дневном рационе питания – 400мг.

Селен является микроэлементом, принимающим участие в реализации антиоксидантной защиты организма, прежде всего в составе глютатионового цикла. Нейтрализуя свободные радикалы, селен принимает участие в регуляции иммунных реакций, окисления липопротеидов, атерогенеза, свертывания крови, способствует сохранению эластичности сосудистой стенки, особенно артериальных сосудов. Установлено также, что селен противодействует образованию опухолей.

Совместно с витамином Е селен стимулирует образование антител и регулирует активность воспалительной реакции и силу иммунного ответа.

В сочетании с витамином Е и цинком селен способствует нормальному функционированию сердца, печени и поджелудочной железы. Селен принимает участие в метаболизме ксенобиотиков.

Источником селена в обычном питании человека являются продукты животного и растительного происхождения. Главным источником селена растительного происхождения являются зерновые, особенно пшеница. Тонкий помол муки с удалением элементов зародыша зерна обусловливает снижение уровня селена в продукте.

Хром относится к эссенциальным микроэлементам. Он является кофактором инсулина, повышает активность инсулина и оказывает влияние на жировой, белковый и углеводный обмен.

Экспериментальные данные свидетельствуют о способности хрома увеличивать мышечную массу тела, снижать содержание жира в организме и увеличивать скорость обмена веществ. Этот микроэлемент поддерживает стабильный уровень сахара в крови, способствуя полной утилизации инсулина, и может быть полезен как для диабетиков, так и для лиц, страдающих гипогликемией. Исследования показали, что хром может увеличивать продолжительность жизни и помогает бороться с остеопорозом.

Недостаточность хрома может вызывать состояние беспокойства, усталость, неполноценный метаболизм аминокислот и повышенный риск атеросклероза.

Хотя суточные нормы хрома невелики (50 – 250мг), около половины населения испытывает дефицит этого микроэлемента. Особенно часто недостаточность хрома выявляется у лиц старшего и преклонного возраста.

По оценкам исследователей, способность поддерживать нормальный уровень сахара в крови ставится под угрозу недостатком хрома в почве и воде, а также питанием с высоким содержанием рафинированного сахара, муки и суррогатных продуктов.

Основными пищевыми источниками хрома являются ростки пшеницы, печень, сыр, бобы, горох, цельное зерно.

Цинк входит в состав более 200 ферментов, регулирующих процессы пищеварения и обмена веществ. Цинк является минеральным компонентом инсулина, необходим для синтеза нуклеиновых кислот и Т-лимфоцитов, активации многих ферментов. Он требуется для белкового синтеза и образования коллагена, улучшает защитную способность иммунной системы. Цинк обостряет ощущения вкуса и запаха. Он защищает печень от воздействия вредных химических веществ и очень важен костного образования. Цинк оказывает влияние на окислительно-восстановительные процессы, повышает активность костной и кишечной фосфатазы.

При недостаточности цинка снижается активность трипсина, замедляется всасывание белков в кишечнике, уменьшается их содержание в плазме крови. В крови увеличивается содержание мочевой кислоты и уменьшается выделение креатина с мочой, понижается активность каталазы печени и почек. Под влиянием цинка угнетается активность протеаз, щелочной фосфатазы, активируется пероксидаза и восстанавливается нормальное тканевое дыхание. Цинк усиливает эффект гонадотропного гормона гипофиза, оказывает благоприятное влияние на антидиуретическую активность гипофизарных гормонов. Гипофиз, по-видимому, обладает способностью концентрировать цинк.

Таким образом, цинк влияет на функцию гипофиза, половых желез, поджелудочной железы, на обмен белков. В организме человека цинк связан с глобулинами. Он обладает липотропным эффектом: способствует повышению распада жиров, под его влиянием уменьшается содержание жира в печени. Цинк способствует регенерации эритроцитов и гемоглобина.

При острых инфекционных заболеваниях, злокачественных новообразованиях, хроническом нефрите, остром паренхиматозном гепатите, ревматическом полиартрите содержание цинка в плазме значительно снижается. Количество цинка повышается в сыворотке крови при гемолизе эритроцитов и нарастает в эритроцитах при асфиксии.

При злокачественной анемии содержание цинка в эритроцитах повышается, а в плазме понижается. При лейкемии в лейкоцитах содержится только 0,1% цинка по сравнению с нормой. Количество его не восстанавливается, несмотря на введение в организм.

Ряд исследователей подтверждает, что гипогликемический инсулина обусловлен содержанием в инсулине цинка.

Недостаточность цинка может проявляться в потере ощущений вкуса и запаха. Она может также вызывать хрупкость, отслаивание и образование белых пятен на ногтях. Другими возможными симптомами недостаточности цинка могут быть задержка полового созревания, усталость, замедление роста, выпадение волос, ослабление остроты сумеречного зрения, повышенная подверженность инфекциям, предрасположенность к диабету, медленное заживление ран.

Продукты питания содержат весьма незначительные количества цинка, составляющие несколько микрограмм на 100г продукта. Лучшими пищевыми источниками цинка являются устрицы, субпродукты, пшеничные зародыши, черника, семена тыквы и подсолнуха.

Улучшают всасывание цинка такие компоненты, как миозин, отдельные органические (цитрат) и аминокарбоновые кислоты (глицин, глютаминовая кислота, цистеин, гистидин), лактоза и витамин А. Белок способствует усвоению цинка, однако отдельные белки, такие как казеин, проявляют умеренное ингибиторное действие на всасывание цинка. Отдельные лекарственные препараты (каптоприл, тиазидные диуретики, оральные контрацептивы, Н 2 -блокаторы и блокаторы протоновой помпы) могут влиять на обмен цинка: нарушать всасывание или усиливать его выведение.

Медь. Благодаря своим окислительно-восстановительным свойствам медь является кофактором более 30 ферментов.

Для нормальной жизнедеятельности организма необходимо поступление меди в дозе 1 – 5мг в день. Основными источниками меди для человека являются мясо, морепродукты, орехи, зерновые, какао и отруби.

Дефицит меди приводит к нарушению формирования сердечно-сосудистой системы в связи с участием этого микроэлемента в химической модификации коллагена и эластина. При этом наблюдается гиперрастяжимость соединительной ткани, проявляющаяся аневризмами аорты и крупных сосудов, пролапсом митрального клапана сердца, а также вегетативными реакциями. Повышенная кровоточивость в сочетании с анемией создают предпосылку к появлению гематом и инфаркта. При дефиците меди отмечается высокий уровень холестерина крови.

Сведения о суточной потребности, биологической роли и продуктах источниках основных макро- и микроэлементов представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Сведения о суточной потребности, биологической роли и продуктах источниках основных макро- и микроэлементов.

«Макро» - много, поэтому название говорит само за себя. К макроэлементам относятся довольно известные даже простому обывателю вещества. Кальций и кислород точно не должны вызывать вопросов. В данный список добавим еще натрий, калий, хлор, серу, азот, фосфор, водород, магний и углерод. Именно этих элементов из таблицы Менделеева в нашем организме содержится в больших количествах. Снижение уровня того или иного вещества может привести как к ухудшению самочувствия, так и к более серьезным последствиям.

Макроэлементы: список

Поговорим о каждом макроэлементе в отдельности, узнаем их функцию и значение.

Натрий и хлор

Сразу в памяти всплывают школьные уроки химии. Словосочетание «натрий хлор» мы слышали там неоднократно, даже не задумываясь, что это не просто формула поваренной соли, а макроэлементы, содержащиеся в нашем организме. Мы начнем с натрия и хлора, потому что именно они являются основой или солью жизни. Кровь по сути это солевой раствор, в желудочном соке и в слезах также содержится соль. Благодаря натрию наши мышцы способны сокращаться, необходим он и для сосудистых стенок. В процессе расслабления и обратном – возбудимости также участвует этот химический элемент. Каждые 24 часа человеку надо употреблять до 5 граммов натрия, если норма превышена, появится жажда.

Чтобы почки функционировали нормально, и сохранялось водное равновесие, организму необходим хлор. В большем количестве его содержится в легких и коже. Обязательно пополняйте каждые новые сутки запасы этого макроэлемента на 7-10 грамм.

Все мы любим «соленое», это не просто вкусовые предпочтения, но потребность нашего организма, однако, злоупотреблять все-таки данным минералом не стоит.

Кальций

Самые главные «потребители» этого макроэлемента – кости. Недостаток кальция приведет к мышечным болям и судорогам. Боль в голове, раздражительность, беспокойный сон, усталость, скачки артериального давления также могут свидетельствовать о резком снижении количества кальция в организме.

Представительницам женского пола особенно надо пополнять запасы кальция, ведь он залог здорового цвета лица, блестящих волос, красивых ногтей.
Этот элемент работает только в содружестве с витамином D. Можно приобретать препараты, где содержится и то, и другое или же принимать последний дополнительно осенью и зимой. В летний период нам в этом помогает солнышко, так что загорайте с удовольствием, только в меру, конечно.

Злоупотребление кофе и алкогольных напитков, курение, пассивный образ жизни, беременность и кормление грудью не способствуют пополнению запасов кальция, а наоборот мешают его усвоению или вовсе «забирают» из организма.

Фосфор

Этот макроэлемент является своеобразным топливом. Люди постарше помнят «рыбные» дни в советских столовых. Отличная практика. Именно рыба способна обогатить наш организм фосфором. Если у вас нет возможности, так часто есть рыбу, тогда пейте фосфоросодержащие препараты. Еще данный элемент можно найти в молочных продуктах.

Фосфор крепко дружит с кальцием. Нарушение обмена одного несет такие последствия и для другого. Пополнять в сутки запасы фосфора необходимо на 1 – 4,6 грамма.

Такие вещества в нашем организме, как фосфолипиды, нуклеотиды и другие, в своем составе имеют фосфор;
в свою очередь фосфолипиды – главный компонент клеточной мембраны;
именно фосфор отвечает за уровень pH;
в костях, в зубах этот макроэлемент выполняет структурную функцию.

Калий

Очень необходим нашим мышцам, благодаря ему они способны сокращаться и расслабляться. Одна из основных мышц – сердечная – весьма зависит от этого макроэлемента. Ее страдания могут дорого обойтись нашему организму.

Съедайте свою норму калия в виде моркови, курага и изюм также пополнят запасы, а еще виноград, болгарский перец и картофель печеный с кожурой. «Вкусный» этот калий, как видите.

Магний

Часто раздражайтесь, заметили мышечные подергивания или даже судороги, вполне возможно, организм сигнализирует о недостатке магния. Дефицит данного макроэлемента может привести и к более серьезным последствиям. Богата этим элементом растительная пища. Во время голодания его количество резко снижается.

Сера

Что же делает сера?
Приводит в норму уровень сахара в крови;
Участвует в отделение желчи печенью;
Укрепляет мышечную ткань;
Дает противовоспалительный эффект;
Участвует в заживлении ран;
Благодаря тому, что входит в состав коллагена, меланина и кератина, оказывает благотворное влияние на волосы, ногти, кожу;
Принимает непосредственное участие в формирование костной ткани и хрящевой;
Способствует нейтрализации токсинов.

Нехватка серы сразу отразится на коже в виде высыпаний, пятен. Она очень важна и для нормального развития, поэтому пренебрегать этим элементом также не стоит.

Хлор

Хлор необходим нашему организму для поддержания баланса, одним из которых является водный. Нарушение может привести к такому неприятному явлению – отёки. Для нормального функционирования в правильном соотношении в организме должна находиться «святая» троица: калий, натрий и хлор. В таком случае водно-солевой обмен будет сбалансирован, что приведет в норму артериальное давление.

Необходим хлор также печени, улучшая ее работу, он помогает клеткам освобождаться от шлаков. Именно этот макроэлемент отвечает за срок гибкости суставов и силы мышц.

Клетка: микро- и макроэлементы

Итак, в основном (98%) клетка состоит из четырех макроэлементов: кислород, углерод, водород и азот. В достаточном, но меньшем количестве мы находим в составе клетки еще шесть уже известных нам элемента из таблицы Менделеева. В составе белков, биологических полимеров и нуклеиновых кислот найдем серу, фосфор. Каждый из них имеет свое значение и выполняет определенные функции. Все макроэлементы должны находиться в пределах допустимой нормы. Опасен для здоровья, как недостаток, так и избыток. Например, кальций не только необходим нашим костям, он также ответственный за свертываемость крови.

Кроме макро- в нашей клетке имеются микроэлементы. К ним относятся почти все остальные химические элементы из таблицы Менделеева. Составляя всего 0,02 % массы, они очень важны для организма. Микроэлементы входят в состав витаминов, гормонов и ферментов.

Макроэлементы и микроэлементы в продуктах питания

Макроэлементы содержатся в следующих продуктах питания:

Кальций – молоко и молочные продукты;
Фосфор – молочные продукты, рыба;
Магний – зеленые овощи, бобовые, орехи;
Натрий – соль;
Кадий – сухофрукты, дрожжи.

Микроэлементы:

Железо – грибы, мясо, продукты из муки грубого помола;
Йод – яйца, рыба, водоросли, субпродукты;
Фтор – соя, лесные орехи;
Цинк – злаковые, мясо, субпродукты;
Селен – рыба, орехи;
Медь – морепродукты, печень;
Марганец – листовые овощи, бобовые;
Хром – мясо, кочанный салат, овсяные хлопья, помидоры.

Недостаток микро- и макроэлементов

Эта проблема заявила о себе еще до того, как вообще люди дали названия элементам и разделили их на микро – и макро-. Более 4 тысяч лет назад жители Индия и Китая столкнулись с таким заболеванием, как эндемический зоб, связанным с недостатком йода. Лечили его с помощью водорослей, которые богаты на этот химический элемент. Микроэлементозы (недостаток или избыток микро-, макроэлементов), как выяснили ученые, являются причиной 95% заболеваний.

4 основных и еще 8 макроэлементов – строительный материал нашей клетки. Свою частичку макро- они получили за то, что суточная норма их потребления составляет более 200 мг. Микроэлементы содержатся в нашем теле в очень маленьких количествах – от нескольких микрограмм. Однако объем не уменьшает их значимость. Микро- и макроэлементы одинаково важны нормальной жизнедеятельности человека.

В большем дефиците у большинства населения находятся цинк, селен, йод, железо и кальций. Повышение уровня жизни, научно-технических прогресс и другие «прелести» современности привели к загрязнению окружающей среды. Постоянные стрессы, стремительный темп и «синтетические» продукты питания, бытовая химия и беспорядочное употребление лекарственных препаратов – все это и привело к недостатку полезных элементов, но зато к накоплению токсинов и шлаков, разрушающих организм.

Отметим некоторые недомогания и нарушения в работе человеческого организма, обусловленные именно данной проблемой.

Дефицит кальция – основная причина частых переломов конечностей и проблем с зубами;
Недостаток цинка немедленно отразится на репродуктивном здоровье мужчины;
Сложно сбросить лишний вес и усугубляется течение сахарного диабета из-за нехватки хрома;
Истощение запасов магния сразу же дадут о себе знать в виде бессонницы и раздражительности;
Недостаток йода у детей может выразиться кретинизмом, а у взрослых – гипофункцией щитовидной железы;
Слабые связки и суставы нуждаются в кремнии;
Ранняя седина засвидетельствовала о дефиците меди;
Поддерживайте селен в норме, чтобы избежать преждевременного старения;
Причиной снижения иммунитета вполне могут стать большие запасы свинца, ртути, мышьяка.

Существуют различные классификации химических элементов, содержащихся в организме человека. Так, В. И. Вернадский в зависимости от среднего содержания (массовой доли га, %) в живых организмах делил элементы по декадной системе. Соответственно этой классификации (табл. 5.2) элементы, содержащиеся в живых организмах, делят на три группы:

Макроэлементы. Это элементы, содержание которых в ор­ганизме выше 10~ 2 %. К ним относятся кислород, углерод, водо­род, азот, фосфор, сера, кальций, магний, натрий и хлор.

Микроэлементы. Это элементы, содержание которых в ор­ганизме находится в пределах от 10~ 3 до 10~ 5 %. К ним отно­сятся иод, медь, мышьяк, фтор, бром, стронций, барий, кобальт.

Ультрамикроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме ниже 10~ 5 %. К ним относятся ртуть, золото, уран, торий, радий и др.

В настоящее время ультрамикроэлементы объединяют с микроэлементами в одну группу. В табл. 5.3 приведены уточненные данные по содержанию химических элементов в организме человека. Однако эта классификация отражает только содержание элементов в живых организмах, но не указывает на биологическую роль и физиологическое значение того или иного элемента.

В. В. Ковальский, исходя из значимости для жизнедеятельности, подразделил химические элементы на 3 группы.

Жизненно необходимые (незаменимые) элементы. Они постоянно содержатся в организме человека, входят в состав ферментов, гормонов и витаминов: Н, О, Са, N. К, Р, N3, 5, Мд,С1, С, I, Мп, Си, Со, Ре, 2п, Мо, V. Их дефицит приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности человека.

Примесные элементы. Эти элементы постоянно содержатся в организме животных и человека: Оа, 5Ь, 5г, Вг, Р, В, Ве, Ы, 51, 5п, Сз, А1, Ва, <3е, Аз, КЬ, РЬ, Ка, В1. Си, Сг, N1, "Л, Ад, ТЬ, Н§, У, 5е. Биологическая роль их мало выяснена или неизвестна.

Примесные элементы (5с, Т1, 1п, Ьа, Рг, 5т, \№\ Ке, ТЬ и др.). Обнаружены в организме человека и животных. Данные о количестве и биологическая роль не выяснены.

Элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности различных клеток и организмов, называют биогенными элементами.

Точно перечислить все биогенные элементы в настоящее время еще невозможно из-за сложности определения очень низких концентраций микроэлементов и установления их биологических функций. Для 24 элементов биогенность установлена надежно. Это элементы 1-й и некоторые элементы 2-й групп по Ковальскому.

5.3. Топография важнейших биогенных элементов в организме человека.

Органы человека по-разному концентрируют в себе различные химические элементы, т. е. микро- и макроэлементы неравномерно распределяются между разными органами и тканями. Большинство микроэлементов накапливается в печени, костной и мышечной тканях. Эти ткани являются основным депо (запасником) для многих микроэлементов.

Элементы могут проявлять специфическое сродство по отношению к некоторым органам и содержатся в них в высоких концентрациях. Хорошо известно, что цинк концентрируется в поджелудочной железе, иод - в щитовидной, фтор - в эмали зубов, алюминий, мышьяк, ванадий накапливаются в волосах и ногтях, кадмий, ртуть, молибден - в почках, олово - в тканях кишечника, стронций - в предстательной железе, костной ткани, барий - в пигментной сетчатке глаза, бром, марганец, хром - в гипофизе и т. д. Данные по распределению (топографии) некоторых макро- и микроэлементов в организме человека приведены на рис. 5.4.

В организмах микроэлементы могут находиться как в связан­ном состоянии, так и в виде свободных ионных форм. Установ­лено, что кремний, алюминий, медь и титан в тканях головного мозга находятся в виде комплексов с белками, тогда как марга­нец - в ионном виде.

Водород и кислород - макроэлементы. Они входят в состав воды, которой в организме взрослого человека в среднем содер­жится около 65%. Вода неравномерно распределена по орга­нам, тканям и биологическим жидкостям человека. Так, в желу­дочном соке, слюне, плазме крови, лимфе вода составляет от 99,5 до 90 %. В моче, сером веществе головного мозга, почках - 80%, в белом веществе головного мозга, печени, коже, спинном мозге, мышцах, легких, сердце - 70-80%. Меньше всего - 40 % воды содержится в скелете.

Макроэлементы - углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор - входят в состав белков, нуклеиновых кислот и других биологически активных соединений организма. Содержание угле­рода в белках составляет от 51 до 55%, кислорода - от 22

до 24 %, азота - от 15 до 18 %, водорода от 6,5 до 7 %, серы -от 0,3 до 2,5%, фосфора - около 0,5%. О содержании белков в различных тканях и органах животных и человека, а следова­тельно, и о примерном содержании элементов С, Н, N. 8, Р мож­но судить на основании данных, приведенных в табл. 5.4.

Как следует из табл. 5.4, максимальное количество белков (~80%) содержится в селезенке, легких, мышцах, минимальное (~25%) - в костях и зубах.

Углерод, водород и кислород входят также в состав углево­дов, содержание которых в тканях животных невелико - пример­но 2%. Эти элементы входят в состав липидов (жиров). Кроме того, в состав фосфолипидов входит фосфор в виде фосфатных групп. В наибольшей степени липиды концентрируются в голов­ном мозге (12%), а затем в печени (5%), молоке (2-3%) и сыворотке крови (0,6%). Однако основная часть фосфо­ра - 600 г - содержится в костной ткани. Это составляет 85 % от массы всего фосфора, находящегося в организме человека. Концентрируется фосфор и в твердых тканях зубов, в состав ко­торых он входит вместе с кальцием, хлором, фтором в виде гид-роксил-, хлор-, фторапатитов общей формулы Са5(РО 4)зХ, где X = ОН, С1, Р соответственно.

Кальций преимущественно концентрируется в костной ткани, а также и в зубной ткани. Натрий и хлор в основном содержатся во внеклеточных жидкостях, а калий и магний - во внутрикле­точных. В виде фторидов натрий и калий входят в состав кост­ной и зубной ткани. Магний в виде фосфата М§з(РО 4)2 содер­жится в твердых тканях зуба.

Десять металлов, жизненно необходимых для живого орга­низма, получили название «металлы жизни». Так, установлено, что в организме человека массой 70 кг содержание «металлов жизни» составляет (в г): кальция-1700, калия - 250, нат­рия - 70, магния - 42, железа - 5, цинка - 3, меди - 0,2, мар­ганца, молибдена и кобальта, вместе взятых, - менее 0,1. В теле взрослого человека содержится около 3 кг минеральных солей, причем 5 / 6 этого количества (2,5 кг) приходится на долю кост­ных тканей.

Некоторые макроэлементы (магний, кальций) и большинство микроэлементов содержатся в организме в виде комплексов с биолигандами - аминокислотами, белками, нуклеиновыми кисло­тами, гормонами, витаминами и т. д. Так, ион Ре 2+ в качестве комплексообразователя входит в состав гемоглобина, Со 2+ - в витамин В12, М§[ 2+ - в хлорофилл. Известны многочисленные биокомплексы и других элементов (Си, 2п, Мо и др.), играющие важную биологическую роль в организме.

На изменение содержания химических элементов в организ­ме влияют различные заболевания. Так, при рахите происходит нарушение фосфорно-кальциевого обмена, что приводит к сниже­нию содержания кальция. При нефрите из-за нарушения элек­тролитного обмена уменьшается содержание кальция, натрия, хлора и повышается содержание магния, калия в организме.

В поддерживании определенного содержания макро- и микро­элементов в организме участвуют гормоны.

Одними из основных факторов питания, влияющих на состояние здоровья, работоспособность и активное долголетие, являются микронутриенты – витамины и витаминоподобные вещества, микро- и макроэлементы. Организм не производит все необходимые микронутриенты и должен получать их в готовом виде, например, с пищей. Способностью запасать эти вещества мы, к сожалению, не обладаем.

• Макронутриенты – пищевые вещества (белки, жиры и углеводы), необходимые человеку в количествах, измеряемых граммами, и обеспечивающие энергетические, пластические и прочие потребности организма.
• Микронутриенты – полезные вещества (витамины, минералы, микроэлементы), содержащиеся в пище в минимальных количествах – миллиграммах или микрограммах. Они не дают энергию, но играют важную роль в процессах усвоения пищи, осуществлении процессов роста, адаптации и развития организма.

Минеральные вещества относятся к жизненно необходимым компонентам питания с весьма разнообразными физиологическими функциями. Они играют важную роль в пластических процессах, формировании и построении тканей организма, в частности костей скелета. Минеральные вещества нужны для поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме, создания определенной концентрации ионов водорода в тканях и клетках, межтканевых и межклеточных жидкостях, а также для придания им осмотических свойств, обеспечивающих нормальное протекание обмена веществ.

Большое значение имеют минеральные вещества в образовании белка. Доказаны их роль в деятельности эндокринных желез (например, йода в щитовидной железе), а также участие в ферментативных процессах.

Минеральные вещества участвуют в нейтрализации кислот и предотвращают развитие ацидоза. Важное значение имеют они в нормализации водного обмена в организме. Выявлены высокоактивные в биологическом отношении связи этой группы веществ с другими нутриентами, например, кальция с белком (казеином), кобальта с витамином В12 и др. Доказана роль минеральных веществ в кроветворении, процессах тканевого дыхания и метаболизме. Изучение минеральных веществ как незаменимой части питания и определение их роли в организме тесно связаны с предупреждением железодефицитной анемии, эндемического зоба, остеопороза, рахита, флюороза, ряда других заболеваний.

Основываясь на преимущественном значении отдельных минеральных веществ в различных аспектах жизнедеятельности организма, можно выделить несколько главных направлений их участия в биохимических процессах обмена:
- построение структур скелета (кальций, фосфор и др.);
- поддержание осмотических свойств клеток и плазмы (натрий, калий);
- кроветворение (железо, медь);
- являются активаторами и кофакторами ферментов (магний, цинк, медь, железо, селен, марганец, молибден, кобальт, ванадий и др.).

Группа минеральных веществ включает макроэлементы (кальций, фосфор, калий, магний, натрий, сера, хлор) и микроэлементы (железо, цинк, бром, йод, кобальт. марганец, медь, молибден, селен, фтор, хром). В последние десятилетия все больше внимания исследователей привлекают микроэлементы в связи с чрезвычайно широким их спектром действия на организм – от жизненной необходимости для существования до токсического действия. Четко разделить микроэлементы на токсические и жизненно необходимые не удается, так как соответствующий эффект в значительной степени зависит от дозы. Рекомендуемые величины потребления ряда макро- и микроэлементов в нашей стране утверждены Государственным санитарно-эпидемиологическим нормированием Российской Федерации в следующих документах:

• Методические рекомендации 2.3.1. РАЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», МР 2.3.1.2432-08;
• Приложение № 2 к техническому регламенту Таможенного союза «Пищевая продукция в части ее маркировки» (ТР ТС 022/2011);
• Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) (с изменениями на 10 ноября 2015 года), Приложение 5, Величины суточного потребления пищевых и биологически активных веществ для взрослых в составе специализированных пищевых продуктов (СПП) и БАД к пище (энергетическая ценность 10000 кДж или 2300 ккал).

НОРМЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ, МАКРОЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ВЗРОСЛЫХ

НОРМЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ, МИКРОЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ВЗРОСЛЫХ

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОТРЕБНОСТИ В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ ДЛЯ ЖЕНЩИН В ПЕРИОД БЕРЕМЕННОСТИ И КОРМЛЕНИЯ РЕБЕНКА

Нормы физиологических потребностей в минеральных веществах для детей и подростков Российской Федерации

Кальций, мг

Фосфор, мг

Магний, мг

Калий, мг

Натрий, мг

Хлориды, мг

Железо, мг

Селен, мг

Хром, мкг

* - Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарноэпидемиологическому надзору (контролю) (с изменениями на 10 ноября 2015 года), Приложение 5, Величины суточного потребления пищевых и биологически активных веществ для взрослых в составе специализированных пищевых продуктов (СПП) и БАД к пище (энергетическая ценность 10000 кДж или 2300 ккал).