АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Роль минеральных веществ в жизнедеятельности организма

Многие элементы в виде минеральных солей, ионов, комплексных соединений входят в состав живой материи и являются незаменимыми нутриентами, которые должны ежедневно потребляться с пищей.

Роль минеральных веществ в организме человека чрез­вычайно разнообразна. Они содержатся в протоплазме и биологических жидкостях, играют основную роль в обес­печении постоянства осмотического давления, что являет­ся необходимым условием для нормальной жизнедеятель­ности клеток и тканей. Минеральные вещества входят в состав сложных органических соединений, например, гемог­лобина, гормонов, ферментов, являются пластическим ма­териалом для образования костной и зубной ткани. В виде ионов минеральные вещества участвуют в передаче нервных импульсов, обеспечивают свертывание крови и другие физиологические процессы организма.

В зависимости от количества минеральных веществ в организме и пищевых продуктах их подразделяют на мак­ро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся каль­ций, калий, магний, натрий, фосфор, хлор, сера. Они содер­жатся в количествах, измеряемых сотнями и десятками миллиграммов на 100 г тканей или пищевого продукта. Микроэлементы — это железо, кобальт, цинк, фтор, йод и др. Они входят с состав тканей организма в концентра­циях, выражаемых десятыми, сотыми и тысячными доля­ми миллиграмма.

К наиболее дефицитным минеральным веществам в пи­тании современного человека относятся кальций и железо, к избыточным — натрий и фосфор.

В зависимости от преобладания катионов или анионов в пищевых продуктах проявляются их щелочные или кислотные свойства. Молоко, овощи, фрукты, ягоды прида­ют рационам щелочную направленность, а мясо, рыба, яй­ца, крупы — кислотную. Например, несмотря на кислый вкус многих плодов, при их потреблении увеличиваются щелочные резервы организма, так как органические кисло­ты, входящие в состав этих продуктов (лимонная, яблоч­ная и др.), быстро окисляются до оксида углерода (IV) и вода, а К⁺, Mg²⁺ и другие катионы остаются в тканях. В мясе, рыбе и других продуктах животного происхожде­ния, богатых белками, фосфором, мало катионов. При окислении протеинов, являющихся источниками серы (метионин, цистин, цистеин), образуются ионы серной кисло­ты, на нейтрализацию которой расходуются щелочные резервы тканей. Минеральные вещества имеют важное значение в качестве факторов, необходимых для устране­ния и профилактики ряда заболеваний: эндемического зоба, флюороза, кариеса, стронциевого рахита и др.

Длительный недостаток или избыток в питании каких-либо минеральных веществ приводит к нарушению обмена белков, жиров, углеводов, витаминов, воды и развитию соответствующих заболеваний. Наиболее распространен­ным следствием несоответствия в рационе количества каль­ция и фосфора является кариес зубов, разрежение костной ткани. При недостатке фтора в питьевой воде разруша­ется эмаль зубов, а дефицит йода в пище и воде приводит к развитию зоба.

Причинами нарушения обмена минеральных веществ даже при их достаточном количестве в пище могут быть следующие:

1) несбалансированное питание (недоста­точное или избыточное количество белков, жиров, углево­дов и витаминов);

2) применение методов кулинарной обработки пищевых продуктов, обусловливающих поте­ри минеральных веществ, например, при разморажива­нии (в горячей воде) мяса, рыбы, удалении отваров овощей и фруктов, куда переходят растворимые соли;

3) отсутствие своевременной коррекции состава рацио­нов при изменении потребности организма в минераль­ных веществах, связанной с физиологическими причи­нами. Так, например, у работающих в условиях повы­шенной температуры внешней среды увеличивается потребность в калии, натрии, хлоре и других минераль­ных веществах в связи с большой потерей их с потом;

4) нарушение процессов всасывания минеральных ве­ществ в желудочно-кишечном тракте или повышение потерь жидкости (например, кровопотери).

7.2 Макроэлементы

Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов. Он входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органи­ческими кислотами; участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных им­пульсов, в молекулярном механизме мышечного сокраще­ния, контролирует активность ряда ферментов. Таким об­разом, кальций выполняет не только пластические функ­ции, но и влияет на многие биохимические и физиологиче­ские процессы в организме.

Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Поступающие в организм человека с пищей соединения кальция практически не растворимы в воде. Щелочная сре­да тонкого кишечника способствует образованию трудно­усвояемых соединений кальция, и лишь воздействие жел­чных кислот обеспечивает его всасывание.

Ассимиляция кальция тканями зависит не только от содержания его в продуктах, но и от его соотношения с другими компонентами пищи и в первую очередь с жирами, магнием, фосфором, белками. При избытке жиров возни­кает конкуренция за желчные кислоты и значительная часть кальция выводится из организма через толстый ки­шечник. На всасывании кальция отрицательно сказывает­ся избыток магния; рекомендуемое соотношение этих эле­ментов составля-
ет 1: 0,5.

Если количество фосфора превышает уровень кальция в пище более чем в 2 раза, то образуются растворимые соли, которые извлекаются кровью из костной ткани. Каль­ций поступает в стенки кровеносных сосудов, что обуслов­ливает их ломкость, а также в ткани почек, что может способствовать развитию почечно-каменной болезни. Для взрослых рекомендовано соотношение кальция и фосфора в пище 1: 1,5. Трудность соблюдения такого соотношения обусловлена тем, что большинство широко потребляемых продуктов значительно богаче фосфором, чем кальцием. Отрицательное влияние на усвоение кальция оказывают фитин и щавелевая кислота, содержащиеся в ряде расти­тельных продуктов. Эти соединения образуют с кальцием нерастворимые соли. Много щавелевой кислоты содержит­ся в щавеле, шпинате, ревене и некоторых других овощах. Фитином богаты отруби, зерновые.

Суточная потребность в кальции взрослого человека составляет 800 мг, а у детей, подростков, беременных жен­щин и кормящих матерей — 1000 мг и более.

При недостаточном потреблении кальция с питанием или нарушении всасывания его в организме (при недостат­ке витамина D) развивается состояние кальциевого дефи­цита. Наблюдается повышенное выведение его из костей и зубов. У взрослых развивается остеопороз — деминера­лизация костной ткани, у детей нарушается развитие ске­лета, развивается рахит.

Лучшими источниками кальция являются молоко и молочные продукты (различные сыры и творог), зеленый лук, петрушка, фасоль. Значительно меньше кальция содержится в яйцах, мясе, рыбе, овощах, фруктах, ягодах.

Магний. Этот элемент необходим для активности ряда ключевых ферментов, обеспечивающих метаболизм. Маг­ний участвует в поддержании нормальной функции нерв­ной системы и мышцы сердца; оказывает сосудорасширя­ющее действие; стимулирует желчеотделение; повышает двигательную активность кишечника, что способствует вы­ведению шлаков (в том числе холестерина) из организма.

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище.

Суточная потребность взрослого человека в магнии составляет 400 мг.

При недостатке магния в питании нарушается усвоение пищи, задерживается рост, на стенках сосудов откладыва­ется кальций, развивается ряд других патологических явлений.

Магнием богаты в основном растительные продукты. Большое количество его содержат пшеничные отруби, крупы (овсяная и др.), бобовые, урюк, курага, черно­слив. Мало магния в молочных продуктах, мясе, рыбе, макаронных изделиях, большинстве овощей и фруктов.

Калий. Около 90 % калия находится внутри клеток. Он вместе с другими солями обеспечивает осмотическое давление; участвует в передаче нервных импульсов; регу­ляции водно-солевого обмена; способствует выведению во­ды, а, следовательно, и шлаков из организма; поддержи­вает кислотно-щелочное равновесие внутренней среды организма; участвует в регуляции деятельности сердца и других органов; необходим для функции ряда ферментов.

Калий хорошо всасывается из кишечника, а его избы­ток быстро удаляется из организма с мочой.

Суточная потребность в калии взрослого человека сос­тавляет 2000—4000 мг. Она увеличивается при обильном потоотделении, при употреблении мочегонных средств, заболеваниях сердца и печени.

Калий не является дефицитным нутриентом в питании и при разнообразном питании недостаточность калия не возникает. Дефицит калия в организме проявляется в нарушении функции нервно-мышечной и сердечно-сосу­дистой систем, сонливости, снижении артериального дав­ления, нарушении ритма сердечной деятельности. В таких случаях назначается калиевая диета.

Большая часть калия поступает в организм с расти­тельными продуктами. Богатыми источниками его яв­ляются урюк, чернослив, изюм, морская капуста, фасоль, горох, картофель, другие овощи и плоды. Мало калия содержится в сметане, рисе, хлебе из муки выс­шего сорта.

Натрий. Натрий играет большую роль в организме. Он участвует в поддержании осмотического давления в тка­невых жидкостях и крови; в передаче нервных импульсов; регуляции кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена; повышает активность пищеварительных фер­ментов.

Этот нутриент легко всасывается из кишечника. Ионы натрия вызывают набухание коллоидов тканей, что обу­словливает задержку воды в организме и противодействует ее выделению.

Суточная потребность в натрии в условиях умеренного климата удовлетворяется 7—8 г поваренной соли.

При избыточном потреблении соли ухудшается удале­ние растворимых в воде конечных продуктов обмена ве­ществ через почки, кожу и другие выделительные органы. Задержка воды в организме осложняет деятельность сер­дечно-сосудистой системы, способствует повышению кро­вяного давления. Поэтому потребление соли при соответ­ствующих заболеваниях в пищевом рационе ограничивают. Вместе с тем при работе в горячих цехах или жарком кли­мате увеличивают количество натрия (в виде поваренной соли), вводимого извне, чтобы компенсировать его потерю с потом и уменьшить потоотделение, отягощающее функ­цию сердца.

Натрий содержится в солениях, брынзе, сыре, хлебе.

Фосфор. Этот элемент принимает участие во всех про­цессах жизнедеятельности организма: синтезе и расщепле­нии веществ в клетках; регуляции обмена веществ; входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов; необ­ходим для образования АТФ. Соединения фосфора со­держатся во всех клетках организма.

Суточная потребность в фосфоре для взрослых сос­тавляет 1200 мг. Она возрастает при большой физи­ческой или умственной нагрузках, при некоторых заболе­ваниях.

При длительном дефиците фосфора в питании ор­ганизм использует собственный фосфор из костной ткани. Это приводит к деминерализации костей и нарушению их структуры — разрежению. При обеднении организма фосфором снижается умственная и физическая работо­способность, отмечается потеря аппетита, апатия.

Избыток фосфора в рационе нарушает ассимиляцию кальция.

Большое количество фосфора содержится в продук­тах животного происхождения, особенно в печени, икре, а также в зерновых и бобовых. Богатым источ­ником фосфора являются крупы (овсяная, перловая). Однако соединения фос­фора из растительных продуктов усваиваются хуже (55 %), чем при потреблении животных (95 %). Замачивание круп и бобовых перед кулинарной обработкой улучшает усвоение фосфора.

Хлор. Физиологическое значение хлора связано с его участием в регуляции водно-солевого обмена и осмоти­ческого давления в тканях и клетках. Хлор входит в сос­тав соляной кислоты желудочного сока. Этот нутриент легко всасывается из кишечника в кровь.

Суточная потребность в хлоре составляет примерно 5000 мг.

Хлор поступает в организм в основном за счет хлорис­того натрия при добавлении его в пищу. Богатыми ис­точниками этого элемента являются соления.

7.3 Микроэлементы

Железо. Этот элемент необходим для биосинтеза соеди­нений, обеспечивающих дыхание, кроветворение; он участ­вует в иммунобиологических и окислительно-восстанови­тельных реакциях; входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер и ряда ферментов.

Ассимиляции железа препятствуют щавелевая кислота и фитин. Для усвоения этого нутриента необходим ви­тамин В₁₂. Ассимиляции железа способствует также аскор­биновая кислота, поскольку железо всасывается в виде двухвалентного иона.

Суточная потребность в железе составляет для мужчин 10 мг, для женщин — 18 мг.

При дефиците железа в питании развивается мало­кровие, нарушаются газообмен, клеточное дыхание, т. е. фундаментальные процессы, обеспечивающие жизнь. Раз­витию железодефицитных состояний способствуют не­достаточное поступление в организм железа в усвояемой форме, понижение секреторной активности желудка, де­фицит витаминов (особенно B₁₂, фолиевой и аскорбиновой кислот) и ряд заболеваний, вызывающих кровопотери.

Железо — широко распространенный элемент. Он содержится в субпродуктах, мясе, яйцах, фасоли, овощах, ягодах, хлебопродуктах. Однако в легкоусво­яемой форме железо содержится только в мясных продуктах, печени, яичном желтке.

Медь. Это — кроветворный микроэлемент, способству­ющий транспорту железа в костный мозг. Суточная по­требность в меди составляет 2,0 мг. Ее источники — печень, яичный желток, зеленые овощи.

Йод. Этот элемент необходим для функции щитовидной железы, он входит в состав ее гормонов.

Йод пищи хорошо всасывается из кишечника. Суточ­ная потребность в нем составляет 100—200 мкг. При де­фиците этого элемента развивается зоб.

Йод содержится в рыбных и нерыбных продуктах моря, мясе, яйцах, молоке, овощах. В местностях, где почва бедна йодом, используют поваренную соль с до­бавленным йодида калия. Йодированная соль неустойчива (йод легко улетучивается), поэтому ее хранят в закрытой посуде в темном месте и солят пищу по окончании теп­ловой обработки.

При смешанной пище остальные микроэлементы, в кото­рых нуждается организм человека, практически не бывают дефицитными, за исключением фтора в местностях, где почва бедна им; в этих случаях добавляют соли фтора в источники питьевой воды. Недостаток фтора способствует развитию кариеса зубов.

В отдельных районах почва содержит избыточное количество веществ, обусловливающих нарушение усвоя­емости некоторых элементов. Так, например, увеличение содержания марганца в почве связывает йод в соединение, не усвояемое растениями, и, следовательно, этот элемент становится дефицитным. В таких районах необходимы меры по внесению соответствующей коррекции в ассортимент продуктов, используемых для составления рационов.

7.4 Связь минерального и водного обмена

Обеспечение организма человека водой — необходимое условие его существования. Без пищи человек может обой­тись в течение значительно более длительного времени, чем без воды. Она нужна для нормального течения всех процессов жизнедеятельности: пищеварения, всасывания переварившихся нутриентов, биосинтеза и расщепления веществ во внутренней среде организма, удаления шлаков, кровообращения и многих других процессов.

В сутки человеку требуется в среднем 1750—2200 мл воды: 800—1000 мл воды поступает в организм в виде напитков, 250—400 мл с первыми блюдами, около 700 мл воды входит в состав различных продуктов, 300 мл образу­ется в организме за счет окисления жиров, углеводов, белков.

Химически чистой воды в организме нет. В ней раство­рены многие вещества: белки, сахара, соответствующие витамины и минеральные вещества. Наибольшее влияние на обмен воды оказывают минеральные вещества. Их кон­центрация и соотношение определяют осмотическое давле­ние, то есть распределение воды между тканями и жидкостями организма. От этого зависит физико-химическое состояние коллоидов, в первую очередь белков, особенно ферментов, а, следовательно, их функциональная активность. В под­держании постоянства всех параметров водно-солевого равновесия во внутренней среде участвует множество фи­зиологических механизмов — нейрогуморальная, пищева­рительная, выделительная и другие системы. С их деятель­ностью связано ощущение жажды, которое сигнализирует в центральную нервную систему о недостатке воды в ор­ганизме.

Различают истинную и ложную жажду. Истинная жажда обусловлена уменьшением содержания воды в кро­ви, ее сгущением. Через рецепторы кровеносных сосудов сигнал передается в центр жажды, расположенный в гипоталамусе, возбуждение которого вызывает ощущение жажды. Для ее утоления рекомендуется пить подсоленную, подкисленную, минеральную воду, морс, хлебный ква­с, фруктовые отвары.

Ложная жажда обусловлена подсыханием слизистой полости рта, возникающей во время чтения, докладов, лекций; при высокой внешней температуре; возбуждении симпатического отдела вегетативной нервной системы; нервном напряжении; стрессовых ситуациях. При этом состоянии нет надобности во введении жидкости в орга­низм. Ложную жажду устраняют раздражители секреции слюны: сосание кислых леденцов, полоскание рта водой, питье газированной воды небольшими глотками.

В регуляции обмена воды важную роль играют минеральные вещества, входящие в состав пищи.

Дата добавления: 2015-11-02 | Просмотры: 1924 | Нарушение авторских прав