Биологически значимые элементы

ГОУ СПО «Орский медицинский колледж»

Биологически значимые элементы

Подготовили: Максимова Ольга, Вещикова Татьяна, Дорошенко Карина,

Меньшаева Екатерина Проверила: Биштова Н.П.

2011 г.

Биологически значимые элементы (в противоположность биологически инертным элементам) — химические элементы, необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности.

Биологически значимые элементы классифицируют на макроэлементы (содержание которых в живых организмах составляет больше 0,01%) и микроэлементы (содержание менее 0,001%).

Использование термина «минерал» по отношению к биологически значимым элементам

Микрои макроэлементы (кроме кислорода, водорода, углерода и азота), попадают в организм, как правило, при приёме пищи. Для их обозначения в английском языке существует термин Dietary mineral.

В конце XX века российские производители некоторых лекарственных препаратов и биологически активных добавок стали использовать для обозначения макрои микроэлементов термин минерал. С научной точки зрения такое употребление термина «минерал» является неправильным, так как оно используется только для обозначения геологического природного тела с кристаллической структурой. Тем не менее, производители т. н. «биологических добавок», возможно, в рекламных целях, стали называть свою продукцию витамино-минеральными комплексами.

Чем меньше концентрация соединений в организме, тем труднее установить биологическую роль элемента, идентифицировать соединения, в образовании которых он принимает участие. К числу несомненно важных относят ванадий, кремний и др.

Совместимость

В процессе усвоения организмом витаминов, микроэлементов и макроэлементов возможен антагонизм (отрицательное взаимодействие) или синергизм (положительное взаимодействие) между разными компонентами.

Взаимодействия микронутриентов

Взаимодействия микронутриентов и лекарств

Некоторые лекарственные препараты взаимодействуют с витаминами и макрои микроэлементами, нарушая их всасывание, утилизацию либо повышая их экскрецию.

Взаимодействия лекарственных препаратов и микронутриентов

Недостаток микроэлементов в организме

Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ:

Неправильное или однообразное питание, некачественная питьевая вода.

Геологические особенности различных регионов земли — эндемические (неблагоприятные) районы.

Большая потеря минеральных веществ по причине кровотечений, болезнь Крона, язвенный колит.

Употребление некоторых лекарственных средств, связывающих или вызывающих потерю микроэлементов.

Макроэлементы

Эти элементы слагают плоть живых организмов. К макроэлементам относят те элементы, рекомендуемая суточная доза потребления которых составляет более 200 мг. Макроэлементы, как правило, поступают в организм человека вместе с пищей.

Биогенные элементы

Углерод

Водород

Азот

Кислород

Эти макроэлементы называют биогенными (органогенными) элементами или макронутриентами (англ. macronutrient). Из макронутриентов преимущественно построены такие органические вещества, как белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Для обозначения макронутриентов иногда используют акроним CHNO, состоящий из обозначений соответствующих химических элементов в таблице Менделеева.

Другие макроэлементы

Рекомендуемая суточная доза > 200 мг:

Калий

Калий содержится большей частью в клетках, до 40 раз больше чем в межклеточном пространстве. В процессе функционирования клеток избыточный калий покидает цитоплазму, поэтому для сохранения концентрации он должен нагнетаться обратно при помощи натрий-калиевого насоса. Калий и натрий между собой функционально связаны и выполняют следующие функции:

v Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений.

v Поддержание осмотической концентрации крови.

v Поддержание кислотно-щелочного баланса.

v Нормализация водного баланса.

Рекомендуемая суточная доля калия составляет для детей от 600 до 1700 миллиграммов, для взрослых от 1800 до 5000 миллиграммов. Потребность в калии зависит от общего веса тела, физической активности, физиологического состояния, и климата места проживания. Рвота, продолжительные поносы, обильное потение, использование мочегонных повышают потребность организма в калии.

Основными пищевыми источниками являются сушёные абрикосы, дыня, бобы, киви, картофель, авокадо, бананы, брокколи, печень, молоко, ореховое масло, цитрусовые, виноград. Калия достаточно много в рыбе и молочных продуктах.

Практически все сорта рыбы содержат более 200 мг калия в 100 г. Количество калия в разных видах рыбы различается. Овощи, грибы и травы также содержат много калия, однако в консервированных продуктах его уровень может быть гораздо меньше. Много калия содержится в сладостях, особенно в шоколаде.

Всасывание происходит в тонком кишечнике. Усвоение калия облегчает витамин B6, затрудняет — алкоголь.

При недостатке калия развивается гипокалиемия. Возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Продолжительный дефицит калия может быть причиной острой невралгии.

При переизбытке калия развивается гиперкалиемия, для которой основным симптомом является язва тонкого кишечника. Настоящая гиперкалиемия может вызвать остановку сердца.

Кальций

Кальций — распространенный макроэлемент в организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть содержится в скелете и зубах в виде фосфатов. Из различных форм карбоната кальция (извести) состоят скелеты большинства групп беспозвоночных (губки, коралловые полипы, моллюски и др.). Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также в обеспечении постоянного осмотического давления крови. Ионы кальция также служат одним из универсальных вторичных посредников и регулируют самые разные внутриклеточные процессы — мышечное сокращение, экзоцитоз, в том числе секрецию гормонов и нейромедиаторов и др. Концентрация кальция в цитоплазме клеток человека составляет около 10?7 моль, в межклеточных жидкостях около 10?3 моль.

Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых необходимая дневная норма составляет от 800 до 1000 миллиграммов (мг), а для детей от 600 до 900 мг, что для детей очень важно из-за интенсивного роста скелета. Всасывание происходит как в толстом, так и тонком кишечнике и облегчается кислой средой, витамином Д и витамином С, лактозой, ненасыщенными жирными кислотами. Немаловажна роль магния в кальциевом обмене, при его недостатке кальций «вымывается» из костей и осаждается в почках (почечные камни) и мышцах.

Усваиванию кальция препятствуют аспирин, щавелевая кислота, производные эстрогенов. Соединяясь с щавелевой кислотой, кальций дает нерастворимые в воде соединения, которые являются компонентами камней в почках.

Продолжительное отсутствие в рационе может вызвать судороги, боль в суставах, сонливость, дефекты роста, а также запоры. Ломкость ногтей, волос, заболевания зубов (крошатся, появляются трещины на эмали) тоже являются симптомами недостатка кальция в организме. Со стороны нервной системы недостаток кальция может проявляться в виде раздражительности, быстрой утомляемости, тревожных состояний. Хрупкость сосудов, гипертония, паралич лицевого. Более глубокий дефицит приводит к постоянным мышечным судорогам и остеопорозу.

Недостаток кальция может вызывать множество заболеваний. Злоупотребление кофе и алкоголем могут быть причинами дефицита кальция, так как часть его выводится с мочой.

Избыточные дозы кальция и витамина Д могут вызвать гиперкальцемию, после которой следует интенсивная кальцификация костей и тканей (в основном затрагивает мочевыделительную систему). Продолжительный переизбыток нарушает функционирование мышечных и нервных тканей, увеличивает свертываемость крови и уменьшает усвояемость цинка клетками костной ткани. Максимальная дневная безопасная доза составляет для взрослого от 1500 до 1800 миллиграмм.

Продукты, содержащие кальций

Магний

Магний — один из важных биогенных элементов, в значительных количествах содержится в тканях животных и растений. Его биологическая роль сформировалась исторически, в период зарождения и развития протожизни на нашей планете в связи с тем, что морская среда первобытной земли была преимущественно хлоридно-магниевая, в отличии от нынешней — хлоридно-натриевой. Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Магний необходим для превращения креатина фосфата в АТФ — нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка. Установлено также, что 80—90% современных людей страдают от дефицита магния. Это может проявляться по-разному: бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, фибромиалгия, мигрень, мышечные судороги и спазмы, сердечная аритмия, запоры, предменструальный синдром (ПМС). При потливости, частом употреблении слабительных и мочегонных, алкоголя, больших психических и физических нагрузках (в первую очередь при стрессах и у спортсменов) потребность в магнии увеличивается.

Развитие дефицита магния может быть спровоцировано физическим перенапряжением и гиподинамией, спортивными нагрузками, стрессом, воздействием высоких температур (жаркий климат, горячие цеха и даже регулярное посещение парной бани), гипокалорийными диетами, алкоголем, беременностью, лактацией, гормональной контрацепцией, лекарственными препаратами и многими заболеваниями.

Признаки дефицита магния в организме

Общее состояние

v Хроническая усталость, быстрая утомляемость, ощущения тяжести в теле, утренняя «разбитость» даже после длительного сна.

v Волосы, ногти, зубы

v Дефицит магния может приводить к усиленному выпадению волос, ломкости ногтей, кариесу зубов.

v Нервная система

v Раздражительность, тревожность, различные страхи, плаксивость, приступы тоски, депрессия.

v Нарушения сна, кошмары во сне, отсутствие ощущения свежести после пробуждения, ночные обильные поты. Головные боли, головокружения.

v Ухудшение способности к концентрации, ослабление внимания, ухудшение памяти, разбрасывание на множество дел, которые не доводятся до конца. Нервные тики, нарушения кожной чувствительности.

v Нарушения мышечной сократимости

v Мышечные судороги в икроножных мышцах, а также рук, стоп, в области затылка, спины и других местах, мышечные подергивания.

v Боли при напряжении или потягивании мышц.

v Сердечно-сосудистые нарушения

v Боли в сердце, повышенная частота сердечных сокращений (тахикардия), различные аритмии, экстрасистолы (сердцебиения).

v Повышенное или пониженное артериальное давление.

v Повышение уровня холестерина, ускорение процессов развития атеросклероза.

v Изменения крови.

v Развитие анемий из-за ускорения разрушения эритроцитов.

v Повышенная склонность к образованию кровяных тромбов.

v Другие расстройства

v Боли в животе, запоры ли поносы, спазмы желудка и кишечника, спазмы пищевода, гортани, бронхов.

v Повышенная реакция на изменения погоды (ломота в теле, боли в зубах, деснах, суставах).

v Пониженная температура тела, холодные кисти и стопы, онемение конечностей.

v Предменструальный синдром, болезненные месячные у женщин.

Избыточный «запас» магния в тканях и органах создать довольно непросто, ведь магний эффективно отфильтровывается почками. Передозировка магния часто возникает при неумеренном приеме магнийсодержащих лекарственных средств при прохождении курсов терапии.

Наиболее распространенные симптомы избытка магния «на глазок» определить достаточно сложно. Очень трудно увидеть, угнетены ли у человек рефлексы и усилены ли тормозные процессы в ЦНС. Остеопороз вообще диагностируется только по рентгеновскому снимку, а брадикардия — по результатам кардиографии. Однако существуют и видимые проявления. Значительный избыток магния в организме подозревается, если человека постоянно тошнит, человек вялый, у него наблюдается тяжёлая диарея, нарушение ритмов сердцебиения.

Продукты, содержащие магний

Самыми богатыми источниками магния среди потребляемых нами продуктов можно считать орехи и фасоль, а также семена других стручковых. Например, в половине стакана свежей фасоли содержится 151 мг магния, а в таком же объеме семян сои — 200 мг. Все сдобные мучные изделия содержат ничтожное количество магния. В овощах этот элемент бывает в разных количествах в зависимости от его содержания в почве или удобрениях.

К пище, богатой магнием, относятся: кунжут, отруби, орехи. Магния совсем мало в хлебе, молочных, мясных и других повседневных продуктах питания современного человека. Суточная норма магния — порядка 300 мг для женщин и 400 мг для мужчин.

Рекомендуемое употребление магния (мг в день)

Натрий

В организме натрий, в виде солей, находится большей частью снаружи клеток (примерно в 15 раз больше чем в цитоплазме). Эту разницу поддерживает натрий-калиевый насос, который откачивает попавший внутрь клетки натрий.

Совместно с калием натрий выполняет следующие функции:

v Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений.

v Поддержание осмотической концентрации крови.

v Поддержание кислотно-щелочного баланса.

v Нормализация водного баланса.

v Обеспечение мембранного транспорта.

Активация многих энзимов

Рекомендуемая доза натрия составляет для детей от 600 до 1700 миллиграммов, для взрослых от 1200 до 2300 миллиграммов. В виде поваренной соли это составляет от 3 до 6 граммов в день.

Натрий содержится практически во всех продуктах, хотя большую его часть организм получает из поваренной соли. Усвоение в основном происходит в желудке и тонкой кишке. Витамин Д улучшает усвоение натрия, однако, чрезмерно соленая пища и пища богатая белками препятствуют нормальному всасыванию. Количество поступившего с едой натрия показывает содержание натрия в моче. Для богатой натрием пищи характерна ускоренная экскреция.

Почему возникает дефицит В обычных условиях дефицит натрия возникает крайне редко, но вот в условиях усиленного потоотделения, например, в жаркую погоду, количество потерь натрия с потом может достичь угрожающего для здоровья уровня, что может привести к обмороку, а также, представляет серьезную опасность для жизни

Также, к недостатку натрия в организме может привести применение бессолевых диет, рвота, понос и кровотечения.

Дефицит натрия у питающегося сбалансированной пищей человека не встречается, однако, некоторые проблемы могут возникнуть при вегетарианских диетах. Временный дефицит может быть вызван использованием мочегонных препаратов, поносом, обильным потением или избыточным употреблением воды. Симптомами нехватки натрия являются потеря веса, рвота, образование газов в желудочно-кишечном тракте, и нарушение усвоения аминокислот и моносахаридов. Продолжительный дефицит вызывает мышечные судороги и невралгию.

При дефиците калия (K), натрий, из внеклеточной жидкости беспрепятственно проникает внутрь клеток, привнося избыточное количество воды, от чего клетки раздуваются и даже лопаются, образуя рубцы. Жидкость накапливается в мышечной и соединительной тканях, возникает водянка.

Постоянный избыток соли в питании, в конечном счете, приводит к отекам, гипертонии, заболеваниям почек.

Почему бывает избыток Натрия (Гипернатриемия)

Кроме собственно избыточного потребления поваренной соли, солений или промышленно переработанных продуктов, избыток натрия можно получить при болезнях почек, лечении кортикостероидами, например, кортизоном, при стрессе.

В стрессовых ситуациях надпочечники вырабатывают в больших количествах гормон альдостерон, способствующий задержке натрия в организме.

Переизбыток натрия вызывает отек ног и лица, а также повышенное выделение калия с мочой. Максимальное количество соли, которое может быть переработано почками составляет примерно 20−30 граммов, большее количество уже опасно для жизни.

Ионы натрия связывают воду и избыточное употребление натрия с пищей приводит к накоплению лишнего количества жидкости в организме. В результате чего повышается кровяное давление, что является фактором риска сердечных заболеваний и инсультов.

Продукты питания богатые натрием (Na)

Сера

v Серу называют минералом «красоты», так как при её дефиците волосы начинают ломаться и теряют блеск, а кожа блёкнет и стареет.

v Человек содержит примерно 2 г серы на 1 кг своего веса.

v Сера, подобно азоту, входит в состав белков, в силу чего белковый обмен является одновременно азотистым и серным. В тканях сера находится в виде сложных органических соединений — сульфатов.

v Сера обнаружена в инсулине и некоторые приписывают гипогликемическое действие инсулина содержащейся в нем сере.

v Сера содержится в антиневралгическом витамине В1 (тиамине), что отличает этот витамин от остальных. В белках сера содержится в аминокислотах: цистеине, цистине, метионине. Цистин и цистеин участвуют в окислительно-востановительных реакциях организма. В присутствии кислорода цистеин отдает водород органическим соединениям, восстанавливая их, а сам переходит в цистин. Эта реакция обратима. Замечательные восстановительно-окислительные свойства цистин-цистеина связаны с присутствием сульфгидрильных групп, обусловливающих высокую реактивность многих белков, например ферментов и некоторых гормонов. Цистеин входит в состав глютатиона — белкового вещества, которым богаты эритроциты, печень, надпочечники и особенно ткани эмбриона. Участвуя в окислительно-восстановительных процессах сера играет в тканевом дыхании ту же роль, что и гемоглобин и оксигемоглобин в газообмене легких. В аминокислоте метионине сера связана с легко отщепляющейся метильной группой СН3, необходимой для синтеза холина, при недостатке которого в организме наблюдаются нарушения в виде жировой инфильтрации печени и кровоизлияний в почках.

v Кератин, являющийся элементом клеток кожи, волос и ногтей, тоже включает в себя много серы; она же входит в состав инсулина, без которого невозможен нормальный углеводный обмен. В углеводах тоже есть сера — например, в гепарине, поддерживающем кровь в жидком состоянии.

v В организме сера участвует во множестве необходимых для жизни процессов, взаимодействуя с витаминами Н, группы В, поддерживающими здоровье нервной системы и обмен веществ, а также витамином N — липоевой кислотой, снабжающей энергией головной мозг и обеспечивающей усвоение глюкозы мышцами.

v Она активно помогает организму бороться с вредными бактериями, защищая протоплазму крови. Свертываемость крови также зависит от количества серы — она помогает поддерживать достаточный уровень свертываемости, способствует поддержанию нормальной концентрации вырабатываемой организмом желчи, что необходимо для переваривания пищи.

v Сера участвует в формировании хрящевой ткани; влияет на рост, гибкость и эластичность костей; укрепляет мышечный каркас — это особенно важно для подростков; останавливает развивающийся сколиоз; при артритах, растяжениях, миозите, бурсите уменьшает боли и воспаления, снимает судороги.

v Она повышает проницаемость мембран и нейтрализует токсичные вещества, накопленные внутри клеток, а полезным веществам, в то же время, помогает поступать в клетки. При аллергических заболеваниях сера очень важна, поэтому пациентам часто назначают серосодержащие препараты: это опять же связано с её антитоксическим действием — чужеродное вещество вовремя выводится из клетки, и аллергическая реакция не возникает.

v Поскольку сера участвует в формировании белка и является компонентом многих аминокислот, она способствует укреплению антиоксидантной защиты. Аминокислоты, содержащие серу, синтезируют белки, обеспечивающие эффективную работу иммунной системы, защищающей нас от множества агрессивных воздействий.

v Многие ферменты, гормоны, витамины тоже синтезируются в организме при участии серы; благодаря ей, поддерживается нормальный уровень сахара в крови, поэтому больным сахарным диабетом могут вводить серу, чтобы снизить потребность в инсулине.

v Особенно богаты серой поверхностные слои кожи; здесь сера содержится в кератине (волосы содержат до 5−10% кератина) и меланине, пигменте, предохраняющем в виде загара глубокие слои кожи от вредного действия ультрафиолетовой радиации.

При недостатке серы наблюдаются: тахикардия, повышение АД, нарушения функций кожи, выпадение волос, запоры, в тяжелых случаях — жировая дистрофия печени, кровоизлияние в почки, нарушения углеводного обмена и белкового обмена, перевозбуждение нервной системы, раздражительность и другие невротические реакции. Нехватка серы в организме всё же бывает, хотя клинических данных о её симптомах почему-то до сих пор нет. Зато экспериментальные данные есть, и они говорят о том, что недостаток серы может тормозить рост клеток; снижать репродуктивную функцию; способствовать развитию заболеваний печени, суставов и кожи; нарушать обменные процессы — пигментный обмен, содержание сахара в крови и т. д.

При дефиците серы начинают ломаться ногти; волосы и кожа тускнеют; суставы начинают болеть; возникает гипергликемия. Причины дефицита серы учёным тоже не до конца ясны, но одной из них может являться дисбактериоз; питание белковой пищей, содержащей мало необходимых аминокислот, тоже может вызвать такое состояние.

Избыток серы и его проявления

Элементарная сера не обладает выраженным токсическим действием, но все ее соединения токсичны. Принятая внутрь в количестве 3−5 мг, элементарная сера действует как слабительное, вследствие образования сероводорода в кишечнике.

При избытке серы в организме могут проявляться: кожный зуд, сыпь и фурункулы; развивается конъюнктивит и возникают дефекты роговицы, появляется «песок в глазах», глазные яблоки ломит, текут слёзы, глаза раздражает свет; появляется малокровие, слабость, головокружение, головные боли и тошнота; развиваются заболевания верхних дыхательных путей; ослабевает слух; возникают частые расстройства пищеварения, жидкий стул, теряется масса тела; заметно понижается интеллект.

Больше всего их в копчёных продуктах, так любимых нашими соотечественниками; в готовых салатах, которые хозяйки покупают в супермаркетах; в пиве, которое пьют даже школьники; в окрашенных винах и уксусе; картофеле и свежих овощах — при их выращивании используются удобрения. Тяжёлых отравлений такие дозы сульфитов не вызывают, но они накапливаются в организме, и многие врачи видят здесь связь с увеличением количества больных бронхиальной астмой.

Потребность организма в сере

За одни сутки организм взрослого человека должен получить от 1 до 3 г серы — тогда он будет чувствовать себя бодрым и полным сил.

Фосфор

Фосфор присутствует в живых клетках в виде ортои пирофосфорной кислот, входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, коферментов, ферментов. Кости человека состоят из гидроксилапатита 3Са3(РО4)3· Ca (OH)2. В состав зубной эмали входит фторапатит. Основную роль в превращениях соединений фосфора в организме человека и животных играет печень. Обмен фосфорных соединений регулируется гормонами и витамином D. Суточная потребность человека в фосфоре 800—1500 мг. При недостатке фосфора в организме развиваются различные заболевания костей.

Даже незначительная нехватка фосфора в организме может привести к остеопорозу костных тканей, заметному снижению интеллектуальных данных и общей работоспособности. Это будет проявляться в потере кратковременной памяти, частых проявлениях слабости, сонливости и головных болях. У человека с дефицитом макроэлемента фосфора может пропасть интерес к жизни, к новым знаниям. Если вовремя не восполнить запас фосфора в организме, симптомы станут еще более тревожными: появятся боли в костях, человек станет уставать даже после незначительных нагрузок, затем появится тревожность и необоснованная раздражительность. Также могут быть перебои в дыхании, периодическое онемение и дрожание конечностей.

Если питание человека плохо сбалансировано и в его рационе преобладают мясные и рыбные продукты — возникает избыток фосфора. Это происходит из-за того, что усвоение этого макроэлемента напрямую связано с количеством кальция, попадающего в организм с пищей. Если соотношение кальция к фосфору 1:1,5, тогда эти вещества создают необходимые для жизнедеятельности человека нерастворимые соединения, способствующие нормальному протеканию процессов в организме. При нарушении такого соотношения фосфор начинает накапливаться и не выводится из тканей и костей, что приводит к нарушению работы почек, нервной системы и костных тканей. Одновременно тормозится всасывание кальция, замедляется образование витамина D, нарушаются функции паращитовидных желез.

В почках могут образоваться камни, также появится угроза железодефицитной анемии и заболеваний сосудов.

Продукты, содержащие фосфор

Суточная норма:

Женщины от 19 до 51 года — 550 мг, Женщины от 51 года — 550 мг, Кормящие женщины — 950 мг.

Хлор

v Хлор относится к важнейшим биогенным элементам и входит в состав всех живых организмов. У животных и человека, ионы хлора участвуют в поддержании осмотического равновесия и регуляции водно-солевого обмена. Хлорные каналы представлены во многих типах клеток и скелетных мышцах. Эти каналы выполняют важные функции в регуляции объема жидкости, участвуют в поддержании рН клеток. Человек потребляет 5−10 г NaCl в сутки. Минимальная потребность человека в хлоре составляет около 800 мг в сутки. NaCl необходим для выработки в желудке соляной кислоты, которая способствует пищеварению и уничтожению болезнетворных бактерий. Мышечная ткань человека содержит 0,20−0,52% хлора, костная — 0,09%; в крови — 2,89 г/л. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) 95 г хлора. Ежедневно с пищей человек получает 3−6 г хлора, что с избытком покрывает потребность в этом элементе.

v Равновесие, которое поддерживает хлор — это баланс между эритроцитами и плазмой, кровью и тканями организма, а также водный баланс. Если этот баланс нарушен, то появляются отёки.

v Вместе с калием и натрием хлор обеспечивает нормальный водно-солевой обмен, и может снимать отёки различного происхождения, приводя в норму артериальное давление. Соотношение этих элементов всегда должно быть сбалансированным, так как они поддерживают нормальное осмотическое давление межклеточной жидкости. Кислотно-щелочной дисбаланс, который может появиться вследствие нарушения равновесия между этими элементами, вызывает различные заболевания.

v Хлор важен для нормального пищеварения, так как он участвует в образовании соляной кислоты, являющейся основным компонентом желудочного сока, а также стимулирует активность амилазы — фермента, способствующего расщеплению и усвоению углеводов. При некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сопровождающихся воспалительными процессами, количество хлора в организме уменьшается.

v Улучшая работу печени, хлор помогает клеткам и тканям избавляться от шлаков, а также своевременно выводит из организма углекислый газ.

v Для спортсменов важно, чтобы в их организме всегда соблюдался баланс хлора, так же, как натрия и калия: хлор необходим суставам — он позволяет им дольше сохранять гибкость, а мышцам помогает оставаться сильными.

Дефицит хлора в организме может возникнуть в случае обезвоживания — так бывает довольно часто. Это может быть сильное потоотделение; рвота и понос при отравлениях; нефропатия, при которой человек теряет соли; адренокортикальная недостаточность — состояние, при котором снижается функция коры надпочечников; нарушения кислотно-основного равновесия. Некоторые лекарства, даже обычные слабительные или мочегонные препараты, тоже вызывают уменьшение содержания этого элемента в организме.

Если нехватка хлора умеренная, то человек чувствует вялость и сонливость, у него ухудшается память, слабеют мышцы, появляется сухость во рту, снижается аппетит и теряется способность различать вкус продуктов. Хронические заболевания, обусловленные недостатком хлора, обычно сопровождаются поражениями кожи, выпадением волос и зубов.

Острый дефицит этого элемента, о важности которого многие века учёные даже не подозревали, может вызвать тяжелейшие состояния, вплоть до комы, и даже закончиться смертью, если вовремя не восстановить его баланс в организме.

Однако избыток хлора в организме, особенно резкий, не менее, а может и более опасен, чем его дефицит. Такое возможно, если человек работает в определённой сфере производства: химической или фармацевтической промышленности, на целлюлозно-бумажном комбинате или в другом месте, где он может вдохнуть концентрированные пары хлора. В этом случае человек может погибнуть от химического ожога, который вызывает торможение дыхательного центра в головном мозге и остановку дыхания.

При отравлениях, вызывающих обезвоживание, и нарушениях работы почек, тоже может возникнуть избыток хлора, как и его дефицит. Увеличение количества хлора может быть спровоцировано приёмом многих препаратов при лечении заболеваний, так что следует всегда оценивать своё состояние и не принимать никаких лекарств без назначения врача.

Избыток хлора может привести к накоплению воды в тканях организма, а потом к резкому повышению кровяного давления. При резком увеличении количества хлора в организме появляется резь в глазах и кашель, текут слёзы, возникает головная боль и боли в груди, расстройства пищеварения; возможно развитие тяжёлого воспаления бронхов, высокая температура и токсический отёк лёгких.

Натрий и хлор поступают в организм в основном в виде натрия хлорида (поваренной соли).

Микроэлементы

Термин «микроэлементы» получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века. В частности, для агрономов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в удобрениях (троица NPK — азот, фосфор, калий) не обеспечивает нормального развития растений.

Микроэлементами называются элементы, содержание которых в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Рекомендуемая суточная доза потребления микроэлементов для человека составляет менее 200 мг. В последнее время стал использоваться заимствованный из европейских языков термин микронутриент (англ. micronutrient).

Поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма предусматривает в первую очередь поддержание качественного и количественного содержания минеральных веществ в тканях органов на физиологическом уровне.

Основные ультрамикроэлементы По современным данным более 30 микроэлементов считаются необходимыми для жизнедеятельности растений, животных и человека. Вот некоторые из них:

Бром

Многие аспекты биологической роли брома в настоящее время еще не выяснены. В организме человека бром участвует в регуляции деятельности щитовидной железы, так как является конкурентным ингибитором иода. Некоторые исследователи полагают, что соединения брома участвуют в деятельности эозинофилов — клеток иммунной системы. Пероксидаза эозинофилов окисляет бромид-ионы до бромноватистой кислоты, которая помогает разрушать чужеродные клетки, в том числе и раковые. Ежедневное поступление брома в организм человека с пищей составляет 2−6 мг. Принимает участие в регуляции деятельности нервной системы, действует на функции половых желез и щитовидной железы. Бром оказывает успокаивающее действие на нервную систему, а поэтому входит в ряд медикаментозных препаратов. Наибольшей концентрации бром достигает в головном мозге, щитовидной железе, спинномозговой жидкости, крови.

Бромид-ионы, поступая в организм в течение длительного времени, препятствуют накоплению иода в щитовидной железе, угнетая ее деятельность. Для ускорения выведения брома из организма назначают диету с большим содержанием соли и обильное питье. Для предупреждения явлений бромизма при лечении бромом рекомендуется прием раз в неделю слабительных средств.

Поступает бром в организм человека с пищей. Основным источником брома являются бобовые, хлебопродукты и молоко. В обычном суточном рационе содержится 0,4−1,0 мг брома.

Суточная потребность человека составляет 0,5−2,0 мг брома.

Недостаток брома в пище приводит к бессоннице, замедлению роста и уменьшению числа эритроцитов в крови.

Признаки нехватки брома

v повышенная раздражительность

v половая слабость

v бессонница

v замедление роста у детей

v снижение количества гемоглобина в крови

v повышение возможности выкидыша

v сокращение продолжительности жизни

v снижение кислотности желудочного сока Однако повышенное потребление брома и передозировка во время лечения с последующим его накоплением в организме может вызвать угнетение нервной системы (сонливость, атаксию, снижение болевой чувствительности, слуха, зрения, ослабление памяти). Хроническое отравление бромом (бромизм) также сопровождается катаральными явлениями в различных органах (насморк, конъюнктивиты, бронхит, понос) и изменениями со стороны кожи, общая вялость, появление сыпи на коже, апатия, сонливость. Так как бром считается очень ядовитым веществом, то при попадании большого количества вещества в организм человека возможны серьезные последствия. Летальной считается доза от 35 г.

Признаки избытка брома

v угнетение функции щитовидной железы

v ухудшение памяти

v неврологические нарушения

v высыпания на коже

v бессонница

v нарушения пищеварения

v ринит

v бронхит

Железо

В живых организмах железо является важным микроэлементом, катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания). В организме взрослого человека содержится около 3,5 грамма железа (около 0,02%), из которых 78% являются главным действующим элементом гемоглобина крови, остальное входит в состав ферментов других клеток, катализируя процессы дыхания в клетках. Недостаток железа проявляется как болезнь организма (хлороз у растений и анемия у животных).

Обычно железо входит в ферменты в виде комплекса, называемого гемом. В частности, этот комплекс присутствует в гемоглобине — важнейшем белке, обеспечивающем транспорт кислорода с кровью ко всем органам человека и животных. И именно он окрашивает кровь в характерный красный цвет.

Комплексы железа, отличные от гема, встречаются, например, в ферменте метан-моноксигеназе, окисляющем метан в метанол, в важном ферменте рибонуклеотид-редуктазе, который участвует в синтезе ДНК.

Неорганические соединения железа встречается в некоторых бактериях, иногда используется ими для связывания азота воздуха.

Суточная потребность человека в железе следующая: дети — от 4 до 18 мг, взрослые мужчины — 10 мг, взрослые женщины — 18 мг, беременные женщины во второй половине беременности — 33 мг. У женщин потребность несколько выше, чем у мужчин. Как правило, железа, поступающего с пищей, вполне достаточно, но в некоторых специальных случаях (анемия, а также при донорстве крови) необходимо применять железосодержащиепрепараты и пищевые добавки (гематоген, ферроплекс). Суточная потребность в железе мала и ее легко удовлетворить. Однако у ребенка, которого кормят грудью, нередко возникает дефицит железа. В организме легко восстанавливается равновесие между поступлением и выведением железа, и временный дефицит его легко восполняется за счет имеющихся запасов. Потребность в железе значительно возрастает при анемии, вызванной, например, такими паразитарными инвазиями, как малярия и анкилостомоз, которые очень широко распространены в тропических странах.

Продукты, содержащие железо:

Продукт/ Размер порции/ Кол-во железа (mg)

говяжая печень 85гр 7.5

печень цыпленка 3 небольшие шт. 7.4

отруби ½ стакана 6.2

пшенная каша ½ стакана 6.0

моллюски 85гр 5.2

устрицы (сырые) 85гр 4.8

курага 85 гр 4.0

свиная отбивная 85гр 3.3

бифштекс (из постного мяса) 85гр 3.0

печеные бобы ½ стакана 3.0

миндаль 57 гр 2.7

сливовый сок ¼ стакана 2.6

пророщенная пшеница 28 гр 2.5

зеленая фасоль ½ стакана 2.1

сливы 5 больших 2.0

Избыточная доза железа (200 мг и выше) может оказывать токсическое действие. Передозировка железа угнетает антиоксидантную систему организма, поэтому употреблять препараты железа здоровым людям не рекомендуется.

Избыток железа оказывает токсическое воздействие: возникают рвота, понос и повреждение кишечника. Железо может накапливаться в организме, если пациент принимает его препараты в большом количестве или слишком долго; переносит несколько переливаний крови или страдает алкоголизмом.

Существует потенциально опасное наследственное заболевание, при котором всасывается слишком много железа — перегрузка железом (гемохроматоз). Обычно симптомы этого заболевания не проявляются до среднего возраста и развиваются незаметно. Кожа приобретает бронзовый цвет; возникают цирроз, злокачественные опухоли печени, сахарный диабет и сердечная недостаточность, приводя к преждевременной смерти. Как следствие избытка железа могут развиваться артрит, импотенция, бесплодие, гипотиреоз и хроническая утомляемость.

Дефицит железа вызывают:

v недостаточное содержание белка в пище (нарушается образование белковых комплексов с железом),

v преобладании в рационе продуктов (растительных), из которых железо плохо усваивается,

v заболевания, сопровождающиеся нарушением усвоения железа (анацидный гастрит, энтерит, глистные инвазии и т. д.),

v отсутствие свободной соляной кислоты (нарушается всасывание железа),

v хроническая потеря крови (геморрой, обильные маточные кровотечения),

v длительном донорстве,

v беременность и кормление грудью.

Часто железодефицитной анемией страдают дети.

Йод

Иод относится к микроэлементам и присутствует во всех живых организмах. Его содержание в растениях зависит от присутствия его соединений в почве и водах. Некоторые морские водоросли (морская капуста, или ламинария, фукус и другие) накапливают до 1% иода. Иод входит в скелетный белок губок и скелетопротеинов морских многощетинковых червей.

У животных и человека иод входит в состав так называемых тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой — тироксина и трииодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма.

В организме человека (масса тела 70 кг) содержится 12−20 мг иода.

Отсутствие или недостаток иода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб, кретинизм, гипотиреоз). В связи с этим к поваренной соли, поступающей в продажу в местностях с естественным геохимическим дефицитом иода, с профилактической целью добавляют иодид калия, иодид натрия или иодат калия (иодированная соль).

Йод является жизненно необходимым человеческому организму веществом. В узкоспециальных кругах йод называется микронутриентом. Биологическая роль йода в организме человека чрезвычайно важна. Этот микроэлемент участвует в образовании тиреоидных гормонов, отвечающих за эффективность обменных процессов, за развитие и рост организма, за выработку тепла. Йод необходим и для правильного функционирования щитовидной железы, которая, собственно, и вырабатывает упомянутые выше гормоны, в частности, тироксин. Получить достаточное количество йода организм может только извне. Поэтому важно знать, в каких продуктах содержится йод и его соединения.

Всемирная организация здравоохранения признала глобальной проблему заболеваний, возникающих вследствие дефицита йода в рационе питания. Озабоченность медиков объясняется тем, что йододефицит угрожает не только состоянию здоровья, но и жизни.

Наличие йода повышает психологический иммунитет. Если же йода недостаточно, то человек становится слабым, сонливым, быстро устаёт. Наряду с этим ухудшается слух и ослабляется память. Людей, страдающих от йододефицита, выдают и внешние симптомы нехватки йода — бледность и сухость кожных покровов, тусклость волос. Эти люди постоянно испытывают чувство холода, страдают одышкой и испытывают болезненные ощущения в области сердца.

Статистические данные свидетельствуют о том, что от недостатка йода в мире страдает примерно 200 миллионов человек. Почти миллиард — в зоне риска. Россия, к сожалению, входит в число стран, а их в мире больше полутора сотен, в которых потребление йодосодержащих продуктов на душу населения намного ниже нормы. Однако, насколько опасна нехватка йода в организме человека, настолько же негативно сказывается на здоровье и повышенное содержание этого микроэлемента.

Проверьте сегодня самостоятельно, хватает ли вашему организму йода. Для этого нанесите на кожу йодную сетку. Если рисунок исчезнет в течение ближайшей пары-тройки часов, то, увы, вам не хватает йода. Если же сетка не пропадёт и после суток, то с йодом у вас всё в порядке.

Суточная потребность человека в иоде определяется возрастом, физиологическим состоянием и массой тела. Для человека среднего возраста нормальной комплекции (нормостеник) суточная доза иода составляет 0,15 мг.

Повышенное содержание йода в органах и тканях организма приводит к гипертиреозу. В этом случае наблюдаются такие симптомы избытка йода, как мышечная слабость, повышенная раздражительность, нередко потливость. Человек худеет, появляется склонность к диарее. Ускоряются обменные процессы. При повышении температуры в отсутствие признаков воспалительного заболевания, то есть, при гипертермии, следует провериться на избыток йода в организме — это один из его симптомов. Распространены также дистрофия и депигментация кожи, преждевременное поседение волос. Длительная мышечная слабость часто приводит к атрофии мышц.

Чрезмерное повышение содержание йода в организме приводит к прямому отравлению. Следует заметить, что чистый йод весьма токсичен. Поэтому симптомы избытка йода, если речь идёт об отравлении, в сущности, не отличаются от признаков любого другого отравления. Это рвота и болезненные ощущения в животе. Часто диарея. В самых пиковых случаях дело может дойти до летального исхода, наступающего из-за шока, возникающего вследствие раздражения огромного числа нервных окончаний.