Все превращения веществ в организме совершаются в водной среде. Вода растворяет пищевые вещества, поступившие в организм. Вместе с минеральными веществами она принимает участие в построении клеток и во многих реакциях обмена.
Вода участвует в регуляции температуры тела; испаряясь, охлаждает тело, предохраняя его от перегрева; транспортирует растворенные вещества.
Вода и минеральные соли создают в основном внутреннюю среду организма, являясь основной составной частью плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости. Они участвуют в поддержании осмотического давления и реакции плазмы крови и тканевой жидкости. Некоторые соли, растворенные в жидкой части крови, участвуют в переносе газов кровью.
Вода и минеральные соли входят в состав пищеварительных соков, что во многом определяет их значение для процессов пищеварения. И хотя ни вода, ни минеральные соли не являются источниками энергии в организме, поступление их в организм и выведение оттуда являются обязательным условием его нормальной деятельности.
Потеря организмом воды приводит к очень тяжелым нарушениям. Например, при расстройстве пищеварения у грудных детей самым опасным является обезвоживание организма, что влечет за собой судороги, потерю сознания и т. д. Именно резкое обезвоживание организма вследствие потери жидкости служит причиной столь тяжелого течения такого инфекционного заболевания, как холера. Лишение воды на несколько дней смертельно для человека.
Обмен воды
Пополнение тела водой происходит постоянно за счет всасывания ее из пищеварительного тракта. Человеку нужно в сутки 2-2,5 л воды при нормальном пищевом режиме и нормальной температуре окружающей среды. Это количество воды поступает из следующих источников: а) воды, потребляемой при питье (около 1 л); б) воды, содержащейся в пище (около 1 л); в) воды, которая образуется в организме при обмене белков, жиров и углеводов (300-350 мл).
Основные органы, удаляющие воду из организма, - почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почки за сутки из организма удаляют 1,2-1,5 л воды в составе мочи. Потовые железы через кожу в виде пота удаляют 500-700 мл воды в сутки. При нормальной температуре и влажности воздуха на 1 см2 кожного покрова каждые 10 мин выделяется около 1 мг воды. В пустынях Аравийского полуострова, однако, человек ежедневно теряет с потом около 10 л воды. При интенсивной работе в виде пота выделяется также много жидкости: например, за два тайма напряженного футбольного матча футболист теряет около 4 л воды.
Легкие в виде водяных паров выводят 350 мл воды. Это количество резко возрастает при углублении и учащении дыхания, и за сутки тогда может выделиться 700-800 мл воды.
Через кишечник с калом выводится в сутки 100-150 мл воды. При расстройстве деятельности кишечника с калом может выводиться большое количество воды (при поносе), что может привести к обеднению организма водой. Для нормальной деятельности организма важно, чтобы поступление воды полностью покрывало ее расход.
Отношение количества потребленной воды к количеству выделенной составляет водный баланс .
Если воды из организма выводится больше, чем поступает в него, то возникает чувство жажды . В результате жажды человек пьет воду до восстановления нормального водного баланса.
Обмен солей
При исключении из пищевого рациона животных минеральных веществ наступают тяжелые расстройства в организме и даже смерть. С наличием минеральных веществ связано явление возбудимости - одного из основных свойств живого. Рост и развитие костей, нервных элементов, мышц зависят от содержания минеральных веществ; они определяют реакцию крови (рН), способствуют нормальной деятельности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина (железо), соляной кислоты желудочного сока (хлор).
Минеральные соли создают столь необходимое для жизнедеятельности клеток определенное осмотическое давление.
При смешанном питании взрослый человек получает все необходимые ему минеральные вещества в достаточном количестве. Только поваренную соль добавляют к пище человека при ее кулинарной обработке. Растущий детский организм особенно нуждается в дополнительном поступлении многих минеральных веществ.
Организм постоянно теряет некоторое количество минеральных солей в составе мочи, пота и кала. Поэтому минеральные соли, так же как и вода, должны постоянно поступать в организм. Содержание отдельных элементов в теле человека неодинаково (табл. 13).
Регуляция водно-солевого обмена
Постоянство осмотического давления внутренней среды организма, определяемое содержанием воды и солей, регулируется организмом.
При недостатке воды в организме повышается осмотическое давление тканевой жидкости. Это приводит к раздражению расположенных в тканях особых рецепторов - осморецепторов . Импульсы от них по специальным нервам направляются в головной мозг к центру регуляции водно-солевого обмена. Оттуда возбуждение направляется к железе внутренней секреции - гипофизу, который выделяет в кровь специальный гормон, вызывающий задержку мочеотделения. Уменьшение выделения воды с мочой восстанавливает нарушенное равновесие.
Этот пример наглядно показывает взаимодействие нервных и гуморальных механизмов регуляции физиологических функций. Рефлекс начинается нервным путем с осморецепторов, а затем включается гуморальный механизм - поступление в кровь специального гормона.
Центр регуляции водно-солевого обмена контролирует все пути транспорта воды в организме: выделение ее с мочой, потом и через легкие, перераспределение между органами тела, всасывание из пищеварительного тракта, секрецию, а также потребление воды. Особенно важными в этом отношении оказываются некоторые участки промежуточного мозга. Если животному в эти участки ввести электроды, а затем через них начать раздражать мозг электрическим током, то животные начинают жадно пить воду. При этом количество выпитой воды может превышать 40% массы тела. В результате появляются признаки водного отравления, связанные с понижением осмотического давления плазмы крови и тканевой жидкости. В естественных условиях эти центры промежуточного мозга находятся под контролирующим влиянием коры больших полушарий головного мозга.
Механизм регуляции водного баланса очень важен в практической жизни. В случаях, когда воду приходится экономить, пить ее ни в коем случае не следует залпом, а обязательно очень маленькими глотками. Вы почувствуете, что напились, хотя воды выпили немного. Знание особенностей регуляции водно-солевого обмена важно еще в одном случае. В жаркую погоду обычно очень хочется пить, и, сколько бы вы ни выпили воды, пить все равно хочется. Но стоит сознательно потерпеть немного, несмотря на чувство жажды, и она проходит. Именно поэтому не следует много пить на жаре, в походе и т. д. Правильная тактика здесь такая: зная, что предстоит трудный поход или длительное пребывание на солнце, лучше заранее выпить воды "про запас", в момент, когда пить еще не хочется. В этом случае потом не возникает такое сильное чувство жажды, как если бы вы начали пить на жаре.
Еще два практических совета. Перед отправлением в поход надо выпить минеральной или подсоленной воды или съесть немного умеренно соленой пищи - брынзы, соленого сыра и т. д. - и хорошо запить ее водой. Дело в том, что с потом теряется много солей, а это приводит к нарастанию утомления, мышечной слабости и т. д. Необходимо знать также, что на жаре нередко возникает "ложная жажда": пить хочется не потому, что в организме мало жидкости, а из-за пересыхания слизистой оболочки полости рта. В этом случае достаточно просто пополоскать рот водой.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
Вопрос 1. Какие химические элементы входят в состав клетки?
В состав клетки входит около 70 элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Из них основная часть (98"%) приходится на макроэлементы - углерод, водород, кислород, азот, которые вместе с серой и фосфором образуют группу биоэлементов.
На долю таких элементов, как сера, фосфор, калий, натрий, железо, кальций и магний, приходится только 1,8% веществ, входящих в состав Клетки.
Помимо этого и состав клетки входят микроэлементы йод (I), фтор (F), цинк (Zn), медь (Cu), составляющие 0,18% от общей массы, и ультрамикроэлементы - золото (Аи), серебро (Ан), платина (Р) входящие в состав клетки в количестве до 0,02%.
Вопрос 2. Приведите примеры биологической роли химических элементов.
Биоэлементы - кислород, водород, углерод, азот, фосфор и сера - являются необходимыми составными частями молекул биологических полимеров - белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот.
Натрий, калий и хлор обеспечивают проницаемость клеточных мембран, работу калий - натриевого (К/Nа-) насоса, проведение нервного импульса.
Кальций и фосфор являются структурными компонентами межклеточного вещества костной ткани. Помимо этого кальций является одним из факторов свертываемости крови.
Железо входит в состав белка эритроцитов - гемоглобина, а медь - в состав сходного с ним белка, тоже являющегося переносчиком кислорода, - гемоцианина (например, в эритроцитах моллюсков).
Магний является обязательной частью хлорофилла клеток растений. А мод и цинк входят в состав гормонов щитовидной и поджелудочной желез соответственно.
Вопрос 3. Что такое микроэлементы? Приведите примеры и охарактеризуйте их биологическое значение.
Микроэлементы - вещества, входящие в состав клетки в малых количествах (от 0,18 до 0,02%). К микроэлементам относятся цинк, медь, йод, фтор, кобальт.
Находясь в составе клетки в виде ионов и иных соединений, они активно участвуют в построении и функционировании живого организма. Так, цинк входит в состав молекулы инсулина - гормона поджелудочной железы. Йод - необходимый компонент тироксина - гормона щитовидной железы. Фтор участвует в образовании костей и эмали зубов. Медь входит в состав молекул некоторых белков, например гемоцианина. Кобальт является компонентом молекулы витамина В12, необходимого организму для кроветворения.
Вопрос 4. Какие неорганические вещества входят в состав клетки?
Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, наиболее распространенным является вода. В среднем в многоклеточном организме вода составляет до 80% массы тела. Помимо этого, в клетке находятся различные неорганические соли, диссоциированные на ионы. В основном это соли натрия, калия, кальция, фосфаты, карбонаты, хлориды.
Вопрос 5. В чём заключается биологическая роль воды; минеральных солей?
Вода является самым распространенным неорганическим соединением в живых организмах. Ее функции во многом определяются дипольным характером строения ее молекул.
1. Вода - универсальный полярный растворитель: многие химические вещества в присутствии воды диссоциируют на ионы - катионы и анионы.
2. Вода является средой, где протекают различные химические реакции между веществами, находящимися в клетке.
3. Вода выполняет транспортную функцию. Большинство веществ способно проникнуть через клеточную мембрану только в растворенном и воде виде.
4. Вода является важным реагентом реакций гидратации и конечным продуктом многих биохимических реакций, в том числе окисления.
5. Вода выступает как терморегулятор, что обеспечивается ее хорошей теплопроводностью И теплоемкостью и позволяет поддерживать температуру внутри клетки при колебаниях температуры и окружающей среде.
6. Вода является средой для жизни многих живых организмов.
Жизнь без воды невозможна.
Минеральные вещества также имеют важное значение для процессов, происходящих в живых организмах. От концентрации солей в клетке зависят ее буферные свойства - способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне.
Вопрос 6. Какие вещества обусловливают буферные свойства клетки?
Внутри клетки буферность обеспечивается главным образом анионами Н2РО, НРО4-. Во внеклеточной жидкости и крови роль буфера играют карбонат-ион СО и гидрокарбонат-ион НСО. Анионы слабых кислот и щелочей связывают ионы водорода Н и гидроксид-ионы ОН благодаря чему реакция среды почти не меняется, несмотря на поступление извне или образование в процессе метаболизма кислых и щелочных продуктов.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1. Каковы отличия вклада различных элементов в организацию живой и неживой природы?
Тела живой и неживой природы состоят из одинаковых химических элементов, что объяснят единство их происхождения. Вклад химических элементов одинаков как для живой, так и для неживой природы.
Вопрос 2. Объясните, как физико-химические свойства воды проявляются в обеспечении процессов жизнедеятельности клетки и целостного организма.
Вода является жидкостью, обладающей уникальным сочетанием целого ряда важных физико-химических свойств.
Молекулы воды обладают высокой полярностью и образуют друг с другом водородные связи. В жидкой воде каждая молекула с помощью водородных связей соединяется с 3 или 4 соседними молекулами. Благодаря огромнейшему количеству водородных связей вода по сравнению с другими жидкостями имеет бóльшую теплоёмкость и теплоту испарения, высокую температуру кипения и плавления, высокую теплопроводность. Наличие таких качеств позволяет воде активно участвовать в терморегуляции.
Вода обладает низкой вязкостью и представляет собой подвижную жидкость. Причиной высокой подвижности воды является очень малое время существования водородных связей. Поэтому в воде постоянно происходит образование и разрушение большого количества водородных связей, что обусловливает данное свойство. Вследствие высокой текучести вода легко циркулирует по различным полостям организма (кровеносным и лимфатическим сосудам, межклеточным пространствам и т.д.).
Минеральные соли нужны нашему организму так же, как и белки, углеводы, жиры и вода. Почти вся периодическая система Менделеева представлена в клетках нашего организма, однако роль и значение некоторых элементов в обмене веществ до сих пор еще полностью не изучены. Что касается минеральных солей и воды, то известно, что они являются важными участниками процесса обмена веществ в клетке. Они входят в состав клетки, без них нарушается обмен веществ. И так как в нашем организме нет больших запасов солей, необходимо обеспечить их регулярное поступление. В этом нам и помогают пищевые продукты, содержащие большой набор минеральных веществ.
Минеральные соли – это необходимые компоненты здоровой жизни человека. Они активно участвуют не только в процессе обмена веществ, но и в электрохимических процессах нервной системы мышечной ткани. Также они необходимы при формировании таких структур, как скелет и . Некоторые минералы играют также роль катализатора во многих биохимических реакциях нашего организма.
Минералы подразделяются на две группы:
Те, которые необходимы организму в относительно больших количествах. Это макроэлементы ;
Те, которые необходимы в малых количествах. Это микроэлементы.
Все они не только действуют в качестве катализаторов, но и активизируют ферментов в ходе химических реакций. Поэтому микроэлементы, даже если они действуют в бесконечно малых количествах, необходимы организму так же, как и макроэлементы. В настоящее время ученые еще не пришли к единому мнению, в каких количествах микроэлементы должны поступать в организм, чтобы это считалось идеальным. Достаточно сказать, что отсутствие микроэлементов может привести к различным заболеваниям.
Больше других солей мы употребляем поваренную соль, которая состоит из натрия и хлора. Натрий участвует в регулировании количества воды в организме, а хлор, соединяясь с водородом, образует соляную кислоту желудочного сока, который очень важен в пищеварении. Недостаточное потребление поваренной соли приводит к усиленному выделению из организма и недостаточному образованию соляной кислоты желудочного сока. Излишек же поваренной соли ведет к задержке воды в организме, что способствует появлению . Вместе с калием натрий оказывает влияние на функции головного мозга и нервов.
Так как потребность в соли удовлетворяется тем количеством, которое содержится в готовых продуктах питания, старайтесь ограничить ее потребление. Суточная потребность организма в соли составляет 1-2 грамма. Для этого достаточно съесть 100 г черного хлеба и кусочек маринованной селедки. Больше всего соли содержится в копченых продуктах и мясных изделиях.
Калий – это один из важнейших элементов, содержащихся в клетке. Он необходим для поддержания возбудимости нервной и мышечной тканей. Без калия невозможно обеспечить снабжение головного мозга глюкозой. Дефицит калия отрицательно сказывается на готовности мозга к работе. У человека ослабевает способность к концентрации и даже могут появиться рвота и понос. Соли калия в достаточных количествах содержатся в картофеле, бобовых культурах, капусте и многих других овощах. Включая в рацион питания рыбу, мясо и птицу, вы получаете необходимое количество этого элемента. Потребность в калии составляет около 4 граммов в день, что можно восполнить, выпив стакан бананового молока, например, или съев порцию .
Соли кальция необходимы для стабилизации клеточных мембран клеток головного мозга и нервных клеток, а также для нормального развития костной ткани. Кальциевый обмен в организме регулируется витамином D и гормонами. Недостаток кальция в организме, так же, как и его избыток, может иметь весьма вредные последствия. Опасность появления кальцийсодержащих камней в почках можно предупредить, если пить в достаточном количестве минеральную воду. Кальций в высоких концентрациях и в хорошем соотношении с фосфором (примерно от 1:1 до 2:1) содержится в молоке и молочных продуктах, за исключением мороженого, творога, а также молодого, мягкого и плавленого сыра.
Если, предположим, вы едите или сардины, то получаете большие дозы кальция, но не в благоприятном соотношении с фосфором. А зеленая капуста, семена кунжута или подсолнечника дадут организму и кальций, и фосфор в необходимых пропорциях. Ежедневно нам требуется 1200 миллиграммов кальция, что с успехом может покрыть, например, литр молока.
Соотношение солей кальция и калия важно для нормальной деятельности сердечной . При их отсутствии или недостатке сердечная деятельность замедляется, а вскоре полностью прекращается.
Фосфор отвечает за производство энергии из питательных веществ. Взаимодействуя с витамином D и кальцием, он обеспечивает организм теплом и энергией для поддержания всех его функций, в том числе и функций головного мозга и нервов. Лидерами по содержанию фосфора являются молоко и молочные продукты. Суточная потребность в фосфоре составляет от 800 до 1000 миллиграммов. Недостаточное снабжение организма фосфором практически исключено. При составлении своего рациона питания постарайтесь, чтобы не возникало дефицита фосфора, но и не допускайте его излишка, который отрицательно сказывается на снабжении организма кальцием. Постарайтесь придерживаться благоприятного для организма соотношения фосфора и кальция от 1:1 до 2:1, и вам не придется следить за тем, чтобы употреблять продукты с низким содержанием фосфора.
Магний является одним из важных минеральных веществ для нашего организма. Поступление солей магния просто необходимо для всех клеток. Он играет решающую роль в белковом, жировом и углеводных обменах и отвечает за все важные функции организма. Этот элемент, благодаря которому осуществляется проводимость по волокнам нервной системы, регулирует просвет кровеносных сосудов, а также работу . Исследования последних лет показали, что магний защищает организм от негативных воздействий стресса, стабилизируя клеточные мембраны нервных клеток.
При недостатке магния возможны тяжелые расстройства во всех сферах организма, например, ослабление памяти и способности к концентрации внимания, а также сильная нервозность и раздражительность. Переизбытка магния в организме, как правило, не бывает, так как наш организм сам выделяет его через почки, кишечник и .
Отличными поставщиками магния являются бобовые культуры, горох, неочищенный рис, пшеничные отруби. Много магния содержится также в черном хлебе, соевой и овсяной муке и орехах. Суточная потребность в магнии составляет 300–400 миллиграммов. Ее могут с восполнить 100 г неочищенного риса, 100 г творожного сыра или обед из фасоли.
Железо входит в состав гемоглобина – вещества, которое переносит кислород из легких к клеткам и тканям. Поэтому можно смело сказать, что железо – едва ли не самый важный элемент для организма человека. При недостаточном обеспечении организма железом появляются различные недомогания, связанные с недостатком кислорода. Особенно страдает от этого головной мозг – главный потребитель кислорода, который мгновенно теряет трудоспособность. Правда, надо отметить, что наш организм очень бережно расходует запасы железа, и его содержание обычно резко снижается только из-за потери крови.
Суточная потребность в железе равна 10-15 миллиграммам. Особенно богаты железом яичный желток, мясо, птица, дичь, крупы, овощи и фрукты. Мясо содержит значительно больше железа, чем растительная пища, при этом железо при употреблении мясных продуктов усваивается лучше – около 25 процентов попадает в кровь. Из растительной пищи в кровь попадает только 4-9 процентов железа. Поэтому следует восполнять недостаточное поступление железа витамином С.
Фтор входит в состав зубной эмали, поэтому у людей, живущих в местностях, где питьевая вода бедна этим элементом, чаще портятся зубы. Сейчас на помощь в таких случаях приходят современные зубные пасты.
Йод также является жизненно необходимым элементом. Он участвует в синтезе гормонов щитовидной железы. При дефиците йода постепенно развиваются патологии щитовидной железы («зоб»). Большое количество йода содержится в морепродуктах как животного, так и растительного происхождения.
Медь и ее соли участвуют в процессах кроветворения. Медь «работает» в тесном сотрудничестве с железом и витамином С, снабжая организм кислородом и питая нервные оболочки. При дефиците этого элемента в организме железо плохо используется по своему прямому назначению, развивается малокровие. Недостаток меди может вызвать и психические расстройства.
В достаточно больших количествах медь содержится в говядине и говяжьей печени, в рыбе и яйцах, в , горохе и полноценных зернах. Поскольку нашему организму требуется 2,5 миллиграмма меди в сутки, это с успехом может быть обеспечено потреблением 0,2 кг говядины, 0,1 кг неочищенного риса, 0,2 кг свежих овощей.
Хром играет важную роль регулятора инсулина в его функции управления уровнем сахара в крови. Если хрома недостаточно, содержание сахара в крови повышается, что может привести к заболеванию диабетом. Хром стимулирует активность ферментов, которые участвуют в процессе обмена глюкозы и в синтезе жирных кислот и протеинов. Недостаток хрома может быть причиной повышения уровня холестерина в крови, что создает опасность инсульта.
Больше всего хрома содержится в сыре, хлебе, картофеле. Покрыть потребность в этом элементе можно, потребляя мясо, репчатый лук, натуральный рис, бобовые культуры, черный перец, красную смородину, бруснику и натуральный мед. Суточная потребность нашего организма в хроме составляет 50-200 микрограммов.
Составной частью более чем 150 ферментов и гормонов является цинк , обеспечивающий белковый и жировой обмен. Исследования последних лет позволяют предполагать, что цинк играет важную роль в процессах обучения, т.к. он управляет биохимическими связями между клетками головного мозга. Многие специалисты полагают, что недостаток цинка влияет на нервную систему, из-за этого наступают состояния страха, бессвязность мыслей, нарушается речь, а также возникают трудности при ходьбе и движении.
Поскольку цинк, как и медь, встречается во многих продуктах питания, опасность его дефицита очень мала. При правильном здоровом питании, предполагающем употребление мяса, рыбы, яиц, овощей и фруктов, организм получает достаточное количество этого элемента. Суточная потребность в цинке составляет 15 микрограммов.
Кобальт – еще один элемент, который отвечает за снабжение головного мозга кислородом. Кобальт придает витамину В12 особое качество: единственный из витаминов он имеет в своей молекуле атом металла – и как раз посередине. Вместе со своим витамином В12 кобальт участвует в производстве красных кровяных телец и тем самым снабжает мозг кислородом. И если организму не хватает витамина В12, значит, он испытывает дефицит кобальта, и наоборот.
Но некоторые специалисты считают, что и витаминонезависимый кобальт также имеет для организма большое значение. Поскольку кобальт содержится в основном в продуктах животного происхождения, то, съев 100 г телячьей или говяжьей печени, вы покроете дневную норму этого микроэлемента. И хотя специалисты не пришли еще к единому мнению, считается, что нашему организму достаточно 5-10 граммов кобальта.
Блюдо, которое я сегодня прелагаю вам, обеспечит организм не только кобальтом, но и всеми другими минеральными солями, углеводами, достаточным количеством протеина и жиров.
Печень телячья по–провансальски
Подготовьте 4 порции телячьей печени, 1 большую луковицу, несколько зубчиков чеснока, половину пучка зелени петрушки. Нам понадобятся также ½ чайной ложки ароматических молотых пряностей, щепотка сушеного тимьяна, 1 столовая ложка муки, 1 чайная ложка молотого сладкого красного перца, 1 столовая ложка растительного , 1 столовая ложка маргарина, соль и перец по вкусу.
Репчатый лук и чеснок очень мелко порубить, петрушку мелко нарезать и смешать с луком, чесноком, тимьяном и пряностями. Смешать муку и сладкий молотый перец и обвалять в этой смеси печень. Растительное масло вместе с маргарином разогреть на сковороде и на среднем огне около 3 минут обжаривать печень с обеих сторон. Куски печени должны быть толщиной 1 см. Затем печень посолить, поперчить и выложить на нагретое блюдо. В оставшийся на сковороде жир высыпать подготовленную ранее смесь. Потушить эту смесь в течение 1 минуты и посыпать ею печень.
Подавать к столу с запечеными помидорами, жареным картофелем или салатом.
Поскольку минеральные вещества выводятся из организма постоянно, они должны быть в равном количестве восполнены с приемом пищи. Отсутствие солей в пищевом рационе может привести к смерти быстрее, чем полное голодание.
24.02.2018Человеческий организм – сложная система, включающая в себя множество элементов. Одним из существенных компонентов тканей и органов являются минеральные соли, которые занимают около 4-5 процентов от общей массы тела. Они участвуют в метаболических процессах, работе различных систем, являются важной составляющей биохимических реакций, результатом которых является образование жизненно необходимых человеку веществ. Организм пополняет запасы минеральных солей при употреблении пищи, а выводятся они с отходами жизнедеятельности, поэтому очень важно следить за их регулярным поступлением.
Залогом поддержания правильного баланса данных микро и макроэлементов является разнообразное питание.
Причины недостатка минеральных солей
Минеральные соли в организме – величина непостоянная. Их недостаток может очень пагубно сказаться на состоянии здоровья: нарушается нормальная работа органов и обменные процессы, снижается иммунитет, развиваются серьезные заболевания.
Причинами такого дисбаланса могут служить:
- отсутствие пищевого разнообразия;
- плохое качество воды, используемой для питья;
- патологии, ускоряющие вывод полезных веществ (например, внутренние кровотечения);
- прием препаратов, влияющих на усвоение различных элементов;
- экологические проблемы.
Значительное количество необходимых элементов можно найти в продуктах растительного происхождения – фруктах, зеленых овощах, бобовых и зерновых культурах. К примеру, пшенная и овсяная крупа являются лидерами по содержанию магния, капуста, горох и лимон – калия, картофель, морковь и бананы – марганца. Мясо и птица являются важными источниками меди, цинка и железа, а рыба и морепродукты – фосфора, йода и фтора.
Молочные продукты насчитывают в своем составе порядка двух десятков необходимых человеку солей – кальций, цинк, фтор и другие. При этом усвояемость элементов при употреблении данной группы продуктов максимальна. Так, 100-граммовый кусок сыра способен восполнить суточную норму человека в потреблении кальция.
Многие продукты содержат только отдельные элементы. Поэтому для поддержания их оптимального уровня в организме надо, чтобы рацион питания был разнообразным и включал в себя разные группы продуктов.
Минеральные соли в организме человека условно группируются на макроэлементы и микроэлементы.
Макроэлементы
Количество минеральных веществ, относящихся к данной группе, в организме человека довольно значительно.
Соли магния и кальция
Данные соединения принимают большое участие в работе пищеварительных органов, стимулируя обменные процессы в организме, а также способствуя выработке энергии. Кроме того, кальций является основой для строительства костной ткани и зубов, участвует в сокращении мышц, процессах свертывания крови. Магний же стабилизирует деятельность нервной системы, участвует в синтезе многих необходимых элементов.
Недостаток кальция может привести к нарушениям сердечной деятельности, хрупкости опорно-двигательного аппарата. Для взрослого человека достаточное количество кальция составляет около 1 г в сутки. Нехватка магния ведет к различным неврологическим нарушениям (бессонница, раздражительность, головокружение). Ежедневная норма поступления магния для взрослого – 0,3 г.
Соли натрия и фосфора
Фосфор выполняет функцию минерализации костей и зубов, способствует выработке гормонов, обеспечивающих функционирование всех важнейших систем организма. Соединения натрия поддерживают в норме артериальное давление и кислотно-щелочной баланс, входят в состав плазмы и межклеточной жидкости.
При нехватке фосфора может развиться анемия, снизиться мышечный тонус, деформироваться кости. Достаточное количество фосфора для взрослого – 1-1,5 г в сутки. Дефицит натрия ведет к образованию камней, загустению крови, нарушению работы сердца. Количество солей натрия, потребляемых ежедневно, не должно превышать 6 г.
Соли калия, хлора и серы
Ионы хлора принимают непосредственное участие в выработке соляной кислоты, которая имеет ведущее значение для работы ЖКТ, а также для поддержания кислотно-щелочного равновесия. Калий играет важную роль в расщеплении жиров и нормализации обменных процессов, выступает в качестве строительного материала для органов пищеварительной и эндокринной систем. Сера является составляющей некоторых аминокислот и вследствие этого принимает участие в строительстве большинства тканей организма.
Недостаток хлора проявляется в слабости, усталости, а в тяжелых случаях может вызывать поражения кожных покровов, потерю волос. При этом избыточное количество хлора в организме также опасно – повышается кровяное давление и возможно развитие патологических состояний дыхательной системы. Оптимальное суточное количество хлора – 4-6 г.
Дефицит калия является причиной падения умственной активности, гипотонуса мышц. Норма потребления калия – 2,5 г в сутки. При нехватке серы возможно развитие кожных заболеваний и различных опухолей. Количество серы, необходимое в сутки взрослому человеку – 0,5-1 г.
Микроэлементы
Относящиеся к данной группе минеральные соли в организме человека содержатся в сравнительно небольшом количестве, но их наличие является обязательным условием хорошего самочувствия и нормальной деятельности всех органов:
Соли железа и цинка
Соединения железа входят в состав некоторых белков, в частности гемоглобина, играя при этом важнейшую роль в переноске кислорода кровью ко всем системам организма. Также железо выступает одним из компонентов биохимических процессов. Цинк участвует в процессе выведения из организма углекислого газа при дыхании. Кроме того, данный элемент препятствует выпадению волос, стимулирует иммунные возможности организма.
Недостаток железа опасен развитием анемии. Необходимое количество железа для взрослого человека – 10-18 мг. Нехватка цинка может вызвать поражения кожи и глаз, выпадение волос, восприимчивость к инфекциям. Суточная норма цинка для взрослого – 7-12 мг.
Соли селена и меди
Соединения селена участвуют в антиоксидантных процессах, а также выработки гормонов. Медь наряду с железом задействована в обеспечении тканей и органов кислородом, а также в выработке энергии.
Дефицит селена проявляется в различных неврологических нарушениях, ухудшении состояния волос и кожных покровов. Суточная норма селена – 40-70 мг. Недостаточное поступление меди в организм может вызвать патологии сердечно-сосудистой системы, нарушения психики. В то же время переизбыток меди опасен заболеваниями нервной системы. Норма потребления меди для взрослого человека – 2 мг в сутки.
Соли марганца и йода
Марганец принимает активное участие в метаболизме, нормализует уровень холестерина, способствует нормальной свертываемости крови. Соли йода необходимы для стабильной работы щитовидной железы, отвечающей за эндокринные процессы в организме.
Недостаток марганца опасен снижением умственной активности, ослаблением мышц. Для поддержания нормального баланса данного микроэлемента достаточно его поступления в количестве 2-11 мг в сутки. Нехватка йода ведет к нарушению выработки гормонов, снижению общего иммунитета. Суточная норма йода – 0,2 мг.
Соли кобальта, фтора и молибдена
Кобальт участвует в формировании клеток кровеносной и нервной систем. Фтор усиливает прочность зубов и костей. Молибден участвует в метаболических процессах и в работе печени.
Суточная норма кобальта – не более 10 мг. При его нехватке повышается утомляемость, возникает анемия. Недостаток фтора проявляется в разрушении зубов, поражениях костей. Потребность во фторе составляет около 1-1,5 мг в сутки. Дефицит молибдена ведет к нарушениям зрения, неврологическим заболеваниям, снижению иммунитета. Необходимое количество молибдена – около 9 мг в сутки.
Минеральные соли в организме должны присутствовать в необходимом количестве, так как от этого зависит функционирование всех его систем. Залогом поддержания баланса микро и макроэлементов является полноценное разнообразное питание.
Все мы знаем, что для поддержания здоровья нашего организма нужны белки, углеводы, жиры и, конечно, вода. Минеральные соли также являются важным компонентом пищи, исполняя роль участников обменных процессов, катализаторов биохимических реакций.
Существенную часть полезных веществ составляют хлористые, углекислые, фосфорнокислые соли натрия, кальция, калия и магния. Кроме них в организме присутствуют соединения меди, цинка, железа, марганца, йода, кобальта и других элементов. Полезные вещества в водной среде растворяются и существуют в виде ионов.
Виды минеральных солей
Соли способны распадаться на положительные и отрицательные ионы. Первые называются катионами (заряженные частицы различных металлов), вторые - анионами. Отрицательно заряженные ионы фосфорной кислоты образуют фосфатную буферную систему, основное значение которой заключается в регуляции рН мочи и интерстициальной жидкости. Анионы угольной кислоты образуют бикарбонатную буферную систему, которая отвечает за деятельность легких и поддерживает pH плазмы крови на нужном уровне. Таким образом, минеральные соли, состав которых представлен различными ионами, имеют свое неповторимое значение. Например, участвуют в синтезе фосфолипидов, нуклеотидов, гемоглобина, АТФ, хлорофилла и так далее.
К группе макроэлементов относятся ионы натрия, магния, калия, фосфора, кальция и хлора. Эти элементы должны употребляться в пищу в достаточных количествах. Каково значение минеральных солей группы макроэлементов? Будем разбираться.
Соли натрия и хлора
Одно из самых распространенных соединений, которое человек употребляет каждый день, - поваренная соль. Вещество состоит из натрия и хлора. Первый регулирует количество жидкости в организме, а второй, соединяясь с ионом водорода, образует соляную кислоту желудка. Натрий оказывает влияние на рост организма и на работу сердца. Нехватка элемента может привести к апатии и слабости, способна вызвать отвердение стенок артерий, образование желчных камней, а также непроизвольное подергивание мышц. Избыток хлорида натрия приводит к образованию отеков. За сутки необходимо съедать не больше 2 граммов соли.
Соли калия
За активность головного мозга отвечает данный ион. Элемент способствует увеличению концентрации внимания, развитию памяти. Он поддерживает возбудимость мышечных и нервных тканей, водно-солевой баланс, артериальное давление. Также ион катализирует образование ацетилхолина и регулирует осмотическое давление. При дефиците солей калия человек чувствует дезориентацию, сонливость, нарушаются рефлексы, снижается умственная деятельность. Элемент содержится во многих продуктах, например, в овощах, фруктах, орехах.
Соли кальция и фосфора
Ион кальция участвует в стабилизации оболочек клеток головного мозга, а также нервных клеток. Элемент отвечает за нормальное развитие костей, необходим для свертываемости крови, помогает выведению свинца и тяжелых металлов из организма. Ион является основным источником насыщения крови щелочными солями, что способствует поддержанию жизнедеятельности. Железы человека, выделяющие гормоны, в норме должны всегда содержать достаточное количество ионов кальция, иначе организм начнет преждевременно стареть. Детям требуется данный ион в три раза больше, чем взрослым. Избыток кальция может привести к появлению камней в почках. Недостаток его вызывает прекращение дыхания, а также значительное ухудшение работы сердца.
За производство энергии из питательных веществ отвечает ион фосфора. При его взаимодействии с кальцием и витамином Д активизируются функции головного мозга и нервных тканей. Дефицит ионов фосфора может задержать развитие костей. В сутки его необходимо употреблять не больше 1 грамма. Для организма благоприятным соотношением данного элемента и кальция является один к одному. Избыток ионов фосфора может вызвать различные опухоли.
Соли магния
Минеральные соли в клетке распадаются на различные ионы, одним из них является магний. Элемент незаменим в белковом, углеводном и жировом обмене. Ион магния участвует в проводимости импульсов по нервным волокнам, стабилизирует клеточные оболочки нервных клеток, тем самым защищает организм от влияния стресса. Элемент регулирует работу кишечника. При недостатке магния человек страдает ухудшением памяти, теряет способность долго концентрировать свое внимание, становится раздражительным и нервозным. В сутки достаточно употреблять 400 миллиграммов магния.
Группа микроэлементов включает в себя ионы кобальта, меди, железа, хрома, фтора, цинка, йода, селена, марганца и кремния. Перечисленные элементы необходимы организму в минимальных количествах.
Соли железа, фтора, йода
Суточная потребность иона железа составляет всего 15 миллиграммов. Данный элемент входит в состав гемоглобина, который транспортирует кислород к тканям и клеткам из легких. При недостатке железа появляется анемия.
В составе зубной эмали, костях, мускулах, крови и головном мозге присутствуют ионы фтора. При недостатке данного элемента зубы теряют свою прочность, начинают разрушаться. На данный момент проблема дефицита фтора решается использованием зубных паст с его содержанием, а также употреблением достаточного количества продуктов, богатых фтором (орехи, злаки, фрукты и другие).
Йод отвечает за правильную работу щитовидной железы, тем самым регулирует обмен веществ. При его дефиците развивается зоб и снижается иммунитет. При нехватке ионов йода у детей наблюдается задержка роста и развития. Избыток ионов элемента вызывает Базедову болезнь, также наблюдается общая слабость, раздражительность, потеря веса, атрофия мышц.
Соли меди и цинка
Медь при сотрудничестве с ионом железа насыщает организм кислородом. Поэтому дефицит меди вызывает нарушения синтеза гемоглобина, развитие анемии. Нехватка элемента может привести к различным заболеваниям сердечно-сосудистой системы, появлению бронхиальной астмы и психических расстройств. Избыток ионов меди провоцирует нарушения ЦНС. Больной жалуется на депрессию, снижение памяти, бессонницу. Избыток элемента чаще встречается в организме работников производств по получению меди. В этом случае ионы попадают в тело путем вдыхания паров, что приводит к такому феномену, как медная лихорадка. Медь способна накапливаться в тканях головного мозга, а также в печени, коже, поджелудочной железе, вызывая различные расстройства организма. Человеку требуется 2,5 миллиграмма элемента в сутки.
Ряд свойств ионов меди связан с ионами цинка. В паре они участвуют в деятельности фермента супероксиддисмутазы, который оказывает антиоксидантное, антивирусное, противоаллергическое и противовоспалительное действия. Ионы цинка участвуют в белковом и жировом обменах. Он входит в состав большинства гормонов и ферментов, управляет биохимическими связями между клетками головного мозга. Ионы цинка борются с алкогольной интоксикацией.
По мнению некоторых ученых, дефицит элемента способен вызвать страх, депрессию, нарушение речи, трудности в движении. Избыток иона образуется путем неконтролируемого использования препаратов с содержанием цинка, в том числе мазей, а также при работе на производстве данного элемента. Большое количество вещества приводит к снижению иммунитета, нарушениям функций печени, простаты, поджелудочной железы.
Значение минеральных солей, содержащих ионы меди и цинка, трудно переоценить. И, соблюдая правила питания, перечисленных проблем, связанных с избытком или недостатком элементов, всегда можно избежать.
Соли кобальта и хрома
Минеральные соли, содержащие ионы хрома, играют важную роль в регуляции инсулина. Элемент участвует в синтезе жирных кислот, протеинов, а также в процессе обмена глюкозы. Недостаток хрома может вызвать увеличение количества холестерина в крови, а значит, повысить опасность инсульта.
Одним из компонентов витамина В 12 является ион кобальта. Он принимает участие в производстве гормонов щитовидной железы, а также жиров, белков и углеводов, активизирует ферменты. Кобальт борется с образованием атеросклеротических бляшек, выводя холестерин из сосудов. Данный элемент отвечает за выработку РНК и ДНК, способствует росту костной ткани, активизирует синтез гемоглобина, способен тормозить развитие раковых клеток.
У спортсменов и вегетарианцев часто наблюдается дефицит ионов кобальта, что может привести к различным нарушениям в организме: малокровию, аритмии, вегетососудистой дистонии, расстройствам памяти и др. При злоупотреблении витамином В 12 или при контакте с данным элементом на производстве возникает избыток кобальта в организме.
Соли марганца, кремния и селена
Три элемента, которые входят в группу микроэлементов, также играют важную роль в поддержании здоровья организма. Так, марганец участвует в иммунных реакциях, улучшает процессы мышления, стимулирует тканевое дыхание и кроветворение. Функции минеральных солей, в которых присутствует кремний, заключаются в придании прочности и эластичности стенкам сосудов. Элемент селен в микродозах приносит огромную пользу человеку. Он способен защитить от рака, поддерживает рост организма, укрепляет иммунитет. При недостатке селена образуются воспаления в суставах, слабость в мышцах, нарушается работа щитовидной железы, теряется мужская сила, снижается острота зрения. Суточная потребность в данном элементе составляет 400 микрограммов.
Минеральный обмен
Что входит в данное понятие? Это объединение процессов всасывания, усвоения, распределения, преобразования и выделения различных веществ. Минеральные соли в организме создают внутреннюю среду с постоянными физико-химическими свойствами, благодаря чему обеспечивается нормальная деятельность клеток и тканей.
Поступая с едой в пищеварительную систему, ионы переходят в кровь и лимфу. Функции минеральных солей заключаются в поддержании кислотно-щелочного постоянства крови, в регуляции осмотического давления в клетках, а также в межклеточной жидкости. Полезные вещества принимают участие в образовании ферментов и в процессе свертываемости крови. Соли регулируют общее количество жидкости в организме. Основой осморегуляции является калий-натриевый насос. Ионы калия накапливаются внутри клеток, а в окружающей их среде - ионы натрия. За счет разницы потенциалов происходит перераспределение жидкостей и тем самым поддерживается постоянство осмотического давления.
Соли выводятся тремя путями:
- Через почки. Таким способом удаляются ионы калия, йода, натрия и хлора.
- Через кишечник. С калом уходят из организма соли магния, кальция, железа и меди.
- Через кожу (вместе с потом).
Во избежание задержки солей в организме необходимо употреблять достаточное количество жидкости.
Нарушения минерального обмена
Основными причинами отклонений являются:
- Наследственные факторы. В этом случае обмен минеральных солей может выразиться в таком феномене, как соль-чувствительность. Почки и надпочечники при этом нарушении вырабатывают вещества, которые способны нарушить содержание калия и натрия в стенках сосудов, тем самым вызывая водно-солевой дисбаланс.
- Неблагоприятная экология.
- Употребление с пищей избытка солей.
- Некачественная пища.
- Профессиональная вредность.
- Переедание.
- Чрезмерное употребление табака и алкоголя.
- Возрастные нарушения.
Несмотря на небольшое процентное содержание в пище, роль минеральных солей нельзя переоценить. Некоторые из ионов являются строительным материалом скелета, другие заняты регуляцией водно-солевого баланса, третьи участвуют в накоплении и выделении энергии. Недостаток, так же как и избыток минералов, наносит вред организму.
При ежедневном употреблении растительной и животной пищи нельзя забывать про воду. Некоторые продукты питания, например, морские водоросли, злаки, морепродукты, могут неправильно концентрировать минеральные соли в клетке, что наносит вред организму. Для хорошей усваиваемости необходимо делать перерывы между приемами одних и тех же солей на семь часов. Сбалансированное питание - залог здоровья нашего организма.
