Основы здорового питания. Общая нутрицология. Минеральные вещества и биоэлементы

Минеральные вещества в рациональном питании так же незаменимы, как белки, жиры, витамины. При недостатке или избытке минеральных веществ в организме человека возникают специфические нарушения, которые приводят к заболеваниям.
Минеральные вещества составляют значительную часть человеческого тела. В костях они представлены в виде кристаллов, в мягких тканях - в виде коллоидных растворов, обычно в тесной связи с белками.
Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности, велика их роль в построении костной ткани, где преобладают такие элементы, как кальций и фосфор. Минеральные вещества участвуют в важнейших обменных процессах организма - водно-солевом, кислотно-щелочном, поддерживают осмотическое давление в клетках, влияют на иммунитет, кроветворение, свертываемость крови. Многие ферментативные процессы в организме невозможны без участия тех или иных минеральных веществ. Примерно треть всех ферментов содержит в своем составе металл или активируется металлом.
Известно, что молекула каждого минерального вещества состоит из атомов химических элементов. Поэтому минеральные вещества (в отношении их участия в питании и обмене веществ) часто отождествляют с химическими элементами. В действительности же, эти понятия имеют не только сходство, но и различия. Например, молекула поваренной соли NaCl состоит из атомов натрия и хлора. Известно, что основное количество необходимого организму натрия и хлора поступает в организм именно в виде поваренной соли. Известна общая величина потребности организма в поваренной соли (несколько граммов в сутки). Известны также среднесуточные потребности организма в этих химических элементах (натрии и хлоре). Наконец, достаточно хорошо изучены реакции организма на недостаток или избыток в питании поваренной соли, на недостаток или избыток в организме натрия и хлора. Сопоставление и анализ этих фактов показывают, что эти реакции не являются совпадающими. Другими словами, минеральное вещество, - напр., поваренная соль по отношению к живому организму не может рассматриваться только как простая сумма атомов натрия и хлора. Действительно, находясь в "неживой природе", в составе молекулы NaCl, атомы натрия и хлора "выполняют задачи" этой неживой природы - например, формируют кристаллическую решетку поваренной соли. Однако, попав в живой организм, эти же атомы в виде ионов вступают во взаимодействие со множеством других ионов, молекул и химических соединений, участвуют в массе биохимических реакций и в конечном итоге оказывают решающее влияние на такие важнейшие для организма процессы как, например, поддержание водно-солевого баланса и определенных величин осмотического давления.
Что же произошло? При попадании в живой организм у химических элементов остается неизменным атомный вес и другие физические характеристики. Но меняется их взаимодействие с "окружающим их миром", меняется их функциональная активность. Химические элементы "ожили", произошел переход от "неживого" к "живому", химический элемент превратился в биоэлемент.
Термин - "биоэлемент" появился в последние годы и получает все большее признание. Биоэлемент - это химический элемент, находящийся и функционирующий в составе живого организма. Биоэлементы принимают непосредственное участие в жизнедеятельности. Нелишне вспомнить здесь, что в каждом живом организме "присутствует практически вся таблица Д.И. Мендедеева. От термина "биоэлемент" происходят и другие понятия - биоэлементный баланс, биоэлементный обмен, биоэлементный гомеостаз. Нарушения биоэлементного состава организма (дисэлементоз, биоэлементоз) служат основой развития множества болезненных состояний и заболеваний. Таким образом, говоря о "минеральных веществах", следует иметь в виду только химические соединения, входящие в состав пищевых продуктов. Поэтому выражения типа "кальций, фосфор и другие минеральные вещества" - не является правильным. При оценке полноценности питания (в отношении поступления в организм достаточного количества химических элементов) эти элементы представляют основной интерес именно как "будущие биоэлементы", т.е., химические элементы, которым предстоит функционировать в живом организме и обеспечивать его нормальную жизнедеятельность.
Предложено много классификаций биоэлементов. Некоторые из них основаны на различиях в содержании биоэлементов в организме (макро-, микро, ультрамикроэлементы), другие - на важности их для организма и характере основного действия (эссенциальные, условно эссенциальные, токсичные), на различиях по "анатомо-физиологическим свойствам" (биокаталитические, эндокринные и пр.), на различиях по всасываемости в пищеварительном тракте и т.д.
В действительности же наибольшую практическую ценность представляют две характеристики биоэлементов - их количественное содержание в организме и реакция организма на дефицит или избыток этих элементов.
Первая из этих характеристик позволяет обоснованно разделить все биоэлементы элементы на три группы, в зависимости от их содержания в организме. Это биоэлементы-органогены (их содержание в организме измеряется в килограммах), биоэлементы-макроэлементы (содержание измеряется в граммах) и микроэлементы (содержание измеряется в долях граммах).
Вторая из характеристик позволяет выделять "жизненно необходимые, эссенциальные элементы", на недостаток которых организм реагирует ухудшением своего состояния и развитием патологии, и "токсичные элементы", увеличение содержания которых также сопровождается патологией. Понятно, что вторая характеристика менее определенна, так как и "эссенциальность", и "токсичность" зависят от концентрации химического элемента в организме. "Жизненно необходимый" селен при избыточном поступлении в организм вызовет патологические изменения, а "токсичный" мышьяк в нетоксичных концентрациях тоже нужен организму. Учитывая это положение, так же как и недостаточную изученность на сегодняшний день роли того или иного элемента в организме, к понятию "токсичный элемент" следует относиться с осторожностью. Не исключено, что все известные химические элементы в той или иной мере необходимы организму, хотя потребность в некоторых из них может быть в количественном выражении ничтожной.
Каждая клетка, каждая ткань организма - это маленькая лаборатория, где постоянно происходят определенные химические реакции, синтезируются необходимые для жизни питательные элементы. Если для синтеза не хватает всего лишь одного химического элемента, то нарушится вся цепь химических реакций, что может послужить причиной "сбоев" работы отдельных органов и их систем. Для нормальной жизнедеятельности абсолютно необходимо не только регулярное получение макро- и микроэлементов, но и правильное их соотношение. Дело в том, что химические элементы не синтезируются в организме, а поступают извне: с пищей, воздухом, через кожу и слизистые оболочки. Природа обеспечила нас изобилием богатых минералами пищевых продуктов, необходимых для крепкого здоровья. К сожалению, при современной обработке продукты теряют большую часть содержащихся в них питательных веществ (в наибольшей степени это относится к микронутриентами).
У мужчин при отсутствии или недостатке цинка могут возникнуть проблемы с потенцией, развиться алкоголизм. Каждый четвертый взрослый человек страдает от гипертонии; при этом проблема может заключаться в том, что организм просто недостаточно получает кальция. Около шести миллионов россиян живут с ранними признаками диабета - и не знают об этом. Потребление хрома может защитить от клинически выраженного заболевания путем усиления способностей организма регулировать содержание сахара в крови. Магний предупреждает заболевания сердца, а кальций играет важную роль в формировании костей и профилактике остеопороза. Кто же наиболее часто подвергается нарушениям обмена, связанным с содержанием химических элементов в организме? К сожалению, это очень большие по численности группы населения:
- дети и подростки в период интенсивного роста;
- беременные и кормящие женщины,
- “трудоголики”;
- спортсмены;
- те, кто страдает хроническими заболеваниями пищеварительной системы, (в том числе - с дисбактериозом кишечника);
- те, кто страдает болезнями эндокринной системы;
- те, кто бесконтрольно "садится" на диеты или плохо питается, злоупотребляют алкоголем и наркотиками.
Применение различных рецептур, используемых для устранения дисбаланса или ликвидации дефицита микроэлементов, называют "олиготерапией". Это лечение с помощью тех микроэлементов, которых недостает в рационе питания, но которые нужны организму. Когда баланс восстанавливается и содержание макро- и микроэлементов в организме становится нормальным, преображается даже внешний облик человека.
Каждый человек имеет свои индивидуальные особенности. Кто-то склонен накапливать те или иные элементы, а у другого они "как пришли, так и ушли". Норма содержания тех или иных элементов в "среднем" организме науке известна, так же, как связь между недостатком отдельных микроэлементов и конкретными заболеваниями. Так, каждый из нас в течение жизни пользуется огромным количеством различных средств по уходу за волосами. Выбор шампуня (как, впрочем и другой косметики) - вещь очень индивидуальная и зависит от химического состава организма в целом. Одним из основных химических элементов, "виноватых" не только в образовании перхоти, но и многих других неприятностях, является цинк. Если его содержание в организме снижается, то создаются условия для усиленного размножения грибков и болезнетворных бактерий. А это означает риск появления перхоти, кожного зуда, раздражении и угревой сыпи. Рост волос замедляется, их качество ухудшается, волосы выпадают и секутся. Причина - дефицит цинка.
В мужском организме цинк играет большую роль в процессах
размножения (репродукции). Этот элемент входит в современные препараты, предназначенные для лечения импотенции и именно его содержание определяют в сперме при мужском бесплодии. Многие женщины вспомнят, что для лечения различных недомоганий в женской консультации им назначали сеансы физиотерапии с цинком и медью. Влияет медь и на синтез меланина - пигмента, от которого зависит окраска кожи и волос. Многие больные, страдающие витилиго, - это люди с дефицитом меди. В таких случаях с помощью препаратов меди и специальной обогащенной медью диеты удается сгладить дефект окраски кожных покровов, а иногда и полностью его устранить. Если женщину "тянет на солененькое", это вовсе не означает, что она беременна, - вполне возможно, что у нее просто нарушен обмен натрия. А вот беременным необходимы такие биоэлементы, как цинк, железо, кальций и магний. Любовь к бананам и кураге может говорить о недостатке в организме калия. Спортсмены теряют больше минеральных веществ, т.к. чаще потеют, поэтому им необходимо "заправляться" калием, натрием и магнием. Курильщики же лишает свой организм цинка и магния, и даже недовольное выражение лица говорит о дефиците кальция и магния.
Итак, по разным причинам в организме возникают ситуации, когда какихлибо биоэлементов начинает не хватать, - и тогда люди начинают хандрить и болеть. Этого можно избежать, восстановив минеральный (биоэлементный) баланс. Наиболее тесно связаны с дисбалансом элементов следующие болезненные состояния и заболевания:
- снижение иммунитета;
- болезни кожи, волос, ногтей;
- аллергозы, в том числе и бронхиальная астма;
- диабет, ожирение;
- гипертония;
- заболевания сердечно-сосудистой системы;
- болезни крови;
- сколиоз, остеохондроз, остеопороз;
- дисбактериоз кишечника, хронические колиты, гастриты;
- бесплодие и снижение потенции;
- нарушения роста и развития у детей.
При всех этих состояниях необходимо минеральные комплексы (природные или искусственные соединения химических элементов). Поиск и применение активных природных компонентов с профилактическими и лечебными целями известны с глубокой древности. Еще до новой эры в Египте, Китае, Тибете, Индии и других странах Востока сложились стройные терапевтические системы с применением препаратов растительного, животного и минерального происхождения. С древнейших времен человек использовал универсальные целебные свойства минералов, высокую эффективность которых при лечении различного рода заболеваний отмечали еще Плиний, Аристотель, Гален, Авиценна, Марко Поло, Конфуций и др. Видные представители классической медицины С.П. Боткин, А.Н. Покровский, Г.А. Гельман и другие использовали минералы при лечении сердечно-сосудистых заболеваний, психических расстройств, заболеваний щитовидной железы, болезней печени и желудочно-кишечного тракта.
Как тысячелетний исторический опыт, так и многочисленные современные исследования с несомненностью указывают на ведущую роль нарушений минерального обмена в патогенезе очень многих заболеваний. Ввиду важности этой проблемы, основные сведения в области обмена минеральных веществ и биоэлементов, также как и порой несложные приемы коррекции некоторых нарушений, должен знать не только специалист, но и любой человек, желающий сам заботиться о своем здоровье.

1. Биоэлементы-органогены

Кислород, азот, углерод и водород формируют окружающую человека внешнюю среду. Эта же группа химических элементов представляет основную часть массы тела любого живого существа. В организме человека содержание кислорода, углерода, водорода и азота составляет 62, 21, 10 и 3 % соответственно, а в абсолютных цифрах их эти величины измеряются в килограммах. На долю биоэлементов-органогенов приходится более 96% массы тела.
Биоэлементы-органогены образуют молекулы основных компонентов пищи - макронутриентов (белков, жиров, углеводов). Кислород и водород формируют молекулу воды; связанная и свободная вода составляет более половины массы тела человека. Кислород и углекислый газ определяют процессы дыхания. Азот, его оксиды и другие соединения обеспечивают одну из важнейших составляющих обмена веществ - азотистый обмен.
Таким образом, перечисленные элементы повсеместно присутствуют в окружающей человека среде. Казалось бы, понятия "дефицит" или "избыток" по отношению к этим элементам не должны были рассматриваться. Однако, при белковом голодании в организме уменьшается содержание азота, а при нарушении утилизации кислорода развивается кислородная недостаточность

2. Макроэлементы

Эта группа представлена биоэлементами, содержание которых в организме колеблется от 1 кг (кальций) до нескольких десятков граммов (магний). Помимо кальция и магния в эту группу входят фосфор, калий, натрий, сера и хлор. Все макроэлементы поступают в организм с пищей и относятся к числу незаменимых микронутриентов.
Кальций содержится в больших количествах во многих пищевых продуктах и ежедневно поступает в организм с пищей. Много кальция в молочных продуктах (сливки, молоко, сыр, творог). В хорошо сбалансированных рационах, включающих не менее 0,5 л молока, обычно содержится около 1 г кальция. Меньше кальция в огородной зелени (петрушка, шпинат), овощах, фасоли, орехах, рыбе. Всасывание этого элемента происходит в тонком кишечнике, главным образом, в двенадцатиперстной кишке. Усваиваемость кальция составляет от 25 до 40 %.
В организме до 99 % кальция находится в костях скелета и зубах, около 1 % - в тканях и биологических жидкостях организма. Кальций играет важную роль в функционировании мышечной ткани, миокарда, нервной системы, кожи и особенно костной ткани. Кальций участвует в обеспечении нормальной свертываемости крови.
При недостаточном содержании кальция в организме появляется слабость, утомляемость, боли и судороги в мышцах, боли в костях. Повышается хрупкость костей, увеличивается риск переломов, развиваются остеопороз, декальцинация скелета. Могут наблюдаться нарушения иммунитета, аллергозы, снижение свертываемости крови (кровоточивость), мочекаменная болезнь.
При избыточном содержании кальция происходит отложение его солей в коже, подкожной клетчатке, внутренних органах, стенках кровеносных сосудов, почках, увеличивается свертываемость крови, вытесняются из организма другие элементы (фосфор, магний, цинк).
Адекватный уровень среднесуточного потребления кальция - 1250 мг, верхний допустимый уровень потребления - 2500 мг/сут.
Фосфор в больших количествах присутствует во многих пищевых продуктах (молоко, мясо, рыба, хлеб, овощи, яйца). Большая часть потребляемого с пищей фосфора абсорбируется в тонком кишечнике. Всасывание, распределение и выведение фосфора в организме в значительной мере связано с кальциевым обменом.
Фосфор входит в состав липидов, белков, нуклеиновых кислот. Фосфорные соединения играют особо важную роль в деятельности головного мозга, скелетных и сердечных мышц, потовых желез. В организме основное количество фосфора содержится в костях (около 85 %), много фосфора в мышцах и нервной ткани. Вместе с кальцием, фтором и хлором фосфор формирует зубную эмаль, совместно с кальцием составляет основу костной ткани.
При недостаточном содержании фосфора в организме нарастают слабость, истощение, боли в мышцах, уменьшается сопротивляемость к простудным заболеваниям и инфекциям. Снижается белково- образовательная функция печени, возникают дистрофические изменения миокарда, кровоизлияния на коже и слизистых оболочках.
Чрезмерное поступление фосфора приводит к отложению в тканях малорастворимых фосфатов, поражениям печени и желудочно-кишечного тракта, к уменьшению содержания кальция и декальцинации костной ткани, к кровотечениям и кровоизлияниям.
Адекватный уровень среднесуточного потребления фосфора – 800 мг, верхний допустимый уровень потребления - 1600 мг/сут.
Сера поступает в организм с пищевыми продуктами, в составе неорганических и органических соединений. Наиболее богаты серой нежирная говядина, рыба, моллюски, яйца, сыры, молоко, капуста и фасоль. Неорганические соединения серы (соли серной и сернистой кислот) не всасываются и выделяются из организма. Органические белковые соединения подвергаются расщеплению и всасываются в кишечнике. Выводится сера в основном с мочой, в меньшей степени - через кожу и легкие.
Сера содержится во всех тканях человеческого организма, особенно много серы в мышцах, скелете, печени, нервной ткани, крови. Атомы серы являются составной частью молекул незаменимых аминокислот (цистеин, метионин), гормонов (инсулин, кальцитонин), витаминов (биотин, тиамин), глутатиона, таурина и других важных для организма соединений. В их составе сера участвует в окислительно-восстановительных реакциях, процессах тканевого дыхания, выработке энергии, защите клеток и тканей от окисления. Недостаточное содержание в организме серы проявляется через многочисленные симптомы дефицита биологически активных серосодержащих соединений (заболевания кожи, суставов, печени).
При избыточном содержании серы наблюдаются кожный зуд, сыпи, фурункулез, покраснение и опухание конъюнктивы, расстройства пищеварения, снижение массы тела.
Содержание серы в теле взрослого человека - около 0,16 % (110 г на 70 кг массы тела). Суточная потребность здорового организма в сере составляет от 4 до 5 г.
Калий поступает в организм человека с пищей. Много калия содержится в молочных продуктах, мясе, какао, томатах, бобовых, картофеле, петрушке, абрикосах (кураге, урюке), изюме, черносливе, бананах, дыне и черном чае. Усваиваемость поступившего в пищеварительный тракт калия очень высока - от 90 до 95 %. В организме взрослого человека содержится от 160 до 180 г калия (около 0,23 % от общей массы тела). Соли калия легко всасываются и быстро выводятся из организма с мочой, потом и через желудочно-кишечный тракт.
Калий - внутриклеточный элемент, регулирующий кислотно- щелочное равновесие крови. Участвует в передаче нервных импульсов, регулирует деятельность некоторых ферментов. В некоторых физиологических процессах калий выступает как антагонист натрия, увеличение концентрации калия приводит к выделению натрия из организма. С учетом этого эффекта для повышения диуреза и усиления выведения натрия при почечной недостаточности используют рационы с высоким содержанием калия. Для нормального обмена веществ количества калия и натрия в пищевом рационе должны относиться примерно как 1:2.
Пониженное содержание калия сопровождается усталостью, психическим истощением, безразличием к окружающему, мышечной слабостью. Нарушается ритм сердечных сокращений, появляются сердечные приступы, сердечная недостаточность. Страдают функции других органов и систем (легкие, желудок, кишечник, почки. Снижаются адаптационные возможности организма.
При избыточном содержании калия отмечается повышенная возбудимость, беспокойство, потливость, кишечные колики, учащенное мочеиспускание. При стойком избытке калия ослабляется сократительная способность сердечных мышц, увеличивается риск развития сахарного диабета. Адекватный уровень среднесуточного потребления калия - 2500 мг, верхний допустимый уровень потребления - 3500 мг/сут.
Натрий поступает в организм в основном в составе поваренной соли. Много натрия содержится в колбасе, сале, соленой рыбе, икре, сыре, соленьях, маслинах, кетчупе, кукурузные хлопьях. Натуральные пищевые продукты содержат относительно мало натрия (единицы и десятки мг на 100 г).
Натрий - важный межклеточный и внутриклеточный элемент, участвующий в обеспечении необходимой буферности крови, регуляции кровяного давления, водного обмена. Основным регулятором постоянства концентрации ионов натрия и хлора в крови и тканевой жидкости являются почки. Выведение соли почками регулируется альдостероном - гормоном коры надпочечников.
При недостаточном содержании натрия отмечается слабость, исхудание, кожные сыпи, выпадение волос. При хроническом дефиците - расстройства кровообращения, угнетение центральной нервной системы.
Избыточный прием поваренной соли с пищей вызывает перегрузку регуляторных механизмов, что и приводит к стойкому повышению артериального давления. Установлена прямая связь между избыточным потреблением натрия и гипертонией. Следовательно, для профилактики гипертонической болезни и предупреждения инфаркта миокарда необходимо сознательное ограничение поваренной соли.
Суточная потребность в натрии составляет от 4 до 6 г, что соответствует примерно от 10 до 15 г поваренной соли.
Магний поступает в организм с пищей, особенно много этого элемента в зерне злаковых растений, крупах, горохе, фасоли, семенах подсолнечника. В желудочно-кишечном тракте абсорбируется от 40 до 45 % поступившего магния.
Магний является важнейшим внутриклеточным элементом, участвует в обменных процессах, тесно взаимодействует с калием, натрием, кальцием; является активатором множества ферментативных реакций. Важная роль отводится магнию в регуляции деятельности нервной системы; полагают также, что магний способен создавать положительный психологический настрой. Магний укрепляет иммунную систему, обладает антиаритмическим и сосудорасширяющим действием, способствует восстановлению сил после физических нагрузок. Стимулирует перистальтику кишечника и повышает желчеотделение. Имеются данные о холестеринпонижающем влиянии этого элемента. В рациональном пищевом рационе соотношение кальция и магния должно составлять 2:1.
При недостатке в организме магния отмечается утомляемость, раздражительность, потеря аппетита, тошнота, запоры, аритмии, симптомы, характерные для начальных стадий развития мочекаменной и желчнокаменной болезни, сахарного диабета.
Избыток магния сопровождается вялостью, сонливостью, снижением работоспособности, диареей.
Адекватный уровень среднесуточного потребления магния – 400 мг, верхний допустимый уровень потребления - 800 мг/сут.

 

3. Микроэлементы

Эта группа представлена биоэлементами, содержание которых в организме колеблется от нескольких граммов (железо) до тысячных долей грамма (кобальт, йод). Помимо железа, кобальта и йода в эту группу входят цинк, медь, марганец, хром, селен. Сюда же следует, по-видимому, отнести и фтор - в связи с его важной ролью для состояния костей и зубов. Все микроэлементы поступают в организм с пищей и питьевой водой и относятся к числу незаменимых микронутриентов.

Железо содержится в мясе, печени, птице, почках, яйцах, картофеле, белых грибах и лисичках, абрикосах, персиках, яблоках, сливах. Лучше усваивается железо, содержащееся в продуктах животного происхождения. Усвоение железа из растительных продуктов происходит в меньшей степени. Железо - элемент, участвующий в образовании гемоглобина и некоторых ферментов. В гемоглобине крови, обеспечивающем перенос кислорода от легких к тканям и органам, находится до 2/3 всего железа, содержащегося в организме.
Дефицит железа развивается в тех случаях, когда поступление этого элемента менее 1 мг/сут. Недостаточность железа является наиболее частой причиной возникновения анемии. По данным ВОЗ, из всех алиментарных анемий около 80 % составляют железодефицитные. От дефицита железа страдает каждый пятый житель нашей планеты. При недостаточности железа снижается концентрация гемоглобина и содержание эритроцитов в крови, уменьшается активность железосодержащих ферментов. Причиной заболевания является, как правило, недостаточно сбалансированное питание. Нормализация гемоглобина наступает обычно через 3 - 4 недели после начала лечения (усиленного введения в организм Fe).
Адекватный уровень среднесуточного потребления железа - 10 мг (для мужчин) и 15 мг для женщин, верхний допустимый уровень потребления - 45 мг/сут.
Цинк попадает в организм человека преимущественно с продуктами животного происхождения (печень, говядина, рыба, яйца). Содержится цинк также в бобовых, в пшеничных отрубях, тыквенных семечках.
В организме цинк активизирует около 200 ферментов, ответственных за широкий спектр биохимических реакций - регулирующих деление и созревание клеток (рост и развитие организма, заживление ран), формирование иммунитета, синтез инсулина и мужского полового гормона тестостерона.
Наиболее частыми причинами недостатка цинка являются плохое питание, дисбактериоз, заболевания печени и тонкого кишечника, злоупотребление алкоголем.
Проявлениями дефицита цинка являются частые простудные и инфекционные заболевания, усиление наклонности к аллергии, задержка развития у детей, бесплодие у мужчин, преждевременнные роды у женщин. Избыток цинка также вызывает серьезные физиологические нарушения. Поэтому следует помнить, что пищевые продукты, особенно кислые и жирные, нельзя обрабатывать в цинковой посуде, так как цинк может переходить в продукты и, накапливаясь в больших количествах, вызывать отравление. Адекватный уровень среднесуточного потребления цинка - 12 мг, верхний допустимый уровень потребления - 40 мг/сут.
Медь поступает в организм с такими продуктами как говяжья печень, говядина, рыба, фасоль, орехи, овсяная и гречневая крупа, кукуруза, морковь, шпинат, какао-бобы. Всасывается медь преимущественно в желудке, причем лучше усваивается двухвалентная медь.
Медь участвует в процессах образования крови, обмене веществ, входит в состав ряда ферментов. Ведущую роль в метаболизме меди играет печень, вырабатывающая белок церулоплазмин, участвующий в регуляции гомеостаза меди.
Недостаток меди в организме сопровождается нарушением гемоглобинообразования, угнетением кроветворения, развитием малокровия. Ухудшается состояние костной и соединительной ткани, происходит деминерализация костей, увеличивается риск переломов. У девочек тормозится половое развитие, нарушается менструальная функция; у взрослых женщин нередко наблюдается бесплодие. Дефицит меди часто сопровождается нарушением пигментации кожи (витилиго), обесцвечиванием волос. Происходит угнетение функций иммунной системы, ускорение старения организма.
Избыток меди вызывает острые токсические эффекты, поэтому требуется жесткой контроль концентрации меди в продуктах питания.
Адекватный уровень среднесуточного потребления меди - 1 мг, верхний допустимый уровень потребления - 5 мг/сут.
Марганец содержится в продуктах растительного происхождения - пшеничных и рисовых отрубях, ржаном хлебе, сое, горохе, картофеле, свекле, помидорах, чернике, некоторых лекарственных растениях (багульник, лапчатка, эвкалипт). Всасывание марганца происходит на всем протяжении тонкого кишечника.
Марганец входит в состав многих ферментов, играет важную роль в процессах роста, кроветворения, образования костной ткани.
При недостаточности марганца проявляется утомляемостью, ухудшением процессов мышления, способности к принятию быстрых решений, ухудшением памяти. Нарушается сократительная способность мышц, появляется наклонность к спазмам и судорогам. При исключении марганца из рациона наблюдается быстрая потеря веса, тошнота и рвота. Недостаток марганца в пище может привести к развитию остеопороза, причем прием кальция усугубляет дефицит марганца, так как затрудняет его усвоение в организме.
Избыточное содержание марганца сопровождается утомляемостью, заторможенностью, депрессией, скованностью движений, а в далеко зашедших случаях - нарушениями функций центральной нервной системы.
Адекватный уровень среднесуточного потребления марганца - 2 мг, верхний допустимый уровень потребления - 11 мг/сут.
Хром содержится во многих овощах, ягодах и фруктах, в некоторых лекарственных растениях (сушеница топяная, гинкго билоба, мелисса), а также в рыбе, в печени, в куриных яйцах, пивных дрожжах. Всасывается хром преимущественно в тощей кишке, не всосавшийся хром выводится с калом. Усваиваемость соединений хрома невелика - всего 0,5-1,0 %. В тканях различных органов содержание хрома в десятки раз выше, чем в крови. Наибольшее количество хрома обнаруживается в печени, кишечнике, щитовидной железе, хрящевой и костной ткани, в легких (при поступлении соединений хрома с воздухом). Выводится хром главным образом через почки, в меньшей мере - через легкие, кожу и кишечник.
Хром является постоянной составной частью клеток всех органов и тканей и выполняет в организме много важных функций, в числе которых участие в регуляции синтеза жиров и обмена углеводов. Хром участвует в поддержании нормального уровня глюкозы, способствует структурной целостности молекул нуклеиновых кислот, участвует в регуляции работы сердечной мышцы и функционированию кровеносных сосудов, а также способствует выведению из организма токсинов, солей тяжелых металлов, радионуклидов.
При недостаточном содержании хрома в организме отмечаются утомляемость, беспокойство, бессонница, головные боли, невралгии и понижение чувствительности конечностей. Повышается уровень холестерина в крови, увеличивается риск развития атеросклероза, сахарного диабета, развивается исхудание или ожирение. У мужчин нарушается репродуктивная функция. Характерная особенность дефицита хрома - непереносимость алкоголя.
При избытке хрома в организме этот элемент может проявить себя как опасный токсикант. Могут наблюдаться воспалительные заболевания с тенденцией к изъязвлению слизистых оболочек, дерматиты и экземы, аллергозы (астматический бронхит, бронхиальная астма), астено-невротические расстройства; увеличивается риск развития онкологических заболеваний.
Адекватный уровень среднесуточного потребления хрома - 50 мкг, верхний допустимый уровень потребления - 250 мкг/сут.
Селен поступает в организм с пищей. Много селена содержится в чесноке, свином сале, пшеничных отрубях и белых грибах. Высоким содержанием этого элемента отличаются также оливковое масло, морские водоросли, пивные дрожжи, бобовые, маслины, фисташки. Всасывание селена происходит в тонком кишечнике, а накопление - в почках и печени, костном мозге, сердечной мышце, поджелудочной железе, легких, коже, волосах.
Селен выполняет в организме многочисленные функции: стимулирует процессы обмена веществ, усиливает иммунную защиту, способствует увеличению продолжительности жизни. Селен оказывает лечебный эффект при кардиопатиях, гепатитах, панкреатитах, заболеваниях кожи, уха, горла и носа. При дефиците селена отмечается слабый рост и выпадение волос, дистрофические изменения ногтей, недостаточность репродуктивной системы (в основном - мужское бесплодие), нарушение функций печени, снижение иммунной защиты организма.
При избыточном содержании проявляются токсические эффекты селена - тошнота и рвота, чесночный запах от кожи и изо рта, нарушение функций печени, покраснение кожи.
Адекватный уровень среднесуточного потребления селена - 70 мкг, верхний допустимый уровень потребления - 150 мкг/сут.
Йод необходим в первую очередь для образования гормонов щитовидной железы. При недостатке йода в пище происходит задержка роста, отмечаются психические и физические нарушения, увеличиваются размеры щитовидной железы (возникает зобная болезнь, микседема). Этим заболеванием страдают на планете около 200 млн. человек. Для регулирования содержания йода в пище в продукты питания, в воду и поваренную соль вводят соединения йода, йод. Наиболее богаты йодом морские продукты - красные и бурые водоросли, треска, пикша, палтус, сельдь, креветки. Некоторое количество йода содержится в яйцах, молоке, луке, щавеле, белокочанной капусте, моркови, говяжьей печени.
Адекватный уровень среднесуточного потребления йода - 150 мкг, верхний допустимый уровень потребления - 300 мкг/сут. (для йода морских водорослей этот уровень может достигать 1000 мкг/сут с учетом низкой Усваиваемость содержащихся в водорослях йодистых соединений.
Фтор принимает участие в образовании костной ткани и зубной эмали. Основными источниками фтора являются такие пищевые продукты, как морская рыба, хлеб грубого помола, орехи, чай. При недостаточном поступлении фтора в организм возникает заболевание зубов - кариес, а при избыточном - появляется хрупкость зубов и пятнистость эмали, называемая флюорозом. Этому заболеванию особенно подвержены дети. Поэтому в местностях, где почва и вода содержат низкое количество фтора, питьевую воду фторируют.
Адекватный уровень среднесуточного потребления фтора - 1,5 мг, верхний допустимый уровень потребления - 4 мг/сут.
Кобальт поступает в организм человека с многими продуктами растительного происхождения - красной свеклой, редисом, капустой, картофелем, зеленым луком, чесноком, салатом, морковью; этот элемент содержится во фруктах и ягодах - грушах, абрикосах, винограде, смородине, землянике. В желудочно-кишечном тракте всасывается около 20 % поступившего кобальта.
Кобальт входит в состав молекулы цианокобаламина (витамин В12) , активно участвует в ферментативных процессах, образовании гормонов щитовидной железы, способствует выделению воды почками. Кобальт повышает усвоение железа и синтез гемоглобина, является мощным стимулятором эритропоэза.
Процесс кроветворения у человека и животных может осуществляться только при нормальном взаимодействии трех биоэлементов - кобальта, меди и железа. Витамин B12, помимо действия на процессы кроветворения, весьма эффективно влияет на обмен веществ, в первую очередь - на синтез белков, а также обладает способностью восстанавливать -HS, -S-S группы, участвующие в процессах блокирования и утилизации токсичных элементов.
Дефицит кобальта часто встречается у лиц с нарушениями функций органов желудочно-кишечного тракта, у спортсменов в состоянии перетренированности, а также при кровопотерях. При недостатке кобальта отмечается общая слабость, снижение памяти, аритмия, малокровие, а также замедленное развитие в детском возрасте.
При избытке кобальта в организме может наблюдаться "кобальтовая пневмония" (при попадании соединений кобальта в легкие), гиперплазия щитовидной железы, аллергодерматозы, поражение слухового нерва и другие нарушения.
Адекватный уровень среднесуточного потребления кобальта - 5 мг, верхний допустимый уровень потребления - 10 мг/сут.
Что касается других микроэлементов - никеля, молибдена, ванадия, бора и т.д., то потребность в них организма человека четко не установлена. Возможно, она низка и полностью удовлетворяется обычным рационом. Во всяком случае, у людей пока не обнаружено неблагоприятных явлений, связанных с недостатком этих микроэлементов. Однако избыток селена, молибдена, бора, никеля, олова, который возникает в результате загрязнения окружающей среды, может вызвать токсические явления. Поэтому во многих странах содержание этих элементов в пищевых продуктах ограничивается. Представленная классификация питательных веществ позволяет сделать вывод о том, что если питание разнообразное и сбалансированное, то у здоровых людей не возникает особых проблем в отношении безопасности питания, т.е., проблем, связанных с дефицитом или избытком макро- и микрокомпонентов в пищевых продуктах.