Для нормального функционирования организму необходимы минеральные вещества и макроэлементы. Основными из них являются калий, магний, кальций, селен, натрий и цинк. И если о роли этих минеральных веществ в жизнедеятельности организма известно многим, то о значении такого вещества, как кофермент Q10, знают очень немногие. А тем временем эта группа бензохинонов важна не менее других микроэлементов. Для чего нужны минеральные вещества и какова их основная функция, вы узнаете на этой странице.
Минеральные вещества - это соединения неорганического происхождения, на долю которых приходится около 5% массы тела. В первую очередь минеральные вещества являются структурными компонентами мышц, зубов, клеток костей и крови. Минеральные вещества в организме человека обязательны для синтеза белков, проницаемости клеточной мембраны, мышечного сокращения, свертывания крови. Все минеральные вещества организм не способен вырабатывать самостоятельно, поэтому человек должен получать их с пищей. В организме человека обнаружено около 70 химических элементов (в том числе микроэлементов), из которых 43 считаются незаменимыми (эссенциальными).
Какова роль каждого минерального вещества в организме, читайте в следующих разделах статьи.
Роль минерального вещества калий в жизнедеятельности организма
Калий (К) - основной внутриклеточный катион, участвующий в возникновении и передаче нервного импульса, играет важную роль в осуществлении связи организма с внешней средой, повышает силу и выносливость организма. Говоря о том, какова роль минеральных веществ в организме человека, нельзя забывать что, что калий участвует в обмене веществ, особенно белков и углеводов, регулирует деятельность нервной системы, способствует расширению сосудов, стабилизирует давление, способен контролировать содержание магния в крови. Из организма калий выводится вместе с жидкостью, следовательно, при приеме мочегонных средств, а также при увеличенном употреблении напитков следует ожидать уменьшения содержания калия.
Роль минерального вещества калий в организме настолько велика, что при низком его содержании в крови возможны сонливость, слабость, потеря ориентации, сбои в сердечной деятельности (даже аритмия). При очень высоком содержании калия в организме возможны паралич сердечных мышечных волокон, нарушение ритма сердца.
Суточная потребность организма в минеральном веществе калий: 2-3 г.
Источники калия:
Продукты растительного происхождения: картофель, морковь, капуста, (особенно петрушка и шпинат), болгарский перец, помидоры, огурцы, редька, тыква, бобовые (особенно зеленый горошек), большинство круп, овсяные и пшеничные отруби, пшеницы, шампиньоны свежие, яблоки, абрикосы, бананы, авокадо, киви, апельсины, арбузы, дыни, манго, черная смородина, крыжовник, вишня, ежевика, виноград, орехи (особенно грецкие, кешью и фундук), морская капуста, сухофрукты (курага, чернослив, изюм), какао.
Мясо домашней птицы, рыба.
Для чего нужно в организме минеральное вещество магний
Магний (Mg) содержится в плазме, в мышечной и костной ткани. Для чего необходимо это минеральное вещество, и какую оно выполняет функцию? Магний совместно с кальцием необходим для нормального функционирования мышц и нервов. Роль этого минерального вещества в организме человека заключается в том, что он регулирует сердечный ритм, уменьшает риск тромбообразования, снижает артериальное давление, ослабляет боли при стенокардии, поддерживает баланс калия, а также нормализует холестериновый обмен. Из-за недостатка этого минерального вещества, полезного для организма, появляются спазмы и судороги мышц, повышается уровень «плохого» холестерина. Также появляется гипертония, аритмия, тахикардия, нарушение кровообращения, бессонница, возникают мигрени и депрессии. Современными научными исследованиями доказано, что у людей, перенесших инфаркт миокарда, наблюдается дефицит магния (почти в 2 раза ниже нормы), во время острого периода сердечно-сосудистых заболеваний дефицит магния усиливался.
Усвоение этого минерального вещества, полезного для человека, уменьшается при приеме крепкого алкоголя (водка, коньяк, виски и др.), сладостей, мочегонных средств. Большое количество крепкого кофе и чая выводит из организма магний.
Только в макаронах из твердых сортов пшеницы содержится больше магния, столь необходимого для профилактики различных заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Для нормального функционирования организма суточная доза этого минерального вещества в жизни человека должна составлять 250-300 мг. Например, суточная доза необходимого для сердца магния имеется всего лишь в одной порции гречневой каши.
Источники минерального вещества магний являются следующие продукты растительного происхождения: нешлифованные зерновые (в частности, гречиха, овес, пшено, рис), (особенно белая фасоль и соя), шпинат и другие листовые овощи, морская капуста, картофель, морковь, бананы, абрикосы, персики, клубника, малина, ежевика, орехи (особенно кешью и грецкие), кунжут, семечки, сухофрукты.
Продукты животного происхождения: мясо, молоко, рыба, морепродукты.
Для чего необходимо человеку минеральное вещество кальций
Кальций (Са) играет важную роль в нормальном функционировании организма, так как содержание его в нем больше, чем любого другого минерального вещества. Основная функция этого минерального вещества в организме - возбуждение, поддержание осмотического давления, распределение и выведение воды из организма. Также кальций участвует в окислительном фосфорилировании углеводов и жиров, свертывании крови, влияет на проницаемость клеточных мембран. Большое значение этого минерального вещества в организме заключается в формировании структурной основы костного скелета, поддержании нормального сердечного ритма. Для лучшего усвоения кальция в организме должно быть достаточно витамина D. Кальций и магний совместно способствуют сохранению здоровья сердечно-сосудистой системы.
Значение этого минерального вещества сложно переоценить, и самыми дефицитными минеральными веществами в рационе женщин являются именно кальций и железо.
Суточная потребность организма в этом минеральном веществе составляет 0,8 г.
Источники кальция:
Продукты растительного происхождения: зеленые овощи, фасоль, овсянка, горох, ячневая крупа, горчица, семечки подсолнечника.
Продукты животного происхождения: молоко и молочные продукты (особенно творог, сметана), сыры всех видов, рыба (особенно лосось, сардины).
Правильному усвоению кальция могут помешать большое количество потребляемого жира, щавелевая кислота (в щавеле и ревене), фитиновая кислота (в зерновых).
Минеральное вещество цинк, полезное для организма человека, и его значение в жизни
Цинк (Zn) входит в состав многих ферментных систем, участвует в обмене нуклеиновых кислот и синтезе белка. Основная функция этого минерального вещества в организме человека - регулирование синтеза инсулина, мужских половых гормонов, поддержание постоянства внутренней среды организма и кислотно-щелочного баланса. Велико значение минерального вещества цинк для организма человека в обеспечении сокращаемости мышц. Также цинк играет роль в функциях мозга (способствует умственной активности) и в синтезе ДНК. Цинк способствует уменьшению отложений холестерина на стенках сосудов. Дефицит цинка может вызвать атеросклероз.
При приеме больших доз витамина В6 необходимо принимать больше цинка.
Добавляя в свой рацион цинк, необходимо увеличить потребление витамина А. Цинк лучше всего взаимодействует с витамином А, кальцием и фосфором.
Суточная доза: 10-15 мг.
Источники цинка:
Продукты растительного происхождения: ячневая крупа, пшеница, тыквенные семечки, бобы, фасоль, гречка, горох, арахис, кедровые орехи, пивные дрожжи, горчица.
Продукты животного происхождения: яйца (особенно яичный желток), нежирное молоко, сыр, мясо (желательно нежирная баранина), говядина, утка, индейка, печень.
Влияние этого минерального вещества на организм при пищевой обработке снижается. Перечисленные продукты нельзя хранить в оцинкованной посуде во избежание накопления токсинов.
Потребность организма в минеральном веществе селен и чем грозит его недостаток
Селен (Se) - один из самых загадочных, необходимых и… очень опасных микроэлементов, входящий в состав многих ферментов и благодаря этому играющий огромную роль в работе различных органов и систем организма. Польза этого минерального вещества заключается в том, что его главная биологическая роль связана с его антиоксидантными свойствами. Селен является частью одного из важнейших антиоксидантных ферментов - глутатионпероксидазы, дефицит которого способен привести к поражению многих структур клетки, следовательно, к возникновению ряда патологических состояний. Проведенные научные исследования по изучению биологической роли селена доказали, что селен оказывает разнонаправленное действие на организм, хороший профилактический и лечебный эффект при многих заболеваниях, способствует повышению иммунитета и нейтрализации различных токсичных веществ.
В последние годы все более актуальной проблемой становится недостаточное употребление селена, что связано не только с неправильным питанием, но и вымыванием селена из почвы и переходом в неактивные органические соединения. Все больше территорий входят в число районов, бедных селеном: Китай, США, Австралия, Канада, Германия, Финляндия и т. д. Селенодефицитные территории России: Псковская, Новгородская, Ленинградская области, Карелия, Поволжье, Урал, Забайкалье, Восточная Сибирь, Бурятия, Якутия, Республика Коми.
Самое страшное, чем грозит недостаток минерального вещества селен в организме, - это заболевание Кешан. Первый случай заболевания, обусловленного нехваткой селена, был выявлен в Китае (регион Кешан) и получил соответствующее название. Характерные признаки этой болезни - развитие слабости сердечной мышцы (кардиомиопатия) и сердечной недостаточности, общая слабость, снижение артериального давления, аритмия, обмороки.
Селен оказывает выраженное антиоксидантное действие в комплексе с витаминами Е, А и С.
Суточная доза: 30-70 мкг.
Источники селена:
Продукты растительного происхождения: капуста, пшеница, рис, чечевица, ячневая крупа, кукуруза, фасоль, горох, грибы, арахис, грецкий орех, миндаль, фисташки, лук, чеснок.
Продукты животного происхождения: яйца, рыба, морепродукты, печень (говяжья, куриная, индейки, утки).
Натрий и суточная потребность организма в этом минеральном веществе
Натрий (Na). В организме здорового человека массой тела около 70 кг содержится 150-170 г натрия. Большая часть ионизированного натрия находится во внеклеточной жидкости и плазме крови, участвует в процессах возбуждения, поддержании осмотического давления, распределении и выведении воды из организма. Минеральное вещество натрий необходимо для придания выносливости тканям. Он помогает переносу веществ внутрь и наружу каждой клетки, важен для пищеварительной и выделительной систем организма, участвует (наряду с калием) в регуляции кровяного давления, поддержании нормальной сердечной деятельности. Данный минеральный элемент способствует сохранению кальция и других минеральных веществ в крови в растворимом виде.
Говоря о значении минеральных веществ для человека, нельзя забывать о том, что прием большого количества натрия (соли) очень быстро приводит к истощению запасов калия. Во многих случаях пища, богатая натрием, служит прямой причиной повышенного кровяного давления.
Большинство людей ошибочно считают, что не употребляют много соли. Во-первых, если у вас высокое кровяное давление, сократите прием натрия; во-вторых, всегда обращайте внимание на перечень ингредиентов продуктов, приобретаемых вами (надписи «соль», «натрий», химический символ Na или английское слово sodium должны вас настораживать); в-третьих, сведите к минимуму, а лучше вовсе откажитесь от консервированного мяса, ветчины, бекона, солонины, копченостей, сосисок, колбас, а также приправ промышленного производства (соевого соуса, кетчупа, майонеза, горчицы и др.); в-четвертых, при приготовлении пищи замените соль различными приправами.
Суточная доза: 5 г в виде NaCl. Официальных норм потребления натрия не существует, но в качестве отправной точки можно считать один грамм хлорида натрия (поваренной соли) на каждый литр выпитой воды.
Продукты, очень богатые NaCl: очищенная поваренная соль, сушеные мясо и рыба, копчености, концентраты бульонов и супов.
Продукты, бедные NaCl: , овощи (включая картофель), молоко, зернобобовые.
Замените поваренную соль качественной морской солью. С одной стороны, она полезнее, с другой - при приготовлении еды морской соли требуется в несколько раз меньше, чем поваренной.
Продукты животного происхождения: яйцо, сыры, анчоусы, сардины, корюшка, камбала, осетр, луфарь, морепродукты (крабы, креветки, мидии, лобстеры, раки, кальмары).
Соль, наряду с сахаром, холестерином и животными жирами, - один из злейших врагов сердца!
Влияние на организм минерального вещества кофермент Q10 и его польза
Рассматривая вопрос пользы минеральных веществ и их значения в жизни человека, нельзя не упомянуть о коферментк Q10 (коэнзим Q10, убихинон), который был открыт в 1957 г. американским ученым Фредериком JI. Крейном из университета Висконсина. Впервые это вещество было найдено в сердечной ткани быка, затем выяснилось, что оно присутствует в любой клетке организма человека. Даже название дали соответствующее - «убихинон» (от англ. «вездесущий»). Ученые установили, что самый высокий уровень убихинона неизменно обнаруживается в клетках сердца, снабжая сердце энергией. Именно убихинон постоянно пополняет запасы сердца необходимой энергией, работая как своеобразная батарейка. Активно изучавший влияние коэнзимов Q10 на работу сердца ученый Питер Деннис Митчелл (Великобритания) получил в 1978 г. Нобелевскую премию по химии.
Кофермент Q10 производится самим организмом (около 50%) и по большей части находится в сердце, мышцах, печени. К сожалению, на протяжении всей жизни человека он вырабатывается неравномерно. Самый высокий уровень коэнзимов Q10 - в молодые годы, к 35 годам он достигает максимума, потом начинается постепенное снижение: после 40 лет содержание кофермента Q10 в сердце уменьшается примерно на 20-30%, после 60 лет его уровень составляет всего 50% по сравнению с его уровнем в молодом возрасте.
Основной источник пополнения кофермента Q10- продукты питания.
Польза этого минеральные вещества для человека заключается в том, что оно имеет антиоксидантное свойства, связанное с замедлением старения клеток, подавлением вредных окислительных процессов. Убихинон, кроме того, способен усиливать действие другого сильнейшего антиоксиданта - витамина Е, что препятствует образованию холестериновых бляшек, помогает обеспечивать «бесперебойную» работу сердца и значительно уменьшает воспалительные процессы.
Наибольшее количество кофермента Q10 - в продуктах питания животного происхождения (жирное мясо, баранина, свиная печень, говяжьи сердце и печень и др.), но именно перечисленные продукты строго противопоказаны людям с повышенным содержанием «плохого» холестерина в крови, больным атеросклерозом и другими заболеваниями, связанными с нарушением обмена веществ. Нужно употреблять зеленые бобы, шпинат, брокколи, цельные
Общая характеристика минеральных веществ. Минеральные вещества не обладают энергетической ценностью, как белки, жиры и углеводы. Однако без них жизнь человека невозможна.
Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности человека, но особенно велика их роль в построении костной ткани. Минеральные вещества участвуют в важнейших обменных процессах организм*. - водно-солевом, кислотно-щелочном. Многие Ферментативные процессы в организме невозможны без участия тех или иных минеральных веществ. Обычно их делят на две группы: макроэлементы (Са, Р, Мg, К, С1, S), содержащиеся в пище в относительно больших количествах, и микроэлементы (Fе, Zn, Сu, I, Р и др.), концентрация которых невелика.
Минеральные вещества а большинстве случаев составляют 0,7 - 1,5 % (в среднем I %) съедобной части пищевых продуктов. Исключением являются те продукты, в которые добавляют пищевую соль (чаще всего 1,5 - 3 %).
Макроэлементы. Кальций составляет (вместе с фтором) основу костной ткани, активизирует деятельность ряда важных ферментов, участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на процессы происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах. Потребность в кальции у взрослых людей около 800 мг в день.
Больше всего кальция содержится в молоке (120 мг %) и молочных продуктах (в сыре, например, около 1000 мг %). Почти 4/5 всей потребности в кальции удовлетворяется молочными продуктами. Обычно всасывается 10-40% пищевого кальция. В некоторых растительных продуктах содержится вещества, уменьшающие всасывание кальция. К их числу относятся фитиновые кислоты в злаковых и щавелевая кислота в щавеле и шпинате. В результате взаимодействия этих кислот с кальцием образуются нерастворимые фитаты и оксалаты кальция и всасывание и усвоение этого элемента затрудняется.
Фосфор - элемент, входящий в сослав белков, фосфолипидов, нуклеиновых кислот. Кроме пластической роли соединения фосфора принимают участие в обмене энергии (АТФ и креатинфосфат являются аккумуляторами энергии, с их превращениями связаны мышечная и умственная деятельность, жизнеобеспеченность организма).
Потребность в фосфоре для взрослых - 1200 мг в день. Относительно много фосфора находится в рыбе (250 мг %), хлебе (200 мг %) и мясе (180 мг %). Еще больше фосфора содержится 8 фасоли (540 мг %), горохе (330 мг %), овсяной, перловой и ячневой крупах (320 - 350 мг %). В сырах его содержание составляет 500 - 600 мг %. Основное количество фосфора человек потребляет с молоком и хлебом. Обычно всасывается 50 - 90 % фосфора.
Для правильного питания важно не только абсолютное содержание фосфора, но и соотношение его с кальцием. Оптимальным для взрослых считается соотношение кальция и фосфора, равное 1:1,5. При избытке фосфора может происходить выведение кальция из костей, при избытке кальция развивается мочекаменная болезнь.
Магний - элемент, участвующий в формировании костей, регуляции работы нервной ткани, в обмене углеводов и энергетическом обмене. Потребность в магнии для взрослых - 400 мг в день. Почти половина этой нормы удовлетворяется хлебом и крупяными изделиями. В хлебе содержится 85 -90 мг % магния, в овсяной крупе - 116, ячневой - 96, фасоли - 103 мг %. Из других источников питания следует отметить орехи-(170-230 мг % магния) и большинство овощей (10-40 мг %).
При нормальном питании организм человека, как правило, полностью обеспечивается магнием. В некоторых важных процессах магний выступает как антагонист кальция, избыток магния ухудшает усвояемость кальция. Однако подобное наблюдается редко.
Натрий - важный межклеточный и внутриклеточный элемент, участвующий в создании необходимой буферности крови, регуляции кровяного давления, водного обмена (ионы натрия способствуют набуханию коллоидов тканей, что задерживает воду в организме), активации пищеварительных ферментов, регуляции нервной и мышечной ткани.
Потребность в натрии невелика - около 1 г в день. Однако потребность в натрии существенно возрастает (почти в 2 раза) при сильном потоотделении. Вместе с тем установлена прямая зависимость между избыточным потреблением натрия к гипертонией. Избыточное потребление поваренной соли перегружает почки и сердце. В результате отекают ноги и лицо. Для большинства людей совершенно безвредно до 4 г натрия в день.
Калий - внутриклеточный (катион) элемент, регулирующий кислотно-щелочное равновесие крови. Он участвует в передаче нервных импульсов, активирует работу ряда ферментов. Считают, что калий обладает защитными свойствами против нежелательного действия избытка натрия и нормализует давление крови. По этой причине в некоторых странах предложено выпускать поваренную соль с добавлением хлорида калия.
В большинстве пищевых продуктов содержание калия колеблется в пределах 150 - 170 мг %. Заметно больше его в бобовых.
Ежедневная потребность взрослого человека в калии - 2500-50000 мг - удовлетворяется обычным рационом в основном за счет картофеля.
Хлор - элемент, участвующий в образовании желудочного сока, формировании плазмы, он активирует ряд ферментов.
Естественное содержание хлора в пищевых продуктах колеблется в пределах от 2 - 160 мг %. Основное его количество (до 90 %) взрослые получают с поваренной солью.
Потребность человека в хлоре - около 2г в день - с избытком удовлетворяется обычным рационом, содержащим 7 - 10 г хлора.
Сера - элемент, значение которого в питании определяется в первую очередь тем, что он входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот (метионина и цистина), а также в состав некоторых гормонов и витаминов. Содержание серы обычно пропорционально содержанию белков в пищевых продуктах, поэтому ее больше в продуктах животного происхождения. Потребность человека в сере (около 1 г в день) удовлетворяется обычным суточным рационом.
Микроэлементы. Железо - элемент, участвующий в образовании гемоглобина и некоторых ферментов. Содержание железа в пищевых продуктах колеблется в пределах 70 - 4000 мкг %. Особенно много железа в печени, почках и бобовых (6000 -20000 мкг %).
Потребность взрослого человека в железе 14 мг в день, она с избытком удовлетворяется обычным рационом. Однако существуют продукты черезмерное потребление которых ухудшает усвояемость железа. Например, хлебобулочные изделия из пшеничной муки тонкого помола богаты фосфатами и фитином, которые образуют с железом труднорастворимые соли и снижают его усвояемость организмом. Чай также снижает усвояемость железа из-за связывания его с дубильными веществами в труднорасщепляемый комплекс.
Цинк - элемент, значение которого определяется тем, что он входит в состав гормона инсулина, участвующего в углеводородном обмене, и многих важных ферментов. Недостаточность цинка у детей задерживает рост и половое развитие.
Иод является необходимым элементом, участвующим в образовании гормона тироксина. Потребность в йоде колеблется в пределах 100 - 150 мкг в день. При недостатке йода в крови наблюдается увеличение щитовидной железы – простой зоб. Особенно чувствительны к недостатку йода дети школьного возраста. Содержание иода обычно в пищевых продуктах невелико (4-15 мкг %). Однако в морской рыбе его содержится около 50 мкг %, в печени трески до-800, а в морской капусте в зависимости от вида и сроков сбора - от 50 до 70000 мкг %. Однако при длительном хранении или тепловой обработке пищи значительная часть иода (от 20 до 60 %) теряется.
Развитие зоба легко предупредить используя поваренную соль обогащенную иодидом калия (К1 25 мг на 1кг соли).
Фтор - элемент, при недостатке которого развивается кариес (разрушается зубная эмаль). Потребность в нем взрослого человека 3 мг в день.
В пищевых продуктах фтора обычно содержится мало. Исключение составляют морская рыба и чай.
В районах, где фтора в воде мало (меньше 0,5 мг/дм), производят фторирование воды. Однако избыточное потребление фтора также нежелательно, так как он вызывает флуороз (пятнистость эмали зубов).
Что касается других микроэлементов, например мели, никеля, хрома, марганца, молибдена, ванадия, селена, бора и т.д., то потребность в них организма человека окончательно не установлена. Возможно, она очень низка и полностью удовлетворяется обычным рационом. Во всяком случае, у людей пока не обнаружено неблагоприятных явлений, связанных с недостатком этих микроэлементов. Однако избыток этих микроэлементов, который может возникнуть в результате загрязнения при приготовлении пищи или при выращивании растительных продуктов на почвах, обогащенных некоторыми микроэлементами, может вызвать токсические явления. Поэтому во многих странах, в том числе и в России, содержание этих элементов в пищевых продуктах ограничивается. Особенно строго ограничивается содержание таких высокотоксичных элементов, как ртуть, кадмий, свинец и мышьяк. Медь, цинк, железо и олово в избыточных количествах также вредны для здоровья.
Изменения минеральных веществ, происходящие при технологической обработке сырья и продуктов.
При переработке пищевого сырья, как правило, происходит уменьшение минеральных веществ, кроме добавления пищевой соли. В растительных продуктах они уходят с отходами. Так, содержание ряда макро- и особенно микроэлементов при получении крупы и муки при переработке зерна снижается, так как в удаляемых оболочках и зародышах этих компонентов находится больше, чем в целом зерне. При зачистке овощей теряется от 10 до 30 % минеральных веществ. Если их подвергают тепловой обработке, то теряется еще от 5 до 30 %.
При тепловой кулинарной обработке в зависимости от технологии (варка, жарка, тушение) мясо теряет от 5 до 50% минеральных веществ.
В процессе технологии за счет недостаточного качественного оборудования может переходить в конечный продукт некоторое количество микроэлементов. Так, при изготовлении хлеба при тестоприготовлении за счет оборудования содержание железа может увеличиваться на 30%. При хранении консервов в жестяных сборных банках с некачественно выполненным припоем или при нарушении защитного лакового слоя в продукт могут переходить такие высокотоксичные элементы, как свинец, кадмий, а также олово.
Следует учесть, что содержание в продуктах железа и меди даже в небольших концентрациях, лежащие ниже ПДК. может вызвать нежелательное окисление продукта. Их каталитические окислительные способности особенно ярко проявляются в отношении жиров и жиросодержащих продуктов.
При хранении напитков в присутствии железа выше 5мг/л и меди 1мл/л при определенных условиях часто могут возникнуть помутнения.
Минерализация пищевых продуктов. При изготовлении пищевых продуктов иногда требуется корректировка минерального состава исходного сырья. В ряде стран широко практикуется его обогащение различными минеральными добавками, например, обогащение муки солями кальция и железа.
Для обогащения хлеба минеральными веществами используют молочные продукты, добавки пищевого мела, лактата, глюконата кальция и другие источники кальция. Минерализация хлеба способствует увеличению его физиологической ценности.
В настоящее время созданы новые виды круп с введением обогатителей (животного и растительного происхождения), что дает возможность повысить в готовом продукте содержание необходимых компонентов, в том числе и микроэлементов.
Для восполнения минеральных веществ используются различные виды нетрадиционных видов сырья. Предложены, например, белковые концентраты из жмыха томатов, семян кукурузы, шрота льна. Они богаты кальцием, фосфором, железом, медью, марганцем.
Широко используются фосфорнокислые соли для минерализации пищевых продуктов при организации специального питания для спортсменов. Фосфорсодержащие соединения играют важную физиологическую роль.
Разработаны пищевые продукты с использованием многочисленных композиции, заменяющих хлорид натрия для питания лиц, склонных к гипертонии.
1). Играют роль кофакторов в энзиматических реакциях. Так, многие ионы образуют комплексы с белками, в том числе ферментами. Последние для полного проявления своей каталитической активности нуждаются в присутствии минеральных кофакторов – ионов калия, кальция, натрия, магния, железа. Ионы железа, меди и особенно магния необходимы для активации ферментов, связанных с переносом и высвобождением энергии, транспорта и связывания кислорода.
2). Принимают участие в поддержание осмотического давления и кислотно-основного равновесия (фосфатный и гидрокарбонатный буферы).
3). Обеспечивают процессы свертывания крови,
4). Создают мембранный потенциал и потенциал действия возбудимых клеток
5). Минеральные вещества входят в структуры самых различных органов тела. Неорганические вещества могут иметь в организме форму нерастворимых соединений (например, в костной и хрящевой тканях).
6). Участвуют в окислительно-восстановительных реакциях и др.
Большую роль в минеральном обмене играют ионы натрия и калия. Эти катионы определяют величину рН, осмотическое давление, объем жидкостей тела. Они участвуют в формировании биоэлектрических потенциалов, в транспорте аминокислот, сахаров и ионов через мембрану клеток. Натрий составляет 93% всех катионов плазмы крови, его концентрация в плазме крови равна 135-145 ммоль/л. Калий – в основном внутриклеточный катион, в плазме крови его концентрация равна 3,3-4,9 ммоль/л.
В организме здорового человека массой тела около 70 кг содержится 150-170 г натрия. Из них 25-30% входят в состав костей и непосредственного участия в метаболизме не принимают. Около 70% общего натрия в организме составляет собственно обменный натрий.
Дневной пищевой рацион жителей цивилизованных стран содержит в среднем 10-12 г хлорида натрия, однако истинная потребность человека в нем значительно ниже и приближается к 4-7 г. Это количество хлорида натрия содержится в обычной пище, что ставит под сомнение необходимость ее дополнительного подсаливания.
Избыточный прием поваренной солиможет приводить к увеличению объемов жидкостей тела, повышению нагрузки на сердце и почки. Увеличение в этих условиях проникновения натрия, а с ним и воды в межклеточные промежутки тканей стенки кровеносных сосудов способствует их набуханию и утолщению, а также сужению просвета сосудов.
Постоянство содержания ионов натрия и калия в плазме крови поддерживается в основном почками. При снижении концентрации натрия и увеличении калия повышается реабсорбция натрия и снижается реабсорбция калия, а также растет секреция калия в почечных канальцах под влиянием минералокортикоида коры надпочечников альдостерона.
В организме здорового человека массой 70 кг содержится 45-35 ммоль/кг калия. Из них всего 50-60 ммоль находятся во внеклеточном пространстве, а остальной калий сосредоточен в клетках. Таким образом, калий является основным внутриклеточным катионом. С возрастом общее содержание калия в организме уменьшается.
Суточное потребление калия составляет 60-100 ммоль; почти столько же выводится почками и лишь немного (2%) – с каловыми массами.
Физиологическая роль калия заключается в его участии во всех видах обмена веществ, в синтезе АТФ и поэтому он влияет на сократимость. Недостаток его вызывает атонию скелетных мышц, умеренный избыток – повышение тонуса, а очень высокое содержание парализует мышечное волокно. Калий вызывает расширение сосудов. Также он участвует в синтезе ацетилхолина, в разрушении холинэстеразы и, следовательно, влияет на синаптическую передачу возбуждения. Вместе с другими ионами он обеспечивает клетке способность к возбуждению.
Хлор является вторым после натрия внеклеточным анионом. Его концентрация во внеклеточной жидкости и плазме составляет 103-110 ммоль/л. Общее содержание хлора в организме около 30 ммоль/кг. Значительное количество хлора обнаружено только в клетках слизистой оболочки желудка. Именно он является резервом для синтеза соляной кислоты желудочного сока, соединяясь с ионами водорода, которые извлекаются из крови клетками слизистой оболочки и выводятся в просвет желудка.
Нормальное содержание кальция в плазме 2,1-2,6 ммоль/л. Из них 50% связаны с белками плазмы (особенно альбуминами), 10% входят в состав растворимых комплексов, 40% находятся в свободной ионизированной форме, которая с клинической точки зрения представляет наибольший интерес.
Физиологически активными являются только свободные ионы Са 2+ , поэтому регуляция обмена направлена на поддержание постоянства концентрации в плазме не общего кальция, а только его физиологически активной фракции.
Наибольшей функциональной активностью обладают ионы кальция, связанные с ионом фосфора. Кальций принимает активное участие в процессах возбуждения, синаптической передачи, мышечного сокращения, сердечной деятельности, участвует в окислительном фосфорилировании углеводов и жиров, в свертывании крови, влияет на проницаемость клеточных мембран, формирует структурную основу костного скелета. Значительная часть внутриклеточного кальция находится в эндоплазматической сети (Т-цистерны).
Главная роль в регуляции равновесия между кальцием плазмы и кальцием костей принадлежит гормону околощитовидных желез (паратирин).
При употреблении пищи, содержащей значительное количество кальция, большая его часть выделяется через кишечник в результате осаждения в основной кишечной среде в виде нерастворимых соединений.
Фосфор поступает в организм главным образом с молочными, мясными, рыбными и зернобобовыми продуктами. Его концентрация в сыворотке крови равна 0,81-1,45 ммоль/л. Суточная потребность в фосфоре составляет примерно 1,2 г, у беременных и кормящих женщин – до 1,6-1,8 г. Фосфор является анионом внутриклеточной жидкости, макроэргических соединений, коферментов тканевого дыхания и гликолиза. Нерастворимые фосфаты кальция составляют основную часть минерального компонента костей, придавая им прочность и твердость. Соли фосфорной кислоты и ее эфиров являются компонентами буферных систем поддержания кислотно-основного состояния тканей.
Железонеобходимо для транспорта кислорода и для окислительных реакций, так как оно входит в состав гемоглобина и цитохромов митохондрий. Его концентрация в крови в комплексе с транспортным белком трансферрином в норме равна 1,0-1,5 мг/л. Суточная потребность в железе для мужчин соответствует 10 мг, для женщин детородного возраста в связи с менструальными кровопотерями эта величина значительно больше и приближается к 18 мг. Для беременных и кормящих женщин в связи с потребностями детского организма этот параметр приближается соответственно к 33 и 38 мг. Железо содержится в мясе, печени, зернобобовых продуктах, гречневой и пшенной крупах. Недостаточность поступления железа в организм встречается часто. Так, у 10-30% женщин детородного возраста выявляется железодефицитная анемия.
Йод представляет собой единственный из известных микроэлементов, участвующих в построении молекул гормонов. Источниками йода являются морские растения и морская рыба, мясо и молочные продукты. Концентрация йода в плазме крови равна 10-15 мкг/л. Суточная потребность составляет 100-150 мкг, для беременных и кормящих женщин – 180-200 мкг. До 90% циркулирующего в крови органического йода приходится на долю тироксина и трийодтиронина. Недостаточное поступление в организм йода может быть причиной нарушения функций щитовидной железы.
Фторобеспечивает защиту зубов от кариеса. Суточная потребность во фторе равна 0,5-1,0 мг. Он поступает в организм с питьевой водой, рыбой, орехами, печенью, мясом, продуктами из овса. Предполагают, что он блокирует микроэлементы, необходимые для активации бактериальных ферментов. Фтор стимулирует кроветворение, реакции иммунитета, предупреждает развитие старческого остеопороза.
Магний – внутриклеточный катион (Mg 2+), содержащийся в организме в количестве 30 ммоль/кг массы тела. Концентрация магния в плазме крови равна 0,65-1,10 ммоль/л. Суточная потребность в нем – около 0,4 г. Магний является катализатором многих внутриклеточных процессов, особенно связанных с углеводным обменом. Он снижает возбудимость нервной системы и сократительную активность скелетных мышц, способствует расширению кровеносных сосудов, уменьшению частоты сокращений сердца и снижению артериального давления.
Активно участвуют в биохимических процессах, обеспечивающих жизнедеятельность нашего организма.
Особенно они важны для осуществления передачи электрохимического сигнала в мышечных волокнах и нервных тканях.
Служат катализатором для биохимических реакций в организме и строительным материалом для скелета . В организме они не синтезируются, и их запасы невелики. Поэтому минеральные вещества должны регулярно поступать в организм вместе с пищей .
Их можно разделить на две группы: макроэлементы и микроэлементы. Суточная потребность в макроэлементах достаточно велика. Она измеряется миллиграммами и даже граммами. К таким веществам относятся кальций, железо, фосфор, хлорид натрия, магний, калий.
Микроэлементов организму ежедневно требуется на порядки меньше. Это цинк, марганец, йод , фтор. Все минеральные вещества в организме существуют в виде солей.
Кальций входит в состав костной и хрящевой ткани, там содержится до 98 процентов его запаса. Он же отвечает за нормальную проводимость в нервной и мышечной тканях. Соли кальция есть овощах и крупах. Но лучше всего кальций усваивается из молочных продуктов и яиц.
Человеку требуется около 900 миллиграммов кальция в день.
Калий обеспечивает нормальное функционирование сердечно-сосудистой системы. Для нормальной деятельности сердечной мышцы очень важно правильное соотношение калия и кальция в организме. При дисбалансе или отсутствии одного из элементов сердечная деятельность может нарушиться.
Суточная потребность в калии составляет 4 грамма . Больше всего его в картофеле, кабачках, кураге, изюме и черной смородине.
Фосфор входит в состав клеток организма. Особенно много его в костной и нервной тканях. Кроме того, он входит в состав аденозинтрифосфорной кислоты, которая участвует в сокращении мышц и в состав. Кроме того, фосфор активно участвует в углеводном, жировом и белковом обмене.
В сутки человеку требуется около 900 мг фосфора. Больше всего фосфора содержится в сыре, твороге, молоке, мясе, печени, рыбе и яйцах. Фосфор из продуктов животного происхождения усваивается лучше, чем из растительных: фасоли, гороха или зерновых.
Натрий , который содержится в поваренной соли , участвует в транспортировке веществ в клетки, а также помогает клеткам сохранять форму. Участвует в регуляции водного обмена, возбуждает аппетит.
Суточная потребность в поваренной соли составляет 10-15 г , в жарком климате она увеличивается, так как много соли теряется вместе с потом.
Магний непосредственно участвует в процессах обмена кальция и фосфора. Он находится в тканях и костях организма.
Усваивается в основном из продуктов растительного происхождения: зерновых, бобовых и картофеля. В сутки человеку надо около 400 миллиграммов магния.
Железо входит в состав гемоглобина — вещества, при помощи которого эритроциты транспортируют кислород к клеткам организма.
Каждый день в организм должно поступать около 15 миллиграммов железа. Это вещество есть в яичном желтке, мясе и птице, крупах, овощах и фруктах. Больше всего его в печени и черносливе. Из мясной пищи человеческий организм может усвоить четверть содержащегося там железа, а из овощей и круп — не более десяти процентов.
Фтор — один из элементов, которые формируют зубную эмаль . Его недостаток может приводить к заболеваниям зубов.
В сутки организму надо 2-3 миллиграмма фтора. Он есть в черном и зеленом чае, грецких орехах и морепродуктах .
Йод входит в состав гормонов щитовидной железы.
Достаточная доза этого вещества — 200 микрограммов . Много йода в морепродуктах, водорослях. В незначительных количествах он есть в овощах, молоке и сырых яйцах.
Медь участвует в кроветворении вместе с железом и витамином С, в синтезе некоторых ферментов и пигментов кожи, глаз и волос.
В сутки организму нужно около 2,5 миллиграммов меди. В больших количествах она содержится в говяжьей печени, хлебе, цельном зерне , морепродуктах, орехах и картофеле.
Цинк участвует в образовании более чем 80 ферментов и гормонов, способствует работе мышц.
Суточная потребность в цинке — около 15 миллиграммов . Больше всего цинка в мясе, птице, сырах, крупах, морепродуктах и грецких орехах .
Марганец способствует усвоению некоторых витаминов и минеральных веществ, участвует в регуляции углеводного и жирового обмена. При его участии выделяется инсулин — гормон поджелудочной железы.
Суточная доза этого элемента — от 2 до 10 миллиграммов . Марганец есть в крупах, орехах, овощах, фруктах и бобовых. Немало марганца в чае, какао и кофе.
Всего насчитывается около 30 разных микро- и макроэлементов, без которых нормальная работа всех систем организма может нарушиться. Весь набор этих полезных веществ можно получить, если включить в ежедневный рацион продукты самых разных категорий. Но, как правило, это очень трудно, поскольку калорийность пищи в таком случае существенно возрастет. К тому же многие продукты — сезонные, и не всегда есть в свободном доступе.
Минеральные вещества представляют собой важные пищевые элементы, которые поступают в организм человека с продуктами питания. Они входят в состав веществ, которые составляют живую протоплазму клеток, где в качестве основного компонента выступает белок.
Значимость для жизнедеятельности
Минеральные вещества присутствуют в составе межтканевых и межклеточных жидкостей, придавая им определенные осмотические свойства. Есть они и в костях скелета, опорных тканях, где создают им особую прочность.
Минеральные вещества есть в составе эндокринных желез:
- йод содержится в щитовидной железе;
- цинк присутствует в половых железах.
Ионы фосфора, железа принимают участие в передаче нервных импульсов, которые обеспечивают свертываемость крови.
Важность для детей
Существенное значение имеют минеральные вещества для детей. Повышенная потребность растущего организма в таких элементах объясняется тем, что развитие связано с увеличением массы клеток, процессом минерализации скелета, что возможно только при систематическом поступлении их в детский организм.
Значение минеральных веществ очевидно, поэтому так важно, чтобы при питании детей использовались продукты, содержащие микро и макроэлементы.
Макроэлементы в продуктах присутствуют в существенных количествах: десятках и сотнях мг %. Среди них выделяют: кальций, фосфор, натрий, калий, магний.
Микроэлементы в пищевых продуктах содержатся в незначительных количествах: железо, медь, кобальт, цинк, фтор.
Значимость кальция
Этот химический элемент является постоянной составной частью крови. Именно это минеральное вещества в питании нужно для процессов деятельности и роста клеток, регуляции проницаемости их мембран, передачи нервных импульсов. Кальций необходим для контроля активности ферментов, мышечных сокращений.
Он выступает основным структурным элементом при формировании костей скелета. Потребность в кальции высока у детей, в организмах которых происходят костеобразовательные процессы, а также у беременных женщин, кормящих матерей.
В случае длительного недостатка кальция в пище появляются нарушения в костеобразовании, у детей развивается рахит, у взрослых появляется остеомаляция.
Недостаточное содержание минеральных веществ вызывает появление множества проблем не только физического, но и психологического плана.
Кальций считают сложно усвояемым элементом. Это зависит от его соотношения с иными компонентами пищи, например, с магнием, фосфором, жиром, белком.
Среди тех продуктов питания, в которых он присутствует в существенном количестве, выделяют: ржаной и пшеничный хлеб, овсяную, гречневую крупу.
При избытке в пище жира снижается всасывание кальция, так как образуется существенное количество его соединений с жирными кислотами.
В подобных ситуациях желчных кислот не хватает для превращения кальциевых мыл в растворимые комплексные соединения, в результате чего они не усваиваются, выделяются вместе с калом. Благоприятным считается соотношение жиров с кальцием из расчета: 10 мг на 1 г жира.
Негативно на этот процесс воздействует и избыточное количество магния в рационе питания. Соли этого щелочноземельного металла также нуждаются в желчных кислотах, поэтому снижается усвоение кальция. Щавелевая кислота, содержащаяся в шпинате, щавеле, какао, ревене, также негативно отражается на усвоении кальция организмом человека.
Максимальное количество этого важного элемента человек получает из молока и молочных продуктов. Также он содержится в фасоли, петрушке, зеленом луке. Отличным источником кальция является костная мука, которую вполне можно добавлять в мучные изделия и каши. Существенна потребность в кальции у больных, имеющих травмы костей. При недостатке его, человеческий организм восстанавливается гораздо дольше.
Значимость фосфора
К минеральным веществам относятся соединения, в составе которых есть этот неметалл. Именно фосфор - тот компонент, который входит в структуру важных органических веществ: нуклеиновых кислот, ферментов, он нужен для формирования АТФ. В организме человека большая часть этого элемента находится в костной ткани, а около десяти процентов его присутствует в мышечной ткани.
Суточная потребность в нем организма составляет 1200 мг. Увеличивается потребность в элементе в случае недостаточного поступления с пищей белка, а также при существенном повышении физических нагрузок.
В продуктах питания, имеющих растительное происхождение, фосфор содержится в а также разных производных ортофосфорной кислоты, например, в форме фитина. Это подтверждает важность и значимость содержания в воде фосфора в виде ионов.
Железо - важнейший микроэлемент
Продолжим разговор о том, почему так важны минеральные вещества. Соли железа требуются организму для биосинтеза веществ, полноценного дыхания, кроветворения. Железо принимает участие в окислительно-восстановительных и иммунобиологических реакциях. Оно есть в составе цитоплазмы, некоторых ферментов, клеточных ядер.
Переизбыток железа оказывает токсическое воздействие на селезенку, печень, головной мозг, приводит к воспалительным процессам в человеческом организме.
В случае алкогольной интоксикации происходит накапливание железа, результатом чего будет и меди.
Несмотря на то, что оно есть в различных продуктах питания, в легкоусвояемой форме железо присутствует только в печени, мясных продуктах, яичном желтке.
Предназначение цинка
Недостаток этого микроэлемента способствует снижению аппетита, появлению анемии, ослаблению остроты зрения, выпадению волос, появлению многочисленных аллергических болезней и дерматита. В итоге у человека развиваются длительные и частые простудные заболевания, а у мальчиков наблюдается торможение полового развития. Данный элемент содержится в сухих сливках, твердых сырах, кукурузе, луке, рисе, чернике, грибах. Только при достаточном содержании данного элемента в воде, пище, можно рассчитывать на полноценное физиологическое развитие подрастающего поколения.
Ультра микроэлементы: селен
Минеральные вещества в почве, пище, содержащей этот элемент, способствуют повышению иммунитета. При недостатке селена увеличивается количество воспалительных заболеваний, развивается атеросклероз, кардиопатия, появляются болезни ногтей и волос, развивается катаракта, тормозится развитие и рост, появляются проблемы с репродуктивной функцией. Данный элемент защищает организм от рака простаты, желудка, молочной железы, толстого кишечника.
К примеру, дефицит селена наблюдается в Ленинградской, Архангельской, Ярославской, Ивановской, Костромской областях, Карелии.
Медь
Недостаток содержания минеральных веществ в воде, пище, например, меди, приводит к ухудшению состояния соединительной ткани, нарушениям менструального цикла у женщин, аллергодерматозам, кардиопатиям.
При повышенном ее содержании в организме появляются хронические и острые воспалительные заболевания, развивается бронхиальная астма, появляются заболевания почек, печени, формируются злокачественные новообразования. При хронической интоксикации организма медью, у человека появляются функциональные расстройства нервной системы.
Дефицит йода
Если данное минеральное вещество в почве, воде, присутствует в недостаточном количестве, это способствует сбою работы щитовидной железы. Йод оказывает существенное влияние на нервную систему, отвечает за нормальность энергетического обмена, репродуктивное здоровье, воздействует на физическое и умственное развитие ребенка.
В организм йод поступает через пищеварительный тракт, а также с воздухом через легкие. В неорганической форме он с током крови попадает в щитовидную железу, захватывается активными белками, превращается в часть гормона-тироксина. За сутки в кровь поступает порядка 300 мг такого йодида. Недостаток его в воде, продуктах питания вызывает кретинизм, неврологические нарушения, умственную отсталость. При хроническом недостатке развивается эндемический зоб.
Такие проблемы характерны для жителей северных регионов, в рационе питания которых в недостаточном количестве присутствуют морские продукты.
Такие нарушения выявлены у 1,5 миллиардов жителей нашей планеты. В качестве универсального средства профилактики допускается применение йодированной поваренной соли в количестве 5-10 г в сутки. Например, для детей и подростков отличным вариантом профилактики дефицита йода доктора считают ежедневное употребление столовой ложки сухой ламинарии.
В продуктах растительного происхождения часть важных соединений удаляется вместе с отходами. Чистка овощей, тепловая обработка, приводит к потере 10-20 % минеральных веществ.
Организм человека- это биохимическая сложная лаборатория, где систематически осуществляются обменные процессы. Именно они обеспечивают нормальное функционирование живого организма, нужны для построения костных тканей, регулирования водно-солевого обмена, поддержания в клетках внутреннего давления. Без минеральных веществ невозможно функционирование пищеварительной, сердечно-сосудистой, нервной системы.
Важные факты
Определить минеральное вещество, которое больше всего необходимо организму человеку невозможно, так как при нехватке одного минерала, происходит полный сбой обмена веществ, появляются многочисленные болезни.
Без присутствия в достаточном количестве катионов железа, марганца, меди, марганца, никеля, кальция, не работают гормоны, ферменты, витамины. Это приводит к нарушению полноценного обмена веществ, снижению иммунитета.
Причины дисбаланса
Длительный недостаток или избыток минеральных веществ - серьезная опасность для человека. Основные причины подобных нарушений:
- Однообразие питания, использование в рационе отдельных продуктов, в которых в незначительном количестве есть минеральные компоненты.
- Специфика минерального состава продуктов, связанная с химическим содержимым воды, почвы в некоторых географических районов. Избыток либо недостаток минеральных солей приводит к появлению конкретных болезней.
- Несбалансированность питания, недостаточное содержание в пище жиров, углеводов, белков, витаминов снижает усвоение кальция, магния, фосфора.
- Нарушение кулинарной обработки пищевых продуктов.
- Неправильное размораживание рыбы и мяса сопровождаются полной потерей минеральных веществ.
- Длительное вываривание овощей приводит к тому, что почти 30 процентов минеральных солей превращается в отвар.
Заключение
Не только вода, но и почва является кладовой минеральных веществ. Значительное количество разнообразных солей встречается в земных недрах. В результате естественной коррозии они попадают в воду в виде катионов и анионов. Именно вода играет важную роль в организации основных процессов внутри живого организма. При недостаточном содержании в ней основных микро, макроэлементов, она перестает в полной мере выполнять свои основные функции, что негативно отражается на здоровье индивида.
