Главные минеральные элементы. Минеральные вещества щелочного действия (катионы). Функции кальция и его свойства

Классификационная схема составлена применительно к особенностям гигиены питания.

Изучение минерального состава пищевых продуктов показало, что одни из них характеризуются преобладанием в своем составе минеральных элементов, обусловливающих в организме электроположительные свойства (катионы), другие - преимущественно электроотрицательные (анионы).

В связи с этим пищевые продукты, богатые катионами, могут характеризоваться щелочной ориентацией, а пищевые продукты, богатые анионами, - кислотной ориентацией.

Учитывая важность поддержания в организме кислотно-щелочного равновесия и возможное влияние на него кислотных и щелочных веществ пищи, представляется целесообразным разделить минеральные элементы пищевых продуктов на вещества щелочного и кислотного действия.

В самостоятельную группу биомикроэлементов целесообразно выделить минеральные элементы, встречающиеся в пищевых продуктах в небольших количествах, проявляющих в организме высокую биологическую активность.

Таким образом, условно можно руководствоваться ориентировочной классификацией минеральных элементов, представленной в таблице.

Классификация минеральных элементов

Минеральные элементы щелочного действия (катионы)

К минеральным элементам щелочного действия относятся кальций, магний, натрий и калий. Этими элементами богаты молоко и молочные продукты, овощи, фрукты, картофель, которые могут рассматриваться как продукты щелочной ориентации.

Кальций

Биологическая роль кальция весьма. Основное его физиологическое значение- пластическое. Кальций является основным структурным компонентом в формировании опорных тканей и оссификации костей. В костях скелета сосредоточено 99 % общего его количества в организме.

Кальций является постоянной составной частью крови. Он участвует в процессе свертывания крови. Действие тромбокиназы в превращении протромбина в тромбин проявляется только в присутствии ионов кальция. Кальций входит в состав клеточных структур; он присутствует в составе ядра и клеточных соков, играя важную роль в функции клетки.

Кальций относится к трудноусвояемым веществам. Усвояемость кальция зависит в значительной степени от сопутствующих ему веществ в составе пищи. На усвояемость кальция оказывает отрицательное влияние избыток фосфора и магния. В этих случаях ограничивается образование усвояемых форм кальция, а образующиеся неусвояемые формы выводятся из организма. Оптимальное усвоение кальция происходит при отношении Ca: P как 1: 1,5 и отношении Ca: Mg как 1: 0,7. На усвояемость кальция оказывает влияние и калий, избыток которого ухудшает его всасывание.

Некоторые кислоты (инозитфосфорная, щавелевая) образуют с кальцием прочные нерастворимые соединения, которые не усваиваются организмом. Поэтому кальций хлеба, крупы и других злаковых продуктов, содержащих значительное количество ино- зитфосфорной кислоты, плохо усваивается. В равной мере не усваивается кальций щавеля и шпината. Отрицательное влияние на усвояемость кальция оказывает избыток или недостаток жира в суточном пищевом рационе.

Лучшим источником кальция в питании человека являются молоко и молочные продукты. Пол-литра молока или 100 г сыра обеспечивают удовлетворение суточной потребности в кальции. Потребность взрослого чело- века в кальции составляет 300 мг на 1000 ккал или 800 мг в сутки. Дети и кормящие матери нуждаются в повышенном обеспечении кальцием - 1,5-2 г в сутки.

Физиологическое значение минеральных элементов определяется их участием:

в образовании струк­тур и осуществлении функции ферментных систем;

в пластических процессах в орга­низме;

в построении тканей организма, особенно костной ткани;

в поддержании кислотно-основного состояния и нормального солевого состава крови;

в нор­мализации водно-солевого обмена.

Минеральные элементы щелочного характера (катио­ны).

Кальций является наиболее распространенным минеральным элементом, который содержится в организ­ме человека в количестве 1500 г. Около 99% кальция находится в костях, участвует в процессах свертывания крови и стимулирует сократи­тельную способность сердечной мышцы.

Источниками кальция являются молоко и молочные продукты: 0,5 л молока или 100 г сыра обеспечивают су­точную потребность взрослого человека в кальции (800 мг). Для беременных и кормящих матерей - 1500 мг в сутки. Дети должны по­лучать 1100-1200 мг кальция в сутки в зависимости от возраста.

Магний играет существенную роль в углеводном и фосфорном обмене, обладает антиспастическими и со­судорасширяющими свойствами.

Основными источниками магния являются злаковые: крупы, горох, фасоль. Продукты животного происхожде­ния содержат очень мало магния.

Потребность взрослого человека в магнии - 400 мг в сутки. Детей - 250-350 мг в сутки в зависимости от возраста.

Натрий участвует в процессах внеклеточного и межтканевого обмена, в поддержании кислотно-основ­ного равновесия и осмотического давления. Натрий в основном поступает в организм с поваренной солью. Потребление натрия составляет 4-6 г в сутки, что соответствует 10-15г хлорида натрия. Потребность в натрии повышается при тяжелом физическом труде, обильном потоотделении, рвотах и поносе.

Калий. Значение калия заключается прежде всего в его способности уси­ливать выведение жидкости из организма. Высо­ким содержанием калия отличаются сухие фрукты – курага, урюк, сушеная вишня, чернослив, изюм. Значительное количество калия содержится в картофеле. Суточная потреб­ность взрослых людей в калии составляет 3-5 г.

Минеральные элементы кислотного характера (анио­ны) - фосфор, хлор, сера.

Фосфор , так же как и кальций, участвует в образо­вании костной ткани, имеют значение в функции нервной системы и мозговой ткани, мышц и печени. Соотношение кальция и фосфора в пище не должно превышать 1: 1,5.

Наибольшее количество фосфора находится в молоч­ных продуктах, яйцах, рыбе. Содержание фосфора в сыре - до 600, яичном желтке - 470, фасоли - 504 мг в 100 г продукта.

Потребность взрослого человека в фосфоре - 1200 мг в сутки.

Хлор поступает в организм в основном с хлористым натрием. Принимает участие в регуляции осмотического давления, нормализации водного обмена, а также в об­разовании соляной кислоты железами желудка

Содержится хлор преимущественно в продуктах жи­вотного происхождения: в яйце - 196, моло­ке - 106, сыре - 880 мг в 100 г продукта.

Потребность в хлоре составляет 4-6 г в сутки.

Сера входит в состав некоторых аминокислот - метионина, цистина, цистеина, витами­нов - тиамина и биотина, а также в состав фермента инсулина.

Источниками серы служат преимущественно продукты животного происхождения: в сыре содержится 263, рыбе-175, мясе-230, яйцах-195 мг в 100 г про­дукта.

Потребность взрослых людей в сере ориентировочно определена в количестве 1 г/сут.

Биомикроэлементы представлены в пищевых про­дуктах в небольших количествах, но характе­ризуются выраженными биологическими свойствами. К ним относятся железо, медь, кобальт, йод, фтор, цинк, стронций и т. д.

Железо играет важную роль в кроветворении, нормализации состава крови. Около 60% железа в организме, сосредото­чено в гемохромогене - основной части гемоглобина. Наибольшее количество железа находится в печени, почках, икре, мясных продуктах, яйцах, орехах.

Потребность взрослого человека в железе составляет 10 мг/сут для мужчин и 18 мг/сут для женщин.

Медь является вторым (после железа) кроветвор­ным биомикроэлементом. Медь способствует переносу железа в костный мозг.

Содержится медь в печени, рыбе, яичном желтке и зеленых овощах. Суточная потребность - около 2,0 мг.

Кобальт является третьим биомикроэлементом, участвующим в кроветворении, он активирует процессы образования эритроцитов и гемоглобина, является исходным материалом для образования в организме витаминаB 12 .

Кобальт содержится в печени, свекле, землянике, в крупе овсяной. Потребность в ко­бальте 100-200 мкг/сут.

Марганец активирует процессы костеобразования, кроветворения, способствует обмену жиров, обладает липотропными свойствами, влияет на функцию эндокрин­ных желез.

Основные источники его - растительные продукты, особенно листовые овощи, свекла, черника, ук­роп, орехи, бобовые, чай.

Потребность в марганце составляет около 5 мг в сутки.

Биомикроэлементами, являются йод, фтор, они связаны с эндемическими заболеваниями.

Йод участвует в образовании гормона щитовидной железы - тироксина. Он распространен в природе неравномерно. В районах с низким природ­ным содержанием йода в местных продуктах возникает эндемический зоб. Это за­болевание характеризуется увеличением щитовидной же­лезы, нарушением ее функции.

Профилактика эндемического зоба включает специфи­ческие и общие мероприятия. К специфическим меро­приятиям относится продажа насе­лению йодированной соли с целью обеспечить ежедневное поступление в организм человека около 200 мкг йода.

Фтор играет существенную роль в процессах раз­вития зубов, формирования дентина и зубной эмали, а также костеобразования. Следует заметить, что основным источником фтора для человека являются не пищевые продукты, а питьевая вода.

ВИТАМИНЫ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ПИТАНИИ

Витамины представляют собой низкомолекулярные органические соединения, различные по своей химиче­ской структуре. В организме витамины не синтезируются или синтезируются в малых количествах, поэтому должны поступать с пищей. Они принимают участие в обмене веществ, оказывают большое влияние на состояние здоровья, адаптационные способности, трудоспособность. Длительное отсутствие в пище того или иного витамина вызывает авитаминоз (гиповитаминоз). Для всех гиповитаминозов характерны общие признаки, которые проявляются слабостью, повышенной утомляемостью, сниженной тру­доспособностью, подверженностью различным простуд­ным заболеваниям. Повышенное поступление витаминов в организм человека приводит кгипервитаминозам (на­пример, гипервитаминозы витаминовAиDу детей).

В основу современной классификации вита­минов положен принцип растворимости их в воде и жире.

>>> Микроэлементы - минеральные элементы

Для того чтобы существовал человеческий организм и чтобы в нем проходили все основные процессы, в составе тканей обязательно нужно присутствие минеральных элементов. Все минеральные элементы, которые есть в организме, делятся на микроэлементы и макроэлементы. Хотя содержание и тех и других в организме исчисляется долями процентов, но макроэлементов все же на порядок больше.

Основная часть минеральных элементов попадает в наше тело с едой. Общее количество макроэлементов, которые Вы должны съесть за день – двести миллиграммов. Такие макроэлементы, как сера и фосфор являются биогенными элементами. Все ткани человеческого организма состоят из этих макронутриентов, плюс водород, углерод и кислород. Еще к разряду макроэлементов относят кальций , магний, хлор, калий и натрий.

В организме каждого из нас присутствует постоянное количество каждого минерального элемента. Но иногда, например, во время болезни, беременности или длительного голода, количество макроэлементов снижается. Если нехватка какого-либо макроэлемента длится долгое время, это может вызвать развитие различных заболеваний.

Наибольшее количество макроэлементов находится в костях, мускулатуре, связках и крови . Но не менее важная функция макроэлементов – это поддержание кислотно-щелочного баланса. Кислотно-щелочной баланс в тканях нужен для физиологичного течения всех процессов обмена.

Кальций . Из всех минеральных элементов кальция в нашем теле больше всего. В здоровом теле взрослого человека кальция должно быть один килограмм двести граммов. Причем подавляющее количество его содержится в скелете. Возможно, это Вас удивит, но у взрослого человека скелет полностью обновляется за десять лет. А у малыша всего за два года. При этом совершается круговорот кальция в организме. Но если вдруг с едой Вы будете получать кальция меньше, чем нужно Вашему организму, в кости станет откладываться кальция меньше, чем его будет изыматься в процессе обновления. Так развивается остеопороз . Кости являются депо кальция и фосфора, откуда эти элементы организм всегда может извлечь в случае крайней необходимости. Такие продукты питания, как белый сахар, животные жиры, сыр, мясо и выпечка увеличивают потребность организма в кальции, так как содержащиеся в них кислоты уничтожают кальций. Организму нужно в сутки до восьмисот миллиграммов кальция. Для лучшего усвоения кальция необходимо употреблять его с белковой едой или с лимонным соком.

Натрий присутствует во многих тканях, потому что он необходим для большого числа различных реакций. Натрий нормализует количество жидкости в организме, регулирует артериальное давление , поддерживает кислотность крови на одном уровне. Натрий необходим для нормальной работы мускулатуры и периферической нервной системы. Натрий нужен и для работы сердца. Еще натрий отвечает за выработку желудочного сока.

Магний . Каждому из нас нужно двадцать пять граммов магния, содержащегося в тканях организма. Основное количество магния содержится в головном мозге, надпочечниках, мускулатуре, а также в крови. Магний улучшает работу кишечной мускулатуры, а также активизирует движение желчи. У людей, хронически недополучающих магний, проблемы с почками. Они рискуют заполучить инфаркт миокарда , мускулатура их перестает быть эластичной. Нехватка магния тяжело сказывается на работе нервной системы. Человек плохо спит, его мучают кошмары.

Фосфор . Депо фосфора в организме – это скелет. В нем содержится до девятисот граммов фосфора. Фосфор необходим для работы центральной нервной системы. Он участвует в метаболизме липидов и протеинов, а также во внутриклеточном обмене. Обмен фосфора невозможен без присутствия кальция. А обмен кальция невозможен без фосфора.

Микроэлементы . Микроэлементов в организме присутствует мизерное количество. Но без них невозможны многие реакции. В теле человека обнаружено семьдесят шесть микроэлементов, но ученые подозревают, что это далеко не все.

Для удовлетворения потребности организма в макроэлементах и микроэлементах можно употреблять лекарственные растения, можно употреблять продукты пчеловодства, чрезвычайно богатые этими веществами. А можно принимать БАД (биологически активные добавки), которые зачастую включают в себя и растения и продукты пчеловодства.

Это Кальций . Он относится к группе макроэлементов, так как содержится в организме в большом количестве - около 1 кг. Из них 99% находится в костной ткани, а оставшийся 1% - в крови. Причем, концентрация Кальция в крови постоянна, а кости служат в качестве депо, из которого он при необходимости поступает в кровь.

Функции

Для чего же он нужен?

• Еще раз повторимся - он входит в состав костей, придавая им твердость, и просто необходим для нормального формирования скелета;
• влияет на работу мышц, регулирующих не только движения тела, но и тонус сосудов, сердечную мышцу и др.;
• участвует в создании и передаче нервных импульсов;
• в кислотно-щелочном равновесии играет роль щелочи, нейтрализуя повышенную кислотность;
• необходим для нормальной свертываемости крови;
• повышает активность работы некоторых ферментов;
• способствует выведению с водой вредных веществ (например, солей тяжелых металлов);

А также он повышает защитные силы организма, обладает противовоспалительным, противоаллергическим и антистрессовым действием.

Суточная потребность

Для выполнения этих функций необходимо достаточное количество кальция в теле, в противном случае он будет извлекаться из костей. Поэтому была вычислена величина суточной потребности в этом элементе, которая меняется с возрастом. У детей она возрастает от 200 мг при рождении до 1000 мг к 8 годам. Максимальная потребность в нем у детей и подростков в возрасте от 9 до 18 лет - 1300 мг. У взрослых она составляет 1000 мг в сутки, а после 50 лет вновь повышается до 1200 мг.

В некоторых случаях эта цифра несколько возрастает - например, при активной физической работе с обильным потоотделением, при лечении некоторыми гормональными препаратами и при постоянном контакте с фтором и фосфатами.

Дефицит

Если же кальций не поступает в необходимом количестве либо вследствие несбалансированного питания или заболеваний пищеварительной системы плохо усваивается, то возникает его недостаток.

Как уже было сказано, вначале его дефицит в крови (гипокальциемия) компенсируется за счет поступления из костей. В результате развивается остеопороз (т.е. разрежение костной ткани), и они становятся более хрупкими. Появляются онемение и пониженная чувствительность пальцев, судороги, а также общая слабость, снижение аппетита и ухудшение работы сердца.

Избыток

Но порой возможно и развитие гиперкальциемии, т.е. избытка кальция. Это бывает при употреблении пищи и воды с большим содержанием кальция или витамина D , а также при злоупотреблении лекарственными препаратами или БАДами с одним из них или обоими в составе.

В результате также наблюдается общая слабость, судороги, нарушается работа пищеварительной системы (снижается аппетит, возможны тошнота, рвота, запоры), сердца (возможны нарушения ритма, инфаркт, инсульт). Кальций откладывается в мягких тканях и органах (почках, сосудах, мышцах).

Источники

Кальций присутствует во многих продуктах растительного и животного происхождения. Так, богаты им рыба и морепродукты, молочные и кисломолочные продукты, орехи и зеленые листовые овощи. Более подробную информацию можно получить из таблицы.

Но получить кальций мало, его необходимо еще и усвоить . А это не так легко, потому что во многих продуктах он находится в форме фосфатов, оксалатов, карбонатов и других труднорастворимых солей.

Поэтому следует знать, какие факторы:

1. способствуют его усвоению - достаточное количество белков и витамина D, лактоза, лимонная кислота ;
2. и препятствуют этому - избыток жиров , особенно животных, щавелевой и фитиновой кислот , кофеин, алкоголь и стресс.

Также имеет значение правильное соотношение между кальцием и магнием (1: 0,6) и кальцием и фосфором (1: 1,5).

Но в целом, при разнообразном и сбалансированном питании все эти факторы обычно уравновешиваются, и усвоение описываемого элемента организмом вполне достаточно.

Учение о составе и функциональном использовании минеральных веществ в живых организмах и растениях получило бурное развитие в ХХ веке. Минеральные вещества – это элементы единой биосферы Земли, которые находятся в постоянном кругообороте веществ, обусловленном деятельностью живых организмов и растений. Их доля очень мала, но они принимают участие во всех биохимических процессах и чрезвычайно необходимы живым организмам.

Минеральные элементы в овощах и фруктах непосредственно влияют на формирование минерального состава и предопределяют обмен веществ в организме человека. Помимо четырех главных минеральных элементов живого организма – водорода Н, углерода С, азота N и кислорода О, еще около 30 минеральных элементов из периодической таблицы Д.И.Менделеева считаются жизненно необходимыми или благоприятными для человека: как для формирования его организма в качестве “строительного материала”, так и для обеспечения всех жизненных процессов в организме.

Минеральные элементы в организме человека условно делятся на макро- и микроэлементы.
К макроэлементам, содержимое которых определяется десятками и сотнями миллиграммов на 100г живой ткани, принадлежат кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор и сера.
Микроэлементы содержатся в живом организме в очень малых количествах, иногда в тысячных долях миллиграмма. К ним относятся бор, фтор, алюминий, кремний, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк, германий, селен, бром, молибден, серебро, йод и некоторые другие.

Влияние микроэлементов на организм человека

Нормальное функционирование нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и других систем организма человека невозможно без достаточного количества минеральных элементов. В частности, кальций, фосфор, кремний, фтор, бор, марганец принимают участие в создании костей и зубов; калий, магний и селен нормализуют работу нервной системы; натрий вместе с калием регулируют водный обмен; железо германий, медь, цинк, хром, никель и йод принимают участие в кровообразовании, функционировании крови и в процессах дыхания, а также обеспечивают нормальную работу щитовидной железы и имеют важное значение для иммунной системы организма; сера, молибден и кобальт входят в состав отдельных ферментов, аминокислот и витаминов; кремний обеспечивает эластичность и прочность соединительных тканей и “пружинных” систем нашего тела; серебро прибавляет организму свежести и бодрости.

В здоровом организме человека поддерживается неизменное содержимое минеральных элементов, как в общем, так и относительно отдельных составляющих. Они поступают в него постоянно с ежедневным приемом пищи и после соответствующего использования определенной их части выделяются из организма (15-25г в сутки).

Функции минеральных элементов в организме человека чрезвычайно разнообразны и важны. Каждый элемент должен содержаться в нем в определенном и достаточном количестве (своя норма для каждого конкретного человека), но в то же время не превышать допустимых значений.
Однако, важными являются не только наличие и специфическое действие каждого микроэлемента, но и их взаимодействие и взаимовлияние.

Человеческий организм усваивает пищу настолько хорошо, полно и эффективно, насколько она обеспечена макро- микроэлементами в необходимых количествах и пропорциях.

Минеральные элементы человек получает большей частью с растительной и животной пищей, и лишь незначительную часть (до 1-5%) с питьевой минеральной водой, кухонной солью и в виде специальных неорганических препаратов.

Наиболее важные минеральные элементы для организма человека и их основные поставщики из продуктов питания приведены в таблице.

Как видно из таблицы, основные минеральные элементы содержатся практически во всех продуктах питания. Отличие заключается только в количественном содержимом отдельных элементов и их соединений в тех или иных продуктах питания.
Именно поэтому одной из главных задач человека, который стремится быть здоровым, является выбор наилучшей комбинации разных продуктов из общего ассортимента и правильное их приготовление.

Недостаток или избыток минеральных элементов

Минеральные элементы, как и витамины, могут до определенной степени накапливаться в организме человека “про запас” и сохраняться в нем продолжительное время.
Однако, недостаток отдельных минеральных элементов, а также их излишек может вызвать составные и количественные изменения разных жизненно необходимых компонентов в отдельных системах организма человека – гормонов, витаминов и т.п. Вследствие таких изменений возможны ситуации, когда при дефиците какого-то элемента не будет усваиваться другой элемент или не будет образовываться тот или иной витамин, гормон, фермент.
А продолжительный недостаток или избыток определенного элемента в окружающей среде (почве, питьевой воде, атмосферных осадках) в том или другом регионе может вызвать его хронический недостаток или избыток и в результате привести к массовым заболеваниям людей или животных. Излишек фтора может вызвать флюороз, а его недостаток – кариес, недостаток йода – эндемический зоб и т.д.

Поэтому необходимо включение в рацион питания разнообразных продуктов, значительная часть которых изготовлена и выращена в регионах, отдаленных от мест потребления.
Это очень важный положительный фактор, благодаря которому устраняются возможные причины влияния на людей неблагоприятных геохимических особенностей местности.
Поэтому в последнее время ученые считают, что только два минеральных элемента можно назвать потенциально возможными факторами эндемических заболеваний – йод и фтор, которые поступают в организм человека большей частью с питьевой водой в конкретном регионе проживания.

Содержание минеральных элементов в отдельных овощах, фруктах и продуктах животного происхождения существенным образом отличается. Поэтому, с целью полного обеспечения человеческого организма всеми минеральными элементами, важно использовать разнообразные продукты питания. Чем больше их ассортимент, тем лучше будет обеспечен организм минеральными элементами в необходимом составе и количестве.

Включать в рацион питания (в разумных пределах) различные продукты питания растительного происхождения, произведенные в других геохимических регионах.

Необходимо ввести в рацион употребление естественной слабоминерализованной воды, полученной из сертифицированных бюветных источников.

Целесообразно также дополнительное специальное употребление продуктов с рекомендуемым для данной конкретной местности повышенным содержимым тех или других дефицитных минеральных элементов, например, употребление йодированной соли, применение фторсодержащих препаратов (типа зубной пасты) и т.п.

Только при соблюдении всех этих правил и рекомендаций можно поддерживать здоровым свой организм продолжительное время.