ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЛЮДИНИ МІКРО- ТА МАКРОЕЛЕМЕНТАМИ
Мікроелементи — велика група мінеральних речовин, які мають високу біологічну активність та містяться в продуктах харчування, питній воді і, відповідно, в тканинах людини в дуже малих кількостях (менше 0,01 г/кг). Їх коло значне. Найбільш вивчені в фізіологічному плані залізо, мідь, марганець, цинк, йод, фтор та деякі інші. На даний час є всі підстави вважати, що мікроелементи є життєво важливими харчовими речовинами. Вони беруть участь майже в усіх біологічних процесах, що відбуваються в тканинах організму, і мають досить специфічну дію.
Це особливо проявляється в місцевостях з незвичайним (недостатнім або надлишковим) рівнем тих або інших мікроелементів в довкіллі (грунті, воді, рослинах), що призводить до збідніння ними продуктів харчування і навіть до виникнення ендемічних (характерних для даної місцевості) захворювань людини. Є цілі регіони, де є підвищена захворюваність населення зобом внаслідок недостатності в їжі йоду, ендемічним карієсом — внаслідок дефіциту фтору або флюорозом — внаслідок його надлишку. Є місцевості з природньою недостатністю міді, кобальту і деяких інших мікроелементів, що в недавньому минулому було причиною виникнення хвороб свійських тварин і рослин, що вирощуються. Внесення в грунт відповідних мікроелементних добрив знімає дефіцит мікроелементів в сільськогосподарській продукції. В харчуванні людини такий дефіцит усувається також шляхом збагачення поживними речовинами — мікроелементами — харчового раціону або питнної води. Істотною допомогою є включення в харчування продуктів, в яких ті або інші мікроелементи вибірково акумульовані в силу метаболічних особливостей рослинного або тваринного організму.
Організм дуже економно використовує цей мікроелемент в процесі кровотворення: залізо, яке вивільняється при руйнуванні відпрацьованих еритроцитів, повторно використовуються на ті ж цілі. Окрім того, майже 20% заліза організму депонується на випадок підвищеної потреби в ньому. Разом з тим при настільки, здавалося б, надійній, передбаченій самою природою системі попередження недостатності заліза, залізодефіцитні анемії далеко не рідкість в багатьох країнах, що розвиваються.
Причиною тому — переважання в харчуванні рослинної їжі з незначним вмістом заліза, що в ряді місць ускладнюється зниженим його вмістом в грунтах і поширеністю шлунково-кишкових захворювань, що перешкоджають засвоєнню заліза з їжі. Відсутність подібної ситуації в нашій країні не означає, що сама проблема не існує. Вразливим контингентом є жінки внаслідок регулярних втрат крові при менструаціях, підвищеної витрати цього елемента в період вагітності і годування дитини грудьми. Зазнають нестачі заліза і діти, особливо в перші місяці і роки життя з піком дефіциту з 12-го по 20-й місяць. Несприятливий вплив обставин для кровотворення у дітей складається через те, що після народження бідні запаси заліза в організмі малюка (на час народження резервується всього лише 250-300 мг заліза) швидко виснажуються, а з жіночим молоком його надходить дуже мало. В 100 г жіночого молока є всього 0,7 мг заліза, з цієї кількості засвоюється тільки 0,02 мг. Щодобова ж потреба в ньому складає 0,5 мг. При штучному харчуванні настільки непроста ситуація погіршується тим, що залізо коров’ячого молока засвоюється ще в 2-3 рази гірше. Джерелами заліза є практично всі тваринні і рослинні продукти. Слід мати на увазі неоднакову засвоюваність заліза з продуктів харчування. В меншій мірі воно засвоюється з рослинної їжі (від 1 до 6 %), при цьому з зернових продуктів гірше, ніж з овочів і плодів. Найкраще засвоюється залізо м’яса і печінки (7-22 %). З продуктів тваринного походження при високому рівні вмісту найменше засвоюється залізо яєць. Добова потреба в залізі дорослої людини становить 10 мг для чоловіків і 18 мг для жінок.
Мідь. В нинішній час значення міді як життєво необхідного для організму тварин і людини мікроелементу сприймається як звичайне. Однак ще декілька десятиліть назад багато регіонів планети вважалися проклятими Богом через те, що на зовні прекрасних, соковитих пасовищах тварини доходили до крайнього ступеня виснаження і гинули. В більшій мірі при цьому страждали корови, надої від яких не варто було й очікувати, щось подібне відбувалося і з іншими тваринами. Пошуки причини в кінцевому результаті показали, що виною всьому низький вміст міді в довкіллі — грунті, траві тощо.
Нестача міді в продуктах харчування негативно відбивалася і на здоров’ї людей, особливо в прибережних районах морів, на територіях з бідними на мідь піщаними болотистими грунтами. З встановленням причини цього були вжиті компенсаційні заходи — використання відходів виробництва міді як добрив дозволили швидко зробити такі райони здоровими і багатими. Мідь міститься практично в усіх органах і тканинах людини: в печінці, мозку, серці, нирках, нагромаджується в м’язевій і кістковій тканинах.
Всмоктуючись переважно у верхніх відділах кишечника, мідь сприяє переносу заліза в кістковий мозок, перетворенню неорганічного заліза, що надходить з їжею і водою, в органічні зв’язані форми, що забезпечують кровотворення. Мідь бере активну участь в багатьох обмінних процесах, позитивно впливає на функцію залоз внутрішньої секреції. Важливою стороною її біологічної дії є участь в регуляції вуглеводного обміну. Добова потреба в міді для дорослих складає близько 2 мг. Різноманітне харчування як правило її забезпечує. Але дітям, особливо при малокрів’ї, в харчовий раціон необхідно включати продукти, найбільш багаті на цей елемент, — печінку, рибу, овочі, листяну зелень, чорну смородину, клюкву, абрикоси, агрус, груші, полуниці. Бідні на мідь молочні продукти. Мідь яєчних жовтків погано засвоюється з кишечника.
Цинк. Інтерес до цього важливого для людини мікроелементу значно зріс після встановлення причини синдрому карликовості із сповільненням статевого розвитку в осіб, що проживають в місцевостях з низьким вмістом цинку в грунті (переважно країни Близького Сходу). В нормі в організмі людини міститься від 1,5 до 3 г цинку, розподілений він в кістках, шкірі, м’язах, волоссі. Комітет експертів Всесвітньої організації охорони здоров’я вважає вміст цинку у волоссі об’єктивним показником рівня обміну речовин в організмі. Біологічна роль цинку значна. Він є важливою складовою ферменту, що виводить в процесі газообміну вуглекислоту з організму. Відмічено його значення для діяльності гіпофізу, статевих залоз, наднирників, участь в процесах кровотворення, загоєння ран. В складі інсуліну цинк бере участь в регуляції вуглеводного обміну. Позитивно діє цинк на окислення жирів з вивільненням енергії та нормалізацію їх обміну. Він попереджує ожиріння печінки, стимулює утворення незамінних амінокислот (компонентів білкової молекули), утворює комплекси з нуклеїновими кислотами. Збагачення цинком грунтів має вплив на вміст вітамінів (аскорбінова кислота, тіамін) в харчових продуктах через активацію їх синтезу рослинами. За останні роки встановлена участь цинку (разом з вітаміном А) у підтриманні нормальної гостроти зору, особливо нічного, в сприйнятті смаку (при нестачі відзначається втрата смакових відчуттів і апетиту, виникають смакові спотворення), а також в регуляції нюху. Можливими причинами дефіциту цинка в організмі може бути споживання як основного продукту харчування бездріжджового хліба з борошна тонкого помолу, інтенсивне потовиділення, зумовлене високою температурою навколишнього середовища, алкоголізм, хронічні захворювання кишечника з порушенням всмоктування. Легка ступінь недостатності цього мікроелементу може виникати при відносно низькому споживанні м’яса і інших тваринних продуктів. Хвороб від надлишкового надходження цинка не встановлено, можливі лише харчові отруєння від приготування або зберігання кислих страв або напоїв в оцинкованому посуді. Основні джерела цинку — м’ясо, риба, яйця, сири. Багаті цинком гриби, зернові, бобові, горіхи, однак з рослинних продуктів він погано всмоктується в кишечнику. Внесення дріжджів при випічці хлібобулочних виробів, а також попереднє замочування у воді бобових сприяє кращому засвоєнню цинка. Добова потреба людини в цинку складає 10-15 мг.
Йод. Уявлення про йод як про один з мікроелементів насамперед пов’язане з можливістю виникнення ендемічного (властивого тій чи іншій місцевості) зобу при його нестачі в зовнішньому середовищі, особливо в продуктах харчування (надлишок йоду в навколишньому природньому середовищі не відомий). Регіони, де відчувається дефіцит йоду, досить обширні. Джерелом йоду є вода та їжа, а в приморських районах і повітря. В організмі він знаходиться в усіх тканинах, але переважна його кількість сконцентрована в щитовидній залозі. Біологічна роль йоду полягає в забезпеченні нормального стану і функціонування щитовидної залози, яка продукує життєво необхідні йодвмісні гормони. Сполуки йоду здатні виконувати радіозахисну функцію, що було, наприклад, використано в рекомендаціях з радіаційної профілактики населення, що піддалося впливу радіонуклідів при аварії на Чорнобильській АЕС. Оптимальна норма споживання йоду складає 100-200 мкг на добу і повністю забезпечується при звичайному харчуванні в благополучних по йоду районах. Наявність йоду в питній воді становить всього лише 0,2-2,0 мкг, що характеризує воду як малозначиме джерело його надходження в організм. В добових наборах продуктів харчування, що використовуються в неблагополучних по йоду місцевостях, його в 5,7 і навіть в 10 разів менше, ніж в місцях з достатнім його вмістом в зовнішньому середовищі. При організації харчування в таких ситуаціях корисно також знати про те, що завжди є втрати йоду в харчових продуктах при їхньому тривалому зберіганні в несприятливих умовах і при тривалому термічному впливі (варіння до разварювання та ін.). Сумарні розміри цих втрат можуть наближатися до 100%. Звертає увагу відсутність чіткого паралелізму між ступенем недостатності йоду в навколишньому середовищі людини і інтенсивністю зобної ендемії. Фахівці вважають, що до числа сприяючих цьому обставин відноситься супутна неповноцінність харчування з цілого ряду показників. Серед них передусім відзначається нестача білку. Є думка, що причиною цьому є й розбалансованість рівня вмісту інших мікроелементів в продуктах харчування.
Основою профілактики ендемічного зобу є компенсація йодного дефіциту. Найбільш природнім та ефективним є включення в раціон морської риби та інших продуктів моря (морської капусти, креветок тощо), вміст йоду в яких в десятки разів вищий, ніж в місцевих продуктах харчування. Дуже ефективним є також введення в раціон йодистого калію. Звичайно з цією метою йодують кухонну сіль з розрахунку 25 г Kl на 1 т солі. Така сіль приносить в добовий раціон майже 0,2 мг (200 мкг) йоду. При цьому потрібно враховувати нестійкість йодного компоненту при зберіганні солі. В зв’язку з великою гігроскопічністю солі зберігання її повинно здійснюватися в сухих місцях з граничним строком до 6 місяців. По закінченні цього терміну сіль переходить в категорію звичайної, нейодованої.
Мінеральні елементи харчування
Мінеральні речовини в організмі людини не синтезуються і тому належать до незамінних компонентів харчування. Основними джерелами їхнього надходження в організм є харчові продукти, в меншій мірі — питна вода. В тканинах і рідині людського організму метаболічне навантаження виконують майже 60 елементів таблиці Менделєєва. Їхній вміст в цілому визначається хімічним складом місцевих продуктів харчування і питної води, що, в свою чергу, залежить від хімічного складу грунтів і поверхневих вод певних клімато-географічних ландшафтів. Надлишок або дефіцит мінеральних елементів може суттєво впливати на формування ростучого організму і стан здоров’я дорослих людей, що проживають в даній місцевості. Мінеральні елементи, що є в тканинах організму і продуктах харчування в значних кількостях (десятки і сотні міліграмів на 100 г продукту), прийнято називати макроелементами.
Це кальцій, фосфор, магній, калій, натрій, хлор, сірка. Мінеральні речовини, що є в продуктах харчування в дуже малих кількостях (одиничні міліграми або ще менше на 100 г продукту), називаються мікроелементами.
Біологічна активність як макро-, так і мікроелементів в організмі є високою і всебічною. Вони приймають участь в пластичних процесах, тобто в формуванні і побудові тканин організму, в процесах утворення тканинного білка, беруть участь в структурі і функціях більшості ферментних систем, входять до складу клітин, формують оптимальні сольові склади і кислотно-лужну рівновагу всіх рідини організму, включаючи плазму крові, мають вплив на захисні реакції організму, в значній мірі забезпечують його імунітет. Нормальна функція нервової, серцево-судинної, травної і інших систем неможлива без присутності мінеральних речовин. Сольовому голодуванню майже завжди супутні різні за напрямком і важкістю розлади в організмі. Дефіцит кальцію, хрому, натрію, наприклад, призводить до ослаблення функції травних залоз, недостатнє надходження заліза, кобальта, міді сповільнює кровотворення, недоотримання організмом натрію, кальцію, калію, фосфору, хлору, брому порушує роботу центральної нервової системи та ін..
Але важливо не забувати, що й надлишок мінеральних речовин може виявитися для організму шкідливим і сприяти виникненню різних захворювань. Надлишкове надходження фтору, наприклад, викликає флюороз, марганцю — розлади нервової системи, кальцію і фосфору — відкладання цих речовин в зв’язковому апараті, що може призвести до погіршення рухливості суглобів, та ін. Ось чому важливе збалансоване в якісному і кількісному відношеннях надходження в організм з їжею мінеральних елементів. Самостійне значення має підтримання в організмі кислотно-лужної рівноваги, що істотно залежить від характеру харчування: переважання в ньому кислотних (фосфор, сірка, хлор) або лужних (калій, натрій, магній та ін.) мінеральних речовин призводить до розвитку в організмі відповідно ацидозу або алкалозу, в рівній мірі несприятливих для нього з точки зору нормального стану. Тому корисно знати, що джерелами кислих мінеральних речовин є харчові продукти, що містять в значній кількості сірку, фосфор, хлор. Це передусім м’ясні, рибні продукти, яйця, хліб, крупа, макаронні вироби тощо. Харчові продукти, в яких міститься значна кількість кальцію, магнію, натрію або калію, є джерелами лужних елементів. Це здебільшого рослинні продукти — овочі, плоди, ягоди, бобові, а з тваринних — молоко і молочні продукти. Фактичні харчові раціони часто характеризуються домінуванням кислих речовин за рахунок м’ясних, рибних, хлібо-булочних та інших продуктів, що вкрай небажано. Їжа людини повинна бути різноманітною. Тільки різноманітне харчування забезпечує оптимальну збалансованість в організмі макро- і мікроелементів, що надходять
Макроелементи
Кальцій — один з найважливіших мінеральних елементів харчування. Бере участь в пластичних та обмінних процесах, в формуванні кісткової тканини (в ній зосереджено 99% його загальної кількості), входить до складу клітинних структур, він є обов’язковим компонентом системи підтримання кислотно-лужної рівноваги внутрішнього середовища організму та нормального функціонування багатьох життєво важливих систем. Він необхідний для забезпечення діяльності серця, входить до складу крові, бере участь в процесах її згортання, а також в стабілізації захисних механізмів, які підвищують стійкість організму до хвороб та дії несприятливих зовнішніх чинників.
Кальцій належить до речовин, що важко засвоюються. Окрім цього, в харчуванні людини можливі ситуації, які поглиблюють цю обставину. Значною мірою, наприклад, погіршує засвоюваність кальцію надлишок фосфору в їжі та організмі. В зв’язку з цим вчені рекомендують, щоб вміст фосфору в раціоні не перевищував аналогічний показник по кальцію не більше, ніж в 1,5-2 раза. Таким же чином впливає на засвоюваність кальцію високий рівень поступлення з їжею магнію. Оптимальне співвідношення цих елементів (Р:Mg) становить приблизно 1:0,5. Знижує засвоюваність кальцію надлишок калію, надлишок чи недостатність жиру в раціоні. Обмін кальцію характеризується тим, що при недостатньому його поступленні з їжею все одно продовжується його виведення з організму в попередніх обсягах за рахунок його запасів. Зниження його концентрації в крові небезпечне порушеннями функцій нервової системи аж до виникнення судом. При надлишку кальцію в організмі можливі відкладання його в різних органах та тканинах (кальциноз).
Найзначимішими та повноцінними джерелами кальцію є молоко та молочні продукти. Всього 100 мл пастеризованого молока приносять в раціон 128 мг кальцію. В жирному молочно-кислому сирі його міститься 150 мг%, в нежирному — 120. Тверді сири за вмістом кальцію переважають всі інші продукти харчування (1000 мг% та більше). Непогане джерело кальцію — багато рибних продуктів (особливо частикова риба). В хлібі, борошняних виробах та крупі кальцію дуже мало (20-30 мг%), мало його й в горосі (55 мг%), тому з цих продуктів він погано засвоюється. Мало кальція в курячих яйцях (55 мг%, в одному яйці — 20-22 мг, переважно в жовтці), овочах і фруктах. Серед овочів дещо виділяється салат (77 мг%) та капуста (48 мг%), але цей кальцій добре засвоюється. Дорослій людині необхідно 800 мг кальція на добу. Підвищеної його кількості потребують вагітні та матері, що годують грудьми (1500-2000 мг), діти шкільного віку та підлітки (1100-1400 мг).
Фосфор — життєво необхідний мінеральний елемент харчування, сполуки якого є всюдисущими в організмі компонентами та активно беруть участь в обмінних процесах. В тілі дорослої людини міститься 600-900 г фосфору (переважно в кістках у вигляді фосфату кальцію).
Органічні фосфати — справжні акумулятори енергії, забезпечують перебіг всіх життєвих процесів в організмі. Вони необхідні для скорочення м’язів, забезпечення біохімічних процесів в мозку, нормального функціонування нервової системи, м’язів, печінки та ін. органів. Велика пластична роль фосфору. Він бере участь в побудові молекул важливих ферментів, нуклеїнових кислот, є обов’язковим компонентом систем підтримання кислотно-лужної рівноваги в організмі.
Нестача фосфору в організмі найчастіше пов’язана з незбалансованістю харчування. Зокрема, цьому сприяє надлишок кальцію при дефіциті білків і вітаміну D. Проявляється це втратою апетиту, апатією, зниженням розумової і фізичної дієздатності, похуданням. Надмірне надходження фосфору в організм буває при тривалому переважанні в харчуванні м’ясних, рибних і зернових продуктів. Особливо небезпечним є надлишкове споживання цього елементу для дітей перших місяців життя при вигодовуванні їх коров’ячим молоком, де вміст фосфору в 5-7 раз вищий, ніж в жіночому, і співвідношення його з кальцієм не є оптимальним. Надлишок фосфору у дорослих порушує всмоктування кальцію з кишечника, гальмує утворення активної форми вітаміну D, зв’язує частину кальцію в крові, що призводить до його виведення з кісток і відкладання солей кальцію в нирках і кровоносних судинах.
Основними джерелами фосфору для людини є тваринні продукти — м’ясо, риба, яєчний жовток, молочнокислий сир, твердий сир, які добре засвоюються. З зернових і бобових сполуки фосфору засвоюються погано (фітини), бо в кишечнику людини відстуній фермент, що розщеплює їх. Вплив дріжджів, що містять фітазу, в процесі випічки хліба, а також замочування круп і бобових перед кулінарною обробкою покращують засвоєння фосфору. Добовою нормою фосфору для дорослої людини є 1-1,5 г. Потреба в ньому збільшується при фізичному навантаженні, вагітності (до 3 г), годуванні грудьми (до 3,8 г). Звичайний раціон харчування, за рідким виключенням, повністю забезпечує потреби організму в цьому елементі. Однак, компетентність в цьому питанні не є зайвою. Вміст його в продуктах, що найчастіше вживаються, такий: сир голландський — 544 мг на 100 г їстивної частини продукту, крупа гречана — 298, горох — 329, яйце куряче — 215, сир молочнокислий — 216, тріска — 208, хліб житній — 174, яловичина — 188, картопля — 58, капуста — 31, яблука — 11 мг.
Магній — один із життєво важливих мінеральних елементів харчування. В організмі дорослої людини його є близько 25 г (переважно в складі кісткової тканини). Фізіологічне значення магнію велике. Він потрібний для вивільнення енергії вуглеводів при їх окисленні в організмі, бере участь в нормалізації збудливості нервової системи, сприятливо діє на функціональний стан м’язів серця та його кровопостачання, має антиспастичну та судинорозширюючу дію (що використовується в лікувальній практиці), стимулює рухову функцію кишечника та жовчевиділення, сприяє виведенню холестерину з організма. До ознак, що характеризують нестачу цього елементу в організмі, належать емоційна нестійкість, дратівливість, схильність дітей до судомних станів.
Дослідники вважають, що нестача магнію є однією з причин високого рівня серцево-судинних захворювань в ряді регіонів з «м’якою» водою. При тривалій нестачі магнію в організмі спостерігається посилене відкладання солей кальцію в стінках артеріальних судин, серцевому м’язі і нирках. Надлишок в їжі жиру і кальцію гальмують засвоєння магнію. Оптимальне засвоєння його відбувається при співвідношенні кальцію і магнію, близькому до 1:0,5. Деякі географічні райони відрізняються підвищеним вмістом магнію в довкіллі і відповідно в місцевих продуктах харчування. В цих районах реєструється набагато нижча захворюваність злоякісними новоутворами, що стало поштовхом до вивчення ролі магнію в протипухлинному аспекті. В той же час надлишок солей магнію в крові супроводжується виникненням наркотичного стану (магнезійний наркоз), який може зніматися введенням солей кальцію.
Добова потреба в магнії для дорослої людини становить 400 (300-500) мг. В харчуванні людей похилого віку рекомендується збільшення кількості цього елементу, особливо при атеросклерозі, ішемічній хворобі серця та гіпертонії. Високим вмістом магнію вирізняються продукти рослинного походження. Щодо цього в першу чергу можна назвати пшеничні висівки — 438 мг на 100 г їстивної частини продукту, вівсяну крупу — 116, абрикоси, квасолю, чорнослив — 102-109. Дещо менше його в гречаній та перловій крупі, горосі, хлібі, кропі, салаті (51-100). В м’ясних та молочних продуктах, картоплі, яблуках магнію небагато. Як правило, звичайний раціон людини забезпечує добове надходження цього елементу разом з їжею в кількості не менше 200-400 мг, певна його кількість надходить також із питною водою. Тому при нормальному функціонуванні шлунково-кишкового тракту нестача магнію в організмі — досить рідке явище. На практиці частіше дефіцит магнію може бути в результаті тривалих проносів, а також при алкоголізмі.
Мікроелементи.
Марганець. Молібден. Селен. Хром. Кремній. Нікель. Фтор. Стронцій.
Марганець — мікроелемент, досить поширений в навколишньому середовищі — ґрунті, воді, харчових продуктах. В організмі дорослої людини він переважно накопичується в тканинах мозку, підшлунковій залозі, нирках, бере участь у формуванні та функціонуванні цих органів та відповідних систем. Засвоєння марганцю в кишечнику коливається від 37 до 63 % від його вмісту в їжі, причому високий вміст в ній кальцію та фосфору знижує всмоктування марганцю. В крові він зв’язується з особливим транспортним білком-глобуліном, в сполуці з яким і виявляє свою біологічну активність. Фізіологічне значення та біологічна роль марганцю досить значні. Він стимулює процеси росту, необхідний для підтримання функцій відтворення, утворення кісткової та нормального функціонування сполучної тканин. Встановлена участь марганцю в процесах кровотворення, при цьому ефективність його дії проявляється в комплексі з іншими кровотворними мікроелементами — міддю, кобальтом, залізом. Важливою стороною біологічної дії марганцю є попередження за його участі шкідливої для здоров’я тривалої затримки жиру в печінці і зниження вмісту цукру в крові. Недостатність марганцю в організмі може виявлятися похуданням, дерматитом, нудотою, блювотою. Фізіологічна потреба людини в марганці становить 5-10 мг на добу. Він міститься в багатьох продуктах тваринного і рослинного походження, найбільше його в злакових, бобових (0,5-5 мг на 100 г їстівної частини), в чаї і каві (1,3 мг в одній чашці).
Молібден. На даний час відомо 15 молібденовмісних ферментів, три з яких зустрічаються в тваринному організмі. Це альдегідоксидаза, ксантиноксидаза і сульфітоксидаза. Молібденовмісні ферменти утворені, як правило, декількома субодиницями, мають два атоми молібдена та додаткові простетичні групи (молібдоптерин, ФАД, Fe, гем, Se).
Генетичний дефект сульфітоксидази в людини характеризується вираженими аномаліями мозку, розумовою відсталістю, ектопією кришталика та підвищеним виділенням із сечею сульфітів, S-сульфоцистеїна і тіосульфата при помітно зниженому вмісті сульфатів. Молекулярна основа цієї патології невідома. Можна вважати, що вона настає в зв’язку з накопиченням токсичних кількостей сульфітів в одному із критичних органів, або ж через відсутність сульфата, необхідного для утворення сульфоліпідів, білків і дрібних молекул. Важкі патологічні порушення при цьому дефекті свідчать про незамінність модібдену для організму людини.
Селен. Явища специфічної недостатності селену включають некроз і фіброз підшлункової залози в курчат, облисіння, пошкодження стінок кровоносних судин, катаракту, затримку росту та порушення репродуктивної функції в щурів. Роль селена в патології людини була встановлена після опису селенодефіцитної кардіоміопатії в Китаї (хвороба Кешена), а також явищ недостатності селену при повному парентеральному харчуванні. Характеристика селенодефіцитних захворювань встановлюється лише в останні роки. Має інтерес також антибластична дія селену та його здатність протидіяти токсичному впливу важких металів. Рівень селену в хворих із злоякісними новоутворами набагато нижчий 1,63 мкмоль/кг порівняно з нормою (1,72 мкмоль/кг). За розрахунками, контингент людей з низьким вмістом цього мікроелемента має в 2 рази більший ризик захворіти раком, ніж люди з високим рівнем селену в організмі. Особливо сильні кореляційні зв’язки виявлені між низьким рівнем селена та раком шлунково-кишкового тракту та простати.
Хром. При нестачі хрому в тварин і людини можуть бути такі ознаки: зниження толерантності до глюкози, підвищена концентрація інсуліну в крові, глюкозурія, гіперглікемія натще, затримка росту, зменшення тривалості життя, підвищення концентрації тригліцеридів та холестерину в сироватці крові, збільшення числа атеросклеротичних бляшок в аорті, периферичні нейропатії, порушення вищої нервової діяльності, зниження здатності до запліднення та числа сперміїв.
Потреба людини в хромі коливається, за наявними даними, в межах 50-200 мкг на добу. В той же час в загальноприйнятій дієті міститься 33-125 мкг хрому, а для осіб похилого віку навіть 5-115 мкг. Особливо бідні на хром високоочищені продукти харчування, такі як цукор-рафінад (3,85 мкмоль/кг), пшеничне борошно тонкого помолу та спечений з нього хліб (2,7 мкмоль/кг). Якщо врахувати, що цукор, окрім цього, посилює втрати хрому з організму, то можна допустити, що в людській популяції є значні групи осіб, які зазнають нестачі цього елементу, насамперед особи похилого віку.
Кремній. Щоденна потреба організму в кремнії становить 20-30 мг кремнезему. З їжею та водою за добу потрапляє 3,5 мг, з повітрям — 15 мг. Організм людини засвоює за добу 9-14 мг кремнію, що відповідає його кількості добового виведення із сечею — 9 мг. Засвоєння кремнія з їжі, багатої на клітковину, майже в 2 рази вища, ніж з їжі, яка бідна на неї. Як свідчать балансові досліди на тваринах, майже весь кремній, що поступає з їжею, проходить транзитом через травний тракт та виводиться з калом, а та кількість, що всмокталась через травний тракт, виводиться з сечею.
Кремній насамперед необхідний для формування основної речовини кісток і хрящів, хоча може брати безпосередню участь в процесі мінералізації кісткової тканини. Фізіологічна роль кремнія при цьому зв’язана переважно з синтезом глікозаміногліканів та колагену. При репаративних процесах в кістковій тканині відмічено збільшення (часом в 50 разів) вмісту цього мікроелементу.
Нікель. Біологічна дія цього мікроелемента вияснена ще недостатньо, але наявна інформація свідчить про його важливість. Відмічена, зокрема, участь нікеля в стимулюванні процесів кровотворення, його висока здатність посилювати окисні процеси в тканинах. В організмі нікеля найбільше в печінці, підшлунковій залозі, гіпофізі, що свідчить про його активну участь в функціонуванні цих важливих органів. За літературними даними, надлишок нікеля в грунтах, а отже, і в складі їжі, є можливою причиною підвищеної захворюваності рогівки (кератити) у людей і тварин (овець). Остання обставина не раз використовувалася геологами в розвідувальних роботах як ознака знаходження на невеликих глибинах покладів нікелевих руд. Оптимальна норма споживання нікеля для людини не встановлена. В той же час відомо, що в умовах середньої смуги загрози надлишкового його споживання не існує. В зв’язку із високою біологічною активністю має інтерес інформація про харчові продукти, що містять його в найбільшій кількості. Це горох (659 мкг на 100 г продукту), крупа гречана — 536, вівсяна — 360, квасоля — 275, гриби сушені — 195, цибуля ріпчата сушена — 139 та ін. Багатий на нікель порошок какао (до 884 мкг).
Фтор. Уявлення про фтор, як про один з мікроелементів, найчастіше пов’язані із захворюваннями зубів, оскільки саме фтор бере активну участь в процесах їх розвитку, формування дентину та зубної емалі. Він має також важливе значеня в кісткоутворенні, має відношення до нормалізації фосфорно-кальцієвого обміну. В добовому раціоні людини, як правило, міститься близько 2,5 мг фтору, що й визнано нормою. При оптимальному вмісті його у воді (0,5-1,2 мг/л), водний шлях надходження фтору в організм визнаний основним й перевищує харчовий майже в 4 рази. При цьому потрібно мати на увазі, що води поверхневих джерел мають досить низьку концентрацію цього мікроелементу (0,3-0,4 мг/л), в артезіанських водах, які контактують з породами, що містять фтор, вони можуть сягати великих величини (до 20 мг/л і більше). Для організму в однаковій мірі несприятливі як надлишок, так і нестача надходження цього мікроелементу. При систематичному вживанні питної води з надлишком фтору у людини розвивається ендемічний флюороз. Для нього характерне ураження зубів (крапчастість емалі), при якому спочатку на зубах з’являються непрозорі крейдоподібні білі плями, які збільшуються, емаль забарвлюється в темно-жовтий або коричневий колір, легко руйнується. Такі зуби спотворюють прикус, відрізняються тендітністю і передчасно стираються. Наслідком споживання надлишку фтору може бути також зниження обміну фосфору і кальцію в кістковій тканині з появою у важких випадках кістяних відкладень на ребрах, трубчастих кістках, кістках тазу і окостенінням зв’язок і суглобів. Надлишок фтору негативно відбивається на всіх ланках обміну речовин: порушуються вуглеводний і білковий обмін, пригнічується тканинне дихання, посилюються процеси гальмування в центральній нервовій системі. Окрім ендемічного відомий промисловий флюороз серед робітників алюмінієвої і магнієвої промисловості і у виробництві хімічних добрив. З тими ж наслідками можливе нагромадження фтору в грунтах при використанні фосфорних добрив з підвищеним вмістом цього елементу. Профілактика флюорозу полягає передусім в обмеженні надходження фтору з водою в районах з його підвищеним вмістом. Дефіцит фтору в організмі зумовлює виникнення карієсу зубів — хронічного захворювання, розвитку якого сприяють також нераціональне харчування, несприятливі умови праці, побуту та інші фактори. В 100 г борошна міститься 0,25-0,7 мг фтору, що з врахуванням широкого споживання цих продуктів робить їх важливим джерелом фтору для організму. В овочах і листяній зелені фтору міститься від 0,01 до 0,4 мг%, в ягодах і плодах дещо менше. Багаті ним листя чаю (10-20 мг%), петрушка (0,6 мг%), салат, шпинат, капуста (0,8-1 мг%). Морська риба містить до 0,15, м’ясо — до 0,6 мг% цього елемента. Добова потреба людини у фторі становить 2-3 мг.
Стронцій належить до групи мікроелементів специфічного спектру дії. Разом з молібденом, фтором та іншими мікроелементами він визначає витривалість зубної тканини до розвитку карієса, але основна його роль — участь в процесах утворення кісткової тканини. Корисно знати, що між стронцієм і кальцієм існують конкурентні взаємовідносини: при вживанні їжі, багатою на кальцій (переважно це молочні продукти), стронція в організмі затримується менше і навпаки, раціон з низьким вмістом кальцію сприяє його нагромадженню. Особливу небезпеку має надходження з їжею радіоактивного ізотопу стронція, що має тривалий період піврозпаду і є джерелом постійного опромінення організму. Аварія на Чорнобильській АЕС поставила дану проблему в ряд дуже актуальних для населення багатьох регіонів. При значному надходженні в організм стронцій активно витісняє з тканин кальцій і цинк, що, як вважають, лежить в основі захворювання стронцієвим рахітом в районах з високим вмістом цього мікроелементу в грунтах і воді. Для даної форми хвороби характерним є порушення процесів кісткоутворення в період формування скелету. Зовні це виявляється низькорослістю, непропорційною тілобудовою з нормальним тулубом і дуже короткими кінцівками, особливо нижніми. У тварин це захворювання зумовлює ламкість кісток, а також специфічні зміни і розм’якшення довгих трубчастих кісток, що призводить до їх викривлення. При нормальному вмісті стронцію в грунті, і отже, в продуктах харчування, потреба в ньому повністю задовольняється за рахунок різноманітності раціону.
Загальна потреба у воді
В харчуванні, забезпеченні питних і культурно-побутових потреб людини вода має виняткове значення. В організмі вона — основне середовище, в якій протікає обмін речовин, а також субстрат ряду хімічних ферментативних реакцій; міститься в усіх рідинах і тканинах тіла, складаючи 65% його маси. У воді розчиняються необхідні для життєдіяльності організму органічні і мінеральні речовини. Тільки в водному середовищі відбуваються електролітичні дисоціації солей, кислот і лугів, можливі процеси перетравлювання їжі і перерозподілу поживних речовин в тканинах, а також виведення з організму шкідливих продуктів обміну.
Нестача води в організмі небезпечніша за голодування: без їжі людина може прожити більше місяця, без води — лише декілька днів. В той же час надлишок води призводить до перевантаження серцево-судинної системи, викликає посилене потовиділення, що зумовлює втрату організмом солі і водорозчинних вітамінів, що викликає ослаблення організму. Почуття спраги при нестачі води виникає у людини в результаті порушення оптимальних співвідношень між кількістю води, сіллю і органічними сполуками в крові. Для здійснення нормальної життєдіяльності дорослої людини необхідно в середньому 2,5 л води на добу, з яких 1,2 л припадає на питну воду, 1,0 л — на воду, що надійшла з їжею, і 0,3 л — на воду, що утворилася в організмі з основних харчових речовин за рахунок обмінних процесів. Добове споживання води з питтям і їжею становить від 2,5 до 6 л залежно від кліматичних умов і характеру діяльності людини. Вода виводиться з організму переважно через нирки, а також з потом через шкіру, з повітрям через легені і через кишечник.
Значно більша кількість води необхідна для санітарних і господарсько-побутових потреб, що, в свою чергу, залежить від рівня благоустрою населених місць і рівня культури населення. Так, на одну людину, яка проживає в житлі без водопроводу і каналізації, повинно припадати 30-50 л води на добу на господарсько-питні потреби; при проживанні в каналізованому будинку з водопроводом і гарячим водопостачанням — 250-400 л на добу.
Постачання населення питною водою здійснюється через системи децентралізованого (місцевого) і централізованого (водопровід) водопостачання. Чим більша кількість людей користується джерелом водокористування, тим більш жорсткі вимоги пред’являються до якості води. Вони передусім передбачають її безпеку в епідемічному і токсичному відношенні з врахуванням її природних хімічних і фізичних властивостей. Використання децентралізованих джерел водопостачання пов’язане з ймовірністю їхнього забруднення відходами життєдіяльності людини, промисловими і побутовими стоками. Гарантією якості цих вод є: відсутність ймовірних джерел забруднення, які можуть проникнути в ґрунти, а звідти в джерело водопостачання; санітарно-технічне обладнання джерел водопостачання — створення систем водокористування, що виключають забруднення води (дотримання правил оснащення шахтних колодязів, джерел, установка водопідйомних насосів і влаштування систем місцевого водорозподілу на житловій ділянці). В основі оцінки якості питної води децентралізованих джерел водопостачання лежать санітарно-гігієнічні рекомендації, в яких найбільше значення надається показникам епідемічної безпеки, оцінюваної за кількістю мікроорганізмів в 1 мл води (так зване «мікробне число» не повинно перевищувати 300-500) і кількості кишкових паличок в 1 л води (так званий «колі-індекс» — не вище 10). Береться до уваги й динаміка змін концентрації побічних хімічних показників забруднення продуктами розпаду органічних сполук: амонійних солей, нітритів, нітратів, хлоридів. Регламентується жорсткість води, обумовлена кількістю розчинених в ній солей. Приділяється увага і органолептичним показникам, оскільки вода з неприємним запахом, мутна, забарвлена, навіть якщо її вживання не має безпосередньої небезпеки для здоров’я, малоприваблива для використання населенням для пиття і приготування їжі.
Мікроелементи відомі вже давно, але лише зовсім недавно вони отримали визнання як необхідні для Життя речовини. Мікроелементи - це "їжа, головним чином, для залоз внутрішньої секреції", точніше кажучи - для ферментів (ензимів), так як вони є каталізаторами життєво важливих процесів.
У впливі на організм всі мікроелементи взаємопов'язані і взаємозалежні. Потреби людини в цих "металах життя" дуже індивідуальні.
Мінерали складають всього 4% маси тіла кожного з нас. Половина цієї кількості входить до складу твердих частин організму: кісток, зубів , нігтів, волосся, м'яких тканин, інше знаходиться в крові, в міжклітинній і внутрішньоклітинної рідинах. 70-80% маси нашого тіла складає вода і розчинні в ній гази - вуглець, водень, азот і кисень, причому найбільше в нашому організмі кисню - близько 60% маси тіла, вуглецю - близько 17%, водню - близько 10%, азоту - тільки 3%.
Ми представляємо собою як би мікросвіт. У нашому організмі можна знайти майже всі мікроелементи, що знаходяться в Природі (натрій, калій, магній, кальцій та інші), але в різних кількостях. Наприклад, кальцію - 1,5 - 2,2%, фосфору - від 0,8 до 1,2%. Решта мікроелементи - калій, сірка, натрій, хлор та магній - обчислюються лише в сотих частках відсотка. Так, заліза і магнію в тілі людини міститься всього 0,0003%, міді - 0,00015%, йоду - ще менше (близько 0,00004%); а таких мікроелементів, як кремній, цинк, фтор, літій, селен, - лише сліди. Але всі вони однаково важливі для нашого життя і здоров'я і цінні так само, як і вітаміни.
Ера комп'ютерів дозволила зрозуміти роль мікроелементів в нашому житті. Сьогодні ми знаємо, що серед всіх мікроелементів, присутніх в нашому організмі, 25 потрібні для підтримки здоров'я, з них 18 абсолютно необхідні, а інші дуже корисні. Певні дози кожного з них допомагають людині підтримувати баланс в обміні речовин, створювати його здоров'я. При цьому питання зовсім не в тому, звідки ми отримали мікроелементи - з їжі або води, а в тому, чи може організм засвоїти їх.
При захворюванні травних органів і порушенні обміну речовин організм погано засвоює мікроелементи або не засвоює їх зовсім. В такому випадку звертаються до ліків (штучним мікроелементів), але треба знати: на жаль, додавання в організм лікарських мікроелементів надзвичайно небезпечно. Крім того, у навколишньому середовищі, так і в продуктах харчування можуть виявитися шкідливі мікроелементи. Деякі з них необходмо організму в мізерно малих кількостях, а перевищені їх дози приносять шкоду.
Є й просто токсичні (отруйні) мікроелементи, як будь- неорганічне, чужорідне тіло.
Мікро-та макроелементи не беруть участь в енергетичному обміні організму, але саме вони керують процесами обміну речовин, підтримують фізичну і хімічну цілісність клітин і тканин шляхом збереження характерних біоелектричних потенціалів. Саме мікроелементів належить основна роль в активності необхідних для життя ферментних процесів. Ось чому їх недолік, так само як і надлишок, буде негайно позначатися на здоров'я людини. У надрах кожної клітинки, як у величезній біохімічної лабораторії, відбуваються безперервні процеси: аніони (негативно заряджені іони) в електричному полі рухаються до позитивних електродів, а катіони (позитивно заряджені іони) - до негативних. У живому організмі аніони і катіони завжди повинні знаходитися в точно відрегульованому рівновазі. Такі енергетичні закони Життя у Всесвіті.
Останнім часом помітно зріс інтерес до вивчення ролі мікроелементів в різноманітті фізіологічних функцій організму. В організмі людини виявлено 81 елемент, за кількісним змістом їх поділяють на макро-і мікроелементи. Мікроелементи присутні в дуже малих кількостях, 14 з них визнані життєво необхідними.
Про те, яка роль мікроелементів в організмі людини і піде мова нижче.
У 1922 р. В.І. Вернадським було розробити конструкцію тано вчення про ноосферу, в якому розглядалися проблема взаємодії будь-якого живого організму з різними хімічно-ми елементами, які містяться в них у вигляді "слідів". Безпосередньо цим ре-ствам вчений надавав величезного зна-чення в процесах життєдіяльності сти. А доктор Г. Шредер стверджував: "Мінеральні речовини навіть більш важливі в складі людської пі-щі, ніж вітаміни ... В організмі мо-жет синтезуватися багато вітамі-нів, але він не в змозі проводити ряд необхідних мінеральних ре-ств і самостійно виводити токсини ".
Недолік і надлишок - однаково небезпечні
Ряд патологічних станів, ви-званних дефіцитом, надлишком чи дисбалансом мікроелементів в ор-ганизме людини , називається мікроелементозів. Дослідження показали, що тільки у 4% людей не відмічено ніяких порушень мінерального об-міна, і ці порушення є першопричиною або індикатором багатьох відомих захворювань. Бо-леї ніж у 300 млн. чоловік у світі, наприклад, спостерігається йодний дефіцит (особливо в радіоактивно несприятливих районах). При цьому кожна десята людина має важку форму, що приводить до зниження інтелекту.
В організмі людини мікроеле-менти відзначаються в складі розмаїтості-них біологічно активних сполук нений, ферментів, вітамінів, міськ-монов, дихальних пігментів і пр. І роль мікроелементів полягає, в основному, у впливі на активність обміну речовин.
Найважливіші серед важливих
Такими макроелементами являють-ся кальцій, магній, калій, натрій.
Організм дорослої людини з-тримає близько 1000 г кальцію, при цьому 99% його депоновано в скеля-ті. Кальцій забезпечує нормаль-ное функціонування м'язової тканини, міокарда, нервової тканини, ко-жи, формування кісткової тканини, мінералізацію зубів, бере участь в процесах згортання крові, кле-точному метаболізмі, підтримує гомеостаз.
Причинами дефіциту кальцію мо- ; гут бути: посилений витрата в резуль-таті стресорних впливів, через биток в організмі магнію, калію, натрію, заліза, цинку, свинцю. З підвищення його зміст пов'язуючи-ють з розвитком захворювань нер-вной системи, гормональним дісба-Ланс. Добова потреба організму дорослої людини в кальції соста-вляєтся 0,8-1,2 м.
З 25 г МАГНІЮ, що міститься в організмі, 50-60% зосереджено в кістках, 1% - в позаклітинній жид- ; кістки, решта - в клітинах тканин. Магній бере участь в регуляції нерв-но-м'язової провідності, сти-мулірует утворення білків, ну-клеінових кислот, знижує артеріальний тиск, пригнічує агрега-цію тромбоцитів. Магнійсодержащіе ферменти і іони магнію забезпечують підтримку енергетичних-ських і пластичних процесів у нервовій тканині. Рівень магнію впливав-ет на регуляцію ліпідного обміну. Його недолік викликає безсонні-цу, зміни настрою, мишеч-ную слабкість, судоми, тахикар-дию, підвищує ризик розвитку ін-Сульта. Потреба в магнії соста-вляєтся 0,3-0,5 г на день.
У найбільших кількостях ЦИНК міститься в шкірі, волоссі, мишеч-ної тканини, клітинах крові. Він викорис-зуется для синтезу білка, бере участь в процесах розподілу і диференціювання клітин, формуванні имму-нітета, функціонуванні інсуліну підшлункової залози, кроветворе-ванні, відіграє важливу роль у процесах розмноження. Цинк має спо-можності охороняти ендотелій со-ботів від атеросклерозу і при мозкової ішемії. Обмін його може порушуватися під впливом великих доз ж-леза. Причиною дефіциту цинку мо-жет бути його посилений витрата в пе-ріод одужання хворого. Су-точної потребою дорослого чоло-століття в цинку є доза в 10-15 мг.
МІДЬ містять багато вітамінів, гормони, ферменти, дихальні пігменти. Цей елемент бере участь у процесі обміну речовин, в процесі тканинного дихання. Мідь відповідає за еластичність стінок кровоносних судин, за структуру кісток і хрящів, входить до складу мієлінових оболонок нервів, дійству-ет на вуглеводний обмін - прискорює окислення глюкози і гальмує рас-пад глікогену в печінці. Дефіцит ме-ди проявляється в порушенні ліпід-ного обміну, який в свою черга прискорює розвиток атероскле-троянда. Затримка росту, анемія, дер-матози, посивіння, схуднення, ат-рофія серцевого м'яза характер-ни при нестачі міді, потребу в якій досягає 2-5 мг на день.
Організм дорослої людини містить приблизно 3-5 г ЗАЛІЗА, яке бере участь у переносі кисню, окислювальних енергетичних про-процесах, метаболізмі холестерину, забезпечує імунні функції. Значний дефіцит заліза ви-викликають зниження активності ферментів, білків-рецепторів, в со-ставши яких входить цей елемент, порушення продукції нейромедіаторів, мієліну. У цілому дисбаланс заліза в організмі сприяє підвищеному накопиченню токсичності цінних металів в центральній нер-вной системі. Добова потреб-ность дорослої людини складаючи-ет 15 мг заліза.
АЛЮМІНІЙ відповідає за роз-нення і регенерацію сполучної, епітеліальної та кісткової тканини, а також покликаний впливати на те, наскільки активні пищева-рітельно залози і ферменти .
МАРГАНЕЦЬ міститься у всіх тканинах і органах, відповідає за роботу центральної нервової системи, впливає на розвиток скелета, здатний брати участь в реакціях імунітету, процес-сах тканинного дихання, регулює рівень глюкози в крові. Добова потреба в марганці - 2-7 мг.
КОБАЛЬТ є компонентом вітаміну В12. Його завдання - стимуляція кровотворення, участь в синтезі білків і контроль над вуглеводним об-меном.
Майже весь ФТОР в нашому орга-низме зосереджений в кістках і зу-бах. При збільшенні концентрації фтору у питній воді до 1-1,5 мг/л знижує-ся загроза розвитку карієсу, а при перевищенні 2-3 мг/л може раз-витися флюороз. Нормальним вважається надходження фтору в орга-нізм людини в кількості 1,5-4 мг на добу.
СЕЛЕН присутня в ряді ферментів, які є частиною антиоксидантної системи клітин. Впливає на обмін білків, ліпідів і вуглеводів, здатний за-сповільнює старіння, захищає від з-Битків важких металів. Відноси-тельно висока концентрація селі-ну в сітківці ока дозволяє перед-покласти його участь в фотохіміче-ських реакціях світловідчуття.