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.
| Категории | Количество кальция, мг | Продукты |
|---|---|---|
| очень высокое содержание | более 100 мг | Сардина и лосось консервированные, сельдь, сыр, сухие сливки, сгущенное молоко, молоко, кефир, йогурт, творог, петрушка, лук зеленый, шпинат, миндаль, фисташки, инжир, чай, кофе в зернах, лимон |
| высокое содержание | 50 - 99 мг | Консервы в масле, омар, икра, сметана, яйца, овсяная крупа, горох, брокколи, краснокочанная капуста, сельдерей, салат, чеснок, вареная фасоль, арахис, грецкие орехи, изюм, какао, подсолнечные и тыквенные семечки, ежевика |
| умеренное содержание | 30 - 49 мг | Молочные сосиски, вареная колбаса, кальмары, рыба, пшенная и перловая крупы, ржаная мука грубого помола, ржаной хлеб, белокочанная, брюссельская и квашеная капуста, кольраби, морковь, редис, репа, редька, свекла, репчатый лук, апельсин и апельсиновый сок, грейпфрут, чернослив, клубника, фундук, кешью |
| низкое содержание | 15 - 29 мг | Мясо кролика, филе морского окуня, сливочное масло, манная и гречневая крупы, мука и пшеничный хлеб из муки высшего сорта, сдоба, макароны, баклажан, цветная капуста, тыква, огурцы, свежий горох, груши, персики, абрикосы, вишня, слива, виноград и виноградный сок |
| очень низкое содержание | менее 15 мг | Мясо и мясные продукты (говядина, говяжьи печень, сердце и почки, свинина и свиная печень, баранина, курица, ветчина, фарш), маргарин, рис, картофель, зеленый перец, томаты и томатный сок, яблоки и яблочный сок, бананы, арбуз |
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:
- способствуют его усвоению - достаточное количество белков и витамина D, лактоза, лимонная кислота ;
- 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.
| Наименование минеральных элементов | Основные пищевые источники |
Суточная потребность на взрослого человека,мг |
|---|---|---|
| Кальций – Са | Молоко, творог, яичный желток, бобовые, все овощи, фрукты и травы (особенно лук репчатый, петрушка, хрен, виноград, лимонник, малина, смородина, шиповник и т.п.) | |
| Фосфор – Р | Молоко, молочные продукты, яичный желток, мясо, зерно, бобовые, кукуруза и другие овощи, много ягод и фруктов, одуванчик | |
| Магний – Мg | Все овощи, фрукты и зерно (особенно кукуруза, бобовые, лук, петрушка, арбуз и многие другие) | |
| Калий – К | Все овощи, фрукты и травы, зерно, шоколад, какао (особенно курага, картофель, лук репчатый, сельдерей, свекла, хрен, щавель) | |
| Натрий – Nа, Хлор – Сl |
Много естественных продуктов питания (овощи и фрукты), кухонная соль, морская рыба, брынза | |
| Сера – S | Мясо, яйца (особенно перепелиные), некоторые овощи и фрукты (капуста белоголовая брюссельская, горошек зеленый, кабачки, редис, редька, фасоль, вишня и др.), зерно | |
| Железо – Fе | Хлебопродукты, мясо, печень, гречневая крупа, много овощей, фруктов и трав (крапива, лук репчатый, свекла, чеснок, щавель, груши, вишни, персики, крыжовник, малина, смородина, шиповник, черника) | |
| Фтор – F | Питьевая минеральная вода, листья чая, зерно, некоторые овощи и фрукты (щавель, слива, актинидия и т.п.), морепродукты (креветки, кальмары, мидии и др.) | |
| Медь – Сu | Печень, яичный желток, листья чая, рыба, орехи, много овощей и фруктов (салат, баклажаны, кабачки, картофель, кукуруза, огурцы, абрикосы, виноград, груши, калина и др.), грибы | |
| Цинк – Zп | Мясо, печень, рыба, молочные продукты, овощи, фрукты и травы (картофель, морковь, свекла, крапива, калина, малина, вишня, слива и др.) | |
| Марганец – М | Хлебопродукты, много овощей и фруктов (особенно кукуруза, томаты, свекла, огурцы, морковь, одуванчик, рябина, калина, смородина и др.), орехи (арахис, миндаль, фундук) | |
| Кобальт – Со | Зерно, печень, мясо, молоко, много овощей и фруктов (свекла, огурцы, салат, шпинат, бобовые, виноград, вишни, яблоки, груши, сливы и др.) | |
| Бром – Вr | Морская рыба, продукты моря (морская капуста и др.), молоко, хлебопродукты | |
| Йод – J | Питьевая вода, морская рыба, продукты моря, молоко, мясо, капуста цветная, картофель, свекла, морковь, рябина черноплодная, яблоки и др., йодированная соль | |
| Алюминий – Аl | Хлебопродукты, некоторые овощи и фрукты (перец красный, облепиха, яблоки и др.), вода, чай, использование алюминиевой посуды | |
| Кремний – Si | Хлебопродукты, зерно, некоторые овощи, фрукты и травы (огурцы, перец, хвощ полевой, тысячелистник, арбуз, виноград, облепиха, яблоки и др.) | |
| Хром – Сr | Пивные дрожжи, мясо, хлебопродукты из муки грубого помола, растительные масла, некоторые овощи, фрукты и травы (слива, шиповник, одуванчик, бобы и т.п.) | |
| Селен – Sе | Некоторые овощи, фрукты и травы (капуста, тыква, укроп, лимонник китайский, смородина черная, шиповник, астрагал шерстистоцветковый и др.), питьевая минеральная вода | |
| Бор – В | Продукты растительного происхождения: орехи, изюм, финики, бобы и много других овощей и фруктов, красное вино | |
| Молибден – Мо | Зерно, бобовые, орехи, некоторые овощи, фрукты, травы (капуста, морковь, щавель, одуванчик, абрикосы, груши, рябина, шиповник и др.) |
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.
Кальций является постоянной составной частью пищи человека. Много кальция и в организме — около 1400 г (99% его находится в костной ткани).
Кальций относится к жизненно необходимым веществам. Роль его в организме человека многообразна: кальций является постоянной составной частью крови, клеточных и тканевых соков, входит в состав клеточного ядра и играет важную роль в процессах роста и деятельности клеток, влияет на функции сердечной мышцы, процесс свертывания крови, поддержание нормальной нервно-мышечной возбудимости.
Основное значение кальция — участие в формировании костного скелета и ощелачивании организма, что предупреждает развитие ацидоза.
Кальций является трудноусвояемым элементом. Его усвояемость зависит от соотношения с другими компонентами пищи — жиром, фосфором, магнием. Избыток этих элементов отрицательно влияет на усвоение кальция, оптимальное соотношение Са: Р: Mg — 1: 1,3: 0,5.
Источники. Хорошим источником является молоко и молочные продукты (в молоке — 120 мг%, твороге — 140, сыре — 700—800 мг%). В этих продуктах кальций наиболее легко усваивается, так как в них благоприятное соотношение Са: Р: Mg. Невысоким содержанием кальция отличаются овощи и фрукты, но усвояемость кальция в них хорошая. Низкая усвояемость кальция у зерновых продуктов, так как соотношение кальция и фосфора в них неблагоприятное.
— 800 мг, беременных и кормящих — 1500 мг. Потребность детей в кальции выше, чем у взрослых.
Магний содержится в организме в количестве 25 г. Отмечается тесная связь между обменом магния, фосфора и кальция. При недостатке магния в стенках сосудов, сердце, мышцах происходит увеличение содержания кальция. Магний нормализует возбудимость нервной системы, обладает антиспастическим и сосудорасширяющим действием, стимулирует перистальтику кишечника, повышает желчеотделение, способствует выводу холестерина из кишечника.
Всасывание магния в кишечнике происходит путем образования комплексных соединений с желчными кислотами.
Источники: горох— 107 мг%, фасоль— 167, гречневая крупа — 98, овсяная — 133, перловая — 97, пшено — 83, хлеб ржаной — 73 мг%.
В продуктах животного происхождения магния содержится мало: в мясе— 15 мг%, молоке— 13, яйце — 10 мг%.
Потребность взрослого человека — 400 мг в сутки.
Калий. В организме содержится 170—250 г. калия. Калий участвует в ферментативных процессах, внутриклеточном обмене, превращении фосфопировиноградной кислоты в пировиноградную, образовании ацетилхолина и в процессах проведения нервного возбуждения к мышцам. Важное значение калия — в выведении жидкости из организма и уменьшении концентрации натрия. В обмене калия и натрия наблюдается некоторый физиологический антагонизм. Диеты с повышенным содержанием калия могут быть использованы для повышения диуреза и усиления выведения натрия.
Источники калия — в основном продукты растительного происхождения. Много калия в сухофруктах (курага — 1717 мг%, урюк — 1181, чернослив — 864, изюм — 860, груша — 872, яблоко — 248 мг%), фасоли — 1100 мг%, горохе — 873, картофеле — 568 мг%.
Потребность в калии взрослого человека — 3—5 г в сутки.
Натрий . Физиологическое значение натрия определяется участием его в процессах внеклеточного и межтканевого обмена, поддержании кислотно-щелочного равновесия, осмотического давления, выделения мочевины почками, образования соляной кислоты в желудке, активации амилазы слюны и панкреатического (поджелудочного) сока. Натрий участвует в водном обмене, вызывая набухание коллоидов ткани, задерживая воду в организме. Натрий является антагонистом калия.
Источники. В пищевых продуктах натрия содержится мало. В организм он поступает в основном с поваренной солью (NaCl).
Суточная потребность в натрии — 4—6 г (или 10— 15 г NaCl). Потребность в натрии повышается при больших физических нагрузках, при повышенной температуре тела и окружающей среды, употреблении большого количества растительной пищи, богатой калием.
Существующие системы классификации минеральных элементов, обнаруженных в организме животных, основываются на одной из трех исходных предпосылок: 1) преимущественной локализации элементов в тех или иных органах и тканях, 2) количественном содержании элементов в организме и 3) их значении для жизнедеятельности.
В основу классификации по распределению элементов в органах и тканях положена «тропность», т. е. органная и тканевая специфичность элементов, или, наоборот, отсутствие таковой.
Согласно этой схеме, минеральные элементы разделяют на три группы: 1) локализующиеся в костной ткани (остеотропные); 2) локализующиеся в ретикулоэндотелиальной системе; 3) не обладающие тканевой специфичностью, т. е. равномерно распределяющиеся по тканям организма.
К первой группе элементов относят кальций, магний, стронций, бериллий, фтор, ванадий, барий, титан, радий, свинец и др.; ко второй - железо, медь, марганец, серебро, хром, никель, кобальт, часть лантанидов; к третьей - натрий, калий, серу, хлор, литий, рубидий, цезий.
С физиологической точки зрения эта схема несовершенна. Прежде всего большинство «тройных» элементов не является таковыми в полном смысле слова. Магний, например, концентрируется в костях, но он же представляет собой основной внутриклеточный катион мягких тканей. Фосфор - остеотропный элемент (до 83% его находится в скелете в составе гидроксиапатита), но он входит в состав сложных органических соединений и является непременным компонентом внутренней среды организма.
Кроме того, накопление каких-либо элементов в кости, печени, селезенке и т. д. еще не определяет их значения в развитии и функционировании данного органа. Так, некоторые остеотропные элементы (свинец, бериллий, барий, цирконий, олово, актиниды), по-видимому, не выполняют никакой биологической функции и являются для скелета балластными. Концентрация ряда элементов (например, меди, кобальта) в печени находится в прямой зависимости от поступления их с кормом; для других же элементов (марганец, железо) эта зависимость выражена слабо, хотя содержание их в печени достаточно высокое.
Что касается ретикулоэндотелиальной системы (системы макрофагов), то под этим названием понимают совокупность различных по структуре образований, выполняющих функцию защиты организма от чужеродных частиц или веществ. Сюда относят ретикулярные клетки и эндотелий сосудов в костном мозге, селезенке, лимфатических узлах, легких; особые эндотелиальные (купферовские) клетки в капиллярах печени, сходные с ними клетки в мозговом веществе надпочечников и аденогипофизе. Накопление минеральных элементов в этих органах служит не столько доказательством их важности для функции данного органа, сколько показателем их токсичности или бесполезности для организма.
Наконец, имеются элементы, вообще не попадающие ни в одну из перечисленных групп. Это йод, концентрирующийся в щитовидной железе и яичниках, теллур - в почках, мышьяк и сурьма - в эритроцитах, цинк и кадмий - в поджелудочной железе, половых органах, костях.
В целом описанная классификация более полезна для токсикологов и радиобиологов, чем для физиологов.
По классификации, основанной на количественном признаке,
все минеральные элементы делят на три группы в соответствии с их содержанием в теле животных: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы (табл. 1).
Система классификации по количественному признаку проста и удобна, но она не дает ответа на главный вопрос - какова биологическая роль того или иного элемента в организме. Кроме того, количественное содержание некоторых элементов в организме может значительно варьировать в зависимости от среды обитания животных, способа питания, видовой принадлежности (это, в частности, относится к фтору, ванадию, селену, стронцию, молибдену, кадмию).
По мнению ряда исследователей, микро- и ультрамикроэлементы вообще не следует отождествлять с минеральными веществами по той причине, что в кормах и животных организмах они содержатся главным образом в виде органических соединений или комплексов, обладающих биологической активностью. Однако это обстоятельство, по-видимому, не является основанием для обособления микроэлементов в особую группу биологически активных веществ.
При современном уровне знаний метаболизм любого минерального элемента нельзя рассматривать лишь в аспекте динамики его неорганических солей.
С точки же зрения науки о кормлении животных микроэлементы являются столь же необходимыми компонентами питания, как и другие минеральные элементы, независимо от того, в какой форме они поступают в организм.
Классификация, основанная на биологической роли элементов, представляет наибольший интерес для физиологов, биохимиков и специалистов в области питания животных. Согласно этой классификации, минеральные элементы, обнаруженные в организме животных, делят на три группы: 1) жизненно необходимые (биогенные, биотические элементы), 2) вероятно (условно) необходимые и 3) элементы с малоизученной или неизвестной ролью.
Для большинства млекопитающих животных, в том числе и сельскохозяйственных, эту классификацию можно представить следующим образом:
Группа биотических элементов включает в себя все макроэлементы, часть микро- и ультрамикроэлементов. Это подтверждает мысль о том, что порядок концентрации того или иного микроэлемента в организме еще не определяет его биологического значения.
Элемент может быть отнесен к группе биотических, если он удовлетворяет следующим требованиям:
- постоянно присутствует в организме животных в количествах, сходных у разных индивидуумов;
- ткани по содержанию данного элемента всегда располагаются в определенном порядке;
- синтетический рацион, не содержащий этого элемента, вызывает у животных характерные симптомы недостаточности и определенные биохимические изменения в тканях;
- эти симптомы и изменения могут быть предотвращены или устранены путем добавления данного элемента в экспериментальный рацион.
Всем перечисленным требованиям в свете современных данных удовлетворяют 15 элементов, перечисленных выше. Даже такой элемент, как фтор, обладающий очевидным профилактическим эффектом против кариеса зубов и, по-видимому, способствующий костеобразованию, не включен в эту группу. Дело в том, что до настоящего времени не удалось воспроизвести симптомы недостаточности фтора в эксперименте при содержании животных на рационе, дефицитном по этому элементу. Необходимо отметить, что воспроизведение пищевой недостаточности иногда затруднительно вследствие чрезвычайно малой потребности животного в изучаемых элементах и наличия их следов в компонентах очищенного рациона (соевом белке, глюкозе, сахарозе, желатине, казеине и пр.).
Среди 15 жизненно необходимых элементов 9 являются катионами - это кальций (Ca2+), натрий (Na+), калий (K+), магний (Mg2+), марганец (Mn2+), цинк (Zn2+), железо (Fe2+), медь (Cu2+) и кобальт (Co2+), а 6 других - анионами или содержатся в сложных анионных группировках - хлорид (Cl-), йодид (J-), фосфат (РО4в3-), сульфат (SO4в2-), молибдат (МоО4в2-) и селенит (SeO3в2-).
Вероятно необходимые элементы также постоянно обнаруживаются в тканях животных в относительно стабильных количествах, но не удовлетворяют всем перечисленным выше требованиям. Участие этих элементов в обменных процессах может ограничиваться отдельными тканями и в ряде случаев требует экспериментального подтверждения.
Что касается элементов, роль которых в организме мало изучена или неизвестна, то многие из них, по-видимому, случайно накапливаются в организме, поступая с кормами и не выполняя какой-либо полезной функции. Однако строго ограничивать группу биогенных элементов тоже нельзя, поскольку возможно открытие биологической роли новых элементов. Например, в последние годы установлена биотическая роль селена, появились экспериментальные данные об участии в метаболических процессах фтора, хрома, кремния, мышьяка.
На рисунке 2.1 приведена схема классификации элементов тела животных, в которой одновременно учтены их количественные характеристики и значение для процессов жизнедеятельности.
Классификация элементов по степени их биогенности, как и две предыдущие, имеет существенные недостатки: она слишком обща, не отражает механизма влияния минеральных элементов на организм и не позволяет достаточно точно предвидеть возможную биологическую роль или токсикологический эффект того или иного элемента. В настоящее время исследователи вынуждены, как правило, давать индивидуальную оценку каждому элементу.
Современные исследования подтверждают жизненную важность минеральных элементов. Выявлены новые стороны их биологического действия, что позволило выделить большую группу биологически активных веществ - биомикроэлементов. Изучение минеральных веществ как необходимой составной части питания тесно связано с предупреждением распространения и ликвидацией ряда эндемических заболеваний: эндемического зоба, флюороза, кариеса, стронциевого рахита и др.
Физиологическое значение минеральных элементов в основном определяется их участием в образовании структур и осуществлении функции большинства ферментных систем и пластических процессах, протекающих в организме, в построении тканей организма, особенно костной ткани, в поддержании кислотно-основного состояния в организме 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, что придает им особую прочность. Кальций является постоянной составной частью крови, входит в состав ядра и протоплазмы клеток, участвует в процессах свертывания крови и стимулирует сократительную способность сердечной мышцы. Кальций трудно усваивается; всасываемость его повышается в присутствии белка и лактозы, чем и объясняется хорошая усвояемость кальция молока и молочнокислых продуктов. Снижается усвояемость кальция при избыточном содержании в пищевом рационе фосфора, калия, магния и жира. Оптимальное соотношение кальция, фосфора и магния в рационе или продукте 1:1,5:0,7
Источниками кальция являются молоко и молочные продукты: 0,5 л молока или 100 г сыра обеспечивают суточную потребность взрослого человека в кальции. Овощи и фрукты отличаются невысоким содержанием кальция, но благоприятным соотношением его с фосфором и магнием, благодаря чему кальций, содержащийся в овощах и фруктах, хорошо усваивается.
Потребность кальция для взрослого человека составляет 800 мг в сутки. Беременные и кормящие матери нуждаются в повышенном обеспечении кальцием - 1500 мг в сутки. Дети школьного возраста должны получать 1100-1200 мг кальция в сутки в зависимости от возраста.
Магний широко распространен в животном и растительном мире. Имеется связь между обменом магния и фосфора, усиленное выделение из организма фосфора влечет за собой повышенное выделение магния. Для усвоения магния в кишечнике необходимы желчные кислоты. Магний играет существенную роль в углеводном и фосфорном обмене, обладает антиспастическими и сосудорасширяющими свойствами, может стимулировать
перистальтику кишечника и повышать желчеотделение, известна роль магния в снижении нервного возбуждения. При недостатке в организме магния в стенках артерий, сердца и мышцах увеличивается содержание кальция, что снижает эластичность сосудов. Диета, богатая магнием, рекомендуется при гипертонической болезни. При недостатке магния в почках развиваются дегенеративные изменения с нефротическими явлениями.
Основными источниками магния являются злаковые: крупы, горох, фасоль. Продукты животного происхождения содержат очень мало магния.
Потребность взрослого человека в магнии - 400 мг в сутки. Дети школьного возраста должны получать* 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 принимает участие в выделении почками мочевины, а также образовании в желудке соляной кислоты. Ионы натрия принимают участие в водном обмене, вызывая набухание коллоидов тканей, способствуют задержке в организме связанной воды. Натрий является антагонистом калия. Вместе с хлором натрий является постоянной составной частью плазмы крови и тканей.
В пищевых продуктах содержание натрия незначительно. В основном он поступает в организм с поваренной солью. Нормальное потребление натрия взрослыми людьми составляет 4-б г в сутки, что соответствует 10-15 г хлорида натрия. Суточная потребность в натрии повышается при тяжелом физическом труде, обильном потоотделении, рвотах и поносе, а также употреблении растительной пищи, богатой калием. Питание с ограничением натрия рекомендуется при отеках, связанных с нарушением кровоснабжения, и при заболеваниях почек.
Калий. Значение калия в жизнедеятельности организма заключается прежде всего в его способности усиливать выведение жидкости из организма. Калий играет важную роль в процессе внутриклеточного обмена, образовании буферных систем (бикарбонатная, фосфатная и др.)» предотвращающих сдвиги реакции среды и обеспечивающих ее постоянство. Ионы калия играют большую роль в образовании ацетилхолина и процессах проведения нервного возбуждения к мышцам. Диета, содержащая повышенное количество калия и умеренно ограниченное количество натрия, рекомендуется при сердечной недостаточности, задержке жидкости в организме.