Минеральные вещества

Натрий и суточная потребность организма в этом минеральном веществе

Натрий (Na). В организме здорового человека массой тела около 70 кг содержится 150-170 г натрия. Большая часть ионизированного натрия находится во внеклеточной жидкости и плазме крови, участвует в процессах возбуждения, поддержании осмотического давления, распределении и выведении воды из организма. Минеральное вещество натрий необходимо для придания выносливости тканям. Он помогает переносу веществ внутрь и наружу каждой клетки, важен для пищеварительной и выделительной систем организма, участвует (наряду с калием) в регуляции кровяного давления, поддержании нормальной сердечной деятельности. Данный минеральный элемент способствует сохранению кальция и других минеральных веществ в крови в растворимом виде.

Говоря о значении минеральных веществ для человека, нельзя забывать о том, что прием большого количества натрия (соли) очень быстро приводит к истощению запасов калия. Во многих случаях пища, богатая натрием, служит прямой причиной повышенного кровяного давления.

Большинство людей ошибочно считают, что не употребляют много соли

Во-первых, если у вас высокое кровяное давление, сократите прием натрия; во-вторых, всегда обращайте внимание на перечень ингредиентов продуктов, приобретаемых вами (надписи «соль», «натрий», химический символ Na или английское слово sodium должны вас настораживать); в-третьих, сведите к минимуму, а лучше вовсе откажитесь от консервированного мяса, ветчины, бекона, солонины, копченостей, сосисок, колбас, а также приправ промышленного производства (соевого соуса, кетчупа, майонеза, горчицы и др.); в-четвертых, при приготовлении пищи замените соль различными приправами

Суточная доза: 5 г в виде NaCl. Официальных норм потребления натрия не существует, но в качестве отправной точки можно считать один грамм хлорида натрия (поваренной соли) на каждый литр выпитой воды.

Продукты, очень богатые NaCl: очищенная поваренная соль, сушеные мясо и рыба, копчености, концентраты бульонов и супов.

Продукты, бедные NaCl: фрукты, овощи (включая картофель), молоко, зернобобовые.

Замените поваренную соль качественной морской солью. С одной стороны, она полезнее, с другой — при приготовлении еды морской соли требуется в несколько раз меньше, чем поваренной.

Источники натрия:

Продукты растительного происхождения: зеленые и зрелые оливки, бурые водоросли, артишоки, квашеная капуста, соленые орехи, жареный картофель промышленного производства, морская капуста.

Продукты животного происхождения: яйцо, сыры, анчоусы, сардины, корюшка, камбала, осетр, луфарь, морепродукты (крабы, креветки, мидии, лобстеры, раки, кальмары).

Соль, наряду с сахаром, холестерином и животными жирами, — один из злейших врагов сердца!

Макроэлементы

Макроэлементы – наибольшая составляющая часть живых организмов. Четыре самых распространенных элемента были уже указаны (органогенные вещества), помимо них к макроэлементам относят следующие.

Калий

Содержится в клетках, в теле человека примерно 160-190 г. Принимает учатие во многих процессах: отвечает за регуляцию кислотно-щелочного равновесия, водного баланса между клетками и межклеточным веществом, осуществляет поддержание нормального давления крови, является необходимым для активации ферментов, участвует в выделительной функции почек и других процессах.

Натрий

Ионы натрия совместно с ионами калия регулируют водно-солевой баланс, натрий необходим для работы почек, обеспечивает поступление глюкозы к клеткам, участвует в передаче нервных импульсов, активирует ферменты пищеварительной системы, необходим для переноса углекислого газа из клеток. В отличие от калия, натрий в большей степени сосредоточен вне клеток. В теле находится в среднем столько же натрия, как и калия – около 150-200 г.

Магний

У взрослого человека средней комплектации содержится около 70 г. магния, примерно 60% сосредоточено в костях, остальная часть распределена в тканях и мышцах. В головном мозге и сердечной мышце повышенная концентрация этого элемента, потому что его ионы участвуют в формировании электрических импульсов, необходимых для работы мозга и сокращению мышц сердца. Магний принимает участие в формировании собственных белков, молекул ДНК, необходим для усвоения некоторых витаминов. Положительно влияет на нервную систему, «успокаивая» её, влияет на усвоение кальция.

Кальций

В организме взрослого примерно 1,3 кг кальция, 99% находится в костях, одна из главных его функций – формирование костей и зубов, помимо этого он участвует и в других процессах. Наряду с перечисленными выше элементами регулирует кровяное давление, оказывает воздействие на сократительную функцию сердца, на передачу нервных импульсов.

Фосфор

У взрослого примерно 500-700 г фосфора, 90% в костях и зубах. Он участвует в делении клеток, синтезе энергии, передает импульсы по нервным волокнам. Фосфор — составная часть фосфолипидов, сложных органических соединений, которые синтезируются главным образом в печени. Они содержатся в нервной ткани, все клеточные мембраны включают в себя фосфолипиды. Осуществляют транспорт холестерина, жиров и жирных кислот.

Макроэлементы жизненно необходимы, недостаток какого-либо элемента приводит к сбою в работе, заболеваниям, нервным истощениям. При больших потерях или длительном дефиците возможны необратимые последствия и летальный исход. Но и избыток их недопустим, это так же влечет негативные последствия.

4. Ионы металлов как кофакторы

Зна­че­ние ионов на­трия и калия 

Ионы на­трия и калия рас­пре­де­ле­ны по всему объ­е­му ор­га­низ­ма, при этом ионы на­трия вхо­дят, в ос­нов­ном, в со­став меж­кле­точ­ной жид­ко­сти, а ионы калия со­дер­жат­ся внут­ри кле­ток: 95% ионов калия со­дер­жат­ся внут­ри кле­ток, а 95% ионов на­трия со­дер­жат­ся в меж­кле­точ­ных жид­ко­стях (рис. 4).

Рис. 4.

С иона­ми на­трия свя­за­но ос­мо­ти­че­ское дав­ле­ние жид­ко­стей, удер­жа­ние воды тка­ня­ми, а также пе­ре­нос, или транс­порт таких ве­ществ как ами­но­кис­ло­ты и са­ха­ра через мем­бра­ну.

Зна­че­ние каль­ция в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка

Каль­ций яв­ля­ет­ся одним из самых рас­про­стра­нен­ных эле­мен­тов в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка. Ос­нов­ная масса каль­ция вхо­дит в со­став ко­стей и зубов. Фрак­ция вне­кост­но­го каль­ция со­став­ля­ет 1% от об­ще­го ко­ли­че­ства каль­ция в ор­га­низ­ме. Вне­кост­ный каль­ций вли­я­ет на свер­ты­ва­е­мость крови, а также нерв­но-мы­шеч­ную воз­бу­ди­мость и со­кра­ще­ние мы­шеч­ных во­ло­кон.

Фос­фат­ная бу­фер­ная си­сте­ма

Фос­фат­ная бу­фер­ная си­сте­ма иг­ра­ет роль в под­дер­жа­нии кис­лот­но-ще­лоч­но­го ба­лан­са ор­га­низ­ма, кроме этого она под­дер­жи­ва­ет ба­ланс в про­све­те ка­наль­цев почек, а также внут­ри­кле­точ­ной жид­ко­сти.

Фос­фат­ная бу­фер­ная си­сте­ма со­сто­ит из ди­гид­ро­фос­фа­та и гид­ро­фос­фа­та. Гид­ро­фос­фат свя­зы­ва­ет, то есть ней­тра­ли­зу­ет про­тон. Ди­гид­ро­фос­фат вы­сво­бож­да­ет про­тон и вза­и­мо­дей­ству­ет с по­сту­пив­ши­ми в кровь ще­лоч­ны­ми про­дук­та­ми.

Фос­фат­ная бу­фер­ная си­сте­ма вхо­дит в бу­фер­ную си­сте­му крови (Рис. 5).

Рис. 5.

Бу­фер­ная си­сте­ма крови

В ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка все­гда име­ют­ся опре­де­лен­ные усло­вия для сдви­га нор­маль­ной ре­ак­ции среды ткани, на­при­мер, крови, в сто­ро­ну аци­до­за (за­кис­ле­ния) или ал­ка­ло­за (рас­кис­ле­ния – сме­ще­ния рН в боль­шую сто­ро­ну).

В кровь по­сту­па­ют раз­лич­ные про­дук­ты, на­при­мер, мо­лоч­ная кис­ло­та, фос­фор­ная кис­ло­та, сер­ни­стая кис­ло­та, об­ра­зу­ю­щи­е­ся в ре­зуль­та­те окис­ле­ния фос­фор­ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний либо се­ро­со­дер­жа­щих бел­ков. При этом ре­ак­ция крови, может сдви­гать­ся в сто­ро­ну кис­лых про­дук­тов.

При упо­треб­ле­нии мяс­ных про­дук­тов, в кровь по­сту­па­ют кис­лые со­еди­не­ния. При упо­треб­ле­нии рас­ти­тель­ной пищи, в кровь по­сту­па­ют ос­но­ва­ния.

Тем не менее, pH крови оста­ет­ся на опре­де­лен­ном по­сто­ян­ном уровне.

В крови име­ют­ся бу­фер­ные си­сте­мы, ко­то­рые под­дер­жи­ва­ют pH на опре­де­лен­ном уровне.

К бу­фер­ным си­сте­мам крови от­но­сят­ся:

— кар­бо­нат­ная бу­фер­ная си­сте­ма,

— фос­фат­ная бу­фер­ная си­сте­ма,

— бу­фер­ная си­сте­ма ге­мо­гло­би­на,

— бу­фер­ная си­сте­ма бел­ков плаз­мы (Рис. 6).

Вза­и­мо­дей­ствие этих бу­фер­ных си­стем со­зда­ет опре­де­лен­ное по­сто­ян­ное pH крови.

Рис. 6.

Таким об­ра­зом, се­год­ня мы с вами рас­смот­ре­ли ми­не­раль­ные ве­ще­ства и их роль в жиз­не­де­я­тель­но­сти клет­ки.

источник конспекта — http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/mineralnye-veschestva-i-ih-rol-v-zhiznedeyatelnosti-kletki

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=CBnMa9UZ6ew

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=qGEPowGxT7o

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=ERp-BAlAJ4M

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=UFGm6ToJwGM

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=6o6GCP3ROqo

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=SHCFQwbMW4g

источник презентации — http://www.myshared.ru/slide/download/

Роль витаминов и минералов

Человеческое тело содержит 46 минералов, из которых около 30 считаются необходимыми для жизни. Человеческий организм не вырабатывает ни один из минералов, поэтому их необходимо получать с пищей и в виде аптечных препаратов. В организме могут создаваться запасы некоторых минералов (например, костного кальция и фосфора). В этом случае организм может извлекать нужные элементы по мере необходимости. Семь элементов: кальций, магний, фосфор, натрий, сера, хлор, калий, присутствуют в организме в количестве чуть более 0,01%. Примерно 23 микроэлемента присутствует в очень малых количествах, но ни один из них не может заменить другой. Все они абсолютно необходимы для здоровья или даже жизни. Для нормальной жизнедеятельности абсолютно необходимо не только регулярное получение макро- и микроэлементов, но и правильное их соотношение.

Макроэлементы — это минералы, присутствующие в человеческом организме в количестве от 25 граммов до 1 килограмма.

Микроэлементы — это такие химические элементы, содержание которых в организме человека менее 0.001%. Около двадцати из них являются жизненно необходимыми.

Минералы в значительной степени определяют эффективность психики и нервной системы человека. Они влияют не только на хорошую физическую форму, жизненную силу, но и о духовное счастье человека. Многие люди слишком нервничают, пессимистичны, недовольны или унылы, просто потому что им не хватает кальция или магния.

Недостатки этих компонентов могут привести к ряду патологий. Нехватка некоторых минералов также может быть причинной недомоганий.

Минеральная недостаточность может быть причиной бесплодия у мужчин и женщин, избыточных и токсичных металлов, способных проникать через плаценту, это имеет свою долю в формировании пороков развития плода. В прошлом веке наука была сосредоточена на изучении роли витаминов. Можно предположить, что в ближайшие десятилетия приоритетом в исследовании, будут иметь минералы.

Важность макроэлементов для нормальной жизнедеятельности

Потребность человека в этих минеральных веществах достигает 100 мг в сутки и выше. Ученые и диетологи относят к макронутриентам 7 элементов. Они подробно описаны в таблице. К микроэлементам принято относить компоненты, которых организму требуется меньше 100 мг/сутки.

Макроэлементы

При дефиците, как и передозировке, минеральные компоненты и витамины могут быть опасными.

Показатели суточной потребности существенно отличаются в различных источниках. На Западе дневные нормы потребления неорганических питательных веществ более высокие, чем в России. В витаминно-минеральных комплексах импортного производства процентное содержание компонентов обычно выше, чем в отечественных препаратах.

Цинк, функции цинка в организме

Цинк обнаружен во всех органах и тканях, где его количество колеблется в широких пределах. Скелетные мышцы наиболее богаты цинком.

В настоящее время цинк найден в более, чем в 200 металлоферментах, участвующих в самых различных метаболических процессах, включая синтез и распад углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот. Алкогольдегидрогеназа, присутствующая в печени и других органах, окисляет этанол, другие первичные и вторичные спирты, стероиды, а также витамин А.

Цинку принадлежит важная роль в синтезе белка и нуклеиновых кислот. Он присутствует во всех изученных в настоящее время нуклеотидилтрансферазах, а его открытие в обратных транскриптазах впервые позволило установить тесную взаимосвязь с процессами канцерогенеза. Цинк необходим для стабилизации структуры ДНК, РНК и рибосом.

Цинк выполняет многообразные функции в организме: участвует в процессах дыхания, белкового и нуклеинового обмена, формировании иммунитета. Он необходим для синтеза коллагена, регулирует вкусовую и обонятельную чувствительность, защищает печень от химического повреждения, необходим для формирования костей, участвует в процессе предотвращения формирования свободных радикалов, способствует регенерации эритроцитов и гемоглобина, обеспечивает реализацию биологического действия витаминов А и фолиевой кислоты (кроветворение). Цинк играет важную роль в реализации гормональных функций в организме. Он непосредственно влияет на продукцию и функционирование инсулина, а тем самым на весь спектр инсулинозависимых процессов. У мужчин участвует в синтезе тестостерона и функционировании половых желез, в силу чего прослеживается обратная связь между уровнем цинка в организме и потенцией. Являясь ингибитором 5-альфа-редуктазы, цинк регулирует уровень метаболита тестостерона – дигидротестостерона, избыток которого обусловливает гиперплазию простаты. Цинк является необходимым фактором и для женского организма, так как входит в структуру рецепторов для эстрогенов, регулируя таким образом все эстрогенозависимые процессы. Он важен для функционирования тимуса и нормального состояния иммунной системы организма. Являясь к тому же компонентом ретинолпереносящего белка, цинк вместе с витамином А и витамином С препятствует возникновению иммунодефицитов, стимулирует синтез антител и оказывает противовирусное действие. Он повышает устойчивость к стрессам и простудным заболеваниям, обладает антивирусным и антитоксическим свойствами.

Суточная потребность в цинке составляет 10 – 15 мг.

Избыток цинка вызывает серьезные физиологические нарушения организма.

Следует помнить, что пищевые продукты, особенно кислые и жировые, нельзя обрабатывать в цинковой посуде, так как цинк может переходить в продукты и, накапливаясь в больших количествах, вызывать отравления людей. Исключение составляет только холодная питьевая вода.

Основным источником цинка для людей являются продукты животного происхождения: печень, говядина, яйца.

Содержание цинка в пищевых продуктах приведено в таблице

Фосфор, фосфор в организме человека

Обмен его тесно связан с обменом кальция. В организме человека массой 70 кг содержится 700 г фосфора. Биологическая роль фосфатов чрезвычайно велика: они являются структурными элементами костной ткани, обеспечивают течение обменных процессов, участвуя в переносе энергии (АТФ, АДФ, гуанинфосфаты, креатинфосфаты); с участием фосфорной кислоты в организме осуществляется обмен углеводов. Фосфор участвует в синтезе белка, входя в состав таких компонентов, как РНК и ДНК. В составе фосфолипидов и фосфопротеинов присутствуют в мембранах клеток. При участии фосфора осуществляются важнейшие реакции – реакции фосфорилирования. Так, например, фосфорилирование некоторых витаминов – тиамина, пиридоксина – приводит к образованию коферментов, активных форм, обеспечивающих участие в дальнейших реакциях. Фосфат является компонентом буферной системы крови, других биологических жидкостей, обеспечивает поддержание кислотно-щелочного равновесия, обеспечивает регуляцию обменных процессов (через цАМФ), проведение нервного импульса и мышечного сокращения. Неорганический фосфор выполняет структурные функции: входит в состав костной ткани, мембранных структур клетки, эмали и дентина зубов.

В организм человека фосфор поступает с растительной и животной пищей в виде фосфолипидов, фосфопротеинов и фосфатов. Всасывание элемента происходит при участии фермента щелочной фосфатазы, а ее активность повышает витамин D. Отмечено, что из растительных продуктов фосфор всасывается хуже, чем из животных, – соответственно 40 и 70%.

Для нормального протекания необходимо определенное соотношение солей кальция и фосфора – примерно 1:1,5.

Наибольшее количество элемента находится в молочных продуктах, особенно в сырах, а также в яйцах и яичных продуктах. Мясо и рыба являются важными источниками элемента, большие количества которого содержат также икра, шпроты и некоторые другие рыбные консервы. Высоким содержанием элемента отличаются бобовые (фасоль, горох), но в них он менее доступен. Наиболее богаты солями фосфора хрен, капуста кочанная, лук репчатый, морковь, свекла. Концентрация фосфора в некоторых продуктах приведена в табл.

Возможные сбои

При недостатке магния в пище происходит задержка всасывания кальция. Это может привести к возникновению гастрита, нарушению нейромышечной передачи, снижению функций центральной нервной системы и перистальтики желудка. Усвоение цинка в основном происходит в двенадцатиперстной кишке. Его дефицит влечет за собой снижение иммунитета, нарушение роста волос, возникновение опухолей, дерматитов. Большое количество меди всасывается в желудке, а железо абсорбируется в двенадцатиперстной кишке. Цинк, железо и кобальт ускоряют усвоение меди, а она, наоборот, тормозит всасываемость молибдена, цинка, кобальта и железа. Дисбаланс этих веществ вызывает железодефицитную анемию, мочекаменную болезнь и нарушение работы щитовидной железы. Процесс их абсорбирования нарушается, когда происходят воспалительные заболевания кишечника и слизистой желудка. В этом случае возникает дефицит микроэлементов и происходит усиленное всасывание токсичных веществ. Зная роль микроэлементов в организме человека, следует постоянно контролировать их количественный состав в крови.

Все жизненно необходимые вещества без исключения оказывают влияние на человеческий организм. Они способствуют нормальному функционированию определенных органов и систем, укрепляют защитные силы и помогают справиться с любыми недугами. В этом и заключается основное значение микроэлементов для организма человека.

Роль минеральных веществ в организме человека

В рациональном питании минеральные вещества так же незаменимы, как и белки, липиды, углеводы и витамины. При недостатке или избытке минеральных веществ в организме человека возникают специфические нарушения, приводящие к заболеваниям.

Минеральные вещества составляют относительно значительную часть человеческого тела (около 3 кг золы). В костях они представлены в виде кристаллов, в мягких тканях – в виде истинного или коллоидного раствора в соединении главным образом с белками.

Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности человека и при построении костной ткани.

Минеральные вещества поступают в организм человека с пищевыми продуктами и водой. Концентрация минеральных веществ в организме неодинакова. Если содержание одних химических элементов в тканях человека измеряется граммами, то концентрация большинства других элементов в тканях организма составляет 1 : 100 000 и ниже. Химические элементы, содержание которых исчисляется в организме человека граммами, принято называть макроэлементами, а элементы, встречающиеся в очень малых концентрациях, — микроэлементами.

С возрастом содержание минеральных веществ в тканях организма человека значительно меняется. Причем в период интенсивного роста и развития организма идет значительное нарастание содержания микроэлементов, которое постепенно замедляется или прекращается к 17 – 20 годам.

•         макроэлементы – натрий, калий, кальций, фосфор, магний, хлор, сера;
•         микроэлементы – железо, медь, марганец, цинк, йод, хром, кобальт, фтор, молибден, никель, стронций, кремний, селен и ванадий.

В микроколичествах они стимулируют биохимические процессы, но в больших количествах могут оказывать токсическое воздействие на организм.

Микроэлементы с учетом выполняемых ими функций в организме подразделяют на эссенциальные, условно эссенциальные, условно токсичные и токсичные.

К эссенциальным микроэлементам относятся: железо, кобальт, иедь, марганец, хром, селен, молибден, йод, цинк.

Условно эссенциальные микроэлементы: бор, бром, фтор, литий, никель, кремний, ванадий.

Условно токсичные и токсичные: алюминий, кадмий, свинец, ртуть, бериллий, мышьяк.

Потребность человека в воде: количество, необходимое в сутки

Присутствие ее в организме является непременным условием для осуществления процессов жизнедеятельности. Какое значение имеет вода для человека? Вода входит в состав всех органов и тканей в свободном и связанном состоянии. Она является той необходимой средой, в которой происходят все химические и физико-химические реакции и превращения веществ, связанные с их непрерывным обменом. Большинство питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности клеток и тканей, растворяется в воде. Какое ещё значение имеет вода в жизни человека и каков её объем в организме? Вода является также средой, куда переходят продукты обмена, которые должны быть выведены из организма. В организме взрослого человека вода составляет около 65% его веса.

Ежесуточная потребность человека в воде, зависит от свойств потребляемой им пищи, возраста, характера работы, климата и т. д., однако поступление воды и процессы ее выделения должны обеспечить нормальное содержание ее во всех клетках и тканях организма. Известно, например, что потеря только 10% воды в организме создает опасное для жизни положение. Количество воды, необходимое человеку в сутки – 2-2,5 л, включая жидкость, получаемую с пищей. Поэтому при определении общего количества воды, вводимой в организм, необходимо также учитывать содержание ее в продуктах и блюдах.

При заболеваниях, сопровождающихся высокой температурой, потребность в воде увеличивается. При других заболеваниях (например, сердечно-сосудистой системы) количество воды, наоборот, ограничивается. Некоторое количество воды образуется в организме за счет окисления жиров, углеводов и белков.

Излишняя вода, в умеренном количестве введенная в организм, временно накапливается, главным образом, в мышечной ткани и коже. Введение в организм человека чрезмерно больших количеств жидкости резко изменяет, процессы обмена веществ и тем самым нарушает нормальное состояние клеток и тканей организма. Поэтому при диетическом питании любого рода особенно большое значение имеет правильное потребление воды. При сахарном диабете необходим постоянный контроль над содержанием воды в организме.

Питательные вещества – белки.

Белок как питательное вещество необходим организму для поддержания метаболизма, сокращения мышц, раздражимости нервов, способности к росту, размножению, мышлению. Белок содержится во всех тканях и жидкостях организма и является важнейшим элементов. Белок состоит из аминокислот, определяющих биологическое значение того или иного белка.

Заменимые аминокислоты образуются в теле человека. Незаменимые аминокислоты человек получает извне с пищей, что говорит о необходимости контролирования количества аминокислот в пище. Недостаток в пище даже одной незаменимой аминокислоты ведет к снижению биологической ценности белков и может стать причиной белковой недостаточности, несмотря на достаточное количество содержания белка в рационе. Основным источником незаменимых аминокислот являются рыба, мясо, молоко, творог, яйца.

Кроме того, организм нуждается в растительных белках, содержащиеся в хлебе, крупах, овощах – они дают заменимые аминокислоты.

В организм взрослого человека каждый день должно поступать приблизительно 1 г белка на 1 килограмм веса тела. То есть обычному человеку, весом 70 кг в день нужно минимум 70 г белка, при этом 55% всего белка должно быть животного происхождения. Если вы занимаетесь физическими упражнениями, то количество белка должно быть увеличено до 2 грамм на килограмм в сутки.

Белки в правильном рационе незаменимы никакими другими элементами.