Основные компоненты и биологические вещества в пище. Лекция 2. Часть 2.

 

   Эти вещества имеют неорганическую природу, но влияют на жизненно важные процессы в организме человека. Их недостаток приводит к нарушениям в состоянии здоровья. Они должны ежедневно поступать с пищей.

   Качественный и количественный состав минеральных веществ в пище играет роль в деятельности нашего организма. Например, ионы кальция повышают возбудимость центральной нервной системы, и ионы магния усиливают торможение.

В зависимости от количественной физиологической потребности минеральные вещества делят на макроэлементы и микроэлементы.

 

   Макроэлементы : натрий, хлориды и калий, а также кальций, магний, фосфор, железо, сера – их необходимо от десятков и сотен миллиграммов до нескольких граммов в сутки. Важнейшая их роль – поддержание кислотно-щелочного равновесия в организме (пример важности КЩР: от уровня рН крови зависит усвоение кислорода, при снижении которого ослабевает противораковая защита ).

В норме кровь имеет слабощелочную реакцию, желудочный сок – очень кислую, тонкий кишечник – слабощелочную, толстый кишечник – слабокислую, а моча может иметь и щелочную, и кислую реакцию, в зависимости от потребляемых в пищу продуктов.

   Калий, магний и натрий обеспечивают щелочную реакцию; хлор, фосфор и сера – кислую. Мясо, рыба, яйца, хлеб и крупы содержат много минералов кислотного характера. Молочные продукты, овощи и фрукты содержат минералы преимущественно щелочного характера. Для поддержания кислотно-щелочного равновесия все эти группы продуктов должны присутствовать в ежедневном питании. Если есть преимущественно мясо, рыбу, хлеб и крупы, то организм страдает от сдвига в кислую сторону (это причина камнеобразования!).

   Макроэлементы регулируют водно-солевой обмен, поддерживают осмотическое давление в клетке и межклеточной жидкости, обеспечивают передвижение питательных веществ и продуктов обмена; также они участвуют в сокращении сердца и мышц.

 

   Натрий – важный компонент межклеточной жидкости, которая именно благодаря натрию и удерживается. Выведение натрия из организма влечет за собой удаление воды. Он также необходим для возникновения нервных импульсов, работы мышц и сердечно-сосудистой системы. Он обеспечивает растворимость многих минеральных веществ, поддержание в норме крови и лимфы, транспорт СО₂ (углекислоты), ускоряет пищеварение, важен для всасывания глюкозы. Основной источник натрия – поваренная соль, т.е. соединение натрия и хлора. Норма потребления – 4 – 6 г в сутки. Потребление выше нормы ведет к заболеваниям, возникает повышенное артериальное давление. Натрий содержится во всех продуктах питания. Без подсаливания человек с пищей получает 2 – 3 г натрия в день. Обратите внимание, что компоненты пищи и продукты питания – не одно и то же - в продуктах содержатся разные компоненты. 1г поваренной соли содержит 0,4 г натрия.

Дефицит натрия возникает при интенсивном потоотделении, хроническом поносе, травме, поражении почек, рвоте, обширных ожогах. Симптомы: вялость, сонливость, мышечная слабость, ослабление памяти.

Чаще человек сталкивается с обратной проблемой – избыточным потреблением натрия (поваренной соли), что способствует отекам, отягощает функцию почек, снижает суточное количество мочи и соответственно тормозит выведение шлаков, поддерживает повышенное кровяное давление, ведет к гипертонической болезни и инсульту.

 

Хлориды играют роль в транспорте ионов, возникновении биоэлектрических потенциалов, создании кислой среды в желудочном соке путем образования соляной кислоты. Суточная потребность – 5 – 7г. Источник – поваренная соль. 1 г соли содержит 0,6 г хлоридов.

Дефицита натрия и хлоридов не встречается. Избыток выводится с мочой. Переизбыток ведет к сдвигу равновесия в кислую сторону.

 

Калий содержится в организмах всех животных и растений. У животных и человека калий находится в крови и протоплазме клеток. Он участвует в обмене белков и углеводов, необходим для сокращения мышечных волокон, в том числе и сердца. Калий способствует выведению жидкости из организма. Он является основным участником регуляции водно-солевого обмена, осмотического давления, и кислотно-щелочного равновесия (рН крови). Калий находится внутри клетки, а натрий – в межклеточной жидкости. Обмен этих ионов между собой называется калиево-натриевым насосом и лежит в основе биоэлектрических потенциалов, нервных импульсов и мышечных сокращений. Калий регулирует проникновение питательных веществ через клеточные мембраны, необходим для выделения инсулина поджелудочной железой. Суточная доза – 2,5 – 5 г. Если употреблять менее 1 г, может возникнуть мышечная слабость, аритмии сердца, запор, тошнота и рвота. Хронический дефицит способствует развитию гипертонии и других сердечно-сосудистых заболеваний. Повышается риск заболевания раком. Источники – овощи, фрукты, цельные злаки.

Из пищи животного происхождения калий усваивается организмом человека не очень хорошо. Поэтому основную часть этого элемента организм должен получать с растительной пищей.

 

Кальций – «король макроэлементов». Его в организме человека до 2 кг, 1,5% веса тела. Основные биологические эффекты обусловлены его ионизированной формой. Такого кальция всего 1%. Он содержится в крови и тканях организма, а 99% - это депо в костях и зубах. Равновесие между ионизированной формой кальция и его депо поддерживается гуморальной системой, включающей гормоны паращитовидных и щитовидных желез, почек. Для всасывания кальция стенкой кишечника необходим витамин Д3. Кальций обеспечивает щелочную реакцию в тканях и крови, что дает большее усвоение кислорода (увеличение рН крови всего на 0,15% увеличивает процент усвоения кислорода на 65%). В 1932 году Отто Варбург получил Нобелевскую премию по химии, доказав, что процесс развития рака является анаэробным, т.е. при низком содержании кислорода в крови. Связь кальция и кислорода очевидна.

Кальций образует минеральную основу костного скелета и зубов. Кости выполняют опорную функцию для тела и функцию депо кальция. Организм поддерживает постоянный уровень кальция в крови, забирая его из костей (уменьшение роста на 3 см, остеопороз, остеохондроз, шпоры, климакс и т.д.)

У взрослого человека за сутки из костей выводится до 700 мг кальция и столько же откладывается в них вновь. За 10 лет скелет полностью обновляется. Кроме вышеизложенного кальций нужен для

-          сокращения всех мышц (магний, антагонист кальция – для расслабления)

-          нормального ритма работы сердца

-          проведения импульсов по нервным волокнам проводящей системы сердца

-          тонуса сосудов

-          свертывающей системы крови

-          передаче импульсов от головного мозга ко всем внутренним органам и мышцам

-          и даже для воспроизведения потомства (оплодотворение возможно только при наличии в хвостике сперматозоида иона кальция).

Кроме того, кальций улучшает функцию печени, активизирует липазу.

Суточная потребность взрослого человека – 800 мг. Дети, подростки, беременные и кормящие женщины нуждаются в более высоких дозах поступления кальция:

-          до 1 года – 240 – 250 мг,

-          от 1 года до 7 лет – 800 – 1200 мг

-          от 7 до 17 лет – 1100 – 1200 мг

-          беременным и кормящим – 1500 – 2000 мг

У женщин в климактерическом возрасте значительно уменьшается содержание в крови эстрогенов – женских половых гормонов, что способствует вымыванию кальция из костей, поэтому суточная потребность в нем увеличивается до 1200 мг. Длительный недостаток кальция вызывает разрежение и уменьшение прочности костной ткани – остеопороз (примеры остеопороза: «вдовий горб», «шпоры», переломы, деформации суставов, кариес, выпадение зубов), а также ведет к угнетению иммунитета, склонности к аллергическим реакциям, повышению риска раковых заболеваний.

Избыток кальция удаляется из организма, но в некоторых случаях может привести к отложению его в почках, мочевыводящих путях и сосудах. Кальций – трудноусваиваемый элемент, т.к. углекислые и фосфорные соли кальция плохо всасываются в кишечнике. Наилучшим образом он усваивается из молока и молочных продуктов. Усвоению кальция способствует белковая пища, а снижение белка в рационе снижает всасывание этого элемента. Именно поэтому белковая пища, обогащенная кальцием – особенно молоко и молочные продукты – является биологически более полноценной. Кальций также плохо усваивается при недостатке витамина Д, избытке жирных кислот, фитина зерновых продуктов, избытке щавелевой кислоты, содержащейся в шпинате, щавеле и свекле. Всасыванию кальция способствуют белки, молочная лактоза, лимонная кислота.

Физическая активность и ультрафиолет солнца способствует задержке кальция в организме и предупреждают остеопороз.

Кальций препятствует всасыванию тяжелых металлов, загрязняющих пищу, таких как свинец, кадмий, поэтому на вредных производствах в качестве защитной меры дают молоко.

Правильное соотношение кальция, натрия и калия способствует поддержанию нормального артериального давления.

 

 

   Фосфор. Важное значение имеет соотношение кальция и фосфора. Избыток фосфора может извлекать кальций из костей. Оптимальное для усвоения кальция соотношение «кальций:фосфор» для взрослых - 1:1,5, для детей – 1,5 – 1,2:1. Даже незначительный дефицит фосфора в организме приводит к остеопорозу (рассасыванию костной ткани), снижению умственной и физической работоспособности. Академик Ферсман назвал фосфор «элементом жизни и мысли».

   В организме человека содержится примерно 1 кг фосфора. Большая часть его находится в скелете, меньшая – в мышцах и нервной системе, в том числе в тканях головного мозга. Фосфорорганические соединения необходимы для обмена углеводов, сокращения мышц, которые черпают энергию из самого энергоемкого в живой природе вещества – аденозинтрифосфата (АТФ). Избыток фосфора в организме возникает при несбалансированном питании, при недостатке кальция. Это бывает при преимущественном питании мясными, рыбными и зерновыми продуктами. Избыток фосфора тормозит всасывание кальция, угнетает образование витамина Д3, нарушает функцию паращитовидных желез, что, в свою очередь, ухудшает обмен кальция, вследствие чего этот элемент откладывается в почках (мочекаменная болезнь), мышцах, сосудах.

   Суточная потребность – 1200 мг. Пищевой дефицит практически не встречается. Серьезной проблемой является излишнее поступление фосфора при неправильном питании. Длительный его избыток нарушает обмен кальция и повышает риск развития мочекаменной болезни и отложения кальция в сосудах.

 

 

   Магний. Играет важную роль в передаче нервного возбуждения, , стимуляции двигательной функции кишечника, желчеотделении, выведении холестерина из кишечника, расширении сосудов, поддержании в здоровом состоянии сердца и системы кровообращения. Участвует в обмене углеводов и фосфора. В костях содержится 25 г магния. Организм при необходимости использует его из костного депо. Суточная потребность – 400 мг. Недостаток магния – одна из причин заболеваний сердечно-сосудистой системы и рака. Дефицит магния вызывает депрессию, апатию, мышечную слабость, судороги, приводит к усиленному отложению кальция в стенках сосудов, сердечной мышце, почках. Оптимальное соотношение «кальций – фосфор – магний» - 1 : 1,5 : 0,5

 

 

   Сера входит в состав многих ферментов и аминокислот, поддерживает здоровый вид кожи, волос и ногтей, участвует в образовании инсулина – гормона поджелудочной железы. Суточная потребность – 1000 мг. Серы содержится много в обычных продуктах, дефицит встречается редко. Основные ее источники – это продукты с высоким содержанием белков – мясо, рыба, сыр, творог, яйца, бобовые, крупы и хлеб.

 

   Кремний – составная часть соединительной ткани, костей, хрящей, кровеносных сосудов. Способствует утилизации кальция костной тканью, улучшает синтез белков коллагена т кератина. Необходим для здорового состояния кожи, ногтей, волос. Суточная потребность – 20 – 30 мг. Источники: питьевая вода, корнеплоды, отруби пшеничные и рисовые.

 

   Железо. Входит в состав гемоглобина, белка красных кровяных телец, в состав миоглобина – белка мышц. Диетическое и недиетическое мясо (кролик – заяц, свинья – кабан, левая и правая нога курицы) отличается по содержанию миоглобина – в мясе диких животных его больше, в мясе домашних животных – меньше. Главная функция железа в организме – кроветворная. Депонируется железо в костном мозге, печени, селезенке. Запасы его в теле человека составляют около 1 г. Суточная потребность для мужчин – 10 мг, для женщин детородного возраста – 18 мг. Дефицит железа ведет к малокровию. Он чаще встречается у детей, подростков и женщин детородного возраста. Железо плохо всасывается в кишечнике. Лучше всасывается из животных продуктов, а витамин С облегчает его всасывание. Фитиновые соединения, содержащиеся в отрубях злаков, оксалаты шпината и ревеня, танины чая и кофе ухудшают всасывание железа.

 

Наиболее богаты железом печень, колбасы с добавлением крови, морепродукты, бобовые, гречневая крупа и пшеница.

 

Микроэлементы требуются организму в количестве от нескольких микрограммов до нескольких миллиграммов. В теле человека содержатся все элементы таблицы Менделеева. Каждый из них играет свою роль; недостаток или избыток приводит к различным заболеваниям. Наиболее важные из них – цинк, марганец, медь, фтор, хром, молибден, йод, селен, кобальт.

 

   Цинк входит в состав 200 ферментов. Он необходим для нормальной работы гипофиза, пожделудочной железы, половых желез, нормализует жировой обмен, предупреждает жировое перерождение печени, участвует в делении клеток и росте организма, поддерживает иммунитет, умственные способности и интеллект. Цинк можно назвать мужским микроэлементом, важно достаточное его поступление в организм беременной женщины для правильного формирования половых органов мальчика. Детям и подросткам цинк необходим для нормального роста яичек, полового члена и для полового созревания. Взрослым мужчинам для нормальной потенции и выработки спермы. Суточная потребность – 10 – 15 мг.

Источники: печень, мясо, морепродукты, отруби злаковых. Лучше усваивается из продуктов животного происхождения. Поскольку цинк имеет важное значение для роста тела в длину, то особенно важно включать животные продукты в рацион детей.

 

   Марганец участвует в образовании костной ткани, кроветворении, регулирует содержание сахара в крови, необходим для выработки естественного противовирусного агента – интерферона, входит в состав антиоксидантных ферментов. Суточная потребность – 5 – 10 мг. Источники: кофе, чай, какао, крупа овсяная, шоколад, соя, орехи, фасоль, хлеб, крупа гречневая и пшенная, свекла, укроп, малина, смородина.

 

   Медь – второй по важности элемент для кроветворения после железа, активно участвует в синтезе гемоглобина, необходим для образования костной ткани, эластичности кожи, пигментации волос. Суточная потребность – 2000 мкг. При недостатке меди развивается анемия, поседение волос, кишечные расстройства, повышается риск онкологических заболеваний, снижается устойчивость к инфекциям. Источники: печень, морепродукты, крупы, бобовые, орехи.

 

   Фтор необходим для костеобразования, формирования дентина и эмали зубов. Накапливается в эмали зубов и костях. Суточная потребность – 500 – 1000 мкг. Недостаток ведет к кариесу, остеопорозу. Основной источник – питьевая вода. Нормальная вода содержит 1 мг фтора в 1 литре. Фтор есть в морепродуктах и чае. При высоком содержании фтора развивается флюороз – поражние зубов, костей, нервной и эндокринной систем.

 

   Молибден. Необходим для обмена железа, удаляет излишки меди из организма, поддерживает потенцию у мужчин. Суточная потребность – 500 мкг. Источники: гречневая крупа, бобовые, печень, яйца, отруби злаковых, хлеб.

 

   Хром. Участвует в обмене углеводов и жиров, в образовании инсулина, входит в состав ферментов, снижающих уровень сахара, жиров и холестерина в крови. Суточная потребность – 200 – 250 мкг. Его недостаток ведет к развитию атеросклероза, сахарного диабета, кариеса зубов. Дефицит хрома возникает из-за употребления в пищу рафинированных продуктов, сахара, кондитерских изделий. Источники: рыба и морепродукты, мясные субпродукты, бобовые, отруби злаковых.

 

    Йод. Необходим для образования гормонов щитовидной железы. Суточная потребность – 100 – 200 мкг. За всю жизнь человек должен потребить всего 3 – 5 г йода – около 1 чайной ложки. Дефицит йода вызывает эндемический зоб – увеличение щитовидной железы. Это часто бывает в местностях, где в почве содержится мало йода. В йоддефицитных районах у женщин нарушается репродуктивная функция, увеличивается количество выкидышей и мертворождений. Дефицит йода у детей ведет к отставанию роста и умственного развития. У взрослых ослабевает интеллектуальная функция, снижается умственная и физическая трудоспособность, развивается ожирение, мастопатия, увеличивается риск онкологических заболеваний. Источники: морские водоросли, салат латук, морская рыба, креветки, кальмары, моллюски, йодированная соль.

 

   Селен. Необходим для образования белков, входит в состав важнейшего фермента-антиоксиданта, поддерживает нормальную работу печени, укрепляет иммунитет, усиливает поглощение йода щитовидной железой. Суточная доза – 50 – 200 мкг. Часто регионы, где в почве дефицит йода, одновременно имеют дефицит и по селену. Там же отмечается высокая онкологическая заболеваемость. Дефицит селена приводит к развитию артрозов, анемий, частым инфекционным заболеваниям, бронхиальной астме, кожным заболеваниям, к снижению функции щитовидной железы. Источники: дрожжи, чеснок, яйца, печень, рыба, и другие морепродукты, зерновые продукты (в зависимости от содержания селена в почве).

 

   Кобальт. Участвует в кроветворении путем активации образования красных кровяных телец и гемоглобина, служит исходным материалом при синтезе микрофлорой кишечника витамина В12, снижает артериальное давление и расширяет коронарные сосуды сердца. Суточная потребность – 100 – 200 мкг. Дефицит кобальта вызывает анемию, повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Источники: печень, пшеница, гречка, кукуруза, редис, земляника, черная смородина, капуста, чай.

  

   Витамины и минералы должны поступать с пищей ежедневно круглый год. Организм способен запасать только витамины А и Д; частично восполняются микрофлорой кишечника лишь витамины К, В6, В9 и В12. Из минералов запасаются только кальций, магний и железо. Поэтому бесполезен совет: «Ешьте летом и осенью побольше фруктов и овощей, запасайтесь витаминами на зиму». Наш организм использует сразу поступившие витамины и минералы, а излишки быстро выводит. Следует помнить, что запасы организма вовсе не безграничны, а расходование костного депо кальция без постоянного его поступления ведет к остеопорозу.

Передозировка витаминов, макро- и микроэлементов из пищи невозможна, за исключением натрия, хлора и фосфора.