Гигиеническая характеристика микронутриентов: минеральные вещества и микроэлементы, их значение в питании.

Минеральные вещества в зависимости от их содержания в организме и пищевых продуктах подразделяют на макро- и микроэлементы, а такжеультрамикроэлементы. К макроэлементам относятся кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор и сера. Микроэлементы содержатся в организме и продуктах в очень малых количествах. В настоящее время 14 микроэлементов признаны необходимыми для жизнедеятельности: железо, медь, марганец, цинк, кобальт, йод, фтор, хром, молибден, ванадий, никель, стронций, кремний, селен. К ультрамикроэлементам относятся золото, свинец, ртуть, радий и др.

Значение минеральных веществ в питании человека очень многообразно:

Минеральные вещества в организме входят в комплекс веществ, составляющих живую протоплазму клеток, в которой основным веществом является белок.

Минеральные вещества входят в состав всех межклеточных и межтканевых жидкостей, обеспечивая им необходимые осмотические свойства.

Минеральные вещества в большом количестве входят в состав опорных тканей, костей скелета и в состав таких тканей, как зубы, в которых необходима и твердость, и особая прочность.

Минеральные элементы входят в состав некоторых эндокринных желез (йод — в состав щитовидной железы, цинк — в состав поджелудочной железы и тканей половых желез).

Минеральные вещества входят в состав некоторых сложных органических соединений (железо — в состав Нв, фосфор — в состав фосфатидов и т.д.).

В виде ионов минеральные вещества участвуют в передаче нервных импульсов.

Минеральные вещества обеспечивают свертывание крови.

Натрий Натрий и хлор (Na, Cl) поступают в организм в основном в виде натрия хлорида (поваренной соли). Натрий имеет большое значение во внутриклеточном и межтканевом обмене веществ, регуляции кислотно-основного состояния и осмотического давления в клетках, тканях и крови. Участвуя в водном обмене, он способствует накоплению жидкости в организме, активирует пищеварительные ферменты. Хлор участвует в регуляции осмотического давления и водного обмена, образовании соляной кислоты желудочного сока.

-Натрия много в продуктах, к которым добавлен натрия хлорид. Богаты натрием минеральные воды типа боржома, ессентуки № 4 и № 17 и др. Мало натрия в овощах и фруктах, некоторых молочных продуктах и крупах.

-В практике, особенно при необходимости ограничения натрия хлорида в диетах, надо знать его содержание в продуктах.

Норма – 15 г/сут.

Калий

-Калий (К) играет большую роль во внутриклеточном обмене, в регуляции водно-солевого обмена, осмотического давления, кислотно-основного состояния. Он необходим для нормальной деятельности мышц, в частности сердца. Калий способствует выведению из организма воды и натрия. Он активирует ряд ферментов и участвует в важнейших обменных реакциях.

-Потребность в калии — 2-4 г в день. Больше всего калия поступает в организм с растительными продуктами, мясом, морской рыбой. В растительных продуктах, в отличие от животных, калия во много раз больше, чем натрия. «Калиевые» диеты при гипертонической болезни, недостаточности кровообращения и некоторых болезнях почек с отеками включают в основном растительные продукты, в частности блюда из овсяной крупы, сухофруктов, печеный картофель. Потребность в калии увеличивается при применении мочегонных препаратов и гормонов коры надпочечников, частых рвотах и поносах, обильном потоотделении. Количество калия уменьшают в диетах при недостаточной функции надпочечников (болезнь Аддисона).

Оптимальное соотношение Na:K = 2:1.

Кальций (Са)

-Кальций (Са) формирует костную ткань, участвует в процессах возбудимости нервной ткани, сократимости мышц и свертывания крови, уменьшает проницаемость сосудов. Он является необходимой составной, частью ядра и мембран клеток, клеточных и тканевых жидкостей. Влияет на кислотно-основное состояние организма, оказывая при этом «щелочное» действие, активирует ряд ферментов и гормонов. Ему свойственно противовоспалительное действие и уменьшение явлений аллергии.

-Кальций всасывается из кишечника в виде комплекса с жирными и желчными кислотами. Недостаток и избыток жиров в пище ухудшает усвоение кальция. Избыток жиров, особенно содержащих много насыщенных жирных кислот (баранье, говяжье сало, кулинарные жиры), образует невсасывающиеся кальциевые мыла. Кальций хорошо усваивается, если на 1 г жира пищи приходится около 10 мг кальция.

Источники – молочные продукты, бобы, овощи с зелеными листьями. Максимальное усвоение кальция происходит при соотношениях Ca : P = 1:1-1,5 и Ca : Mg = 1:0,5. Норма Ca для взрослых – 800 мг/сут., для детей до 1000 мг, норма для беременных и кормящих матерей 1200 мг и более .

Фосфор

-Фосфор (Р) принимает участие во всех процессах жизнедеятельности организма, но особое значение они имеют в обмене веществ и функции нервной и мозговой ткани, мышц, печени, почек, в образовании костей, ферментов, гормонов, активных форм витаминов группы B. Входит в состав нуклеиновых кислот - носителей наследственности и аденозинтрифосфорной кислоты - накопителя энергии.

-Лучшим источником фосфора являются животные продукты, зерновые, бобовые. Из животных продуктов всасывается в кишечнике 70% фосфора, из растительных — 40%. Замачивание круп и бобовых перед кулинарной обработкой улучшает усвоение фосфора.

-Суточная потребность в фосфоре для взрослых — 1,2 г; при беременности и кормлении грудью — 1,5-1,8 г.

-Содержание фосфора в диете увеличивают при туберкулезе, заболеваниях нервной системы, переломах и заболеваниях костей.

Магний

Магний (Мg) активирует ферменты углеводного и энергетического обмена, участвует в костеобразовании, нормализует возбудимость нервной системы и деятельность мышц сердца. Он оказывает антиспастическое и сосудорасширяющее действие, стимулирует двигательную Функцию кишечника и желчеотделение, способствует выведению холестерина из кишечника.

-Магнием богаты растительные продукты. Для обогащения им диеты используют пшеничные отруби, орехи, сухофрукты, некоторые крупы и овощи, бобовые, нерыбные продукты моря. Усвоение магния нарушается при одновременном избыточном поступлении с пищей жиров и кальция, так как для всасывания из кишечника нужны желчные кислоты.

Стронций – антагонист кальция. При недостатке в рационе кальция (и избытке стронция) происходит задержка стронция в костной ткани, что нарушает процессы оссификации («стронциевый рахит» животных и «уровская болезнь» жителей эндемичных по стронцию местностей; выражаются в размягчении эпифизарной части трубчатых костей и остеопорозе костной ткани).

Железо

-Железо (Fe) необходимо для нормального кроветворения и тканевого дыхания. Оно входит в состав гемоглобина эритроцитов, доставляющего кислород к органам и тканям, миоглобина мышц, ферментов, обеспечивающих процессы дыхания клеток.

-Роль отдельных продуктов как источников железа определяется не только его количеством, но и степенью усвоения организмом. Поступившее с пищей железо частично всасывается из кишечника в кровь. Лучше всего всасывается железо гемоглобина и миоглобина, т. е. крови и мышц, поэтому мясо животных и птиц, мясные субпродукты являются лучшими источниками железа.

Максимальное всасывание железа в кишечнике из пищевых продуктов следующее: молочные продукты и яйца - 5%, зерновые (крупа, хлеб), бобовые, овощи и фрукты - 5-10%, рыба - 15%, мясо - 30%.

-Всасыванию железа способствуют лимонная и аскорбиновая кислоты и фруктоза, которые содержатся во фруктах, ягодах, их соках. Так, при питье фруктового сока увеличивается усвоение железа из яиц и хлеба. В зерновых и бобовых продуктах и некоторых овощах содержатся фосфаты, фитины и щавелевая кислота, препятствующие всасыванию железа. При добавлении мяса или рыбы к этим продуктам усвоение железа улучшается, при добавлении молочных продуктов — не меняется, при добавлении яиц — ухудшается. Подавляет усвоение железа крепкий чай.

-При дефиците железа в организме ухудшается клеточное дыхание, что ведет к дистрофии тканей и органов и нарушению состояния организма еще до развития анемии. Выраженный дефицит железа ведет к гипохромной анемии. Причиной этих состояний является недостаточное поступление железа с пищей или преобладание в рационе продуктов, из которых оно плохо усваивается.

-Развитию железодефицитных состояний способствует недостаток в питании животных белков, витаминов, кроветворных микроэлементов. Дефицит железа в организме возникает при острых и хронических кровопотерях, заболеваниях желудка, кишечника, глистных инвазиях.

Источники легко усвояемого железа - продукты животного происхождения (мясо, печень, птица, яйца, рыба, сыр, овощи и фрукты). Норма для мужчин 10 мг/сут, для женщин 18 мг/сут.

Хром (III)

-Хром. Содержание хрома в организме взрослого человека меньше, чем многих других микроэлементов, и составляет лишь 6-12 мг. Значительное (до 2 мг) количество хрома сконцентрировано в коже, а также в костях и мышцах. С возрастом содержание хрома в организме в отличие от других микроэлементов прогрессивно снижается.

-Хром участвует в регуляции углеводного и липидного обмена, в поддержании нормальной толерантности к глюкозе. Заметна его роль в регуляции метаболизма холестерина. Введение хрома пациентам в ряде случаев вызывает выраженное снижение уровня холестерина в крови.

-Хром является активатором ряда ферментов (фосфоглюкомутазы, трипсина и др.). Очень высокое содержание хрома обнаружено в некоторых нуклеопротеидных фракциях, однако роль хрома в метаболизме нуклеиновых кислот остается неясной.

-Хром содержится в продуктах питания в довольно низких концентрациях. При обычном смешанном питании он поступает в организм в количестве, незначительно превышающем нижнюю границу физиологической потребности взрослых людей в данном микроэлементе.

Источники - пивные дрожжи, яичный желток, устрицы.

Йод

-Йод (I). В организме взрослого человека содержится 20-50 мг йода, из которых около 8 мг сконцентрировано в щитовидной железе. Йод, содержащийся в воде и пищевых продуктах в виде неорганических йодидов, быстро всасывается в кишечнике.

-Йод - единственный из известных в настоящее время микроэлементов, играющих активную роль в биосинтезе гормонов. Он участвует в образовании гормона щитовидной железы - тироксина. До 90% циркулирующего в крови органического йода приходится на долю тироксина. Этот гормон контролирует состояние энергетического обмена, интенсивность основного обмена и уровень теплопродукции. Он активно воздействует на физическое и психическое развитие, дифференцировку и созревание тканей, участвует в регуляции функционального состояния центральной нервной системы и эмоционального тонуса человека, влияет на деятельность сердечно-сосудистой системы и печени.

-Тироксин взаимодействует с другими железами внутренней секреции (в особенности с гипофизом и половыми железами), оказывает выраженное влияние на водно-солевой обмен, обмен белков, липидов и углеводов, усиливая метаболические процессы в организме.

-Недостаточность йода у человека приводит к развитию эндемического зоба, что свидетельствует о нарушении синтеза тироксина и угнетении функции щитовидной железы. Это заболевание имеет типично эндемический характер и возникает лишь в тех местностях, где содержание йода в почве, воде и местных пищевых продуктах заметно снижено.

-Возникновение заболевания связано с уровнем содержания в почве и местных пищевых продуктах марганца, фтора, кобальта и других микроэлементов, а также кальция и фосфора. Большое значение в распространении зоба имеют общая неполноценность питания и недостаточность в пищевом рационе белка и жира.

-В районах йодной недостаточности эндемическим зобом в наибольшей степени поражаются дети школьного возраста, юноши и девушки в период полового созревания, у которых происходит перестройка эндокринной системы.

-Йод распространен в природе неравномерно. Наибольшие его количества сконцентрированы в морской воде, в воздухе и почве приморских районов, где и отмечается наиболее высокое содержание йода в местных растительных продуктах (зерновые, овощи, картофель, фрукты) и в продуктах животного происхождения (мясо, молоко, яйца). По мере удаления от моря содержание йода во внешней среде постепенно снижается.

-Наименьшим содержанием йода во внешней среде отличаются горные районы, где вода, почва, воздух и местные пищевые продукты крайне обеднены йодом.

-Физиологическая потребность в йоде составляет 100-150 мкг в сутки. Содержание йода в одних и тех же продуктах значительно колеблется в зависимости от его концентрации в почве и воде в данной местности.

-Исключительно высоко содержание йода в морских водорослях (до 160-800 мг/100 г в сухой ламинарии, 200-220 мг/100 г в сухой морской капусте). Большое количество йода обнаружено в морской рыбе и продуктах моря.

-Содержание йода в мясе, молочных продуктах составляет в среднем около 7-16 мкг/100 г съедобной части.

-Хранение и кулинарная обработка пищевых продуктов ведут к значительным потерям (до 65%) йода. При использовании йодированной соли для приготовления блюд потери при тепловой обработке составляют 22-60%.

Медь(Cu)участвует в построении ряда ферментов и белков. Велика роль меди в обеспечении физиологических и биохимических процессов при физических нагрузках. Она связана с участием этого микроэлемента в регуляции процессов биологического окисления и генерации АТФ, в синтезе важнейших соединительнотканных белков (коллагена и эластина) и в метаболизме железа.

-Медь - кроветворный микроэлемент, активно участвующий в синтезе гемоглобина и образовании других железопорфиринов. Функция меди в синтезе гемоглобина тесно связана с функцией железа. Медь необходима для превращения поступающего с пищей железа в органически связанную форму, а также для стимуляции созревания ретикулоцитов и превращения их в эритроциты. Кроме того, она способствует переносу железа в костный мозг.

-Суточная потребность в меди составляет около 80 мкг/кг для детей раннего возраста, 40 мкг/кг для более старших детей и 30 мкг/кг для взрослых. Среди продуктов питания содержание меди наиболее высоко в печени, а также в продуктах моря, зернобобовых, гречневой, овсяной, перловой крупе, орехах, картофеле, абрикосах, грушах, крыжовнике и очень низко в молоке и молочных продуктах.

Селен необходим для активности глутатионпероскидазы. Недостаток приводит к ювенильной кардиомиопатии (болезнь Кешана). Источники - морские водоросли.

Цинк

-Цинк (Zn) в организме взрослого человека содержится достаточном количестве (2-3 г). Основная часть цинка сосредоточена в костях и коже. Уровень цинка наиболее высок в сперме и предстательной железе. Высока его концентрация в костях, волосах; во внутренних органах она значительно меньше.

-Биологическая роль цинка определяется его необходимостью для нормального роста, развития и полового созревания, поддержания репродуктивной функции, для кроветворения, вкусовосприятия и обоняния, нормального течения процессов заживления ран. Необходим для нормальной функции гипофиза, поджелудочной железы, семенных и предстательных желез.

-Воздействует на активность гормонов гипофиза, надпочечников и поджелудочной железы. Под влиянием его соединений усиливается активность гонадотропных гормонов гипофиза. Установлено участие цинка в реализации биологического действия инсулина: имеются данные, свидетельствующие, что гипогликемическое действие инсулина зависит от цинка, который постоянно присутствует в инсулине.

-Цинк обладает липотропными свойствами, нормализуя жировой обмен, повышая интенсивность распада жиров в организме и предотвращая ожирение печени.

-Активная роль цинка в регуляции обмена углеводов и жиров определяет его высокую значимость в питании спортсменов и физкультурников, особенно при нагрузках аэробного характера, и лиц, страдающих избыточной массой тела и диабетом.

-С пищей взрослый человек должен получать 10-22 мг цинка в сутки, беременные женщины 10-30 мг, кормящие женщины 13-54 мг. Наибольшая потребность в цинке появляется в период интенсивного роста, полового созревания, при физических нагрузках. Основные пищевые источники цинка: мясо, птица, твердые сыры, зерновые, бобовые. Высок уровень цинка в креветках и орехах. Молоко и молочные продукты бедны цинком.

Марганец

-Марганец (Mg) в организме взрослого человека содержится в количестве 12-20 мг. Его уровень особенно высок в мозге, печени, почках, поджелудочной железе.

-Марганец необходим для нормального роста, поддержания репродуктивной функции, процессов остеогенеза, нормального метаболизма соединительной ткани. Участвует в регуляции углеводного и липидного обмена, активно стимулирует биосинтез холестерина.

-Важной стороной биологического действия марганца являются его липотропные свойства. Он предупреждает ожирение печени и способствует общей утилизации жира в организме. Марганец тесно связан также с процессами синтеза белка и нуклеиновых кислот. Установлена связь этого микроэлемента с функцией эндокринных систем, его влияние на половые железы, половое развитие и размножение.

Достоверные сведения о физиологической потребности человека в марганце отсутствуют. Предполагают, что минимальная суточная потребность взрослого человека в марганце составляет 2-3 мг, а рекомендуемый уровень его потребления 5-10 мг.

Источники - мясные, молочные продукты, рыба, морепродукты, грецкие орехи, чай, какао, шоколад.

Кобальт

-Кобальт — один из важнейших микроэлементов, участвующих в кроветворении. Он задействован в процессах образования эритроцитов и гемоглобина и таким образом стимулирует кроветворение. Является основным исходным материалом при эндогенном синтезе в организме витамина В12. В наибольшем количестве кобальт содержится в поджелудочной железе.

-Кобальт распространен в природных пищевых продуктах в небольших количествах, однако при смешанном рационе питания его оказывается достаточно, чтобы удовлетворить потребность организма. Этот микроэлемент содержится в воде (речная, озерная, морская), в морских растениях, в организме рыб и животных. Потребность организма в кобальте еще не установлена (ориентировочно 100-200 мкг/сут).

Фтор

-Фтор (F). Физиологическая роль фтора значительна в костеобразовании и процессах формирования дентина и зубной эмали. Достаточное потребление человеком фтора необходимо для предотвращения кариеса зубов и остеопороза.

-Фтор неравномерно распределен в организме. Его концентрация в зубах составляет 246-560 мг/кг, в костях 200-490 мг/кг, а в мышцах не превышает 2-3 мг/кг. Фтор играет также важную роль в костеобразовании и нормализует фосфорно-кальциевый обмен. С возрастом количество фтора в организме (главным образом в костях) увеличивается. Отложение фтора в зубной эмали происходит в основном в детском возрасте в процессе формирования и роста постоянных зубов.

-Суточная потребность во фторе точно не установлена. Для организма в равной мере неблагоприятны как избыток, так и недостаток поступления фтора, оптимум потребления фтора очень ограничен. Избыточное поступление в организм фтора вызывает развитие флюороза, проявляющегося крапчатостью зубной эмали.

-Флюороз — эндемическое заболевание, возникающее в тех местностях, где содержание фтора в воде превышает 2 мг/л.

-Недостаточное поступление фтора в организм приводит к поражению зубов, выражающемуся в интенсивном развитии зубного кариеса, поражении зубной эмали, хрупкости зубов.

-Фтора много в морской рыбе и продуктах моря, чае. Молочные продукты, фрукты и большинство овощей бедны фтором.

Никель.

Биологическая роль никеля выяснена недостаточно. В его биологическом действии отмечается много общего с кобальтом в отношении стимулирования процессов кроветворения. Никель содержится в больших количествах в растительных продуктах, произрастающих на почвах «никелевых» районов, в морской, речной и озерной воде, в организме наземных и большинства морских животных и рыб. Особенно много его в печени, поджелудочной железе и гипофизе. Потребность в никеле не установлена

Основные пути поступления, содержание в пищевом рационе и суточная потребность в основных микроэлементах