МІКРОЕЛЕМЕНТИ

Мікроелементи спричинюють значний вплив на хід та спрямованість процесів обміну, вступають у взаємодію з білками і утворюють металоорганічні комплекси. Оскільки усі процеси обміну речовин, за своєю суттю є ферментними реакціями, то зв’язок мікроелементів з такими реакціями є найважливішою їх функцією. Отже, властивістю мікроелементів є їх специфічність.

Нині відомо близько 50 мінеральних елементів, які постійно є в організмі людини і тварин, 26 з них є життєво необхідними, 14 – віднесені до мікроелементів (залізо, мідь, цинк, кобальт, марганець, хром, нікель, селен, кремній, ванадій, олово, молібден, фтор, йод), оскільки їх концентрація в організмі не перевищує 0,01 %.

Багато мікроелементів забезпечують біохімічні функції гормонів (йод, хром, біологічними субстратами яких є відповідно тироксин, трийодтиронін та інші), вітамінів (кобальт, селен, біологічними субстратами яких є вітамін В₁₂ і токоферол), металоферментів (цинк, мідь, марганець, молібден, хром, селен), активаторів ферментів (цинк, марганець, молібден, хром, нікель).

Під час дослідів на тваринах встановлено незамінність миш’яку, титану, літію. Встановлено, що при дефіциті миш’яку в раціоні у тварин порушується репродуктивна функція, а при нестачі кремнію – утворення хрящової та кісткової тканин. Титан необхідний для формування шерсті, волосся, для процесів росту та диференціації скелета тварин. Літій активує синтез ДНК в епітеліальних клітинах молочної залози.

Велике значення має не тільки абсолютний вміст мікроелементів у продуктах, а й їх засвоюваність. Засвоєння окремих мікроелементів (наприклад, кобальту, йоду) залежить від їх вмісту в специфічних хімічних сполуках (вітаміни, гормони та ін.). Так, хром у вигляді глюкозотолерантного фактора резорбується значно ефективніше, ніж тривалентний хром, а шестивалентний хром зовсім не засвоюється.

Залізо. Істинний кровотворний елемент. Понад 60 % заліза, яке міститься в організмі людини, сконцентровано в гемоглобіні. Залізо бере участь у перенесенні кисню, який надходить з повітря, в тканини організму, в окисних процесах, входить до складу багатьох окисних ферментів (пероксидази, цитохромів, цитохромоксидази та ін.), протоплазми і клітинних ядер, 20 % заліза знаходиться в «депо».

При дефіциті заліза спостерігається зменшення концентрації гемоглобіну та кількості еритроцитів у крові, рівня заліза в сироватці крові, зниження активності залізовмісних білків та ферментів в органах і тканинах і, як наслідок, виникає залізодефіцитна анемія. Здебільшого вона буває у дітей на першому році життя у зв’язку з вичерпанням запасів заліза в організмі і недостатнім його надходженням з їжею, адже в материнському молоці, молочних продуктах та сумішах міститься мало заліза.

У нормі всмоктується лише близько 10 % заліза, яке надходить з їжею. Проте при зменшенні його запасів в організмі резорбція збільшується до 70-80 %.

У здорових людей рівень засвоєння заліза коливається залежно від типу харчування: від 1 % при рослинному до 10-25 % при м’ясному. Незначне засвоєння заліза з рослинних продуктів свідчить про наявність у них інгібіторів засвоєння (філати та фосфати рослинних продуктів). Гальмують засвоєння заліза чай, яйця. Вважають, що таніни чаю утворюють фелатні сполуки із залізом, і це знижує їх резорбцію в кишках. Мале засвоєння заліза із яєць пов’язане, очевидно, з наявністю фосфопротеїнів у жовтках. Засвоєння заліза збільшується при додаванні аскорбінової кислоти в продукти харчування, а також при включенні в раціон фруктів. Добова потреба в залізі становить для чоловіків 15 мг, для жінок – 18 мг.

Залізо – широко розповсюджений елемент. Він міститься в субпродуктах, м’ясі, яйцях, квасолі, овочах, ягодах, хлібопродуктах. Однак у легкозасвоюваній формі залізо міститься тільки в м’ясних продуктах, печінці, яєчному жовтку.

Мідь. Є другим після заліза кровотворним біомікроелементом. Вона необхідна для перетворення неорганічного заліза, яке надходить з їжею, в органічно зв’язану форму, для стимуляції дозрівання ретикулоцитів (молодих форм еритроцитів) і перетворення їх на зрілі форми – еритроцити, а також для перенесення заліза до кісткового мозку.

Про участь міді в тканинному диханні свідчить існування ферментів, які містять мідь (цитохромоксидаза, церулоплазмін та ін.).

При дефіциті міді в організмі людини порушуються резорбція та використання заліза, що призводить до анемії; змінюється біосинтез фосфоліпідів, внаслідок чого виникає порушення утворення оболонки нервових волокон; порушується процес кісткоутворення, що призводить до змін у формуванні скелета; змінюється утворення кератину та пігменту волосся, що спричиняють виникнення дефектів волосся (втрата забарвлення та кучерявості, облисіння); порушується утворення двох простих білків – колагену і еластину. Це призводить до зменшення маси серцевого м’яза (атрофія) і розростання сполучної тканини (фіброз) у серцевому м’язі, до розривів судин, порушення серцево-судинної діяльності і навіть до раптової смерті.

Мідь міститься у тваринних і рослинних продуктах. Найбільше її в печінці (3000-3800 мкг на 100 г), сирі (700 мкг), рибі, м’ясі, яйцях (130-210 мкг на 100 г). Багато міді також у зернових продуктах (хліб, крупи – 260-640 мкг на 100 г).

Добова потреба в міді дорослих людей і дітей становить 2–3 мг.

Кобальт – третій мікроелемент, що бере участь у кровотворенні. Він активує процеси утворення еритроцитів та гемоглобіну, впливає на утворення молодих форм еритроцитів (ретикулоцитів) та їх перетворення на зрілу форму. Кровотворний ефект кобальту виявляється за достатньої кількості міді і не виникає при дефіциті заліза і міді. Кобальт є складовою частиною вітаміну В₁₂. При дефіциті вітаміну В₁₂ розвивається злоякісна (перніціозна) анемія Аддісона-Бірмера.

Недостача кобальту в організмі обумовлена недостатністю абсорбції кобаламіну. Він необхідний для здійснення двох ферментних реакцій, які займають важливе місце в метаболізмі: синтезі метіоніну з гомоцистеїну і перетворенні метилмалонілу в сукциніл – КоА, який необхідний для утилізації насичених жирних кислот. Крім того, організму необхідний неорганічний кобальт для включення в фермент гліцилгліциндипептидазу, а також для стимуляції еритропоезу.

Основним джерелом кобальту є овочі та зернові продукти. В більшості продуктів тваринного та рослинного походження вміст кобальту незначний і становить 1-2 мкг. Відносно високим вмістом кобальту характеризуються такі продукти як печінка яловича, буряк, суниці, вівсяна крупа, полуниці. Трохи менше кобальту міститься в сирах, картоплі, капусті, рибі, чорній смородині, редисці.

Середньодобове вживання кобальту в межах 0,05-0,2 мг.

Марганець. Фізіологічне значення та біологічна роль марганцю різноманітні. Основною біологічною властивістю марганцю є його зв’язок з процесами осифікації та з станом кісткової тканини. Це обумовлене тим, що він володіє вираженим активуючим впливом на кісткову фосфотазу. Марганець має стимулюючий вплив на процеси росту. Відмічено його позитивний вплив на функцію органів кровотворення. Встановлено зв’язок між марганцем та функцією ендокринних залоз і особливо – його вплив на статеві залози та пов’язаний з їх діяльністю статевий розвиток та розмноження. Важливою стороною біологічної дії є його ліпотропні властивості: він попереджує ожиріння печінки, сприяє загальній утилізації жиру в організмі. Встановлено зв’язок між марганцем та обміном деяких вітамінів (аскорбінової кислоти, тіаміну).

При дефіциті марганцю виникають анемія, зниження інтенсивності росту організму, анормальний розвиток скелета (остеопороз), зрощення кісток, порушення кісткоутворення внутрішнього вуха.

Марганець міститься у рослинних і тваринних продуктах. Найбільша кількість його знаходиться в зернових продуктах (400-1800 мкг на 100 г), горіхах (4200), печінці (260-315), картоплі, капусті (170), салаті (300 мкг на 100 г).

Добова потреба в марганці становить 5-10 мг.

Цинк. Біологічна роль цинку різноманітна. Він входить до складу багатьох ферментів, зокрема карбоангідрази, яка виконує в процесі газообміну основну функцію виведення з організму вуглекислоти. Цинк необхідний для нормальної функції залоз внутрішньої секреції (гіпофіза, підшлункової, передміхурової і статевих). Гіпоглікемічна дія цинку зумовлена його участю в синтезі інсуліну. Крім того, він бере участь у реалізації біологічної дії інсуліну. Цинк має також ліпотропні і кровотворні властивості.

Недостатність цинку (гіпоцинкоз) дуже поширена серед населення багатьох країн світу.

При недостатності цинку погано загоюються рани. Пронос (діарея) – один із симптомів дефіциту цинку. Ранніми ознаками дефіциту цинку в організмі є також апатія і депресія. При недостатності цинку можуть спостерігатися підвищена збудливість, різні емоційні порушення, тремтіння (тремор) кінцівок, інколи порушення координації рухів (атаксія). Тяжкі симптоми гострого дефіциту цинку виникають при зменшенні вмісту його в плазмі крові нижче 3 мкмоль/л.

Ендогенна недостатність цинку виникає при алкогольному цирозі печінки.

Основні джерела легкозасвоюваного цинку – продукти тваринного походження (м’ясо, печінка, кров та ін.)

Добова потреба в цинку становить 12-15 мг, а для матерів, які годують немовлят, – 25 мг.

Хром. Основна роль хрому – запобігання порушенню обміну вуглеводів та супутнім хронічним захворюванням, які зумовлені його дефіцитом. Це пов’язано з тим, що тривалентний хром є активною складовою частиною водорозчинного компонента глюкозотолерантного фактора, який синтезується в печінці. Крім того, хром утворює з інсуліном хромінсуліновий комплекс підвищеної активності і, отже, необхідний для активації малих доз інсуліну.

При дефіциті хрому погіршується засвоєння організмом глюкози, особливо в осіб середнього та похилого віку, зменшується вміст хрому в крові та волоссі, спостерігаються схуднення, підвищується рівень холестеролу і триацилгліцеролів у сироватці крові. Спостерігається стійке підвищення рівня інсуліну в крові натще, швидке утворення склеротичних бляшок в аорті. Ризик виникнення недостатності хрому найбільший у дітей, які народилися з малою масою, а також при інсулінозалежному, так званому “юнацькому” діабеті та при діабеті у вагітних. Симптоми недостатності хрому виникають у дітей при білково-енергетичній недостатності, у людей похилого віку, вагітних жінок, а також при парентеральному харчуванні.

Хром міститься в багатьох продуктах харчування, але засвоюваність його з різних продуктів неоднакова. Тому визначення лише загальної кількості хрому в харчових раціонах не може свідчити про забезпеченість організму цим мікроелементом. Так, максимальна кількість хрому виявлена в жовтках яєць і в устрицях. Однак найбільшу фізіологічну активність відносно хрому мають дріжджі, а найменшу – м’ясо курей та сухе молоко, тому що в дріжджах хром міститься у високоактивній формі, можливо, навіть у вигляді глюкозотолерантного фактора. Достатньо високий вміст біологічно доступного хрому мають печінка, м’ясо, хліб, сухі гриби та пиво. Біологічно доступного хрому немає в овочах та продуктах, виготовлених з них, а також у яєчному жовтку.

Рекомендоване добове споживання хрому становить 50-70 мкг.

Селен. Фізіологічне значення селену визначається участю його в процесах окислення трикарбонових кислот і виконанням багатьох функцій, властивих вітаміну Е. Вважають, що селен бере участь в реакції декарбоксилювання α - кетоглутарової кислоти, а токоферол – в системі дегідрогенази α-ліпоєвої кислоти.

Дефіцит селену в харчуванні людей призводить до порушення функцій багатьох органів і систем. Симптомами недостатності селену є крововиливи, відкладення фібрину в стінках судин, дистрофічні зміни і фібриноїдне змертвіння (некроз) скелетних м’язів, серця, печінки, нирок, кишок, шкіри та інших органів і тканин, які виявляються біллю, слабкістю, задишкою, порушенням серцевої діяльності. При хворобі Кешана (ювенільна кардіопатія) спостерігається зменшення концентрації селену в сироватці крові та активності селензалежної глутатіонпероксидази в еритроцитах.

Вважають, що основною причиною виникнення недостатності селену є зменшення пероксидного окислення ліпідів і порушення стабільності клітинних мембран.

Більшість селену в організмі людини представлена у вигляді селенвмісних білків, де селен знаходиться в сполуці з амінокислотами.

Основними джерелами селену є м’ясні та рибні продукти. В овочах і фруктах його мало.

Добова потреба дорослої людини в селені становить 50-70 мкг.

Фтор. Фізіологічне значення фтору полягає в активній участі його в процесах формування зубної емалі, дентину та розвитку зубів. Фтор відіграє важливу роль у кісткоутворенні, нормалізує фосфорнокальцієвий обмін.

Особливістю фтору є дуже обмежений оптимум його біологічної дії (в межах 0,8-1,2 мг/л). Для організму людини однаковою мірою несприятливі як надлишок, так і дефіцит фтору. Нестача його зумовлює інтенсифікацію розвитку карієсу зубів, а надлишок – захворювання на флюороз. Це ендемічне захворювання виникає в регіонах з надлишком фтору в питній воді, грунті та харчових продуктах. Характеризується не тільки ушкодженням зубів, а й захворюванням всього організму.

Останнім часом встановлено, що надлишок фтору у воді негативно впливає на внутрішньоутробний розвиток плода.

Діти – найчутливіші до дії токсичних рівнів фтору. В період росту і формування кісткової системи зміни відбуваються під впливом порівняно невеликих доз фтору (таких, які на дорослих людей істотно не впливають). З’ясовано механізми дії фтору на обмін колагену, синтез якого гальмується при флюорозі. Інтенсивність утворення колагену перебуває в оберненій залежності від кількості циклічної АМФ. Між пошкодженням зубів флюорозом і концентрацією фтору в питній воді виявлено пряму, але не пропорційну залежність. Не зважаючи на це, захворюваність зубів на флюороз може бути показником інтенсивності ендемічного флюорозу. При концентрації фтору в питній воді 1,2-1,5 мг/л флюорозом уражаються не більше 25 % населення, при 2,5 мг/л – 35, при 4 мг/л – 42, при 6 мг/л – 68,7 при 9 мг/л – до 96 %.

Тривале споживання питної води із вмістом фтору 2,4 мг/л і більше зумовлює зниження чутливості очей до сприймання кольорових зображень.

Встановлено, що при фтористій інтоксикації значено пошкоджується підшлункова залоза. При цьому в тканинах спостерігаються дистрофічні, некротичні та мікроциркулярні порушення.

Добова потреба у фторі становить 0,75 мг.

Йод. Основне фізіологічне значення йоду полягає в його важливій участі у функціях щитовидної залози. Остання використовує йод для синтезу гормонів: тироксину, дийодтирозину і трийодтироніну. Недостатнє надходження йоду в організм призводить до розладу функції щитовидної залози, її збільшення (гіперплазії) і розвитку зобу. Недостатність йоду широко розповсюджена на планеті. Захворювання ендемічним зобом постійно реєструються в багатьох країнах Центральної і Західної Європи, у Карпатах, в США, Ефіопії, Індії та ін. Кількість людей, хворих на зоб, складає більше 200 млн чоловік. В зонах йодної недостатності особливо часто мають місце ознаки біологічного виродження, недорозвитку організму, різних спадкових порушень, викликаних, імовірно, дисфункцією ДНК внаслідок дефіциту йоду. У дорослих людей нестача йоду в їжі викликає компенсаторне збільшення щитовидної залози і набряк (мікседему), випадання волосся, зниження температури тіла, різке зменшення фізичної і розумової працездатності та інші симптоми. В ранньому дитинстві при нестачі йоду виникають незворотні психічні порушення, які призводять до кретинізму, глухоти, німоти та ін.

Понад 85 % йоду надходить в організм людини з їжею, переважно рослинною. Порушення правил зберігання продуктів призводить до зниження вмісту йоду в них до 65 %. Значні втрати йоду виникають в процесі кулінарної обробки продуктів: при смаженні – до 64 %, при відварюванні м’яса – до 48, картоплі – до 32-48, випіканні хліба – до 39-84 %. Продукти, повітря і вода приморських районів містять найбільшу кількість йоду, гірських – найменшу.

Для оцінки забезпеченості організму йодом визначають його вміст у сечі. Вміст його нижче мінімальної норми (25 мкг) свідчить про дефіцит йоду в організмі.

Для ліквідації дефіциту йоду в Україні використовується йодована сіль. Йодована сіль нестійка (йод легко звітрюється), тому її зберігають у закритому посуді в темному місці і солять їжу після закінчення теплової обробки. Природним джерелом йоду є морська капуста та продукти, виготовлені з її використанням (консерви, кондитерські вироби, хліб з морською капустою).

Йод міститься в рибних та нерибних продуктах моря, м’ясі, яйцях, молоці, овочах.

Добова потреба в йоді становить 150 мкг, мінімальна – 50 мкг.

Поиск по сайту: