Лекция. Роль минеральных веществ в питании


1.  Роль минеральных веществ в организме

2.  Значение отдельных минеральных элементов

3.  Связь минерального и водного обмена

1. Многие элементы в виде минеральных солей, ионов, комплексных соединений входят в состав живой материи и являются незаменимыми нутриентами, которые должны ежедневно потребляться с пищей.

Роль минеральных веществ в организме человека чрезвычайно разнообразна. Они содержатся в протоплазме и биологических жидкостях, играют основную роль в обеспечении постоянства осмотического давления, что является необходимым условием для нормальной жизнедеятельности клеток и тканей. Минеральные вещества входят в состав сложных органических соединений, например, гемоглобина, гормонов, ферментов, являются пластическим материалом для образования костной и зубной ткани. В виде ионов минеральные вещества участвуют в передаче нервных импульсов, обеспечивают свертывание крови и другие физиологические процессы организма.

В зависимости от количества минеральных веществ в организме и пищевых продуктах их подразделяют на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся кальций, калий, магний, натрий, фосфор, хлор, сера. Они содержатся в количествах, измеряемых сотнями и десятками миллиграммов на 100 г тканей или пищевого продукта. Микроэлементы — это железо, кобальт, цинк, фтор, йод и др. Они входят с состав тканей организма в концентрациях, выражаемых десятыми, сотыми и тысячными долями миллиграмма.

К наиболее дефицитным минеральным веществам в питании современного человека относятся кальций и железо, к избыточным — натрий и фосфор.

В зависимости от преобладания катионов или анионов в пищевых продуктах проявляются их щелочные или кислотные свойства. Молоко, овощи, фрукты, ягоды придают рационам щелочную направленность, а мясо, рыба, яйца, крупы — кислотную. Например, несмотря на кислый вкус многих плодов при их потреблении увеличиваются щелочные резервы организма, так как органические кислоты, входящие в состав этих продуктов (лимонная, яблочная и др.), быстро окисляются до оксида углерода (IV) и вода, а К+, Mg2+ и другие катионы остаются в тканях. В, мясе, рыбе и других продуктах животного происхождения, богатых белками, фосфором, мало катионов; при окислении протеинов, являющихся источниками серы (метионин, цистин, цистеин), образуются ионы серной кислоты, на нейтрализацию которой расходуются щелочные резервы тканей. Минеральные вещества имеют важное значение в качестве факторов, необходимых для устранения и профилактики ряда заболеваний: эндемического зоба, флюороза, кариеса, стронциевого рахита и др.

Длительный недостаток или избыток в питании каких-либо минеральных веществ приводит к нарушению обмена белков, жиров, углеводов, витаминов, воды и развитию соответствующих заболеваний. Наиболее распространенным следствием несоответствия в рационе количества кальция и фосфора является кариес зубов, разрежение костной ткани. При недостатке фтора в питьевой воде разрушается эмаль зубов; дефицит йода в пище и воде приводит к развитию зоба.

·  Причинами нарушения обмена минеральных веществ даже при их достаточном количестве в пище могут быть следующие: 1) несбалансированное питание (недостаточное или избыточное количество белков, жиров, углеводов и витаминов); 2) применение методов кулинарной обработки пищевых продуктов, обусловливающих потери минеральных веществ, например, при размораживании (в горячей воде) мяса, рыбы, удалении отваров овощей и фруктов, куда переходят растворимые соли;

3)  отсутствие своевременной коррекции состава рационов при изменении потребности организма в минеральных веществах, связанной с физиологическими причинами. Так, например, у работающих в условиях повышенной температуры внешней среды увеличивается потребность в калии, натрии, хлоре и других минеральных веществах в связи с большой потерей их с потом;

4) нарушение  процессов  всасывания  минеральных  веществ в желудочно-кишечном тракте или повышение потерь жидкости (например, кровопотери).

Макроэлементы

Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов; он входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами; участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов, в молекулярном механизме мышечного сокращения, контролирует активность ряда ферментов. Таким образом, кальций выполняет не только пластические функции, но и влияет на многие биохимические и физиологические процессы в организме.

Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Поступающие в организм человека с пищей соединения кальция практически не растворимы в воде. Щелочная среда тонкого кишечника способствует образованию трудноусвояемых соединений кальция и лишь воздействие желчных кислот обеспечивает его всасывание.

Ассимиляция кальция тканями зависит не только от содержания его в продуктах, но и от его соотношения с другими компонентами пищи и в первую очередь с жирами, магнием, фосфором, белками. При избытке жиров возникает конкуренция за желчные кислоты и значительная часть кальция выводится из организма через толстый кишечник. На всасывании кальция отрицательно сказывается избыток магния; рекомендуемое соотношение этих элементов составляет 1: 0,5.

Если количество фосфора превышает уровень кальция в пище более чем в 2 раза, то образуются растворимые соли, которые извлекаются кровью из костной ткани. Кальций поступает в стенки кровеносных сосудов, что обусловливает их ломкость, а также в ткани почек, что может способствовать развитию почечнокаменной болезни. Для взрослых рекомендовано соотношение кальция и фосфора в пище 1: 1,5. Трудность соблюдения такого соотношения обусловлена тем, что большинство широко потребляемых продуктов значительно богаче фосфором, чем кальцием. Отрицательное влияние на усвоение кальция оказывают фитин и щавелевая кислота, содержащиеся в ряде растительных продуктов. Эти соединения образуют с кальцием нерастворимые соли. Много щавелевой кислоты содержится в щавеле, шпинате, ревене и некоторых других овощах. Фитином богаты отруби, зерновые.

Суточная потребность в кальции взрослого человека составляет 800 мг, а у детей, подростков, беременных женщин и кормящих матерей — 1000 мг и более.

При недостаточном потреблении кальция с питанием или нарушении всасывания его в организме (при недостатке витамина D) развивается состояние кальциевого дефицита. Наблюдается повышенное выведение его из костей и зубов. У взрослых развивается остеопороз — деминерализация костной ткани, у детей нарушается развитие скелета, развивается рахит.

·  Лучшими источниками кальция являются молоко и молочные продукты (различные сыры и творог), зеленый лук, петрушка, фасоль. Значительно меньше каль--ция содержится в яйцах, мясе, рыбе, овощах, фруктах, ягодах.

Магний. Этот элемент необходим для активности ряда ключевых ферментов, обеспечивающих метаболизм. Магний участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца; оказывает сосудорасширяющее действие; стимулирует желчеотделение; повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению шлаков (в том числе холестерина) из организма.

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище.

Суточная потребность взрослого человека в магнии составляет 400 мг.

При недостатке магния в питании нарушается усвоение пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций, развивается ряд других патологических явлений.

·  Магнием богаты в основном растительные продукты. Большое количество его содержат пшеничные отруби, крупы  (овсяная и др.), бобовые, урюк, курага, чернослив. Мало магния в молочных продуктах, мясе, рыбе, макаронных изделиях, большинстве овощей и фруктов.

Калий.   Около  90 % калия  находится  внутри  клеток. Он вместе с другими солями обеспечивает осмотическое давление; участвует в передаче нервных импульсов; регуляции водно-солевого обмена; способствует выведению воды, а, следовательно, и шлаков из организма; поддерживает кислотно-щелочное   равновесие внутренней   среды организма; участвует в регуляции деятельности сердца и других органов; необходим для функции ряда ферментов.

Калий хорошо всасывается из кишечника, а его избыток быстро удаляется из организма с мочой.

Суточная потребность в калии взрослого человека составляет 2000—4000 мг. Она увеличивается при обильном потоотделении, при употреблении мочегонных средств, заболеваниях сердца и печени.

Калий не является дефицитным нутриентом в питании и при разнообразном питании недостаточность калия не возникает. Дефицит калия в организме проявляется в нарушении функции нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем, сонливости, снижении артериального давления, нарушении ритма сердечной деятельности. В таких случаях назначается калиевая диета.

·  Большая часть калия поступает в организм с растительными продуктами. Богатыми источниками его являются урюк, чернослив, изюм, морская капуста, фасоль, горох, картофель, другие овощи и плоды. Мало калия содержится в сметане, рисе, хлебе из муки высшего сорта.

Натрий. Натрий играет большую роль в организме. Он участвует в поддержании осмотического давления в тканевых жидкостях и крови; в передаче нервных импульсов; регуляции кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена; повышает активность пищеварительных ферментов.

Этот нутриент легко всасывается из кишечника. Ионы натрия вызывают набухание коллоидов тканей, что обусловливает задержку воды в организме и противодействует ее выделению.

Суточная потребность в натрии в условиях умеренного климата удовлетворяется 7—8 г поваренной соли.

При избыточном потреблении NaCI ухудшается удаление растворимых в воде конечных продуктов обмена веществ через почки, кожу и другие выделительные органы. Задержка воды в организме осложняет деятельность сердечно-сосудистой системы, способствует повышению кровяного давления. Поэтому потребление соли при соответствующих заболеваниях в пищевом рационе ограничивают. Вместе с тем при работе в горячих цехах или жарком климате увеличивают количество натрия (в виде поваренной соли), вводимого извне, чтобы компенсировать его потерю с потом и уменьшить потоотделение, отягощающее функцию сердца.

·  Натрий содержится в солениях, брынзе, сыре, хлебе.

Фосфор. Этот элемент принимает участие во всех процессах жизнедеятельности организма: синтезе и расщеплении веществ в клетках; регуляции обмена веществ; входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов; необходим для образования АТФ. Соединения фосфора содержатся во всех клетках организма.

Суточная потребность в фосфоре для взрослых составляет 1200 мг. Она возрастает при большой физической или умственной нагрузках, при некоторых заболеваниях.

При длительном дефиците фосфора в питании организм использует собственный фосфор из костной ткани. Это приводит к деминерализации костей и нарушению их структуры — разрежению. При обеднении организма фосфором снижается умственная и физическая работоспособность, отмечается потеря аппетита, апатия.

Избыток фосфора в рационе нарушает ассимиляцию кальция.

·  Большое количество фосфора содержится в продуктах животного происхождения, особенно в печени, икре, а также в зерновых и бобовых. Богатым источником фосфора являются крупы  (овсяная, перловая). Однако  из  растительных  продуктов  соединения фосфора усваиваются хуже  (55 %), чем при потреблении животных (95 %). Замачивание круп и бобовых перед кулинарной обработкой улучшает  усвоение  фосфора.

Хлор. Физиологическое значение хлора связано с его участием  в регуляции  водно-солевого  обмена  и  осмотического давления в тканях и клетках. Хлор входит в состав соляной кислоты желудочного сока. Этот нутриент легко всасывается из кишечника в кровь.

Суточная потребность в хлоре составляет примерно 5000 мг.

Хлор поступает в организм в основном за счет хлористого натрия при добавлении его в пищу. Богатыми источниками этого элемента являются соления.



Реклама