Все макро и микроэлементы. Что такое и чем полезны макроэлементы

Макроэлементы – полезные для организма вещества, суточная норма которых для человека составляет от 200 мг.

Дефицит макроэлементов ведет к нарушению метаболизма, дисфункции большинства органов и систем.

Есть такое высказывание: мы то, что едим. Но, конечно, если спросить знакомых, когда они в последний раз кушали, например, серу или хлор, удивления в ответ не избежать. А меж тем, в человеческом организме «живет» почти 60 химических элементов, запасы которых мы, порой сами того не осознавая, пополняем из пищи. И примерно на 96 процентов каждый из нас состоит из всего 4 химических названий, представляющих группу макроэлементов. А это:

• кислород (есть 65 % в каждом человеческом организме);
• углерод (18 %);
• водород (10 %);
• азот (3 %).

Остальные 4 процента – другие вещества из таблицы Менделеева. Правда, их значительно меньше и они представляют другую группу полезных нутриентов – микроэлементы.

Для наиболее распространенных химических элементов-макронутриентов принято употреблять название-мнемоним CHON, составленное из заглавных букв терминов: углерод, водород, кислород и азот на латыни (Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen).

Макроэлементам в человеческом организме природа отвела довольно широкие полномочия. От них зависит:

• формирование скелета и клеток;
• уровень рН тела;
• правильная транспортировка нервных импульсов;
• адекватность протекания химических реакций.

В результате многих опытов было установлено: ежедневно человек нуждается в 12 минералах ( , железо, фосфор, йод, магний, цинк, селен, медь, марганец, хром, молибден, хлор). Но даже эти 12 не смогут заменить функции биогенных элементов.

Почти каждый химический элемент отыгрывает значительную роль в существовании всего живого на Земле, но только 20 из них являются главными.

Эти элементы делятся на:

• 6 основных биогенных элементов (представлены почти во всем живом на Земле и часто в довольно больших количествах);
• 5 незначительных биогенных элементов (найдены во многих живых существах в относительно небольших количествах);
• микроэлементы (основные вещества, необходимые в малых количествах для поддержания биохимических реакций, от которых зависит жизнь).

Среди биогенных веществ различают:

• макроэлементы;

Основные биогенные элементы, или органогены, – это группа углерода, водорода, кислорода, азота, серы, фосфора. Незначительные биогенные вещества представлены натрием, калием, магнием, кальцием, хлором.

Кислород (O)

Это второй в списке самых распространенных веществ на Земле. Является компонентом воды, а она, как известно, составляет примерно 60 процентов человеческого тела. В газообразной форме кислород становится частью атмосферы. В этой форме он играет определяющую роль для поддержания жизни на Земле, способствуя фотосинтезу (в растениях) и дыханию (у животных и людей).

Углерод (C)

Углерод также можно считать синонимом жизни: ткани всех существ на планете содержат соединение углерода. Кроме того, формирование углеродных связей способствует выработке некоторого количества энергии, что играет значимую роль для протекания важных химических процессов на уровне клеток. Многие соединения, в составе которых есть углерод, легко воспламеняются, выделяя тепло и свет.

Водород (H)

Это наиболее легкий и самый распространенный элемент во Вселенной (в частности, в форме двухатомного газа Н2). Водород является реактивным и легковоспламеняющимся веществом. С кислородом образует взрывоопасные смеси. Имеет 3 изотопа.

Азот (N)

Элемент с атомным номером 7 – главный газ в атмосфере Земли. Азот есть в составе многих органических молекул, в том числе и аминокислот, которые являются составляющей белков и нуклеиновых кислот, формирующих ДНК. Почти весь азот производится в космосе – так называемые планетарные туманности, созданные стареющими звездами, обогащают Вселенную этим макроэлементом.

Другие макроэлементы

Калий (К)

(0,25%) является важным веществом, отвечающим за процессы электролита в организме. Простыми словами: транспортирует заряд через жидкости. Это помогает регулировать сердцебиение и передавать импульсы нервной системы. Также участвует в гомеостазе. Дефицит элемента ведет к проблемам с сердцем, вплоть до его остановки.

Кальций (1,5 %) является наиболее распространенным нутриентом в человеческом теле – почти все запасы этого вещества концентрируются в тканях зубов и костей. Именно кальций отвечает за сокращение мышц и регуляцию белков. Но тело будет «съедать» этот элемент из костей (что опасно развитием остеопороза), если ощутит его дефицит в дневном рационе.

Необходим растениям для формирования клеточных мембран. Животные и люди нуждаются в этом макроэлементе для поддержания здорового состояния костей и зубов. Кроме того, кальций играет роль «модератора» процессов в цитоплазме клеток. В природе представлен в составе многих пород (мел, известняк).

В организме человека кальций:

• влияет на нервно-мышечную возбудимость – участвует в сокращении мышц (гипокальциемия ведет к судорогам);
• регулирует гликогенолиз (расщепление гликогена к состоянию глюкозы) в мышцах и глюконеогенез (образование глюкозы из неуглеводных образований) в почках и печени;
• уменьшает проницаемость стенок капилляров и клеточной мембраны, чем усиливает противовоспалительный и антиаллергический эффекты;
• способствует свертыванию крови.

Ионы кальция – важные внутриклеточные мессенджеры, влияющие на выработку инсулина и пищеварительных ферментов в тонком кишечнике.

Всасывание Ca зависит от содержания в организме фосфора. Обмен кальция и фосфатов регулируется гормонально. Паратгормон (гормон паращитовидных желез) высвобождает Ca из костей в кровь, а кальцитонин (гормон щитовидной железы) способствует отложению элемента в костях, чем уменьшает его концентрацию в крови.

Магний (Mg)

Магний (0,05 %) играет значимую роль в структуре скелета и мышц.

Является участником более чем 300 метаболических реакций. Типичный внутриклеточный катион, важный компонент хлорофилла. Присутствует в скелете (70 % от общего количества) и в мышцах. Неотъемлемая часть тканей и жидкостей организма.

В человеческом теле магний отвечает за расслабление мышц, выведение шлаков, улучшение притока крови к сердцу. Дефицит вещества нарушает пищеварение и замедляет рост, ведет к быстрой утомляемости, тахикардии, бессоннице, у женщин усиливается ПМС. А вот избыток макроэлемента – это почти всегда развитие мочекаменной болезни.

Натрий (Na)

(0,15%) является элементом, способствующим электролиту. Он помогает передавать по организму нервные импульсы, а также отвечает за регуляцию уровня жидкости в теле, предохраняя от обезвоживания.

Сера (S)

Сера (0,25%) находится в 2 аминокислотах, которые формируют протеины.

Фосфор (1%) концентрируется предпочтительно в костях. Но кроме того, есть в составе молекулы АТФ, которая обеспечивает клетки энергией. Представлен в нуклеиновых кислотах, клеточных мембранах, костях. Как и кальций, необходим для правильного развития и работы опорно-двигательного аппарата. В человеческом организме выполняет структурную функцию.

Хлор (Cl)

Хлор (0,15 %), как правило, находится в организме в форме отрицательного иона (хлорида). В его функции входит поддержание водного баланса в организме. В условиях комнатной температуры хлор является ядовитым зеленым газом. Сильный окислитель, легко вступает в химические реакции, образуя хлориды.

Роль макроэлементов для человека

Все живое на Земле, от самого большого млекопитающего до наименьшего насекомого, занимает разные ниши в экосистеме планеты. Но, тем не менее, практически все организмы химически созданы из одних и тех же «ингредиентов»: углерода, водорода, азота, кислорода, серы и других элементов из таблицы Менделеева. И этот факт объясняет, почему столь важно заботиться об адекватном пополнении необходимых макроэлементов, ведь без них нет и жизни.

Макроэлементы — это вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека. Они должны поступать с пищей в количестве от 25 граммов. Макроэлементы — это простые химические могут быть как металлы, так и неметаллы. Однако они необязательно должны поступать в организм в чистом виде. В большинстве случаев макро- и микроэлементы поступают с пищей в составе солей и других химических соединений.

Макроэлементы — это какие вещества?

В организм человека должно поступать 12 макроэлементов. Из них четыре называют биогенными, так как их количество в организме наибольшее. Такие макроэлементы — это основа жизни организмов. Из них состоят клетки.

Биогенные

К макроэлементам относятся:

• углерод;
• кислород;
• азот;
• водород.

Их называют биогенными, так как они являются основными составляющими живого организма и входят в состав почти всех органических веществ.

Другие макроэлементы

К макроэлементам относятся:

• фосфор;
• кальций;
• магний;
• хлор;
• натрий;
• калий;
• сера.

Их количество в организме меньше, чем биогенных макроэлементов.

Что такое микроэлементы?

Микро- и макроэлементы отличаются тем, что микроэлементов организму необходимо меньше. Чрезмерное поступление их в организм оказывает негативное влияние. Однако и их недостаток также вызывает заболевания.

Вот список микроэлементов:

• железо;
• фтор;
• медь;
• марганец;
• хром;
• цинк;
• алюминий;
• ртуть;
• свинец;
• никель;
• молибден;
• селен;
• кобальт.

Некоторые микроэлементы при превышении дозировки становятся чрезвычайно токсичными, например ртуть и кобальт.

Какую роль эти вещества выполняют в организме?

Рассмотрим функции, которые выполняют микроэлементы и макроэлементы.

Роль макроэлементов:

Функции, выполняемые некоторыми микроэлементами, до сих пор не до конца изучены, так как чем меньше элемента присутствует в организме, тем сложнее определить процессы, в которых он принимает участие.

Роль микроэлементов в организме:

Макроэлементы клетки и ее микроэлементы

Рассмотрим ее химический состав в таблице.

В какой еде есть нужные организму элементы?

Рассмотрим в таблице, в каких продуктах содержатся макро- и микроэлементы.

Теперь вы знаете практически все о макро- и микроэлементах.

Натрий. Обмен натрия тесно связан с обменом калия. Его содержание в организме составляет 0,08% общей массы. Некоторое количество гидрокарбоната натрия секретируют слюнные и поджелудочная железы. Он и создает необходимую реакцию среды для процессов пищеварения в ротовой полости и кишечнике. Натрий поступает в ор­ганизм в основном в виде хлорида натрия. Основная масса натрия сосредотачивается в плазме крови, лимфе, ликворе и других биоло­гических жидкостях в виде хлоридов, гидрокарбонатов, фосфатов и т. д. Богаты натрием кожа, легкие, мозг.

Большая часть натрия всасывается в тонкой кишке, а также в желудке и толстой кишке. Натрий проникает через стенку кишок против градиента концентрации с участием специальных переносчиков. 90-95% поглощенного натрия выделяется с мочой, 5-10% - с калом и потом. Обмен натрия в организме регулируется альдостероном.

Натрий- основной катион внеклеточной жидкости (135-155 ммоль/л плазмы крови) - практически не поступает в клетки, и следовательно, определяет осмотическое давление плазмы и интерстициальной жидкости. При потере натрия появляется «осмотически свободная» вода, часть которой может перемещаться в клетки вследствие разницы осмотического давления (осмотический градиент), что приводит к набуханию клеток. Часть воды выводится почками. В конечном счете, то и другое уменьшает объем внеклеточного водного сегмента, в том числе и объем крови. Избыток натрия вызывает задержку дополнительного количества воды, увеличивающего внеклеточное пространство, к формированию отеков.

Косвенно ионы натрия участвуют в регуляции кислотно-щелочного состоя­ния через бикарбонат и фосфатную буферную систему. Ионы натрия в известной мере определяют степень нервно-мышечной возбудимости.

Ферментативные процессы в митохондриях и ядре могут происходить только при наличии натрия. Ионы натрия активи­зируют амилазу, фруктокиназу, холинэстеразу и тормозят дей­ствие фосфорилазы.

Одной из самых распространенных систем активного пере­носа является (Na + + K +) - АТФ-аза, т. е. фермент, активность которого зависит от присутствия в среде ионов Na + и К + . Эта система локализована в клеточной мембране и обеспечивает выведение из клетки ионов натрия и замену их на ионы калия или такие метаболиты, как аминокислоты, углеводы и др.

Названная выше система действует в две стадии: внутри клетки под влиянием ионов Na + осуществляется фосфорилирование фермента-переносчика за счет использования внутрикле­точной АТФ и последующее присоединение к нему Na + . Во вто­рой стадии фосфорилированный фермент гидролизуется с осво­бождением ионов Na + на внешней стороне мембраны. Вместо натрия в клетку поступают ионы К + , а в других случаях - ами­нокислоты и глюкоза. Описанная система активного транспорта веществ получила название «натриевого насоса». Таким обра­зом, ионы Na + - играют существенную роль при транспорте раз­личных метаболитов из окружающей среды в клетки.

Избыток натрия в организме, в равной мере, как и его не­достаток, вызывает серьезные нарушения обмена веществ, в основе которых лежит угнетение ряд ферментов. Одним из признаков повышенного содержания натрия в организме является хрупкость сосудов, а также гидратация тканей, их отечность.

Гипонатриемия возникает при недостатке натрия в рационе, усиленной работе, диабете. К этому приводят обильные вливания глюкозы, большая задержка воды при некоторых заболеваниях почек (нефрит, тубулярный нефроз) или чрезмерно усиленная секреция вазопрессина при острых и хронических заболеваниях мозга.

Первичное следствие гипонатриемии - снижение осмотического давления внеклеточной жидкости, которое выравнивается вторично за счет перехода воды из внеклеточного во внутриклеточное пространство.

Гипернатриемия возникает при уменьшении реадсорбции натрия в по­чечных канальцах и нарушении инкреции альдостерона или анти­диуретического гормона гипофиза. Развиваются отеки в тканях. Эти явления наблюдаются при нефритах, циррозах печени, мио- и пе­рикардитах.

Калий. Его содержание в организме животных достигает 0,22-0,23% общей массы. Калий участвует в поддержании осмоти­ческого давления внутри клетки, передаче нервного импульса, регуляции сокращений сердечной и других мышц, входит в состав бу­ферных систем крови и тканей, поддерживает гидратацию ионов и коллоидных частиц, активирует деятельность многих ферментов (АТФ-азы, пируват- и фруктокиназ и др.), является составной частью натрий-калиевого насоса клетки. Калием богаты ботва кор­мовой свеклы, трава луговая, клевер, картофель, соевый шрот, от­руби пшеничные.

Больше всего калия сосредоточено в тканях печени, почек, ко­жи, мышц и нервной системы. Калий в основном сосредоточен в клетках (540-620 мг%), мало его в межклеточной жидкости (15,5-21 мг%). Находится в виде солей - хлоридов, фосфатов, карбонатов и сульфатов, в ионизированном состоянии и в связи с белками или другими органическими соединениями.

Калий относится к числу внутриклеточных элементов, где одним из его назначений является обеспечение внутриклеточ­ного осмотического давления. В целом ионы К + повышают скорость аэробного и угнетают анаэробное окисление углеводов. Ионы калия вместе с ионами натрия участвуют в процессе передачи нервного воз­буждения с нерва на иннервируемый орган, а также между нейронами. При этом они обеспечивают образование медиато­ров (ацетилхолина) на нервных окончаниях, а также в форми­ровании соответствующей реакции иннервируемой ткани на воздействие медиатора. Он необходим для активирования ферментов, катализирующих заключительные этапы синтеза белков. Растения и бактерии могут использовать аммиак для синтеза белков только при наличии определенного количества калия и фосфора.

В природе калия достаточно много и практически недоста­точность его у животных не наблюдается.

Преобладающая часть калия выводится почками (небольшая - с потом и калом). Повышение концентрации калия выше 6,5 ммоль/л плазмы - угрожающее, выше 7,5 до 10,5 - токсично, а выше 10,5 ммоль/л - смертельно.

Обмен калия в организме регулируется минералокортикостероидами коры надпочечников. Гиперкалиемия наблюдается при усиленном распаде тканей, травмах, инфекциях, нарушениях ре­гуляции со стороны надпочечников. При этом угнетаются реакции гликолиза, клеточное дыхание, окислительное фосфорилирование, возбудимость, наступает интоксикация.

Кальций. На долю кальция приходится почти треть всех минеральных веществ организма (1,9% общей массы тела). 97% кальция сосредоточено в скелете,где он образует кристаллы гидроксилапатита. Эти кристаллы располагаются на поверхности нитей коллагена и между ними, создавая большую поверхность раздела для обмена. На кристаллах гидроксилапатита могут адсорбироваться карбонаты, цитраты и другие минералы.Кальций в небольших количествах содержится в плазме крови (10-15 мг %) и клетках, причем часть его находится в ионизированной форме, а другая образует комплексы с белка­ми и мембранными структурами клеток. Кальцием богаты люцерна, ботва сахарной свеклы, пастбищ­ная трава и рыбная мука.

Всасывание кальция происходит преимущественно в тонкой кишке. Интенсивность всасывания зависит от содержания кальция в кормах, потребности животных и наличия витамина D. ВитаминDявляется составной частью белкового переносчика - кальций связующего протеина, выполня­ющего при всасывании три функции: стимулятора диффузии, носи­теля и концентратора. Всасывание происходит в два этапа - по­глощение кальция клетками кишечного эпителия и транспортиро­вание его к серозной оболочке. 40% кальция организма связано с альбуминами крови, которые участвуют в транспортировании каль­ция к тканям и клеткам.

Кальций участвует в регуляции порозности эндотелия сосудов, в создании структуры костной ткани, в процессах свертывания кро­ви. Он снижает возбудимость нервной системы, стимулирует де­ятельность сердечной мышцы, понижает проницаемость клеточных мембран, уменьшает способность коллоидов связывать воду, участ­вует в регуляции деятельности многих ферментов. Так, кальций является ингибитором енолазы и дипептидазы, активатором лецитиназы и актомиозин-АТФ-азы. При недостатке в рационе кальция возникает гипокальцемия. Она сопровождается гиперфосфатемией, повышением проницаемости клеточных мембран, остеопорозом, ломкостью и искривлением костей, остеомаляцией, рахитом, судо­рогами.

Обмен кальция в организме регулируется паратгормоном и кальцитонином. Избыток кальция из организма выделяется с ка­лом (в основном путем секреции слизистых оболочек кишок) и мо­чой.

Фосфор. Фосфор - один из распространенных элементов органического мира. В организме животных встречаются как минеральные (различные фосфорнокислые соли), так и органи­ческие соединения фосфора. Одно из таких веществ - гидроксиапатит - основное минеральное соединение костной ткани. В среднем в костях млекопитающих 30 % золы, в составе ко­торой 36 % кальция, 17 % фосфора и 0,8 % магния. Фосфор костей составляет 70-85 % от общего количества этого эле­мента в организме.

Содержание фосфора в организме животного в сред­нем составляет 1% общей массы. В тканях животных обычны соединения пятивалентного фос­фора в виде фосфатов. В организме животного фосфор является составной частью костей и зубов, компонентом нуклеино­вых кислот, фосфопротеидов и фосфатидов(белки мозга, казеиноген, фосфорилаза, ви­теллин, фосвитин и др.), входит в состав буфер­ных систем и коферментов (НАД, НАДФ, ФАД, ФМН, HS-KoA, пиридоксальфосфат и др.), макроэргических фосфатов (АТФ, ЦТФ, ГТФ, УТФ, креатинфосфат) посредника при гормональной регуля­ции (циклическая - 3"5"-АМФ) и активатора углеводов, амино­кислот и продуктов омыления жиров в процессе их окисления (глюкозо-6-фосфат, глицерофосфат, 3-фосфоглицериновая кис­лота и др.).

Всасывается фосфор в проксимальном участке тонкой кишки. У молодых животных практически всасывается весь фосфор молока или минеральной подкормки. Для всасывания фосфора необхо­димо присутствие ионов Са 2+ и, по-видимому, К + в химусе. Выделяется с мочой, калом и потом (у жвач­ных в основном с калом).

Обмен фосфора в организме регулируется паратгормоном, час­тично- половыми гормонами. При недостатке фосфора в кор­мах, нарушении соотношения Са: Р или заболеваниях паращитовидной железы возникает рахит, остеомаляция, остеопороз и фиброзный остит.

Магний. Подобно кальцию магний широко распространен в природе и попадает в организм с кормом и водой. Много магния содержится в рисовых отрубях, ботве кормовой свеклы, морковной ботве, подсолнечниковом шроте.

В организме большая часть магния концентрируется в костях, где его содержание достигает 0,1 %. Самая высокая концентрация магния в дентине зубов - около 0,8 %. Остальные ткани содержат примерно одинаковое количество магния {0,005-0,015%). Магний составляет около 0,05% общей массы жи­вотного. В отличие от кальция он является преиму­щественно внутриклеточным компонентом. Соотношение внут­риклеточного магния к внеклеточному составляет 10: 1.

Всасывание магния происходит в желудке и двенадцатиперст­ной кишке. По-видимому, для кальция и магния существует одна и та же система всасывания. Лучше всего всасывается магний молока (у телят - до 90% общей массы). Несколько хуже всасывается магний в виде солей MgSO 4 -7H 2 O и MgCO 3 , добавля­емых в корма в качестве подкормки. В крови находится в виде ио­нов, солей и соединений с альбуминами и глобулинами. Депониру­ется в печени, затем поступает в мышечную и костную ткани. Магний - антагонист кальция. Выделяется с мочой, калом и потом в виде солей.

В основном магний сосредоточен в скелете и мягких тка­нях. Магний входит в состав костей и зубов, участвует в функцио­нировании нервно-мышечного аппарата и иммунобиологических процессах, является составной частью и активатором многих фер­ментов (АТФ-азы мышц, АХЭ, фосфатаз), «регулятором» окисли­тельного фосфорилирования и др. Магний обеспечивает сохранность уникальной струк­туры митохондрий и осуществление в них сопряжения окисле­ния с фосфорилированием.

При недостатке магния в кормах и воде у животных возникает травяная тетания или гипомагнезия, которая проявляется в мышеч­ном подергивании, замедлении роста, нарушении нервно-мышечной деятельности. У лактирующих коров явление гипомагнезиемии может раз­виваться в весенне-летний период при переводе их на кормле­ние зеленой массой.

Хлор. Хлор составляет около 0,08% общей массы животного. Хлор содержится в виде анионов солей (натрия, ка­лия, кальция, магния и др.) во всех жидкостях животных. Ани­оны хлора вместе с катионами натрия и калия поддерживают осмотическое давление плазмы и других жидкостей. Переме­щаясь свободно через мембраны клеток, анионы хлора обеспе­чивают динамическое равновесие Н-ионов в клетках и окружа­ющей их среде. Хлориды используются слизистой желудка для секреции соляной кислоты. Является активатором амилазы и полипептидазы. Всасывается хлор главным образом в тонкой кишке. Концентрируется во вне­клеточных жидкостях (до 85%), внутри клеток хлор в основном со­средоточен в эритроцитах. Больше всего хлора содержится в сы­воротке крови. В организме в среднем удерживается 31% потреб­ленного хлора. Избыток хлора выделяется с мочой, калом и потом.

Обмен хлора в организме регулируется минералокортикоидами коры надпочечников.

Сера. Содержание серы в организме животного колеблется от 0,08 до 0,5% общей массы. Много серы содержится в рапсовом шроте, ботве кормовой свеклы, дрож­жах, рыбной муке. В организме животных сера преимущественно пред­ставлена восстановленной формой (сульфидная сера) в составе аминокислот и абсолютного большинства белков. Особенно много серы в белках покровных тканей и их дериватов - эпи­телий, шерсть, волосы, копыта, рога, перья. Кроме того сера - составная часть глутатиона, коэнзима А, витаминов, мукополисахаридов, некоторых желчных кислот, сульфатидов, парных соединений и др.

Поступает с кормами в виде органических (белков, аминокис­лот, витаминов) и неорганических (сульфатов) соединений. Из неорганических соединений сульфат-ионы сразу же всасываются кишками. Часть серы усваивается бактерия­ми пищевого канала (особенно в преджелудках жвачных) и пере­водится в органическую. Органические серосодержащие соедине­ния (белки, пептиды) организм усваивает после предварительного расщепления в пищевом канале. Часть поступившей с кормами се­ры накапливается в организме в виде биологически активных ве­ществ.

Сера участвует в биосинтезе кератинов шерсти, принимает уча­стие в образовании многих белков, гормонов, хондроитинсерной и таурохолевой кислот. Некоторая часть серы подвергается окислению, превращаясь в серную кислоту, которая используется клетками печени для нейтрализации токсических продуктов (индол, скатол) в виде парных соединений - фенолсерной кислоты, животного индикана. Из организма сера выводится с мочой, калом, потом (у овец - с жиропотом) в виде сульфатов или эфиров с фенолами. Сера у жвачных животных может использоваться много­кратно. Так, значительная ее часть выделяется в желудочно-кишечный тракт вместе с пищеварительными соками и поглощается бактериями, которые включают ее во вновь синтезируе­мые в преджелудках аминокислоты. Затем после переваривания бактерий ранее синтезированные ими аминокислоты освобож­даются, всасываются в кровь и идут на построение тканевых белков и других целей.

При недостатке серы наблюдается потеря аппетита, выпадение шерсти, слюно- и слезотечение и др.

Железо. Широко распространенный в природе элемент, имеющий большое биологическое значение. В организме животных железо содержится в сравнительно небольшом количестве – примерно 0,005 % от живой массы. Из этого количества 20-25% железа является резервным, 5-10% входит в состав миоглобина, около 1% содержится в дыхательных ферментах, катализирующих процессы дыхания в клетках и тканях. Данный химический элемент входит в состав более 70 различных ферментов. Почти половина ферментов и кофакторов цикла Кребса либо содержат железо, либо нуждаются в его присутствии.

Железосодержащие биомолекулы выполняют четыре основные функции: 1) транспорт электронов (цитохромы, железосеропротеиды); 2) транспорт и депонирование кислорода (гемоглобин, миоглобин, эритрокупреин и т.д.); 3) участие в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов (оксидазы, гидроксилазы, супероксиддисмутазы и др.); 4) транспорт и депонирование железа (сидерофилины, к которым относятся трансферрин, лактоферрин, ферритин, гемосидерин, сидерохромы). Таким образом, железо активно участвует в составе многочисленных соединений, в различных метаболических процессах, а в некоторых из них играет ключевую роль.

Первым и непременным условием поддержания баланса железа в организме на определенном физиологическом уровне является адекватное поступление этого элемента в организм с кормом. Усвояемость железа зависит от возраста животного, степени обеспеченности организма железом, от состояния пищеварительной системы, вида потребляемого корма, состава рациона и присутствия других минеральных веществ. На всасывание железа также оказывает влияние гипоксия, снижение запасов железа в организме, активация эритропоэза и болезни желудочно-кишечного тракта.

Из желудочно-кишечного тракта всасывается только ионизированное железо, причем лучше всего в виде двухвалентного иона. Всасывание происходит главным образом в тонком кишечнике (особенно в двенадцатиперстной кишке) за счет активного транспорта и, возможно, путем диффузии. Содержащийся в слизистой оболочке кишечника белок апоферритин связывает часть всасывающегося железа, образуя с ним комплекс – ферритин. После прохождения кишечного барьера железо в сыворотке крови вступает в связь с β 1 -глобулином (трансферрином).

В виде комплекса с трансферрином железо поступает к различным тканям, где вновь освобождается. В костном мозге оно включается в построение гемоглобина. В тканевых депо железо находится в связанном состоянии (в виде ферритина и гемосидерина).

При разрушении эритроцитов часть гемоглобина распадается с образованием билирубина и гемосидерина, которые также служат резервной формой железа. Выводится железо пищеварительным трактом, почками и потовыми железами.

Наиболее часто встречается дефицит железа. Проблема дефицита железа наиболее актуальна для молодняка, особенно для новорожденных животных и животных подсосного периода. Одной из причин развития железодефицитных состояний у молодняка является то, что запасы железа у новорожденных животных незначительные, поэтому в результате усиленного роста животных потребности в железе превышают его поступление с молозивом и молоком матери. Другой причиной развития анемии у молодняка являются желудочно-кишечные заболевания, при которых происходит нарушение процессов всасывания соединений железа. Также в этиологии алиментарной анемии некоторую роль играет недостаточная обеспеченность организма животных белком, фолиевой кислотой, медью, кобальтом, цинком, марганцем и витамином В 12 . Причем последний принимает непосредственное участие в эритропоэзе.

При дефиците железа у молодняка отмечается снижение уровня гемоглобина и активности железосодержащих ферментов, количества эритроцитов, РНК в лимфоцитах, а также гамма-глобулиновой фракции белка в сыворотке крови. Поэтому при недостатке железа нарушается дыхательная функция крови, что ведет к кислородному голоданию тканей, снижению энергии роста и устойчивости животных к другим заболеваниям.

Существуют различные функции микроэлементов в организме человека в различных сферах жизнедеятельности. Многие из них являются источниками энергии и способности проводить электрические импульсы. При нарушении электролитного баланса могут возникать перебои в работе сердечнососудистой системы, меняться кислотно-щелочной баланс крови и происходить другие патологические изменения.

С древних времен на Руси существует обычай встречать гостей хлебом-солью, и неспроста. Рацион, в том числе диетический, должен включать достаточное количество минеральных веществ, поскольку их нехватка обычно вызывает различные заболевания. Так, животные, которые не могут пополнить запасы нужных им солей, вскоре погибают. Растения черпают соли из почвы, особенности которой, естественно, сказываются на минеральном составе самих растений, что косвенным образом влияет и на состав тела травоядных. Впрочем, избыток этих веществ также чреват тяжелыми расстройствами здоровья.

Все минеральные вещества принято разделять на микро- и макроэлементы.

Минеральные вещества - неорганические химические элементы, входящие в состав организма и являющиеся компонентами пищи. В настоящее время незаменимыми считаются 16 таких элементов. Минеральные вещества столь же необходимы человеку, как и витамины. Более того, многие витамины и минеральные вещества работают в тесном взаимодействии между собой.

Потребность организма в макроэлементах - натрии, калии, фосфоре и др. - значительна: от сотен миллиграммов до нескольких граммов.

Потребность человека в микроэлементах - железе, меди, цинке и др. - чрезвычайно мала: она измеряется тысячными долями грамма (микрограммами).

Таблица: макроэлементы в организме человека и их роль

Макроэлементы в организме человека - это калий, натрий, кальций, магний, фосфор, хлор. Биологическая роль макроэлементов, потребность организма в них, признаки дефицита и основные источники представлены в таблице.

Таблица макроэлементов включает в себя их основные виды и разновидности, среди которых находятся важнейшие элементы. При внимательном изучении данных вам станет понятна роль макроэлементов в организме человека.

Таблица - Роль и источники незаменимых макроэлементов, потребность в них организма и признаки дефицита:

В тканях присутствует очень много минеральных веществ, в том числе макроэлементов, в связи, с чем их приходится потреблять вместе с пищей. При этом следует соблюдать баланс между отдельными химическими веществами. Так, соотношение между кальцием, фосфором и магнием, рекомендованное для взрослых людей, составляет 1:1,5:0,5. У детей первого года жизни пропорция между кальцием и фосфором изменяется на 2:1, что соответствует химическому составу женского молока и его заменителей.

Таблица: микроэлементы и их роль в организме человека

Роль микроэлементов в организме человека заключается в том, что они также выполняют важные функции в организме, и при их дефиците развиваются очень тяжелые нарушения и даже заболевания. Предлагаем таблицу микроэлементов в организме человека с указанием признаков их дефицита.

Таблица - Роль и источники незаменимых микроэлементов, потребность в них организма и признаки дефицита:

Рацион значительной части людей, особенно детей, беременных и кормящих женщин, не обеспечивает достаточного поступления в организм ряда важнейших минеральных веществ: кальция, магния, железа, йода. Существует опасность дефицита и таких микроэлементов, как цинк, фтор и некоторые другие.

Чтобы регулярно удовлетворять потребность во всех необходимых макро- и микроэлементах, рацион питания должен быть разнообразным, включающим продукты, которые богаты этими биологически ценными веществами.

Еще больше по теме

Макроэлементы необходимы для строительства и поддержания здорового состояния костной ткани, они участвуют в регуляции кроветворных процессов, в деятельности гормональной системы, в работе мышц и т.д. Макроэлементы жизненно необходимы для полноценной жизни всех возрастных групп населения, поэтому большинство государств вводит нормативы содержания макроэлементов в здоровом рационе.

Что такое макроэлементы

Макроэлементы вместе с микроэлементами входят в понятие «минеральные вещества». Под макроэлементами принято понимать химические вещества, суточная потребность организма в которых превышает 200 мг (2 г). Макроэлементы не являются источниками энергии, однако входят в состав всех органов и тканей человеческого организма. Особую роль в развитии и здоровье человека играют макроэлементы, входящие в состав костной ткани.

Виды макроэлементов

Кальций
Входит в состав костной ткани (скелет, зубы), участвует в регуляции нервной системы и мышечных сокращений. Недостаток кальция влечет риск остеопороза. Суточная потребность в кальции составляет 400-1200 мг у детей, 1000 мг у взрослых, 1200 мг у лиц пожилого возраста. Полноценному усвоению кальция способствуют фосфор и витамины D и С, а препятствует цинк. При этом недостаток магния вызывает вымывание кальция из организма, а избыток ухудшает усвоение. Кальций содержится в семенах, орехах, молочных продуктах.

Фосфор
Участвует в энергетическом обмене, регуляции кислотно-щелочного баланса, входит в состав костной ткани. Недостаток фосфора вызывает анорексию, анемию и рахит. Суточная потребность в фосфоре для детей составляет 300-1200 мг, для взрослых - 800 мг. Усвоение фосфора может быть затруднено избытком железа и магния. Фосфор и кальций взаимно необходимы для полноценного усвоения. Фосфор содержится в сырах, рыбе и морепродуктах, твороге, мясных продуктах.

Магний
Выполняет роль кофермента во многих процессах обмена веществ, участвует в формировании костной ткани, регулирует деятельность нервной системы. Недостаток магния влечет риск гипертонии и заболеваний сердечно-сосудистой системы. Магний влияет на процессы усвоения кальция, калия и натрия. Усвоение магния улучшает витамин В6. Суточная потребность в магнии составляет 50-400 мг для детей, 400 мг для взрослых. Магний содержится в хлебе, крупах, орехах.

Калий
Регулирует кислотно-щелочной баланс крови и кровяное давление, участвует в деятельности нервной системы. Недостаток калия может вызвать судороги и невралгию. Диарея, рвота, учащенное мочеиспускание требуют восполнения запасов калия. Усвоению калия мешает алкоголь. Суточная потребность в калии для детей - 400-2500 мг, для взрослых 2500 мг. Продукты, богатые калием: сухофрукты (особенно курага), бобовые, морская капуста, орехи, картофель.

Натрий
Участвует в деятельности нервной системы и в мышечных сокращениях, в регуляции давления, выступает катализатором ряда ферментов. Недостаток натрия может быть связан с повышенными физическими нагрузками и увеличением потоотделения. Симптомами недостатка натрия могут быть слабость, головная боль, судороги. Избыток натрия опаснее, чем его недостаток, - с ним связывают возникновение гипертонии, сверхнагрузку на почки и сердце, отеки.
Нутриент хорошо усваивается организмом, потребность в нем удовлетворяется за счет обычного рациона даже без досаливания пищи. Суточная норма потребления натрия - до 400 мг у детей, до 1200 мг у взрослых. Основные источники натрия - соль, морская капуста, морепродукты, яйца.

Хлор
Этот макроэлемент в виде различных соединений (хлоридов) участвует в секреции соляной кислоты, необходимой для пищеварения, регулирует баланс крови и давление. Случаев недостатка хлора практически не известно, а его избыток, по современным данным, не опасен. Суточная норма потребления хлора - 300-2300 мг для детей, 2300 мг для взрослых. Источники хлора - соль, рыба, крупы.

Сера
Жизненно необходимый элемент питания, входит в состав ряда аминокислот, ферментов, гормонов и витаминов. Суточная потребность в сере составляет порядка 1000 мг. Потребность в сере с избытком удовлетворяется при обычном рационе; источники серы - продукты, богатые животными белками (мясо, рыба, яйца).

Макроэлементы, а также витамины и микроэлементы, по-разному воздействуют на процессы с участием друг друга, поэтому для наиболее эффективного их усвоения необходимо учитывать особенности взаимовлияния этих веществ. Современные препараты, содержащие различные виды микронутриентов, производят с учетом их взаимодействия - например, разные группы веществ помещают в разные таблетки, прием которых разнесен во времени и т. д.

Понятие о границах нормы

Для отдельных макроэлементов (натрий, кальций) предусмотрены верхние границы норм потребления - это вызвано научными данными о негативных последствиях их избытка в рационе. Для кальция эта граница составляет 2500 мг в сутки, для натрия - порядка 4000 мг. Для других макроэлементов (хлор, сера, фосфор, магний, калий) ограничений не предусмотрено, поскольку в большинстве случаев опасного влияния переизбытка этих макроэлементов не выявлено.

Эксперт: Галина Филиппова, врач-терапевт, кандидат медицинских наук