Периодическая таблица Менделеева насчитывает около 120 химических элементов. В организме человека обнаружено более 80-ти элементов. Около 30-ти из них крайне необходимы организму для выработки различных соков, ферментов, гормонов, образования крови и поддержания постоянного осмотического давления в тканях. Они также играют важную биологическую роль, участвуя в регулировании обменных процессов, и являются материалом для построения костной ткани.

Тело взрослого человека весом в 70 кг содержит: кальция 1500 г, фосфора 850 г, калия 250 г, серы 100 г, хлора 100 г, натрия 100 г, магния 70 г, железа 3,5 г, цинка 2 г, меди 0,1 г. Некоторые минеральные вещества в организме распределены крайне неравномерно. Фтора больше всего в зубной эмали, железа в костном мозге, йода в щитовидной железе. Равномерно распределены: Mg, Al, Br, Se. В организме минеральные вещества не синтезируются и их запасы невелики. Поэтому они должны регулярно поступать в него вместе с пищей.

В зависимости от содержания в организме минеральные вещества делят на 3 группы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы.

Макроэлементы представляют собой группу неорганических химических веществ, присутствующих в организме от нескольких десятков граммов до более килограмма. Рекомендуемая суточная доза потребления составляет более 200 мг. К ним относятся кальций, магний, фосфор, калий, натрий, хлор и сера. Макроэлементы обеспечивают нормальное функционирование всех систем и органов, из них "построены" клетки тела. Без них невозможен обмен веществ в организме человека.

К микроэлементам относятся минеральные вещества, содержание которых в организме составляет от нескольких граммов до десятых долей грамма. Потребность в них исчисляются в миллиграммах, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы организму. К ним относятся: железо, медь, марганец, цинк, кобальт, йод, фтор, хром, молибден, ванадий, никель, стронций, кремний и селен. В последнее время стал использоваться заимствованный из европейских языков термин микронутриент.

Ультрамикроэлементы содержатся в организме в ничтожно малых количествах, но обладают высокой биологической активностью. Главными представителями являются золото, свинец, ртуть, серебро, радий, рубидий, уран. Некоторые из них отличаются не только малым содержанием в обычных продуктах питания, но и токсичностью, если их потреблять в сравнительно больших дозах.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА – РОЛЬ В ОРГАНИЗМЕ

Минеральные вещества играют большую и многообразную роль в организме человека. Они входят в его структуру и выполняют большое количество важных функций.
1. Регулируют водно-солевой обмен.
2. Поддерживают осмотическое давление в клетках и межклеточных жидкостях.
3. Поддерживают кислотно - щелочное равновесие.
4. Обеспечивают нормальное функционирование нервной, сердечно -сосудистой, пищеварительной и других систем.
5. Обеспечивают процессы кроветворения и свертывания крови.
6. Входят в состав или активируют действие ферментов, гормонов, витаминов и таким образом участвуют во всех видах обмена веществ.
7. Осуществляют регуляцию трансмембранного потенциала, необходимого для нормального функционирования клеток, проведения нервных импульсов и сокращения мышечных волокон.
8. Поддерживают структурную целостность организма.
9. Участвуют в построении тканей организма, особенно костной , где фосфор и кальций являются основными структурными компонентами.
10. Поддерживают нормальный солевой состав крови и участвуют в структуре формирующих ее элементов.
11.Влияют на защитные функции организма, его иммунитет.
12. Являются незаменимой составной частью пищи, а их длительный недостаток или избыток в питании ведет к нарушениям обмена веществ и даже к заболеваниям.

КИСЛОТНО - ЩЕЛОЧНОЕ РАВНОВЕСИЕ

Минеральные вещества поддерживают в организме кислотно -щелочное равновесие. Оно необходимо для обеспечения постоянства его внутренней среды. Однако, характер питания и преобладание в нем кислотных или щелочных соединений могут влиять на сдвиги кислотно-щелочного баланса. К минеральным веществам щелочного действия относятся кальций, магний, натрий. Их содержится много в молоке и молочных продуктах кроме сыров, в картофеле, овощах, фруктах и ягодах. К минеральным веществам кислотного действия относятся фосфор, сера, хлор. Их много содержится в мясе, рыбе, яйцах, хлебе, крупах, булочных изделиях.

Если рН ниже 7,0 среда кислая, а если выше – щелочная. Наша кровь является щелочной средой, её рН примерно 7,4. Кислоты постоянно производятся в организме в процессе непрекращающегося метаболизма. Организм также получает много кислот из пищи. Для предотвращения заболеваний они должны быть нейтрализованы щелочными элементами.

Тестирование продуктов на кислотность или щелочность производится следующим образом. Продукт сжигают, а его пепел анализируют. Если пепел щелочной, то и продукт считается щелочным. Если же пепел кислотный, то и продукт соответственно считается кислотным. Однако имеются исключения. Например, цельное зерно, у которого пепел слегка кислотный, сдвигает среду в щелочную сторону. Тропические фрукты, пепел которых является щелочным, наоборот, сдвигают среду в кислотную сторону. Сахар с его щелочным пеплом и некоторые тропические овощи, включая томаты, также сдвигают внутреннюю среду организма в кислотную сторону.

Питание должно формировать слегка щелочную среду в кровеносной системе, которая обеспечивает более высокий энергетический уровень организма, обеспечивает высокий иммунитет против простуд и гриппа, укрепляет кости и зубы.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА - СРЕДНЯЯ ПОТРЕБНОСТЬ

Для поддержания нормальной жизнедеятельности и развития наш организм постоянно расходует минеральные вещества, поэтому необходимо их ежедневное восполнение. Недостаток отдельных из них или полное отсутствие может привести к серьезным заболеваниям. Минеральные вещества поступают в организм в основном с питанием, и только некоторые через кожу и легкие.

СРЕДНЕ СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА
В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ

МИНЕРАЛЬНЫЕ
ВЕЩЕСТВА
ПОТРЕБНОСТЬ,
мг
Хлориды 5000 - 7000
Натрий 4000 - 6000
Калий 1500 - 3500
Фосфор 1000 - 1500
Кальций 800 - 1200
Магний 300 - 500
Железо 15
Цинк 10 - 15
Кремний 3 - 5
Медь 2 - 3
Марганец 2
Бор 2
Фтор 1,5 - 2,0
Германий 1,5
Сера 1,0
Титан 0,3 - 0,6
Хром 0,1 - 0,2
Йод 0,1 - 0,2
Литий 0,1
Селен 0,1
Молибден 0,05
Ванадий 0,05
Алюминий 0,03 - 0,1
Серебро 0,03 - 0,08
Бром 0,02 - 0,07
Кобальт 0,010 - 0,015
Олово 0,01

Минеральные вещества, всасываясь в желудочно-кишечном тракте, попадают в кровь и переносятся к местам активного обмена или накопления. В основном они депонированы у человека в костях, а также присутствуют в растворенном виде в жидких средах организма. Из организма эти вещества выводятся с мочой, потом и калом.

Наиболее часто в России встречаются дефициты цинка, селена, магния, марганца и меди. У женщин во время беременности и у детей в периоды сильного роста, часто в организме отмечается недостаток кальция и железа.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА - ИСТОЧНИКИ

Для человека основным источником минеральных веществ является потребляемая вода и пища. Некоторые минеральные элементы распространены повсеместно и в больших количествах, а другие встречаются реже, и в меньших.

Разные продукты содержат различное количество минеральных веществ. Так, например, в молочных продуктах содержится более 20 различных минералов, среди них наиболее важными являются кальций, железо, марганец, фтор, цинк, йод. Мясные продукты содержат такие микроэлементы как серебро, титан, медь, цинк, а морские продукты – йод, фтор, никель.

Отдельные продукты питания обладают способностью избирательно концентрировать в своем составе значительное количество определенных минеральных веществ. Например, злаки концентрируют большие количества кремния, морские растения - йод, устрицы – медь и цинк, а в моллюске-гребешке сконцентрировано много кадмия.

Большое значение имеет соотношение между различными минеральными веществами, поступающими в организм. Иногда они снижают полезные качества друг друга. Например, усвояемость кальция тормозится при избытке фосфора или магния. Для достижения наибольшего эффекта стоит соблюдать соотношение фосфора, кальция и магния как 3:2:1 соответственно.

ПРОДУКТЫ С НАИБОЛЕЕ УДАЧНЫМ СООТНОШЕНИЕМ
КАЛЬЦИЯ, ФОСФОРА, МАГНИЯ И КАЛИЯ

ПРОДУКТЫ СОДЕРЖАНИЕ
МИНЕРАЛЬНЫХ
ВЕЩЕСТВ
мг на 100 г
съедобной продукции
Ca P Mg K
Творог жирный 150 216 8 112
Фундук 140 229 172 717
Капуста 50 31 16 185
Морковь 33 55 12 200
Свекла 16 43 23 290
Лук-порей 31 58 14 175
Рис 24 97 26 100
Горох 115 329 128 730
Яйца куриные 50 215 12 140
Огурцы 16 42 13 142
Сельдерей 63 27 33 393
Орехи грецкие 90 564 100 660
Фасоль 150 541 103 1100
Салат 77 34 40 220
Хлеб ржаной
простой
75 174 40 227
Хлеб пшенич-
ный 2-го сорта
39 131 51 208
Пшено 27 233 83 211
Гречка
(ядрица)
21 298 78 480
Свинина
мясная
8 170 27 316
Картофель 10 58 23 610
Томаты 10 26 8 290
Яблоки 6 11 9 275

НЕДОСТАТОК И ИЗБЫТОК МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

Несмотря на широкую распространенность минеральных веществ в природе, нарушения в организме, связанные с недостатком или реже с их избытком встречаются довольно часто. Основные причины, вызывающие недостаток или избыток минеральных веществ:
1. Однообразное питание, которое характеризуется длительным преобладанием одних и тех же продуктов в ущерб другим. Только разнообразное питание обеспечивает сбалансированное поступление всех минеральных веществ. Например, молочные продукты самые лучшие источники легкоусвояемого кальция, но содержат мало магния и кроветворных микроэлементов.
2. Несбалансированное питание приводит к избытку или дефициту в рационе различных пищевых веществ, нарушает усвоение макро- и микроэлементов. Так, усвоение кальция ухудшает избыточное содержание в пище жиров, а усвоение фосфора, магния и щавелевой кислоты ухудшает дефицит витамина D.
3. Геологические особенности различных регионов земли характеризуются недостатком или избытком минеральных веществ в местных пищевых продуктах, обусловленным химическим составом почвы и воды. В результате возникают свойственные определенным районам заболевания. Так эндемический зоб возникает от недостатка йода.
4. Употребление некоторых лекарственных средств, связывающих или ухудшающих всасывание минеральных веществ из желудочно-кишечного тракта и нарушающих их обмен.
5. Отсутствие изменений в питании при повышенной потребности организма в некоторых минеральных веществах, обусловленной физиологическими причинами. Например, у беременных и кормящих женщин резко возрастает потребность в кальции и железе.
6. Большая потеря минеральных веществ по причине кровотечений, болезнь Крона, язвенный колит.
7. При длительной варке очищенных овощей и размораживании мяса в воде происходит увеличение потери всех минеральных веществ. Потери кальция, магния, фосфора и железа при тепловой кулинарной обработке растительных продуктов составляют 10%, животных — 20 % , в среднем — 13 %.

Избыток некоторых минеральных веществ может оказывать токсический эффект, а также вызвать нарушение равновесия всей системы. Например, натрий, действуя совместно с калием, является важнейшим элементом гидросистемы: натрий накапливает воду в организме, а калий, наоборот, выводит ее. Излишек поваренной соли, состоящей из двух элементов: натрия и хлора, может привести к опасному повышению кровяного давления и вызвать отечность.

Дополнительный прием минеральных веществ назначается при их дефиците в организме. Выявить недостаток минерала можно с помощью химических анализов. Возможны также обследования, которые не связаны с химическим составом. Так например, определение количества эритроцитов в крови позволяет выявить дефицит железа, визуальный осмотр шеи позволяет выявить дефицит йода, а денситометрия костей – дефицит кальция в организме. Лечение минеральными веществами назначается только на основании диагноза (например, железодефицитной анемии в случае нехватки железа или гипомагниемии при пониженном содержании магния в крови).

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА - ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ

В организме человека минеральные вещества могу существовать в трех формах:
1. Ионизированная форма. В ней минеральные вещества существуют в виде растворенных диссоциированных солей, при этом ионы могут связываться с белковыми молекулами, образуя комплексы.
2. В составе органических молекул. В этой форме связь прочная и специфическая. Например, железо в гемоглобине или йод в тироксине.
3. В виде нерастворимых солей. В этой форме минеральные вещества входят в состав ткани. Например, фосфаты кальция и соли фтора в составе костной ткани и тканей зуба.

ЖЕЛЕЗО

Железо – серебристо белый металл, пластичный, обладает сильными магнитными свойствами, хорошей тепло и электропроводностью. В организме человека содержится около 4 грамм, но без него невозможна была бы жизнь.

Железо является важнейшим минеральным веществом в организме человека. Оно необходимо для создания красных и белых кровяных клеток, которые транспортируют кислород и углекислый газ в организме и отвечают за иммунитет.

При недостатке железа в организме развивается анемия (малокровие). Недостаток железа в организме проявляется также постоянной усталостью, ослаблением иммунитета, бледной кожей, запорами и ломкими ногтями. Чтобы этого избежать железо в продуктах питания должно находиться в достаточном количестве.

ЙОД

Минеральное вещество йод при нормальных условиях находится в твердом состоянии в виде темно - синих кристаллов похожих на графит. Наибольшее количество сконцентрировано его в морской воде. В организме человека содержится от 20 до 35 мг йода. Суточная потребность в нем составляет примерно 3 мкг на 1 кг веса.

Недостаток йода в организме приводит к появлению так называемого зоба – увеличение щитовидной железы. Если болезнь не лечить, то нарушаются функции щитовидной железы, а в дальнейшем и возможно развитие рака. Чтобы организм был здоровым и все органы в нем функционировали нормально, йод в продуктах питания должен содержаться в достаточном количестве.

КАЛИЙ

Калий в чистом виде был впервые получен в 1807 году. Он представляет собой серебристо – белый, мягкий, легкий и легкоплавкий металл. Минеральное вещество калий химически очень активен и в свободном состоянии в природе не встречается. Он входит в состав многих минералов, в качестве растворимых солей присутствует в морской воде.

Калий в организме человека выполняет большое количество разнообразных функций. Наиболее важными являются: обеспечивает функционирование клеточных мембран, поддерживает кислотно-щелочное равновесие, влияет на активность и концентрацию магния.

В организме взрослого человека содержится 160 – 250 г калия. Суточная потребность 1,5 – 2,5 г. Основной источник калия это продукты питания. Им очень богаты курага, изюм, орехи.

При недостатке калия в организме возникают различные расстройства и заболевания. Наиболее характерными являются: сердечная недостаточность, снижение работоспособности, депрессия, снижение умственной деятельности, нарушение функции почек, плохой сон и другие.

Чтобы было крепкое здоровье и организм нормально функционировал, калий в продуктах питания должен содержаться в достаточном количестве.

КАЛЬЦИЙ

Из всех минеральных веществ кальций является одним из самых важных в организме человека. Он необходим для нормальной работы нервной системы, является строительным материалом для образования костей, поддерживает кислотно – щелочное равновесие и обеспечивает нормальный обмен веществ.

Суточная потребность кальция у взрослого человека составляет 800 – 1200 мг. Больше всего кальция содержится в семенах мака, кунжута и твердых сырах. Много его в молочных продуктах и орехах. В меньших количествах он содержится в овощах и фруктах. Следует иметь в виду, что без витамина Д кальций не усваивается.

При недостаточном поступлении кальция у человека со временем появляются различные заболевания. Наиболее опасным и широко распространенным является остеопороз. Кости при этом заболевании становятся тоньше и часто ломаются. Чтобы избежать различных заболеваний и иметь крепкое здоровье, кальций в продуктах должен содержаться в достаточном количестве.

МАГНИЙ

Магний легкий металл серебристо белого цвета. Плотность его при 20°C — 1,737 г/см3, температура плавления 651°C, температура кипения 1103°C. При нагреве он сгорает ослепительно белым пламенем. В земной коре его содержится 2 % и ещё большое количество в морской воде.

Тело взрослого человека содержится примерно 70 грамм магния. Суточная потребность в нем составляет 300 – 400 мг. В организме человека магний участвует более чем в 350 различных биохимических процессах. Именно от этого минерального вещества зависит спокойная и слаженная работа всех систем организма.

При недостатке магния у человека развивается ряд патологий: нарушение работы сердечно – сосудистой системы, бессонница, мышечные судороги и многие другие. Чтобы избежать этих неприятностей магний в продуктах питания должен содержаться в достаточном количестве.

МЕДЬ

Минеральное вещество медь представляет собой один из важных незаменимых микроэлементов, которые являются необходимыми для нормальной жизнедеятельности человека. Она содержится в организме в крайне малых количествах, но при этом участвует в большом количестве биологических процессов.

Взрослый человек весом 70 кг содержит 70 мг меди. Чтобы поддерживать «медный» баланс организма, необходимо съедать в день такое количество продуктов, которые в общей сложности будут содержать 6 — 7 мг меди, из которых усвоится примерно 30 — 40%.

Медь в продуктах содержится в достаточных количествах и искусственно повышать ее долю в рационе вряд ли целесообразно.

НАТРИЙ

Натрий мягкий серебристо-белый металл, пластичен (легко режется ножом), его свежий срез блестит. Натрий и его соединения окрашивают пламя в ярко-желтый цвет. Это высоко активный химический элемент, поэтому он в чистом виде в природе не встречается.

Содержание натрия в организме составляет 70 - 110 грамм. Из них 1/3 находится в костях, 2/3 - в жидкости, мышечной и нервной тканях. В организме человека он содержится во всех жидкостях, органах и тканях. Натрий один из важных минеральных веществ, необходимых нашему организму. Без него невозможен нормальный баланс жидкости в организме; в форме различных солей он входит в состав крови, лимфы и пищеварительных соков.

Содержание природного натрия в пищевых продуктах относительно невелико, но он находится практически во всех пищевых продуктах. Главным и широко известным источником натрия является поваренная соль. Значение поваренной соли для нормальной жизнедеятельности нашего организма трудно переоценить.

СЕЛЕН

Минеральное вещество селен сам по себе сильный яд, но человеческому организму в микроскопических дозах он очень необходим – как антиоксидант и важный фактор нормальной работы иммунной и гормональной систем. Он является одним из важнейших элементов явно или неявно участвующих в большинстве физиологических процессов, протекающих в организме человека.

Содержание селена в продуктах очень сильно зависит от региона их произрастания, состава удобрений и типов почв. Организму человека требуется 20 -70 мкг селена в сутки. Доза в 5 мг для человека токсична, а поступление менее 5 мкг приводит к его недостатку. Следует иметь в виду, что он абсолютно не усваивается при наличии углеводородов. Поэтому желательно или полностью отказаться или ограничить в рационе питания газированные напитки, пирожные, торты, печенья и разные мучные сладости. Дефицит и избыток селена в пище приводят к серьезным нарушениям здоровья.

СЕРА

В организме взрослого человека содержится около 140 грамм серы. По количеству она занимает третье место после кальция и фосфора. Сера поступает в организм человека с пищевыми продуктами, в составе неорганических и органических соединений. Большая часть ее поступает в составе аминокислот.

Минеральное вещество сера одно из самых необходимых макроэлементов для нашего организма. Ее часто называют «минералом красоты», так как она обеспечивает здоровое состояние кожи, волос и ногтей. При недостатке серы в организме снижается общий жизненный тонус, резко падает иммунитет. Человек становится подвержен любым инфекциям, простудам, грибковым заболеваниям.

ФОСФОР

Соединения фосфора присутствуют буквально в каждой клетке нашего организма и обеспечивают надлежащее его функционирование и жизнедеятельность. Без фосфора невозможно правильное протекание физиологических процессов. Его соединения снабжают организм энергий, использующейся в мышечных сокращениях, проявлениях нервных импульсов, биосинтезе других органических веществ.

Минеральное вещество фосфор содержится практически во всех продуктах животного и растительного происхождения. При избытке фосфора может возникнуть почечно-каменная болезнь, поражается печень и кишечник, развивается анемия и лейкопения – уменьшается содержание лейкоцитов; появляются кровоизлияния, возникают кровотечения и заболевания сердечно-сосудистой системы.

ЦИНК

Цинк при комнатной температуре - хрупкий металл голубовато-белого цвета. На воздухе он тускнеет, покрываясь тонким слоем оксида цинка.

Цинк является одним из жизненнно важных минеральных веществ. Он участвует в активизации более 200 ферментов, необходим для нормального функционирования всех клеток, оказывает влияние на все виды обменных процессов в организме.

В организме взрослого человека содержится 2-3 г цинка. Большая его часть находится в крови, коже, печени, почках, в сетчатке глаза, а у мужчин в предстательной железе. Суточная потребность для мужчин - 11-15 мг, для женщин - 10-12 мг.

Дефицит цинка ведет к замедлению роста, к искажению восприятия вкуса, к постепенному нарушению всех обменных процессов, к ослаблению иммунитета, к дисфункции половых органов, к выпадению волос, к так называемой куриной слепоте. Вывод один: цинк в продуктах питания должен содержаться в достаточном количестве.

Минеральные вещества играют большую роль в здоровье человека. Они служат катализатором для биохимических реакций и строительным материалом для скелета. Без них невозможен рост и развитие организма.

В конце XX века российские производители некоторых лекарственных препаратов и биологически активных добавок стали использовать для обозначения макро- и микроэлементов термин минерал.