Микроэлементы и макроэлементы в организме человека

Микроэлементы и макроэлементы в организме человека

2
468 просмотров
11 ноября 2020

Наиболее значимые компоненты питания человека, которые оказывают непосредственное влияние на функционирование всех систем организма, а также на параметры работоспособности – это эссенциальные микронутриенты, витамины и минеральные вещества. В общем эта группы охватывает витамины и витаминоподобные вещества, микроэлементы и макроэлементы. Человеческий организм не может самостоятельно продуцировать эти группы соединений, поэтому важно получать их вместе с пищей. Еще один важный момент – такие соединения практически нельзя накопить впрок, поэтому важным аспектом поддержания здоровья является сбалансированное потребление микронутриентов с пищей.

Остановимся подробнее на группах микронутриентов, которые представлены ионами отдельных соединений – микро- и макроэлементов. Их влияние на организм достаточно широко, поскольку они принимают участие практически во всех функциях метаболизма.

Среди ключевых процессов, происходящих при поддержке микро- и макроэлементов находится построение новых тканей, корректное функционирование метаболизма, обеспечение поддержки ферментативных процессов. Нарушения в микроэлементарном балансе быстро приводят к развитию серьезных заболеваний в организме.

Микроэлементы и макроэлементы в организме человека

микроэлементы необходимы для нормального функционирования всех систем организма

Что такое макро- и микроэлементы и какова их роль в нашей жизнедеятельности

Под определение «макроэлементы» попадают такие химические элементы, которые по массовому содержанию в организме человека дают примерно 0,005% от веса. Эта группа характеризуется достаточно постоянной концентрацией в теле, может давать достаточно сильное отклонение от нормы по содержанию, при этом существенно не нарушая процессы жизнедеятельности. Макроэлементы список которых состоит из 11 наименований периодической таблицы – это кальций (Са), калий (К), хлор (Cl), сера (S), фосфор (Р), магний (Mg), натрий (Na), азот (N), кислород (О), углерод (С) и водород (Н). При этом 4 последних элемента являются наиболее распространенными по концентрации, поскольку являются основой для структуры любой биологической молекулы. Поступление этих макроэлементов в организм происходит с пищей в виде сложных соединений, перечень функций достаточно разнообразен. В списке перечислены основные функции элементов данной группы в организме:

  • Поддержание нормального протекания химических и биохимических реакций в организме;
  • Структурные элементы всех видов молекул в организме (белков, жиров и углеводов);
  • Процесс синтеза новых клеточных структур и тканей;
  • Балансировка кислотно-щелочного равновесия, а также водно-солевого механизма;
  • Поддержание качественного и количественного состава крови;
  • Обеспечение функционирования ферментативных систем (как следствие, поддерживающих их процессов).

В свою очередь, под определение «микроэлементы» попадают такие отдельные химические элементы, массовая концентрация которых в биологических жидкостях и тканях не превышает 0,000001%. Это очень небольшое содержание, которое часто определяется в десятках нанограммов или микрограммов. Подобные концентрации называются следовыми и определяются только специфическими методами на высокочувствительном аналитическом оборудовании. За счет такого низкого содержания, не всегда удается точно установить биологическую роль отдельных микроэлементов. При этом, превышение или снижение нормальной концентрации, тут же отражается серьезным ущербом для нормального функционирования организма. К примеру, снижение концентрации ионов цинка в плазме крови – это прямое указание на развивающийся инфаркт Миокарда, либо на прогрессирующую болезнь Альцгеймера.

Отдельно нутрициологи выделяют группу так называемых «незаменимых» микроэлементов – соединений, которые должны регулярно поступать в организм, вместе с рационом (иначе нарушится нормально течение метаболизма). Эта группа микроэлементов является основой в структуре ферментов и других белковых соединений. Микроэлемент список определяют яркими представителями – это фтор (F), хром (Cr), селен (Se), молибден (Мо), кобальт (Со), цинк (Zn), железо (Fe) и йод (I). Среди основных функций микроэлементов в организме выделяют:

  • Обеспечение нормального протекания ферментативных реакций, создание корректных условий;
  • Структурная роль для белков, жиров и углеводов;
  • Участие в проведении нервных импульсов;
  • Управление процессами репликации и регенерации тканей и клеток;
  • Поддержание отдельных ключевых процессов в организме.
Микроэлементы и макроэлементы в организме человека

чтобы поддержать сбалансированный баланс в организме необходимо достаточное поступление минеральных веществ

Нормы физиологических потребностей в минеральных веществах

Для того, чтобы поддерживать сбалансированный элементарный баланс, необходимо, чтобы макро и микроэлементы вместе с рационом поступали в достаточном количестве. Врачи-диетологи рекомендуют придерживаться следующих цифр:

Микро- / макроэлемент Суточная потребность, миллиграммов
Для мужчины Для женщины
Калий (К) 1850 — 5150 Такая же
Хлор (Cl) 1750 — 5150 Такая же
Натрий (Na) 1250 — 3550 Такая же
Кальций (Са) 1100 — 1350 Такая же
Магний (Mg) 350 – 460 Такая же
Железо (Fe) 12 — 15 14 — 18
Цинк (Zn) 15 — 17 12 — 14
Магний (Mg) 2.5 – 5.5 Такая же
Фтор (F) 1.5 – 3.5 Такая же
Медь (Cu) 1.5 – 2.5 Такая же
Бор (В) 0.2 — 0.6 Такая же
Йод (I) 0.15 – 0.17 Такая же
Молибден (Мо) 0.13 – 0.35 0.10 – 0.31
Хром (Cr) 0.07 – 0.19 0.06 – 0.18
Селен (Se) 0.06 – 0.15 0.05 – 0.14
Кобальт (Co) 0.005 – 0.015 0.003 – 0.015

Макроэлементы для взрослых

Нехватка макроэлементов в организме взрослого человека может складываться из-за однообразного рациона, в который входят только одни и те же наименования продуктов. Поскольку большинство макроэлементов занимают важное место в обмене веществ, это значит, что подобный рацион запустит целый каскад нарушений обменных процессов, который будет проявляться комплексной симптоматикой (тусклой и бледной кожей, ломкими ногтями, выпадающими волосами).

Современная экологическая обстановка обязывает человека, следящего за своим здоровьем, контролировать количество макроэлементов в своем рационе. Сюда относится и употребление некачественной питьевой воды, злоупотребление вредной пищей, вредные привычки. Регулярное употребление в пищу продуктов, богатых основными макроэлементами, снижает риск возникновения элементарной недостаточности и следующих за ней заболеваний.

Микроэлементы и макроэлементы в организме человека

важно обеспечить организм необходимой дневной нормой, т. к. нехватка микроэлементов может привести к негативным последствиям

Микроэлементы для взрослых

Важно обеспечить соответствующее дневной норме поступление микроэлементов в организм взрослого человека. Кроме необходимой суточной дозировки, нужно учитывать, что многие из микроэлементов являются антагонистами (например, медь и цинк), поэтому, если принимать сразу все, то эффекта от этого не будет. Микроэлементы имеют намного более низкое количественное содержание, поэтому нарушение их баланса в организме сразу же приводит к клиническим проявлениям. К примеру, дисбаланс цинка сразу же скажется повышенной утомляемостью и снижением концентрации внимания.

Кроме определенных норм потребности в микроэлементах, необходимо также учитывать и индивидуальную потребность. Чаще всего она возникает, если человек выполняет какой-то определенный вид деятельности, для чего требуется повышенный расход микроэлемента. К примеру, спортсменам, работающим с тяжелыми нагрузками, рекомендуется поддерживать в рационе до 45 миллиграммов цинка в сутки (при норме для обычных взрослых – не более 18). Это связано с необходимостью ускорения регенеративных процессов в мышцах.

Еще необходимо учитывать форму, в которой микроэлемент поступает в организм. Иногда, некоторые соединения имеют настолько трудно извлекаемую форму, что человеческий организм просто-напросто не сможет получить из такой пищи микроэлемент.

Для детей и подростков

В молодом, растущем возрасте сбалансированное поступление макро и микроэлементов в организм особенно важно. При этом, врачи-педиатры отмечают, что у примерно 16-47% всех российских детей наблюдаются элементарные дефициты и даже анемии. Эта ситуация складывается сразу из нескольких факторов:

  • Организм ребенка вынужден расходовать поступающие микро- и макроэлементы не только на поддержание своей текущей жизнедеятельности, но и вкладывать в быстрые процессы роста и развития;
  • Рацион чаще всего нестабилен – ребенок попросту не хочет есть богатые полезными соединениями продукты, отдавая предпочтения более вкусным (но бесполезным).

Итог закономерен – нарастающий дефицит может привести к отклонениям в развитии ребенка, вызвав негативные последствия «на длительной дистанции». Важной задачей педиатров и родителей становится выявление подобных ситуаций и корректировка микроэлементарной недостаточности.

Микроэлементы и макроэлементы в организме человека

потребность минеральных веществ у женщин в период беременности сильно возрастает

Дополнительные потребности в минеральных веществах для женщин в период беременности и кормления ребенка

Похожая ситуация складывается и во время беременности (кормления грудью). Женщина вынуждена обеспечивать поступающими в ее организм микроэлементами не только свой организм, но и развивающегося ребенка. Это накладывает увеличенную потребность, которую необходимо своевременно компенсировать. Какие эссенциальные элементы важны в период беременности:

  • Дополнительная потребность в железе возникает из-за развития плода;
  • Дополнительная потребность в йоде необходима для компенсации возросшей гормональной нагрузки;
  • Образование новых тканей ребенка ведет за собой увеличение потребности в цинке (до 15-18 мг в сутки);
  • Формирование скелета ребенка увеличивает запрос на кальций, которого беременным нужно не менее 1200 мг ко второму триместру (при норме в 800 мг).

Полный список и основные характеристики свойств макроэлементов. Классификация

В основу классификации макроэлементов положен структурный принцип. Нутрициологи разделяют все семейство данных элементов на органогенные и остальные. К первым относятся такие элементы, которые составляют максимальную массовую долю в живой человеческой клетке:

  • Кислород, обозначение – О (примерно 65% по массе в клетке);
  • Углерод, обозначение – С (примерно 18% по массе);
  • Водород, обозначение – Н (примерно 10% по массе);
  • Азот, обозначение – N (примерно 3% по массе).

Эти четыре элемента образуют узнаваемую аббревиатуру CHNO, и объединены тем, что являются строительным материалом для всех основных соединений человеческого организма (белки, жиры, аминокислоты, углеводы и др.).

Кроме этих 4 элементов, выделяют в список микроэлементов (еще 7), которые не настолько распространены в человеческом организме, но укладываются в показатель 0,005% по массе. Сюда относятся:

  • Калий (К) – примерное содержание 0,35%;
  • Кальций (Са) – примерное содержание 2%;
  • Магний (Mg) – примерное содержание 0,05%;
  • Натрий (Na) – примерное содержание 0,15%;
  • Сера (S) – примерное содержание 0,25%;
  • Фосфор (Р) – примерное содержание 1,1%;
  • Хлор (Cl) – примерное содержание 0,15%.
Микроэлементы и макроэлементы в организме человека

микроэлементы в организме человека выполняют целый ряд жизненно важных функций

Роль в человеческом организме

Поскольку понятно, что витамины и микроэлементы оказывают влияние на целый ряд функций, сосредоточимся на их отдельных ролях в организме человека:

  • Кальций играет ключевую роль в формировании костей и хрящей. Среди его функций – рост и развитие зубов, поддержание реологии и состава крови. Отвечает за проведение нервных импульсов;
  • Калий необходим для корректного функционирования транспорта питательных веществ внутрь клетки. Принимает участие в процессах формирования белковых соединений, поддерживает оптимальный кислотно-щелочной баланс;
  • Натрий требуется для поддержания тонуса ключевых тканей (благодаря нужному осмотическому давлению), формирует проведение нервного импульса, активирует ряд ферментативных систем;
  • Магний поддерживает функции желудочно-кишечного тракта, контролирует работу сердца. Является катализатором для развития новых тканевых и костных структур. Поддерживает когнитивные функции мозга;
  • Фосфор – основной участник энергетических и аккумулирующих реакций в организме. Является важным компонентом генетического материала. Поддерживает здоровые процессы роста костей и зубов;
  • Сера – неотъемлемый структурный компонент белков всех живых организмов, ферментов и ряда незаменимых аминокислот, что обуславливает большое количество функций этого элемента. К наиболее значимым относится регенеративная (образование тканей) и энергетическая (регулирует расщепление глюкозы) функции;
  • Хлор в избытке можно найти в желудочно-кишечном тракте, но кроме этого ему свойственно присутствие во всем организме. Он выполняет активацию ферментов, формирует структурные компоненты крови, участвует в работе печени.
Микроэлементы и макроэлементы в организме человека

в рацион питания необходимо включать продукты питания, богатые минеральными веществами

Перечень источников, в которых содержатся макроэлементы

Для того, чтобы обеспечить постоянное и сбалансированное поступление необходимых организму макроэлементов, требуется употреблять в пищу продукты, богатые ими. Приводим наиболее распространенные минералы в продуктах:

  • Кальций содержится по большей части в масломолочных продуктах (сыры, молоко, творог), а также в яйцах птицы и бобовых культурах;
  • Фосфором богаты твердые сорта сыров, фасоль и бобы, морская рыба, цельнозерновой хлеб, мясо птицы и крупнорогатого скота, грибы;
  • Повышенное содержание магния в следующих продуктах – капуста брокколи, некоторые разновидности фруктов (например, бананы), мясо и рыба, орехи, сушеные абрикосы;
  • Калием обогащен картофель, рыба морского ареала обитания, свежие яблоки и смородина, культуры бобовых;
  • Натрий можно встретить в наибольшем разнообразии продуктов питания, но максимальное содержание относится к обычной поваренной соли. Она же является и главным источником хлора.

Признаки и симптомы недостатка или избытка

Макроэлементы в организме человека в недостаточном или избыточном количестве должны в первую очередь быть подкреплены лабораторным исследованием. Поводом к этому могут стать симптомы, которые можно обнаружить самостоятельно:

Макроэлемент Симптоматика при дефиците Симптоматика при переизбытке
Кальций Повышенная хрупкость костей, сопровождающаяся частыми переломами, замедление темпов роста, присутствие мышечных судорог, неудовлетворительное состояние ногтевых пластин, повреждения зубов. Ухудшение памяти, снижение когнитивных функций, нарушение тонуса мышц, проблемы с ЖКТ (тошнота и запоры), нарушение аппетита.
Магний Проблемы с стороны ЦНС – вертиго, судороги вплоть до припадков, нарушение состояния волос и ногтей, быстрая утрата работоспособности, дефицит внимания, депрессивные расстройства. Болезненные ощущения в крупных мышцах, нарушение кислотности в желудке (дополнительно проявляется изжога), прогрессирующая бессонница.
Калий Чувство хронической усталости, нестабильное значение артериального давления, нестабильный сердечный ритм, головокружения, онемение в конечностях Частные рвотные позывы, спазмы в желудке, задержки с мочеиспусканием, быстрое наступление утомления, утрата сознания, слабость в теле.
Натрий Нарушается нормальная работа почек, проявляются диспептические явления со стороны ЖКТ (тошнота, изжога), психомоторные нарушения (состояние подавленности и непрекращающейся тревоги, спутанность сознания), нарушение нормального функционирования сердца (тахикардия, скачки артериального давления) Чувство непрекращающейся жажды, конечности сильно отекают, приступы головной боли, изменения во вкусах обычных продуктов.
Фосфор Ухудшения состояния костей (ломкость, остеопороз) и зубов (потускнение, изменение цвета, выпадение), болезненные ощущения в мышцах и сухожилиях, слуховые галлюцинации, беспокойство, нервная напряженность. Проявление болезненных судорог в мышцах, онемение отдельных конечностей, воспаленные высыпания на коже, усталость и отдышка.
Сера Кожные повреждения заживают длительное время, волосы и ногти становятся тонкими, ломкими, проявления артрозов и артритов, на коже длительные воспаления. Судорожное сокращение мышц, вплоть до конвульсий, потеря сознания, рвота и диарея.
Хлор Проблемы с дыханием (оно поверхностное), человек становится вялым, пропадает аппетит, мышечные судороги, чувство сухости слизистых оболочек. Неприятные ощущения в глазах (резь), повышенное отделение слезы, расстройства со стороны ЖКТ, сухой кашель, увеличение температуры тела.

Список основных микроэлементов. Классификация

Минералы и микроэлементы не классифицируются по какому-либо свойству. Всего насчитывается около 30 соединений, которые с учетом невысокого содержания в организме проявляют какую-либо биологическую активность. При этом, чем ниже концентрация в организме, тем труднее установить конкретную роль микроэлементов. Приведем список наиболее важных для человека:

  • Бром (Br);
  • Бор (В);
  • Кобальт (Со);
  • Кремний (Si);
  • Марганец (Mn);
  • Медь (Cu);
  • Молибден (Мо);
  • Никель (Ni);
  • Селен (Se);
  • Фтор (F);
  • Хром (Cr);
  • Цинк (Zn).

Часто возникает вопрос – в чем разница между микроэлементами и ультрамикроэлементами? Последние имеют концентрацию в организме ниже 0,000001% по массе.

Микроэлементы и макроэлементы в организме человека

правильное сбалансированное питание является лучшей профилактикой появления заболеваний и залогом здоровья

Перечень продуктов, в которых они содержатся

Все выше перечисленные микроэлементы в продуктах питания содержатся в связанном виде. Значение микроэлементов огромное, поэтому человеку важно вводить в рацион продукты, содержащие нутриенты исключительно в усвояемой форме (а содержание микроэлементов в них велико).

  • Бром чаще всего можно найти в морских продуктах, таких, как водоросли и некоторые виды рыбы. В незначительных количествах присутствует в пшенице и ячмени;
  • Лидером по содержанию бора выделяют свежие абрикосы (почти 1050 мкг), также много его в бобовых (горох и фасоль – 480-670 мкг) и в гречневой крупе (730 мкг);
  • Кобальт по большей части присутствует в мясе речных и морских рыб. Наибольшее его содержание в кальмарах, морском тунце, треске и сардинах (примерно 30-95 мкг);
  • Кремний присутствует в крупах и растениях из семейства бобовых. Лидер – ячневая крупа (с содержанием 600 мг), богаты также фасоль и горох (83-93 мг);
  • Марганец можно найти в больших количествах в различных орехах. Наибольшее содержание этого микроэлемента в фундуке (4,2 мг), фисташках (3,8 мг) и в арахисе (1,93 мг);
  • Медь в больших количествах присутствует в печени животных. Так, свиная и говяжья печень содержат примерно 3-3,8 мг/кг. Много меди в арахисе, фундуке и креветках;
  • Молибден в природе накапливается в бобовых культурах – горох (84,2 мкг), чечевица (77,5 мкг), фасоль (39,4 мкг);
  • Никелем богаты следующие продукты питания – горох (247 мкг), фасоль (173 мкг), чечевица (161 мкг) и кукуруза (83,3 мкг);
  • Повышенное содержание селена можно встретить в мясе осьминогов (до 44,8 мкг), в куриных яйцах (до 31,7 мкг), в фисташках (до 19 мкг);
  • Фтор чаще всего можно найти в морепродуктах и мясе морских рыб. К лидерам относится скумбрия (до 1400 мкг), тунец (1000 мкг), хек (700 мкг) и минтай (700 мкг);
  • Большим количеством хрома отличаются рыбные продукты – мясо тунца (до 90 мкг), сазана (до 55 мкг). Также его много в свекле (до 20 мкг) и в говяжьей печени;
  • Цинком богаты кедровые орехи (до 4,28 мг), хороший результат дают мягкие сорта сыра (3,5 мг), говяжье мясо (3,24-3,5 мг), пшеница (2,8 мг).
Микроэлементы и макроэлементы в организме человека

при невозможности пополнять организм необходимыми минералами через продукты питания, рекомендуется прием комплексных витаминных препаратов

Симптомы и причины нехватки и избытка

При дефиците или при избытке микроэлементов наблюдается более обширная симптоматика, которая является следствием вовлеченности последних в обширное количество процессов в организме. При этом чаще всего симптомы не будут указывать непосредственно на микроэлементоз, пока анемия не достигнет серьезных масштабов.

Микроэлемент Симптоматика при дефиците Симптоматика при переизбытке
Бром Снижение процессов роста у детей, бессонница, нарушения со стороны кислотности в ЖКТ, депрессивные расстройства, раздражительность, снижение гемоглобина в крови. Поражение слизистой глаз, тяжелые аллергические реакции, скопление жидкости в легких.
Бор Развитие артритов и артрозов, дисбаланс гормонального статуса, нарушение обмена кальция и магния с соответствующей симптоматикой. Клиническое проявление отравления, пропадает аппетит, рвота, тошнота, диарея, потеря массы тела, головная боль.
Кобальт Синдром хронической усталости, возникновение вторичных анемий, вегетососудистые патологии, аритмия, замедленные регенеративные процессы. Поражение сердца, гиперплазия щитовидной железы, потеря слуха, скачки с артериальным давлением, повышенное содержание липидов в плазме крови.
Кремний Потеря кожными покровами здорового внешнего вида – сухость, растрескивания, морщины, потеря эластичности. Воспалительные высыпания, псориаз, экзема. Обострение мочекаменной болезни, ломкие и тонкие волосы, прогрессирующий остеопороз, синдром хронической усталости, депрессивное, подавленное состояние.
Марганец Поражение нервной системы, проявляющееся раздражительностью, общим угнетением, снижением когнитивной функции. Снижение эффективности инсулина, первые признаки сахарного диабета. Возникновение судорожных сокращений мышц, угасание половой функции, гипотериоз, рахит.
Медь Снижение иммунного статуса, повышенная заболеваемость, синдром хронической усталости, снижение интеллектуальных способностей, снижение температуры тела, снижение зрения. Диспептические нарушения (тошнота, изжога, рвота), болевой синдром в животе, желтуха, тремор конечностей.
Молибден Нарушение нормального функционирования в пространстве, симптоматика связанная с нарушением функции отдельных участков мозга, мочекаменная болезнь. Подагра, качественное изменение состава мочи, воспалительный процесс на слизистых, снижение кроветворной функции.
Никель Снижение половой функции, гиперхостеринемия, уменьшение запасов естественного гликогена, развитие гиперчувствительности. Непрекращающаяся отдышка с кашлем, сильная головная боль, нарушения функций ЖКТ, отеки легких и мозга, судороги, потеря сознания.
Селен Дисфункция щитовидной железы, гипотериоз, эндемический зоб вплоть до кретинизма. Нарушение эмоционального состояния, чесночный запах изо рта, нарушение состояния волос и ногтевых пластин.
Фтор Нарушение состояния костей и зубов, повышенная ломкость, остеопороз, потускнение цвета зубов. Пациент теряет голос, наблюдаются скачки давления, избыточное слезоотделение, кровоточат десны, очаги раздражения на коже.
Хром Синдром повышенной утомляемости, повышение холестерина в крови, потеря волос, неусвояемость сахаров, появление тенденции к избыточному весу. Снижение концентрации сахара в крови, нарушение свертываемости крови, повышенная тревожность.
Цинк Высыпания на коже, раны плохо заживают, потеря половой функции, снижение когнитивных способностей мозга. Диспептические явления – тошнота, рвота, диарея.

Макроэлементы и микроэлементы являются неотъемлемой составляющей для нормального функционирования организма. Следует внимательно относиться к своему организму и уже при первых признаках анемии корректировать нарушившийся баланс. Предварительно необходимо обязательно провести лабораторное исследование и получить консультацию врача-диетолога, который назначит нужный комплекс витаминов.

Комментировать
2
468 просмотров
  • Аноним

    Надо же, такая полезная информация — и так мало просмотров.

  • Захар Камилин

    Статья очень понравилась. Я тоже витамины принимаю, не уверен, что получаю все необходимое из пищи. Так вот лучше всего витаминный комплекс купить, например мэнс формула больше чем поливитамины, специально для мужского организма, повышает выносливость и укрепляет иммунную систему.