Лекции ПДФ / 13. Мин. вещества

МИНЗДРАВ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ЮУГМУ Минздрава России)

КАФЕДРА ОБЩЕЙ ГИГИЕНЫ

Конспекты (презентации) лекций

Дисциплина – Гигиена

Специальность – Лечебное дело – 31.05.01

Форма обучения – очная

ЛЕКЦИЯ № 13 ТЕМА:МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ПИТАНИИ

НАСЕЛЕНИЯ. МИКРОЭЛЕМЕНТОЗЫ И ИХ ПРОФИЛАКТИКА.

Время: 2 часа План:

1.Минеральные вещества, определение понятия, классификация.

2.Роль минеральных веществ в жизнедеятельности организма.

3.Основные причины недостатка минеральных элементов в организме.

4.Биологическая роль минеральных веществ для процессов жизнедеятельности и сохранения здоровья человека.

5.Пища – источник минеральных веществ.

6.Микроэлементозы человека и их классификация.

7.Нормирование минеральных веществ в питании.

1. Минеральные вещества, определение понятия, классификация.

Основоположник гигиены в России, профессор Ф.Ф. Эрисман еще в начале прошлого века писал: «Пища, не содержащая минеральных солей, хотя бы во всем оптимальным она удовлетворяла условиям питания, ведет к медленной голодной смерти, потому что обеднение тела солями неминуемо ведет к расстройству питания».

1

Минеральными или неорганическими веществами называют простые природные химические элементы, которые наряду с другими компонентами пищи необходимы для построения химических структур живых тканей и осуществления важнейших биологических и физиологических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности.

Минеральные вещества (минеральные элементы) – это неорганические составные части пищи, являющиеся незаменимыми (эссенциальными) пищевыми веществами. Принято считать, что группу незаменимых составляет 21 минеральный элемент, однако число их постоянно растет. Предполагается, что оно может достигнуть – 30.

Минеральные вещества делятся:

2

I. Макроэлементы – элементы, которые присутствуют в продуктах в значительных количествах (десятки и сотни мг %). Они делятся на:

1)минеральные элементы щелочного действия (катионы) – это магний (Мg),

кальций (Са), калий (К);

2)минеральные элементы кислотного действия (анноны) – это фосфор (Р), хлор

(Сl), сера (S).

II. Микроэлементы – элементы, присутствующие в пищевых продуктах в количествах менее 1 мг %. Они делятся на:

1)эссенциальные (незаменимые, жизненно необходимые МЭ) - это железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), марганец (Mn), йод (J), фтор (F), кобальт (Co), хром (Cr), селен (Se);

2)токсические – ртуть (Нg), свинец (Рв), мышьяк (Аs), кадмий (Cd);

3)нейтральные (инертные) – литий (Li), бор (В), серебро (Ag) и др.

Ш. Ультрамикроэлементы – их содержание в продуктах измеряется в мкг % - это золото (Au), свинец (Pb), радий (Ra) и др.

3

Классификация микроэлементов по их физиологическому значению для организма человека.

1. Микроэлементы, участвующие в кроветворении:

А) железо (Fe) входит в состав гемоглобина, участвует в окислительных процессах; Б) медь (Cu) участвует в синтезе гемоглобина, обладает инсулиноподобным действием; В) никель (Ni) стимулирует процессы кроветворения подобно кобальту.

2. Микроэлементы, связанные с костеобразованием:

А) марганец (Mn) участвует в процессе оссификации, стимулирует процессы роста, обмена, синтеза витаминов;

Б) стронций (Sr) участвует в процессах оссификации;

3.Микроэлементы, связанные с эндемическими заболеваниями:

А) йод (J) участвует в синтезе гормона щитовидной железы; Б) фтор (F) участвует в построении зубной эмали.

4.Прочие микроэлементы:

А) цинк (Zn) участвует в структуре и функции ряда ферментных систем, оказывает влияние на активность ферментов гипофиза, половых желез, поджелудочной железы, участвует в процессах кроветворения, улучшает белковый обмен, стимулирует рост;

Б) хром (Cr) участвует в обмене углеводов, белков, холестерина.

4

В) молибден (Mo) входит в состав ряда ферментов, в частности обеспечивающих окисление пуринов.

2. Роль минеральных веществ в жизнедеятельности организма.

Значение минеральных веществ в питании человека многообразно, они входят:

1. в комплекс веществ, составляющих живую протоплазму клеток; 2. в состав всех межклеточных и межтканевых жидкостей, обеспечивая им необходимые осмотические свойства;

3.в состав опорных тканей костей скелета, а также в состав таких тканей, как зубы, для которых необходима прочность и твердость;

4.в состав некоторых эндокринных желез (например, йод – в состав щитовидной железы, цинк

– в состав поджелудочной железы и тканей половых желез);

5.в состав некоторых сложных органических соединений (железо – в состав гемоглобина, фосфор – в состав фосфатидов и т.д.);

6.в виде ионов они участвуют в передаче нервных импульсов.

7.обеспечивают свертывание крови.

Особенно большое значение минеральные вещества имеют для детского растущего организма. Повышенная потребность в них у детей объясняется тем, что процессы роста и развития сопровождаются увеличением массы клеток, минерализацией скелета, а это требует систематического поступления в организм ребенка определенного количества минеральных солей.

3. Основные причины недостатка минеральных элементов в организме.

5

I.Алиментарная недостаточность:

1.Низкое содержание минеральных веществ в суточном рационе, в связи с однообразным питанием, не обеспечивающим поступление всех необходимых минеральных веществ в организм. Так, молочные продукты – лучшие источники усвояемого кальция, содержат мало магния и кроветворных элементов.

2.Несбалансированное питание. Избыток или дефицит в рационе белков, жиров, углеводов, витаминов нарушает усвоение минеральных веществ. Например, усвоение кальция ухудшается при слишком большом содержании в рационе жиров, недостатке витамина В и белков. Важное значение имеет сбалансированность в рационе самих минеральных элементов. Оптимальным для усвоения являются следующие соотношения между кальцием, фосфором и магнием 1:1,5:0,5. При избытке фосфора может происходить выведение кальция из костей, при избытке кальция развивается мочекаменная болезнь. Избыток магния ухудшает усвояемость кальция.

3.Низкое содержание микроэлементов в местных продуктах питания, обусловленное геохимическими особенностями региона, т.е. низким содержанием этих элементов в почве, воде и т.д. В результате могут возникать эндемические заболевания (эндемический зоб, кариес, Уровская болезнь).

4.Неправильная кулинарная обработка пищевых продуктов. Следует избегать длительной варки овощей, т.к. потери минеральных веществ составляют до 20-30%. Недопустимо проводить размораживание мяса в теплой воде. Не следует длительно вымачивать продукты. Овощные отвары рекомендуется использовать для приготовления супов, соусов, подлив.

II. Нарушение ассимиляции минеральных веществ.

1.Нарушение всасывания минеральных веществ в желудочно-кишечном тракте при его заболеваниях (энтериты, энтероколиты, синдром недостаточного всасывания и т.д.). Так, например, у лиц с нарушением всасывания жиров (стеаторея) жирные кислоты связываются кальцием и образуют нерастворимые соли, которые не усваиваются организмом. Всасывание органических соединений фосфора зависит от расщепления их кишечными фосфатазами. Отмечается возникновение железодефицитной анемии при ахлоридрии.

2.Нарушение обмена минеральных веществ при эндокринных заболеваниях (аддисонова болезнь, при которой происходит нарушение электролитного обмена с явлениями гипонатриемии и гиперкалиемии; гипопаратиреоз, заболевания щитовидной железы и др.).

3.Нарушение ассимиляции в связи со связыванием минеральных элементов и переводом их в мало усвояемую форму. Установлено, что избыточное содержание фитиновой кислоты,

6

содержащейся в злаках, фосфатов, щавелевой кислоты в рационе способствует связыванию калия, железа, цинка в нерастворимые соединения, плохо всасывающиеся в кишечнике.

4. Действие лекарственных средств. Наблюдается усиление экскреции минеральных веществ после приема мочегонных препаратов, инсулина (усиленное выведение хрома).

4. Биологическая роль минеральных веществ для процессов жизнедеятельности и сохранения здоровья человека.

Несмотря на очень малые количества микроэлементов, их значение для процессов жизнедеятельности и сохранения здоровья человека очень велико. Недостаток или избыток их приводит к тяжелым расстройствам здоровья.

1.Они участвуют в биологических процессах, во множестве физиологических и биохимических реакциях.

Одно из условий нормального протекания обмена веществ в организме – постоянство внутренней среды (гомеостаз). В норме ее реакция должна быть слабощелочной, т.е. необходимо потребление положительно заряженных элементов – катионов. Мы получаем их с продуктами богатыми Са, Мg, К.

Отрицательно заряженные элементы – анионы, поступают с продуктами, богатыми Р, S, Cl. Конечно, нет продуктов, содержащих только анионы или катионы. Но, в зависимости от преобладания катионов или анионов продукты принято делить на щелоче – и

кислотообразующие.

Ккислотообразующим продуктам питания относятся продукты животного происхождения (кроме молока), мясо, субпродукты, рыба, морепродукты, яйца, животные жиры, семена, орехи, зерновые продукты, крупы, хлебобулочные и макаронные изделия, масла из косточек и семян (кукурузное, подсолнечное, льняное, хлопковое).

Кщелочеобразующим продуктам питания относятся – ягоды, плоды, бобовые, овощи,

коренья, клубни, листовая зелень, молоко и продукты из него, оливковое и кокосовое масла.

2. Участвуют в поддержании кислотно-щелочного равновесия.

Все физиологические и биохимические реакции в организме протекают при определенном значении рН среды, т.е. при определенном соотношении (балансе) кислот и щелочей. Соотношение таких минеральных веществ как хлор, сера, фосфор создает определенное кислотно-щелочное равновесие в крови и внутри клеток.

Смешанный рацион человека характеризуется легким перевесом кислотообразующих элементов, но организм имеет механизмы, которые поддерживают равновесие. Избыток кислых эквивалентов выводится в виде СО2 через легкие или в виде слегка кислой мочи через почки.

7

Кроме того в крови присутствуют буферные системы, такие как карбонаты, фосфаты, предотвращающие изменения рН крови. Угольная кислота нейтрализует щелочи и препятствует развитию алколоза. Таким образом, маловероятно возникновение нарушений кислотнощелочного равновесия, обусловленных пищей.

3. Участвуют в регуляции биохимических реакций.

3.1. Микроэлементы входят в состав ферментов, катализирующих множество биохимических реакций, в том числе, реакций метаболизма пищевых веществ (цинк катализирует около 100 реакций).

3.2.Всасывание и переваривание пищи в кишечнике протекает с обязательным участием микроэлементов.

3.3.Окисление углеводов, жиров, белков и получение из макронутриентов энергии также происходит в реакциях, которые катализируются минеральными элементами.

3.4.Реакции, в которых происходит биосинтез биологически активных соединений, также зависят от макро - и микроэлементов. При этом сами элементы могут, как входить, так и не входить в состав этих соединений (например, в биосинтезе гемоглобина участвуют многие элементы, но в состав гемоглобина входит только железо).

3.5.Минеральные вещества входят в состав гормонов, ферментов и других биологически активных веществ как обязательные компоненты, без которых образование и функции этих веществ не могут осуществляться (например, гормон щитовидной железы – тироксин, образуется только при достаточном поступлении в организм йода).

Ферменты, содержащие в качестве активной группы минеральных элементов – металлы, называются металлоферментами. При отсутствии минералов эти ферменты или теряют активность или вовсе не образуются.

4. Минералы как составные части тела

Минеральные элементы, такие как Са, и Р, являются основными компонентами костей, зубов, т.е. служат материалом для образования и развития соответствующих тканей. Другие минеральные вещества, также играют большую роль в процессах роста детского организма, являясь активными компонентами металлоферментов, участвующих в получении энергии из основных пищевых веществ.

5. Участвуют в водном обмене

Водный обмен в организме тесно связан с обменом минеральных солей. Стенками кровеносных сосудов и клеточных оболочек вода разделена на три части: жидкость внутри кровеносных сосудов (кровь и лимфа), межклеточная жидкость и внутриклеточная жидкость. Они отделены друг от друга биологическими мембранами. Накопление и передвижение

8

жидкости из одной части в другую зависит от концентрации растворенных в воде минеральных солей, состоящих из противоположно заряженных ионов. Заряженные ионы растворенных минеральных солей называются электролитами. Они создают так называемое осмотическое давление. Повышение концентрации электролитов в жидкости вызывает повышение осмотического давления и жидкость направляется в соответствующую часть организма.

В нормальных условиях концентрация электролитов в жидкости регулируется таким образом, что резких колебаний не возникает. Однако при повышенном потреблении поваренной соли наблюдается накопление ионов натрия и хлора во внеклеточной жидкости, которое влечет за собой накопление в этой части тела воды и увеличение объема крови и внеклеточной жидкости. Задержка воды в крови вызывает повышение артериального давления.

6. Другие функции минеральных элементов.

Минеральные элементы участвуют в передаче нервных импульсов по нервному волокну. В этот процесс вовлекается К, Nа, изменение концентраций которых внутри и вне клетки генерирует нервный импульс. В переносе нервного импульса между нервными клетками участвует специальное вещество – нейромедиатор ацетилхолин, освобождение которого в нервном окончании регулируется кальцием.

Для нормального функционирования мышц необходим кальций, принимающий участие в процессе сокращения, а также калий, натрий, магний, необходимые для процесса расслабления сокращенной мышцы.

5. Пища – источник минеральных веществ.

9

Количество минеральных элементов в пище человека зависит от их содержания в почве и в воде. Макро-и микроэлементы, содержащиеся в пище, обладают разной степенью доступности для усвоения организмом. Например, в зерне минеральные элементы откладываются главным образом в оболочке и в зародыше, которые отделяются при получении муки. Поэтому мука содержит меньше минеральных веществ, чем цельное зерно. Однако наружная оболочка зерна имеет в своем составе соли фитиновой кислоты – фитаты, препятствующие всасыванию минералов в кишечнике. Поэтому разница общего количества доступных для усвоения минеральных веществ в муке и цельном зерне невелика.

Достаточное поступление с пищей минеральных веществ достигается при разнообразном питании, так как группы пищевых продуктов различаются по составу и концентрации макро-и микроэлементов.

Кальций

Одним из важнейших минеральных веществ является кальций (Са). Он выполняет две

основные функции – структурную и регуляторную.

Это постоянная составная часть крови, он участвует в свертывании крови, входит в состав клеточных и тканевых жидкостей, клеточного ядра и играет важную роль в процессах роста и деятельности клеток, участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов, мышечном сокращении, контролирует активность ряда ферментов.

Основное значение Са заключается в формировании костей скелета, где он является главным структурным элементом. Потребность в Са особенно высока у детей, в организме которых протекают костеобразовательные процессы, а также у женщин в период беременности и при кормлении грудью. Длительный недостаток Са в пище приводит к нарушению костеобразования: к возникновению рахита у детей, остеопороза и остеомаляции у взрослых.

Длительный недостаток кальция в пище нежелательно сказывается на возбудимости сердечной мышцы и ритме ее сокращений.

Особенность обмена Са состоит в том, что при недостатке его в пище, он продолжает выделяться из организма в значительных количествах за счет запасов организма (костей), чем вызывается кальциевая недостаточность (в Китае, в провинции Шаньги, где существовал порочный обычай кормить матерей в течение месяца после рождения ребенка только рисовой кашей, огромное количество женщин превращалось в калек вследствие остеомаляции).

Са относится к трудно усвояемым элементам. Его усвояемость зависит от соотношения с другими компонентами пищи и, в первую очередь, с фосфором, магнием, а также белком и жиром. Одним из решающих факторов, обуславливающих хорошее усвоение Са, является

10