В чем содержатся минеральные соли. Вопросы и задания для обсуждения
Неорганические вещества клетки. Минеральные соли
Минеральные соли могут содержаться в организме в растворенном виде (диссоциированными на ионы) или в нерастворимом виде.
Важную роль в жизнедеятельности клетки играют растворимые минеральные соли, представленные в основном катионами К + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ и анионами НРО 4 2- , Н 2 РО 4- , Сl - , НСO 3- .
Многие ионы неравномерно распределены между клеткой и окружающей средой. Именно благодаря существованию подобных градиентов концентраций осуществляются многие важные процессы жизнедеятельности, такие, например, как возбуждение нервных клеток и сокращение мышечных волокон.
На внешней клеточной мембране высокая концентрация ионов Na + , а на внутренней — ионов К + . Этот факт обуславливает передачу возбуждения по нервам и мышце. Са +2 , Mg +2 являются активаторами многих ферментов, если их недостаточно, то нарушается процесс обмена веществ. Mg +2 поддерживает целостность рибосом, работу митохондрий. Са 3 (РО 4) 2 есть в составе костей, а СаСО 3 — в составе раковин моллюсков.
Ионы растворимых солей Na + , K + , Cl - Mg 2+ , SO 4 2- в организме человека и животных выполняют ряд важных функций:
- создают условия для передачи нервных импульсов;
- регулируют проницаемость мембран;
- участвуют в мышечных сокращениях;
- поддерживают осмотическое давление крови и нормализуют водный баланс;
- регулируют кислотно-щелочной баланс;
- усиливают действие желудочных соков, участвуют в формировании кислых и щелочных ферментов.
Анионы слабых кислот участвуют в поддержании кислотно-щелочного баланса (рН) клетки. Анионы фосфорной кислоты необходимы для синтеза главной энергетической молекулы — АТФ, нуклеотидов и нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).
От концентрации солей внутри клетки зависят буферные свойства, то есть способность поддерживать слабощелочную среду. Внутри клетки буферность обеспечивается анионами Н 2 РО 4 - , во внеклеточной жидкости и в крови роль буфера играют НРО 4 -2 , НСО 3 - .
Неорганические соли — KNO 3 , CaSO 4 , Na 3 PO 4 — служат важными компонентами минерального питания растений.
Функции минеральных солей в клетке и организме
| Роль | Пояснение | Примеры |
|---|---|---|
| Создание осмотического баланса | Состав минеральных солей и их концентрация определяют осмотическое давление жидкостей внутри клеток и полостей тела. Благодаря осмотическому давлению формируется гидроскелет беспозвоночных и тургор растений | Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl - , HCO 3 - , H 2 PO 4 - , HPO 4 2- , SO 4 2- |
| Поддержание буферных свойств | Буферность — способность поддерживать рН на определенном уровне. За поддержание рН клеток и тканей отвечают фосфатная и бикарбонатная буферные системы | HPO 4 2- + H + ↔ H 2 PO 4 - ; HCO 3 - + H + ↔ H 2 CO 3 |
| Поддержание градиентов концентраций | В клетке и межклеточном пространстве поддерживаются определенные концентрации ионов. Благодаря существованию градиентов концентраций осуществляются такие важные процессы жизнедеятельности, как возбуждение нервных клеток и сокращение мышечных волокон | Na + , K + , Ca 2+ , Cl - |
| Формирование скелетных образований | Кости скелета позвоночных в основном состоят из фосфатов кальция и магния. Раковины моллюсков формируются из карбоната кальция | Ca 2+ , Mg 2+ , PO 4 3- , CO 3 2- |
| Передача нервных импульсов | Участвуют в работе химических синапсов | Ca 2+ , К + , Na + , Cl - |
Минеральные соли в водном растворе клетки диссоциируют на катионы и анионы; некоторые из них могут включаться в комплексы с различными органическими соединениями. Содержание неорганических ионов обычно не превышает 1 % от массы клетки. Катионы солей, такие как калий, натрий, обеспечивают раздражимость клеток. Кальций способствует сцеплению клеток между собой. Анионы слабых кислот отвечают за буферные свойства цитоплазмы, поддерживая в клетках слабощелочную реакцию.
Ниже в качестве примера приводится биологическая роль важнейших химических элементов клетки:
Кислород Компонент органических веществ, воды, анионов неорганических кислот
Углерод Компонент всех органических веществ, углекислого газа, угольной кислоты;
Водород Компонент воды, органических веществ, в форме протона регулирует кислотность среды и обеспечивает формирование трансмембранного потенциала;
Азот Компонент нуклеотидов, аминокислот, пигментов фотосинтеза и многих витаминов;
Сера Компонент аминокислот (цистеин, цистин, метионин), витамина В 1 и некоторых коферментов;
Фосфор Компонент нуклеиновых кислот, пирофосфата, ортофосфорной кислоты, нуклеотидтрифосфатов, некоторых коферментов;
Кальций Участвует в передаче сигналов в клетке;
Калий Влияет на активность ферментов белкового синтеза, участвует в процессах фотосинтеза;
Магний Активатор энергетического обмена и синтеза ДНК, входит в состав молекулы хлорофилла, необходим для сборки микротрубочек веретена деления;
Железо Компонент многих ферментов, участвует в биосинтезе хлорофилла, в процессах дыхания и фотосинтеза;
Медь Компонент некоторых ферментов, участвует в процессах фотосинтеза;
Марганец Является компонентом или регулирует активность некоторых ферментов, участвует в ассимиляции азота и в процессе фотосинтеза;
Молибден Компонент нитратредуктазы, участвует в фиксации молекулярного азота;
Кобальт Компонент витамина В 12 , участвует в азотфиксации
Бор Регулятор роста растений, активатор восстановительных ферментов дыхания;
Цинк Компонент некоторых пептидаз, участвует в синтезе ауксинов (растительных гормонов) и спиртовом брожении.
Существенным является не только содержание элементов, но и их соотношение. Так в клетке поддерживается высокая концентрация ионов К + и низкая Na + , в окружающей среде (морская вода, межклеточная жидкость, кровь) наоборот.
Основные наиболее важные биологические функции минеральных элементов:
1. Поддержание кислотно-щелочного равновесия в клетке;
2. Создание буферных свойств цитоплазмы;
3. Активация ферментов;
4. Создание осмотического давления в клетке;
5. Участие в создании мембранных потенциалов клеток;
6. Образование внутреннего и наружного скелета (простейшие, диатомовые водоросли).
2. Органические вещества
Органические вещества составляют от 20 до 30 % массы живой клетки. Из них примерно 3% приходится на долю низкомолекулярных соединений: аминокислот, нуклеотидов, витаминов, гормонов, пигментов и некоторых других веществ. Основную же часть сухого вещества клетки составляют органические макромолекулы: белки, нуклеиновые кислоты, липиды и полисахариды. В животных клетках, как правило, преобладают белки, в растительных - полисахариды. Существуют определенные различия в соотношении этих соединений и между клетками прокариот и эукариот (табл. 1)
Таблица 1
|
Соединение |
% от массы живой клетки |
|
|
Бактерии |
Животные |
|
|
Полисахариды | ||
2.1. Белки - важнейшие незаменимые азотсодержащие органические соединения клетки. Белковые тела играют решающую роль и в построении живой материи и в осуществлении всех процессов жизнедеятельности. Это –главные носители жизни, благодаря тому, что они обладают рядом особенностей, к числу наиболее важных из которых относятся: неисчерпаемое многообразие структуры и вместе с тем ее высокая видовая уникальность; широкий диапазон физических и химических превращений; способность в ответ на внешнее воздействие обратимо и закономерно изменять конфигурацию молекулы; склонность ко образованию надмолекулярных структур, комплексов с другими химическими соединениями; наличие биологической активности - гормональной, ферментативной, патогенной и др.
Белки представляют собой полимерные молекулы, построенные из 20 аминокислот * , расположенных в различной последовательности и соединенных пептидной связью (С-N-одинарная и С=N- двойная). Если количество аминокислот в цепочке не превышает двадцати, такая цепочка называется олигопептидом, от20 до 50 - полипептидом**, более 50 - белком.
Масса белковых молекул колеблется от 6 тыс. до 1 млн и более дальтон (дальтон - единица молекулярной массы, равная массе атома водорода –(1,674x10 -27 кг). В клетках бактерий содержится до трех тысяч различных белков, в организме человека это разнообразие возрастает до пяти миллионов.
Белки содержат 50-55% углерода, 6,5- 7,3% водорода, 15-18% азота, 21-24% кислорода, до 2,5% серы. В составе некоторых белков обнаружены фосфор, железо, цинк, медь и другие элементы. В отличие от других элементов клетки для большинства белков характерна постоянная доля азота (в среднем 16% от сухого вещества). Этот показатель используют при расчете белка по азоту: (масса азота × 6,25). (100: 16 = 6,25).
Молекулы белка имеют несколько структурных уровней.
Первичная структура - это последовательность аминокислот в полипептидной цепи.
Вторичная структура α-спираль или складчатая β-структура, которые формируются за счет стабилизации молекулы электростатическими водородными связями, которые образуются между -С=О и –NН -группами аминокислот.
Третичная структура - пространственная организация молекулы, определяемая первичной структурой. Она стабилизируется водородными, ионными и дисульфидными (-S-S-) связями, которые образуются между серосодержащими аминокислотами, а также гидрофобными взаимодействиями.
Четвертичную структуру имеют только белки, состоящие из двух или нескольких полипептидных цепей, она формируется при объединении отдельных белковых молекул в одно целое. Определенная пространственная организация (глобулярная или фибриллярная) необходима для высокоспецифичной работы белковых молекул. Большинство белков активны только в форме, обеспечиваемой третичной или четвертичной структурой. Вторичной структуры достаточно для функционирования лишь немногих структурных белков. Это фибриллярные белки, а большинство ферментов и транспортных белков имеют глобулярную форму.
Белки, состоящие только из полипептидных цепей, называют простыми (протеины), а имеющие в своем составе компоненты другой природы - сложными (протеиды). Например, в молекуле гликопротеинов содержится углеводныйфрагмент, в молекулу металлопротеинов входят ионы металлов и т.д.
По растворимости в отдельных растворителях: водорастворимые; растворимые в солевых растворах - альбумины, спирторастворимые - альбумины; растворимые в щелочах - глютелины.
Аминокислоты по своей природе амфотерны. Если аминокислота имеет несколько карбоксильных групп, то преобладают кислотные свойства, если несколько аминогрупп - основные. В зависимости от преобладания тех или иных аминокислот, белки также могут иметь основные или кислотные свойства. У глобулярных белков имеется изоэлектрическая точка - значение рН, при котором суммарный заряд белка равен нулю. При более низких значениях рН белок имеет положительный заряд, при более высоких - отрицательный. Поскольку электростатическое отталкивание препятствует слипанию белковых молекул, в изоэлектрической точке растворимость становится минимальной и белок выпадает в осадок. Например, белок молока казеина имеет изоэлектрическую точку при рН 4,7. Когда молочнокислые бактерии подкисляют молоко до этого значения, казеин выпадает в осадок и молоко "сворачивается".
Денатурацией белка называется нарушение третичной и вторичной структуры под действием изменения рН, температуры, некоторых неорганических веществ и т.д. Если при этом первичная структура не была нарушена, то при восстановлении нормальных условий происходит ренатурация - самопроизвольное восстановление третичной структуры и активности белка. Это свойство имеет большое значение при производстве сухих пищевых концентратов и медицинских препаратов, которые содержат денатурированный белок.
*Аминокислоты-соединения, содержащие одну карбоксильную и одну аминную группы, связанные с одним атомом углерода, к которому присоединена боковая цепь - какой-либо радикал. Известно более 200 аминокислот, но в образовании белков участвуют 20, называемых основными или фундаментальными. В зависимости от радикала аминокислоты делятся на неполярные (аланин, метионин, валин, пролин, лейцин, изолейцин, триптофан, фенилаланин), полярные незаряженные (аспарагин, глутамин, серин, глицин, тирозин, треонин, цистеин) и полярные заряженные (основные: аргинин, гистидин, лизин, кислые: аспарагиновая и глутаминовая кислоты). Неполярные аминокислоты гидрофобны, и построенные из них белки ведут себя как капли жира. Полярные аминокислоты гидрофильны.
**Пептиды могут быть получены в результате реакций поликондесации аминокислот, а также при неполном гидролизе белков. Выполняют в клетке регуляторные функции. Ряд гормонов (окситоцин, вазопрессин) являются олигопептидами. Это брадикидин (пептид боли) это опиаты (естественные наркотики - эндорфины, энкефалины) человеческого организма, которые обладают обезболивающим действием. (Наркотики разрушают опиаты, поэтому человек становится очень чувствительным к малейшим нарушениям в организме - ломка). Пептидами являются некоторые токсины (дифтерийный), антибиотики (грамицидин А).
Функции белков:
1. Структурная . Белки служат строительным материалом для всех органелл клетки и некоторых внеклеточных структур.
2. Каталитическая. Благодаря особому строению молекулы или наличию активных групп многие белки обладают способностью каталитически ускорять ход химических реакций. От неорганических катализаторов ферменты отличаются высокой специфичностью, работой в узких температурных рамках (от 35 до 45° С), при слабощелочном рН и атмосферном давлении. Скорость реакций, катализируемых ферментами, намного выше скорости, обеспечиваемой неорганическими катализаторами.
3. Двигательная . Специальные сократительные белки обеспечивают все виды движения клеток. Жгутики прокариот построены из флагеллинов, а жгутики эукариотических клеток - из тубулинов.
4. Транспортная . Транспортные белки переносят вещества в клетку и из клетки. Например, белки порины способствуют переносу ионов; гемоглобин переносит кислород, альбумин - жирные кислоты. Транспортную функцию осуществляют белки - переносчики плазматических мембран.
5. Защитная . Белки-антитела связывают и обезвреживают чужеродные для организма вещества. Группа антиоксидантных ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза) препятствует образованию свободных радикалов. Иммуноглобулины крови, фибрин, тромбин участвуют в свертываемости крови и тем самым останавливают кровотечения. Образование токсинов белковой природы, например, дифтерийного токсина или токсина Васillus turingiensis, в ряде случаев также можно рассматривать как средство защиты, хотя данные белки чаще служат для поражения жертвы в процессе добывания пищи.
6. Регуляторная . Регуляцию работы многоклеточного организма осуществляют гормоны белковой природы. Ферменты, управляя скоростями химических реакций, регулируют внутриклеточный метаболизм.
7. Сигнальная. В цитоплазматической мембране расположены белки, способные реагировать на изменения окружающей среды изменением своей конформацию. Эти сигнальные молекулы отвечают за передачу внешних сигналов в клетку.
8. Энергетическая . Белки могут служить резервом запасных веществ, используемых с целью получения энергии. Расщепление 1 грамма белка обеспечивает выделение 17,6 кДж энергии.
Организм человека нуждается в систематическом снабжении минеральными солями. Среди них соли натрия, калия, кальция, магния, фосфора и хлора, которые относятся к макроэлементам, т.к. они необходимы ежедневно в сравнительно больших количествах; и железо, цинк, марганец, хром, йод, фтор, которые необходимы в очень малых количествах и поэтому называются микроэлементами.
Соли натрия и калия особенно тесно связаны с водным обменом. Ежедневно мы потребляем 7-15 г поваренной соли: 3-5 г содержится как составная часть в натуральных пищевых продуктах; 3-5 г в хлебе и 3-5 г при кулинарной обработке. Между тем избыточная соль способствует удержанию больших количеств воды в организме и тем самым загружает ненужной работой сердце и почки.
Соли калия, которые в большом количестве содержатся в овощах и фруктах, обладают противоположным эффектом. Обычно их умеренное увеличение в рационе питания способствует улучшению деятельности сердца и нормализации водного баланса.
Очень важными компонентами пищи являются кальций и фосфор. Они образуют минеральную основу скелета, вот почему потребности в них особенно велики в период роста. Кальций необходим и для нормальной возбудимости нервной системы и сокращаемости мышц. Возникающие при заболевании паращитовидных желез приступы судорог связаны с резким понижением содержания кальция в крови. Кроме того, кальций служит активатором ряда ферментов.
Взрослый человек должен получать с пищей примерно 0,8-1,0 г кальция в день, дети и подростки - 1-2 г, беременные и кормящие женщины - до 2 г. Степень усвояемости кальция зависит от соотношения его с другими солями, особенно с фосфатами и магнием, а также от обеспеченности организма витаминами группы D.
Важнейшие источники кальция:
Молоко коровье - 120 мг в 100г продукта;
Творог - 140 мг в 100г продукта;
Сыр - 700-1000 мг в 100г продукта;
Хлеб - 20-30 мг в 100г продукта;
Капуста - 48 мг в 100г продукта;
Картофель - 10 мг в 100г продукта.
Из микроэлементов - веществ, которые в очень малых количествах абсолютно необходимы для поддержания здоровья, мы, прежде всего, упомянем железо, важнейший компонент гемоглобина. В среднем с пищей взрослый человек должен получать ежедневно около 15 мг железа.
Важнейшие источники железа:
Печень говяжья - 8 мг в 100 г продукта;
Легкие - 10 мг в 100 г продукта;
Мясо - 2-3 мг в 100 г продукта;
Персики - 4 мг в 100 г продукта;
Яблоки - 2,5 мг в 100 г продукта;
Сливы - 2,1 мг в 100 г продукта;
Дыни - 2,6 мг в 100 г продукта;
Цветная капуста - 1,4 мг в 100 г продукта;
Картофель - 1,2 мг в 100 г продукта;
Белые грибы свежие - 5,2 мг в 100 г продукта;
Белые грибы сушеные - 35 мг в 100 г продукта;
Хлеб ржаной - 2 мг в 100 г продукта.
Дневная потребность человека в других микроэлементах выражается в немногих миллиграммах и даже долях миллиграмма: цинка - 5-10, меди - 2-2,5, фтора - 1,0, йода - 0,2 и т.д.
В зависимости от района проживания у людей разная необходимость в микроэлементах.
Если человеку недостает йода или фтора, это сказывается на его здоровье. Так, при нехватке йода снижается функция щитовидной железы. Недостаток фтора приводит к увеличению заболеваемости кариесом зубов и т.д.
Великолепным источником йода, фтора и многих других микроэлементов являются морские рыбы и другие продукты моря (креветки, мидии и др.).
Все превращения веществ в организме совершаются в водной среде. Вода растворяет пищевые вещества, поступившие в организм. Вместе с минеральными веществами она принимает участие в построении клеток и во многих реакциях обмена.
Вода участвует в регуляции температуры тела; испаряясь, охлаждает тело, предохраняя его от перегрева; транспортирует растворенные вещества.
Вода и минеральные соли создают в основном внутреннюю среду организма, являясь основной составной частью плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости. Они участвуют в поддержании осмотического давления и реакции плазмы крови и тканевой жидкости. Некоторые соли, растворенные в жидкой части крови, участвуют в переносе газов кровью.
Вода и минеральные соли входят в состав пищеварительных соков, что во многом определяет их значение для процессов пищеварения. И хотя ни вода, ни минеральные соли не являются источниками энергии в организме, поступление их в организм и выведение оттуда являются обязательным условием его нормальной деятельности.
Потеря организмом воды приводит к очень тяжелым нарушениям. Например, при расстройстве пищеварения у грудных детей самым опасным является обезвоживание организма, что влечет за собой судороги, потерю сознания и т. д. Именно резкое обезвоживание организма вследствие потери жидкости служит причиной столь тяжелого течения такого инфекционного заболевания, как холера. Лишение воды на несколько дней смертельно для человека.
Обмен воды
Пополнение тела водой происходит постоянно за счет всасывания ее из пищеварительного тракта. Человеку нужно в сутки 2-2,5 л воды при нормальном пищевом режиме и нормальной температуре окружающей среды. Это количество воды поступает из следующих источников: а) воды, потребляемой при питье (около 1 л); б) воды, содержащейся в пище (около 1 л); в) воды, которая образуется в организме при обмене белков, жиров и углеводов (300-350 мл).
Основные органы, удаляющие воду из организма, - почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почки за сутки из организма удаляют 1,2-1,5 л воды в составе мочи. Потовые железы через кожу в виде пота удаляют 500-700 мл воды в сутки. При нормальной температуре и влажности воздуха на 1 см2 кожного покрова каждые 10 мин выделяется около 1 мг воды. В пустынях Аравийского полуострова, однако, человек ежедневно теряет с потом около 10 л воды. При интенсивной работе в виде пота выделяется также много жидкости: например, за два тайма напряженного футбольного матча футболист теряет около 4 л воды.
Легкие в виде водяных паров выводят 350 мл воды. Это количество резко возрастает при углублении и учащении дыхания, и за сутки тогда может выделиться 700-800 мл воды.
Через кишечник с калом выводится в сутки 100-150 мл воды. При расстройстве деятельности кишечника с калом может выводиться большое количество воды (при поносе), что может привести к обеднению организма водой. Для нормальной деятельности организма важно, чтобы поступление воды полностью покрывало ее расход.
Отношение количества потребленной воды к количеству выделенной составляет водный баланс .
Если воды из организма выводится больше, чем поступает в него, то возникает чувство жажды . В результате жажды человек пьет воду до восстановления нормального водного баланса.
Обмен солей
При исключении из пищевого рациона животных минеральных веществ наступают тяжелые расстройства в организме и даже смерть. С наличием минеральных веществ связано явление возбудимости - одного из основных свойств живого. Рост и развитие костей, нервных элементов, мышц зависят от содержания минеральных веществ; они определяют реакцию крови (рН), способствуют нормальной деятельности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина (железо), соляной кислоты желудочного сока (хлор).
Минеральные соли создают столь необходимое для жизнедеятельности клеток определенное осмотическое давление.
При смешанном питании взрослый человек получает все необходимые ему минеральные вещества в достаточном количестве. Только поваренную соль добавляют к пище человека при ее кулинарной обработке. Растущий детский организм особенно нуждается в дополнительном поступлении многих минеральных веществ.
Организм постоянно теряет некоторое количество минеральных солей в составе мочи, пота и кала. Поэтому минеральные соли, так же как и вода, должны постоянно поступать в организм. Содержание отдельных элементов в теле человека неодинаково (табл. 13).
Регуляция водно-солевого обмена
Постоянство осмотического давления внутренней среды организма, определяемое содержанием воды и солей, регулируется организмом.
При недостатке воды в организме повышается осмотическое давление тканевой жидкости. Это приводит к раздражению расположенных в тканях особых рецепторов - осморецепторов . Импульсы от них по специальным нервам направляются в головной мозг к центру регуляции водно-солевого обмена. Оттуда возбуждение направляется к железе внутренней секреции - гипофизу, который выделяет в кровь специальный гормон, вызывающий задержку мочеотделения. Уменьшение выделения воды с мочой восстанавливает нарушенное равновесие.
Этот пример наглядно показывает взаимодействие нервных и гуморальных механизмов регуляции физиологических функций. Рефлекс начинается нервным путем с осморецепторов, а затем включается гуморальный механизм - поступление в кровь специального гормона.
Центр регуляции водно-солевого обмена контролирует все пути транспорта воды в организме: выделение ее с мочой, потом и через легкие, перераспределение между органами тела, всасывание из пищеварительного тракта, секрецию, а также потребление воды. Особенно важными в этом отношении оказываются некоторые участки промежуточного мозга. Если животному в эти участки ввести электроды, а затем через них начать раздражать мозг электрическим током, то животные начинают жадно пить воду. При этом количество выпитой воды может превышать 40% массы тела. В результате появляются признаки водного отравления, связанные с понижением осмотического давления плазмы крови и тканевой жидкости. В естественных условиях эти центры промежуточного мозга находятся под контролирующим влиянием коры больших полушарий головного мозга.
Механизм регуляции водного баланса очень важен в практической жизни. В случаях, когда воду приходится экономить, пить ее ни в коем случае не следует залпом, а обязательно очень маленькими глотками. Вы почувствуете, что напились, хотя воды выпили немного. Знание особенностей регуляции водно-солевого обмена важно еще в одном случае. В жаркую погоду обычно очень хочется пить, и, сколько бы вы ни выпили воды, пить все равно хочется. Но стоит сознательно потерпеть немного, несмотря на чувство жажды, и она проходит. Именно поэтому не следует много пить на жаре, в походе и т. д. Правильная тактика здесь такая: зная, что предстоит трудный поход или длительное пребывание на солнце, лучше заранее выпить воды "про запас", в момент, когда пить еще не хочется. В этом случае потом не возникает такое сильное чувство жажды, как если бы вы начали пить на жаре.
Еще два практических совета. Перед отправлением в поход надо выпить минеральной или подсоленной воды или съесть немного умеренно соленой пищи - брынзы, соленого сыра и т. д. - и хорошо запить ее водой. Дело в том, что с потом теряется много солей, а это приводит к нарастанию утомления, мышечной слабости и т. д. Необходимо знать также, что на жаре нередко возникает "ложная жажда": пить хочется не потому, что в организме мало жидкости, а из-за пересыхания слизистой оболочки полости рта. В этом случае достаточно просто пополоскать рот водой.
РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ В ОРГАНИЗМЕ . Кроме белков, жиров и углеводов, здоровое питание должно содержать различные минеральные соли: кальция, фосфора, железа, калия, натрия, магния и другие. Эти минералы поглощаются растениями из верхних слоев почвы и из атмосферы, а затем попадают в организм человека и животных через растительную пищу.
В организме человека используется почти 60 химических элементов, но основными считаются только 22 химических элемента. Они составляют в общей сложности 4% веса тела человека.
Все минеральные вещества, которые присутствуют в организме человека, условно разделяются на макроэлементы и микроэлементы. Макроэлементы: кальций, калий, магний, натрий, железо, фосфор, хлор, сера в больших количествах присутствуют в организме человека. Микроэлементы: медь, марганец, цинк, фтор, хром, кобальт, никель и другие требуются организму в небольших количествах, но очень важны. Например, содержание бора в крови человека минимально, но его присутствие необходимо для нормального обмена важных макроэлементов: кальция, фосфора и магния. Организму не будет никакой пользы даже от огромного количества этих трех макроэлементов без бора.
Минеральные соли в организме человека поддерживают необходимое кислотно-щелочное равновесие, нормализуют водно-солевой обмен, поддерживают работу эндокринной системы, нервной, пищеварительной, сердечно сосудистой и других систем. Также, минеральные вещества участвуют в кроветворении и свертывании крови, в обмене веществ. Они необходимы для построения мышц, костей, внутренних органов. В водном режиме минеральные соли играют также важную роль. Поэтому, минеральные вещества в достаточном количестве должны постоянно поступать с пищей, так как в организме человека происходит непрерывный обмен минеральных солей.
Недостаток минеральных веществ. Недостаток макро и микроэлементов приводит к тяжелым заболеваниям. Например, длительный недостаток поваренной соли может привести к нервному истощению и ослаблению работы сердца. Недостаток солей кальция приводит к повышенной ломкости костей, а у детей может развиться рахит. При недостатке железа развивается анемия. При недостатке йода – слабоумие, глухонемота, зоб, карликовый рост.
К основным причинам, вызывающим недостаток минеральных веществ в организме относятся:
1. Некачественная питьевая вода.
2. Однообразное питание.
3. Регион проживания.
4. Заболевания, приводящие к потере минеральных веществ (кровотечение, язвенный колит).
5. Лекарства, препятствующие усвоению макро и микроэлементов.
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА В ПРОДУКТАХ. Единственным способом доставить организму все необходимые минеральные вещества является сбалансированное здоровое питание и вода. Нужно регулярно употреблять растительную пищу: зерно, бобовые, корнеплоды, фрукты, зеленые овощи — это важный источник микроэлементов. А также рыбу, птицу, красное мясо. Большая часть минеральных солей при кулинарной обработке не теряется, но значительное их количество переходит в отвар.
В разных продуктах различно и содержание минеральных веществ. Например, молочные продукты содержат более 20 минералов: железо, кальций, йод, марганец, цинк, фтор и др. В мясных продуктах содержатся: медь, серебро, цинк, титан и др. В морских продуктах – фтор, йод, никель. В некоторых продуктах питания избирательно концентрируются только определенные минеральные вещества.
Соотношение различных минеральных веществ, поступающих в организм, имеет большое значение, так как они могут снижать полезные качества друг друга. Например, при избытке фосфора и магния снижается усвоение кальция. Поэтому их соотношение должно быть 3:2:1 (фосфор, кальций и магний).
СУТОЧНАЯ НОРМА МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ. Для подержания здоровья человека официально установлены суточные нормы потребления минеральных веществ. Например, для взрослого мужчины ежедневная норма минеральных веществ составляет: кальций – 800 мг, фосфор – 800 мг, магний – 350 мг, железо – 10 мг, цинк – 15 мг, йод – 0,15 мг, селен – 0,07 мг, калий – от 1,6 до 2 г, медь – от 1,5 до 3 мг, марганец – от 2 до 5 мг, фтор – от 1,5 до 4 мг, молибден – от 0,075 до 0,25 мг, хром – от 0,05 до 0,2 мг. Для получения суточной нормы минеральных веществ требуется разнообразное питание и правильное приготовление пищи.
Также следует учитывать, что по некоторым причинам требуется повышенное потребление минеральных веществ. Например, при тяжелом физическом труде, при беременности и кормлении грудью, при различных заболеваниях, при снижении иммунитета.
Минеральные соли. МАГНИЙ
Роль магния в организме:
Магний в организме необходим для нормального протекания биологических процессов в головном мозге, мышцах. Соли магнияпридают особую твердость костям и зубам, нормализуют работу сердечно-сосудистой и нервной системы, стимулируют желчевыделение и деятельность кишечника. При недостатке магния наблюдается нервное напряжение. При заболеваниях: атеросклероз, гипертония, ишемия, желчного пузыря, кишечника необходимо увеличить количество магния.
Суточная норма магния для здорового взрослого человека – 500-600 мг.
Магний в продуктах:
Больше всего магния — 100 мг (в 100г продуктов) — в отрубях, овсяной крупе, пшене, морской капусте (ламинарии), черносливе, урюке.
Много магния — 50-100 мг – в сельди, скумбрии, кальмарах, яйцах. В крупах: гречневой, перловой, горохе. В зелени: петрушке, укропе, салате.
Меньше 50 мг магния – в курах, сыре, манной крупе. В мясе, вареной колбасе, молоке, твороге. В рыбе: ставриде, треске, хеке. В белом хлебе, макаронах. В картофеле капусте помидорах. В яблоках, абрикосах, винограде. В моркови, свекле, черной смородине, вишне, изюме.
Минеральные соли. КАЛЬЦИЙ :
Роль кальция в организме:
Кальций в организме способствует лучшему усвоению фосфора и белков. Соли кальция входят в состав крови, влияют на свертываемость крови. Недостаток кальция ослабляет сердечную мышцу. Соли кальция и фосфора необходимы для построения зубов и костей скелета и являются основными элементами костной ткани.Лучше всего кальций усваивается из молока и молочных продуктов. Суточную потребность в кальции удовлетворят 100г сыра или 0,5л молока. Молоко также способствует повышению усвояемости кальция из других продуктов, поэтому, оно должно присутствовать в любом рационе.
Суточная норма кальция – 800-1000 мг.
Кальций в продуктах:
Больше всего кальция — 100 мг (в 100г продуктов) – в молоке, твороге, сыре, кефире. В зеленом луке, петрушке, фасоли.
Много кальция — 50-100 мг – в яйцах, сметане, гречке, овсянке, горохе, моркови. В рыбе: сельди, ставриде, сазане, в икре.
Меньше 50 мг кальция – в сливочном масле, хлебе 2 сорта, пшене, перловке, макаронах, манной крупе. В рыбе: судак, окунь, треска, скумбрия. В капусте, свекле, зеленом горошке, редисе, картофеле, огурцах, помидорах. В абрикосах, апельсинах, сливе, винограде, вишне, клубнике, арбузах, в яблоках и грушах.
Минеральные соли. КАЛИЙ :
Роль калия в организме:
Калий в организме способствует перевариванию жиров и крахмала, необходим для построения мускулов, для печени, селезенки, кишечника, полезен при запорах, при болезни сердца, при кожных воспалениях, при приливах. Калий выводит из организма воду и натрий. Недостаток солей калия снижает умственную активность, делает дряблыми мышцы.
Суточная норма калия – 2-3г. Количество калия необходимо увеличить при гипертонии, болезни почек, во время приема мочегонных средств, при поносе и рвоте.
Калий в продуктах:
Больше всего калия содержится в яичных желтках, молоке, картофеле, капусте, горохе. Много калия содержат лимоны, клюква, отруби, орехи.
Минеральные соли. ФОСФОР :
Роль фосфора в организме:
Соли фосфора участвуют в обмене веществ, в построении костной ткани, гормонов, необходимы для нормальной деятельности нервной системы, сердца, мозга, печени и почек. Из животных продуктов фосфор усваивается на 70%, из растительных продуктов – на 40%. Усвоение фосфора улучшается при замачивании круп перед приготовлением.
Суточная норма фосфора – 1600 мг. Количество фосфора необходимо увеличить при заболевании костей и переломах, при туберкулезе, при заболевании нервной системы.
Фосфор в продуктах:
Больше всего фосфора содержится в сырах, печени говяжьей, икре, фасоли, в овсянке и перловке.
Много фосфора – в курице, рыбе, твороге, горохе, гречке и пшене, в шоколаде.
Меньше фосфора – в говядине, свинине, вареных колбасах, яйцах, молоке, сметане, макаронах, рисе, манке, в картофеле и моркови.
Минеральные соли. ЖЕЛЕЗО :
Роль железа в организме:
Железо в организме необходимо для образования гемоглобина крови и миоглобина мышц. Лучшими источниками железа являются: мясо, куры, печень. Для лучшего усвоения железа применяют лимонную и аскорбиновую кислоту, фрукты, ягоды и соки из них. При добавлении мяса и рыбы к зерновым и бобовым продуктам улучшается усвоение железа из них. Крепкий чай препятствует усвоению железа из продуктов. Усвоение солей железа снижается при заболеваниях кишечника и желудка.
При недостатке железа развивается малокровие (железодефицитная анемия). Анемия развивается при недостатке в питании белков животного происхождения, витаминов и микроэлементов, при большой кровопотере, при заболеваниях желудка (гастритах, энтеритах), глистах. В таких случаях необходимо увеличить количество железа в питании.
Суточная норма железа – 15 мг для взрослого человека.
Железо в продуктах:
Больше всего железа (более 4 мг) в 100г продуктов – в говяжьей печени, почках, языке, белых грибах, гречке, фасоли, горохе, чернике, в шоколаде.
Много железа – в говядине, баранине, кролике, яйцах, хлебе 1 и 2 сорта, овсянке и пшене, в орехах, яблоках, грушах, хурме, айве, инжире, в шпинате.
Минеральные соли. НАТРИЙ:
Роль натрия в организме:
Натрий поставляет в организм в основном поваренная соль (натрия хлорид). Благодаря натрию в организме, в крови и тканях удерживается известь и магний, а железо захватывает из воздуха кислород. При недостатке солей натрия происходит застой крови в капиллярах, отвердевают стенки артерий, развиваются сердечные заболевания, образуются желчные и мочевые камни, страдает печень.
При увеличении физической нагрузки возрастает и потребность организма в минеральных солях, прежде всего в калии и натрии. Их содержание в рационе питания следует повысить на 20-25%.
Суточная потребность в натрии:
Для взрослого человека достаточно 2-6 г соли в сутки. Избыточное содержание соли в пище способствует развитию заболеваний: атеросклероз, гипертоническая болезнь, подагра. Недостаток соли приводит к похудению.
Натрий в продуктах:
Больше всего натрия – в сыре, брынзе, колбасах, соленой и копченой рыбе, квашеной капусте.
Минеральные соли. ХЛОР:
Роль хлора в организме:
Хлор в продуктах в большом количестве содержится в яичном белке, молоке, молочной сыворотке, устрицах, капусте, петрушке, сельдерее, бананах, ржаном хлебе.
Минеральные соли. ЙОД:
Роль йода в организме:
Йод в организме присутствует в щитовидной железе, регулирует обмен веществ. При недостатке йода в организме, ослабляется иммунитет, развивается заболевание щитовидной железы. Болезнь развивается при недостатке животного белка, витаминов А и С и некоторых микроэлементов. С целью профилактики используется йодированная поваренная соль.
Суточная норма йода – 0,1-0,2 мг. Количество йода необходимо увеличить при недостаточной функции щитовидной железы, при атеросклерозе и ожирении.
Йод в продуктах:
Много йода – в морских водорослях (ламинария), морской рыбе, морепродуктах. Также йод содержится в свекле, помидорах, репе, салате.
Йод присутствует в малых количествах — в мясе, в пресноводной рыбе и питьевой воде.
Минеральные соли. ФТОР :
Роль фтора в организме:
Фтор в организме находится в костях и зубах. При недостатке фтора гниют зубы, трескается эмаль зубов, болят кости скелета.
Суточная норма фтора – 0,8-1,6 мг.
Фтор в продуктах:
Больше всего фтора содержится – в морской рыбе и морепродуктах, в чае.
Фтор также содержится — в хлебных злаках, орехах, горохе и бобах, яичном белке, в зеленых овощах и фруктах.
Минеральные соли. СЕРА :
Роль серы в организме:
Сера находится во всех тканях организма человека: в волосах, ногтях, в мышцах, желчи, моче. При недостатке серы появляется раздражительность, различные опухоли, кожные заболевания.
Суточная потребность серы – 1 мг.
Сера в продуктах:
Сера в большом количестве содержится в яичном белке, капусте, репе, хрене, в отрубях, в грецких орехах, пшенице и ржи.
Минеральные соли. КРЕМНИЙ:
Кремний в организме человека идет на построение волос, ногтей, кожи, мышц и нервов. При недостатке кремния выпадают волосы, ломаются ногти, возникает риск сахарного диабета.
Кремний в продуктах:
Кремнийв большом количествесодержится в злаках, в кожуре свежих фруктов. В малом количестве: в свекле, огурцах, петрушке, землянике.
Минеральные соли. МЕДЬ:
Медь в организме человека участвует в кроветворении, рекомендуется больным сахарным диабетом.
Норма меди – 2 мг.
Медь в продуктах содержится – в говяжьей и свиной печени, в печени трески и палтуса, в устрицах.
Минеральные соли. ЦИНК:
Цинк в организме человека нормализует функцию эндокринной системы, участвует в кроветворении.
Суточная потребность в цинке – 12-16 мг.
Цинк в продуктах:
Больше всего цинка – в мясе и субпродуктах, рыбе, устрицах, яйцах.
Минеральные соли. АЛЮМИНИЙ:
Суточная потребность в алюминии – 12-13 мг.
Минеральные соли. МАРГАНЕЦ:
Марганец в организме человека:
Марганец благотворно влияет на нервную систему, активно участвует в обмене жиров и углеводов, препятствует жиру откладываться в печени, снижает холестерин. Марганец повышает выносливость мышц, участвует в кроветворении, повышает свертываемость крови, участвует в построении костной ткани, помогает всасыванию витамина В1.
Суточная потребность в марганце – 5-9 мг в день.
Марганец в продуктах:
Основными источниками марганца являются: куриное мясо, печень говяжья, сыр, яичный желток, картофель, свекла, морковь, лук, фасоль, горох, салат, сельдерей, бананы, чай (листовой), имбирь, гвоздика.
Фундук – 4,2 мг, овсяная крупа (геркулес) – 3,8 мг, грецкие и миндальные орехи – около 2 мг, хлеб ржаной – 1,6 мг, гречка – 1,3 мг, рис – 1,2 мг.
Рекомендуется чаще по утрам включать в свой рацион питательную овсяную кашу – с ней вы получите почти половину дневной нормы марганца. Марганец не теряется при кулинарной обработке продуктов, но при размораживании и замачивании теряется значительная его часть. Чтобы сохранить большую часть марганца, замороженные овощи нужно жарить и варить не оттаивая. Марганец сохраняется в овощах, сваренных в кожуре или на пару.
Недостаток марганца в организме:
При недостатке марганца повышается уровень холестерина в крови, плохой аппетит, бессонница, тошнота, мышечная слабость, иногда судороги в ногах (т. к. нарушается усвоение витамина В1), происходит деформация костной ткани.
Минеральные соли. КАДМИЙ – содержится в моллюске-гребешке.
Минеральные соли. НИКЕЛЬ – участвует в кроветворении.
Минеральные соли. КОБАЛЬТ, ЦЕЗИЙ, СТРОНЦИЙ и другие микроэлементы необходимы организму в малых количествах, но их роль в обмене веществ очень большая.
Минеральные соли: КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОЕ РАВНОВЕСИЕ В ОРГАНИЗМЕ:
Правильное, здоровое питание поддерживает в организме человека кислотно-щелочное равновесие постоянно. Но иногда изменение рациона питания с преобладанием кислотных или щелочных минеральных веществ может нарушить кислотно-щелочной баланс. Чаще всего происходит преобладание кислотных минеральных солей, что является причиной развития атеросклероза, диабета, заболеваний почек, желудка и др. Если в организме повышается содержание щелочи, то возникают болезни: столбняк, сужение желудка.
Людям зрелого возраста в пищевом рационе нужно увеличивать количество щелочных продуктов.
Кислые минеральные соли: фосфор, серу, хлор, содержат такие продукты: мясо и рыба, хлеб и крупы, яйца.
Щелочные минеральные соли: кальций, калий, магний, натрий содержат такие продукты: молочные продукты (кроме сыра), картофель, овощи, фрукты, ягоды. И хотя овощи и фрукты кислые на вкус, в организме они превращаются в щелочные минеральные вещества.
Как восстановить кислотно-щелочное равновесие?
* В организме человека постоянно идет борьба между минеральными солями калия и натрия. Недостаток калия в крови проявляется отеками. Необходимо исключить соль из питания, а заменить её продуктами богатыми солями калия: чесноком, луком, хреном, укропом, сельдереем, петрушкой, тмином. Кроме этого употреблять морковь, петрушку, шпинат, печеный картофель, капусту, зеленый горошек, помидоры, редис, изюм, курагу, грейпфрут, бобовые, овсянку, ржаной хлеб подсушенный.
* Соблюдать питьевой режим: пить чистую воду; воду с добавлением яблочного уксуса, лимонного сока, меда; настой шиповника, листьев малины и черной смородины.
Полезные статьи:
