Состав минеральных солей. Здоровое питание
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
Вопрос 1. Какие химические элементы входят в состав клетки?
В состав клетки входит около 70 элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Из них основная часть (98"%) приходится на макроэлементы - углерод, водород, кислород, азот, которые вместе с серой и фосфором образуют группу биоэлементов.
На долю таких элементов, как сера, фосфор, калий, натрий, железо, кальций и магний, приходится только 1,8% веществ, входящих в состав Клетки.
Помимо этого и состав клетки входят микроэлементы йод (I), фтор (F), цинк (Zn), медь (Cu), составляющие 0,18% от общей массы, и ультрамикроэлементы - золото (Аи), серебро (Ан), платина (Р) входящие в состав клетки в количестве до 0,02%.
Вопрос 2. Приведите примеры биологической роли химических элементов.
Биоэлементы - кислород, водород, углерод, азот, фосфор и сера - являются необходимыми составными частями молекул биологических полимеров - белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот.
Натрий, калий и хлор обеспечивают проницаемость клеточных мембран, работу калий - натриевого (К/Nа-) насоса, проведение нервного импульса.
Кальций и фосфор являются структурными компонентами межклеточного вещества костной ткани. Помимо этого кальций является одним из факторов свертываемости крови.
Железо входит в состав белка эритроцитов - гемоглобина, а медь - в состав сходного с ним белка, тоже являющегося переносчиком кислорода, - гемоцианина (например, в эритроцитах моллюсков).
Магний является обязательной частью хлорофилла клеток растений. А мод и цинк входят в состав гормонов щитовидной и поджелудочной желез соответственно.
Вопрос 3. Что такое микроэлементы? Приведите примеры и охарактеризуйте их биологическое значение.
Микроэлементы - вещества, входящие в состав клетки в малых количествах (от 0,18 до 0,02%). К микроэлементам относятся цинк, медь, йод, фтор, кобальт.
Находясь в составе клетки в виде ионов и иных соединений, они активно участвуют в построении и функционировании живого организма. Так, цинк входит в состав молекулы инсулина - гормона поджелудочной железы. Йод - необходимый компонент тироксина - гормона щитовидной железы. Фтор участвует в образовании костей и эмали зубов. Медь входит в состав молекул некоторых белков, например гемоцианина. Кобальт является компонентом молекулы витамина В12, необходимого организму для кроветворения.
Вопрос 4. Какие неорганические вещества входят в состав клетки?
Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, наиболее распространенным является вода. В среднем в многоклеточном организме вода составляет до 80% массы тела. Помимо этого, в клетке находятся различные неорганические соли, диссоциированные на ионы. В основном это соли натрия, калия, кальция, фосфаты, карбонаты, хлориды.
Вопрос 5. В чём заключается биологическая роль воды; минеральных солей?
Вода является самым распространенным неорганическим соединением в живых организмах. Ее функции во многом определяются дипольным характером строения ее молекул.
1. Вода - универсальный полярный растворитель: многие химические вещества в присутствии воды диссоциируют на ионы - катионы и анионы.
2. Вода является средой, где протекают различные химические реакции между веществами, находящимися в клетке.
3. Вода выполняет транспортную функцию. Большинство веществ способно проникнуть через клеточную мембрану только в растворенном и воде виде.
4. Вода является важным реагентом реакций гидратации и конечным продуктом многих биохимических реакций, в том числе окисления.
5. Вода выступает как терморегулятор, что обеспечивается ее хорошей теплопроводностью И теплоемкостью и позволяет поддерживать температуру внутри клетки при колебаниях температуры и окружающей среде.
6. Вода является средой для жизни многих живых организмов.
Жизнь без воды невозможна.
Минеральные вещества также имеют важное значение для процессов, происходящих в живых организмах. От концентрации солей в клетке зависят ее буферные свойства - способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне.
Вопрос 6. Какие вещества обусловливают буферные свойства клетки?
Внутри клетки буферность обеспечивается главным образом анионами Н2РО, НРО4-. Во внеклеточной жидкости и крови роль буфера играют карбонат-ион СО и гидрокарбонат-ион НСО. Анионы слабых кислот и щелочей связывают ионы водорода Н и гидроксид-ионы ОН благодаря чему реакция среды почти не меняется, несмотря на поступление извне или образование в процессе метаболизма кислых и щелочных продуктов.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1. Каковы отличия вклада различных элементов в организацию живой и неживой природы?
Тела живой и неживой природы состоят из одинаковых химических элементов, что объяснят единство их происхождения. Вклад химических элементов одинаков как для живой, так и для неживой природы.
Вопрос 2. Объясните, как физико-химические свойства воды проявляются в обеспечении процессов жизнедеятельности клетки и целостного организма.
Вода является жидкостью, обладающей уникальным сочетанием целого ряда важных физико-химических свойств.
Молекулы воды обладают высокой полярностью и образуют друг с другом водородные связи. В жидкой воде каждая молекула с помощью водородных связей соединяется с 3 или 4 соседними молекулами. Благодаря огромнейшему количеству водородных связей вода по сравнению с другими жидкостями имеет бóльшую теплоёмкость и теплоту испарения, высокую температуру кипения и плавления, высокую теплопроводность. Наличие таких качеств позволяет воде активно участвовать в терморегуляции.
Вода обладает низкой вязкостью и представляет собой подвижную жидкость. Причиной высокой подвижности воды является очень малое время существования водородных связей. Поэтому в воде постоянно происходит образование и разрушение большого количества водородных связей, что обусловливает данное свойство. Вследствие высокой текучести вода легко циркулирует по различным полостям организма (кровеносным и лимфатическим сосудам, межклеточным пространствам и т.д.).
Химический состав клеток растений и животных весьма сходен, что говорит о единстве их происхождения. В клетках обнаружено более 80 химических элементов, однако только в отношении 27 из них известна физиологическая роль.
Все элементы делят на три группы:
- макроэлементы, содержание которых в клетке составляет до 10 - 3%. Это кислород, углерод, водород, азот, фосфор, сера, кальций, натрий и магний, составляющие вместе свыше 99% массы клеток;
- микроэлементы, содержание которых колеблется от 10 - 3% до 10 - 12%. Это марганец, медь, цинк, кобальт, никель, йод, бром, фтор; на их долю приходится менее 1,0 % массы клеток;
- мультрамикроэлементы, составляющие менее 10 - 12%. Это золото, серебро, уран, селен к др. - в сумме менее 0,01% массы клетки. Физиологическая роль большинства этих элементов не установлена.
Все перечисленные элементы входят в состав неорганических и органических веществ живых организмов или содержатся в виде ионов.
Неорганические соединения клеток представлены водой и минеральными солями.
Самое распространенное неорганическое соединение в клетках живых организмов - вода. Ее содержание в разных клетках колеблется от 10% в эмали зуба до 85% в нервных клетках и до 97 % в клетках развивающегося зародыша. Количество воды в клетках зависит от характера обменных процессов: чем они интенсивнее, тем выше содержание воды. В среднем в теле многоклеточных содержится около 80 % воды. Такое высокое содержание воды говорит о важной роли, обусловленной ее химической природой.
Дипольный характер молекулы воды позволяет ей формировать вокруг белков водную (сольватную) оболочку, препятствующую склеиванию их друг с другом. Это связанная вода, составляющая 4 - 5% от всего ее содержания. Остальную воду (около 95%) называют свободной. Свободная вода является универсальным растворителем для многих органических и неорганических соединений. Большинство химических реакций идет только в растворах. Проникновение веществ в клетку и выведение из нее продуктов диссимиляции в большинстве случаев возможно только в растворенном виде. Вода принимает и непосредственное участие в биохимических реакциях, протекающих в клетке (реакции гидролиза). С водой связана также регуляция теплового режима клеток, так как она обладает хорошей теплопроводностью и теплоемкостью.
Вода активно участвует в регуляции осмотического давления в клетках. Проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор вещества называется осмосом, а давление, с которым растворитель (вода) проникает через мембрану, - осмотическим. Величина осмотического давления возрастает с увеличением концентрации раствора. Осмотическое давление жидкостей организма человека и большинства млекопитающих равно давлению 0,85 % раствора хлорида натрия. Растворы с таким осмотическим давлением называются изотоническими, более концентрированные - гипертоническими, а менее концентрированные - гипотоническими. Явление осмоса лежит в основе напряжения стенок растительных клеток (тургор).
По отношению к воде все вещества делятся на гидрофильные (водорастворимые) - минеральные соли, кислоты, щелочи, моносахариды, белки и др. и гидрофобные (водонерастворимые) - жиры, полисахариды, некоторые соли и витамины и др. Кроме воды растворителями могут быть жиры и спирты.
Минеральные соли в определенных концентрациях необходимы для нормальной жизнедеятельности клеток. Так, азот и сера входят в состав белков, фосфор - в состав ДНК, РНК и АТФ, магний - в состав многих ферментов и хлорофилла, железо - в состав гемоглобина, цинк - в состав гормона поджелудочной железы, йод - в состав гормонов щитовидной железы и т. д. Нерастворимые соли кальция и фосфора обеспечивают прочность костной ткани, катионы натрия, калия и кальция - раздражимость клеток. Ионы кальция принимают участие в свертывании крови.
Анионы слабых кислот и слабые щелочи связывают ионы водорода (Н+) и гидроксила (ОН-), вследствие чего в клетках и межклеточной жидкости на постоянном уровне поддерживается слабощелочная реакция. Это явление называется буферностъю.
Органические соединения составляют около 20 - 30 % массы живых клеток. К ним относятся биологические полимеры - белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды, а также жиры, гормоны, пигменты, АТФ и др.
Белки
Белки составляют 10 - 18 % от общей массы клетки (50 - 80 % от сухой массы). Молекулярная масса белков колеблется от десятков тысяч до многих миллионов единиц. Белки - это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Все белки живых организмов построены из 20 аминокислот. Несмотря на это, разнообразие белковых молекул огромно. Они различаются по величине, структуре и функциям, которые определяются количеством и порядком расположения аминокислот. Помимо простых белков (альбумины, глобулины, гистоны) имеются и сложные, представляющие собой соединения белков с углеводами (гликопротеиды), жирами (липопротеиды) и нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды).
Каждая аминокислота состоит из углеводородного радикала, соединенного с карбоксильной группой, имеющей кислотные свойства (-СООН), и аминогруппой (-NH2), обладающей основными свойствами. Аминокислоты отличаются одна от другой только радикалами. Аминокислоты являются амфотерными соединениями, обладающими одновременно свойствами и кислот, и оснований. Это явление обусловливает возможность соединения кислот в длинные цепочки. При этом устанавливаются прочные ковалентные (пептидные) связи между углеродом кислотной и азотом основной групп (-CO-NH-) с выделением молекулы воды. Соединения, состоящие из двух аминокислотных остатков, называются дипептидами, из трех - трипептидами, из многих - полипептидами.
Белки живых организмов состоят из сотен и тысяч аминокислот, т. е. представляют собой макромолекулы. Различные свойства и функции белковых молекул определяются последовательностью соединения аминокислот, которая закодирована в ДНК. Эту последовательность называют первичной структурой молекулы белка, от которой, в свою очередь, зависят последующие уровни пространственной организации и биологические свойства белков. Первичная структура белковой молекулы обусловлена пептидными связями.
Вторичная структура белковой молекулы достигается ее спирализацией благодаря установлению между атомами соседних витков спирали водородных связей. Они слабее ковалентных, но, многократно повторенные, создают довольно прочное соединение. Функционирование в виде закрученной спирали характерно для некоторых фибриллярных белков (коллаген, фибриноген, миозин, актин и др.).
Многие белковые молекулы становятся функционально активными только после приобретения глобулярной (третичной) структуры. Она формируется путем многократного сворачивания спирали в трехмерное образование - глобулу. Эта структура сшивается, как правило, еще более слабыми дисульфидными связями. Глобулярную структуру имеет большинство белков (альбумины, глобулины и др.).
Для выполнения некоторых функций требуется участие белков с более высоким уровнем организации, при котором возникает объединение нескольких глобулярных белковых молекул в единую систему - четвертичную структуру (химические связи могут быть разные). Например, молекула гемоглобина состоит из четырех различных глобул и геминовой группы, содержащей ион железа.
Утрата белковой молекулой своей структурной организации называется денатурацией. Причиной ее могут быть различные химические (кислоты, щелочи, спирт, соли тяжелых металлов и др.) и физические (высокие температура и давление, ионизирующие излучения и др.) факторы. Вначале разрушается очень слабая - четвертичная, затем третичная, вторичная, а при более жестких условиях и первичная структура. Если под действием денатурирующего фактора не затрагивается первичная структура, то при возвращении белковых молекул в нормальные условия среды их структура полностью восстанавливается, т. е. происходит ренатурация. Это свойство белковых молекул широко используется в медицине для приготовления вакцин и сывороток и в пищевой промышленности для получения пищевых концентратов. При необратимой денатурации (разрушении первичной структуры) белки теряют свои свойства.
Белки выполняют следующие функции: строительную, каталитическую, транспортную, двигательную, защитную, сигнальную, регуляторную и энергетическую.
Как строительный материал белки входят в состав всех клеточных мембран, гиалоплазмы, органоидов, ядерного сока, хромосом и ядрышек.
Каталитическую (ферментативную) функцию выполняют белки-ферменты, в десятки и сотни тысяч раз ускоряющие течение биохимических реакций в клетках при нормальном давлении и температуре около 37 °С. Каждый фермент может катализировать только одну реакцию, т. е. действие ферментов строго специфично. Специфичность ферментов обусловлена наличием одного или нескольких активных центров, в которых происходит тесный контакт между молекулами фермента и специфического вещества (субстрата). Некоторые ферменты применяются в медицинской практике и пищевой промышленности.
Транспортная функция белков заключается в переносе веществ, например кислорода (гемоглобин) и некоторых биологически активных веществ (гормонов).
Двигательная функция белков состоит в том, что все виды двигательных реакций клеток и организмов обеспечиваются специальными сократительными белками - актином и миозином. Они содержатся во всех мышцах, ресничках и жгутиках. Их нити способны сокращаться с использованием энергии АТФ.
Защитная функция белков связана с выработкой лейкоцитами особых белковых веществ - антител в ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов. Антитела связывают, нейтрализуют и разрушают не свойственные организму соединения. Примером защитной функции белков может служить превращение фибриногена в фибрин при свертывании крови.
Сигнальная (рецепторная) функция осуществляется белками благодаря способности их молекул изменять свою структуру под влиянием многих химических и физических факторов, вследствие чего клетка или организм воспринимают эти изменения.
Регуляторная функция осуществляется гормонами, имеющими белковую природу (например, инсулин).
Энергетическая функция белков заключается в их способности быть источником энергии в клетке (как правило, при отсутствии других). При полном ферментативном расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.
Углеводы
Углеводы - обязательный компонент как животных, так и растительных клеток. В растительных клетках их содержание достигает 90 % сухой массы (в клубнях картофеля), а в животных - 5 % (в клетках печени). В состав молекул углеводов входят углерод, водород и кислород, причем количество атомов водорода в большинстве случаев вдвое превышает число атомов кислорода.
Все углеводы подразделяются на моно-, ди- и полисахариды. Моносахариды чаще содержат пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода, столько же кислорода и вдвое больше водорода (например, C6H12OH - глюкоза). Пентозы (рибоза и дезоксирибоза) входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Гексозы (глюкоза и фруктоза) постоянно присутствуют в клетках плодов растений, придавая им сладкий вкус. Глюкоза содержится в крови и служит источником энергии для клеток и тканей животных. Дисахариды объединяют в одной молекуле два моносахарида. Пищевой сахар (сахароза) состоит из молекул глюкозы и фруктозы, молочный сахар (лактоза) включает глюкозу и галактозу. Все моно- и дисахариды хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус. Молекулы полисахаридов образуются в результате полимеризации моносахаридов. Мономером полисахаридов - крахмала, гликогена, целлюлозы (клетчатки) является глюкоза. Полисахариды практически нерастворимы в воде и не обладают сладким вкусом. Основные полисахариды - крахмал (в растительных клетках) и гликоген (в клетках животных) откладываются в виде включений и служат запасными энергетическими веществами.
Углеводы образуются в зеленых растениях в процессе фотосинтеза и могут использоваться в дальнейшем для биосинтеза аминокислот, жирных кислот и других соединений.
Углеводы выполняют три основные функции: строительную (структурную), энергетическую и запасающую. Целлюлоза образует стенки растительных клеток; сложный полисахарид - хитин - наружный скелет членистоногих. Углеводы в соединении с белками (гликопротеиды) входят в состав костей, хрящей, сухожилий и связок. Углеводы выполняют роль основного источника энергии в клетке: при окислении 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии. Гликоген откладывается в мышцах и клетках печени в качестве запасного питательного вещества.
Липиды
Липиды (жиры) и липоиды являются обязательными компонентами всех клеток. Жиры представляют собой сложные эфиры высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина, а липоиды - жирных кислот с другими спиртами. Эти соединения нерастворимы в воде (гидрофобны). Липиды могут образовывать сложные комплексы с белками (липопротеиды), углеводами (гликолипиды), остатками фосфорной кислоты (фосфолипиды) и др. Содержание жиров в клетке колеблется от 5 до 15 % массы сухого вещества, а в клетках подкожной жировой клетчатки - до 90 %.
Жиры выполняют строительную, энергетическую, запасающую и защитную функции. Бимолекулярный слой липидов (преимущественно фосфолипиды) образует основу всех биологических мембран клеток. Липиды входят в состав оболочек нервных волокон. Жиры являются источником энергии: при полном расщеплении 1 г жира высвобождается 38,9 кДж энергии. Они служат источником воды, выделяющейся при их окислении. Жиры являются запасным источником энергии, накапливаясь в жировой ткани животных и в плодах и семенах растений. Они защищают органы от механических повреждений (например, почки окутаны мягким жировым «футляром»). Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке некоторых животных (киты, тюлени), жиры выполняют теплоизоляционную функцию.
Нуклеиновые кислоты Нуклеиновые кислоты имеют первостепенное биологическое значение и представляют собой сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Они впервые были обнаружены в ядрах клеток, откуда и их название.
Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). ДНК входит в основном в хроматин ядра, хотя небольшое ее количество содержится и в некоторых органоидах (митохондрии, пластиды). РНК содержится в ядрышках, рибосомах и в цитоплазме клетки.
Структура молекулы ДНК была впервые расшифрована Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г. Она представляет собой две полинуклеотидные цепи, соединенные друг с другом. Мономерами ДНК являются нуклеотиды, в состав которых входят: пятиуглеродный сахар - дезоксирибоза, остаток фосфорной кислоты и азотистое основание. Нуклеотиды отличаются один от другого только азотистыми основаниями. В состав нуклеотидов ДНК входят следующие азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Нуклеотиды соединяются в цепочку путем образования ковалентных связей между дезоксирибозой одного и остатком фосфорной кислоты соседнего нуклеотида. Обе цепочки объединяются в одну молекулу водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями разных цепочек, причем в силу определенной пространственной конфигурации между аденином и тимином устанавливаются две связи, а между гуанином и цитозином - три. Вследствие этого нуклеотиды двух цепочек образуют пары: А-Т, Г-Ц. Строгое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК называется комплементарное. Это свойство лежит в основе репликации (самоудвоения) молекулы ДНК, т. е. образования новой молекулы на основе исходной.
Репликация
Репликация происходит следующим образом. Под действием специального фермента (ДНК-полимеразы) разрываются водородные связи между нуклеотидами двух цепочек, и к освободившимся связям по принципу комплементарности присоединяются соответствующие нуклеотиды ДНК (А-Т, Г-Ц). Следовательно, порядок нуклеотидов в «старой» цепочке ДНК определяет порядок нуклеотидов в «новой», т. е. «старая» цепочка ДНК является матрицей для синтеза «новой». Такие реакции называются реакциями матричного синтеза, они характерны только для живого. Молекулы ДНК могут содержать от 200 до 2 x 108 нуклеотидов. Огромное разнообразие молекул ДНК достигается разными их размерами и различной последовательностью нуклеотидов.
Роль ДНК в клетке заключается в хранении, воспроизведении и передаче генетической информации. Благодаря матричному синтезу наследственная информация дочерних клеток точно соответствует материнской.
РНК
РНК, как и ДНК, представляет собой полимер, построенный из мономеров - нуклеотидов. Структура нуклеотидов РНК сходна с таковой ДНК, но имеются следующие отличия: вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов РНК входит пятиуглеродный сахар - рибоза, а вместо азотистого основания тимина - урацил. Остальные три азотистых основания те же: аденин, гуанин и цитозин. По сравнению с ДНК в состав РНК входит меньше нуклеотидов и, следовательно, ее молекулярная масса меньше.
Известны двух- и одноцепочечные РНК. Двухцепочечные РНК содержатся в некоторых вирусах, выполняя (как и ДНК) роль хранителя и передатчика наследственной информации. В клетках других организмов встречаются одноцепочечные РНК, которые представляют собой копии соответствующих участков ДНК.
В клетках существуют три типа РНК: информационная, транспортная и рибосомальная.
Информационная РНК (и-РНК) состоит из 300 - 30 000 нуклеотидов и составляет примерно 5 % от всей РНК, содержащейся в клетке. Она представляет собой копию определенного участка ДНК (гена). Молекулы и-РНК выполняют роль переносчиков генетической информации от ДНК к месту синтеза белка (в рибосомы) и непосредственно участвуют в сборке его молекул.
Транспортная РНК (т-РНК) составляет до 10 % от всей РНК клетки и состоит из 75-85 нуклеотидов. Молекулы т-РНК транспортируют аминокислоты из цитоплазмы в рибосомы.
Основную часть РНК цитоплазмы (около 85 %) составляет рибосомальная РНК (р-РНК). Она входит в состав рибосом. Молекулы р-РНК включают 3 - 5 тыс. нуклеотидов. Считают, что р-РНК обеспечивает определенное пространственное взаиморасположение и-РНК и т-РНК.
Кроме углеводов, жиров и белков, система здорового питания в обязательном порядке должна содержать такие минеральные соли, как - кальций, фосфор, железо, калий, натрий, магний и другие. Данные соли активно поглощаются из верхних слоев атмосферы и почвы растениями и только потом попадают через растительную пищу в организм к человеку и животным.
Для правильного функционирования человеческого организма используется60 химических элементов. Основными считаются из них только 22 элемента. На их долю приходится около 4% всего веса человеческого тела.
Те минеральные вещества, которые нужны для нашей жизни, можно разделить на микроэлементы и макроэлементы. К макроэлементам относят:
- Кальций
- Калий
- Магний
- Натрий
- Железо
- Фосфор
Все эти минеральные соли присутствуют в больших количествах в организме человека.
К микроэлементам относят:
- Марганец
- Кобальт
- Никель
Их количество немного меньше, но, тем не менее, роль этих минеральных солей не уменьшается.
В целом минеральные соли поддерживают в организме нужное кислотно-щелочное равновесие и работу эндокринной системы, нормализуют водно-солевой обмен, нормализируют работу сердечно сосудистой, пищеварительной и нервной систем. Также, они берут активное участие в обмене веществ, свертывании и кроветворении крови. Минеральные соли являются участниками межклеточных и биохимических процессов внутри человека.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, каково значение минеральных солей в организме человека.
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:
Прием витаминов, усвоение витаминов.
Витамины в питании.
Применение витаминов.
Питание при занятиях спортом.
Обед на работе. Как правильно обедать?
17 правил здорового питания.
Сколько нужно калорий в день.
Питание против рака.
Вода в питании.
Биологически активные добавки к пище.
Белки. Жиры. Углеводы.
Лечебное питание при сахарном диабете.
Питание при сердечной недостаточности.
Питание при хроническом холецистите.
Как справиться с запором?
Лечебные диеты.
Питание кормящей матери.
Питание во время беременности.
Польза помидоров.
Домашний майонез - рецепт.
Как приготовить макароны?
Салаты красоты.
Арахис - польза и вред, рецепты.
Польза сливы, рецепты из слив.
Польза калины, лекарство и рецепты из калины.
Имбирь - полезные свойства, применение, лечение, рецепты.
Продукты для мозга - как зарядить мозги?
Польза орехов. Рецепты с орехами.
Как защитить себя от пищевого отравления.
Польза яиц. Куриные и перепелиные яйца. Яйца и холестерин.
Омлет - рецепты. Быстрый и вкусный завтрак.
РУЛЕТЫ из ЛАВАША - рецепты. Быстрый и вкусный завтрак.
Блюда из творога: Запеканка, Сырники, Пудинг, Вареники – рецепты.
БЛИНЫ - рецепты. НАЧИНКА для блинов.
ОЛАДЬИ на КЕФИРЕ, на МОЛОКЕ, на ДРОЖЖАХ – рецепты.
Остеопороз - причины, профилактика, лечение.
Мастопатия.
Как лечить простуду?
Грибок ногтей.
Облысение у мужчин.
Синдром беспокойных ног – симптомы, причины, лечение.
Все мы знаем, что для поддержания здоровья нашего организма нужны белки, углеводы, жиры и, конечно, вода. Минеральные соли также являются важным компонентом пищи, исполняя роль участников обменных процессов, катализаторов биохимических реакций.
Существенную часть полезных веществ составляют хлористые, углекислые, фосфорнокислые соли натрия, кальция, калия и магния. Кроме них в организме присутствуют соединения меди, цинка, железа, марганца, йода, кобальта и других элементов. Полезные вещества в водной среде растворяются и существуют в виде ионов.
Виды минеральных солей
Соли способны распадаться на положительные и отрицательные ионы. Первые называются катионами (заряженные частицы различных металлов), вторые - анионами. Отрицательно заряженные ионы фосфорной кислоты образуют фосфатную буферную систему, основное значение которой заключается в регуляции рН мочи и интерстициальной жидкости. Анионы угольной кислоты образуют бикарбонатную буферную систему, которая отвечает за деятельность легких и поддерживает pH плазмы крови на нужном уровне. Таким образом, минеральные соли, состав которых представлен различными ионами, имеют свое неповторимое значение. Например, участвуют в синтезе фосфолипидов, нуклеотидов, гемоглобина, АТФ, хлорофилла и так далее.
К группе макроэлементов относятся ионы натрия, магния, калия, фосфора, кальция и хлора. Эти элементы должны употребляться в пищу в достаточных количествах. Каково значение минеральных солей группы макроэлементов? Будем разбираться.
Соли натрия и хлора
Одно из самых распространенных соединений, которое человек употребляет каждый день, – поваренная соль. Вещество состоит из натрия и хлора. Первый регулирует количество жидкости в организме, а второй, соединяясь с ионом водорода, образует соляную кислоту желудка. Натрий оказывает влияние на рост организма и на работу сердца. Нехватка элемента может привести к апатии и слабости, способна вызвать отвердение стенок артерий, образование желчных камней, а также непроизвольное подергивание мышц. Избыток хлорида натрия приводит к образованию отеков. За сутки необходимо съедать не больше 2 граммов соли.
Соли калия
За активность головного мозга отвечает данный ион. Элемент способствует увеличению концентрации внимания, развитию памяти. Он поддерживает возбудимость мышечных и нервных тканей, водно-солевой баланс, артериальное давление. Также ион катализирует образование ацетилхолина и регулирует осмотическое давление. При дефиците солей калия человек чувствует дезориентацию, сонливость, нарушаются рефлексы, снижается умственная деятельность. Элемент содержится во многих продуктах, например, в овощах, фруктах, орехах.
Соли кальция и фосфора
Ион кальция участвует в стабилизации оболочек клеток головного мозга, а также нервных клеток. Элемент отвечает за нормальное развитие костей, необходим для свертываемости крови, помогает выведению свинца и тяжелых металлов из организма. Ион является основным источником насыщения крови щелочными солями, что способствует поддержанию жизнедеятельности. Железы человека, выделяющие гормоны, в норме должны всегда содержать достаточное количество ионов кальция, иначе организм начнет преждевременно стареть. Детям требуется данный ион в три раза больше, чем взрослым. Избыток кальция может привести к появлению камней в почках. Недостаток его вызывает прекращение дыхания, а также значительное ухудшение работы сердца.
За производство энергии из питательных веществ отвечает ион фосфора. При его взаимодействии с кальцием и витамином Д активизируются функции головного мозга и нервных тканей. Дефицит ионов фосфора может задержать развитие костей. В сутки его необходимо употреблять не больше 1 грамма. Для организма благоприятным соотношением данного элемента и кальция является один к одному. Избыток ионов фосфора может вызвать различные опухоли.
Соли магния
Минеральные соли в клетке распадаются на различные ионы, одним из них является магний. Элемент незаменим в белковом, углеводном и жировом обмене. Ион магния участвует в проводимости импульсов по нервным волокнам, стабилизирует клеточные оболочки нервных клеток, тем самым защищает организм от влияния стресса. Элемент регулирует работу кишечника. При недостатке магния человек страдает ухудшением памяти, теряет способность долго концентрировать свое внимание, становится раздражительным и нервозным. В сутки достаточно употреблять 400 миллиграммов магния.
Группа микроэлементов включает в себя ионы кобальта, меди, железа, хрома, фтора, цинка, йода, селена, марганца и кремния. Перечисленные элементы необходимы организму в минимальных количествах.
Соли железа, фтора, йода
Суточная потребность иона железа составляет всего 15 миллиграммов. Данный элемент входит в состав гемоглобина, который транспортирует кислород к тканям и клеткам из легких. При недостатке железа появляется анемия.
В составе зубной эмали, костях, мускулах, крови и головном мозге присутствуют ионы фтора. При недостатке данного элемента зубы теряют свою прочность, начинают разрушаться. На данный момент проблема дефицита фтора решается использованием зубных паст с его содержанием, а также употреблением достаточного количества продуктов, богатых фтором (орехи, злаки, фрукты и другие).
Йод отвечает за правильную работу щитовидной железы, тем самым регулирует обмен веществ. При его дефиците развивается зоб и снижается иммунитет. При нехватке ионов йода у детей наблюдается задержка роста и развития. Избыток ионов элемента вызывает Базедову болезнь, также наблюдается общая слабость, раздражительность, потеря веса, атрофия мышц.
Соли меди и цинка
Медь при сотрудничестве с ионом железа насыщает организм кислородом. Поэтому дефицит меди вызывает нарушения синтеза гемоглобина, развитие анемии. Нехватка элемента может привести к различным заболеваниям сердечно-сосудистой системы, появлению бронхиальной астмы и психических расстройств. Избыток ионов меди провоцирует нарушения ЦНС. Больной жалуется на депрессию, снижение памяти, бессонницу. Избыток элемента чаще встречается в организме работников производств по получению меди. В этом случае ионы попадают в тело путем вдыхания паров, что приводит к такому феномену, как медная лихорадка. Медь способна накапливаться в тканях головного мозга, а также в печени, коже, поджелудочной железе, вызывая различные расстройства организма. Человеку требуется 2,5 миллиграмма элемента в сутки.
Ряд свойств ионов меди связан с ионами цинка. В паре они участвуют в деятельности фермента супероксиддисмутазы, который оказывает антиоксидантное, антивирусное, противоаллергическое и противовоспалительное действия. Ионы цинка участвуют в белковом и жировом обменах. Он входит в состав большинства гормонов и ферментов, управляет биохимическими связями между клетками головного мозга. Ионы цинка борются с алкогольной интоксикацией.
По мнению некоторых ученых, дефицит элемента способен вызвать страх, депрессию, нарушение речи, трудности в движении. Избыток иона образуется путем неконтролируемого использования препаратов с содержанием цинка, в том числе мазей, а также при работе на производстве данного элемента. Большое количество вещества приводит к снижению иммунитета, нарушениям функций печени, простаты, поджелудочной железы.
Значение минеральных солей, содержащих ионы меди и цинка, трудно переоценить. И, соблюдая правила питания, перечисленных проблем, связанных с избытком или недостатком элементов, всегда можно избежать.
Соли кобальта и хрома
Минеральные соли, содержащие ионы хрома, играют важную роль в регуляции инсулина. Элемент участвует в синтезе жирных кислот, протеинов, а также в процессе обмена глюкозы. Недостаток хрома может вызвать увеличение количества холестерина в крови, а значит, повысить опасность инсульта.
Одним из компонентов витамина В12 является ион кобальта. Он принимает участие в производстве гормонов щитовидной железы, а также жиров, белков и углеводов, активизирует ферменты. Кобальт борется с образованием атеросклеротических бляшек, выводя холестерин из сосудов. Данный элемент отвечает за выработку РНК и ДНК, способствует росту костной ткани, активизирует синтез гемоглобина, способен тормозить развитие раковых клеток.
У спортсменов и вегетарианцев часто наблюдается дефицит ионов кобальта, что может привести к различным нарушениям в организме: малокровию, аритмии, вегетососудистой дистонии, расстройствам памяти и др. При злоупотреблении витамином В12 или при контакте с данным элементом на производстве возникает избыток кобальта в организме.
Соли марганца, кремния и селена
Три элемента, которые входят в группу микроэлементов, также играют важную роль в поддержании здоровья организма. Так, марганец участвует в иммунных реакциях, улучшает процессы мышления, стимулирует тканевое дыхание и кроветворение. Функции минеральных солей, в которых присутствует кремний, заключаются в придании прочности и эластичности стенкам сосудов. Элемент селен в микродозах приносит огромную пользу человеку. Он способен защитить от рака, поддерживает рост организма, укрепляет иммунитет. При недостатке селена образуются воспаления в суставах, слабость в мышцах, нарушается работа щитовидной железы, теряется мужская сила, снижается острота зрения. Суточная потребность в данном элементе составляет 400 микрограммов.
Минеральный обмен
Что входит в данное понятие? Это объединение процессов всасывания, усвоения, распределения, преобразования и выделения различных веществ. Минеральные соли в организме создают внутреннюю среду с постоянными физико-химическими свойствами, благодаря чему обеспечивается нормальная деятельность клеток и тканей.
Поступая с едой в пищеварительную систему, ионы переходят в кровь и лимфу. Функции минеральных солей заключаются в поддержании кислотно-щелочного постоянства крови, в регуляции осмотического давления в клетках, а также в межклеточной жидкости. Полезные вещества принимают участие в образовании ферментов и в процессе свертываемости крови. Соли регулируют общее количество жидкости в организме. Основой осморегуляции является калий-натриевый насос. Ионы калия накапливаются внутри клеток, а в окружающей их среде – ионы натрия. За счет разницы потенциалов происходит перераспределение жидкостей и тем самым поддерживается постоянство осмотического давления.
Соли выводятся тремя путями:
- Через почки. Таким способом удаляются ионы калия, йода, натрия и хлора.
- Через кишечник. С калом уходят из организма соли магния, кальция, железа и меди.
- Через кожу (вместе с потом).
Во избежание задержки солей в организме необходимо употреблять достаточное количество жидкости.
Нарушения минерального обмена
Основными причинами отклонений являются:
- Наследственные факторы. В этом случае обмен минеральных солей может выразиться в таком феномене, как соль-чувствительность. Почки и надпочечники при этом нарушении вырабатывают вещества, которые способны нарушить содержание калия и натрия в стенках сосудов, тем самым вызывая водно-солевой дисбаланс.
- Неблагоприятная экология.
- Употребление с пищей избытка солей.
- Некачественная пища.
- Профессиональная вредность.
- Переедание.
- Чрезмерное употребление табака и алкоголя.
- Возрастные нарушения.
Несмотря на небольшое процентное содержание в пище, роль минеральных солей нельзя переоценить. Некоторые из ионов являются строительным материалом скелета, другие заняты регуляцией водно-солевого баланса, третьи участвуют в накоплении и выделении энергии. Недостаток, так же как и избыток минералов, наносит вред организму.
При ежедневном употреблении растительной и животной пищи нельзя забывать про воду. Некоторые продукты питания, например, морские водоросли, злаки, морепродукты, могут неправильно концентрировать минеральные соли в клетке, что наносит вред организму. Для хорошей усваиваемости необходимо делать перерывы между приемами одних и тех же солей на семь часов. Сбалансированное питание – залог здоровья нашего организма.
Палеонтология
3) Зоология
4) Биология
2. Самые крупные отрезки времени:
3) Периоды
4) Подпериоды
3. Архей- эра:
4. Формирование озонового слоя началось в:
2) Кембрии
3) Протерозое
5. Первые эукариоты появились в:
1) Криптозое
2) Мезозое
3) Палезое
4) Кайнозое
6. Разделение суши на материки произошло в:
1) Криптозое
2) Палеозое
3) Мезозое
4) Кайнозое
7. Трилобиты- это:
1) Древнейшие членистоногие
2) Древние насекомые
3) Древнейшие птицы
4) Древние ящеры
8. Первые наземные растения были:
1) Лишены листьев
2) Лишены корней
9. Потомками рыб, которые вышли на сушу первыми, являются:
1) Амфибии
2) Рептилии
4) Млекопитающие
10. Древняя птица археоптерикс сочетает в себе признаки:
1) Птиц и млекопитающих
2) Птиц и пресмыкающихся
3) Млекопитающих и земноводных
4) Земноводных и птиц
11. Не является заслугой Карла Линнея:
1) Введение бинарной номенклатуры
2) Классификация живых организмов
12. Неклеточными формами жизни являются:
1) Бактерии
3) Растения
13. К эукариотам не относятся:
1) Амеба протей
2) Лишайник
3) Сине- зеленые водоросли
4) Человек
14. К одноклеточным не относится:
1) Белый гриб
2) Эвглена зеленая
3) Инфузория туфелька
4) Амеба протей
15. Является гетеротрофом:
1) Подсолнух
3) Земляника
16. Является автотрофом:
1) Белый медведь
2) Трутовик
4) Плесень
17. Бинарная номенклатура:
1) Двойное название организмов
2) Тройное название организмов
3) Название класса млекопитающих
Минеральные соли нужны нашему организму так же, как и белки, углеводы, жиры и вода. Почти вся периодическая система Менделеева представлена в клетках нашего организма, однако роль и значение некоторых элементов в обмене веществ до сих пор еще полностью не изучены. Что касается минеральных солей и воды, то известно, что они являются важными участниками процесса обмена веществ в клетке.
Они входят в состав клетки, без них нарушается обмен веществ. И так как в нашем организме нет больших запасов солей, необходимо обеспечить их регулярное поступление. В этом нам и помогают пищевые продукты, содержащие большой набор минеральных веществ.
Минеральные соли – это необходимые компоненты здоровой жизни человека. Они активно участвуют не только в процессе обмена веществ, но и в электрохимических процессах нервной системы мышечной ткани. Также они необходимы при формировании таких структур, как скелет и зубы. Некоторые минералы играют также роль катализатора во многих биохимических реакциях нашего организма.
Минералы подразделяются на две группы:
- те, которые необходимы организму в относительно больших количествах. Это макроэлементы;
- те, которые необходимы в малых количествах. Это микроэлементы.
Все они не только действуют в качестве катализаторов, но и активизируют работу ферментов в ходе химических реакций. Поэтому микроэлементы, даже если они действуют в бесконечно малых количествах, необходимы организму так же, как и макроэлементы. В настоящее время ученые еще не пришли к единому мнению, в каких количествах микроэлементы должны поступать в организм, чтобы это считалось идеальным. Достаточно сказать, что отсутствие микроэлементов может привести к различным заболеваниям.
Больше других солей мы употребляем поваренную соль , которая состоит из натрия и хлора. Натрий участвует в регулировании количества воды в организме, а хлор, соединяясь с водородом, образует соляную кислоту желудочного сока, который очень важен в пищеварении.
Недостаточное потребление поваренной соли приводит к усиленному выделению воды из организма и недостаточному образованию соляной кислоты желудочного сока. Излишек же поваренной соли ведет к задержке воды в организме, что способствует появлению отеков. Вместе с калием натрий оказывает влияние на функции головного мозга и нервов.
Калий – это один из важнейших элементов, содержащихся в клетке. Он необходим для поддержания возбудимости нервной и мышечной тканей. Без калия невозможно обеспечить снабжение головного мозга глюкозой. Дефицит калия отрицательно сказывается на готовности мозга к работе. У человека ослабевает способность к концентрации и даже могут появиться рвота и понос.
Соли калия в достаточных количествах содержатся в картофеле, бобовых культурах, капусте и многих других овощах. Включая в рацион питания рыбу, мясо и птицу, вы получаете необходимое количество этого элемента. Потребность в калии составляет около 4 граммов в день, что можно восполнить, выпив стакан бананового молока, например, или съев порцию овощного салата.
Соли кальция необходимы для стабилизации клеточных мембран клеток головного мозга и нервных клеток, а также для нормального развития костной ткани. Кальциевый обмен в организме регулируется витамином D и гормонами. Недостаток кальция в организме, так же, как и его избыток, может иметь весьма вредные последствия.
Опасность появления кальцийсодержащих камней в почках можно предупредить, если пить в достаточном количестве минеральную воду. Кальций в высоких концентрациях и в хорошем соотношении с фосфором (примерно от 1:1 до 2:1) содержится в молоке и молочных продуктах, за исключением мороженого, творога, а также молодого, мягкого и плавленого сыра.
Соотношение солей кальция и калия важно для нормальной деятельности сердечной мышцы. При их отсутствии или недостатке сердечная деятельность замедляется, а вскоре полностью прекращается.
Фосфор отвечает за производство энергии из питательных веществ. Взаимодействуя с витамином D и кальцием, он обеспечивает организм теплом и энергией для поддержания всех его функций, в том числе и функций головного мозга и нервов. Лидерами по содержанию фосфора являются молоко и молочные продукты. Суточная потребность в фосфоре составляет от 800 до 1000 миллиграммов.
Недостаточное снабжение организма фосфором практически исключено. При составлении своего рациона питания постарайтесь, чтобы не возникало дефицита фосфора, но и не допускайте его излишка, который отрицательно сказывается на снабжении организма кальцием. Постарайтесь придерживаться благоприятного для организма соотношения фосфора и кальция от 1:1 до 2:1, и вам не придется следить за тем, чтобы употреблять продукты с низким содержанием фосфора.
Магний является одним из важных минеральных веществ для нашего организма. Поступление солей магния просто необходимо для всех клеток. Он играет решающую роль в белковом, жировом и углеводном обменах и отвечает за все важные функции организма. Этот элемент, благодаря которому осуществляется проводимость по волокнам нервной системы, регулирует просвет кровеносных сосудов, а также работу кишечника. Исследования последних лет показали, что магний защищает организм от негативных воздействий стресса, стабилизируя клеточные мембраны нервных клеток.
При недостатке магния возможны тяжелые расстройства во всех сферах организма, например, ослабление памяти и способности к концентрации внимания, а также сильная нервозность и раздражительность. Переизбытка магния в организме, как правило, не бывает, так как наш организм сам выделяет его через почки, кишечник и кожу.
Железо входит в состав гемоглобина – вещества, которое переносит кислород из легких к клеткам и тканям. Поэтому можно смело сказать, что железо – едва ли не самый важный элемент для организма человека. При недостаточном обеспечении организма железом появляются различные недомогания, связанные с недостатком кислорода.
Особенно страдает от этого головной мозг – главный потребитель кислорода, который мгновенно теряет трудоспособность. Правда, надо отметить, что наш организм очень бережно расходует запасы железа, и его содержание обычно резко снижается только из-за потери крови.
Фтор входит в состав зубной эмали, поэтому у людей, живущих в местностях, где питьевая вода бедна этим элементом, чаще портятся зубы. Сейчас на помощь в таких случаях приходят современные зубные пасты.
Йод также является жизненно необходимым элементом. Он участвует в синтезе гормонов щитовидной железы. При дефиците йода постепенно развиваются патологии щитовидной железы («зоб»). Большое количество йода содержится в морепродуктах как животного, так и растительного происхождения.
Медь и ее соли участвуют в процессах кроветворения. Медь «работает» в тесном сотрудничестве с железом и витамином С, снабжая организм кислородом и питая нервные оболочки. При дефиците этого элемента в организме железо плохо используется по своему прямому назначению, развивается малокровие. Недостаток меди может вызвать и психические расстройства.
Хром играет важную роль регулятора инсулина в его функции управления уровнем сахара в крови. Если хрома недостаточно, содержание сахара в крови повышается, что может привести к заболеванию диабетом. Хром стимулирует активность ферментов, которые участвуют в процессе обмена глюкозы и в синтезе жирных кислот и протеинов. Недостаток хрома может быть причиной повышения уровня холестерина в крови, что создает опасность инсульта.
Составной частью более чем 150 ферментов и гормонов является цинк , обеспечивающий белковый и жировой обмен. Исследования последних лет позволяют предполагать, что цинк играет важную роль в процессах обучения, т.к. он управляет биохимическими связями между клетками головного мозга. Многие специалисты полагают, что недостаток цинка влияет на нервную систему, из-за этого наступают состояния страха, депрессивные расстройства, бессвязность мыслей, нарушается речь, а также возникают трудности при ходьбе и движении.
Поскольку цинк, как и медь, встречается во многих продуктах питания, опасность его дефицита очень мала. При правильном здоровом питании, предполагающем употребление мяса, рыбы, яиц, молочных продуктов, овощей и фруктов, организм получает достаточное количество этого элемента. Суточная потребность в цинке составляет 15 микрограммов.
Кобальт – еще один элемент, который отвечает за снабжение головного мозга кислородом. Кобальт придает витамину В12 особое качество: единственный из витаминов он имеет в своей молекуле атом металла – и как раз посередине. Вместе со своим витамином В12 кобальт участвует в производстве красных кровяных телец и тем самым снабжает мозг кислородом. И если организму не хватает витамина В12, значит, он испытывает дефицит кобальта, и наоборот.
Блюдо, которое я сегодня прелагаю вам, обеспечит организм не только кобальтом, но и всеми другими минеральными солями, углеводами, достаточным количеством протеина и жиров.
Печень телячья по–провансальски
Подготовьте 4 порции телячьей печени, 1 большую луковицу, несколько зубчиков чеснока, половину пучка зелени петрушки. Нам понадобятся также ½ чайной ложки ароматических молотых пряностей, щепотка сушеного тимьяна, 1 столовая ложка муки, 1 чайная ложка молотого сладкого красного перца, 1 столовая ложка растительного масла, 1 столовая ложка маргарина, соль и перец по вкусу.
Репчатый лук и чеснок очень мелко порубить, петрушку мелко нарезать и смешать с луком, чесноком, тимьяном и пряностями. Смешать муку и сладкий молотый перец и обвалять в этой смеси печень. Растительное масло вместе с маргарином разогреть на сковороде и на среднем огне около 3 минут обжаривать печень с обеих сторон. Куски печени должны быть толщиной 1 см.
Затем печень посолить, поперчить и выложить на нагретое блюдо. В оставшийся на сковороде жир высыпать подготовленную ранее смесь. Потушить эту смесь в течение 1 минуты и посыпать ею печень.
Подавать к столу с запеченными помидорами, жареным картофелем или салатом.
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.