Най-общо за минералите
Минералите, заедно с витамините и с другите биологично активни вещества, са задължителни елементи, необходими за нормалното функциониране на тялото. Минералите съставляват 4-6% (~2.5 кг) от общото телесно тегло на човека.
Минералите се съдържат в:
– костната тъкан
– тъканни протеини
– ензими
– състава на кръвта.
81 елемента присъстват в човешкото тяло. Минералите са част от всички течности и тъкани, регулиращи повече от 50 000 биохимични процеси.
Обща характеристика на минералите:
– Не се синтезират в организма, трябва да идват от храната;
– Незаменими и абсолютно необходими за протичането на биохимичните реакции (общо около 50 000 биохимични процеса);
– Не съдържат калории;
– Не са източник на енергия, но са необходими за нейното производство;
– Структурни елементи на тъканите (нерви, мускули, кости, зъби, кръв, лимфа, меки тъкани).
КЛАСИФИКАЦИЯ НА МИНЕРАЛИТЕ
Според количественото съдържание в човешкото тяло минералите се разделят на:
– Макроминерали (макроелементи) – съдържат се в човешкото тяло в доста големи количества, повече от 0,01% от общото телесно тегло. Такива са 8 минерала – Фосфор P, Сяра S, Калций Ca, Калий К, Магнезий Mg, Натрий Na, Хлор Cl, Силиций Si.
– Микроминерали (микроелементи) – съдържат се в човешкото тяло в количества по-малки от 100 мг. Най-важните за организма са: Желязо Fe, Йод I, Мед Cu, Цинк Zn, Кобалт Co, Хром Cr, Mo Молибден, Никел Ni, Ванадий V, Селен Se, Манган Mn, Флуор F, Литий Li.
Класификацията по количествен признак (макро- и микроелементи) е удобна, но не отразява важността и биологичната роля на елементите в организма.
Количественото съдържание на някои елементи в организма се различава значително в зависимост от местообитанието на човека, храненето, екологията, работната дейност (в по-голяма степен това се отнася за флуор, ванадий, селен, стронций, молибден, кадмий).
Разпределение на макроелементите в организма:
Макронутриенти |
Съдържание в % от общото тегло на тялото |
Приблизително количество в г |
Калций |
2% | 1100 г |
Фосфор |
1.1% |
750 г |
Калий |
0.35% | 225 г |
Сяра |
0.25% |
150 г |
Натрий |
0.15% |
90 г |
Хлор | 0.15% |
100 г |
Магнезий | 0.05% |
35 г |
Силиций |
0.05% |
35 г |
За да се определи важността на минерала в организма, е необходимо да се вземе предвид ролята на минерала за осигуряване на жизненоважни процеси.
Жизненоважните за организма вещества се наричат есенциални. За тези вещества може да се каже че:
– Постоянно присъстват в тялото;
– Разпределени са върху тъканта в определен ред;
– Ниското съдържание на елемента в диетата причинява определени промени в метаболизма и симптоми на дефицит и може да е причина за развитието на заболявания;
– Добавяне на липсващ елемент към храната или под формата на добавки, елиминира симптомите на дефицит.
Групата на есенциалните елементи непрекъснато се попълва, колкото и странно да звучи, учените все още изучават свойствата на минералите. Например кадмият, считан по-рано за токсично вещество, се оказва съществено важен в микродози.
Есенциални са: Калций, Магнезий, Натрий, Калий, Сяра, Фосфор, Флуор, Хлор, Желязо, Йод, Мед, Цинк, Кобалт, Хром, Молибден, Никел, Ванадий, Селен, Манган, Силиций, Литий.
Условно есенциални са: Арсен, Бор, Бром.
Общи функции на микро- и макроелементите:
– Микро- и макроелементите в организма са включени в ензимите и други важни съединения;
– Те са част от хормоните (йодът е част от хормоните на щитовидната жлеза, цинкът е част от инсулина и половите хормони);
– Осигуряват киселинно-алкалния баланс в организма;
– Поддържат имунните реакции;
– Осигуряват свиване и отпускане на мускулите;
– Осигуряват преноса на кислород и процесите на тъканно дишане (в митохондриите);
– Регулират нервните сигнали;
– Участват в процеса на хематопоеза (образуване на кръвни клетъчни компоненти) и костното образуване;
– Поддържат осмотичното налягане, регулират транспорта на вещества в клетката.
Микро- и макроелементите в състава на ензимите:
– Ензимите, наричани още ферменти, са сложни протеинови молекули, които ускоряват химичните реакции в живите системи;
– Повече от 25% от всички ензими се нуждаят от метални йони, за да проявят пълна каталитична активност. Например медта и желязото са част от или активират около 30 ензима, докато цинкът – повече от 200;
– Желязото е част от цитохрома (активен протеин), осигурява процесите на детоксикация в организма;
– Медта е част от цитохром оксидазата, участва в процесите на клетъчно дишане;
– Хромът е част от ензима, който ускорява усвояването на инсулина;
– Магнезият в състава на ензимите участва във въглехидратния и фосфорен метаболизъм, в процеса на поддържане на постоянна телесна температура и при образуването на протеини;
– Калият и натрият са част от АТФазата, необходима за транспортиране на микроелементи през клетъчната мембрана;
– Молибденът е част от някои ензими: ксантин оксидаза, алдехид оксидаза, сулфат оксидаза – участващи в тъканното дишане.
Баланс на микроелементите:
– Макро- и микроелементите са основата на всички организми.
– Нашият организъм получава микроелементи от външната среда и по този начин е постоянно зависим от химичния състав на водата, храната, въздуха.
– Балансът в организма на микроелементите може да бъде нарушен при недостатъчен и/или прекомерен прием.
– Недостигът на есенциални макро- и микроелементи причинява заболявания от дефицит, а когато тялото влезе в контакт с излишък от токсични макро- и микроелементи, възникват интоксикации – отравяния.
Последици от дисбаланса на микроелементите:
– В случай на дисбаланс в концентрацията на микроелементи в организма, активността на производството или разрушаването на различни съединения (хормони, протеини и др.) се променя експоненциално.
Например:
Когато молекулата на алкохолната дехидрогеназа загуби само един цинков атом от четири, това води до десет пъти намаляване на активността на ензима т. е. алкохолът е слабо неутрализиран.
– При недостиг на цинк активността на въглеродната анхидраза, която е отговорна за оползотворяването на CO (въглероден оксид) в организма, намалява.
– Липсата на желязо и мед нарушава синтеза на хемоглобин.
– Недостигът на хром води до намаляване на факторната активност на глюкозния толеранс, отговорна за чувствителността организма към захарта.
– Дори малък дефицит на всеки микроелемент води до метаболитни нарушения, намаляване на адаптивните способности на организма и нарушава качеството на живот.
Причини за дефицити:
– Еднообразно хранене, недостиг на зеленчуци и плодове в диетата;
– Повишена консумация на рафинирани продукти (бяло брашно, захар, сладкарски изделия);
– Интензивна технологична обработка на хранителните продукти;
– Ниска бионаличност на минерали поради наличието в хранителните продукти на деминерализиращи вещества (оксалова киселина, фитини, диетични фибри), които инхибират абсорбцията на калций, желязо, цинк и др.;
– Ограничаване на кърменето (причина за дефицит на макро- и микроелементи при децата);
– Нарушена абсорбция в червата, поради възпалителни процеси;
– Изчерпване на почвата и използване на торове;
– Излишъкът от някои вещества в храната води до дефицит на други, поради малабсорбция (конкуренция за абсорбция);
– Специални състояния: стрес, наранявания, заболявания, бременност и др.
Причини за натрупване на макро- и микроелементи. Като цяло, при здрави възрастни, при правилно хранене, тялото поддържа баланс между усвояването и елиминирането на микро- и макроелементи.
В някои случаи може да възникне излишно натрупване на основни вещества:
– При деца, както и при специални състояния при възрастни (бременност, състояние след заболявания, фрактури, изгаряния и наранявания), тялото може да задържи по-големи количества микроелементи, отколкото е необходимо;
– При някои генетични характеристики, свързани със задържането на микроелементи в организма, например натрупване на желязо при хемохроматоза, натрупване на мед при болестта на Уилсън Коновалов;
– Консумацията на алкохол може да насърчи натрупването на желязо;
– Излишъкът от определени вещества в храната причинява натрупване на други микроелементи (кадмият нарушава хепсидина (протеин, който участва в метаболизма на желязото), като увеличава натрупването на желязо).
– Хроничното възпаление може да причини излишно натрупване на желязо.
– Използване на метални съдове за готвене без защитно покритие (цинк, мед, алуминий, чугун, железни съдове);
– Работа във вредни условия на труд (с бои, с метали).
– Използване на нискокачествена питейна вода (с висока съдържание на флуор, желязо и др.).
– В нарушение на отделителните органи (бъбреци, черва).
Примери за дисбаланс на микроелементи:
– Тежките метали са в състояние да изместят и заместят „необходимите“ микроелементи в молекулите на ензимите и други биологично активни вещества, което води до влошаване на метаболизма в организма.
– Стресът води до загуба на магнезий, манган, цинк.
– Нарушаването на секрецията на инсулин от панкреаса води до загуба на магнезий и цинк.
– Прекомерното изпотяване може да бъде причина за дефицит на магнезий и цинк.
– Дисбалансът на женските полови хормони води до дефицит на мед и цинк.
Ефективни форми на макро-и микроелементи:
– Макро-и микроелементите се усвояват по-добре от организма в комбинация с органични киселини, аминокиселини (ацетати, глюконати, аспарагинати, глутамати, лактати, аскорбати, пиколинат и др., съединения с аминокиселини метионин, цистеин и др.) и под формата на комплексни препарати на базата на бирена мая, спирулина, торф и др.
Когато се използват биологично активни форми, дозата на микроелементите може да бъде намалена няколко пъти и, въпреки това, да запази изразения си терапевтичен ефект.
– Неорганичните соли на микроелементите (сулфати, оксиди, карбонати) се абсорбират много по-лошо. При използване на неорганични форми могат да се появят странични ефекти: гадене, повръщане, нарушения на изпражненията.
Статията има за цел да даде обща представа за ролята на макро-и микроелементите в процесите в организма. За по-подробна информация, очаквайте материали за всеки отделен макро-и микроелемент.