Какова роль минеральных веществ в жизнедеятельности человека. Минеральные вещества в организме человека

Минеральные вещества играют исключительно важную роль в жизни живых организмов. Наряду с органическими веществами минералы входят в состав органов и тканей, а также участвуют в процессе обмена веществ.

В общей сложности в организме человека определяется до 70 химических элементов. Из них 43 элемента являются абсолютно необходимыми для нормального протекания обмена веществ.

Все минеральные вещества, исходя от их количественного содержания в организме человека, принято разделять на несколько подгрупп: макроэлементы, микроэлементы и ультраэлементы.

Макроэлементы представляют собой группу неорганических химических веществ, присутствующих в организме в значительных количествах (от нескольких десятков граммов до нескольких килограммов). К группе макроэлементов относятся натрий, калий, кальций, фосфор и др. Микроэлементы встречаются в организме в гораздо меньших количествах (от нескольких граммов до десятых долей грамма и менее). К таким веществам относятся: железо, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден, кремний, фтор, йод и др. Особой подгруппой микроэлементов являются ультрамикроэлементы, содержащиеся в организме в исключительно малых количествах (золото, уран, ртуть и др.).

Состав минеральных веществ в организме взрослого человека при весе 70 кг:

кальций - 1510 г;
фосфор - 840 г;
калий - 245 г;
сера - 105 г;
хлор - 105 г;
натрий - 105 г;
магний - 70 г;
железо - 3,5 г;
цинк - 1,75 г;
медь - 0,07 г;
селен - 20 мг;
никель - 10 мг;
молибден - 9 мг;
фтор - 2,6 мг.

Функции минеральных веществ в организме

пластическая (кальций, фосфор, магний);
поддержание осмотического давления (калий, натрий, хлор);
поддержание буферности биологических жидкостей (фосфор, калий, натрий);
поддержание коллоидных свойств тканей (все элементы);
детоксикационная (железо в составе цитохрома Р-450, сера в составе глутатиона);
проведение нервного импульса (натрий, калий);
участие в ферментативном катализе в качестве кофактора или ингибитора;
участие в гормональной регуляции (йод, цинк и кобальт входят в состав гормонов).

Роль минеральных веществ в питании человека исключительно велика. Минеральные вещества входят в состав всех клеток, тканей, костей; они поддерживают кислотно-щелочное равновесие в организме и оказывают большое влияние на обмен веществ.

Минеральные вещества в зависимости от их содержания в продуктах или организме человека условно подразделяют на макроэлементы и микроэлементы.

К макроэлементам относят натрий, калий, кальций, магний, хлор, кремний, серу, железо и др.

Натрий (Na) и хлор (С1) содержатся в пище в недостаточном количестве, поэтому данные компоненты добавляют к ней в виде поваренной соли (NaCl). Натрий играет большую роль в обмене веществ, поддерживает определенную реакцию крови и величину осмотического давления в тканях.

Калий (К) регулирует содержание воды в тканях, улучшает работу сердца. Калий, кроме того, положительно влияет на кровообращение, сердечно-сосудистую деятельность. Питание преимущественно растительной пищей повышает количество калий в крови, при этом увеличивается мочеотделение и выведение солей натрия. Много калия в баклажанах, кабачках, томатах, капусте, а также в кураге, черносливе и изюме, горохе, фасоли, мясе, молоке.

Кальций (Са) входит в состав костей и зубов человека. От его содержания в пище зависит нормальная деятельность нервной системы, сердца, рост, он повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям. Наибольшее количество солей кальция содержится в молоке и молочных продуктах, богаты кальцием желток яиц, хлеб, овощи, бобовые, салат, щавель. Организму человека требуется в сутки 0,7-0,8 г Са. Недостаток кальция вызывает рахит.

Магний (Mg) способствует снижению холестерина в плазме крови, обладает сосудорасширяющим свойством, оказывает влияние на нервную систему. Недостаток магния ведет к прекращению роста, нервной сверхвозбудимости, заболеванию кожи, выпадению волос. Наиболее богаты магнием горох, овсяная крупа, ржаной хлеб.

Сера (S) содержится в крупах, хлебе, мясе, яйцах, сыре, рыбе. Сера входит в состав некоторых аминокислот, витамина В 1 , гормона инсулина.

Железо (Fe) входит в состав гемоглобина, а также ряда ферментов. Недостаток железа вызывает упадок сил, малокровие. Большое количество железа содержится в мясе, печени, мозгах, гречневой и овсяной крупах, яичном желтке, много железа в ягодах. Железо, содержащееся в ягодах и плодах, усваивается особенно хорошо, так как содержит витамин С, способствующий его усвоению.

Фосфор (Р) также входит в состав костей и зубов человека в сочетании с кальцием. Кроме того, он содержится в нервных тканях, а также участвует в процессе усвоения углеводов, белков и жиров. Наиболее богаты фосфором рыба, овощи, грибы, сыр, мясо, ржаной хлеб, яйца, орехи, картофель, крупы, молочные продукты.

К микроэлементам относятся вещества, содержание которых в продуктах ничтожно мало - это йод, цинк, медь, фтор, бром, марганец и др. Несмотря на малое содержание, микроэлементы исключительно важны для питания человека.

Йод необходим для нормальной деятельности щитовидной железы. Много йода в морепродуктах, грецких орехах, салате, шпинате.

Марганец (Мn ) участвует в процессе формирования костей, образования гемоглобина крови, способствует росту организма. Много марганца в листовых овощах, крупах, хлебе, плодах.

Медь (Сu ) и кобальт (Со) участвуют в кроветворении. Они содержатся в небольшом количестве в говяжьей печени, рыбе, свекле.

Фтор (F) необходим для формирования костей и зубов. Находится он в молоке и мясе, но в наибольшем количестве в хлебе из муки простого помола.

Цинк (Zn) входит в состав всех тканей, влияет на функцию поджелудочной железы и жировой обмен, способствует нормальному росту молодого организма. Цинк содержится в печени животных, говядине, яйцах, репчатом луке и пр. Цинк также может привести к отравлению организма.

Потребности человека в микроэлементах выражаются в миллиграммах или долями миллиграмма, но их отсутствие или недостаток в питании приводит к серьезным осложнениям.

Некоторые микроэлементы, поступающие в организм в дозах, превышающих норму, могут вызвать отравления. Стандартами не допускается содержание в продуктах свинца, мышьяка, количество олова и меди строго ограничивается.

О количестве минеральных веществ продукта судят по количеству золы, оставшейся после полного его сжигания. Зольность является показателем качества некоторых пищевых продуктов, например муки.

Сведения о важнейших минералах приведены в табл.

Важнейшие минералы, их значение и источники

	Значение	Источник
	Улучшает работу сердца, поддерживает водно-солевой баланс	Авокадо, свежие и сухие фрукты, орехи, бананы, бобовые, картофель
	Вместе с калием регулирует баланс жидкости в организме, играет большую роль в обмене веществ	Поваренная соль, экстракт дрожжей
	Является важной составляющей ткани и зубов, значительную роль играет в процессе свертывания крови и передаче нервных импульсов	Молоко, моллюски, желток яйца, зелень, кукуруза
	Формирует структуру костей и зубов, играет важную роль в сокращении мышц и работе нервной системы. Необходим для синтеза энергии в клетках	Молочные продукты, мясо, рыба, домашняя птица, орехи, семечки, крупы неочищенные
	Важная составляющая гемоглобина. Недостаток приводит к развитию железодефицитной анемии	Сухой чернослив, фасоль, говяжья печень, гречка, орехи, желток яйца, зелень
	Требуется для нормального функционирования мышц и нервов, участвует в формировании костей и зубов	Бобовые, орехи, сушеный инжир, зеленые листовые овощи
	Необходим щитовидной железе для выработки гормонов, влияющих на: Развитие и работу клеток мозга; Обмен веществ; Правильное развитие и вынашивание плода во время беременности	Иодированная соль, морепродукты, жир из печени трески
	Участвует в синтезе гемоглобина, необходим для роста костей и формирования соединительной ткани, входит в состав ферментов, нейтрализующих свободные радикалы, входит в состав фермента, необходимого для образования кожного пигмента	Яйца, бобовые, свекла, рыба, шпинат, спаржа, моллюски, раки, орехи, семечки, грибы, какао

	Составляющая многих гормонов и витаминов	Говядина, баранина, печень, рыба, яйцо, сыр, бобовые
	Необходим для образования инсулина, улучшает память, влияет на концентрацию внимания. Необходим для роста волос, ногтей и организма в целом, для заживления ран, важен для поддержания иммунитета	Устрицы, морская рыба, мясо индейки, говядина, печень, морковь, горох, отруби, овсяная мука, арахис, семечки подсолнуха
	Необходим для образования красных кровяных телец
Марганец	Необходим для воспроизведения здорового потомства, играет важную роль в образовании грудного молока	Кукурузные и овсяные хлопья, сухофрукты, зелень

Об основных питательных веществах (белки, жиры и углеводы) я уже рассказывала. Но к элементам правильного питания относятся еще минеральные вещества, витамины и вода. Они так же играют важную роль в жизнедеятельности организма человека. Сегодня я хочу поговорить о значении минеральных веществах, как недостаток тех или иных микроэлементов отражается на организме человека.

Минеральные вещества в продуктах питания

Минеральные вещества — это химические элементы, которые находятся в организме в низких концентрациях и составляют около одной двадцатой части веса тела. Кто-то может сказать, что стоит ли о них отдельно говорить, раз их так мало.

Но говорить о минералах стоит, потому что они просто необходимы для поддержания нормального функционирования органов и тканей, потому что играют основную роль в регуляции кислотно-щелочного баланса. Длительный недостаток отдельных минеральных веществ может вызвать серьезные нарушения в пластических процессах и других функциях организма.

Что относится к минеральным веществам

Все минеральные вещества делятся на три группы:

макроэлементы — натрий, калий, хлор, сера, кальций, фосфор и магний;
микроэлементы — железо, цинк, марганец, медь, кобальт, йод, фтор, бром, хром, молибден, ванадий, никель, кремний и селен;
ультраэлементы — золото, серебро, свинец, ртуть, уран, радий, рубидий.

Деление на группы говорит само за себя — те вещества, которые относятся к группе макроэлементов, их в организме человека содержится больше, веществ, относящихся к группе микроэлементов, значительно меньше, ультраэлементов в организме человека содержится в очень малых количествах.

Значение минеральных веществ в питании

Минеральные вещества из группы макроэлементов являются основой костной, мышечной системы и крови.
Микроэлементы регулируют обмен веществ, составляя часть ферментов.
Ультраэлементы обладают высокой биологической активностью, но в больших количествах считаются токсичны.

Рассмотрим значение самых основных минеральных веществ, какое влияние их недостаток оказывает на наш организм и в каких продуктах питания содержаться те или иные минеральные вещества.

Кальций – необходим для образования костной ткани, формировании зубов, влияет на состояние ногтей, волос, участвует в процессе свертывания крови, при обмене веществ железа и витамина B12, является регулятором сердцебиения.

При недостатке кальция возникает нарушение процессов окостенения, у детей это проявляется в виде рахита, у взрослых – остеопороза. Так же идет задержка роста у детей, искривление позвоночника, многие страдают от судорог в ногах, при снижении уровня кальция, человек становится раздражительным, нервным, может впасть в депрессию, возможна повышенная потливость, аллергические высыпания на коже, плохой сон.

Продукты питания, являющиеся основным источником кальция — молоко и молочные продукты, яйца, икра, сардины, лосось, миндаль, фундук, грецкие орехи, шпинат, морковь, свекла, кунжутные семечки, капуста, овсяная и гречневая крупы, абрикосы, чернослив.

Фосфор – необходим для образования костной ткани, обеспечения биохимических процессов в центральной нервной системе и работающих мышц.

При недостатке фосфора возникает нарушение роста, деформация костей, есть вероятность развития рахита, снижение аппетита, ухудшение интеллектуальных способностей, нарушения психики, общая слабость.

Продукты питания, являющиеся основным источником фосфора — молоко и молочные продукты, мясо, рыбные консервы, печень, мозги, яичный желток, сухари, грецкие орехи, тыква, клубника.

Магний необходим для образования костной ткани, формирования зубов, действует на нервно — мышечную проводимость, обеспечивает закрепление кальция, сохраняет витамин E, повышает защитные силы организма к инфекциям, снижает содержание холестерина, стимулирует перистальтику кишечника.

При недостатке магния возникают спазмы коронарных сосудов, аритмия, тахикардия, непроизвольные сокращения мускулов, судороги, зуд, заболевания желудочно-кишечного тракта, головная боль, бессонница, чувствительность к переменам погоды, ломкость ногтей, выпадение волос, хрупкость зубов.

Продукты питания, являющиеся основным источником магния — пшеничные отруби, черный хлеб, какао, арахис, грецкие орехи, бобовые, зеленые овощи, минеральная вода.

Натрий необходим для поддержания осмотического давления в крови и тканевых жидкостях, обеспечивает кислотно-щелочное равновесие.

При недостатке натрия возникает обезвоживание тканей, тахикардия, мышечные судороги.

Продукты питания, являющиеся основным источником натрия — пищевая соль.

Калий необходим для деятельности мышц, особенно сердечных, важнейший компонент внутриклеточной жидкости, обеспечивает кислотно-щелочное равновесие.

При недостатке калия возникает нарушение сердечного ритма, мышечная дистрофия, сухость кожи, усталость, медленное восстановление сил после нагрузки, бессонница.

Продукты питания, являющиеся основным источником калия — курага, чернослив, финики, бобовые, миндаль, фундук, грецкие орехи, бананы, горький шоколад, кабачки, картофель, айва, черешня, огурцы, апельсины, мандарины, помело, красная смородина, .

У нас на прилавках стали появляться разные экзотические фрукты. , который интересен не только вкусом, в нём содержится большое количество калия и меди.

Железо необходимо для повышения , входит в состав гемоглобина, способствует насыщению крови кислородом.

При недостатке железа возникает анемия, нарушение роста, истощение, бледность, чувство усталости, озноб, холодные конечности, одышка при нагрузках, ожирение, запоры без видимых причин, ухудшение интеллектуальных способностей, восприимчивость к инфекциям.

Продукты питания, являющиеся основным источником железа — печень, мясо, почки, говяжий язык, мозги, икра, яйца, тунец, сардины, сухофрукты, айва, яблоки, персики, бобовые, овсяная крупа, какао.

Йод необходим для нормальной деятельности щитовидной железы, сжигает излишки жира, придает жизненную энергию, обеспечивает нормальное состояние кожи, волос и ногтей, способствует прорезыванию зубов.

При недостатке йода возникает зобная болезнь и нарушается деятельность всего организма, повышается чувствительность конечностей к холоду, усталость, возможно ожирение, запоры без видимых причин.

Продукты питания, являющиеся основным источником йода — мясо и печень морских рыб, жир трески, устрицы, водоросли, молоко, яйца.

Фтор необходим для образования костной ткани, зубной эмали.

При недостатке фтора возникает нарушение роста и отражается на состоянии зубов.

Продукты питания, являющиеся основным источником фтора — рыба, соя, лесные орехи.

Марганец необходим для образования костной и соединительных тканей, участвует в жировом и углеводном обмене, способствует усвоению витаминов С, E, группы В.

При недостатке марганца возникает риск ревматоидного артрита, остеопороза, катаракты, рассеянного склероза и заболеваний типа эпилепсии.

Продукты питания, являющиеся основным источником марганца — орехи, зерна злаковых, бобовые, листовые овощи, черная смородина, овсяная крупа. Лидер по содержанию марганца , о ней есть статья на блоге.

Про важный элемент цинк посмотрите видео

Конечно же, и другие минеральные вещества играют определенную роль в нашем организме, но их либо суточное потребление достаточно минимально, либо недостаток этого минерала крайне редко вызывает какие-либо проблемы. Это не значит, что они не важны, просто, как правило, они содержаться в тех или иных продуктах, о которых мы говорили выше.

Например:

хром содержится в мясе, печени, яйцах, овсяных хлопьях;
селен – в рыбе, мясе, орехах;
медь содержится в печени, бобовых, морепродуктах.

Думаю, это полезно знать.

Елена Касатова. До встречи у камина.

Минеральные вещества в зависимости от содержания в организме и пищевых продуктах подразделяются на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор и сера. Из многих микроэлементов, которые содержатся в организме и продуктах в очень малых количествах, особенно необходимы для жизнедеятельности железо, медь, марганец, цинк, кобальт, йод, фтор, хром, молибден, ванадий, никель, стронций, кремний, селен, бор.

Кальций

Формирует костную ткань, участвует в процессах возбудимости нервной ткани, сократимости мышц и свертывании крови, уменьшает проницаемость сосудов. Он является необходимой составной частью ядра и мембран клеток, клеточных и тканевых жидкостей, влияет на кислотно-основное состояние организма, активирует ряд ферментов, имеет противовоспалительное действие и уменьшает явления аллергии .

Основными источниками кальция являются молоко и молочные продукты, яйца, гречневая и овсяная крупы, горох, зеленый лук, морковь, ставрида, сельдь, сазан, икра.

Фосфор

Фосфор и его соединения принимают участие во всех процессах жизнедеятельности, но особое значение они имеют в обмене веществ и функции нервной и мозговой ткани, мышц, печени, почек, в образовании костей и зубов (они содержат 85% фосфора организма), а также ферментов, гормонов.

Лучшими источниками фосфора являются все животные продукты, хотя много фосфора содержится в зерновых и бобовых продуктах (усваивается он хуже). Фосфор в пище распространен настолько широко, что дефицит его встречается очень редко, если только человек не питается длительно только фруктами и ягодами.

Магний

Участник более чем 300 реакций обмена веществ, а также костеобразования, выработки энергии, обмена глюкозы, аминокислот, жирных кислот, витаминов группы В . Он нормализует деятельность нервной системы и сердца, оказывает антиспастическое и сосудорасширяющее действие, стимулирует двигательную функцию кишечника и желчеотделение.

Магнием богаты растительные продукты (отруби, сухофрукты, овсяная крупа, пшено, орехи, горох).

Калий

Играет большую роль в регуляции водно-солевого обмена, осмотического давления, кислотно-основного состояния организма. Он необходим для нормальной деятельности мышц, в частности сердца, способствует выведению из организма воды и натрия.

Больше всего калия поступает в организм с растительными продуктами (картофелем, яблоками, гречей, абрикосами свежими и курагой).

Натрий и хлор

Поступают в организм в основном в виде натрия хлорида (поваренной соли). Натрий имеет большое значение во внутриклеточном и межтканевом обмене веществ, регуляции кислотно-основного состояния и осмотического давления в клетках, тканях и крови. Он способствует накоплению жидкости в организме, активизирует пищеварительные ферменты. Хлор участвует в регуляции осмотического давления и водного обмена, образовании соляной кислоты желудочного сока.

Железо

Необходимо для нормального кроветворения и тканевого дыхания. Оно входит в состав гемоглобина эритроцитов, доставляющего кислород к органам и тканям , миоглобина мышц, ферментов, обеспечивающих процессы дыхания клеток.

Основные источники железа - печень, почки, язык животных, крупа гречневая, фасоль, горох, черника , шоколад, пшено, яблоки, груши, айва, инжир, кизил, шпинат, орехи.

Йод

Участвует в образовании гормонов щитовидной железы. В районах, где имеется недостаток йода в почве, пищевых продуктах и воде, возникают йододефицитные заболевания, среди которых преобладает эндемический зоб. Йодом особенно богаты морская рыба и продукты моря (креветки, мидии, морская капуста и другие).

Фтор

Вместе с кальцием и фосфором участвует в построении костей и зубов и обеспечивает их твердость и крепость. Недостаток фтора в воде и пищевых продуктах способствует развитию кариеса зубов и снижению прочности костей. Фтора много в морской рыбе и продуктах моря, а также в чае.

Цинк

Входит в состав более 200 ферментов и участвует в самых различных реакциях обмена веществ, включая окисление . Цинк необходим для нормальной функции половых желез, кроветворения, костеобразования. Хорошо усвояемым цинком богаты мясо и внутренние органы животных, яйца, рыба. Фрукты, ягоды и овощи бедны цинком.

Медь

Участвует в кроветворении и тканевом дыхании. Хорошими источниками меди являются мясо, рыба, продукты моря, гречневая, овсяная и перловая крупы, орехи, картофель, абрикосы, груши, крыжовник.

Селен

Наряду с витаминами Е и С, а также каротиноидами, является антиоксидантом, предупреждающим перекисное окисление жиров и повреждение клеток. Селен положительно влияет на иммунную систему.

Много селена содержится в морской рыбе и продуктах моря (крабы, креветки и других), печени и мясе, яйцах, дрожжах. Во фруктах и овощах селена мало.

Хром

Совместно с гормоном инсулином регулирует обмен глюкозы. При сильной недостаточности хрома снижается выносливость организма к глюкозе с развитием диабетоподобного состояния, особенно при беременности. Дефицит хрома неблагоприятно отражается на обмене холестерина. Хорошие источники хрома - пивные дрожжи, проросшее зерно, хлеб из муки грубого помола, бобовые, печень, мясо, сыр. Во фруктах и овощах хрома мало.

Избыточное потребление сахара увеличивает потребность в хроме.

Минеральные вещества в клетке находятся в виде солей в твердом состоянии, либо диссоциированны на ионы.
Неорганические ионы представлены катионами и анионами минеральных солей.

Пример:

Катионы: K + , Na + , Ca 2 + , Mg 2 + , NH 4 +

Анионы: Cl − , H 2 PO 4 − , HPO 4 2 − , HCO 3 − , NO 3 − , SO 4 − , PO 4 3 − , CO 3 2 −

Вместе с растворимыми органическими соединениями неорганические ионы обеспечивают стабильные показатели осмотического давления .

Концентрация катионов и анионов в клетке и в окружающей ее среде - различна. Внутри клетки преобладают катионы K + и крупные отрицательные органические ионы, в околоклеточных жидкостях всегда больше ионов Na + и Cl − . В результате образуется разность потенциалов между содержимым клетки и окружающей ее средой, обеспечивающая такие важные процессы как раздражимость и передача возбуждения по нерву или мышце.

Являясь компонентами буферных систем организма, ионы определяют их свойства - способность поддерживать рН на постоянном уровне (близко к нейтральной реакции), несмотря на то, что в процессе обмена веществ непрерывно образуются кислые и щелочные продукты.

Пример:

Анионы фосфорной кислоты (HPO 4 2 − и H 2 PO 4 −) создают фосфатную буферную систему млекопитающих, поддерживающую рН внутриклеточной жидкости в пределах 6,9 - 7,4.
Угольная кислота и ее анионы (H 2 CO 3 и CO 3 2 −) создают бикарбонатную буферную систему и поддерживают рН внеклеточной среды (плазмы крови) на уровне 7,4.

Соединения азота, фосфора, кальция и другие неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (аминокислот, белков, нуклеиновых кислот и др.).

Пример:

Ионы некоторых металлов (Mg, Ca, Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Br, Co) являются компонентами многих ферментов, гормонов и витаминов или активируют их.

Калий - обеспечивает функционирование клеточных мембран, поддерживает кислотно-щелочное равновесие, влияет на активность и концентрацию магния.

Ионы Na + и K + способствуют проведению нервных импульсов и возбудимости клетки. Эти ионы входит также в состав натрий-калиевого насоса (активный транспорт) и создают трансмембранный потенциал клеток (обеспечивает избирательную проницаемость клеточной мембраны, что достигается за счет разности концентраций ионов Na + и K + : внутри клетки больше K + , снаружи больше Na +).

Ключевая роль в регуляции мышечного сокращения принадлежит ионам кальция (Ca 2 +). Миофибриллы обладают способностью взаимодействовать с АТФ и сокращаться лишь при наличии в среде определенных концентраций ионов кальция. Ионы кальция также необходимы для процесса свертывания крови.

Железо входит в состав гемоглобина крови.