Минеральные элементы. Часть 1. Классификация

По классификации, основанной на количественном признаке, все минеральные элементы делятся на три группы в соответсвии с их содержанием в организме:* макроэлементы

  • микроэлементы
  • ультрамикроэлементы

Макроэлементы — концентрация в организме превышает 0,01%. К ним относятся O, C, H, N, Ca, P, Ka, Na, S, Cl, Mg. Некоторые элементы этой группы называют «органогенами».

Микроэлементы — концентрация в организме колеблется от 0,00001% до 0,01%). В эту группу входят: Fe, Zn, F, Sr, Mo, Cu, Br, Si, Cs, J, Mn, Al, Pl, Cd, B, Rb.

Ультрамикроэлементы — концентрация в организме ниже 0,000001%. Это Se, Co, V, Cr, As, Ni, Li, Ba, Ti, Ag, Sn, Be, Ga, Ge, Hg, Sc, Zr, Bi, Sb, Th, Rh, Н.

Количественное содержание некоторых элементов в организме может значительно варьироваться в зависимости от среды обитания человека, его рациона питания и трудовой принадлежности (это утверждение, относится к фтору, ванадию, селену, стронцию, молибдену и кадмию).
По мнению некоторых исследователей, микро- и ультрамикроэлементы вообще не следует отожествлять с минеральными веществами по той причине, что в организме они содержатся главным образом в виде органических соединений или комплексов, обладающих биологической активностью.

Классификация, основанная на биологической роли элементов, представляет больший интерес для физиологов, биохимиков и специалистов в области питания человека.
Согласно этой классификации, минеральные элементы, обнаруженные в организме делят на три группы:
1) жизненно необходимые (биогенные, эссенциальные элементы);
2) вероятно (условно) необходимые (условно эссенциальные элементы);
3) элементы с малоизученной или неизвестной ролью.

 

Элемент может быть отнесен к эссенциальным, если он удовлетворяет следующим требованиям:

  • постоянно присутствует в организме в количествах, сходных у разных индивидуумов;
  • ткани по содержанию данного элемента всегда располагаются в определенном порядке;
  • синтетический рацион, не содержащий этого элемента, вызывает у животного характерные симптомы недостаточности и определенные биохимические изменения в тканях;
  • этим симптомы и изменения могут быть предотвращены или устранены путем добавления данного элемента в пищу.

Основу живых систем составляют 6 элементов, так называемых органогенов. К ним относятся углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Органогены по своему содержанию в организме относятся к макроэлементам, составляя 97,4% массы живого организма и играют важнейшую роль в поддержании жизнедеятельности. Для органогенов характерно образование водорастворимых соединений, что способствует их концентрированию в живых организмах. Из органогенов в основном состоят белки, жиры, углеводы.
Главная роль макроэлементов состоит в построении тканей, поддержании постоянства осмотического давления, ионного и кислотно-основного состава.
Микроэлементы, входя в состав ферментов, гормонов, витаминов и биологических активных веществ в качестве комплексообразователей или активаторов, участвуют в обмене веществ, процессах размножения, тканевом дыхании, обезвреживании токсических веществ. Микроэлементы активно влияют на процессы кроветворения, окисления-восстановления, проницаемость сосудов и тканей.

Синергизм минеральных элементов в области желудочно-кишечного канала предполагает возможность последующих механизмов взаимодействия.

  • непосредственное взаимодействие элементов (Са и Р, Na и Cl, Zn и Мо) когда уровень адсорбции определяется их оптимальным соотношением в рационе и химусе;
  • взаимодействие, опосредованное через процессы фосфорилирования в кишечнике и активностью пищеварительных ферментов (например, влияние Р, Zn, Co на освобождение корма и адсорбцию других элементов);
  • непрямое взаимодействие путем стимуляции роста и активности микрофлоры в желудке и кишечнике.

На уровне тканевого и клеточного метаболизма также возможны разные механизмы синергического взаимодействия:

  • прямое взаимодействие элементов в структурных процессах (взаимодействия Са и Р в образовании костей, совместное участие Fe и Cu в образовании гемоглобина, взаимодействие Mn и Zn в конформации молекул РНК печени);
  • одновременное участие элементов в активном центре какого-либо фермента Fe и Mo в составе ксантин- и альдегидогсидаз,  Сu и Fe в составе цитохромоксидаз);
  • активирование ферментных систем и усиление синтетических процессов, требующих для своего осуществления присутствия других минеральных элементов (активация синтеза ионами Mg++ с последующим включением в синтез Р, S и других элементов);
  • активирование функций эндокринных органов и опосредованное влияние через гормоны на обмен других макро- и микроэлементов (йод-тироксин-усиление анаболических процессов — задержка калия и магния в организме).

Эффект ингибирования адсорбции (антагонизм) одних элементов другими в пищеварительном канале может быть обусловлен следующими механизмами:

  • простым химическим взаимодействием элементов (образование фосфата магния при избытке последнего в рационе, взаимодействие меди с сульфатом, образованием тройной соли Са-Р-Zn при повышенных дозах кальция в рационе);
  • адсорбцией на поверхности коллоидных частиц (фиксация Mn и Fe и частицах нерастворимых солей магния или алюминия);
  • B, Pb, Tl и др. на окислительное фосфорилирование, сокоотделение и активность ферментов (что ухудшает расщепление пищевых ингредиентов, освобождение и всасывание неорганических ионов);
  • конкуренцией за вещество-переносчик ионов в кишечной стенке (Co2+-Fe2+).

В процессе тканевого метаболизма, где минеральные элементы элементы находятся в основном в ионной форме, возможны следующие механизмы антагонистических взаимосвязей:

  • непосредственно взаимодействие простых и сложных неорганических ионов (например, медь-молибден);
  • конкуренция ионов за активные центры в ферментных формах (магний, марганец в маталлоферментных комплексах щелочной фосфатазы, холинэстеразы и др);
  • конкуренция за связь с веществом-переносчиком в крови (Fe2+ и  Zn2+ как конкуренты за связь и трансферрином плазмы);
  • активирование ионами ферментных систем с противоположной функцией (активация ионами меди аскорбиноксидазы, окисляющей аскорбиновую кислоту, и активация ионами цинка и марганца лактоназ, способствующих синтезу этого витамина);
  • антагонистическое влияние ионов на один и тот же фермент (активация АТФ-азы ионами Мg2+ и торможение ионами  Ca2+);
  • смягчение йонами биотических элементов токсического влияния тяжелых металлов, присутствующих в рационе и средах организма (например, уменьшения уровня Pb в организме при добавках в рацион меди, цинка, марганца).

 

 


В основном химические элементы поступают в организм человека с пищей и водой. Выделение же происходит более разнообразными путями.
Так, с мочой преимущественно выделяется Se, Fe, I, Co, Cd, B, Br, Ge, Mo, Nb, Rb, Cs, Te и Sb.
С потом в основном выделяется Se, F, Pb, Sn, Ni, а с волосами Hg.
И все же основные количества выводятся с калом.

Биотики — термин, введенный А.И. Венчиковым в 1942 году. Биотики — это химические вещества экзогенного происхождения, входя в биохимические структуры и системы организма способны не только участвовать в качестве жизненно необходимых агентов в ходе физиологических процессов, но и нормализоваывать их, а также повышать сопротивляемость организма на него вредных агентов. По характеру действия они относятся в основном к биологическим катализаторам.
К биотикам могут быть отнесены микроэлементы, витамины, а также в определенных случаях и некоторые макроэлементы (например, железо, кальций, сера).
Термин «биотики» был введен в обращение в связи с необходимостью охарактеризовать принцип лечения, основанный на применении микроэлементов в качестве естественных (физиологических) агентов.  Микроэлементы входят во внутренние биохимические системы организма и обладают свойствами повышать сопротивляемость — стимулировать общую жизнедеятельность. Тем самым биотики противоставляются другим средствам, действующим путем подавления жизнедеятельности организмов (например, микробов) и в силу этого приводящих их к гибели.  Т.о. возникает два противоположных воздействия на организм, пораженного болезнетворными микробами: либо путем прямого влияния на микробы («антибиотиками»), либо с помощью повышения защитных организмов («биотиками»). Антибиотики в той или иной мере обладают токсическими свойствами в отношении организма человека, биотики их полностью лишены.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *