Макроэлементы
Натрий — важный межклеточный и внутриклеточный элемент, участвующий в создании необходимой буферности крови, регуляции кровяного давления, водного обмена.
Основное поступление натрия в организм происходит за счет поваренной соли. Натуральные пищевые продукты содержат относительно мало натрия (единицы и десятки мг на 100 г).
Суточная потребность в ионах натрия составляет 4-6 г, что соответствует примерно 10 г поваренной соли.
При увеличении количества соли в организме растет объем тканевой жидкости и плазмы крови, способствуя повышению артериального давления. Основным регулятором постоянства концентрации хлористого натрия в крови и тканевой жидкости являются почки. Выведение соли почками регулируется альдостероном — гормоном коры надпочечников.
Избыточный прием поваренной соли с пищей вызывает перегрузку регуляторных механизмов, что и приводит к стойкому повышению артериального давления.Установлена прямая связь между избыточным потреблением натрия и гипертонией.
Так, например, значительным потреблением соли отличаются японцы. Подсчитано, что почки японского крестьянина выделеляют из организма в течение жизни свыше 1 т поваренной соли. Жители северо-восточной части острова Кюсю потребляют в сутки до 26 г поваренной соли. В этом регионе артериальное давление у мужчин в возрасте 50-60 лет в среднем равно 173/90 ммрт. ст., у женщин — 169/91 ммрт. ст. В то же время индейцы Панамы, эскимосы Гренландии, аборигены Центральной Австралии потребляют менее 5 г поваренной соли в день, а нередко и значительно меньшее количество. Для жителей этих районов характерен низкий уровень артериального давления.
Следовательно, для профилактики гипертонической болезни и предупреждения инфаркта миокарда необходимо сознательное ограничение потребления поваренной соли.
Содержание натрия в некоторых продуктах питания приведено ниже.
Содержание натрия в пищевых продуктах
Калий — внутриклеточный элемент, регулирующий кислотно-щелочное равновесие крови. Он участвует в передаче нервных импульсов, регулирует деятельность некоторых ферментов.
Суточная потребность в калии составляет 2,5-5,0 г.
Калий в некоторых физиологических процессах выступает как антагонист натрия и увеличение концентрации калия приводит к выделению натрия из организма.
Калий в основном содержится в растительных продуктах. Содержание калия в основных пищевых продуктах приведено ниже.
Содержание калия в пищевых продуктах
Уменьшение содержания калия в организме приводит к мышечной слабости, сонливости, потере аппетита и появлению аритмии. Для ликвидации этих симптомов назначают диету с богатыми калием продуктами. Избыток калия возникает при недостаточности коры надпочечников и остром нефрите.Кальций. До 99% кальция содержится в костях скелета и зубах, около 1% — в крови, тканях и биологических жидкостях организма. Однако значение этого элемента не исчерпывается только ролью в правильном формировании костной ткани. Кальций необходим для поддержания нервно-мышечной возбудимости, он участвует в процессе свертываемости крови, оказывает влияние на проницаемость клеточных оболочек.
Суточная потребность в кальции взрослых — 800, детей — 1000-1200 мг.
Все пищевые продукты содержат некоторое количество кальция, но к числу продуктов, богатых его усвояемыми формами, можно отнести лишь немногие, главным образом молоко и молочные продукты. Около 1 г кальция обычно содержится в хорошо сбалансированных рационах, включающих в себя не менее 0,5 л молока.
В организме жителей некоторых стран Азии (Индия, Непал) и Крайнего Севера, которые не употребляют молоко и молочные продукты, установлен низкий уровень кальция.
Содержание кальция в некоторых пищевых продуктах приведено ниже.
Содержание кальция в пищевых продуктах
Большинство заболеваний, причиной которых принято считать недостаток кальция (остеопороз, рахит, остеомаляция, кариес), могут возникнуть в результате дефицита других пищевых веществ, главным образом белков, кальциферола, витамина D, других витаминов. Нарушения обмена кальция в организме при этих заболеваниях можно трактовать как вторичные.Фосфор — элемент, входящий в состав липидов, белков, нуклеиновых кислот. Фосфорные соединения играют особо важную роль в деятельности головного мозга, скелетных и сердечных мышц, потовых желез. Неорганический фосфор совместно с кальцием составляет основу костной ткани, является обязательным компонентом реакций, обеспечивающих распад углеводов.
Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1,2-1,5 г.
Обмен фосфора тесно связан с обменом кальция. В процессах всасывания из кишечника и формирования костной ткани обмен кальция и фосфора идет параллельно, в сыворотке крови они антагонистичны. Оптимальным для взрослых считается соотношение кальция и фосфора 1:1.
Большинство продуктов питания богаты фосфором, поэтому недостатка в нем не отмечается.
Наиболее богаты фосфором молоко и молочные продукты, мясо, рыба, продукты из семян зерновых и бобовых растений. Из растительных продуктов фосфор усваивается хуже, чем из продуктов животного происхождения. Чрезмерное количество фосфора приводит к уменьшению кальция в организме.Содержание фосфора в некоторых пищевых продуктах приведено ниже.
Содержание фосфора в пищевых продуктах
Магний обладает сосудорасширяющим действием, стимулирует перистальтику кишечника и повышает желчеотделение. Имеются данные о холестеринпонижающем влиянии этого элемента. Ионы магния принимают участие в углеводном и фосфорном обмене. Важная роль отводится магнию в регуляции деятельности нервной системы.
Суточная потребность в магнии 500-600 мг.
Содержание магния в некоторых продуктах питания приведено ниже.
Содержание магния в пищевых продуктах
Для рационального питания необходимо оптимальное соотношение кальция и магния 1 : 0,5.
Установлено, что избыток магния ухудшает усвояемость кальция. При недостатке магния в почках развиваются дегенеративные изменения с некротическими явлениями.Хлор — элемент, участвующий в образовании желудочного сока, формировании плазмы. Он активизирует ряд ферментов, регулирует водный обмен и кислотно-щелочное равновесие организма.
Суточная потребность в хлоре 2-6 г, она удовлетворяется за счет поваренной соли.
Сера входит в состав некоторых аминокислот, витаминов и ферментов.
Суточная потребность в сере — около 1 г, а по данным отдельных авторов — до 4-5 г.
Потребность в сере удовлетворяется обычным суточным рационом, включающем мясо, рыбу, молочные, зерновые и бобовые продукты.
Микроэлементы
Железо — элемент, участвующий в образовании гемоглобина и некоторых ферментов. В гемоглобине крови, обеспечивающем перенос кислорода от легких к тканям и органам, находится до 2/3 всего железа организма.
Суточная потребность взрослого человека в железе составляет в среднем 10-18 мг.
Содержание железа в некоторых пищевых продуктах приведено ниже. Следует отметить, что из мясных продуктов усваивается около 30% железа, а из растительных — 5-10%.
Содержание железа в пищевых продуктах
Недостаточность железа является наиболее частой причиной проявления анемии. По данным ВОЗ, 80% всех алиментарных анемий составляют железодефицитные. Дефицит железа, или гипосидероз, до сих пор остается широко распространенной патологией, которой страдает каждый пятый житель нашей планеты. При этом снижается концентрация гемоглобина, содержание эритроцитов в крови, активность железосодержащих ферментов. Причиной заболевания является недостаточно сбалансированное питание. Нормализация гемоглобина наступает обычно через 3-4 недели с начала лечения. Встречаются также и состояния, связанные с избыточным содержанием железа в организме, — сидероз, или гиперсидероз. Экзогенный (обусловленный внешними причинами) сидероз нередко наблюдается у шахтеров, участвующих в разработке красных железных руд, и у электросварщиков. Эндогенный (из-за внутренних причин) сидероз чаще всего возникает в результате повышенного разрушения гемоглобина в организме. К ранним симптомам сидероза относится увеличение печени, что затем вызывает сахарный диабет и прогрессирующее потемнение кожи.Особое внимание ученых привлек сидероз племени банту. Он развивается у 40-88% аборигенов Южной Африки. Есть предположение, что это связано с употреблением в больших количествах приготовленного в домашних условиях пива, содержащего повышенное количество железа.
Цинк входит в состав гормона инсулина и целого ряда ферментов, принимающих участие в углеводном обмене, процессах дыхания и размножения.
Суточная потребность человека в цинке составляет 10-15 мг.
В настоящее время описаны три вида распространенной патологии, зависящей от первичного дефицита цинка. Наиболее распространена болезнь Прасада, основными симптомами которой являются низкийрост, даже карликовость, сонливость, пониженный аппетит. Около 3% подростков, проживающих в сельской местности Ирана и Египта, страдают болезнью Прасада. Гипоцинкоз часто развивается, когда рацион состоит из бездрожжевого хлеба, приготовленного из цельной пшеницы.
Цинку принадлежит также важная роль в процессах образования костной ткани. При недостатке цинка процессы кальцификации затруднены, что приводит к увеличению пористости и ломкости костей. Дефицит цинка беременных не только может обусловить у них слабою родовую деятельность, но и ряд пороков у плода и новорожденных — расщепление нёба, образование грыжи, порок сердца и др.Антагонисты цинка — медь и кадмий — могут усиливать проявления его дефицита в человеческом организме.
Нарушение вкуса и обоняния является одним из ранних признаков дефицита цинка.
Избыток цинка вызывает серьезные физиологические нарушения организма. Следует помнить, что пищевые продукты, особенно кислые и жировые, нельзя обрабатывать в цинковой посуде, так как цинк может переходить в продукты и, накапливаясь в больших количествах, вызывать отравление людей. Исключение составляет только холодная питьевая вода.Основными источниками цинка для человека являются продукты животного происхождения: печень, говядина, яйца.
Содержание цинка в некоторых пищевых продуктах приведено ниже.
Содержание цинка в пищевых продуктах
Йод необходим в первую очередь для образования гормонов щитовидной железы — тироксина и трийодтиронина.
Содержащие йод гормоны регулируют обмен веществ, в частности, энергетические процессы и теплообмен. Тиреоидные гормоны участвуют также в регуляции функций сердечно-сосудистой системы. Они важны для развития центральной нервной системы, для роста организма и его устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды.
Суточная потребность взрослого человека в йоде — 0,10- 0,15 мг.
При недостатке йода в пище происходит задержка роста, отмечаются психические и физические нарушения, увеличиваются размеры щитовидной железы (возникает зобная болезнь, микседема). Дефицит йода во время беременности может явиться причиной появления на свет глухонемых, низкорослых детей, с глубоким нарушением умственного развития.По данным ВОЗ, на нашей планете зобной болезнью страдают около 200-400 млн. человек. Районами эндемии на территории России являются в основном верховья Волги, Урал, Центральный и Северный Кавказ, ряд районов Забайкалья и Дальнего Востока.
Длительный дефицит йода в детском возрасте ведет к кретинизму, дети резко отстают в умственном и физическом развитии, плохо развиваются мозг и костная система.
Избыток йода также неблагоприятно сказывается на функциях организма, возникает повышенная раздражительность, учащенное сердцебиение, усиленный обмен веществ, что ведет к резкому похудению.Для регулирования содержания йода в пище в продукты питания, в воду и поваренную соль вводят йод. Наиболее эффективным способом предупреждения дефицитных состояний и оптимизации обеспеченности организма йодом является использование для приготовления и досаливания пищи йодированной соли с содержанием йодида 25-55 мкг/г.
Следует отметить, что количество йода в одних и тех же продуктах значительно колеблется в зависимости от концентрации микроэлемента в почве и воде. Высокое содержание йода наблюдается в морских водорослях (ламинарии) — 160-800 мг/100 г сухой массы, морской рыбе и морепродуктах — 300-3000 мкг/100 г. Йод содержится (в среднем, мкг/100 г) и в таких пищевых продуктах, как: яйца (60), молоко (45), лук (44), щавель (39), капуста белокочанная (37), морковь, печень говяжья (35), картофель (32), фасоль (24), хлеб ржаной, баклажаны (14), огурцы (11), хлеб пшеничный, горох (10), рыба речная (9).Фтор участвует в образовании костной ткани и зубной эмали.
Потребность организма во фторе — 0,5-1,0 мг в сутки.
При недостаточном поступлении фтора в организм возникает заболевание зубов — кариес, а при избыточном — появляется хрупкость зубов и пятнистость эмали, называемая флюорозом. Этому заболеванию особенно подвержены дети. Основными источниками фтора являются такие пищевые продукты, как рыба (особенно треска и сом), баранина, телятина, овсяная каша, хлеб грубого помола, печень, орехи, чай. В местностях, в которых почвы и воды обеднены фтором, его добавляют в воду, воду фторируют.Марганец входит в состав многих ферментов, играет важную роль в процессах роста, кроветворения, образования костной ткани.
Суточная потребность в марганце — 5-10 мг. В растительных пищевых продуктах (семена бобовых, злаковых растений, чай) марганца содержится больше, чем в животных.
Недостаточность марганца у человека была описана в 1974 г. Вследствие исключения марганца из рациона наблюдали быструю потерю массы тела, тошноту и рвоту, изменение цвета волос. Недостаточность марганца часто фиксируют при различных формах анемии. Недостаточность марганца в пище может привести к развитию остеопороза, причем прием кальция усугубляет его дефицит, так как затрудняет его усвоение в организме. Основными источниками марганца являются, мкг/100 г: фундук — 4200, черная смородина — 1300, капуста белокочанная — 300, картофель — 170, рыба и рыбопродукты — 100-120.Кобальт чрезвычайно важен в организме для кроветворения, улучшения обмена веществ.
До настоящего времени ученые спорят о роли кобальта в развитии онкологических заболеваний. С одной стороны, в крови онкологических больных содержание кобальта повышено в 1,5-2,5 раза по сравнению с нормой. С другой — установлено тормозящее действие кобальта на рост некоторых разновидностей опухолевых клеток. Этот аспект действия данного микроэлемента еще до конца не изучен и требует дальнейших исследований.
Суточная потребность в кобальте составляет 0,1-0,2 мг.
После открытия физиологического значения солей кобальта, когда их стали широко использовать в качестве стимулятора кроветворения, была установлена также их токсичность.
Избыток кобальта в суточном пищевом рационе вызывает кардиопатию с выраженной сердечной недостаточностью. У рабочих, контактирующих с кобальтом, наблюдаются кашель, диспептические расстройства, нарушения обоняния, хронические риниты, ларингиты, фарингиты. При длительном контакте могут развиться хронический бронхит, пневмония, пневмосклероз.
При достаточном содержании в пище овощей и фруктов организм человека, как правило, не испытывает недостатка или избытка кобальта. Основными пищевыми источниками кобальта для человека являются: капуста, картофель, лук, чеснок, салат, морковь, груши, абрикосы, виноград, смородина, земляника.Хром усиливает действие инсулина во всех метаболических процессах, регулируемых этим гормоном.
Суточная потребность в хроме колеблется в пределах 50-200 мкг.
При недостаточности хрома у человека отмечается снижение толерантности к глюкозе, повышение концентрации инсулина в крови.
Наиболее значимые пищевые источники хрома: черный перец, телячья печень, проросшие зерна пшеницы, пивные дрожжи, хлеб из муки грубого помола. Особенно важно, что хром в этих продуктах содержится в биологически активной и легко усвояемой форме.Селен. История изучения селена противоречива. Долгое время селен считали ядом. В последние годы селен рассматривают как возможный этиологический фактор при некоторых сердечно-сосудистых заболеваниях. Селен и витамин Е являются синергистами, что дало основание мексиканскому врачу Мартину использовать в лечении стенокардии сочетание селена с витамином Е и получить хорошие результаты.
По исследованиям американских ученых, у людей с низким содержанием селена в организме риск заболеть раком в два раза больше, чем у людей с высоким его уровнем. Селен защищает печень от разрушения, блокирует токсичные эффекты тяжелых металлов, таких как кадмий и медь.Суточная потребность в селене составляет 0,05-0,2 мг.
Однако при такой малой потребности его дефицит заметно ощутим.
Недостаток селена характеризуется мышечными болями, дегенеративной функцией сердечной мышцы, нарушением нормальной работы печени, почек и поджелудочной железы. Признаками избытка селена в организме являются выпадение волос, ломкость ногтей, запах чеснока при выдыхании, усталость и раздражительность. Доза селена 1 мг в сутки для человеческого организма токсична. Основными пищевыми источниками селена для человека являются продукты моря — рыба (особенно сельдь), крабы, омары, лангусты, креветки и кальмары; субпродукты — свиные и говяжьи почки, печень и сердце; яйца.Из продуктов растительного происхождения богаты селеном пшеничные отруби, проросшие зерна пшеницы, зерна кукурузы, томаты, дрожжи, грибы и чеснок. Дрожжи, особенно пивные, считаются наилучшим источником селена не только потому, что в них его много, но и потому, что он находится в легко усвояемой и биологически активной форме.
Молибден входит в состав ферментов, влияет на рост, участвует в метаболизме пуринов и серы.
Суточная потребность в молибдене составляет 0,1-0,5 мг.
Недостаток молибдена приводит к задержке роста, деформации костей, анемии и анорексии. Хроническая профессиональная интоксикация молибденом вызывает функциональные изменения печени, повышение содержания мочевой кислоты и молибдена в сыворотке крови. Это является причиной возникновения полиарталгии, артроза и гипотонии. Основными пищевыми источниками молибдена для человека являются продукты растительного происхождения (зерновые и бобовые культуры), а также говяжья печень и почки.Что касается других микроэлементов — никеля, ванадия, бора и т. д., то потребность в них организма человека четко не установлена. Возможно, она низка и полностью удовлетворяется обычным рационом.
Во всяком случае, у людей пока не обнаружено неблагоприятных явлений, связанных с недостатком этих микроэлементов.Однако, избыток бора, никеля, олова, который возникает в результате загрязнения окружающей среды, может вызвать токсические явления. Поэтому во многих странах содержание этих элементов в пищевых продуктах ограничивается.
Представленная классификация питательных веществ позволяет сделать вывод о том, что разнообразный и сбалансированный рацион может избавить людей от значительных проблем в отношении безопасности питания. Последние неизменно связаны с определенным дефицитом или избытком макро- и микрокомпонентов пищевых веществ или их комбинаций.
Источник: Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции: Учебник. - М.: ДеЛи принт, 2005.
С сокращениями.