Обмен минеральных веществ

В организме человека содержится около 3 кг минеральных (неорга­нических) веществ, что составляет 4% от массы тела. Минеральный со­став организма очень разнообразен, и в нем можно обнаружить почти все известные минеральные элементы, однако содержание их неодинаково.

Минеральные элементы, входящие в состав организма в больших количествах (десятки и сотни граммов и даже более) получили назва­ние макроэлементы.

Остальные минеральные элементы находятся в организме в очень малых количествах и поэтому называются микроэлементами. К ним относятся Fе, Р, I, Cu Zп, Мп, Мо, Со, Sп, Аg, Ni, Сг, Вг и др. В настоящее время установлено участие многих микроэлементов в обмене веществ.

В табл. 2 приведены данные о содержании мак­роэлементов в организме человека.

Содержание макроэлементов в организме человека

Макроэлемент	Содержание в организме
	в%	в граммах
Кальций	2,0-2,1	1400-1600
Фосфор	1,1-1,2	770-850
Калий	0,25-0,26	180-200
Хлор	0,15-0,17	100-120
Натрий	0,10-0,12	70-85
Магний	0,03-0,04	20-30

Распределение минеральных веществ в организме

Минеральные вещества в организме распределены крайне неравно­мерно. В крови, мышцах, внутренних органах содержание минераль­ных веществ низкое - около 1%. В костях на долю минералов прихо­дится половина их массы (примерно 50%). Больше всего минеральных веществ содержится в эмали зуба - до 98%.

Неравномерность обнаруживается и в распределении отдельных минеральных элементов. Так, почти весь кальций, магний и фосфор в форме нерастворимых солей входят в состав костей и зубов. Калий преимущественно находится внутри клеток, тогда как натрий в основ­ном встречается во внеклеточном веществе. Основные запасы железа сосредоточены в печени и в составе белка эритроцитов - гемоглобина, практически весь йод содержится в щитовидной железе, а цинк - в поджелудочной железе.

Формы существования минеральных веществ

• В форме нерастворимых солей (в костях и зубах).

• Минеральные элементы могут входить в состав органических со­ единений. Например, железо входит в состав гемоглобина и некоторых ферментов (цитохромы, каталаза), фосфор входит в состав белков, нук­леиновых кислот, некоторых липоидов.

• Минеральные элементы могут находиться в организме в ионизированной форме (например, К⁺, Nа⁺, Са²⁺, Мg²⁺, Сr³⁺, Н₂РО₄^-, НРО₄^2- и др.).

Поступление минеральных веществ в организм

Практически все минеральные элементы поступают с пищей в нее обходимых для организма количествах. Исключение составляет лишь хлористый натрий, содержание которого в естественных продуктах питания ниже потребности организма. Поэтому поваренную соль в чис­том виде добавляют к пище для удовлетворения потребности в ней ор­ганизма.

Суточная потребность взрослого человека в основных минеральных элементах

Элементы	Суточная потребность
Натрий Хлор Калий Кальций Фосфор Железо	4-5 г 6-8 г 3-5 г 0,8-1 г 1-2 г 10-15 мг

В некоторых случаях в пище могут содержаться в недостаточных для организма количествах и другие минеральные элементы. Чаще все­го это вызвано тем, что в некоторых областях земного шара почва мо­жет быть бедна каким-либо минеральным элементом. Поэтому вода и растения в этих местах содержат ничтожные количества определенного минерального элемента. При длительном использовании такой воды и местных пищевых продуктов возникают заболевания, вызванные дефи­цитом данного химического элемента. Такие заболевания получили на­звание эндемические. Так, в некоторых горных районах (например, Швейцарские Альпы) отмечается пониженное содержание йода, и по­этому могут наблюдаться заболевания щитовидной железы (йод необ­ходим для синтеза тироксина и других йодсодержащих гормонов щи­товидной железы). Другие же местности бедны фтором, и поэтому здесь часто встречается заболевание зубов - кариес. Для профилактики эндемических заболеваний в организм дополнительно вводят недос­тающий минеральный элемент. С этой целью при дефиците йода ис­пользуют йодированную поваренную соль, а при недостаточности фто­ра применяют фторсодержащие зубные пасты и проводят фторирова­ние водопроводной воды.

Избыточное поступление в организм минеральных веществ приво­дит к тяжелым нарушениям обмена веществ. Особенно это касается минеральных элементов, образующих не растворимые в воде соли. Из­вестны многочисленные случаи отравлений солями тяжелых металлов (ртуть, свинец и пр.).

Выведение минеральных веществ из организма.

Выводятся из организма минеральные вещества тремя путями: поч­ками в составе мочи, кишечником в составе кала и кожей с потом.

Почками из организма удаляются водорастворимые минеральные вещества. За сутки с мочой выделяется 15-25 г неорганических солей, в том числе 8-15 г NаСl

Кишечником выводятся преимущественно не растворимые в воде минеральные вещества (соли железа, тяжелых металлов. Кальций и фосфор могут выделяться из организма двумя путями: почками и кишечником, причем соотношение между ними зависит от кислотности мочи. Чем выше кислотность мочи (и соответственно ни­же значение рН), тем больше кальция и фосфора выводится с мочой, а не с калом. В моче, имеющей щелочную реакцию, содержание солей кальция и фосфора низкое. В этом случае преобладает выделение каль­ция и фосфора через кишечник. Такая закономерность обусловлена тем, что растворимость фосфорнокислых кальциевых солей выше в ки­слой среде.

Часть минеральных веществ выделяется кожей в составе пота. Пот образуется потовыми железами и содержит около 99% воды. В состав пота, помимо воды, входят как органические соединения (например, мочевина, а у спортсменов - молочная кислота), так и неорганические соли. Главным минеральным компонентом пота является хлористый натрий. В незначительных количествах в поте могут еще присутство­вать катионы К⁺, Мg²⁺, Са²+.

В небольших количествах (до 600-700 мл) пот выделяется постоян­но. Однако при выполнении физической работы потоотделение резко возрастает. За время тренировки или соревнования за счет интенсивно­го потоотделения спортсмен может потерять несколько литров пота. Особенно много пота выделяется при сгонке веса. Последствием уси­ленного потоотделения является значительное обессоливание организ­ма, сопровождающееся ухудшением самочувствия и снижением рабо­тоспособности.

Для предупреждения обессоливания целесообразно во время трени­ровки или соревнования периодически небольшими порциями пить не чистую, а слегка подсоленную, а еще лучше - минеральную воду. Для восполнения потерянных солей можно использовать в периоде восста­новления поливитаминные комплексы с минералами и фармацевтиче­ские средства, содержащие минеральные элементы.

Благодаря постоянному поступлению и выведению минеральные вещества находятся в организме в состоянии непрерывного обновле­ния, и их содержание мало изменяется.