3.11. Микроэлементы

Железо (Fе). Кроветворный элемент, более 60 % железа, которое содержится в организме сконцентрировано в гемоглобине. Функциональная роль железа обусловлена тем, что он входит составной частью гемоглобина, участвуя в переносе кислорода от легких ко всем тканям, органам и системам организма. Он участвует в работе целого ряда ферментных систем (цитохромы, каталазы и др.).

Потребность в железе зависит от возраста, пола и физиологического состояния организма. В связи с регулярными потерями крови во время месячных потребность женщин в железе почти в 2 раза выше, чем мужчин, и составляет 18 мг в сутки, во время беременности эта потребность достигает 38 мг, а у кормящих женщин − 33 мг.

Содержание железа в пищевых продуктах колеблется в широком диапазоне − от 70 до 4000 мкг/100 г. Основным источником железа в питании являются печень, почки, бобовые культуры (6000 − 20 000 мкг/100 г). Железо из мясных продуктов усваивается организмом на 30 %, из растений − на 10 %.

Потребность взрослого человека в железе составляет 14 мг/сут, у женщин в период беременности и лактации − до 18 мг/сут.

В результате недостатка Fe наблюдается снижение концентрации гемоглобина и количества эритроцитов, снижение уровня Fe в сыворотке крови, снижение активности железосодержащих белков и ферментов, развивается железодефицитная анемия. В норме всасывается около 10 % железа. Тормозят усвоения железа чай и яйца.

Йод (I). Дефицит йода один из наиболее типичных примеров недостатка микронутриентов в питании современного человека. Более чем у 1,5 млрд жителей Земли имеется повышенный риск недостаточного потребления йода.

В организме человека практически нет ни одной жизненно важной функции, которая не зависела бы от тиреоидных гормонов, осуществляющих свое универсальное действие с помощью йода. Являясь активным компонентом гормонов, йод взаимодействует с другими железами внутренней секреции, оказывает выраженное влияние на обмен белков, жиров, углеводов, водно-солевое равновесие.

При относительной недостаточности йода в питании концентрация тиреоидных гормонов в крови снижается. Это приводит к нарушению биосинтеза тироксина, угнетению функции щитовидной железы, что характеризуется развитием эндемического зоба (гипотиреоз).

Важно подчеркнуть, что в возникновении эндемического зоба определенное значение могут иметь геохимические факторы. В литературе есть данные, свидетельствующие о том, что распространение эндемического зоба совпадает не только с недостатком йода в среде, но и с избытком или недостатком таких элементов, как кобальт, марганец, кальций и стронций. Кроме того, установлено, что щитовидная железа обладает способностью концентрировать не только йод, но и ряд других элементов, таких как ртуть, мышьяк, сурьма. Данные обстоятельства необходимо учитывать при проведении мероприятий по профилактике йодной недостаточности в регионах.

Основным источником йода являются морская рыба, печень трески, морская капуста, сухой ламинарий.

Физиологическая потребность в йоде у взрослых мужчин и женщин составляет 150 мкг в сутки. Согласно рекомендациям ВОЗ, уровень физиологической потребности в данном элементе составляет − 150 − 300 мкг/сут.

Хром (Cr). Оказывает активное влияние на усвояемость глюкозы и уровень её в крови. Введение хрома в рацион восстанавливает нормальную толерантность к глюкозе у детей с белково-калорийной недостаточностью, а у лиц среднего и пожилого возраста со сниженной толерантностью к углеводам вызывает снижение уровня холестерина в крови, что является исключительно важным фактором в профилактике атеросклероза. Биологическую активность проявляет трехвалентный хром. В желудочно-кишечном тракте наибольшую усвояемость проявляют органические формы хрома (до 25 %), в то время как неорганические соединения этого микроэлемента усваиваются лишь на уровне 0,5 − 0,7 % от общего их количества, поступившего с пищей. Совместно с никотиновой кислотой образует комплекс, служащий кофактором инсулина (так называемый глюкозотолерантный фактор) и синтезируемый в ткани печени. Он оказывает влияние на чувствительность периферийных тканей к инсулину.

Особенно высок риск развития дефицита хрома у беременных и кормящих женщин, поскольку развивающийся плод усиленно аккумулирует хром. Значительное его количество экскретируется с молоком при лактации. Другой причиной, приводящей к недостаточности хрома, может быть потребление большого количества легкоусвояемых углеводов.

Источником поступления хрома в организм при питании являются пекарские дрожжи, печень, пшеничная мука грубого помола, перловая крупа, бобовые культуры, мясо птицы.

Суточная потребность взрослого человека в хроме составляет около 200 мкг.

Недостаток в организме хрома характеризуется ухудшением усвояемости глюкозы.

Фтор (F). Избыточное или недостаточное поступление в организм фтора приводит к развитию таких микроэлементозов, как флюороз и кариес.

Характерным признаком флюороза является пятнистость зубной эмали. Под влиянием избыточного содержания фтора зубная эмаль подвергается дистрофии, появляются трещины и зубы становятся хрупкими. Одновременно отмечаются нарушения фосфорно-кальциевого обмена, что сопровождается деформацией костей. Помимо указанных изменений, могут регистрироваться признаки поражения и других органов и систем.

Кариес зубов характеризуется деминерализацией и последующей деструкцией твердых тканей зуба с образованием дефекта в виде полости. Развитию кариеса зубов способствуют общие и местные факторы. К общим факторам следует отнести недостаточное поступление в организм белков, витаминов, минеральных солей, ряда микроэлементов, а также избыточное потребление ферментируемых углеводов. Кроме того, этому способствуют нарушения функций других органов и систем организма, стрессовые ситуации. К местным факторам относят количественные и качественные изменения слюны, длительная задержка в полости рта остатков пищи, особенно содержащей углеводы.

Селен (Sе). Селен является незаменимым элементом в питании человека, животных и некоторых микроорганизмов. Он входит в состав глутатионпероксидазы, фермента предохраняющего клетки от токсического действия перекисных радикалов и тем самым защищающего клетки, липиды клеточной мембраны, белки, нуклеиновые кислоты. Селен обладает выраженным антиоксидантным свойством, что позволяет использовать его для профилактики онкологических заболеваний, провоцируемых химическими воздействиями и радиацией. Было установлено, что селен стимулирует образование антител и тем самым повышает защиту организма от инфекционных и простудных заболеваний. Данный элемент участвует в выработке эритроцитов, способствует поддержанию и продлению сексуальной активности. Почти половина всего селена, содержащегося в мужском организме, находится в семенных канальцах яичек.

Недостаточное поступление селена в организм может привести к развитию сердечной миопатии и даже к смерти. Заболевание чаще всего развивается у детей и женщин детородного возраста, для которого характерны аритмии, увеличение размеров сердца, за которыми следует сердечная недостаточность. Люди, находившиеся на искусственной диете или подвергшиеся голоданию, также проявляли признаки селеновой недостаточности. Установлено, что в районах, где потребление селена населением недостаточно, отмечается рост числа заболеваний раком. В последние годы недостаток селена рассматривают как возможный этиологический фактор при некоторых сердечно-сосудистых заболеваниях.

Избыточное поступление селена приводит к развитию селенового токсикоза. Наиболее типичными признаками селенового токсикоза являются поражение ногтей и выпадение волос. Кроме того, наблюдаются желтушность, шелушение эпидермиса, дерматиты, повреждение эмали зубов, анемии, нервные расстройства. В раде случаев у сельскохозяйственных животных отмечена гибель после употребления растений, выращенных на почвах с высоким содержанием селена (США, Канада, Ирландия).

Источником содержания селена в пище является говяжье мясо, печень, почки, мясо морских рыб, креветки, дрожжи, пшеница, отруби, хлеб из цельных зерен пшеницы, овес и другие продукты. Следует отметить, что повсеместно рацион питания населения индустриально развитых стран дефицитен по этому микроэлементу.

Потребность взрослого человека в селене составляет 150 − 200 мкг/сут.

Молибден (Мо). Этот микроэлемент входит в состав ряда ферментов, участвующих в детоксикации чужеродных для организма веществ. Способствует задержке в организме фтора и таким образом препятствует развитию кариеса. Молибден способствует окислению пуриновых оснований в мочевую кислоту.

Недостаток или отсутствие молибдена в организме приводит к снижению активности сульфитоксидазы − фермента, превращающего в организме человека сульфит в сульфат. Отсутствие вследствие генетического дефекта сульфитоксидазы в организме приводит к выраженным аномалиям мозга, характеризуется умственной отсталостью, эктопией хрусталика и повышением выделения с мочой сульфатов. Тяжелые патофизиологические нарушения при этом дефекте свидетельствуют о незаменимости молибдена для организма человека.

Избыток молибдена в пище может привести к возникновению подагры. Предполагается, что повышенный синтез ксантиноксидазы и интенсификация пуринового обмена ведут к накоплению избыточных количеств мочевой кислоты, с выделением которых не справляются почки. В результате этого мочевая кислота и её соли откладываются в сухожилиях и суставах. Это заболевание, получившее название „эндемическая молибденовая подагра” характеризуется и соответствующими биохимическими изменениями в крови. Следует отметить, что избыток молибдена способствует также нарушению синтеза витамина В₂ и повышению активности фосфатазы.

Источниками молибдена являются печень говяжья, почки говяжьи, цельные зерна пшеницы, чечевица, горох, капуста цветная, зелёный горошек, пивные дрожжи, шпинат и др.

Суточный приём взрослого человека составляет 200 мкг.

Ванадий (W). Ванадий у молодых людей ингибирует синтез холестерина и снижает содержание в крови липидов. В литературе имеются данные, что ванадий препятствует развитию кариеса зубов, способствует их минерализации и сохранению. Источники ванадия: гречка, петрушка, соевые бобы, овес, яйца. Суточная потребность взрослого человека в этом микроэлементе не установлена. По данным США, его потребность составляет около 2 мг.

Кобальт (Со). Кобальт входит в состав витамина В₁₂, принимает участие в обмене жирных кислот, в углеводном обмене, реализации активности фолиевой кислоты. Основное биологическое действие − участие в синтезе гемоглобина. Источниками этого микроэлемента являются печень различных животных (в особенности баранья), говяжье сердце, моллюски, почки, устрицы, сардины, из растений − шиповник.

Суточная потребность взрослого человека в кобальте составляет около 8 мкг.

Цинк (Zn). Цинк входит в состав значительного числа ферментов (около 80), катализирующих метаболизм нуклеиновых кислот, обеспечивающих реализацию биологического действия витаминов А и фолиевой кислоты. Установлено, что цинк участвует в формировании иммунитета и поддержании функции мужских желез (он является составной частью мужского полового гормона дегидрокситестостерона). Вероятно, поэтому в наибольшем количестве он содержится в тканях тестикул и шишковидной железы, которая имеет прямое отношение к реализации сексуальной функции и мужчин, и женщин.

Длительный дефицит цинка в рационе может привести к развитию бесплодия, потере сексуальной активности, снижению иммунитета, кожным заболеваниям, нарушению роста волос и ногтей.

При избыточном поступлении цинка в организм возможны случаи отравления. Известны случаи отравления пищей и напитками, хранившимися в железной оцинкованной посуде.

Источником цинка являются продукты растительного происхождения (фрукты, картофель, морковь, орехи, зерновые культуры). Из продуктов животного происхождения наиболее богаты цинком мясо, рыбопродукты, устрицы, яйца, молоко. Цинк из продуктов животного происхождения усваивается значительно лучше.

Суточная потребность взрослого установлена на уровне 10 − 15 мг, при беременности и лактации − 20 − 25 мг.

Марганец (Mn). Установлено, что марганец необходим для функционирования ферментов, участвующих в формировании костной и соединительной тканей, регуляции гликогенеза. Он активно влияет на биосинтез холестерина, метаболизм инсулина, другие виды обмена веществ. Особое значение марганец имеет в реализации функций половых желез, опорно-двигательного аппарата, нервной системы. Считается, что этот микроэлемент может оказывать профилактическое действие в отношении развития недостаточности коронарных артерий сердца, диабета, патологии щитовидной железы, нарушений углеводного и липидного обменов. С возрастом усвояемость марганца снижается. Поэтому следует обращать внимание у лиц после 50 лет на возможность дефицита этого микроэлемента. Основной источник марганца в питании человека − злаковые, бобовые культуры и орехи. Особенно богаты марганцем кофе и чай.

Рекомендуемый уровень потребления марганца 5 мг/сут, минимальная суточная потребность 2 − 3 мг/сут.

Медь (Cu). Данный элемент принимает активное участие в процессах жизнедеятельности, входя в состав ряда ферментных систем. Дефицит меди приводит к анемии, замедленному росту детей. Потребность в меди возрастает при воспалительных заболеваниях и при болезнях суставов.

Источниками меди являются растения − лапчатка прямостоящая, сушеница, чайный куст, марена красильная и др. Суточная потребность составляет 4 − 5 мг.

Таблица 3.5