7.2 Макроелементи

Кальцій

Загальна кількість Кальцію в організмі складає приблизно 25 маси тіла, причому 99% Кальцію міститься в кістковій тканині, дентині і емалі зубів.

Кальцій виконує в організмі різноманітні функції:

– пластичні і структурні, входячи до складу основного мінерального компоненту кісткової тканини – оксиапатиту, мікрокристали якого утворюють жорстку структуру кісткової тканини;

– надає стабільності клітинним мембранам, утворюючи зв’язки між негативно зарядженими групами фосфоліпідів, структурних білків і глікопротеїдів;

– приймає участь в здійсненні міжклітинних зв’язків, що забезпечують злипання клітин під час тканиноутворення (процес адгезії);

– необхідний для нормальної збудливості нервової тканини і скоротливості м’язових волокон;

– є активатором ряду ферментів і гормонів, найважливішим компонентом системи згортання крові;

– приймає участь в регуляції проникності клітинних мембран, справляє дію, протилежну Натрію, сприяє виведенню з організму солей важких металів і радіонуклідів, проявляє антиоксидантний ефект, має антиалергічну дію.

Кальцій відноситься до важко засвоюваних елементів. У складі харчових продуктів Кальцій знаходиться у вигляді погано розчинних або абсолютно нерозчинних у воді сполук. Тільки дія на них жовчних кислот, що супроводжується утворенням комплексних сполук, дозволяє перевести Кальцій в засвоюваний стан. В результаті попадання в організм людини з їжею всмоктується приблизно 10...40% Кальцію. Всмоктування Кальцію в основному відбувається у верхньому відділі тонкого кишечника у вигляді одноосновних солей фосфорної кислоти.

Оптимальне співвідношення Кальцію і Магнію в продуктах 1:0,6, в хлібі, м’ясі і картоплі відношення Кальцію до Магнію в середньому 1:2, в молоці – 1:0,1, в сирі – 1:0,15, трісці – 1:0,6, у багатьох овочах і фруктах – 1:4,5. Оптимальним для засвоєння Кальцію його співвідношення до Фосфору має бути 1:1,5 для дорослих (за деякими даними 1:1), для дітей – 1,25:1, для грудних дітей – 1,5:1. Всмоктування Кальцію зменшується за вмісту в раціоні великої кількості жирів, фітинових кислот (злакові культури), щавлевої кислоти (щавель, шпинат).

Недостатнє надходження Кальцію в організм і навіть незначне зниження його рівня в крові призводить до посилення виділення гормонів паращитовидних залоз (паратгормону). Це посилює виділення Кальцію з кісток в кров, викликаючи демінералізацію кісток, розрідження кісткової тканини (остеопороз). У дітей в такому випадку порушується формування кісткової тканини, що проявляється недорозвиненням скелету, рахітом. У літніх людей дефіцит Кальцію і пов'язаний з ним остеопороз зумовлений згасанням функцій залоз травного тракту, порушенням функцій залоз внутрішньої секреції і часто недостатнім його вмістом в раціоні харчування.

Рекомендована норма споживання Кальцію складає (мг/доба) для дорослих – 800, осіб передпохилого і похилого віку – 1000, вагітних жінок – 300 додатково до норми. Добова потреба для дітей і підлітків (мг): 1...3 роки – 800, 4...6 років – 900, 11...13 років і 14...17 років – 1200. Вміст Кальцію в деяких продуктах харчування наведений в таблиці 7.2.

Таблиця 7.2 – Вміст Кальцію в продуктах харчування

Фосфор

Обмін його тісно пов’язаний з обміном Кальцію. У організмі людини масою 70 кг міститься 700 г Фосфору. Біологічна роль фосфатів надзвичайно велика: вони є структурними елементами кісткової тканини, забезпечують проходження обмінних процесів, приймаючи участь в перенесенні енергії (АТФ, АДФ, гуанінфосфати, креатинфосфати); за участю фосфорної кислоти в організмі здійснюється обмін вуглеводів. Фосфор приймає участь в синтезі білку, входячи до складу таких компонентів, як РНК і ДНК. У складі фосфоліпідів і фосфопротеїнів є присутніми в мембранах клітин. За участю Фосфору здійснюються найважливіші реакції – реакції фосфорилювання. Так, наприклад, фосфорилювання деяких вітамінів – тіаміну, піридоксину – призводить до утворення коферментів, активних форм, що забезпечують участь в подальших реакціях. Фосфат є компонентом буферної системи крові, інших біологічних рідин, забезпечує підтримку кислотно-лужної рівноваги, забезпечує регуляцію обмінних процесів (через цАМФ), проведення нервового імпульсу і м’язового скорочення. Неорганічний Фосфор виконує структурні функції: входить до складу кісткової тканини, мембранних структур клітини, емалі і дентину зубів.

У організм людини Фосфор надходить з рослинною і тваринною їжею у вигляді фосфоліпідів, фосфопротеїнів і фосфатів. Всмоктування елементу відбувається за участю ферменту лужної фосфатази, а її активність підвищує вітамін D. Відмічено, що з рослинних продуктів Фосфор всмоктується гірше, ніж з тваринних – відповідно до 40 і 70%.

Найбільша кількість елементу знаходиться в молочних продуктах, особливо в сирах, а також в яйцях і яєчних продуктах. М’ясо і риба є важливими джерелами елементу, великі кількості якого містять також ікра, шпроти і деякі інші рибні консерви. Високим вмістом елементу відрізняються бобові (квасоля, горох), але в них він є менш доступним. Найбільш багатими на солі Фосфору є хрін, капуста качанна, цибуля ріпчаста, морква, буряк. Концентрація Фосфору в деяких продуктах наведена в таблиці 7.3.

Таблиця 7.3 – Вміст Фосфору в продуктах харчування

Магній

В організмі дорослої людини міститься приблизно 25 г Магнію, головним чином в кістках у вигляді фосфатів і бікарбонату. Фізіологічні функції Магнію є різноманітними. Магній є структурним компонентом широкого кола  ферментів (приблизно 300), у тому числі АТФ-залежних ферментів.

Магній входить до складу металопротеїдів – складних білків, що містять у своєму складі метали. Він належить до активаторів, що підвищують активність ферментів, що посилюють їх дію. Активує такі ферменти, як ацетилтрансфераза, гексокіназа, аміноацил-т-РНК-синтетаза, ацетил-КоА-синтетаза. 

Біосинтез білків відбувається за безпосередньої участі іонів Магнію, який необхідний для реакції активування амінокислот.

Завершальний етап аеробного розпаду вуглеводів і ліпідів за посередництва циклу трикарбонових і дикарбонових кислот здійснюється за активної участі іонів Магнію, які активують частину ферментів циклу Кребса.

Магній має кардіопротекторну дію, сприятливо впливає на серце у разі порушення ритму, ішемічної хвороби серця (ІХС), у тому числі у випадку інфаркту міокарду, покращує кисневе забезпечення міокарду, обмежуючи зону ураження. Одночасно Магній проявляє судинорозширювальну дію і сприяє зниженню артеріального тиску. Активно приймає участь в процесах нервового збудження, водного, вуглеводного і фосфорного обміну, оберігає організм від захворювання ішемією, стенокардією і інфарктом, не допускаючи спазмів кровоносних судин і судом м’язів. Знижує вміст холестерину в крові і тканинах, попереджає утворення каменів в нирках.

Магній є антистресовим макроелементом, справляє нормалізуючу дію на стан нервової системи і її вищих відділів (особливо у поєднанні з вітаміном В6) за нервової напруги, депресій, неврозів.

За нестачі елементу можливий розвиток найрізноманітніших зовнішніх проявів: від раптових запаморочень, втрати рівноваги, мерехтливих цяток перед очима до сіпання повік, м’язових спазмів, поколювання і здерев'яніння м’язів, випадіння волосся і підвищеної ламкості нігтів. Спочатку відзначається швидка втомлюваність, часті головні болі, труднощі з концентрацією уваги, підвищення чутливості до змін погоди, що часто викликає різні болі зубів, ясен, суглобів. Потім посилюється серцебиття, з’являються перебої в роботі серця, що часто супроводжуються сильним пронизливим болем в грудній клітці. Розвиваються безсоння, гострі спазматичні болі в шлунку, відчуття тяжкості в тілі. Можливі порушення нормальної роботи нервової та серцево-судинної системи, ниркова недостатність.

Надлишок Магнію в їжі не призводить до негативного впливу на здоровий організм. Проте за хвороб печінки можливі явища загальмованості, сонливості, артеріальної гіпотонії, уповільнення пульсу.

Добова потреба в Магнії складає (мг) для дорослої людини – 400, вагітних і жінок-годувальниць – 50 (додатково до норми); дітей і підлітків: 1...3 роки – 150; 4...6 років – 200; 7...10 років – 250; інші групи – 300. 

Майже половина добової потреби в Магнії задовольняється за рахунок хліба, круп’яних виробів, какао, горіхів (таблиця 7.4)

Таблиця 7.4 - Вміст Магнію в харчових продуктах

Калій

Калій – внутрішньоклітинний елемент, що регулює кислотно-лужну рівновагу крові. Вважають, що Калій має захисні властивості проти небажаної дії надлишку Натрію і нормалізує тиск крові. Елемент відіграє важливу роль у внутрішньоклітинному обміні, в регуляції водно-сольового обміну, осмотичного тиску, кислотно-лужного балансу в організмі. Він є необхідним для нормальної діяльності м’язів, зокрема серця, приймаючи участь в проведенні нервових імпульсів до м’язів. Однією з найважливіших його властивостей є виведення з організму води і Натрію. Він також активує ряд ферментів і приймає участь в найважливіших обмінних реакціях. Калій активує такі ферменти, як ацетилтрансфераза, гексокіназа, аміноацетилтрансфераза. У ферментативних системах, де Калій виступає як активатор, Натрій є інгібітором. Іони Калію відіграють істотну роль в регулюванні функцій організму. Серцевий м’яз реагує на підвищення вмісту Калію зменшенням збудливості і провідності.

Калій приймає участь в процесі проведення нервових імпульсів і передачі їх на інервовані органи. Він є необхідним також для скорочення скелетних м’язів, покращує скорочення м’язів за м’язової дистрофії, міастенії, приймає участь в процесах, що забезпечують проведення нервових імпульсів, корегує лужний баланс крові і тканинних рідин, приймає участь в реакціях обміну речовин, наприклад в перетворенні глюкози на глікоген, приймає участь в регуляції ритму серця, регулює концентрацію шлункового соку.

Добова потреба дорослої людини складає 2500...5000 мг, яка може задовольнятися звичайним раціоном. Особливо зростає його споживання за розумового і фізичного навантаження організму, підвищеному споживанні кухонної солі, а також за різних травм, розладах шлунку і блювоті. У організмі людини має бути адекватне співвідношення солей Калію і Натрію. Найбільше Калію в організм надходить з рослинними продуктами (таблиця 7.5).

Таблиця 7.5 – Вміст Калію в продуктах харчування

У рослинних продуктах, на відміну від тваринних, Калію у багато разів більше, ніж Натрію. У картоплі співвідношення Натрію до Калію 1:20, в яблуках 1:10, а в яловичині 1:5, в молоці 1:3. Тому в "калієві" дієти за гіпертонічної хвороби, недостатності кровообігу і хворобах нирок з набряками включають в основному рослинні продукти. Калій добре всмоктується з кишечника, а його надлишок швидко виводиться з організму разом з сечею. Найбільш багатими на Калій є білокачанна капуста, квасоля, бульби картоплі, редька, редис, цибуля, морква, буряк, селера, зелень кропу і петрушки, плоди томатів і чорної смородини.

Натрій

Натрій – важливий міжклітинний і внутрішньоклітинний елемент, що приймає участь в створенні необхідної буферності крові (постійного значення рН крові), регуляції кров’яного тиску, водного обміну.

Добова потреба в іонах Натрію складає 4...6 г, що відповідає приблизно 10 г кухонної солі.

У випадку збільшення кількості кухонної солі в організмі збільшується об’єм тканинної рідини і плазми крові, в результаті чого підвищується артеріальний тиск. Основним регулятором сталої концентрації натрій хлориду в крові і тканинній рідині є нирки. Виділення солі нирками регулюється альдостероном – гормоном кори надниркових залоз.

Надмірний прийом кухонної солі з їжею викликає перевантаження регуляторних механізмів, що і призводить до стійкого підвищення артеріального тиску. Встановлений прямий зв’язок між надмірним споживанням Натрію і гіпертонією. Отже, для профілактики гіпертонічної хвороби і попередження інфаркту міокарду потрібне свідоме обмеження споживання кухонної солі.

Основне надходження Натрію в організм відбувається за рахунок кухонної солі. Натуральні харчові продукти містять відносно мало Натрію (одиниці і десятки мг на 100 г). Вміст Натрію в продуктах харчування наведений в таблиці 7.6.

Таблиця 7.6 – Вміст Натрію в харчових продуктах

Сульфур

Роль Сульфуру в обміні речовин визначається її участю в структурі сірковмісних амінокислот (метіоніну, цистину), деяких гормонів і вітамінів. Вона приймає участь в енергетичному метаболізмі і реакціях детоксикації. Необхідна концентрація Сульфуру забезпечує нормальну проходження синтезу інсуліну – важливого гормону, що регулює вуглеводний обмін, функцію і структуру сполучної тканини і що зберігає структуру суглобових поверхонь. Сульфур входить до складу гемоглобіну, міститься в усіх тканинах організму, потрібна для синтезу колаген-білку, що визначає структуру шкіри.

Сульфур має здатність захищати організм від небезпечної дії радіації, забруднень довкілля, уповільнює процеси старіння організму.

Добова потреба – 1 г, яка компенсується звичайним раціоном.

Найбільш багатими на Сульфур є цибуля ріпчаста, різні види капусти, бруква, хрін, гірчиця, горох, боби, женьшень.

Хлор

Фізіологічне значення і біологічна роль хлору полягає в його участі, як регулятора осмотичного тиску в клітинах і тканинах, в нормалізації водного обміну.

Добова потреба – приблизно 2 г, яка з надлишком задовольняється звичайним раціоном, що містить 7...10 г хлору. Основна його кількість припадає на кухонну сіль (до 90 %). Вважають, що нешкідливий рівень споживання хлору знаходиться на межі 5...7 г.