Экспериментально установлено, что в организме человека металлы составляют около 3% (по массе). Это очень много. Если принять массу человека за 70 кг, то на долю металлов приходится 2,1 кг. По отдельным металлам масса распределяется следующим образом: кальций (1700 г), калий (250 г), натрий (70 г), магний (42 г). Неорганические вещества в живом организме находятся в различных формах. Большинство ионов металлов образуют соединения с биологическими объектами. Уже сегодня установлено, что многие ферменты (биологические катализаторы) содержат ионы металлов. Например, марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо – в 70, медь – в 30, а цинк – более чем в 100. Естественно, что недостаток этих элементов должен сказаться на содержании соответствующих ферментов, а значит, и на нормальном функционировании организма. Таким образом, соли металлов совершенно необходимы для нормального функционирования живых организмов.
§1. Кальций
Кальций — биогенный элемент, постоянно присутствующий в тканях растений и животных. Важный компонент минерального обмена, кальций выполняет в организме разнообразные функции. В составе апатита, а также сульфата и карбоната кальций образует минеральный компонент костной ткани. В организме человека массой 70 кг содержится около 1 кг кальция. Кальций участвует в работе ионных каналов, осуществляющих транспорт веществ через биологические мембраны, в передаче нервного импульса, в процессах свертывания крови и оплодотворения. Регулируют обмен кальция в организме кальциферолы (витамин D). Недостаток или избыток кальция приводит к различным заболеваниям — рахиту, кальцинозу и др. Поэтому пища человека должна в нужных количествах содержать соединения кальция (800-1500 мг кальция в сутки). Препараты кальция широко используются в медицине.
Кальций нужен для развития зубов, укрепления костей, улучшения деятельности сердечной мышцы и обеспечения нормальной свертываемости крови. Он содержится в молочных продуктах, сырах, сардинах, лососе, зеленых овощах, белом хлебе.
§2. Фосфор.
Фосфор присутствует в живых клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот, входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, коферментов, ферментов. Кости человека состоят из гидроксилапатита 3Са3(РО4)3•СаF2. В состав зубной эмали входит фторапатит. Основную роль в превращениях соединений фосфора в организме человека и животных играет печень. Обмен фосфорных соединений регулируется гормонами и витамином D. Суточная потребность человека в фосфоре 1-2 г. При недостатке фосфора в организме развиваются различные заболевания костей.
Фосфор полезен для развития костей, он помогает организму усваивать протеин, жиры и углеводы. Недостаток фосфора вызывает беспокойство и раздражительность, слабость и боли в костях. Много фосфора содержится в рыбе, мясе, молоке, запеченном в мундире картофеле, женьшене.
§3. Калий.
Калий — один из важнейших биогенных элементов, постоянно присутствующий во всех клетках всех организмов. Ионы калия К+ участвуют в работе ионных каналов и регуляции проницаемости биологических мембран, работе Na+, K+-насоса, в генерации и проведении нервного импульса, в регуляции деятельности сердца и других мышц, в различных процессах обмена веществ. Содержание калия в тканях регулируется стероидными гормонами надпочечников. В среднем организм человека (масса тела 70 кг) содержит около 140 г калия. Поэтому для нормальной жизнедеятельности с пищей в организм должно поступать 2-3 г калия в сутки. Калий необходим для питания клеток, поддержания в организме водно-соляного баланса, укрепления иммунитета. Он имеет большое значение для нормального функционирования нервной, мышечной и сердечной систем. В них содержится большое количество этого вещества. Много калия – в картофеле, фасоли, бананах, авокадо, кураге, изюме, горохе и петрушке. В них содержится большое количество этого вещества.
§4. Сера.
Сера постоянно присутствует во всех живых организмах, являясь важным биогенным элементом. Ее содержание в растениях составляет 0,3-1,2 %, в животных 0,5-2 % (морские организмы содержат больше серы, чем наземные). Биологическое значение серы определяется прежде всего тем, что она входит в состав аминокислот метионина и цистеина и, следовательно, в состав пептидов и белков. Дисульфидные связи –S–S– в полипептидных цепях участвуют в формировании пространственной структуры белков, а сульфгидрильные группы (–SH) играют важную роль в активных центрах ферментов. Кроме того, сера входит в молекулы гормонов, важных веществ. Много серы содержится в кератине волос, костях, нервной ткани. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится около 1402 г серы. Суточная потребность взрослого человека в сере — около 4 г. Поступает с белковой пищей (постное мясо, рыба, молоко).
§5. Натрий.
Ионы натрия Na+ необходимы для нормального функционирования организма, они участвуют в процессах обмена веществ. В плазме крови человека содержание ионов Na+ 0,32% по массе, в костях — 0,6%, В мышечных тканях — 1,5%. Для восполнения естественной убыли человек должен ежедневно употреблять с пищей 4-5 г Na.
§6. Хлор.
Хлор относится к важнейшим биогенным элементам и входит в состав всех живых организмов. Хлор — один из основных элементов водно-солевого обмена, определяющих физико-химические процессы в тканях организма. Он участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия в тканях, осморегуляции (хлор — основное осмотически активное вещество крови, лимфы и др. жидкостей тела), находясь, в основном, вне клеток
Мышечная ткань человека содержит 0,20-0,52% хлора, костная — 0,09%; в крови — 2,89 г/л. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) 95 г хлора. Ежедневно с пищей человек получает 3-6 г хлора, что с избытком покрывает потребность в этом элементе.
§7. Магний.
Магний — биогенный элемент, постоянно присутствующий в тканях всех организмов. Входит в состав костей и зубов. Кофактор многих ферментов, например фосфатаз (АТФазы и др.)
В организм животных и человека магний поступает с пищей. Суточная потребность человека в магнии — 0,3-0,5 г. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится около 19 г магния. Нарушения обмена магния приводят к различным заболеваниям. Обычно его не хватает тем, кто страдает синдромом хронической усталости или ведет малоподвижный образ жизни. Магний содержится в пшеничных отрубях, бананах, горохе, соевых бобах, коричневом рисе, орехах, семечках. Мужчинам магний требуется в большем количестве, чем женщинам. В медицине применяют препараты магния — его сульфат, карбонат, жженую магнезию.
Диаграмма
