Микроэлементы
Минеральные вещества входят в состав тканей организма человека, ферментов, гормонов. Они поступают в организм человека с пищевыми продуктами и водой. Химические элементы, встречающиеся в организме в очень малых концентрациях, называются микроэлементами.
К микроэлементам, необходимым для нормальной жизнедеятельности нашего организма, относятся железо, медь, селен, йод, хром, цинк, фтор, марганец, кобальт, молибден, кремний, бром, ванадий, бор.
Железо. В организме здорового взрослого мужчины содержится около 4 г железа, женщины — 2,8 г.Большая часть железа (примерно 75 %) находится в гемоглобине эритроцитов, также железо входит в состав миоглобина, некоторых ферментов. Оставшиеся 25% железа накапливаются в ретикулоэндотелиальной системе в печени, селезенке и костном мозге. Железо в пищевых продуктах присутствует в виде гемового железа, которое содержится в продуктах животного происхождения (красное мясо и субпродукты (печень, сердце)), и негемового железа, присутствующего в растительных продуктах (зародыши пшеницы, яичные желтки,бобовые, сухофрукты (например, финики) и зеленые овощи).
Рекомендуемая норма суточного потребления железа – 14 мг.
Медь. Содержание меди в организма взрослого человек составляет70–120 мг, причем примерно треть меди равномерно распределяется между печенью и мозгом, треть находится в мышцах, а остальная часть распределяется в другие ткани. Количество меди в продуктах растительного происхождения варьируется в зависимости от почвы, на которой они выращены. Богаты медью зеленые листовые овощи, бобовые, цельное зерно и миндаль, изюм и другие сухофрукты, мясо (особенно печень), морепродукты (моллюски).
Цинк. В организме взрослого человека содержится около 2–2,5 г цинка, причем около 70% содержится в костях. У новорожденного содержание цинка достигает 140 мг. Высокое содержание цинка также в тканях глаза, семенных пузырьках, придатках, предстательной железе и сперме. Цинк содержится в белках и металлоферментах во всех фракциях крови. Хорошими источниками цинка являются мясо, птица, яйца и морепродукты (особенно устрицы), зерновые и бобовые (однако из-за присутствия фитиновой кислоты в этих продуктах цинк менее доступен, чем содержащийся в продуктах животного происхождения).
Рекомендуемая норма суточного потребления цинка – 15 мг.
Кобальт в основном содержится в печени, почках и костях. В организме кобальт используется в качестве компонента витамина В12. Кобальтом чрезвычайно богаты морепродукты, гречка, овощи (капуста, салат, шпинат, зелень свеклы и кресс-салат). Среднее потребление кобальта у человека составляет около 0,3 мг/день. Он хорошо всасывается, но большая часть его (около 0,26 мг/день) выделяется с мочой.
Молибден встречается во всех тканях и жидкостях организма. Организм взрослого человека содержит около 9 мг молибдена, преимущественно в печени, почках, надпочечниках и костях. Молибден входит в состав различных ферментов, а также препятствует развитию кариеса. Богаты молибденом молочные продукты, бобовые, субпродукты (печень, почки), зерновые продукты и некоторые зеленые листовые овощи.
Селен встречается во всех клетках и тканях организма в концентрациях. Наиболее высокие концентрации селена в организме – в печени и почках.
В среднем содержание селена у взрослого составляет около 15 мг. Селен влияет на метаболизм и токсичность некоторых лекарств и химикатов, токсичность некоторых соединений усиливается при дефиците селена. Уровень селена в продуктах растительного происхождения зависит от его концентрации в почве. Богаты селеном зерновые и злаковые, субпродукты (печень и почки), рыба (тунец), моллюски. Рекомендуемая норма суточного потребления селена – 0,07 мг.
Марганец. В организме взрослого человека содержится около 12–20 мг марганца. Самая высокая концентрация марганца — в костях, печени и гипофизе. Концентрация марганца выше в тканях, богатых митохондриями, потому что марганец сконцентрирован в митохондриях. Марганец является кофактором для различных ферментов организма, а также он необходим для нормального развития скелета и соединительной ткани. Источники марганца:зерно, крупы, фрукты, овощи и чай.
Йод. В организме взрослого человека общее количество йода составляет 20–50 мг и распределяется следующим образом: мышцы — 10%; кожа — 10%; скелет — 7%; щитовидная железа — 20%; оставшиеся 13% распределены в других эндокринных органах и центральной нервной системе.
Йод является неотъемлемым компонентом гормонов щитовидной железы, которые играют важную роль в регулировании основного метаболизма взрослого человека, а также роста и развития ребенка. Источниками йода являются морепродукты, молочные продукты, мясо и яйца, овощи, фрукты и злаки, выращенные на богатых йодом почвах. Рекомендуемая норма суточного потребления йода – 150 мкг.
Хром распределен по всему организму человека. Общее содержание этого минерала в организме взрослого человека в возрасте 30 лет оценивается в 6–10 мг. Основная роль хрома заключается в поддержании нормальной толерантности к глюкозе, а также он играет роль в метаболизме липопротеинов. Лучшие пищевые источники хрома – это пивные дрожжи, некоторые специи (например, черный перец), моллюски (особенно устрицы), яйца, мясные продукты, сыры, цельное зерно и нерафинированный коричневый сахар
Фтор. В среднем в организме взрослого человека содержится менее 1 г фтора, и примерно 99% из этого количества — в костях и зубах.
Фтор оказывает положительное влияние на здоровье скелета и зубов. Источниками фтора могут быть овощи, мясо, крупы,фрукты, морепродукты, чай (в средней чашке чая содержится 0,1 мг фтора).
Кремний присутствует во всех клетках организма, более высокие его концентрации обнаруживаются в аорте, трахее, сухожилиях, костях, коже и ее придатках. Кремний необходим для кальцификации, роста и образованиямукополисахаридов в качестве сшивающего агента. Кремнием богаты ячмень и овес.
Бор является составной частью тканей животных и людей, которые потребляют растения. В организме взрослого человека присутствует примерно 48 мг бора. Бор может предотвратить или замедлить остеопороз у женщин старше 40 лет, поддерживая относительно высокий уровень эстрогена в сыворотке.Бором богаты продукты растительного происхождения, особенно фрукты, листовые овощи, орехи и бобовые. Вино, сидр и пиво также имеют высокое содержание бора.
Ванадий.
В организме взрослого человека содержится около 25 мг ванадия, большая его присутствует в жировых тканях, сыворотке крови, а также в костях и зубах. Продукты, богатые ванадием: моллюски, грибы, семена укропа, черный перец и петрушка. Ванадий может влиять на обмен йода и функцию щитовидной железы.
Бром. Бром необходим для нормализации состояния нервной системы человека. Наибольшие его концентрации определяются в щитовидной железе, почках и гипофизеНаиболее богаты бромом бобовые – фасоль, чечевица, горох.
Микроэлементы в организме человека | Biomol RU
24/02/2012
Основные микроэлементы и их роль
Микро- и макро- элементы (чаще именуемые словом микроэлементы) являются основными компонентами живой и неживой материи. Из элементов — Азот (N), сера (S), кислород (O), водород (H) и углерод (C) созданы органические соединения: белки, углеводы, жиры и витамины.
Среди 104 известных микроэлементов примерно 1/3 представляют компоненты важные для организмов — структурные элементы скелета и мягких тканей, а также факторы, регулирующие многие физиологические функции напр., свёртывания крови, транспорта кислорода, активация энзимов.
Группы элементов
Элементы можно разделить на три группы:
1) элементы, необходимые для жизни, так называемые биоэлементы
3) элементы токсичные, те которые оказывают на организм вредное воздействие
Макро- и микро- элементы
Элементы, необходимые для правильного функционирования организма классифицируются на макро- и микро- элементы.
Макроэлементы — это такие элементы, концентрация которых в жидкостях организма и тканях составляет больше 1 μг/г мокрой ткани (μг — миллионная часть грамма 10-6г).
Микроэлементы — это такие элементы, концентрация которых в организме составляет меньше 1 мкг / г мокрой ткани.
Макроэлементы:
хлор (Cl)
фосфор (P)
магний ( Mg)
калий (K)
натрий (Na)
кальций (Ca)
Микроэлементы:
германий (Ge)
бор (B)
хром (Cr)
олово (Sn)
фтор (F)
йод (I)
кобальт (Co)
кремний (Si)
литий (Li)
марганец (Mn)
медь (Cu)
молибден (Mo)
никель (Ni)
селен (Se)
ванадий (V)
железо (Fe)
Элементы токсичные:
алюминий (Al)
таллий (Tl)
ртуть (Hg)
кадмий (Cd)
свинец (Pb)
Вредность химических элементов зависит от многих факторов, но самыми главными являются: концентрация данного элемента в организме и период (время) воздействия на организм. Существенную роль играет способность организма элиминировать вредные элементы, такую функцию выполняют почки, печень и пищеварительный тракт. Вредное влияние токсичных элементов зависит от возможности организма противостоять их разрушающему воздействию.
Токсичные элементы имеют тенденцию накопления в паренхиматозных органах, особенно в печени, почках, поджелудочной железе.
При хроническом воздействии, токсичные элементы могут откладываться также в других тканях напр.: свинец и алюминий в костях, свинец, ртуть, алюминий в тканях головного мозга, а кадмий в луковицах волос.
Количественное обозначение микроэлементов в организме
Прогресс науки и развитие техники привели к тому, что методы количественного обозначения микроэлементов являются более точными и подробными. Высокую чувствительность исследований обеспечивает атомно-абсорбционный спектрометр (ААС), спектрометр атомной эмиссии с плазменным возбуждением (ICP -AES), а также метод нейтронной активации (NAA).
Современная аналитическая аппаратура позволяет провести анализ концентраций элементов с первой попытки. Это дает возможность проводить измерения многих элементов за короткое время с небольшим количеством материала, что в случае биологических исследований играет немаловажную роль.
Лаборатория Biomol-Med для обозначения элементов использует метод ICP.
Физиологические жизненные процессы зависят не только от состава и концентрации отдельных элементов, но также и от их пропорции в организме. Для отдельных пространств организма существует чётко определённое равновесие ионов, которое поддерживается на постоянном уровне. На основании пропорции между определенными элементами можно оценить метаболическую активность и правильность физиологических процессов. Между микроэлементами существуют синергетические и антагонистические связи, которые непосредственно влияют на метаболизм организма.
Сохранение правильных отношений и пропорций между отдельными элементами является во многих случаях более важным, чем их правильная концентрация.
Металлы и другие микроэлементы
Металлы, металлоиды и радионуклиды — это микроэлементы, которые естественным образом встречаются в земной коре. В небольших количествах многие микроэлементы необходимы для здоровья всех живых организмов, но некоторые микроэлементы могут быть токсичными или вызывать рак, а некоторые могут биоаккумулироваться.
Микроэлементы — это просто элементы, присутствующие в окружающей среде в незначительных количествах. Микроэлементы включают металлы, такие как свинец и железо; металлоиды, такие как мышьяк ; и радионклиды (радиоактивные элементы), такие как радий и радон. Микроэлементы в ручьях, реках и подземных водах нашей страны имеют естественные и искусственные источники. Выветривание горных пород, эрозия почвы и растворение водорастворимых солей являются примерами природных источников микроэлементов. Многие виды деятельности человека также вносят микроэлементы в окружающую среду — горнодобывающая промышленность, городские стоки, промышленные выбросы и ядерные реакции — это лишь некоторые из многих искусственных источников. Микроэлементы, как правило, концентрируются в отложениях, но также могут до некоторой степени растворяться в воде и представлять опасность для здоровья человека и водной среды.
► Узнайте о микроэлементах в подземных водах основных водоносных горизонтов США, нашего невидимого жизненно важного ресурса.
МЕТАЛЛЫ
Многие люди могут не осознавать, что большинство элементов являются металлами. Металлы, как правило, блестят, из них получаются хорошие проводники, они податливы и пластичны. Большинство из них подвергается коррозии при воздействии морской воды или воздуха и теряет электроны во время реакций. Мы знакомы со многими металлами, например с золотом, серебром, свинцом, цинком, хромом, кадмием и
Не существует согласованного определения «тяжелых металлов», но тяжелыми металлами обычно считаются металлы с высокой плотностью.
Золото, серебро, олово, медь, цинк и железо являются хорошо известными примерами тяжелых металлов. Некоторые тяжелые металлы, такие как железо и цинк, являются важными питательными веществами при низких концентрациях, но токсичны при высоких концентрациях. Другие несущественные тяжелые металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, токсичны даже при относительно низких концентрациях.
«Металлоид» имеет промежуточные свойства между металлами и неметаллами. С точки зрения качества воды, мышьяк , возможно, является металлоидом, вызывающим наибольшую озабоченность. Другие металлоиды включают бор и кремний, а углерод и некоторые другие микроэлементы иногда классифицируются как металлоиды.
Металлы в воде, используемой для питья, и в отложениях могут представлять опасность для здоровья человека и водной среды. Были разработаны различные контрольные показатели концентрации , которые указывают концентрацию, выше которой металл представляет опасность для здоровья.
РАДИОНУКЛИДЫ
Радионуклиды (радиоактивные элементы) также являются микроэлементами. Радионуклиды в нашей окружающей среде производятся минералами в земной коре, космическими лучами, падающими на атомы в атмосфере Земли, и деятельностью человека. Радионуклиды встречаются в природе во многих горных породах и минералах и поэтому часто встречаются в подземных водах. Наиболее распространенными примерами радионуклидов в подземных водах являются уран, радий и радон.
► Подробнее о радионуклиды и качество воды .
ДРУГИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТЫ
Небольшое количество микроэлементов, таких как селен, не являются ни металлами, ни радионуклидами. Селен встречается в природе в осадочных породах, сланцах, месторождениях угля и фосфатов, а также в почвах. Применение оросительной воды, содержащей растворенный кислород, может привести к попаданию селена из отложений в грунтовые воды, особенно в засушливых районах.
Этот процесс был задокументирован в мелком Водоносный горизонт бассейна Денвера в Колорадо и в некоторых частях Запада, где селен встречается в горных породах и отложениях. Селен в подземных водах может сбрасываться в ручьи, где он может биоаккумулироваться в водной пищевой цепи. Хроническое воздействие на рыбу и водных беспозвоночных может вызвать нарушение репродуктивной функции.
МИКРОЭЛЕМЕНТЫ И ПИТЬЕВАЯ ВОДА
Концентрации микроэлементов, скорее всего, будут проблемой в подземных водах, чем в поверхностных водах, если только этот район не затронут горнодобывающей промышленностью. Это связано с тем, что когда подземные воды проходят через породы и отложения, составляющие водоносный горизонт, некоторые минералы, содержащиеся в этих породах и отложениях или прилипшие к ним, высвобождаются в воду. Подземные воды, которые долгое время находились в водоносном горизонте, имели больше времени для взаимодействия с материалами водоносного горизонта, чем подземные воды, которые недавно пополнялись.
Возраст подземных вод – это лишь один из факторов, которые могут влиять на концентрацию микроэлементов. Другие факторы включают климат, геологию и действия человека. Климат4 играет роль, потому что в регионах с низким уровнем осадков и высокой скоростью испарения меньше воды, разбавляющей продукты выветривания горных пород. Геология играет роль, потому что металлы, доступные для выщелачивания в подземные воды, зависят от типов минералов, присутствующих в горных породах и отложениях. Наконец, действия человека, такие как ирригация и откачка, могут повлиять на концентрацию микроэлементов в грунтовых водах, часто за счет изменения геохимических условий, таких как рН и окислительно-восстановительные условия, в пределах водоносного горизонта.
Металлы, широко встречающиеся в неочищенных подземных водах из некоторых водоносных горизонтов в концентрациях выше эталонных значений для питьевой воды , включают марганец и металлоид мышьяк . Другие металлы, такие как железо, могут не присутствовать в количествах, которые представляют опасность для здоровья, но могут доставлять неудобства, делая воду неприятной для питья или окрашивая приспособления . Уровни металлов можно снизить с помощью лечения. Вода из коммунальных колодцев должна регулярно проверяться оператором колодца, чтобы убедиться, что вода, поставляемая потребителям, соответствует требованиям 9.0005 Федеральные и государственные стандарты качества воды , которые существуют для многих, но не для всех металлов. Регулярное тестирование воды из бытовых (частных) колодцев не требуется, и домовладелец или владелец частного колодца должен проверять, обслуживать и очищать воду из своего колодца.
Лучший способ узнать качество воды в домашнем колодце — это проверить его.
В районах, затронутых горнодобывающей деятельностью , кислые стоки растворяют тяжелые металлы, такие как медь, свинец и ртуть, в грунтовых или поверхностных водах. Кислотные, содержащие металлы стоки из заброшенных угольных шахт могут оказывать существенное воздействие на водные ресурсы. Проблемы, которые могут быть связаны с шахтным дренажем, включают загрязненную питьевую воду, нарушение роста и размножения водных растений и животных, а также разъедающее воздействие кислоты на части инфраструктуры, такие как мосты.
Коррозионно-активная вода может способствовать повышению концентрации металлов в питьевой воде, но в этом случае металлы поступают из водопроводной системы, например из водопроводных труб. Коррозионно-коррозионная вода сама по себе не опасна, но если водопроводные материалы содержат свинец или медь, коррозионно-активная вода может привести к попаданию этих металлов в водопровод.
И поверхностные, и подземные воды могут вызывать коррозию. Многие факторы способствуют коррозии, в том числе повышенные концентрации хлорид и другие растворенные твердые вещества , pH вне нейтрального диапазона, повышенные концентрации взвешенных веществ и низкая щелочность.
МЕТАЛЛЫ В ОЗЕРНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ – РЕКОНСТРУКЦИЯ ТЕНДЕНЦИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Источники/использование: общественное достояние.
Исследователи вырезали кусочки отложений из керна озерных отложений для анализа. Анализируя концентрации загрязняющих веществ, связанных с отложениями, от нижней части керна до верхней части, можно реконструировать историю этого загрязнителя в водоразделе. Металлы склонны прилипать к отложениям ; они могут переноситься взвешенными наносами в ручьях и реках в озера и водохранилища, где нанос и металлы оседают на дно. История загрязнения металлами водосборного бассейна записана в отложениях озера, и путем сбора и анализа кернов этого отложения можно реконструировать историю загрязнения водосборного бассейна .
Тенденции в отношении металлов, зафиксированные в кернах отложений, отражают законодательство, регулирование и изменяющиеся демографические и промышленные методы в Соединенных Штатах. Например, керны отложений ясно указывают на пик использования этилированного бензина в конце 19 века.60-х и начала 1970-х годов. Исследование тенденций содержания металлов в 35 водохранилищах и озерах в США выявило тенденцию к снижению как свинца, так и хрома в большинстве озер и тенденцию к увеличению в нескольких озерах или вообще без них. Керны отложений также могут регистрировать тенденции в металлах, связанных с местными источниками, такими как горнодобывающая промышленность и металлургические заводы. В городских районах речные источники (городской сток и ручьи) вносят гораздо больший поток металлов, чем атмосферные источники.
► Узнайте больше о металлах и кернах озерных отложений .
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ
- Токсичные металлы (Управление по охране труда)
- Металлы (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов)
- Потенциальные загрязнители колодезной воды (Агентство по охране окружающей среды США)
Значение микроэлементов в организме человека | Здоровое питание
Сухсатей Батра, доктор философии.
Обновлено 12 декабря 2018 г.
Хотя микроэлементы, такие как железо, йод, фторид, медь, цинк, хром, селен, марганец и молибден, необходимы в очень небольших количествах, они жизненно важны для поддержания здоровья. Эти микроэлементы, также называемые микроминералами, входят в состав ферментов, гормонов и клеток организма. Недостаточное потребление микроэлементов может вызвать симптомы дефицита питательных веществ. Тем не менее, ваши потребности в этих микроэлементах легко удовлетворить, употребляя в пищу разнообразные продукты из разных пищевых групп.
Железо
В качестве компонента гемоглобина в крови одной из наиболее важных функций железа является перенос кислорода из легких в различные части тела. В миоглобине железо обеспечивает хранение кислорода в мышечных клетках. Железо также входит в состав многих ферментов и необходимо для роста, заживления, иммунной функции и синтеза ДНК. Для адекватного потребления этого важного питательного вещества включите в свой рацион такие продукты, как говядина, птица, рыба, соевая мука, шпинат, бобы и обогащенные злаки.
Йод
Йод имеет решающее значение для образования гормонов щитовидной железы Т3, или трийодтиронина, и Т4, или тироксина. Недостаточное производство гормонов щитовидной железы может вызвать увеличение щитовидной железы, также известное как зоб, а его дефицит во время беременности может вызвать необратимое повреждение головного мозга у новорожденных. Однако вы можете получить достаточное количество йода, употребляя в пищу йодированную соль, морепродукты, яйца и молоко.
Фторид
Хорошо известная роль фтора в формировании костей и зубов, фтор присутствует в организме в виде фторида кальция. Фтор укрепляет зубную эмаль, снижает вероятность возникновения кариеса и может предотвратить потерю костной массы. Хотя основным источником фтора является фторированная вода, фтор также присутствует в морской рыбе, чае и кофе.
Медь
Медь предотвращает повреждение клеток благодаря своему антиоксидантному действию и как компонент многих ферментов способствует выработке энергии из углеводов, белков и жиров.
Медь также необходима для формирования костей, соединительных тканей и эритроцитов. Он присутствует во многих продуктах, включая субпродукты, моллюски, шоколад, бобы и цельнозерновые злаки.
Цинк
В дополнение к своей роли в формировании ферментов, цинк улучшает иммунную функцию, способствует свертыванию крови, поддерживает чувство вкуса и запаха, поддерживает здоровье кожи и обеспечивает нормальный рост и развитие. Вы можете получить достаточное количество цинка, регулярно употребляя в пищу яйца, морепродукты, красное мясо, обогащенные злаки и цельнозерновые продукты.
Хром
Хром — важный микроэлемент, необходимый для нормального функционирования инсулина, гормона, поддерживающего уровень сахара в крови. Он также необходим для метаболизма углеводов, белков и жиров. Некоторые важные источники хрома включают печень, переработанное мясо, пивные дрожжи, цельнозерновые продукты, сыр и орехи.
Селен
Селен вместе с витамином Е действует как антиоксидант, который предотвращает повреждение клеток, может предотвратить некоторые виды рака и необходим для нормального функционирования щитовидной железы.