Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

При участии воды и минеральных солей происходят важнейшие физико-химические процессы, совершающиеся в организме. Так, концентрацией минеральных солей, растворенных в воде, обусловлена величина осмотического давления крови и тканевой жидкости, сохранение которого на постоянном уровне является необходимым условием нормальной жизнедеятельности. Неорганические вещества имеют также значение в поддержании кислотно-щелочного равновесия и в сохранении относительного постоянства активной реакции крови и тканей. Далее, минеральные соли и вода участвуют в явлениях диффузии и осмоса, которые играют роль в процессах всасывания и выделения.

Минеральные соли и вода, кроме того, способствуют сохранению коллоидального состояния живой протоплазмы. Изменение количества воды в организме и сдвиги в солевом составе жидкостей тела и тканевых структур влекут за собой нарушение устойчивости коллоидов, следствием чего могут быть необратимые нарушения и гибель отдельных клеток или организма в целом.

Лишение организма воды и минеральных солей вызывает тяжелые нарушения и смерть. У человека лишение воды может привести к смерти уже через несколько дней. Этот факт следует сопоставить с тем, что при полном голодании и неограниченном поступлении воды возможно сохранение жизни человека даже в течение 40-45 дней. При полном голодании потеря веса может достигать 40%, между тем как при лишении воды потеря даже 10% веса тела сопровождается тяжелыми нарушениями, а потеря 20-22% веса тела влечет за собой смерть.

Важная роль минеральных солей установлена прямыми наблюдениями. Так, при полном лишении животных минеральных солей, т. е. при минеральном голодании, несмотря на достаточное поступление в организм всех остальных питательных веществ и воды, наблюдались потеря аппетита, отказ от еды, исхудание и гибель.
Необходимость постоянного ноступлепня минеральных солей и воды объясняется тем, что организм постоянно теряет некоторые их количества с мочой, потом и калом.

Физиологическая роль разных электролитов различна и многообразна. Так, ионы кальция и фосфора необходимы для построения костной ткани. Ионы кальция имеют значение для осуществления связи возбуждения с сокращением мышцы; ионы натрия и калия необходимы для возникновения биоэлектрических потенциалов. Ионы фосфора в виде остатка фосфорной кислоты входят в состав богатых энергией соединений (аденозинтрифосфорной, креатинфосфорной кислот и др.), а также в состав фосфатидов и фосфопротеинов, имеющих важное значение в функциях нервной ткани и в обмене веществ.

Некоторые химические элементы, входящие в состав организма в очень незначительных количествах (поэтому их называют микроэлементами), как, например, йод, цинк, железо, кобальт, участвуют в синтезе сложных органических соединений, имеющих большое функциональное значениe.

Йод (общее содержание его в организме взрослого человека равняется примерно 0,03 г) необходим дли синтеза гормона щитовидной железы - тироксина. Чрезвычайно важную роль играет железо, количество которого в организме не превышает 3-5 г. Железо участвует в окислительных процессах и транспорте кислорода кровью. Цинк входит в состав фермента и имеет значение образования гормона инсулина. Кобальт входит в состав витамина В12 необходимого для кроветворения.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Минеральные соли

Минеральные соли относятся к обязательным компонентам пищи, и отсутствие их приводит к гибели организма. Минеральные вещества активно участвуют в жизнедеятельности организма, в нормализации функций важнейших его систем. Известна их роль в кроветворении (железо, медь, кобальт, марганец, никель), а также их участие в формировании и регенерации тканей организма, особенно костной, где фосфор и кальций являются основными структурными элементами. Важную роль играют минеральные вещества в развитии и росте зубов. Фтор, например, делает зубную ткань особенно прочной.

Одной из важнейших функций минеральных веществ является поддержание в организме необходимого кислотно-щелочного равновесия. Входя в состав белковых фракций, минеральные вещества сообщают им свойства живой протоплазмы. Минеральные соли участвуют в функции эндокринных и ферментных систем, неоценима их роль в нормализации водного обмена. минеральный соль компонент пища

Суточная потребность в некоторых минеральных веществах взрослых людей следующая:

Кальций - 800- 100 мг

Железо - 2 мг

Фосфор -1600-2000 мг

Мель - 2 мг

Магний - 500- 600 мг

Йод - 100-150 мг

Калий - 2-3 мг

Натрий -4-6 мг

Цинк -12-16 мг

Хлор - 4-6 мг

Марганец - 4 мг

Сера - 1 мг

Алюминий - 12-13 мг

Фтор -0,8-1,6 мг

Некоторые продукты питания обладают способностью избирательно концентрировать в своем составе значительное количество иногда редких минеральных веществ. Так, известны большие количества кремния в злаках, йода - в морских растениях, меди и цинка - в устрицах, кадмия - в моллюске-гребешке и т.д.

Кислотно-щелочное равновесие. В организме человека поддерживается кислотно-щелочное равновесие, необходимое для нормальной его жизнедеятельности. Оно отличается постоянством, однако, характер питания и преобладание в нем кислотных или щелочных соединений могут влиять на сдвиги кислотно-щелочного баланса. В питании людей наиболее часто отмечается преобладание веществ кислотного характера, в результате чего возможен сдвиг этого равновесия в сторону кислотности, что является нежелательным.

Имеются данные, что кислотные сдвиги в организме способствуют развитию атеросклероза.

Источниками кислых минеральных веществ являются такие пищевые продукты, как мясо, рыба, яйца, хлеб, крупа, булочные изделия и другие, содержащие в значительном количестве серу, фосфор и хлор. Пищевые продукты, богатые кальцием, магнием и калием (или натрием)! являются источниками щелочных веществ. К ним относятся молоко и молочные продукты (кроме сыров), картофель, овощи и фрукты, ягоды. Казалось бы, овощи, фрукты и ягоды благодаря своему кислому вкусу должны являться источниками кислых веществ. На самом деле в результате превращений в организме они служат поставщиками щелочных веществ. Органические кислоты овощей, фруктов и ягод содержат большое количество щелочных и щелочноземельных солей, которые задерживаются в организме.

Пищевой рацион людей зрелого возраста желательно усилить продуктами со щелочной средой. Добиться этого можно за счет повышения удельного веса в питании молока и молочных продуктов, картофеля, овощей и фруктов. К основным минеральным веществам, в которых нуждается; организм, относятся кальций, калий, магний, фосфор и железо.

Кальций. Общеизвестно важное значение кальция в детском питании. Можно было бы думать, что для взрослых роль кальция невелика, и больше того, что он вреден в пожилом возрасте ввиду опасности отложения его в сосудах.

Однако кальций необходим и взрослым; имеются данные о том, что в пожилом возрасте потребность в кальции даже повышается. Соли кальция являются постоянной составной частью крови, клеточных и тканевых соков; они укрепляют защитные механизмы организма и играют важную роль в поддержании нормальной нервно-мышечной возбудимости. Соли кальция участвуют в процессах свертывания крови, недостаточность кальция сказывается на функции сердечной мышцы. Особо важное значение имеет кальций в формировании, росте и развитии костей скелета.

Кальций широко представлен во многих пищевых продуктах, однако, он трудно усвояем. Лучшими, источниками усвояемого кальция являются молоко и молочные продукты. 0,5 л молока или 100 г сыра гарантированно удовлетворяют суточную потребность в кальции.

Кальций злаковых, хлебных продуктов усваивается плохо в связи с неблагоприятным его соотношением в этих продуктах с фосфором и магнием, а также в связи с наличием в злаковых инозит-фосфорной кислоты, образующей с фосфором неусвояемые соединения. Такие же неусвояемые соединения образует с кальцием и щавелевая кислота; поэтому кальций продуктов, богатых щавелевой кислотой (щавель, шпинат и др.), практически (не используется в организме.

Мясо и рыба содержат мало кальция и не могут рассматриваться, как сколько-нибудь существенный источник его. Молоко, только само является отличным источником усвояемого кальция, но способно повышать усвояемость кальция других продуктов. Поэтому молоко должно быть Непременным компонентом любого рациона.

Между приемами достигают 7 и более часов. В результате желудок переполняется, стенки его чрезмерно растягиваются, в нем ограничиваются подвижность и перемешивание пищи, ухудшается обработка ее соками. Пищевые вещества становятся менее доступными для обработки ферментами. Пища надолго задерживается в желудке, а работа пищеварительных желез становится длительной и напряженной. Такое питание в конечном итоге приводят к развитию нарушений функции желез желудка и расстройству пищеварения. У лиц пожилого возраста довольно часто бывают ослаблены функциональные способности пищеварительной системы, и такая чрезмерная нагрузка приводит к еще более выраженным нарушениям.

Исключительно важное значение имеет регулярность приема пищи, т. е. прием пищи всегда в одно и то же время. При этом вырабатывается условный рефлекс на выделение в установленное время наиболее активного желудочного сока, богатого ферментами. Поступающая пища встречает в желудке подготовленную почву для энергичного, активного переваривания. Совсем иное происходит при беспорядочном приеме пищи. В этих случаях условный рефлекс отсутствует, предварительного выделения сока нет, и введенная пища поступает в желудок, не подготовленный к процессам пищеварения.

Если длительно не соблюдается время приема пищи, то неизбежно нарушаются процессы пищеварения, нередко приводящие к развитию заболеваний желудка.

Можно без преувеличения сказать, что одной из частых причин гастритов и язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки является именно несоблюдение режима питания, беспорядочный прием пищи с длительными перерывами между этими приемами.

Очень вредна обильная пища перед сном. Дело в том, что органы пищеварения нуждаются в отдыхе, а таким периодом отдыха является ночной сон. Длительная непрерывная работа желез пищеварительного аппарата приводит к снижению переваривающей силы желудочного сока и нарушению нормального его отделения.

Пищеварительные железы должны иметь 6-10-часовой отдых ежесуточно. Поздние ужины лишают секреторный аппарат отдыха, что приводит к перенапряжению и истощению пищеварительных желез.

Ужинать надо не позднее, чем за 3 часа до сна. Непосредственно перед сном рекомендуются молочно-кислые продукты или фрукты (стакан простокваши, яблоко).

Распределение суточного пищевого рациона по отдельным приемам пищи производится дифференцированно, в зависимости от характера трудовой деятельности и распорядка дня.

Минеральные соли, так же, как и витамины, должны находиться в нашей пище, так как необходимы для жизни и деятельности нашего организма.

Основные группы минеральных веществ.

1. Натрий. Один из главных щелочных элементов в организме. Благодаря ему известь и магний удерживаются в растворах крови и тканях. Недостаток натрия вызывает отвердение стенок артерий, застои крови в капиллярных сосудах, камни желчные, мочевые, печеночные, желтуху. Затем натрий выводит из тканей к легким углекислый газ, при недостатке натрия появляются сердечные болезни, а диабетики и тучные задыхаются. Затем натрий является источником соляной кислоты, входящей в состав желудочного сока. Только благодаря натрию железо может захватывать из воздуха кислород.

2. Железо. Оно является самым нужным элементом для окисления нашей крови, оно способствует образованию красных шариков (гемоглобина) в ней. Недостаток железа в организме создает острое малокровие, пониженную жизненность, апатию, бледную немочь. Складочным местом железа в организме является печень.

Больше всего железа находится в шпинате, салате, землянике, спарже, луке, тыкве и арбузах.

3. Калий . Это - щелочной металл, необходимый для строения мускулов. В организме он нужен для печени и селезенки, а также для кишечника, которому помогает переваривать жиры и крахмал.

Поэтому пища, богатая калием, полезна при запорах. Он также полезен при плохой циркуляции крови, при ослаблении деятельности сердца, при разных воспалениях и болезнях кожи, при приливах крови к голове.

Недостаток калия создает дряблость и негибкость мускулов, понижает умственную жизнедеятельность. Больше всего его имеется в сырых овощах, в кислых фруктах, особенно лимонах, клюкве и барбарисе, а также много в отрубях, орехах, миндале и каштанах.

И, так как кальций необходим для работы сердечных мускул и для свертывания крови. Он является главным источником снабжения крови щелочными солями, что крайне важно, так как кровь в нормальном состоянии щелочная, и если щелочное равновесие нарушится, то наступает смерть. Все наши железы, которые выделяют гормоны для крови, клеток и тканей, должны всегда иметь достаточно кальция, иначе организм преждевременно стареет. Дети и подростки требуют кальция в 3-4 раза больше, чем взрослые, для образования костей, зубов, тканей.

4. Кальций. Во время болезней, особенно с высокой температурой, а также при переутомлении и больших неприятностях из организма выбрасывается очень много кальция. Это сейчас же отражается на работе всего организма: появляется сверхкислотность крови, слабеет печень, теряя свою активность, необходимую для разрушения попадающих в нее из крови ядовитых веществ, начинают воспаляться гланды, появляются камни в желчном пузыре, шатаются й крошатся зубы, тело покрывается сыпью (главным образом, руки). Введение одного чистого кальция в организм не приносит большой пользы, его надо вводить попутно в виде пищи, содержащей в себе щелочь в органическом соединении, надо давать яичные желтки, желтую репу, брюкву, фасоль, маслины, чечевицу, миндаль, винные ягоды, цветную капусту, отруби, сыворотку.

5. Фосфор. Развитие костей может задержаться вследствие недостатка фосфора, несмотря на достаточность кальция, так как фосфор является в организме стимулом роста и деятельности. Фосфор еще нужен для мозговой работы, так как он входит в состав мозгового вещества; поэтому мозговое утомление при усиленной мозговой работе связывается с убавлением фосфора. С другой стороны несоразмерное его количество в организме вызывает различные опухоли. Фосфором особенно богата печень из рыбы, также яичный желток, сыр, хлебные отруби, редиска, огурцы, салат, орехи, миндаль, чечевица и сухой горох.

6. Сера. Она находится во всех клетках и тканях человеческою

Организма: в составной части волос, ногтях, мускулах, желчи, газах, в моче. Является антисептическим средством кишечника, умеряет излишнее окисление фосфора, сохраняет силу нервов. Недостаток серы ведет к раздражительной деятельности, опухолям, болезненным явлениям на коже.Много серы имеется в хрене, репе, капусте, яичном белке, отрубях, грецких и китайских орехах, в спелой ржи и пшенице.

7. Кремний. Он идет на конструкцию мускулов, нервов, кожи, волос и ногтей. Недостаток его вызывает выпадение волос, ломкие ногти, способствует заболеванию сахарной болезнью. Больше всего кремния находится в кожице свежих фруктов и в отрубях хлебных злаков. Кроме того, немного в огурцах, спарже, кочанном салате, петрушке, свекле и землянике.

Больше всего хлора в устрицах, молочной сыворотке, яичном белке, свежих зеленых овощах - капусте, сельдерее, петрушке. Также есть еще в масле, бананах, яйцах, молоке и ржаном хлебе из целой муки.

9. Фтор. Находится у человека в спинных костях и зубах и меньше в мускулах, мозгу и крови. Он входит в состав эмали зубов: без

фтора эмаль трескается, зубы гниют. Кости скелета без фтора тоже болеют. Фтор есть во всех зернах хлебных злаков, в орехах, бобах, горохе, яичном белке, во фруктах и зеленых овощах. Между прочим, фтор есть необходимое вещество в протоплазме растений, поэтому в почве, лишенной фтора, растения не цветут.

10. Йод. В организмах находится в щитовидной железе и является регулятором обмена веществ. Недостаток йода ведет к образованию зоба и ослабляет иммунитет, т. е. сопротивляемость организма ко всякого рода заболеваниям, уменьшает физические силы организма.

Больше всего йода находится в морской капусте (водорослях). Затем он имеется в репе, брюкве, свекле, салате, помидорах, также в морских раках, чилимцах, устрицах, крабах, селедках и омарах.

11. Соль (поваренная). Очень нужна для тканей и крови, также для образования соляной кислоты, которая входит в состав желудочного сока. Нехватка в организме соли ведет к похудению, а переизбыток ее вредно отражается на сердце.

12. Магний. Он сообщает костям и зубам особую твердость и жесткость. В нервах, мускулах, легких, мозгах он тоже имеется в небольшом количестве, сообщая им эластичность и плотность. Нехватка его отражается на нервном напряжении. Магний находится в шпинате, помидорах, сельдерее, орехах, винных ягодах и отрубях.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Состав минеральных веществ в организме взрослого человека. Основные функции минеральных веществ в организме: пластическая, участие в обменных процессах, поддержание осмотического давления в клетках, воздействие на иммунную систему и свертываемость крови.

реферат , добавлен 21.11.2014


Значение для организма белков, жиров и углеводов, воды и минеральных солей. Белковый, углеводный, жировой обмен организма человека. Нормы питания. Витамины, их роль в обмене веществ. Основные авитаминозы. Роль минеральных веществ в питании человека.

контрольная работа , добавлен 24.01.2009


Изучение показателей кислотно-основного состояния внутренней среды организма. Определение характера сдвига кислотно-щелочного состояния в случаях компенсированных ацидоза или алкалоза. Закономерности компенсации нарушений кислотно-основного состояния.

презентация , добавлен 24.02.2014


Роль минералов в организме. Характеристика важнейших минеральных элементов. Последствия хронического недостатка, симптомы избытка кальция как нарушение обмена. Роль натрия в обмене веществ, участие ряда элементов в функционировании всех систем организма.

презентация , добавлен 26.11.2010


Кровь, тканевая жидкость и лимфа как компоненты внутренней среды человеческого организма, их состав форменных элементов, функции и местонахождение. Механизмы поддержания кислотно-щелочного равновесия. Понятие и закономерности проявления гомеостаза.

презентация , добавлен 14.01.2011


История открытия витаминов. Их классификация, содержание в организме и основные источники поступления. Своцства и функции витаминоподобных веществ. Минеральные элементы и вещества, их биологическое действие роль в процессах жизнедеятельности организма.

дипломная работа , добавлен 11.07.2011


Поддержание концентраций растворенных веществ - важное условие жизни. Содержание и роль воды в организме, процесс водного обмена. Минеральные элементы, присутствующие в живом организме. Биологическая роль кальция, фосфора, натрия. Обезвоживание организма.

реферат , добавлен 11.05.2011


Значение минерального баланса в организме человека. Проблематика нарушения баланса, дозировки и наличия макро- и микроэлементов в продуктах питания. Развитие тяжелых патологических состояний. Источники поступления минеральных веществ в организм человека.

контрольная работа , добавлен 06.01.2011


Распределение процессов обработки пищи в организме. Характеристика органов пищеварения. Кишечная гормональная система. Потребность человека в белках, жирах, витаминах и минеральных элементах. Рекомендации по нормализации работы желудочно-кишечного тракта.

презентация , добавлен 24.04.2014


Характеристика минеральных элементов и веществ, их биологическое действие, роль в процессах жизнедеятельности организма. Основные источники поступления необходимых витаминов, а также макро- и микроэлементов в организм и их роль в питании человека.

Знать роль, функции витаминов, их классификацию и основные нарушения, возникающие при гипо- и авитаминозах.

Водно-солевой обмен - совокупность процессов распределения воды и минеральных веществ между вне- и внутриклеточным пространствами организма, а также между организмом и внешней средой. Распределение воды между водными пространствами организма зависит от осмотического давления жидкостей в этих пространствах, что во многом определяется их электролитным составом. От количественного и качественного состава минеральных веществ в жидкостях организма зависит протекание всех жизненно важных процессов.

Поддержание постоянства осмотического, объемного и ионного равновесия вне- и внутриклеточных жидкостей организма с помощью рефлекторных механизмов называется водно-электролитным гомеостазом. Изменение потребления воды и солей, избыточная потеря этих веществ сопровождаются изменением состава внутренней среды и воспринимаются соответствующими рецепторами. Синтез поступающей в ЦНС информации завершается тем, что к почке - основному эффекторному органу, регулирующему водно-солевое равновесие, поступают нервные или гуморальные стимулы, приспосабливающие ее работу к потребностям организма.

Функции воды:

1) обязательная составная часть протоплазмы клеток, тканей и органов; тело взрослого человека на 50-60% (40 – 45 л) состоит из воды;

2) хороший растворитель и переносчик минеральных и питательных веществ, продуктов обмена;

3) участие в реакциях обмена (гидролиз, набухание коллоидов, окисление белков, жиров, углеводов);

4) ослабление трения между соприкасающимися поверхностями в теле человека;

5) основной компонент водно-электролитного гомеостаза, входит в состав плазмы, лимфы и тканевой жидкости;

6) регуляция температуры тела;

7) обеспечение гибкости и эластичности тканей;

8) входит в состав пищеварительных соков (вместе с минеральными солями).

Суточная потребность взрослого человека в воде в состоянии покоя - 35-40 мл на килограмм массы тела. Это количество поступает в организм из следующих источников:

1) вода, потребляемая в виде питья (1-1,1 л) и вместе с пищей (1-1,1 л);

2) вода, которая образуется в результате химических превращений питательных веществ (0,3-0,35 л).

Основными органами, удаляющими воду из организма, являются почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почками за сутки удаляется 1-1,5 л воды, потовыми железами через кожу - 0,5 л, легкими выдыхается в виде паров 0,35 л (при учащении и углублении дыхания - до 0,8 л/сутки), через кишечник с калом - 100-150 мл воды.

Соотношение между количеством поступившей в организм и выведенной из него воды составляет водный баланс. Для нормальной жизнедеятельности организма важно, чтобы приход воды полностью покрывал расход, иначе в результате потери воды наступают серьезные нарушения жизнедеятельности. Потеря 10% воды приводит к состоянию дегидратации (обезвоживания), при потере 20% воды наступает смерть. При недостатке воды в организме наблюдается перемещение жидкости из клеток в межтканевое пространство, а затем - в сосудистое русло. Местные и общие нарушения водного обмена в тканях могут проявляться в форме отеков и водянки. Отек - накопление жидкости в тканях, водянка - скопление жидкости в полостях организма. Жидкость, скапливающуюся в тканях при отеках и в полостях при водянке, называют транссудатом.

Организм нуждается в постоянном поступлении не только воды, но и минеральных солей, котрые поступают в организм с пищевыми продуктами и водой, за исключением поваренной соли, которая специально добавляется к пище. Всего в организме животных и человека найдено 70 химических элементов, из которых 43 считают незаменимыми (эссенциальными; лат. essentia - сущность). Потребность организма в различных минеральных веществах неодинакова. Одни элементы (макроэлементы) вводятся в организм в значительном количестве (в граммах и десятых долях грамма в сутки):натрий, магний, калий, кальций, фосфор, хлор. Другие элементы - микроэлементы (железо, марганец, кобальт,цинк, фтор, йод) нужны организму в крайне малых количествах (в микрограммах миллиграмма).

Функции минеральных солей:

1) являются биологическими константами гомеостаза;

2) создают и поддерживают осмотическое давление в крови и осмотическое равновесие в тканях);3) поддерживают постоянство активной реакции крови (рН=7,36-7,42)4) участвуют в ферментативных реакциях;

5) участвуют в водно-солевом обмене;

6) ионы натрия, калия, кальция, хлора играют большую роль в процессах возбуждения и торможения, мышечного сокращения, свертывания крови;

7) являются составной частью костей (фосфор, кальций), гемоглобина (железо), гормона тироксина (йод), желудочного сока (соляная кислота);

8) являются составными компонентами всех пищеварительных соков.

1) Натрий поступает в организм в виде поваренной (столовой) соли (суточная потребность в ней для взрослого человека 10-15 г.), является единственной минеральной солью, которая добавляется к пище Участвует в поддержании осмотического равновесия и объема жидкости в организме, влияет на рост организма. Сoвместно с калием регулирует деятельность сердечной мышцы,изменяя ее возбудимость. Симптомы дефицита натрия: слабость, апатия, подергивание мышц, потеря свойства сократимости мышечной ткани.

2) Калий поступает в организм с овощами, мясом, фруктами. Суточная норма - 1 г. Вместе с натрием участвует в создании биоэлектрического мембранного потенциала (калиево-натриевый насос), поддерживает осмотическое давление внутриклеточной жидкости, стимулирует образование ацетилхолина. При недостатке наблюдается торможение rtpoцессов ассимиляции (анаболизма), слабость, сонливость, гипорефлексия (снижение рефлексов).

3) Хлор поступает в виде поваренной соли. Анионы хлора вместе с катионами натрия участвуют в создании осмотического давления плазмы крови и других жидкостей организма. Хлор входит также в состав соляной кислоты желудочного сока. Симптомов дефицита не обнаружено.

4) Кальций поступает с молочными продуктами, овощами (зелеными листьями). Содержится в костях вместе с фосфором и является одной из важнейших биологических констант крови. Содержание кальция в крови человека в норме 2,25-2,75 ммоль/л. Снижение кальция приводит к непроизвольным мышечным сокращениям (кальциевая тетания) и смерти вследствие остановки дыхания. Кальций необходим для свертывания крови. Суточная потребность - 0,8 г.

5) Фосфор поступает с молочными продуктами, мясом, злаками. Суточная потребность - 1,5 г. Вместе с кальцием содержится в костях и зубах, входит в состав макроэргических соединений (АТФ, креатинфосфат). Отложение фосфора в костях возможно только при наличии витамина D. При недостатке фосфора в организме наблюдается деминерализация костей.

6) Железо поступает с мясом, печенью, бобами, сухофруктами. Суточная потребность - 12-15 мг. Является составной частью гемоглобина крови и дыхательных ферментов. В организме содер-жится 3 г железа, из которого 2,5 г находится в эритроцитах как составная часть гемоглобина, остальные 0,5 г входят в состав клеток организма. Недостаток железа нарушает синтез гемоглобина и как следствие приводит к малокровию.

7) Йод поступает с питьевой водой, обогащенной им при протекании через горные породы или со столовой солью с добавлением йода. Суточная потребность - 0,03 мг. Участвует в синтезе гормонов щитовидной железы. Недостаток йода в организме приводит к возникновению эндемического зоба - увеличению щитовидной железы (некоторые области Урала, Кавказа, Памира).

Витамины (лат. vita - жизнь + амины) - поступающие с пищей незаменимые вещества, необходимые для поддержания жизненных функций организма. Иззвестно более 50 витаминов.

Функции витаминов:

1) являются биологическими катализаторами и взаимодействуют с ферментами и гормонами;

2)являются коферментами, т.е. низкомолекулярными компонентами ферментов;

3) принимают участие в регуляции процесса обмена веществ в виде ингибиторов или активаторов;

4) участвуют в образовании гормонов и медиаторов;

5) снижают воспалительные явления и способствуют восстановлению поврежденной ткани;

6) способствуют росту, улучшению минерального обмена, сопротивляемости к инфекциям, предохраняют от малокровия, повышенной кровоточивости;

7) обеспечивают высокую работоспособность.

Заболевания, которые развиваются при отсутствии витаминов в пище, называются авитаминозами. Функциональные нарушения, возникающие при частичной недостаточности витаминов, - гиповитаминозы. Заболевания, вызываемые избыточным потреблением витаминов, - гипервитаминозы. Витамины обозначают буквами латинского алфавита, химическими и физиологическими названиями. По растворимости все витамины делят на 2 группы: водо- и жирорастворимые.

Водорастворимые витамины.

1) Витамин С - аскорбиновая кислота, антицинготный. Содержится в ягодах шиповника, черной смородины, лимонах. Суточная потребность - 50-100 мг. При отсутствии витамина С развивается цинга (скорбут): кровоточивость и разрыхление десен, выпадение зубов, кровоизлияния в мышцах и суставах. Костная ткань становится более пористой и хрупкой (могут быть переломы). Возникает общая слабость, вялость, истощение, пониженная сопротивляемость к инфекциям,

2) Витамин B1 - тиамин, антиневрин. Содержится в пивных дрожжах, печени, свинине, орехах, цельных зернаах хлебных злаков, в желтке яйца. Суточная потребность - 2-3 мг. При отсутствии витамина В1 развивается заболевание «бери-бери»: полиневрит, нарушение деятельности сердца и желудочно-кишечного тракта.

3) Витамин В2 - рибофлавин (лактофлавин), антисеборейный. Содержится в печени, почках, дрожжах. Суточная потребность - 2-3 мг. При авитаминозе у взрослых наблюдается нарушение обмена веществ,поражение глаз, слизистой облочки полости рта, губ, атрофия сосочков языка, себорея, дерматит, падение веса; у детей - задержка роста.

4) Витамин В3 - пантотеновая кислота, антидерматитный. Суточная потребность - 10 мг. При авитаминозе возникает слабость, быстрая утомляемость, головокружение, дерматиты, поражение слизистых оболочек,невриты.

5) Витамин В6 - пиридоксин, антидерматитный (адермин). Содержится в рисовых отрубях, бобах, дрожжах, почках, печени, мясе. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Суточная потребность - 2-3 мг. При авитаминозе наблюдается тошнота, слабость, дерматит у взрослых. У младенцев проявлением авитаминоза являются судороги (конвульсии).

6) Витамин В12 - цианокобаламин, антианемический. Содержится в печени рогатого скота и цыплят. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Суточная потребность - 2-3 мкг. Влияет на кроветворение и предохраняет от злокачественной ангемии Т. Аддисона-А. Бирмера.

7) Виатмин Вс - фолиевая кислота (фолацин), антианемический. Содержится в салате, шпинате, капусте, томатах, моркови, пшенице, печени, мясе, яйцах. Синтезируется в толстом кишечнике микрофлорой. Суточная потребность - 3 мг. Влияет на синтез нуклеиновых кислот, кроветворение и предохраняет от мегалобластной анемии.

8) Витамин Р - рутин (цитрин), капилляроукрепляющий витамин. Содержится в лимонах, гречневой крупе, черной смородине, черноплодной рябине, плодах шиповника. Суточная потребность - 50 мг. Уменьшает проницаемость и ломкость капилляров, усиливает действие витамина С и способствует накоплению его в организме.

9) Витамин В5 (РР) - никотиновая кислота (никотинамид, ниацин), противопеллагрический. Содержится в дрожжах, свежих овощах, мясе. Суточная потребность - 15 мг. Синтезируется в толстом кишечнике из аминокислоты триптофана. Предохраняет от пеллагры: дерматита, диареи (поноса), деменции (нарушения психики).

Жирорастворимые витамины.

1) Витамин А - ретинол, противоксерофтальмический. Содержиится в рыбьем жире, печени трески и палтуса. Суточная потребность - 1,5 мг. Способствует росту и предохраняет от куриной, или ночной, слепоты (гемералопии), сухости роговицы глаза (ксерофтальмии), размягчения и некроза роговицы (кератомаляции). Предшественником витамина А является каротин, содержащийся в растениях: моркови, абрикосах, листьях петрушки.

2) Витамин D - кальциферол, противорахитический. Содержится в коровььем масле, желтке яйца, рыбьем жире. Суточная потребность - 5-10 мкг, для детей грудного возраста - 10-25 мкг. Регулирует обмен кальция и фосфора в организме и предохраняет от рахита. Предшественником витамина D в организме является 7-дегидро-холестерин, который под действием ультрафиолетовых лучей в тканях (в коже) превращается в витамин D.

3). Витамин Е - токоферол, противостерильный витамин. Содержится в салате, петрушке, растительном масле, овсяной муке, кукурузе. Суточная потребность - 10-15 мг. Обеспечивает функцию размножения, нормальное протекание беременности. При его отсутсттвии происходит дегенерация мышц, развиваются мышечная слабость и костная атрофия.

4). Витамин К - викасол (филлохинон), антигеморрагический витамин. Содержится в листьях шпината, салата, капусты, крапивы, в томатах, ягодах рябины, в печени. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Для всасывания необходима желчьь. Суточная потребность - 0,2-0,3 мг. Усиливает биосинтез протромбина в печени и способствует свертыванию крови.

5). Витамин F - комплекс ненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой) необходим для нормального жирового обмена в организме. Суточная потребность -10-12 г.

Минеральные соли в водном растворе клетки диссоциируют на катионы и анионы; некоторые из них могут включаться в комплексы с различными органическими соединениями. Содержание неорганических ионов обычно не превышает 1 % от массы клетки. Катионы солей, такие как калий, натрий, обеспечивают раздражимость клеток. Кальций способствует сцеплению клеток между собой. Анионы слабых кислот отвечают за буферные свойства цитоплазмы, поддерживая в клетках слабощелочную реакцию.

Ниже в качестве примера приводится биологическая роль важнейших химических элементов клетки:

Кислород Компонент органических веществ, воды, анионов неорганических кислот

Углерод Компонент всех органических веществ, углекислого газа, угольной кислоты;

Водород Компонент воды, органических веществ, в форме протона регулирует кислотность среды и обеспечивает формирование трансмембранного потенциала;

Азот Компонент нуклеотидов, аминокислот, пигментов фотосинтеза и многих витаминов;

Сера Компонент аминокислот (цистеин, цистин, метионин), витамина В 1 и некоторых коферментов;

Фосфор Компонент нуклеиновых кислот, пирофосфата, ортофосфорной кислоты, нуклеотидтрифосфатов, некоторых коферментов;

Кальций Участвует в передаче сигналов в клетке;

Калий Влияет на активность ферментов белкового синтеза, участвует в процессах фотосинтеза;

Магний Активатор энергетического обмена и синтеза ДНК, входит в состав молекулы хлорофилла, необходим для сборки микротрубочек веретена деления;

Железо Компонент многих ферментов, участвует в биосинтезе хлорофилла, в процессах дыхания и фотосинтеза;

Медь Компонент некоторых ферментов, участвует в процессах фотосинтеза;

Марганец Является компонентом или регулирует активность некоторых ферментов, участвует в ассимиляции азота и в процессе фотосинтеза;

Молибден Компонент нитратредуктазы, участвует в фиксации молекулярного азота;

Кобальт Компонент витамина В 12 , участвует в азотфиксации

Бор Регулятор роста растений, активатор восстановительных ферментов дыхания;

Цинк Компонент некоторых пептидаз, участвует в синтезе ауксинов (растительных гормонов) и спиртовом брожении.

Существенным является не только содержание элементов, но и их соотношение. Так в клетке поддерживается высокая концентрация ионов К + и низкая Na + , в окружающей среде (морская вода, межклеточная жидкость, кровь) наоборот.

Основные наиболее важные биологические функции минеральных элементов:

1. Поддержание кислотно-щелочного равновесия в клетке;

2. Создание буферных свойств цитоплазмы;

3. Активация ферментов;

4. Создание осмотического давления в клетке;

5. Участие в создании мембранных потенциалов клеток;

6. Образование внутреннего и наружного скелета (простейшие, диатомовые водоросли).

2. Органические вещества

Органические вещества составляют от 20 до 30 % массы живой клетки. Из них примерно 3% приходится на долю низкомолекулярных соединений: аминокислот, нуклеотидов, витаминов, гормонов, пигментов и некоторых других веществ. Основную же часть сухого вещества клетки составляют органические макромолекулы: белки, нуклеиновые кислоты, липиды и полисахариды. В животных клетках, как правило, преобладают белки, в растительных - полисахариды. Существуют определенные различия в соотношении этих соединений и между клетками прокариот и эукариот (табл. 1)

Таблица 1

2.1. Белки - важнейшие незаменимые азотсодержащие органические соединения клетки. Белковые тела играют решающую роль и в построении живой материи и в осуществлении всех процессов жизнедеятельности. Это –главные носители жизни, благодаря тому, что они обладают рядом особенностей, к числу наиболее важных из которых относятся: неисчерпаемое многообразие структуры и вместе с тем ее высокая видовая уникальность; широкий диапазон физических и химических превращений; способность в ответ на внешнее воздействие обратимо и закономерно изменять конфигурацию молекулы; склонность ко образованию надмолекулярных структур, комплексов с другими химическими соединениями; наличие биологической активности - гормональной, ферментативной, патогенной и др.

Белки представляют собой полимерные молекулы, построенные из 20 аминокислот * , расположенных в различной последовательности и соединенных пептидной связью (С-N-одинарная и С=N- двойная). Если количество аминокислот в цепочке не превышает двадцати, такая цепочка называется олигопептидом, от20 до 50 - полипептидом**, более 50 - белком.

Масса белковых молекул колеблется от 6 тыс. до 1 млн и более дальтон (дальтон - единица молекулярной массы, равная массе атома водорода –(1,674x10 -27 кг). В клетках бактерий содержится до трех тысяч различных белков, в организме человека это разнообразие возрастает до пяти миллионов.

Белки содержат 50-55% углерода, 6,5- 7,3% водорода, 15-18% азота, 21-24% кислорода, до 2,5% серы. В составе некоторых белков обнаружены фосфор, железо, цинк, медь и другие элементы. В отличие от других элементов клетки для большинства белков характерна постоянная доля азота (в среднем 16% от сухого вещества). Этот показатель используют при расчете белка по азоту: (масса азота × 6,25). (100: 16 = 6,25).

Молекулы белка имеют несколько структурных уровней.

Первичная структура - это последовательность аминокислот в полипептидной цепи.

Вторичная структура α-спираль или складчатая β-структура, которые формируются за счет стабилизации молекулы электростатическими водородными связями, которые образуются между -С=О и –NН -группами аминокислот.

Третичная структура - пространственная организация молекулы, определяемая первичной структурой. Она стабилизируется водородными, ионными и дисульфидными (-S-S-) связями, которые образуются между серосодержащими аминокислотами, а также гидрофобными взаимодействиями.

Четвертичную структуру имеют только белки, состоящие из двух или нескольких полипептидных цепей, она формируется при объединении отдельных белковых молекул в одно целое. Определенная пространственная организация (глобулярная или фибриллярная) необходима для высокоспецифичной работы белковых молекул. Большинство белков активны только в форме, обеспечиваемой третичной или четвертичной структурой. Вторичной структуры достаточно для функционирования лишь немногих структурных белков. Это фибриллярные белки, а большинство ферментов и транспортных белков имеют глобулярную форму.

Белки, состоящие только из полипептидных цепей, называют простыми (протеины), а имеющие в своем составе компоненты другой природы - сложными (протеиды). Например, в молекуле гликопротеинов содержится углеводныйфрагмент, в молекулу металлопротеинов входят ионы металлов и т.д.

По растворимости в отдельных растворителях: водорастворимые; растворимые в солевых растворах - альбумины, спирторастворимые - альбумины; растворимые в щелочах - глютелины.

Аминокислоты по своей природе амфотерны. Если аминокислота имеет несколько карбоксильных групп, то преобладают кислотные свойства, если несколько аминогрупп - основные. В зависимости от преобладания тех или иных аминокислот, белки также могут иметь основные или кислотные свойства. У глобулярных белков имеется изоэлектрическая точка - значение рН, при котором суммарный заряд белка равен нулю. При более низких значениях рН белок имеет положительный заряд, при более высоких - отрицательный. Поскольку электростатическое отталкивание препятствует слипанию белковых молекул, в изоэлектрической точке растворимость становится минимальной и белок выпадает в осадок. Например, белок молока казеина имеет изоэлектрическую точку при рН 4,7. Когда молочнокислые бактерии подкисляют молоко до этого значения, казеин выпадает в осадок и молоко "сворачивается".

Денатурацией белка называется нарушение третичной и вторичной структуры под действием изменения рН, температуры, некоторых неорганических веществ и т.д. Если при этом первичная структура не была нарушена, то при восстановлении нормальных условий происходит ренатурация - самопроизвольное восстановление третичной структуры и активности белка. Это свойство имеет большое значение при производстве сухих пищевых концентратов и медицинских препаратов, которые содержат денатурированный белок.

*Аминокислоты-соединения, содержащие одну карбоксильную и одну аминную группы, связанные с одним атомом углерода, к которому присоединена боковая цепь - какой-либо радикал. Известно более 200 аминокислот, но в образовании белков участвуют 20, называемых основными или фундаментальными. В зависимости от радикала аминокислоты делятся на неполярные (аланин, метионин, валин, пролин, лейцин, изолейцин, триптофан, фенилаланин), полярные незаряженные (аспарагин, глутамин, серин, глицин, тирозин, треонин, цистеин) и полярные заряженные (основные: аргинин, гистидин, лизин, кислые: аспарагиновая и глутаминовая кислоты). Неполярные аминокислоты гидрофобны, и построенные из них белки ведут себя как капли жира. Полярные аминокислоты гидрофильны.

**Пептиды могут быть получены в результате реакций поликондесации аминокислот, а также при неполном гидролизе белков. Выполняют в клетке регуляторные функции. Ряд гормонов (окситоцин, вазопрессин) являются олигопептидами. Это брадикидин (пептид боли) это опиаты (естественные наркотики - эндорфины, энкефалины) человеческого организма, которые обладают обезболивающим действием. (Наркотики разрушают опиаты, поэтому человек становится очень чувствительным к малейшим нарушениям в организме - ломка). Пептидами являются некоторые токсины (дифтерийный), антибиотики (грамицидин А).

Функции белков:

1. Структурная . Белки служат строительным материалом для всех органелл клетки и некоторых внеклеточных структур.

2. Каталитическая. Благодаря особому строению молекулы или наличию активных групп многие белки обладают способностью каталитически ускорять ход химических реакций. От неорганических катализаторов ферменты отличаются высокой специфичностью, работой в узких температурных рамках (от 35 до 45° С), при слабощелочном рН и атмосферном давлении. Скорость реакций, катализируемых ферментами, намного выше скорости, обеспечиваемой неорганическими катализаторами.

3. Двигательная . Специальные сократительные белки обеспечивают все виды движения клеток. Жгутики прокариот построены из флагеллинов, а жгутики эукариотических клеток - из тубулинов.

4. Транспортная . Транспортные белки переносят вещества в клетку и из клетки. Например, белки порины способствуют переносу ионов; гемоглобин переносит кислород, альбумин - жирные кислоты. Транспортную функцию осуществляют белки - переносчики плазматических мембран.

5. Защитная . Белки-антитела связывают и обезвреживают чужеродные для организма вещества. Группа антиоксидантных ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза) препятствует образованию свободных радикалов. Иммуноглобулины крови, фибрин, тромбин участвуют в свертываемости крови и тем самым останавливают кровотечения. Образование токсинов белковой природы, например, дифтерийного токсина или токсина Васillus turingiensis, в ряде случаев также можно рассматривать как средство защиты, хотя данные белки чаще служат для поражения жертвы в процессе добывания пищи.

6. Регуляторная . Регуляцию работы многоклеточного организма осуществляют гормоны белковой природы. Ферменты, управляя скоростями химических реакций, регулируют внутриклеточный метаболизм.

7. Сигнальная. В цитоплазматической мембране расположены белки, способные реагировать на изменения окружающей среды изменением своей конформацию. Эти сигнальные молекулы отвечают за передачу внешних сигналов в клетку.

8. Энергетическая . Белки могут служить резервом запасных веществ, используемых с целью получения энергии. Расщепление 1 грамма белка обеспечивает выделение 17,6 кДж энергии.