Витамины это эссенциальные вещества которые

Роль эссенциальных микроэлементов в жизнедеятельности человека

Минеральный состав внутриклеточной жидкости строго поддерживается на определенном уровне.

Элементы вместе с водой являются строительным материалами, кофакторами и катализаторами биохимических реакций, стабилизаторами белков и ферментов, обеспечивая постоянство осмотического давления, кислотно-щелочного баланса, процессов всасывания, секреции, кроветворения, костеобразования, свертывания крови. Благодаря присутствию элементов осуществляется процесс мышечного сокращения, нервной проводимости и внутриклеточного дыхания. Химические элементы в организме находятся в виде различных соединений и солей, их влияние на организма обусловлено дозой элемента. Для каждого элемента существует свой физиологический рабочий диапазон концентраций, обеспечивающий нормальное протекание физиологических реакций в организме.

Нарушенная экология, возросший темп жизни с неизбежным нарастанием стрессовых ситуаций, методы обработки продуктов питания, «убивающие» биологически активные вещества ведут к нарушению металло-лигандного гомеостаза и сдвигу равновесия в сторону увеличения или уменьшения концентрации элемента. Накопление элементов или их дефицит способствует активации альтернативных путей метаболизма, который в ряде случаев приводят к патологическим состояниям.

Химические элементы классифицируются в зависимости от их роли в организме. 98% тела человека состоит из органических элементов: H, C, N, O. Вместе с неорганическими элементами Na, Mg, K, Ca, P, S, Cl они составляют основу клеток и тканей, выполняя структурообразующую функцию. К эссенциальным или жизненно необходимым микроэлементам относятся Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Se, I, при их отсутствии нарушаются базовые реакции деления и размножение клеток. К условно-эссенциальным микроэлементам относятся Li, V, Cr, B, F, Si, As, их роль до конца не определена. Существуют также «токсические металлы», которые в минимальных концентрациях способны оказывать стимулирующее воздействие на организм, но в высоких концентрациях проявляют токсические эффекты.

Микроэлементы составляют лишь 0,02% организма, но способны изменять протекание важнейших биологических реакций. Анализ волос или мочи позволяет выявить избыточное накопление микроэлементов или их дефицит. Содержание микроэлементов в волосах отражает микроэлементный статус организма в целом, поэтому пробы волос являются интегральным показателем минерального обмена. Волосы помогают диагностировать хронические заболевания, когда они себя еще ничем не проявляют.

Железо (Fe)

Железо является жизненно необходимым элементом для организма. Железо входит в состав гемсодержащих белков (гемоглобин и миоглобин) и участвует в переносе кислорода. Железо также входит в состав цитохромов (сложные белки, относящиеся к классу хромопротеидов), участвующих в процессах тканевого дыхания.

Общее содержание железа в организме человека составляет 3-5 г. Из этого количества 57% находится в гемоглобине крови, 23% — в тканях и тканевых ферментах (ферритин и гемосидерин), а остальные 20% — депонированы в печени, селезенке, костном мозге, мышцах и представляют собой «физиологический резерв» железа. Железо существует в двух формах: окисленной (Fe3+) и воcстановленной (Fe2+). Восстановленная форма лучше усваивается организмом. Только 10 % поступившего железо всасывается в кишечнике.

Физиологическая потребность в железе:

мужчины: 8–10 мг/сут;
женщины: 15–20 мг/сут;
беременных женщины: 30–40 мг/сут;
дети: 4–18 мг/сут.

В больших количествах восстановленная форма железа (гемовое железо), содержится: в свиной печени, говяжьих почках, сердце и печени. Окисленная форма железа (негемовое железо) содержится в неживотных продуктах: непросеянной муке, сушеных персиках, орехах, бобах, спарже, овсяном толокне.

Недостаток железа приводит к тяжелым расстройствам, наиболее важным из которых является железодефицитная анемия. Железодефицитная анемия может привести к сердечной недостаточности.

Избыточное накопление железа приводит к отложению металла в органах (печень, поджелудочная железа, суставы, сердце). Явления отравления железом выражаются рвотой, диареей, падением артериального давления, параличом ЦНС и воспалением почек. При лечении железом могут развиться запоры, так как железо связывает сероводород, что ослабляет моторику кишечника. Избыток железа в организме может привести к дефициту меди, цинка, хрома и кальция, а также к избытку кобальта.

Йод необходим на всех этапах жизнедеятельности. Период младенчества и раннего детства являются критическими в отношении дефицита йода. Йод входит в состав гормонов щитовидной железы тироксина (T₄) и трийодтиронина (T₃). Йод необходим для роста и дифференцировки клеток всех тканей организма человека, внутриклеточного дыхания, регуляции трансмембранного транспорта натрия и гормонов.

Общее количество йода в организме составляет 25 мг, из них 15 мг аккумулирует щитовидная железа. Значительное количество йода содержится в печени, почках, коже, волосах, ногтях, яичниках и предстательной железе.

Физиологическая потребность в йоде:

взрослые: 100–150 мкг/сут;
беременные: 175–200 мкг/сут;
дети: от 60 до 150 мкг/сут.

Богатым источником йода являются водоросли, овощи, выращенные на почве обогащенной йодом, лук, морепродукты.

При недостаточном поступлении йода у взрослых увеличиваются размеры щитовидной железы, замедляется основной обмен, наблюдается падение артериального давления. У детей недостаток йода сопровождается резкими изменениями всей структуры тела: ребенок отстает в умственном и физическом развитии.

Избыток йода в организме наблюдается при гипертиреозе. Развивается Базедова болезнь, сопровождающаяся экзофтальмом, тахикардией, раздражительностью, мышечной слабостью, потливостью, исхуданием, склонностью к диарее. Повышение основного обмена ведет к гипертермии, дистрофическим изменениям кожи и ее придатков, раннему поседению, депигментации кожи на ограниченных участках (витилиго), атрофии мышц.

Марганец (Mn)

Важен для репродуктивных функций и нормальной работы центральной нервной системы. Марганец участвует в синтезе нейромедиаторов, улучшает мышечные рефлексы, обеспечивает развитие соединительной и костной ткани, увеличивает утилизацию жиров, усиливает эффекты инсулина.

3–5 % поступившего марганца всасывается. Наиболее богаты марганцем трубчатые кости и печень, поджелудочная железа. Марганец содержится в клетках, богатых митохондриями.

Физиологическая потребность в марганце:

взрослые: 2–5 мг/сут;
для детей в 2 раза выше.

Особенно богаты марганцем чай, растительные соки, цельные злаковые, орехи, зеленые овощи с листьями, горох, свёкла.

При недостатке марганца нарушаются процессы окостенения во всем скелете, трубчатые кости утолщаются и укорачиваются, суставы деформируются. Нарушается репродуктивная функция яичников и яичек.

Избыток марганца усиливает дефицит магния и меди.

Медь принимает участие в поддержание эластичности связок, сухожилий, кожи и стенок легочных альвеол, стенок капилляров, а также прочности костей. Медь входит в состав защитных оболочек нервных волокон, участвует в процессах пигментации, так как входит в состав меланина. Медь влияет на углеводный обмен, посредством усиления процессов окисления глюкозы и торможения распада гликогена мышц и печени. Медь обладает противовоспалительными действиями, помогает при борьбе с бактериальными агентами. Медь является кофактором ферментов антиоксидантной защиты и помогает нейтрализовать действие свободных радикалов.

Общее содержание меди в организме человека составляет примерно 100–150 мг. Лучше всего организм усваивает двухвалентную медь. В тонком кишечнике всасывается до 95% меди, поступившей с пищей. Основное «депо» меди в организме — печень, поскольку синтезирует белок-переносчик меди церулоплазмин.

Физиологическая потребность в меди:

взрослые: 1 мг/сут;
дети: от 0,5 до 1 мг/сут.

Медь содержится в овощах, бобовых, морепродуктах, яблоках.

При недостатке меди в организме наблюдаются: задержка роста, анемия, дерматозы, депигментация волос, частичное облысение, потеря аппетита, сильное исхудание, понижение уровня гемоглобина, атрофия сердечной мышцы. Избыток меди приводит к дефициту цинка и мoлибдена, а также марганца.

Молибден (Мо)

Способствует метаболизму углеводов и жиров, является важной частью фермента, отвечающего за утилизацию железа, в связи с чем помогает предупредить анемию. Принимает участие в обмене мочевой кислоты, включении фтора в состав эмали зубов, гемопоэзе.

Биодоступность молибдена составляет 50%. Молибден не депонируется в организме, а распределяется между клетками крови.

Физиологическая потребность в молибдене:

взрослые: 45–100 мкг/сут;
дети: от 0,5 до 1 мг/сут.

Содержится в темно-зеленых листовых овощах, неочищенном зерне, бобовых. Проявления недостаточности изучены плохо. Повышенное содержание в организме встречается очень редко.

Селен (Sе)

Элемент антиоксидантной защиты, хорошо сочетается с витамином Е. Селен помогает поддерживать должную эластичность тканей. Селен усиливает иммунитет, поэтому активно используется в онкологической практике, в лечении гепатитов, панкреатитов, кардиомиопатий. Селен защищает организм от тяжёлых металлов.

Всасывается в тонком кишечнике, депонируется в почках, печени, костном мозге.

Физиологическая потребность в селене:

женщины: 50 мкг/сут;
беременные: 65 мкг/сут;
мужчины: 70 мкг/сут;
дети: 10-50 мкг/сут.

В чистом виде встречается в природе редко, главным образом в виде примеси к сернистым металлам. Присутствует в чесноке, сале, отрубях, белых грибах, растительных маслах, морских водорослях.

При дефиците селена в организме усиленно накапливаются мышьяк и кадмий, которые, в свою очередь, еще больше усугубляют его дефицит.

Избыток селена приводит к гепато- и холецистопатиям, изменениям работы нервно-мышечного аппарата (боли в конечностях, судороги, чувство онемения). Избыток может привести к дефициту кальция.

Цинк (Zn)

Цинк входит в состав более 300 ферментов, чем объясняет его влияние на углеводный, жировой и белковый обмен веществ, на окислительно-восстановительные процессы, регуляцию активности генов. Цинк связан с правильным функционированием репродуктивной, неврологической, иммунной систем, ЖКТ и кожи. Присутствие микроэлемента важно для нормального сперматогенеза, органогенеза, работы нейромедиаторов и панкреатических ферментов, правильного развития тимуса, эпителизации ран в процессе заживления и ощущения вкуса.

В организме содержится около 1,5–3 г цинка. Цинк всасывается в тонком кишечнике. Медь является антагонистом цинка, и конкурирует с цинком за всасывание в кишечнике. 99% цинка находится внутриклеточно, 1% — в плазме. Цинк присутствует во всех органах и тканях, но в большей степени цинк депонируют предстательная железа, семенники, мышцы, кожа, волосы.

Физиологическая потребность в цинке составляет: 12 мг/сут для взрослых, 3–2 мг/сут для детей.

Наиболее богаты цинком дрожжи, пшеничные, рисовые и ржаные отруби, зерна злаков и бобовых, какао, морепродукты, грибы, лук, картофель.

При дефиците цинка наблюдается задержка роста, перевозбуждение нервной системы и быстрое утомление. Поражение кожи происходит с утолщением эпидермиса, отеком кожи, слизистых оболочек рта и пищевода, ослаблением и выпадением волос. Недостаточное поступление цинка приводит к бесплодию. Дефицит цинка может приводить к усиленному накоплению железа, меди, кадмия, свинца.

При цинковом отравлении наступает фиброзное перерождение поджелудочной железы. Избыток цинка задерживает рост и нарушает минерализацию костей.

Кобальт (Co)

Входит в состав витамина В₁₂, участвует в обмене гормонов щитовидной железы, подавляет обмен йода, регулирует гемопоэз, усиливает всасываемость железа.

В организме 1,5 г кобальта. Биодоступность кобальта 20%. В организм кобальт депонируется в печени, костной ткани и мышцах.

Физиологическая потребность в кобальте составляет: 10 мкг/сут для взрослых.

Кобальт содержится в печени, молоке, овощах.

Дефицит кобальта связан с В₁₂-дефицитной анемией, вегетарианством или паразитарной инвазией. Избыток кобальта наблюдается при интоксикации кобальта (вредное производство, разрушение ортопедических имплантантов).

Никель (Ni)

Никель пролонгирует эффекты инсулина, участвует в окислении аскорбиновой кислоты, ускоряет образование дисульфидных групп.

Никель всасывается в кишечнике, биодоступность от 1 до 10 %. Запасы никеля находятся в поджелудочной железе, легких, сердце.

Физиологическая потребность в никеле составляет: 100–200 мкг/сут для взрослых.

Богаты никелем чай, гречиха, морковь и салат.

Дефицит никеля не описан. Избыток никеля наблюдается при его токсическом поступлении, злокачественных новообразованиях легких, ожогах, инсультах и инфарктах. Избыток может проявлять потерей пигментацией кожи.

Источник

Основные эссенциальные (жизненно необходимые) и токсичные микроэлементы (13 показателей)

Определение концентрации эссенциальных и токсических микроэлементов, используемое для оценки нутриентного статуса и диагностики острой и хронической интоксикации.

Селен, цинк, кобальт, марганец, магний, медь, железо, кальций, ртуть, мышьяк, свинец, кадмий, алюминий.

Синонимы английские

Selenium, Zinc, Cobalt, Manganese, Magnesium, Copper, Iron, Calcium, Mercury, Arsenic, Lead, Cadmium, Aluminium.

Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой.

Мкг/л (микрограмм на литр), мг/л (миллиграмм на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь, разовую порцию мочи, волосы, ногти.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Исключить из рациона алкоголь в течение 24 часов до исследования.
Детям в возрасте до 1 года не принимать пищу в течение 30-40 минут до исследования.
Детям в возрасте от 1 до 5 лет не принимать пищу в течение 2-3 часов до исследования.
Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
Исключить (по согласованию с врачом) прием мочегонных препаратов в течение 48 часов до сбора мочи.
Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Неорганические ионы являются необходимыми составляющими метаболизма человека наряду с белками, жирами, углеводами и витаминами. Как правило, их концентрация в организме очень мала, что находит отражение в их названии – микроэлементы. Они выполняют целый ряд функций: входят в состав ферментов, обеспечивают стабилизацию сложных белковых структур, нуклеиновых кислот и мембран и абсолютно необходимы на любой стадии развития человека. В группу микроэлементов входят селен, цинк, кобальт, марганец, медь и железо, а также кальций и магний. Как недостаток, так и избыток микроэлементов может приводить к поражению различных систем органов. Некоторые неорганические ионы (ртуть, мышьяк, свинец, кадмий и алюминий) оказывают крайне негативное воздействие уже при минимальных концентрациях и поэтому относятся к классу токсических элементов. Концентрацию микроэлементов и токсических ионов измеряют при оценке нутриентного статуса организма, а также при подозрении на острую или хроническую интоксикацию.

Баланс микронутриентов может меняться и зависит от таких факторов, как физиологическое состояние организма, пол, возраст, степень физической и умственной нагрузки, питание, наличие сопутствующих заболеваний и прием лекарственных препаратов. Несмотря на то что есть суточные нормы микронутриентов, следует помнить, что потребность в них индивидуальна.

У пожилых людей риск развития дефицита эссенциальных элементов выше. Это связано как с дистрофическими изменениями в желудочно-кишечном тракте, так и с особенностями питания в этой возрастной группе. При старении снижается секреция соляной кислоты в желудке, что приводит к избыточному росту микрофлоры кишечника и дисбиозу, затрудняющему нормальное усвоение микронутриентов. Суточная потребность в микронутриентах с возрастом остается на том же уровне, что и в молодом возрасте. В результате около 85 % людей в домах престарелых и 65 % госпитализированных пожилых людей страдает от недостаточности питания. Дефицит эссенциальных элементов не имеет выраженной клинической картины. Он проявляется постепенным снижением когнитивных функций (внимание, восприятие, память), мышечной и костной массы, замедлением заживления ран, повышенной утомляемостью, иммунодефицитом, анемией и другими неспецифическими признаками. Кроме того, дефицит эссенциальных элементов имеет некоторое сходство с хронической интоксикацией токсическими элементами, что обуславливает необходимость комплексного анализа.

Другой группой пациентов, нуждающихся в адекватном мониторинге нутриентного статуса, являются пациенты с тяжелым течением заболеваний, а также находящиеся на аппарате искусственного дыхания и получающие полное парентеральное питание. Нормализация уровня микронутриентов в этих клинических ситуациях связана с лучшим прогнозом и более высокими показателями выживаемости. Следует также отметить, что сочетанное назначение препаратов, содержащих разные микроэлементы, витамины и минералы, может быть неэффективным, если не производить комплексной лабораторной оценки их концентрации в организме. Так, например, добавление цинкосодержащих препаратов корректирует дефицит цинка, но в то же самое время препятствует реабсорбции меди.

Особую группу представляют пациенты, находящиеся на гемодиализе. Уровни натрия, кальция, калия и бикарбоната в диализной жидкости строго контролируются во избежание нарушения водно-щелочного и кислотно-основного баланса во время и после процедуры. Однако концентрация других ионов не учитывается, в результате чего при длительном диализе может возникнуть дефицит микронутриентов. Длительный гемодиализ связан с понижением концентрации селена, марганца и цинка. С другой стороны, диализная жидкость может стать источником токсических элементов. Несмотря на очень низкую концентрацию токсических элементов в диализате, длительное лечение диализом может приводить к накоплению в организме высоких доз алюминия, кадмия, меди и свинца, учитывая необходимость в большом объеме диализата (более 300 л/неделю).

Также риску хронического отравления алюминием, кадмием, свинцом, ртутью и мышьяком подвержены рабочие, занятые на горнодобывающей и металлообрабатывающей промышленности.

Для получения дополнительной информации о нутриентном состоянии пациента исследование основных эссенциальных и токсичных микроэлементов дополняют анализом на витамины, антиоксиданты и жирные кислоты.

Для чего используется исследование?

Для оценки нутриентного статуса здорового человека;
для оценки нутриентного статуса пациентов с тяжелым течением заболеваний, находящихся на аппарате искусственного дыхания или диализе, а также получающих полное парентеральное питание;
для диагностики острой или хронической интоксикации пациентов с особенностями профессионального анамнеза.

Когда назначается исследование?

При профилактическом осмотре;
при лечении пациентов с тяжелым течением заболеваний, находящихся на аппарате искусственного дыхания или диализе, а также получающих полное парентеральное питание;
при профилактическом осмотре пациентов, занятых на добыче и переработке токсических металлов.

Источник