Михаил Ермолаев - Биологическая химия

4. Как регулируется обмен воды в организме?

5. Какова функция вазопрессина и альдостерона в обмене воды?

6. Какое значение имеет исследование воды в организме?

7. Какими методами исследуют водный баланс организма?

8. Что такое дегидратация, отеки, несахарный диабет?

Минеральные элементы относятся к числу незаменимых веществ организма, хотя не обладают питательной ценностью и не являются источником энергии. Их значение определяется тем, что они входят в состав клеток органов и тканей, вместе с водой участвуют в поддержании осмотического давления, и обеспечивают постоянство рН внутри- и внеклеточной жидкости организма. Процессы мышечного сокращения, нервной проводимости в определенной степени зависят от минеральных элементов. Они включаются в различные реакции обмена веществ в организме, являясь структурным компонентом многих ферментов и витамина В 12.

Участие минеральных элементов в построении различных органов и тканей демонстрирует табл.10.

Таблица 10. Содержание минеральных элементов в органах и тканях человека в мг %

Как видно из таблицы, Са, Mg, P в значительных количествах входят в состав костей. В мышцах, мозге, почках калия содержится больше, чем натрия. В плазме концентрация натрия превышает концентрацию калия примерно в 20 раз, тогда как в клетках органов и тканей уровень калия выше. В костях минеральные элементы находятся в нерастворимом состоянии, образуя их остов. Однако при недостатке в организме солей Р или Са последние вымываются из костей (например, при рахите).

Фосфор в значительном количестве входит в состав органических соединений типа нуклеоиротеидов, фосфопротеидов, липоидов, углеводов и др.

Необходимые организму минеральные элементы поступают только с пищей. Поэтому недостаток, а тем более отсутствие всех необходимых минеральных элементов отражаются на состоянии обмена веществ всего организма.

Суточная потребность в минеральных элементах взрослого человека будет следующей: в натрии — 4,0-6,0 г , в калии — 2,5-5,0 г , в хлоридах — 5,0-7,0 г , в кальции — 0,8-1,0 г , в фосфоре — 1,0-1,5 г , в железе — 0,015 г .

Из всех минеральных элементов только NaCl нужно вводить в рацион дополнительно, тогда как остальные минеральные вещества, входящие в состав суточного рациона, полностью покрывают потребности организма. Физиологическая потребность в хлористом натрии составляет 5 г в сутки, однако человек потребляет около 15 г , что связано с привычкой человека и вкусовыми качествами пищи.

Потребность в минеральных элементах меняется в зависимости от возраста, физиологического состояния организма, рода трудовой деятельности, состава почвы, на которых произрастают растительные продукты питания. Дети, беременные и кормящие матери в большей степени нуждаются в кальции, фосфоре, магнии, железе (табл. 11). Важное значение имеют определенные отношения минеральных элементов. Наилучшее усвоение наблюдается, например, при соотношении кальция и фосфора как 1:2. Необходимым условием также является и регулярное поступление в организм минеральных элементов.

Таблица 11. Потребность в отдельных минеральных элементах (в граммах в сутки)

Содержание минеральных элементов в растительных продуктах в значительной степени зависит от состава почвы. Еще давно обратили внимание, что в горных районах люди часто болеют эндемическим зобом, в отдельных местностях земного шара распространена подагра. При изучении причин таких явлений оказалось, что почвы этих районов содержат необычные количества отдельных минеральных элементов. Так, в почвах горных местностей обнаружен недостаток йода, на равнинах Австралии мало кобальта, а в других областях повышено количество молибдена. Такие местности были названы биогеохимическими провинциями. Это и является причиной заболеваний. Например, повышенное содержание в почве молибдена обусловливает его избыточное поступление в организм за счет растительных и животных продуктов. Молибден необходим для деятельности фермента ксантиноксидазы, которая катализирует синтез мочевой кислоты. При избытке в организме молибдена повышен синтез мочевой кислоты, что и является предпосылкой развития подагры.

С целью нормализации обеспеченности организма минеральными элементами в таких местностях применяются различные профилактические меры. Так, продукты питания и вода в горных областях йодируются и т. д. Поэтому при определении норм минеральных элементов необходимо учитывать и эти факторы.

Основное значение натрия, калия и хлора состоит в поддержании осмотического давления. Половина всего количества натрия и большая часть хлора, содержащихся в организме, находится во внеклеточной жидкости. В костях содержится до 30% натрия, тогда как калий находится преимущественно внутри клеток.

Рис. 65. Разница в развитии скелета у крыс одного помета при бедной и богатой кальцием диете

Кальций и фосфор имеют важное значение в организме. Они являются основными структурными компонентами костной ткани (рис. 65). Кальциевые соли фосфорной и угольной кислот влияют на возбуждение нервной и мышечной ткани, на проницаемость биологических мембран, участвуют в процессах свертывания крови. Кальций обладает способностью накапливаться в местах повреждений тканей различными патогенными факторами. Так, при благоприятном течении туберкулеза с рубцеванием очагов в легких обнаруживаются скопления кальция в легочной ткани и бронхиальных железах, поэтому при туберкулезе легких рекомендуется применение солей кальция. Изменения уровня кальция в крови отмечаются при различных заболеваниях. При остеомаляции, остеомиелите, костном туберкулезе его содержание в крови снижено, а при опухолях костей — повышено.

Гипокальциемия приводит к развитию тетании , которая характеризуется повышенной возбудимостью и судорогами. Наиболее богатыми источниками кальция являются материнское молоко, сыр (примерно 900 мг на 100 г свежей массы), коровье молоко, свежие овощи.

Для нормальной деятельности организма очень важен фосфор. Этот элемент содержится в биологических жидкостях и тканях в виде различных соединений фосфорной кислоты. Помимо свободного (неорганического) фосфора, он встречается в соединении с белками, жирами и углеводами. Значение фосфатной буферной системы в организме велико. Совместно с кальцием фосфор участвует в построении костной ткани. Органические фосфорные соединения типа фосфопротеидов, фосфорных эфиров углеводов и продуктов их распада, макроэргические соединения широко представлены в организме.