Biogenní prvky

Biogenní prvky v lidském těle

Je jasné, že důležité není jen dodávané množství, ale také kvalita bioprvků . Stojí za to vědět, že jsou součástí mimo jiné kostní tkáně, tělesných tekutin, některých enzymů a vysokoenergetických sloučenin a regulují orgánové a systémové funkce. Pro člověka jsou kvalitativně nejprospěšnější prvky , které tělo získává přímo přirozenou cestou a ty konzumované ve formě nízko zpracovaných potravin . Obvykle jsou ve formě tekutin, nálevů z léčivých bylin, syrové zeleniny a ovoce nebo semínek. V těchto formách jsou bioprvky nejsnáze vstřebatelné a zároveň prakticky nemožné se jimi předávkovat. Ve srovnání s přírodními zdroji vede užívání těchto prvků ve formě syntetických léků nebo doplňků k mnohem nižší biologické dostupnosti a často k problémům s tolerancí . Jejich nevhodné užívání navíc může vést k předávkování a následnému zhoršení zdravotního stavu. Nejen nedostatek bioprvků, ale i nadbytek bioprvků má vážné důsledky a změny fyziologických funkcí. Každá z těchto situací – nadbytek a nedostatek biogenních prvků – vede k dysfunkci organismu, tedy onemocnění.

Biogeny

Všechny prvky nezbytné pro správný vývoj a fungování živých organismů se nazývají biogeny . Klíčové jsou ty, které jsou součástí proteinů, nukleových kyselin a mnoha organických sloučenin, které tvoří všechny organismy. Patří mezi ně uhlík, vodík, dusík a kyslík . Existuje však mnohem více důležitých biologických prvků, například:

• Fosfor , který ve své oxidované formě tvoří sloučeniny nacházející se v nukleových kyselinách a také tvoří energetický systém buňky.
• Síra , která je jedním ze stavebních kamenů dvou důležitých aminokyselin pro organismy – cystinu a methioninu. Navíc interakce mezi -SH skupinami těchto aminokyselin ve formě disulfidových můstků umožňují zachování terciární struktury proteinů.

Podle množství, ve kterém se vyskytují v živých organismech, lze bioprvky rozdělit do tří skupin – mikroprvky, makroprvky a ultrastopové prvky.

Makroprvky

Jedná se o bioprvky, které jsou nezbytné pro správné fungování organismů a nacházejí se v poměrně velkém množství . Tento termín obecně označuje prvky, jejichž denní potřeba lidské stravy je více než 100 mg denně pro normální vývoj. Odhaduje se, že tvoří ne méně než 0,1 %lidské hmoty a jejich procentuální rozložení by mělo být přibližně: 65,04 %kyslíku (O), 18,25 %uhlíku (C), 10,05 %vodíku (H), 2,65 %dusíku (N ), 1,4 %vápníku (Ca), 0,81 %fosforu (P), 0,27 %draslíku (K), 0,26 %sodíku (Na), 0,25 %chloru (Cl) a 0,21 %síry (S). Tato skupina chemických složek v rostlinách tvoří více než 0,1 %sušiny. Pokud je jich nedostatek, jsou narušeny životní funkce a rostliny hynou . V lidských tělech se jedná o prvky, které jsou součástí klíčových organických sloučenin, jako jsou proteiny , lipidy a sacharidy. Makroprvky se po požití uvolňují v trávicím traktu, poté se ve formě iontů dostávají do krevního oběhu, odkud jsou transportovány do všech buněk a tkání. Jejich biologickou dostupnost ovlivňují různé faktory, například přítomnost vitamínů nebo pH prostředí. Naopak sloučeniny jako kyselina šťavelová, fytáty nebo nadměrné množství dietní vlákniny a tuků jsou pro vstřebávání makroprvků nepříznivé.

Výskyt, úloha a účinky abnormálního množství vybraných makroprvků v lidském těle

1. Dusík je součástí aminoskupiny aminokyselin, které tvoří proteiny , je přítomen v kruzích purinů a pyrimidinů, které tvoří nukleové kyseliny, a je také součástí řady pigmentů, auxinů, alkaloidů a vitamínů. Nedostatek dusíku v lidském těle zhoršuje metabolismus a obecné životní funkce.
2. Vápník je základním stavebním kamenem kostí, aktivátorem enzymů, faktorem odpovědným za srážení krve a regulátorem dráždivosti buněk v nervových a svalových tkáních . Při nedostatku tohoto prvku jsou velmi časté příznaky abnormálního vývoje a funkce kosterního systému – jako je zvýšená lámavost kostí nebo osteoporóza. U lidí se sníženým obsahem vápníku byl navíc pozorován vznik zubního kazu, paradentóza, poruchy srážlivosti krve a dokonce i patofyziologický stav zvaný tetanie, pro který jsou typické nadměrné svalové kontrakce. Rychlý úbytek vápníku je ovlivněn mimo jiné nadbytkem soli, vysokou spotřebou kofeinu a alkoholem. Nadbytek tohoto bioprvku může vést k tvorbě ledvinových kamenů.
3. Draslík je složka zodpovědná za mnoho funkcí v těle. Je regulátorem osmotického tlaku buňky a regulátorem intenzity transpirace . Je zodpovědný za udržování membránového potenciálu a excitabilního stavu buňky. Podílí se na aktivaci enzymů a hraje důležitou roli v nyktinastických a seismonastických pohybech celých orgánů. V případě nedostatku draslíku je pozorována abnormální funkce hladkých a kosterních svalů, stejně jako snížená kontraktilita srdečního svalu, arytmie a okyselení těla. Naopak nadbytek nad 18 g způsobuje zástavu srdce.
4. Sodík je složka, která ovlivňuje akční potenciál excitabilních buněk a osmotický tlak extracelulární tekutiny. Má alkalizující účinek, zlepšuje a reguluje transportní aktivitu živin a udržuje svalovou a nervovou funkci . Existují velmi vzácné případy nedostatku sodíku. Uvedení těla do takového stavu má za následek rychlou dehydrataci v důsledku zvýšeného vylučování moči. Dochází pak ke snížení krevního tlaku a narušení tvorby akčního potenciálu excitabilních buněk. Zatímco nadbytek sodíku vede k hypertenzi, onemocnění ledvin a dokonce mrtvici.
5. Chlór je primární aniont nacházející se v těle. Aktivně se účastní trávicích procesů, protože kyselina chlorovodíková (HCl) přítomná v žaludku je nezbytnou složkou pro udržení správného prostředí pro podporu práce enzymů, jako je pepsin . Je také aktivátorem dalších enzymů, včetně slinné amylázy. Jeho nedostatek vede k narušení rovnováhy voda-elektrolyt, procesům souvisejícím s trávením a dýcháním. Může to být složka zodpovědná za narušení procesů růstu a hubnutí. Nadbytek se může projevit poruchami na straně nervosvalového systému.

Mikroprvky

Na rozdíl od makroprvků jsou mikroprvky sloučeniny přítomné v rostlinných a živočišných organismech ve stopovém množství . Obvykle tvoří maximálně 0,01 %sušiny rostlin. Stejně jako makroprvky jsou však pro správné fungování těla nezbytné. Jejich distribuce v těle je přibližně 0,02 %železa (Fe), 0,04 %hořčíku (Mg) s ještě menším množstvím manganu (Mn), mědi (Cu), zinku (Zn), jódu (I), fluoru (F), chrom (Cr), mangan (Mn), molybden (Mo) a selen (Se). U lidí není poptávka po mikroelementech vyšší než 100 mg denně. Jsou součástí enzymů, tělesných tekutin a tkáňových stavitelů, zejména kostní tkáně.

Výskyt, úloha a účinky abnormálního množství vybraných mikroelementů v lidském těle

1. Fluor je primárně součástí fluorohydroxyapatitu, minerálního stavebního kamene zubů a kostí . Jeho nedostatek vede především k onemocněním zubů – vzniku kazů a kazů a vysoké teplotní citlivosti. Nepříznivě ovlivňuje i rovnováhu makroprvků – fosforu a vápníku. Může být také příčinou oslabení kostí a výskytu souvisejících onemocnění, jako je osteoporóza. V nadměrném množství je fluor toxický.
2. Železo je součástí hemoproteinů, cytochromů a mnoha dalších enzymů. Jako složka hemoglobinu se podílí na procesech přenosu kyslíku v těle . Kromě toho je zodpovědný za to, že v něm váže oxid uhličitý a vylučuje ho z těla. Důsledkem nedostatku může být narušení dýchacích procesů, chudokrevnost, celková tělesná slabost, bolesti hlavy a srdeční arytmie. V extrémních případech vede k opoždění duševního a fyzického vývoje.
3. Jód je bioprvek, který se nachází především v hormonech tyroxinu a trijodtyroninu. Zodpovídá za normální činnost štítné žlázy a jeho nedostatek vede k charakteristickému příznaku – zvětšené strumě, která má za následek nedostatečnou tvorbu TSH . To je doprovázeno zpomaleným metabolismem a rychlým přibíráním na váze, neustálou slabostí, letargií, pocitem chladu, oslabenou imunitou a zácpou. Zatímco nadbytek jódu v těle vede k hypertyreóze, zvýšenému bronchiálnímu hlenu a kožním lézím. V extrémních případech se objevují příznaky jako pálení v ústech, krku a žaludku, dále gastrointestinální poruchy, proteinurie a vážné srdeční potíže. Ženy s nedostatkem jódu mohou zaznamenat poruchy měsíčního menstruačního cyklu a reprodukce. Dostatek jódu zesiluje sexuální touhu a podporuje tvorbu gamet.
4. Zinek je součástí aktivního centra enzymů, jako je RNA polymeráza a enzymů regulujících metabolismus bílkovin a sacharidů. Je zodpovědný za normální metabolismus bílkovin, sacharidů, tuků a alkoholů . Poskytuje jakousi antioxidační bariéru, která chrání tělo před volnými radikály. Přispívá k udržení zdravých vlasů, nehtů a pokožky a chrání pokožku před bakteriálním akné. Jeho nedostatek narušuje fungování gonád a zhoršuje hojení ran. Někdy způsobuje poruchy těhotenství a špatný vývoj plodu. U dětí může vést k opoždění vývoje a nedostatečnému rozvoji genitálií. Přebytek se ukládá v játrech a může přispět ke snížení HDL frakce cholesterolu. Kromě toho se může objevit nevolnost a zácpa a mezi akutní příznaky patří silná bolest žaludku a snížená chuť k jídlu.