Биогенные элементы

Биогенные элементы в организме человека

Очевидно, что важно не только количество, но и качество биоэлементов. Стоит знать, что они включают, в частности, в состав костной ткани, жидкостей организма, некоторых ферментов и высокоэнергетических соединений, а также регулируют функции органов и систем.

Наиболее качественные и полезные для человека элементы — это те, которые организм получает непосредственно естественным путем, и те, которые потребляются в виде продуктов с низкой степенью обработки. Обычно они представлены в виде жидкостей, настоев лекарственных трав, сырых овощей и фруктов или семян. В таких формах биоэлементы наиболее легко усваиваются и в то же время практически не вызывают передозировки.

По сравнению с природными источниками, прием этих элементов в виде синтетических препаратов или добавок приводит к гораздо меньшей биодоступности и часто вызывает проблемы с переносимостью. Кроме того, их неправильное использование может привести к передозировке и последующему ухудшению здоровья. Это связано с тем, что не только недостаток, но и избыток биоэлементов приводит к серьезным последствиям и изменениям в физиологических функциях. Каждая из этих ситуаций — избыток и недостаток биогенных элементов — приводит к дисфункции организма, то есть к болезни.

Биогены

Все элементы, необходимые для правильного развития и функционирования живых организмов, называются биогенами. Основные из них — те, что входят в состав белков, нуклеиновых кислот и многочисленных органических соединений, из которых состоят все организмы. К ним относятся углерод, водород, азот и кислород. Однако существует множество других важных биоэлементов, например:

• Фосфор, который в окисленной форме образует соединения, входящие в состав нуклеиновых кислот, а также формирует энергетическую систему клетки.
• Сера, которая является одним из строительных блоков двух важных для организмов аминокислот — цистина и метионина. Кроме того, взаимодействие между -SH-группами этих аминокислот в виде дисульфидных мостиков позволяет поддерживать третичную структуру белков.

Исходя из количества, в котором они встречаются в живых организмах, биоэлементы можно разделить на три группы — микроэлементы, макроэлементы и ультраэлементы.

Макроэлементы

Это биоэлементы, которые необходимы для правильного функционирования организмов и содержатся в относительно больших количествах. Этот термин обычно относится к элементам, суточная потребность в которых для нормального развития человека составляет более 100 мг в день. Считается, что на них приходится не менее 0,1% массы человека, а их процентное распределение должно быть примерно таким: 65,04% кислорода (O), 18,25% углерода (C), 10,05% водорода (H), 2,65% азота (N), 1,4% кальция (Ca), 0,81% фосфора (P), 0,27% калия (K), 0,26% натрия (Na), 0,25% хлора (Cl) и 0,21% серы (S). На долю этой группы химических компонентов в растениях приходится более 0,1% сухого вещества.

При их недостатке нарушаются жизненно важные функции, и растения погибают. В человеческом организме это элементы, входящие в состав ключевых органических соединений, таких как белки, липиды и углеводы. Макроэлементы высвобождаются в пищеварительном тракте после приема пищи, затем поступают в кровь в виде ионов, откуда транспортируются ко всем клеткам и тканям.

На их биодоступность влияют различные факторы, например, наличие витаминов или рН среды. И наоборот, такие соединения, как щавелевая кислота, фитаты или избыточное количество пищевых волокон и жиров, неблагоприятны для усвоения макроэлементов.

Возникновение, роль и последствия аномальных количеств отдельных макроэлементов в организме человека

1. Азот входит в состав аминогрупп аминокислот, из которых состоят белки, присутствует в кольцах пуринов и пиримидинов, из которых состоят нуклеиновые кислоты, а также является компонентом многочисленных пигментов, ауксинов, алкалоидов и витаминов. В организме человека дефицит азота нарушает обмен веществ и общие жизненные функции.
2. Кальций — важнейший строительный элемент костей, активатор ферментов, фактор, отвечающий за свертываемость крови, и регулятор возбудимости клеток нервной и мышечной тканей. При недостатке этого элемента очень часто возникают симптомы аномального развития и функционирования скелетной системы — например, повышенная хрупкость костей или остеопороз. Кроме того, у людей с пониженным содержанием кальция наблюдаются кариес, пародонтит, нарушения свертываемости крови и даже патофизиологическое состояние под названием тетания, характеризующееся чрезмерными мышечными сокращениями. На быструю потерю кальция влияют избыток соли, высокое потребление кофеина и алкоголя, а также другие факторы. Избыток этого биоэлемента может привести к образованию камней в почках.
3. Калий — компонент, отвечающий за многие функции организма. Он является регулятором осмотического давления в клетке и интенсивности транспирации. Он отвечает за поддержание мембранного потенциала и возбудимого состояния клетки. Он участвует в активации ферментов и играет важную роль в никтических и сейсмических движениях целых органов. При дефиците калия у пациентов наблюдаются нарушения функции гладкой и скелетной мускулатуры, снижение сократительной способности сердечной мышцы, аритмия и повышение кислотности. Напротив, превышение нормы более чем на 18 г вызывает остановку сердца.
4. Натрий — компонент, влияющий на потенциал действия возбудимых клеток и осмотическое давление внеклеточной жидкости. Оказывает ощелачивающее действие, улучшает и регулирует транспортную активность питательных веществ, поддерживает функции мышц и нервов. Очень редко встречается дефицит натрия. Доведение организма до такого состояния приводит к быстрому обезвоживанию из-за повышенного выделения мочи. При этом происходит снижение артериального давления и нарушение формирования потенциала действия возбудимых клеток. Избыток натрия, напротив, приводит к гипертонии, заболеваниям почек и даже инсульту.
5. Хлор — основной анион, содержащийся в организме. Он принимает активное участие в процессах пищеварения, поскольку соляная кислота (HCl), присутствующая в желудке, является необходимым компонентом для поддержания правильной среды, способствующей работе ферментов, таких как пепсин. Он также является активатором других ферментов, в том числе слюнной амилазы. Его недостаток приводит к нарушению водно-электролитного баланса, процессов, связанных с пищеварением и дыханием. Возможно, именно этот компонент отвечает за нарушение процессов роста и снижения веса. Избыток может проявляться в виде нарушений со стороны нервно-мышечной системы.

Микроэлементы

В отличие от макроэлементов, микроэлементы — это соединения, присутствующие в растительных и животных организмах в следовых количествах. Обычно на них приходится не более 0,01% сухого вещества растений. Однако, как и макроэлементы, они необходимы организму для нормального функционирования. Их распределение в организме составляет примерно 0,02% железа (Fe), 0,04% магния (Mg) и еще меньшее количество марганца (Mn), меди (Cu), цинка (Zn), йода (I), фтора (F), хрома (Cr), марганца (Mn), молибдена (Mo) и селена (Se).

Для человека потребность в микроэлементе составляет не более 100 мг в день. Они являются компонентами ферментов, жидкостей организма и строителей тканей, особенно костной.

Возникновение, роль и влияние аномальных количеств отдельных микроэлементов в организме человека.

1. Фтор является главным компонентом фторгидроксиапатита — минерального строительного блока зубов и костей. Его недостаток в основном приводит к заболеваниям зубов — возникновению кариеса и полостей, а также к повышенной чувствительности к температуре. Он также негативно влияет на макроорганизмы фосфора и кальция. Он также может быть причиной ослабления костей и возникновения сопутствующих заболеваний, таких как остеопороз. В избыточных количествах фтор токсичен.
2. Железо входит в состав гемопротеинов, цитохромов и многих других ферментов. Являясь компонентом гемоглобина, оно участвует в процессах переноса кислорода в организме. Кроме того, оно отвечает за связывание углекислого газа в организме и его выведение из организма. Последствиями дефицита могут быть нарушение дыхательных процессов, анемия, общая слабость организма, головные боли и сердечная аритмия. В крайних случаях это приводит к задержке умственного и физического развития.
3. Йод — биоэлемент, содержащийся в основном в гормонах тироксине и трийодтиронине. Он отвечает за нормальное функционирование щитовидной железы, и его недостаток приводит к характерному симптому — увеличению силы воли, что является следствием слишком низкой выработки TSH. Это сопровождается замедлением обмена веществ и быстрым набором веса, постоянной слабостью, вялостью, ощущением холода, снижением иммунитета и запорами. Напротив, избыток йода в организме приводит к гипертиреозу, увеличению количества бронхиальной слизи и поражению кожи. В крайних случаях возникают такие симптомы, как жжение во рту, горле и желудке, а также желудочно-кишечные расстройства, протеинурия и серьезные сердечные заболевания. У женщин с дефицитом йода могут наблюдаться нарушения месячных циклов и репродуктивной функции. Достаточное количество йода усиливает половое влечение и способствует выработке половых клеток.
4. Цинк входит в состав активного центра таких ферментов, как РНК-полимераза и ферменты, регулирующие белковый и углеводный обмен. Он отвечает за нормальный метаболизм белков, углеводов, жиров и спиртов. Он создает своеобразный антиоксидантный барьер, защищающий организм от свободных радикалов. Он влияет на поддержание здоровья волос, ногтей и кожи и защищает цвет лица от появления бактериальных прыщей. Его недостаток нарушает гонадную функцию и значительно затрудняет заживление ран. Иногда он является причиной нарушений беременности и плохого развития плода. У детей это может привести к задержке развития и недоразвитию половых органов. Его избыток откладывается в печени и может приводить к снижению уровня холестерина ЛПВП. Кроме того, могут возникать тошнота и запоры, а острые симптомы включают сильную боль в животе и снижение аппетита.