Biogénne prvky

Biogénne prvky v ľudskom tele

Je jasné, že dôležité nie je len dodávané množstvo, ale aj kvalita bioprvkov . Stojí za to vedieť, že sú súčasťou okrem iného kostného tkaniva, telesných tekutín, niektorých enzýmov a vysokoenergetických zlúčenín a regulujú orgánové a systémové funkcie. Pre človeka sú kvalitatívne najprospešnejšie prvky , ktoré telo získava priamo prirodzenou cestou a tie, ktoré prijíma vo forme nízko spracovaných potravín . Zvyčajne sú vo forme tekutín, nálevov z liečivých bylín, surovej zeleniny a ovocia alebo semienok. V týchto formách sa bioprvky najľahšie vstrebávajú a zároveň je prakticky nemožné ich predávkovať. V porovnaní s prírodnými zdrojmi má užívanie týchto prvkov vo forme syntetických liekov alebo doplnkov za následok oveľa nižšiu biologickú dostupnosť a často problémy s toleranciou . Navyše ich nevhodné užívanie môže viesť k predávkovaniu a následnému zhoršeniu zdravotného stavu. Závažné dôsledky a zmeny fyziologických funkcií má totiž nielen nedostatok bioprvkov, ale aj nadbytok bioprvkov. Každá z týchto situácií – nadbytok a nedostatok biogénnych prvkov – vedie k dysfunkcii organizmu, teda ochoreniu.

Biogény

Všetky prvky potrebné pre správny vývoj a fungovanie živých organizmov sa nazývajú biogény . Kľúčové sú tie, ktoré sú súčasťou bielkovín, nukleových kyselín a mnohých organických zlúčenín, ktoré tvoria všetky organizmy. Patria sem uhlík, vodík, dusík a kyslík . Existuje však oveľa viac dôležitých biologických prvkov, napríklad:

• Fosfor , ktorý vo svojej oxidovanej forme tvorí zlúčeniny nachádzajúce sa v nukleových kyselinách a tiež tvorí energetický systém bunky.
• Síra , ktorá je jedným zo stavebných kameňov dvoch dôležitých aminokyselín pre organizmy – cystínu a metionínu. Okrem toho interakcie medzi -SH skupinami týchto aminokyselín vo forme disulfidových mostíkov umožňujú zachovanie terciárnej štruktúry proteínov.

Na základe množstva, v akom sa vyskytujú v živých organizmoch, možno bioprvky rozdeliť do troch skupín – mikroprvky, makroprvky a ultrastopové prvky.

Makroelementy

Ide o bioprvky, ktoré sú nevyhnutné pre správne fungovanie organizmov a nachádzajú sa v pomerne veľkom množstve . Tento termín sa vo všeobecnosti vzťahuje na prvky, ktorých denná potreba ľudskej stravy je viac ako 100 mg denne na normálny vývoj. Odhaduje sa, že tvoria nie menej ako 0,1 %ľudskej hmotnosti a ich percentuálne rozdelenie by malo byť približne: 65,04 %kyslíka (O), 18,25 %uhlíka (C), 10,05 %vodíka (H), 2,65 %dusíka (N ), 1,4 %vápnika (Ca), 0,81 %fosforu (P), 0,27 %draslíka (K), 0,26 %sodíka (Na), 0,25 %chlóru (Cl) a 0,21 %síry (S). Táto skupina chemických zložiek v rastlinách tvorí viac ako 0,1 %sušiny. Ak je ich nedostatok, životne dôležité funkcie sú narušené a rastliny odumierajú . V ľudskom tele sú to prvky, ktoré sú súčasťou kľúčových organických zlúčenín, ako sú bielkoviny , lipidy a sacharidy. Makroelementy sa po požití uvoľňujú v tráviacom trakte, následne sa vo forme iónov dostávajú do krvného obehu, odkiaľ sú transportované do všetkých buniek a tkanív. Ich biologickú dostupnosť ovplyvňujú rôzne faktory, napríklad prítomnosť vitamínov alebo pH prostredia. Naopak zlúčeniny ako kyselina šťaveľová, fytáty alebo nadmerné množstvo vlákniny a tukov z potravy sú nepriaznivé pre vstrebávanie makroprvkov.

Výskyt, úloha a účinky abnormálneho množstva vybraných makroprvkov v ľudskom organizme

1. Dusík je súčasťou aminoskupiny aminokyselín, ktoré tvoria proteíny , je prítomný v kruhoch purínov a pyrimidínov, ktoré tvoria nukleové kyseliny, a je tiež súčasťou mnohých pigmentov, auxínov, alkaloidov a vitamínov. Nedostatok dusíka v ľudskom tele zhoršuje metabolizmus a celkové životné funkcie.
2. Vápnik je základným stavebným kameňom kostí, aktivátorom enzýmov, faktorom zodpovedným za zrážanie krvi a regulátorom dráždivosti buniek v nervových a svalových tkanivách . Pri nedostatku tohto prvku sú veľmi časté príznaky abnormálneho vývoja a funkcie kostrového systému – ako je zvýšená krehkosť kostí alebo osteoporóza. Okrem toho sa u ľudí so zníženým obsahom vápnika pozoroval vznik zubného kazu, paradentóza, poruchy zrážanlivosti krvi a dokonca aj patofyziologický stav nazývaný tetánia, ktorý sa vyznačuje nadmernými svalovými kontrakciami. Rýchly úbytok vápnika je okrem iných faktorov ovplyvnený nadbytkom soli, vysokou spotrebou kofeínu a alkoholom. Nadbytok tohto bioprvku môže viesť k tvorbe obličkových kameňov.
3. Draslík je zložka zodpovedná za mnohé funkcie v tele. Je regulátorom osmotického tlaku bunky a regulátorom intenzity transpirácie . Je zodpovedný za udržiavanie membránového potenciálu a excitabilného stavu bunky. Podieľa sa na aktivácii enzýmov a hrá dôležitú úlohu pri nyktinastických a seizmonastických pohyboch celých orgánov. V prípade nedostatku draslíka sa pozoruje abnormálna funkcia hladkého a kostrového svalstva, ako aj znížená kontraktilita srdcového svalu, arytmia a prekyslenie organizmu. Naopak, nadbytok nad 18 g spôsobuje zástavu srdca.
4. Sodík je zložka, ktorá ovplyvňuje akčný potenciál excitabilných buniek a osmotický tlak extracelulárnej tekutiny. Pôsobí alkalizujúco, zlepšuje a reguluje transport živín a udržiava funkciu svalov a nervov . Existujú veľmi zriedkavé prípady nedostatku sodíka. Uvedenie tela do takéhoto stavu má za následok rýchlu dehydratáciu v dôsledku zvýšeného vylučovania moču. Potom dochádza k zníženiu krvného tlaku a k narušeniu tvorby akčného potenciálu excitabilných buniek. Zatiaľ čo nadbytok sodíka vedie k hypertenzii, ochoreniu obličiek a dokonca mŕtvici.
5. Chlór je primárny anión nachádzajúci sa v tele. Aktívne sa podieľa na tráviacich procesoch, pretože kyselina chlorovodíková (HCl) prítomná v žalúdku je nevyhnutnou zložkou pri udržiavaní správneho prostredia na podporu práce enzýmov, ako je pepsín . Je tiež aktivátorom iných enzýmov, vrátane slinnej amylázy. Jeho nedostatok vedie k narušeniu vodno-elektrolytovej rovnováhy, procesov súvisiacich s trávením a dýchaním. Môže to byť zložka zodpovedná za narušenie procesov rastu a chudnutia. Nadbytok sa môže prejaviť poruchami na strane nervovosvalového systému.

Mikroprvky

Na rozdiel od makroelementov sú mikroelementy zlúčeniny prítomné v rastlinných a živočíšnych organizmoch v stopových množstvách . Zvyčajne tvoria maximálne 0,01 %sušiny rastlín. Rovnako ako makroprvky sú však nevyhnutné pre správne fungovanie organizmu. Ich distribúcia v organizme je približne 0,02 %železa (Fe), 0,04 %horčíka (Mg) s ešte menším množstvom mangánu (Mn), medi (Cu), zinku (Zn), jódu (I), fluóru (F), chróm (Cr), mangán (Mn), molybdén (Mo) a selén (Se). U ľudí nie je dopyt po mikroelementoch väčší ako 100 mg denne. Sú súčasťou enzýmov, telesných tekutín a staviteľov tkanív, najmä kostného tkaniva.

Výskyt, úloha a účinky abnormálneho množstva vybraných mikroelementov v ľudskom organizme

1. Fluorid je primárne súčasťou fluórhydroxyapatitu, minerálneho stavebného kameňa zubov a kostí . Jeho nedostatok vedie najmä k zubným ochoreniam – vzniku kazov a kazov a vysokej citlivosti na teplotu. Nepriaznivo ovplyvňuje aj rovnováhu makroprvkov – fosforu a vápnika. Môže byť aj príčinou oslabenia kostí a výskytu súvisiacich ochorení, ako je napríklad osteoporóza. V nadmernom množstve je fluorid toxický.
2. Železo je súčasťou hemoproteínov, cytochrómov a mnohých ďalších enzýmov. Ako zložka hemoglobínu sa podieľa na procesoch prenosu kyslíka v tele . Okrem toho je zodpovedný za viazanie oxidu uhličitého v ňom a jeho vylučovanie z tela. Dôsledky nedostatku môžu zahŕňať narušenie dýchacích procesov, anémiu, celkovú slabosť organizmu, bolesti hlavy a srdcovú arytmiu. V extrémnych prípadoch vedie k oneskoreniu duševného a fyzického vývoja.
3. Jód je bioprvok, ktorý sa nachádza najmä v hormónoch tyroxín a trijódtyronín. Je zodpovedný za normálnu činnosť štítnej žľazy a jeho nedostatok vedie k charakteristickému príznaku – zväčšenej strume, čo má za následok nedostatočnú tvorbu TSH . To je sprevádzané spomaleným metabolizmom a rýchlym priberaním, neustálou slabosťou, letargiou, pocitom chladu, oslabenou imunitou a zápchou. Zatiaľ čo nadbytok jódu v tele vedie k hypertyreóze, zvýšenému hlienu priedušiek a kožným léziám. V extrémnych prípadoch sa vyskytujú príznaky ako pálenie v ústach, hrdle a žalúdku, ako aj gastrointestinálne poruchy, proteinúria a vážne srdcové ťažkosti. U žien s nedostatkom jódu sa môžu vyskytnúť poruchy mesačného menštruačného cyklu a reprodukcie. Dostatok jódu zvyšuje sexuálnu túžbu a podporuje tvorbu gamét.
4. Zinok je súčasťou aktívneho centra enzýmov, ako je RNA polymeráza a enzýmy regulujúce metabolizmus bielkovín a sacharidov. Je zodpovedný za normálny metabolizmus bielkovín, sacharidov, tukov a alkoholov . Poskytuje akúsi antioxidačnú bariéru na ochranu tela pred voľnými radikálmi. Prispieva k udržaniu zdravých vlasov, nechtov a pokožky a chráni pokožku pred bakteriálnym akné. Jeho nedostatok bráni fungovaniu pohlavných žliaz a zhoršuje hojenie rán. Niekedy spôsobuje poruchy tehotenstva a zlý vývoj plodu. U detí môže viesť k oneskoreniu vývoja a nedostatočnému rozvoju genitálií. Prebytok sa ukladá v pečeni a môže prispieť k zníženiu frakcie HDL cholesterolu. Okrem toho sa môže objaviť nevoľnosť a zápcha, medzi akútne príznaky patrí silná bolesť žalúdka a znížená chuť do jedla.