Макроэлементами являются натрий, калий, магний, фосфор. Калий и натрий играют огромную роль в поддержании электролитного обмена. Они абсолютно необходимы для нормальной работы мышцы сердца, но при одном условии: соотношение этих макроэлементов должно быть на строго определенном уровне. Калий и натрий как бы дополняют друг друга: первый является внутриклеточным ионом, второй - внеклеточным. К сожалению, в организм современного человека нередко больше поступает солей натрия. Здесь речь прежде всего идет о любителях соленых блюд. В этом случае может возникнуть как абсолютная, так и относительная недостаточность солей калия. При хроническом дефиците калия могут возникнуть различного рода сердечные аритмии. Избыток солей натрия часто приводит к задержке в организме жидкости, возникновению отеков, что еще больше усугубляет сердечную недостаточность. Вот почему больным сердечной недостаточностью рекомендуют ограничить прием соленого.

Кстати, растительная и животная пища, которую мы употребляем, как правило, содержит достаточное для удовлетворения суточной потребности человека количество солей натрия и в принципе нет необходимости досаливать натуральную пищу. А вот продукты, богатые калием (сухие фрукты, капуста, особенно морская, мука грубого помола, картофель), следует регулярно употреблять.

Кальций и фосфор являются составными частями костного скелета, в построении которого они играют главную роль. Соли кальция необходимы для нормальной функции сердца и мышц. Фосфор же в биологическом аспекте по праву можно назвать наиболее жизненно важным элементом. Он входит в состав важнейших аминокислот, участвующих в синтезе генетических структур. Этот элемент является необходимым для нормальной работы нервных клеток. Активность кальция и фосфора зависит от строго определенного их соотношения в тканях организма, которое, кстати, осуществляется при наличии витамина Д. Весьма богаты кальцием молочные продукты, а фосфором - рыба, печень, яйца, сыр, молоко.

Магний - элемент, благодаря которому осуществляется проводимость по волокнам нервной системы. Он необходим и для нормальной работы сердца и костного скелета. Этот элемент регулирует просвет кровеносных сосудов, а также работу кишечника. Дефицит магния в организме нарушает функцию сердечно-сосудистой и мочевыделительной систем. Значительное количество его имеется в таких продуктах, как горох, фасоль, крупы гречневая и овсяная. При сердечно-сосудистых заболеваниях, особенно протекающих на фоне атеросклероза, хороший эффект дают так называемые магниевые диеты.

Kaзьмин B.Д.

Существуют различные функции микроэлементов в организме человека в различных сферах жизнедеятельности. Многие из них являются источниками энергии и способности проводить электрические импульсы. При нарушении электролитного баланса могут возникать перебои в работе сердечнососудистой системы, меняться кислотно-щелочной баланс крови и происходить другие патологические изменения.

С древних времен на Руси существует обычай встречать гостей хлебом-солью, и неспроста. Рацион, в том числе диетический, должен включать достаточное количество минеральных веществ, поскольку их нехватка обычно вызывает различные заболевания. Так, животные, которые не могут пополнить запасы нужных им солей, вскоре погибают. Растения черпают соли из почвы, особенности которой, естественно, сказываются на минеральном составе самих растений, что косвенным образом влияет и на состав тела травоядных. Впрочем, избыток этих веществ также чреват тяжелыми расстройствами здоровья.

Все минеральные вещества принято разделять на микро- и макроэлементы.

Минеральные вещества - неорганические химические элементы, входящие в состав организма и являющиеся компонентами пищи. В настоящее время незаменимыми считаются 16 таких элементов. Минеральные вещества столь же необходимы человеку, как и витамины. Более того, многие витамины и минеральные вещества работают в тесном взаимодействии между собой.

Потребность организма в макроэлементах - натрии, калии, фосфоре и др. - значительна: от сотен миллиграммов до нескольких граммов.

Потребность человека в микроэлементах - железе, меди, цинке и др. - чрезвычайно мала: она измеряется тысячными долями грамма (микрограммами).

Таблица: макроэлементы в организме человека и их роль

Макроэлементы в организме человека - это калий, натрий, кальций, магний, фосфор, хлор. Биологическая роль макроэлементов, потребность организма в них, признаки дефицита и основные источники представлены в таблице.

Таблица макроэлементов включает в себя их основные виды и разновидности, среди которых находятся важнейшие элементы. При внимательном изучении данных вам станет понятна роль макроэлементов в организме человека.

Таблица - Роль и источники незаменимых макроэлементов, потребность в них организма и признаки дефицита:

В тканях присутствует очень много минеральных веществ, в том числе макроэлементов, в связи, с чем их приходится потреблять вместе с пищей. При этом следует соблюдать баланс между отдельными химическими веществами. Так, соотношение между кальцием, фосфором и магнием, рекомендованное для взрослых людей, составляет 1:1,5:0,5. У детей первого года жизни пропорция между кальцием и фосфором изменяется на 2:1, что соответствует химическому составу женского молока и его заменителей.

Таблица: микроэлементы и их роль в организме человека

Роль микроэлементов в организме человека заключается в том, что они также выполняют важные функции в организме, и при их дефиците развиваются очень тяжелые нарушения и даже заболевания. Предлагаем таблицу микроэлементов в организме человека с указанием признаков их дефицита.

Таблица - Роль и источники незаменимых микроэлементов, потребность в них организма и признаки дефицита:

Рацион значительной части людей, особенно детей, беременных и кормящих женщин, не обеспечивает достаточного поступления в организм ряда важнейших минеральных веществ: кальция, магния, железа, йода. Существует опасность дефицита и таких микроэлементов, как цинк, фтор и некоторые другие.

Чтобы регулярно удовлетворять потребность во всех необходимых макро- и микроэлементах, рацион питания должен быть разнообразным, включающим продукты, которые богаты этими биологически ценными веществами.

Еще больше по теме

Для обеспечения оптимальной деятельности организма в нем присутствуют различные минералы. Они разделены на две категории. Макроэлементы присутствуют в объеме большем - 0,01%, а микроэлементов содержится меньше 0,001%. Однако вторые, несмотря на такую концентрацию, имеют особую ценность. Далее разберемся, какие присутствуют микроэлементы в организме человека, что это такое и для чего они нужны.

Общие сведения

Роль микроэлементов в организме человека достаточно велика. Эти соединения обеспечивают нормальное течение почти всех биохимических процессов. Если содержание микроэлементов в организме человека находится в пределах нормы, то все системы будут функционировать стабильно. Согласно статистике, около двух миллиардов людей на планете страдают от дефицита этих соединений. Недостаток микроэлементов в организме человека приводит к умственной отсталости, слепоте. Многие младенцы при дефиците минералов погибают, едва появившись на свет.

Значение микроэлементов в организме человека

Соединения прежде всего отвечают за формирование и развитие ЦНС. Роль микроэлементов в организме человека распределяется и на уменьшение числа наиболее распространенных внутриутробных нарушений при образовании сердечно-сосудистой системы. Каждое соединение оказывает влияние на определенную область. Немаловажным является значение микроэлементов в организме человека при формировании защитных сил. Например, у людей, которые получают минералы в необходимом количестве, многие патологии (кишечные инфекции, корь, грипп и прочие) протекают гораздо легче.

Основные источники минералов

Макро- и микроэлементы, витамины присутствуют в продуктах животного и растительного происхождения. В современных условиях соединения можно синтезировать в лабораторных условиях. Однако проникновение минералов с растительной либо животной пищей приносит гораздо больше пользы, чем применение соединений, полученных в процессе синтеза. Основные микроэлементы в организме человека - это бром, бор, ванадий, йод, железо, марганец, медь. В обеспечении жизнедеятельности участвуют кобальт, никель, молибден, селен, хром, фтор, цинк. Далее рассмотрим подробнее, как действуют эти микроэлементы в организме человека и их значение для здоровья.

Бор

Данный элемент присутствует практически во всех тканях и органах человека. Больше всего бора обнаруживается в костях скелета, зубной эмали. Элемент оказывает благоприятное влияние на весь организм, в целом. За счет него работа эндокринных желез становится более стабильной, формирование скелета - более правильным. Кроме того, повышается концентрация половых гормонов, что имеет особое значение для женщин в период климакса. Бор присутствует в сое, гречке, кукурузе, рисе, свекле, бобовых. При недостатке данного элемента отмечаются гормональные сбои. У женщин это чревато развитием таких патологий, как остеопороз, миома, рак, эрозии. Высок риск появления мочекаменной болезни и нарушений в работе суставов.

Бром

Этот элемент оказывает влияние на правильную активность щитовидной железы, участвует в функционировании ЦНС, усиливает процессы торможения. К примеру, у человека, принимающего препарат, содержащий бром, снижается половое влечение. Этот элемент присутствует в таких продуктах, как орехи, бобовые, зерновые. При дефиците брома в организме нарушается сон, снижается уровень гемоглобина.

Ванадий

Этот элемент принимает участие в регулировании деятельности сосудов и сердца. Ванадий способствует стабилизации концентрации холестерина. Это, в свою очередь, снижает вероятность возникновения атеросклероза, а также уменьшаются опухоли и отечность. Элемент нормализует работу печени и почек, способствует улучшению зрения. Ванадий участвует в регулировании в крови глюкозы и гемоглобина. Элемент присутствует в злаковых, редисе, рисе, картофеле. При дефиците ванадия повышается концентрация холестерина. Это чревато развитием атеросклероза и сахарного диабета.

Железо

Этот микроэлемент является одним из компонентов гемоглобина. Железо отвечает за формирование кровяных телец и участвует в клеточном дыхании. Этот элемент присутствует в горчице, тыквенных семечках, гранате, кунжуте, яблоках, лесных орехах, морской капусте. Состояние клеток кожи, ротовой полости, кишечника и желудка напрямую зависит от концентрации железа. При недостатке этого элемента отмечается быстрая утомляемость, ухудшение состояния ногтевых пластин. Кожа при этом становится сухой, грубеет, во рту часто пересыхает, развивается анемия. В некоторых случаях могут изменяться вкусовые ощущения.

Йод

Этот микроэлемент принимает участие в выработке тироксина - гормона щитовидной железы. В ней присутствует большая часть (порядка 15 из 25 мг) йода. Если этого элемента будет в организме достаточно, то работа простаты, яичников, печени, почек будет проходить без нарушений. Йод присутствует в пшенице, молочных продуктах, шампиньонах, водорослях, ржи, фасоли, шпинате. При дефиците элемента отмечается увеличение щитовидки (зоб), мышечная слабость, замедление в развитии умственных способностей, дистрофические изменения.

Кобальт

Этот элемент является составной частью процесса образования кровяных клеток. Кобальт принимает участие в формировании витамина В 12 и производстве инсулина. Элемент присутствует в бобовых, сое, груше, соли, манной крупе. При дефиците кобальта может начаться анемия, человек быстрее утомляется и все время хочет спать.

Марганец

Данный элемент отвечает за состояние костей, репродуктивной функции, участвует в регулировании деятельности ЦНС. Благодаря марганцу повышается потенция, под его воздействием активнее проявляются рефлексы мускулатуры. Элемент способствует снижению нервного напряжения и раздражения. Марганец присутствует в имбире, орехах. При дефиците элемента нарушается процесс окостенения скелета, начинают деформироваться суставы.

Медь

В большом количестве этот элемент обнаруживается в печени. Медь является компонентом меланина, принимает участие в выработке коллагена и пигментации. С помощью меди процесс усвоения железа проходит гораздо лучше. Элемент присутствует в подсолнухе, морской капусте, кунжуте, какао. При дефиците меди наблюдается анемия, снижение веса, облысение. Также уменьшается уровень гемоглобина, начинают развиваться дерматозы разной природы.

Молибден

Этот элемент является основой фермента, участвующего в утилизации железа. Данный процесс предотвращает развитие анемии. Молибден присутствует в соли, зерновых, бобовых. Последствия дефицита элемента в организме на сегодня изучены недостаточно.

Никель

Участвует в формировании кровяных клеток и насыщении их кислородом. Никель также регулирует жировой обмен, гормональный уровень, понижает артериальное давление. Элемент присутствует в кукурузе, груше, сое, яблоках, чечевице и прочих бобовых.

Селен

Этот элемент - антиоксидант. Он препятствует росту аномальных клеток, тем самым предупреждая возникновение и распространение рака. Селен обеспечивает защиту организма от негативного действия тяжелых металлов. Он необходим для выработки белков, нормальной и стабильной работы щитовидки и поджелудочной железы. Селен присутствует в составе семенной жидкости, а также поддерживает детородную функцию. Микроэлемент содержится в пшенице и ее зародышах, семечках подсолнуха. При его дефиците повышается риск развития аллергий, дисбактериоза, рассеянного склероза, инфаркта.

Фтор

Этот элемент участвует в формировании зубной эмали и ткани. Элемент присутствует в просе, орехах, тыкве, изюме. При дефиците фтора наблюдается постоянный кариес.

Хром

Данный микроэлемент оказывает влияние на ускоренное формирование инсулина. Хром также улучшает углеводный обмен. Микроэлемент присутствует в свекле, редисе, персике, сое, грибах. В случае дефицита хрома отмечается ухудшение состояния волос, ногтей, костей.

Цинк

Этот микроэлемент регулирует множество важных процессов в организме. К примеру, он участвует в метаболизме, работе репродуктивной системы, формировании клеток крови. Цинк присутствует в кунжуте. При его дефиците появляются человек быстро утомляется, становится подвержен аллергиям и инфекционным патологиям.

Совместимость с витаминами

В процессе усвоения микроэлементов происходит их взаимодействие с разными соединениями, в том числе, поступающими извне. В этом случае имеют место различные комбинации. Одни из них обладают благотворным воздействием на другие - способствуют взаимному разрушению, а третьи отличаются нейтральным влиянием друг на друга. В таблице, представленной ниже, можно увидеть совместимые витамины и микроэлементы в организме человека.

Таблица 1

В следующей таблице указаны несовместимые соединения и микроэлементы в организме человека.

Таблица 2

В существующих сегодня мультивитаминных и минеральных комплексах присутствуют те или иные сочетания в определенных пропорциях. В случае необходимости принимать такого рода препараты следует предварительно проконсультироваться с доктором и внимательно прочитать аннотацию. Не стоит забывать, что влияние микроэлементов на организм человека может быть не только положительным. При неграмотном приеме препаратов вероятны серьезные последствия.

Макроэлементы - это элементы, которые содержатся в организме человека в относительно больших количествах. К ним относятся натрий, кальций, магний, калий, хлор, фосфор, сера, азот, углерод, кислород, водород.

В теле взрослого человека содержится порядка 4 граммов железа, 100 г натрия, 140 г калия, 700 г фосфора и 1 кг кальция. Несмотря на такие разные цифры, вывод очевиден: вещества, объединенные под названием «макроэлементы», жизненно необходимы нам для существования. Большую потребность в них испытывают и другие организмы: прокариоты, растения, животные.

Сторонники эволюционного учения утверждают, что необходимость в макроэлементах определяется условиями, в которых зародилась жизнь на Земле. Когда суша состояла из твердых пород, атмосфера была насыщенна углекислотой, азотом, метаном и водяными парами, а вместо дождя на землю выпадали растворы кислот, именно макроэлементы были единственной матрицей, на основе которых могли появиться первые органические вещества и примитивные формы жизни. Поэтому даже сейчас, миллиарды лет спустя, все живое на нашей планете продолжает испытывать необходимость в обновлении внутренних ресурсов магния, серы, азота и других важных элементов, образующих физическую структуру биологических объектов.

Можно с уверенностью утверждать, что макроэлементы - это основа жизни и здоровья человека. Содержание в организме макроэлементов достаточно постоянно, однако могут возникать довольно серьезные отклонении от нормы, что приводит к развитию патологий различного характера. Макроэлементы сконцентрированы преимущественно в мышечной, костной, соединительной тканях и в крови. Они являются строительным материалом несущих систем и обеспечивают свойства всего организма в целом. Макроэлементы отвечают за стабильность коллоидных систем организма, нормальное кислотно-щелочное равновесие, поддерживают осмотическое давление.

Калий (K)

Наряду с натрием обеспечивает работу так называемого калий-натриевого насоса, за счёт которого сокращаются и расслабляются наши мышцы.

При малейшем нарушении обмена калия страдает сердечная мышца, что проявляется в слабости, головокружении, сердцебиении, отёках.

И если вы не съедаете 3-4 мг калия в день в виде винограда, изюма, абрикосов, кураги, моркови, болгарского перца, печёного картофеля с кожурой, то необходимо пополнять его запасы за счёт приёма синтетических микроэлементов.

Кальций (Ca)

☀ Зубы и кости: главная функция макроэлемента - функция структурного материала, создание и поддержание полноценных зубов и костей. В составе костной ткани кальций содержится в двух формах: свободной и связанной. Если резервы минерального вещества в свободной форме истощены, извлекается кальций из костей для поддержания его уровня в крови. Каждый год на 20% происходит обновление костей в организме взрослого человека.

☀ Сокращение мышечной ткани: кальций оказывает влияние на сокращения мышц и, действуя на сердечную мышцу, координирует сердцебиение.

☀ ЦНС: требуется для передачи нервных импульсов, активизируя действие ферментов, принимающих участие в синтезе нейромедиаторов.

☀ Сердечно-сосудистая система: вместе с магнием, калием, натрием кальций регулирует давление крови.

☀ Система крови: усиливает действие витамина K (протромбин), являющегося основным фактором нормальной свертываемости крови.

☀ Клеточные мембраны: кальций воздействует на проницаемость мембран, требуется для транспортировки питательных веществ и иных соединений сквозь клеточные мембраны, а также с целью укрепления соединительных тканей клеток.

☀ Иные функции: способствует укреплению иммунной системы, синтезу и активации многих ферментов и гормонов (оказывает десенсибилизирующее и противовоспалительное действие на функцию эндокринных желез), которые принимают участие в переваривании пищи, синтезе слюны, жировом обмене и метаболизме энергии.

Итак, роль кальция в организме: координация проницаемости клеточных мембран, внутриклеточных процессов, нервной проводимости, сокращений мышц, поддержание работы сердечно-сосудистой системы, формирование костей и минерализация зубов, участие в важнейшем этапе работы системы гемостаза - свертывании крови.

Магний (Mg)

Magnifique - значит великолепный. От этого французского слова получил название элемент периодической таблицы - магний. На открытом воздухе горит это вещество очень эффектно, великолепным ярким пламенем. Отсюда и магний. Однако великолепен магний не только тем, что горит красиво.

Необычайно важна роль магния в организме человека для обеспечения протекания различных жизненных процессов. И, к счастью, с горением это не связано никак. А какие это процессы? Давайте рассмотрим.

Организма человека содержит, в среднем, 20-30 миллиграммов магния. 70% этого количества включают в себя кости скелета, остальной объём содержится в мышцах, железах внутренней секреции. Небольшое количество магния присутствует в крови. Магний успокаивает нервную систему, и центральную, и периферическую. Вообще, магний необходим для регулировки равновесия в мышечной и нервной тканях. Магний как бы обеспечивает «внутренний покой» организма.

Магний является кофактором и активатором некоторых ферментов - энолазы, щелочной фосфатазы, карбоксилазы, гексокиназы. Установлено участие магния в фосфорном и углеводном обмене. Элемент оказывает асептическое и сосудорасширяющее действие. Под воздействием соединений магния усиливается перистальтика кишечника, лучше отделяется желчь и выводится холестерин, снижается нервно-мышечная возбудимость. Магний участвует в синтезе белка. Наряду с вышеперечисленным роль магния в организме человека заключается в оказании щелочного действия на органы и ткани.

С участием магния протекает более трёх сотен ферментативных реакций. Особенно активно магний участвует в процессах, которые связаны с утилизацией энергии, в частности, с расщеплением глюкозы и удалением из организма отработанных шлаков и токсинов. В процессах синтеза белка роль магния - производство ДНК. Получено подтверждение, что тиамин (В1), пиридоксин (В6) и витамин С полноценно усваиваются именно в присутствии магния. Благодаря магнию более устойчивой становится структура клеток во время их роста, эффективнее проходит регенерация и обновление клеток тканей и органов. Магний, этот «великолепный» элемент, стабилизирует костную структуру и придаёт костям твёрдость.

Натрий (Na)

Натрий - это макроэлемент, который обеспечивает проводимость нервных импульсов, входит в состав крови и регулирует баланс воды в организме. Натрием заполнены все межклеточные пространства, то есть он является основой всех межклеточных жидкостей, а вместе с калием он образует нормальный баланс жидкости, предотвращая риск обезвоживания, в следствии чего, роль натрия трудно переоценить.

Усвоение натрия увеличивается при параллельном приеме витамина Д и К, а хлор и калий могут, наоборот, замедлить его усвоение.

Также натрий влияет на нервную систему: с помощью разности концентрации натрия генерируются электрические сигналы - основа нервной системы.

Натрий укрепляет сердечно-сосудистую системы, входя в состав крови, что позволяет регулировать объем крови. Также натрий является сосудорасширяющим макроэлементом, он нормализует артериальное давление, влияет на работу миокарда.

Натрий улучшает пищеварение, помогает образовывать желудочный сок, помогает при доставке глюкозы клетками, активирует многие пищеварительные ферменты.

Помимо этого натрий важен для регулировки выделительных систем, для кислотно-щелочного баланса в организме, а также помогает сохранить и накопить многие вещества в крови после их растворения.

Сера (S)

Сера - играет важную роль в организме человека. Она составляет 0.25% веса человеческого тела и является непременной составной частью клеток, тканей органов, нервной, костной и хрящевой ткани, а также волос, кожи и ногтей человека.

Сера участвует в обменных процессах в организме и способствует их нормализации; является составным элементом ряда аминокислот, витаминов, ферментов и гормонов (в том числе инсулина); играет важную роль поддержании кислородного баланса; улучшает работу нервной системы; стабилизирует уровень сахара в крови; повышает иммунитет; оказывает противоаллергическое воздействие.

Улучшают усвояемость серы такие элементы как фтор и железо, а такие как мышьяк, свинец, молибден, барий и селен наоборот ухудшают ее усвоение.

А еще сера...

• участвует в формировании хрящевой и костных тканей, улучшает работу суставов и связок
• влияет на состояние кожи, волос и ногтей (входит в состав коллагена, кератина и меланина)
• укрепляет мышечную ткань (особенно в период активного роста у детей и подростков)
• участвует в образовании некоторых витаминов и усиливает эффективность витамина В 1 , биотина, витамина В 5 и липоевой кислоты
• оказывает ранозаживляющий и противовоспалительный эффект
• уменьшает суставные, мышечные боли и судороги
• способствует нейтрализации и вымыванию шлаков и токсинов из организма
• стабилизирует уровень сахара в крови
• помогает печени выделять желчь

Фосфор (P)

Фосфор относится к структурным (тканеобразующим) макроэлементам, его содержание в организме взрослого человека составляет около 700 г.

Большая часть фосфора (85-90%) находится в костях и зубах, остальное - в мягких тканях и жидкостях. Около 70% общего фосфора в плазме крови входит в органические фосфолипиды, около 30% - представлено неорганическими соединениями (10% соединения с белком, 5% комплексы с кальцием или магнием, остальное - анионы ортофосфата).

• фосфор входит в состав многих веществ организма (фосфолипиды, фосфопротеиды, нуклеотиды, коферменты, ферменты и пр.)
• фосфолипиды являются основным компонентом мембран всех клеток в организме человека
• в костях фосфор находится в виде гидроксилапатита, в зубах в виде фторапатит, выполняя структурную функцию
• остатки фосфорной кислоты входят в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов, а также в состав аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и креатинфосфата - важнейшие аккумуляторы и переносчики энергии
• остатки фосфорной кислоты входят в состав буферной системы крови, регулируя ее значение рН

Хлор (Cl)

Равновесие, которое поддерживает хлор - это баланс между эритроцитами и плазмой, кровью и тканями организма, а также водный баланс. Если этот баланс нарушен, то появляются отёки.

Вместе с калием и натрием хлор обеспечивает нормальный водно-солевой обмен, и может снимать отёки различного происхождения, приводя в норму артериальное давление. Соотношение этих элементов всегда должно быть сбалансированным, так как они поддерживают нормальное осмотическое давление межклеточной жидкости. Кислотно-щелочной дисбаланс, который может появиться вследствие нарушения равновесия между этими элементами, вызывает различные заболевания.

Хлор важен для нормального пищеварения, так как он участвует в образовании соляной кислоты, являющейся основным компонентом желудочного сока, а также стимулирует активность амилазы - фермента, способствующего расщеплению и усвоению углеводов. При некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сопровождающихся воспалительными процессами, количество хлора в организме уменьшается.

Улучшая работу печени, хлор помогает клеткам и тканям избавляться от шлаков, а также своевременно выводит из организма углекислый газ.

Для спортсменов важно, чтобы в их организме всегда соблюдался баланс хлора, так же, как натрия и калия: хлор необходим суставам - он позволяет им дольше сохранять гибкость, а мышцам помогает оставаться сильными.

Натрий. Обмен натрия тесно связан с обменом калия. Его содержание в организме составляет 0,08% общей массы. Некоторое количество гидрокарбоната натрия секретируют слюнные и поджелудочная железы. Он и создает необходимую реакцию среды для процессов пищеварения в ротовой полости и кишечнике. Натрий поступает в ор­ганизм в основном в виде хлорида натрия. Основная масса натрия сосредотачивается в плазме крови, лимфе, ликворе и других биоло­гических жидкостях в виде хлоридов, гидрокарбонатов, фосфатов и т. д. Богаты натрием кожа, легкие, мозг.

Большая часть натрия всасывается в тонкой кишке, а также в желудке и толстой кишке. Натрий проникает через стенку кишок против градиента концентрации с участием специальных переносчиков. 90-95% поглощенного натрия выделяется с мочой, 5-10% - с калом и потом. Обмен натрия в организме регулируется альдостероном.

Натрий- основной катион внеклеточной жидкости (135-155 ммоль/л плазмы крови) - практически не поступает в клетки, и следовательно, определяет осмотическое давление плазмы и интерстициальной жидкости. При потере натрия появляется «осмотически свободная» вода, часть которой может перемещаться в клетки вследствие разницы осмотического давления (осмотический градиент), что приводит к набуханию клеток. Часть воды выводится почками. В конечном счете, то и другое уменьшает объем внеклеточного водного сегмента, в том числе и объем крови. Избыток натрия вызывает задержку дополнительного количества воды, увеличивающего внеклеточное пространство, к формированию отеков.

Косвенно ионы натрия участвуют в регуляции кислотно-щелочного состоя­ния через бикарбонат и фосфатную буферную систему. Ионы натрия в известной мере определяют степень нервно-мышечной возбудимости.

Ферментативные процессы в митохондриях и ядре могут происходить только при наличии натрия. Ионы натрия активи­зируют амилазу, фруктокиназу, холинэстеразу и тормозят дей­ствие фосфорилазы.

Одной из самых распространенных систем активного пере­носа является (Na + + K +) - АТФ-аза, т. е. фермент, активность которого зависит от присутствия в среде ионов Na + и К + . Эта система локализована в клеточной мембране и обеспечивает выведение из клетки ионов натрия и замену их на ионы калия или такие метаболиты, как аминокислоты, углеводы и др.

Названная выше система действует в две стадии: внутри клетки под влиянием ионов Na + осуществляется фосфорилирование фермента-переносчика за счет использования внутрикле­точной АТФ и последующее присоединение к нему Na + . Во вто­рой стадии фосфорилированный фермент гидролизуется с осво­бождением ионов Na + на внешней стороне мембраны. Вместо натрия в клетку поступают ионы К + , а в других случаях - ами­нокислоты и глюкоза. Описанная система активного транспорта веществ получила название «натриевого насоса». Таким обра­зом, ионы Na + - играют существенную роль при транспорте раз­личных метаболитов из окружающей среды в клетки.

Избыток натрия в организме, в равной мере, как и его не­достаток, вызывает серьезные нарушения обмена веществ, в основе которых лежит угнетение ряд ферментов. Одним из признаков повышенного содержания натрия в организме является хрупкость сосудов, а также гидратация тканей, их отечность.

Гипонатриемия возникает при недостатке натрия в рационе, усиленной работе, диабете. К этому приводят обильные вливания глюкозы, большая задержка воды при некоторых заболеваниях почек (нефрит, тубулярный нефроз) или чрезмерно усиленная секреция вазопрессина при острых и хронических заболеваниях мозга.

Первичное следствие гипонатриемии - снижение осмотического давления внеклеточной жидкости, которое выравнивается вторично за счет перехода воды из внеклеточного во внутриклеточное пространство.

Гипернатриемия возникает при уменьшении реадсорбции натрия в по­чечных канальцах и нарушении инкреции альдостерона или анти­диуретического гормона гипофиза. Развиваются отеки в тканях. Эти явления наблюдаются при нефритах, циррозах печени, мио- и пе­рикардитах.

Калий. Его содержание в организме животных достигает 0,22-0,23% общей массы. Калий участвует в поддержании осмоти­ческого давления внутри клетки, передаче нервного импульса, регуляции сокращений сердечной и других мышц, входит в состав бу­ферных систем крови и тканей, поддерживает гидратацию ионов и коллоидных частиц, активирует деятельность многих ферментов (АТФ-азы, пируват- и фруктокиназ и др.), является составной частью натрий-калиевого насоса клетки. Калием богаты ботва кор­мовой свеклы, трава луговая, клевер, картофель, соевый шрот, от­руби пшеничные.

Больше всего калия сосредоточено в тканях печени, почек, ко­жи, мышц и нервной системы. Калий в основном сосредоточен в клетках (540-620 мг%), мало его в межклеточной жидкости (15,5-21 мг%). Находится в виде солей - хлоридов, фосфатов, карбонатов и сульфатов, в ионизированном состоянии и в связи с белками или другими органическими соединениями.

Калий относится к числу внутриклеточных элементов, где одним из его назначений является обеспечение внутриклеточ­ного осмотического давления. В целом ионы К + повышают скорость аэробного и угнетают анаэробное окисление углеводов. Ионы калия вместе с ионами натрия участвуют в процессе передачи нервного воз­буждения с нерва на иннервируемый орган, а также между нейронами. При этом они обеспечивают образование медиато­ров (ацетилхолина) на нервных окончаниях, а также в форми­ровании соответствующей реакции иннервируемой ткани на воздействие медиатора. Он необходим для активирования ферментов, катализирующих заключительные этапы синтеза белков. Растения и бактерии могут использовать аммиак для синтеза белков только при наличии определенного количества калия и фосфора.

В природе калия достаточно много и практически недоста­точность его у животных не наблюдается.

Преобладающая часть калия выводится почками (небольшая - с потом и калом). Повышение концентрации калия выше 6,5 ммоль/л плазмы - угрожающее, выше 7,5 до 10,5 - токсично, а выше 10,5 ммоль/л - смертельно.

Обмен калия в организме регулируется минералокортикостероидами коры надпочечников. Гиперкалиемия наблюдается при усиленном распаде тканей, травмах, инфекциях, нарушениях ре­гуляции со стороны надпочечников. При этом угнетаются реакции гликолиза, клеточное дыхание, окислительное фосфорилирование, возбудимость, наступает интоксикация.

Кальций. На долю кальция приходится почти треть всех минеральных веществ организма (1,9% общей массы тела). 97% кальция сосредоточено в скелете,где он образует кристаллы гидроксилапатита. Эти кристаллы располагаются на поверхности нитей коллагена и между ними, создавая большую поверхность раздела для обмена. На кристаллах гидроксилапатита могут адсорбироваться карбонаты, цитраты и другие минералы.Кальций в небольших количествах содержится в плазме крови (10-15 мг %) и клетках, причем часть его находится в ионизированной форме, а другая образует комплексы с белка­ми и мембранными структурами клеток. Кальцием богаты люцерна, ботва сахарной свеклы, пастбищ­ная трава и рыбная мука.

Всасывание кальция происходит преимущественно в тонкой кишке. Интенсивность всасывания зависит от содержания кальция в кормах, потребности животных и наличия витамина D. ВитаминDявляется составной частью белкового переносчика - кальций связующего протеина, выполня­ющего при всасывании три функции: стимулятора диффузии, носи­теля и концентратора. Всасывание происходит в два этапа - по­глощение кальция клетками кишечного эпителия и транспортиро­вание его к серозной оболочке. 40% кальция организма связано с альбуминами крови, которые участвуют в транспортировании каль­ция к тканям и клеткам.

Кальций участвует в регуляции порозности эндотелия сосудов, в создании структуры костной ткани, в процессах свертывания кро­ви. Он снижает возбудимость нервной системы, стимулирует де­ятельность сердечной мышцы, понижает проницаемость клеточных мембран, уменьшает способность коллоидов связывать воду, участ­вует в регуляции деятельности многих ферментов. Так, кальций является ингибитором енолазы и дипептидазы, активатором лецитиназы и актомиозин-АТФ-азы. При недостатке в рационе кальция возникает гипокальцемия. Она сопровождается гиперфосфатемией, повышением проницаемости клеточных мембран, остеопорозом, ломкостью и искривлением костей, остеомаляцией, рахитом, судо­рогами.

Обмен кальция в организме регулируется паратгормоном и кальцитонином. Избыток кальция из организма выделяется с ка­лом (в основном путем секреции слизистых оболочек кишок) и мо­чой.

Фосфор. Фосфор - один из распространенных элементов органического мира. В организме животных встречаются как минеральные (различные фосфорнокислые соли), так и органи­ческие соединения фосфора. Одно из таких веществ - гидроксиапатит - основное минеральное соединение костной ткани. В среднем в костях млекопитающих 30 % золы, в составе ко­торой 36 % кальция, 17 % фосфора и 0,8 % магния. Фосфор костей составляет 70-85 % от общего количества этого эле­мента в организме.

Содержание фосфора в организме животного в сред­нем составляет 1% общей массы. В тканях животных обычны соединения пятивалентного фос­фора в виде фосфатов. В организме животного фосфор является составной частью костей и зубов, компонентом нуклеино­вых кислот, фосфопротеидов и фосфатидов(белки мозга, казеиноген, фосфорилаза, ви­теллин, фосвитин и др.), входит в состав буфер­ных систем и коферментов (НАД, НАДФ, ФАД, ФМН, HS-KoA, пиридоксальфосфат и др.), макроэргических фосфатов (АТФ, ЦТФ, ГТФ, УТФ, креатинфосфат) посредника при гормональной регуля­ции (циклическая - 3"5"-АМФ) и активатора углеводов, амино­кислот и продуктов омыления жиров в процессе их окисления (глюкозо-6-фосфат, глицерофосфат, 3-фосфоглицериновая кис­лота и др.).

Всасывается фосфор в проксимальном участке тонкой кишки. У молодых животных практически всасывается весь фосфор молока или минеральной подкормки. Для всасывания фосфора необхо­димо присутствие ионов Са 2+ и, по-видимому, К + в химусе. Выделяется с мочой, калом и потом (у жвач­ных в основном с калом).

Обмен фосфора в организме регулируется паратгормоном, час­тично- половыми гормонами. При недостатке фосфора в кор­мах, нарушении соотношения Са: Р или заболеваниях паращитовидной железы возникает рахит, остеомаляция, остеопороз и фиброзный остит.

Магний. Подобно кальцию магний широко распространен в природе и попадает в организм с кормом и водой. Много магния содержится в рисовых отрубях, ботве кормовой свеклы, морковной ботве, подсолнечниковом шроте.

В организме большая часть магния концентрируется в костях, где его содержание достигает 0,1 %. Самая высокая концентрация магния в дентине зубов - около 0,8 %. Остальные ткани содержат примерно одинаковое количество магния {0,005-0,015%). Магний составляет около 0,05% общей массы жи­вотного. В отличие от кальция он является преиму­щественно внутриклеточным компонентом. Соотношение внут­риклеточного магния к внеклеточному составляет 10: 1.

Всасывание магния происходит в желудке и двенадцатиперст­ной кишке. По-видимому, для кальция и магния существует одна и та же система всасывания. Лучше всего всасывается магний молока (у телят - до 90% общей массы). Несколько хуже всасывается магний в виде солей MgSO 4 -7H 2 O и MgCO 3 , добавля­емых в корма в качестве подкормки. В крови находится в виде ио­нов, солей и соединений с альбуминами и глобулинами. Депониру­ется в печени, затем поступает в мышечную и костную ткани. Магний - антагонист кальция. Выделяется с мочой, калом и потом в виде солей.

В основном магний сосредоточен в скелете и мягких тка­нях. Магний входит в состав костей и зубов, участвует в функцио­нировании нервно-мышечного аппарата и иммунобиологических процессах, является составной частью и активатором многих фер­ментов (АТФ-азы мышц, АХЭ, фосфатаз), «регулятором» окисли­тельного фосфорилирования и др. Магний обеспечивает сохранность уникальной струк­туры митохондрий и осуществление в них сопряжения окисле­ния с фосфорилированием.

При недостатке магния в кормах и воде у животных возникает травяная тетания или гипомагнезия, которая проявляется в мышеч­ном подергивании, замедлении роста, нарушении нервно-мышечной деятельности. У лактирующих коров явление гипомагнезиемии может раз­виваться в весенне-летний период при переводе их на кормле­ние зеленой массой.

Хлор. Хлор составляет около 0,08% общей массы животного. Хлор содержится в виде анионов солей (натрия, ка­лия, кальция, магния и др.) во всех жидкостях животных. Ани­оны хлора вместе с катионами натрия и калия поддерживают осмотическое давление плазмы и других жидкостей. Переме­щаясь свободно через мембраны клеток, анионы хлора обеспе­чивают динамическое равновесие Н-ионов в клетках и окружа­ющей их среде. Хлориды используются слизистой желудка для секреции соляной кислоты. Является активатором амилазы и полипептидазы. Всасывается хлор главным образом в тонкой кишке. Концентрируется во вне­клеточных жидкостях (до 85%), внутри клеток хлор в основном со­средоточен в эритроцитах. Больше всего хлора содержится в сы­воротке крови. В организме в среднем удерживается 31% потреб­ленного хлора. Избыток хлора выделяется с мочой, калом и потом.

Обмен хлора в организме регулируется минералокортикоидами коры надпочечников.

Сера. Содержание серы в организме животного колеблется от 0,08 до 0,5% общей массы. Много серы содержится в рапсовом шроте, ботве кормовой свеклы, дрож­жах, рыбной муке. В организме животных сера преимущественно пред­ставлена восстановленной формой (сульфидная сера) в составе аминокислот и абсолютного большинства белков. Особенно много серы в белках покровных тканей и их дериватов - эпи­телий, шерсть, волосы, копыта, рога, перья. Кроме того сера - составная часть глутатиона, коэнзима А, витаминов, мукополисахаридов, некоторых желчных кислот, сульфатидов, парных соединений и др.

Поступает с кормами в виде органических (белков, аминокис­лот, витаминов) и неорганических (сульфатов) соединений. Из неорганических соединений сульфат-ионы сразу же всасываются кишками. Часть серы усваивается бактерия­ми пищевого канала (особенно в преджелудках жвачных) и пере­водится в органическую. Органические серосодержащие соедине­ния (белки, пептиды) организм усваивает после предварительного расщепления в пищевом канале. Часть поступившей с кормами се­ры накапливается в организме в виде биологически активных ве­ществ.

Сера участвует в биосинтезе кератинов шерсти, принимает уча­стие в образовании многих белков, гормонов, хондроитинсерной и таурохолевой кислот. Некоторая часть серы подвергается окислению, превращаясь в серную кислоту, которая используется клетками печени для нейтрализации токсических продуктов (индол, скатол) в виде парных соединений - фенолсерной кислоты, животного индикана. Из организма сера выводится с мочой, калом, потом (у овец - с жиропотом) в виде сульфатов или эфиров с фенолами. Сера у жвачных животных может использоваться много­кратно. Так, значительная ее часть выделяется в желудочно-кишечный тракт вместе с пищеварительными соками и поглощается бактериями, которые включают ее во вновь синтезируе­мые в преджелудках аминокислоты. Затем после переваривания бактерий ранее синтезированные ими аминокислоты освобож­даются, всасываются в кровь и идут на построение тканевых белков и других целей.

При недостатке серы наблюдается потеря аппетита, выпадение шерсти, слюно- и слезотечение и др.

Железо. Широко распространенный в природе элемент, имеющий большое биологическое значение. В организме животных железо содержится в сравнительно небольшом количестве – примерно 0,005 % от живой массы. Из этого количества 20-25% железа является резервным, 5-10% входит в состав миоглобина, около 1% содержится в дыхательных ферментах, катализирующих процессы дыхания в клетках и тканях. Данный химический элемент входит в состав более 70 различных ферментов. Почти половина ферментов и кофакторов цикла Кребса либо содержат железо, либо нуждаются в его присутствии.

Железосодержащие биомолекулы выполняют четыре основные функции: 1) транспорт электронов (цитохромы, железосеропротеиды); 2) транспорт и депонирование кислорода (гемоглобин, миоглобин, эритрокупреин и т.д.); 3) участие в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов (оксидазы, гидроксилазы, супероксиддисмутазы и др.); 4) транспорт и депонирование железа (сидерофилины, к которым относятся трансферрин, лактоферрин, ферритин, гемосидерин, сидерохромы). Таким образом, железо активно участвует в составе многочисленных соединений, в различных метаболических процессах, а в некоторых из них играет ключевую роль.

Первым и непременным условием поддержания баланса железа в организме на определенном физиологическом уровне является адекватное поступление этого элемента в организм с кормом. Усвояемость железа зависит от возраста животного, степени обеспеченности организма железом, от состояния пищеварительной системы, вида потребляемого корма, состава рациона и присутствия других минеральных веществ. На всасывание железа также оказывает влияние гипоксия, снижение запасов железа в организме, активация эритропоэза и болезни желудочно-кишечного тракта.

Из желудочно-кишечного тракта всасывается только ионизированное железо, причем лучше всего в виде двухвалентного иона. Всасывание происходит главным образом в тонком кишечнике (особенно в двенадцатиперстной кишке) за счет активного транспорта и, возможно, путем диффузии. Содержащийся в слизистой оболочке кишечника белок апоферритин связывает часть всасывающегося железа, образуя с ним комплекс – ферритин. После прохождения кишечного барьера железо в сыворотке крови вступает в связь с β 1 -глобулином (трансферрином).

В виде комплекса с трансферрином железо поступает к различным тканям, где вновь освобождается. В костном мозге оно включается в построение гемоглобина. В тканевых депо железо находится в связанном состоянии (в виде ферритина и гемосидерина).

При разрушении эритроцитов часть гемоглобина распадается с образованием билирубина и гемосидерина, которые также служат резервной формой железа. Выводится железо пищеварительным трактом, почками и потовыми железами.

Наиболее часто встречается дефицит железа. Проблема дефицита железа наиболее актуальна для молодняка, особенно для новорожденных животных и животных подсосного периода. Одной из причин развития железодефицитных состояний у молодняка является то, что запасы железа у новорожденных животных незначительные, поэтому в результате усиленного роста животных потребности в железе превышают его поступление с молозивом и молоком матери. Другой причиной развития анемии у молодняка являются желудочно-кишечные заболевания, при которых происходит нарушение процессов всасывания соединений железа. Также в этиологии алиментарной анемии некоторую роль играет недостаточная обеспеченность организма животных белком, фолиевой кислотой, медью, кобальтом, цинком, марганцем и витамином В 12 . Причем последний принимает непосредственное участие в эритропоэзе.

При дефиците железа у молодняка отмечается снижение уровня гемоглобина и активности железосодержащих ферментов, количества эритроцитов, РНК в лимфоцитах, а также гамма-глобулиновой фракции белка в сыворотке крови. Поэтому при недостатке железа нарушается дыхательная функция крови, что ведет к кислородному голоданию тканей, снижению энергии роста и устойчивости животных к другим заболеваниям.