Микроэлементы в организме человека

Микроэлементами называются биологически значимые элементы, содержащиеся в организме в малом количестве (менее 0,001% от веса).

Эти вещества необходимы для полноценной жизнедеятельности человека и участвуют во множестве физиологических процессов. Микроэлементы поступают с пищей, водой, воздухом: некоторые органы (в частности, печень) запасают данные соединения на длительный срок.

Сахарный диабет как заболевание, влияющее на обменные процессы и предполагающее ограничение питательного рациона, приводит к значительному уменьшению в организме необходимого количества микроэлементов. Уменьшение биологически значимых компонентов приводит к усугублению проявлений заболевания: таким образом, СД и дефицит элементов взаимно усиливаются. Вот почему при диабете часто назначается дополнительное введение в организм микроэлементов в составе витаминных комплексов или отдельных лекарственных препаратов.

Автор статьи

Ольга Андреевна Марданова

Врач-пульмонолог, терапевт

Задать вопрос

Кандидат медицинских наук, стаж работы 15 лет. Опытный врач, специализирующийся на диагностике и лечении заболеваний органов дыхания у взрослых пациентов.

Микроэлементы: значение в организме

Микроэлементы представляют собой химические вещества, которые входят в периодическую таблицу Менделеева. Энергетической ценностью эти элементы не обладают, но обеспечивают жизнедеятельность всех систем. Общая суточная потребность человека в микроэлементах – 2 г.

Значение микроэлементов в организме чрезвычайно многообразно и сравнимо с ролью витаминов.

Основная функция – участие в ферментативной активности и обменных процессах.

Некоторые элементы входят в состав важнейших тканевых и клеточных структур организма. Так, например, йод – компонент тиреоидных гормонов, железо входит в состав гемоглобина. Дефицит микроэлементов приводит к развитию самых разных болезней и патологических состояний.

Читать далееАбрикосовое вино простой рецепт приготовления домашнего вина

Рассмотрим, как конкретно нехватка тех или иных микроэлементов сказывается на состоянии и жизнедеятельности организма:

• Железо (Fe) – составная часть протеиновых соединений, гемоглобина (важнейшего элемента клеток крови). Железо обеспечивает клетки и ткани кислородом, участвует в процессах синтеза ДНК и АТФ и физиологической детоксикации тканей и органов, поддерживает в функциональном состоянии иммунную систему. Дефицит железа вызывает тяжелую анемию.
• Йод (I) – регулирует работу щитовидной железы (является компонентом тироксина и трийодтиронина), гипофиза, обеспечивают защиту организма от радиационного воздействия. Поддерживает работу мозга и особенно важен для людей, занимающихся интеллектуальным трудом. При дефиците йода развивается недостаточность щитовидной железы и возникает зоб. В детском возрасте недостаток йода приводит к задержке развития.
• Медь (Cu) – участвует в синтезе коллагена, ферментов кожи, красных кровяных телец. Дефицит меди вызывает задержку роста, дерматозы, облысение, истощение организма.
• Марганец (Mn) – важнейший элемент для репродуктивной системы, участвует в работе ЦНС. Недостаток марганца может привести к развитию бесплодия.
• Хром (Cr) – регулирует углеводный обмен, стимулирует проницаемость клеток для усвоения глюкозы. Недостаток этого элемента способствует развитию сахарного диабета (особенно у беременных).
• Селен (Se) – катализатор витамина E, входит в состав мышечной ткани, защищает клетки от патологических (злокачественных) мутаций и радиации, улучшает репродуктивную функцию.
• Цинк (Zn) особенно необходим для полноценного функционирования молекул ДНК и РНК, влияет на производство тестостерона у мужчин и эстрогенов у женщин, препятствует развитию иммунодефицитных состояний, стимулирует защиту организма от вирусов, обладает ранозаживляющими свойствами.
• Фтор (F) – необходимый элемент для поддержки функционального состояния десен и зубов.
• Кремний (Si) – входит в состав соединительной ткани, отвечает за прочность тела человека и способность противостоять воспалениям.
• Молибден (Mo) – выполняет функцию ко-фермента во многих физиологических процессах, стимулирует иммунную систему.

Отсутствие необходимого количества любого из микроэлементов отрицательно сказывается на здоровье.В особенной степени это касается диабетиков, поскольку их организм и без того ослаблен метаболическими патологиями. Некоторые элементы особенно важны для больных СД.

Определить количество микроэлементов в организме позволяет специальный анализ. Такое исследование проводится регулярно для людей страдающих эндокринными заболеваниями и нарушениями обменных процессов. Состав микроэлементов можно определить с помощью анализа крови, частиц ногтей и волос.

Особенно показательным является анализ человеческих волос. Концентрация химических элементов в волосах гораздо выше: такой метод исследования позволяет диагностировать хронические болезни, когда ещё не проявляют никакой симптоматики.

Какие микроэлементы особенно важны при СД

При диабете важно наличие всех микроэлементов в организме, но наиболее влиятельные элементы: хром, цинк, селен, марганец.

1. Известно, что при СД 2 типа организм медленно теряет межклеточный цинк, что негативно сказывается на состоянии кожи и соединительной ткани. Отсутствие цинка приводит к тому, что раны на коже диабетиков очень медленно заживают: пустяковая царапина может стать причиной возникновения бактериальной и грибковой инфекции. Поэтому препараты цинка или комплексы, содержащие этот элемент, часто назначаются при диабете.

2. Хром – профилактическое и лечебное средство при сахарном диабете. Этот элемент непосредственно участвует в углеводном обмене, а также увеличивает проницаемость клеток для молекул глюкозы. Храм защищают сердце и сосуды, уязвимые при СД. Такой препарат как Пиколинат хрома при регулярном приеме уменьшает зависимость от сладкого, снижает инсулинорезистентность, защищает сосуды от разрушения.

3. Селен обладает выраженными антиоксидантными качествами, а его отсутствие ускоряет развитие атеросклероза при диабете и дегенеративных изменений в печени и почках. При отсутствии этого элемента у диабетиков быстрее развиваются осложнения на органы зрения, может возникнуть катаракта. В настоящее время изучаются инсулиномиметические свойства селена – способность снижать содержание глюкозы в плазме.

Читать далееАбсент как правильно пить

4. Марганец играет важнейшую роль в патогенезе СД. Этот микроэлемент активизирует синтез инсулина. Дефицит марганца может сам по себе спровоцировать СД II типа и приводит к возникновению стеатоза печени – осложнению диабета.

Все перечисленные микроэлементы содержатся в повышенной дозировке в специальных витаминных комплексах, назначающихся при диабете. Существуют моно-препараты, содержащие отдельные микроэлементы – Пиколинат хрома, Глицинат цинка.

Артроз коленного сустава как осложнение сахарного диабета: симптомы и лечение

Сравнительная характеристика глюкометров Акку-чек: чем они отличаются друг от друга?

Польза и вред барсучьего жира при сахарном диабете. Подробнее читайте в этой статье

Вернуться к содержанию

Суточные нормы потребления и основные источники

Следует сказать, что избыток некоторых микроэлементов может вызвать тяжелые отравления и приводит к ухудшению функциональности организма. Для диабетиков особенно нежелателен избыток меди.

Место минералов в структуре нутриентов

Весь массив веществ, необходимых для здоровья человека, можно поделить на две группы — макро- и микронутриенты.

К первым относятся:

• простые и сложные углеводы;
• белки и эссенциальные (незаменимые) аминокислоты;
• жиры и незаменимые жирные кислоты;
• макроэлементы (магний, натрий, кальций, калий, хлор и фосфаты);
• вода.

Группа микронутриентов образована водорастворимыми и жирорастворимыми витаминами. В воде растворяются витамин C и все представители группы B. В жирной среде растворяются витамины A, D, E, K. К микронутриентам относятся также 9 микроэлементов: фтор, железо, цинк, медь, марганец, хром, йод, селен, молибден.

Макронутриенты требуются организму в большом количестве, поскольку являются источником энергии для него. Микронутриентов нужно меньше — они лишь поддерживают здоровье. По сути, никаких минералов в нутрициологии нет. Этим словом называют микро- и макроэлементы.

Оценка значения макроэлементов

Основную долю химических элементов, необходимых для поддержания жизнедеятельности, составляют макроэлементы. Суточная потребность в них — от 0,4 до 3,5 грамм, тогда как дневная норма микроэлементов измеряется миллиграммами и микрограммами.

Калий, кальций, натрий и магний мы получаем в виде положительно заряженных ионов — катионов, а хлор и фосфор — отрицательно заряженных (анионов).

Переоценить роль макроэлементов трудно. Они ответственны за поддержание основных функций организма:

нервная проводимость — кальций, магний, калий, натрий;

формирование скелета — кальций, магний, фосфор;

поддержание кислотно-щелочного баланса — хлор, натрий, фосфор, калий;

мышечная сократимость — кальций, магний, натрий;

осмотическое давление — хлор, натрий.

От содержания калия зависит водный баланс, магния — работа ферментов. Хлор поддерживает функции почек, фосфор способствует выработке энергии.

Роль микроэлементов для организма человека

Хотя микроминералов нужно не так много, как макроэлементов, недооценка их значения чревата расстройствами различных систем. За каждым из них закреплена своя роль для организма человека:

Фтор — прочность зубов и костей.

Железо — образование гемоглобина, холестериновый обмен.

Цинк — рост тела, заживление ран, поддержание целостности кожного покрова.

Медь — кроветворение, клеточное дыхание, выработка коллагена, окисление глюкозы.

Марганец — регуляция клеточного метаболизма, рост мышечной массы.

Хром — поддержание толерантности к глюкозе.

Йод — синтез гормонов щитовидной железы, поддержание репродуктивной функции.

Селен — формирование иммунного ответа, детоксикация.

Молибден — метаболизм макронутриентов, регуляция содержания мочевой кислоты.

Основные микроэлементы полезны: они участвуют в регуляции большинства аспектов жизнедеятельности. Однако в никеле, хроме и мышьяке необходимости нет.

Признаки дефицита важных микроэлементов в организме человека

Если в организм в недостаточном количестве поступает витамин C, развивается цинга, D — рахит, PP — пеллагра. Дефицит минеральных веществ влечет нарушение работы разных систем (в зависимости от того, чего именно не хватает):

Фтора — остеопороз, кариес.

Железа — воспаление языка, анемия, извращение вкусовых предпочтений.

Цинка — замедление роста, половое недоразвитие, расстройство вкусовых рецепторов.

Меди — задержка умственного развития, расстройство пищеварения, разрывы артерий.

Марганца — сыпь, невралгия, увеличение лимфоузлов.

Хрома — нарушение усвоения глюкозы.

Йода — коллоидный зоб, бесплодие, снижение интеллектуальных способностей.

Селена — слабость в мышцах, кардиомиопатия, предрасположенность к появлению новообразований.

Молибдена — головная боль, тошнота, тахикардия, дезориентация в пространстве.

Причины заболеваний могут быть иными, но скудное питание с нехваткой необходимых элементов усугубляет их течение.

Признаки недостатка макроэлементов

Гипокальциемия часто протекает бессимптомно. Однако недостаток этого элемента влияет на мембраны клеток. Проявляться он может низким ростом, витилиго, умственной отсталостью.

Гипокалиемия дает о себе знать мышечной слабостью, в особо тяжелых случаях — отказом дыхательной мускулатуры.

Также возможны:

• неутолимая жажда;
• учащенное мочеиспускание;
• спазмы, судороги;
• недостаточная вентиляция легких;
• низкое артериальное давление;
• разрушение тканей скелетных мышц.

Гипомагниемия проявляется преимущественно неврологическими симптомами: кистевыми спазмами, тиками, тремором, гиперрефлексией. Иногда дефицит этого элемента вызывает анорексию.

При гипонатриемии нарушаются процессы оттока межклеточной жидкости, что вызывает отеки. Гипофосфатемия в большинстве случаев внешних признаков не имеет. Позднее на ее фоне развивается прогрессирующая энцефалопатия.

Чем опасно избыточное содержание микроэлементов?

Восполняя дефицит микроминералов, важно не навредить. В условиях повышенного содержания все они демонстрируют свойство токсичности.

Проявляется оно по-разному у всех элементов:

• Фтора — эрозией зубной эмали, доброкачественными новообразованиями костной ткани.
• Железа — пигментацией кожи, болями в животе, рвотой с кровью, снижением давления.
• Цинка — ослаблением иммунитета, снижением количества белых кровяных клеток.
• Меди — гастроэнтеритом, тремором конечностей, желтухой, расстройствами нервной системы.
• Марганца — повышенной утомляемостью, психомоторным возбуждением, нарушениями репродуктивной системы.
• Хрома — нарушением холестеринового обмена, колебаниями веса, выпадением волос, сухим кашлем.
• Йода — дисфункцией щитовидной железы, бессонницей, сыпью, отеками слизистых оболочек.
• Селена — покраснением кожи, выпадением волос, тошнотой.
• Молибдена — нарушениями кроветворения, потерей веса, мочекаменной болезнью.

Из продуктов не получить минералов больше, чем нужно. Передозировка возможна из-за неконтролируемого приема препаратов.

Последствия избыточного содержания макроэлементов

Гиперкальциемия вызывает расстройства пищеварительной и мочевыводящей систем. В запущенных случаях начинаются психоневрологические изменения, вплоть до делириума. Гиперкалиемия нарушает работу сердца, реже приводит к параличу.

Гипермагниемия обычно симптомов не имеет. Однако повышенное содержание этого элемента может вызвать падение давления, остановку сердца или угнетение дыхания.

Гипернатриемия проявляется:

• жаждой, сопровождающейся повышенной тревогой;
• нейромышечной возбудимостью;
• обезвоживанием клеток;
• нарушением работы почек;
• судорогами.

Гиперфосфатемия на практике встречается очень редко — обычно у младенцев, вскармливаемых коровьим молоком. Отложение фосфатов приводит к поражению почек и вымыванию кальция.

Восполнение нехватки макро- и микроэлементов

Не всем удается организовать сбалансированное питание с достаточным содержанием витаминов и минералов. Зная, чего именно не хватает (об этом расскажет биохимический анализ крови), можно правильно составить рацион.

Продукт Какие элементы содержит? Мясо Фосфор, магний, калий, железо, цинк, медь Печень Железо, селен, молибден, хром Рыба Фосфор, магний, калий, цинк, йод, фтор Грибы Фосфор, калий, железо Бобовые Кальций, фосфор, магний, калий, цинк, хром, марганец Молоко/молочные продукты Кальций, молибден Яйца Кальций, фосфор, магний, железо Сыр Кальций, фосфор, хром Орехи Кальций, фосфор, магний, медь, марганец Картофель Калий, железо, йод Абрикосы Калий, железо, молибден Чай Марганец, фтор

Продукт

Какие элементы содержит?

Мясо

Фосфор, магний, калий, железо, цинк, медь

Печень

Железо, селен, молибден, хром

Рыба

Фосфор, магний, калий, цинк, йод, фтор

Грибы

Фосфор, калий, железо

Бобовые

Кальций, фосфор, магний, калий, цинк, хром, марганец

Молоко/молочные продукты

Кальций, молибден

Яйца

Кальций, фосфор, магний, железо

Сыр

Кальций, фосфор, хром

Орехи

Кальций, фосфор, магний, медь, марганец

Картофель

Калий, железо, йод

Абрикосы

Калий, железо, молибден

Чай

Марганец, фтор

Сочетание витаминов и минералов

Если из продуктов получить необходимое количество полезных веществ не получается, следует принимать витаминно-минеральные комплексы. Основную схему лучше обсудить с врачом, ведь важен не только состав препаратов, но и их сочетание.

Так, витамин E нейтрализует магний, железо, цинк, C — медь, B12 — молибден. Зато под действием витамина A усиливается эффект от железа, цинка, D — кальция, магния, фосфора, K — кальция, E — селена.

Учитывать нужно и взаимодействие элементов между собой. Цинк препятствует усвоению железа, кальция и меди, фосфор — кальция, магния, марганца, железа, медь — селена, молибдена.

Правильно подобранное сочетание витаминов и минералов способно не только восстановить дефицит, но и предотвратить возникновение переизбытка.