Роль азота в организме человека

Химические элементы

Азот - элемент-органоген, без которого жизнь невозможна, поскольку в состав аминокислот, образующих белки, входит азот. Азот также входит в состав нуклеотидов - строительного материала ДНК, гормонов, нейромедиаторов, гемоглобина, большинства витаминов и других биологически активных и незаменимых для жизни веществ.

В организме человека азот составляет почти 2,5%.

Роль азота в организме человека

Как можно понять из сказанного выше, чистый азот сам по себе никакой биологической ценности не имеет, иначе живые организмы давным-давно полностью усвоили бы его из атмосферы. Биологической активностью обладают лишь соединения азота.

Прежде всего, азот входит в состав аминокислот, из которых затем образуются пептиды и белки.

Азот является составным элементом нуклеиновых кислот, которые соединяясь образуют ДНК и РНК. Поэтому в состав генетического аппарата клетки азот входит как неотъемлемый элемент.

В составе гемоглобина крови азот участвует в транспортировке кислорода во все участки тела.

Ряд гормонов (инсулин, адреналин, глюкагон, тироксин и другие) включает в свой состав аминокислоты, то есть без азота они не могли бы образоваться.

Азот входит в состав нейромедиатора ацетилхолина. С помощью этого вещества нервные клетки передают друг другу сигнал.

В последние десятилетия было проведено множество медицинских исследований, направленных на выявление роли оксида азота (II) на организм человека. В частности, было выявлено, что соединения, высвобождающие этот оксид азота, воздействуют на гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, способствуя их расслаблению и расширению, что приводит к снижению кровяного давления. именно такое действие оказывает всем известный нитроглицерин.

Источники азота

Как и подавляющее большинство других живых существ, человек не способен усваивать чистый азот. Поэтому в наш организм он поступает в связанном виде в составе растительных и животных белков, аминокислот, пуриновых соединений, нуклеотидов и т.д.

Нехватка азота

Дефицит чистого азота по понятным причинам исключен, поскольку он организму просто не нужен. Однако нехватка азотсодержащих веществ, например, белков и витаминов, явление весьма распространенное.

Причинами этого являются:

• несбалансированное питание, содержащее недостаточное количество белков;
• вегетарианское питание, поскольку в продуктах растительного происхождения очень часто отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты (содержащие их белки), а также витамины, например, В₁₂;
• нарушение переваривания белков в ЖКТ;
• нарушение всасывания аминокислот в ЖКТ (обычно в кишечнике);
• дистрофия и цирроз печени;
• различные нарушения обмена веществ, как наследственные, так и приобретенные, в том числе нарушение азотистого обмена;
• усиленное расщепление белка в организме.

Последствия нехватки азота:

• мышечная дистрофия;
• нарушения обмена веществ, сопровождающиеся отеками, задержкой физического и умственного развития;
• иммунодефицит;
• гиподинамия;
• депрессия.

· Избыток азота

· Можно говорить только об избытке азотсодержащих веществ, а не азота.

· Самыми опасными соединениями азота, которые обычно поступают в организм человека, являются нитраты и нитриты. Первые (нитраты) используют в качестве азотного удобрения, поэтому они содержатся в продуктах растительного происхождения. Вторые (нитриты) используются как консерванты. Красному цвету копченые мясные изделия обязаны нитриту натрия, без которого они приобрели бы естественный для приготовленного мяса серо-коричневый цвет.

· У людей также встречается избыток белка, например, когда человек долгое время находится на белковой диете. В результате нарушается деятельность почек и печени, симптомами чего обычно бывают отеки, темные круги под глазами, неприятный запах изо рта, мутная моча; возникает отвращение к мясной пище; присутствуют многие признаки отравления (тошнота и рвота, слабость, расстройство умственной деятельности и т.п.).

АЗОТ (N, 7)
Содержание в человеческом организме: 3 % массы тела; кровь – 3,1 мг/мл;
мышечная ткань – 7,2 %; костная ткань – 4,3 %
Биологическая роль: важен для всех форм жизни:
· входит в состав белков, аминокислот, нуклеиновых кислот, АТФ и других
важных веществ;
· входит в состав продуктов обмена;
· аммиак нейтрализует избыточные кислоты в организме;
· оксид азота (NO) – один из важнейших иммунотропных медиаторов, сти-
мулирует фагоцитоз и киллинг внутриклеточных паразитов;
· оксид азота (NO) участвует в поддержании системной и локальной гемо-
динамики;
· оксид азота (NO) выступает в роли нейротрансмиттера в желудочно-
кишечном тракте, мочевыводящей и половой системе;
· оксид азота (NO) участвует в элиминации «стареющих» молекул цито-
хромов, каталазы, гемоглобина, а также в индукции апоптоза в клетках,
где повышается уровень свободного железа.
Источники: продукты животного происхождения, бобовые
Суточная потребность: данные отсутствуют, но доза велика (» 8-16 г азота)
Недостаток: при дефиците белка общее замедление роста организма
Избыток: Кессонова болезнь, при повышении давления развивается удушье
Токсичность: соединения токсичны (все оксиды, аммиак и др.). Оксиды азота
относятся к соединениям II класса опасности, вызывают отек легких.

АКТИНИЙ (Ac, 89)
Содержание в человеческом организме: нулевое.
Биологическая роль: отсутствует, токсичен из-за своей радиоактивности
АЛЮМИНИЙ (Al, 13)
Содержание в человеческом организме: 61 мг; кровь – 0,39 мг/л
костная ткань –
4
0,7-2,8ž
–
10
%; мышечная ткань – 4-27ž
–4
10
%
Биологическая роль: не отмечена
· снижает активность ряда ферментов (лактатдегидрогеназы, щелочной
фосфотазы, каталазы и др.);
· блокирует активные центры ферментов, участвующих в кроветворении;
· влияет на обмен веществ, особенно минеральный;
· участвует в регуляции функций нервной системы;
· влияет на размножение и рост клеток, непосредственно действуя на
ядерный хроматин;
· конкурент P и Ca, Fe;

· влияет на репродуктивную способность, эмбриональное и постэмбрио-
нальное развитие;
· способен накапливаться в организме;
· мутаген
Источники: вода, атмосферный воздух, лекарственные препараты, алюминие-
вая посуда, чай, яблоки
Суточная потребность: 35-49 мг
Избыток: играет роль в развитии болезни Альцхеймера или старческого слабо-
умия, накапливаясь в мозгу; снижает задержку Са в организме, вызывает
ломкость костей; уменьшает адсорбцию Р, что ведет к снижению уровня
АТФ и нарушению процесса фосфорилирования; снижение уровня Fe в
крови, анемия
Токсичность: токсическая доза – 5 г; соли Al токсичны, парализуют нервную
систему
Способствует усвоению: старение, гипервитаминоз D, алкоголь

Биологическая роль алюминия

Основная функция алюминия в организме – участие в формировании скелета, хрящей, других образований соединительной ткани и процессах их регенерации.

При избыточном поступлении возможно развитие негативных эффектов.

Пищевые источники алюминия

Как и для большинства минеральных веществ, основным источником алюминия являются продукты растительного происхождения (содержат в 50-100 раз больше алюминия, чем продукты животного происхождения). Также возможно загрязнение пищевых продуктов и при использовании посуды, изготовленной с использованием алюминия, особенно если в такой посуде пищевые продукты проходят термическую обработку.

Из всего алюминия, поступающего в организм с продуктами питания, в ЖКТ всасывается всего 2-4%, но он может поступать и через лёгкие. С возрастом в лёгких и головном мозге его становится больше, а выводится он несколькими путями: с потом, выдыхаемым воздухом, мочой и калом.

Наиболее важными источниками алюминия являются такие пищевые продукты, как: чай, морковь, некоторые травы и плавленые сыры. Дополнительным источником поступления алюминия является также питьевая вода, где его содержание может составлять до 2-4 мг/л. Помимо этого источниками алюминия являются лекарственные вещества (например, антациды), а также такие часто используемые вещи, как дезодоранты, бумажные полотенца и салфетки, а также продукты, контактирующие с алюминиевой фольгой.

В сутки в организм человека поступает около2-3 мг алюминия, при этом с мочой алюминий может выводится со скоростью до 10-15 мг/сутки, а при дополнительной нагрузке до 500 мг/сутки. Такой физиологический механизм препятствует накоплению алюминия в организме человека.

Дефицит алюминия

Дефицит алюминия может развиться в том случае, если в организм его попадает меньше 1 мкг в сутки, но о негативном влиянии такого состояния на человека ничего не известно – скорее всего, дефицит алюминия у людей бывает крайне редко. На животных дефицит алюминия влияет: у них слабеют конечности, нарушается координация движений, задерживаются и нарушаются процессы размножения и роста.

Избыток алюминия

Причины избытка алюминия

• Избыточное поступление алюминия с пищевыми продуктами (в частности при использовании алюминиевой посуды для приготовления пищи);
• Высокое содержание алюминия в окружающей среде (путь поступления – ингаляционный);
• Чрезмерное поступление алюминия с лекарственными препаратами, а также косметическими средствами (например, дезодорантами);
• Хроническая почечная недостаточность, препятствующая выводу алюминия из организма, что, соответственно, способствует накоплению алюминия;
• Острые отравления соединениями алюминия на производстве.

Химические элементы

Азот - элемент-органоген, без которого жизнь невозможна, поскольку в состав аминокислот, образующих белки, входит азот. Азот также входит в состав нуклеотидов - строительного материала ДНК, гормонов, нейромедиаторов, гемоглобина, большинства витаминов и других биологически активных и незаменимых для жизни веществ.

В организме человека азот составляет почти 2,5%.

Роль азота в организме человека

Как можно понять из сказанного выше, чистый азот сам по себе никакой биологической ценности не имеет, иначе живые организмы давным-давно полностью усвоили бы его из атмосферы. Биологической активностью обладают лишь соединения азота.

Прежде всего, азот входит в состав аминокислот, из которых затем образуются пептиды и белки.

Азот является составным элементом нуклеиновых кислот, которые соединяясь образуют ДНК и РНК. Поэтому в состав генетического аппарата клетки азот входит как неотъемлемый элемент.

В составе гемоглобина крови азот участвует в транспортировке кислорода во все участки тела.

Ряд гормонов (инсулин, адреналин, глюкагон, тироксин и другие) включает в свой состав аминокислоты, то есть без азота они не могли бы образоваться.

Азот входит в состав нейромедиатора ацетилхолина. С помощью этого вещества нервные клетки передают друг другу сигнал.

В последние десятилетия было проведено множество медицинских исследований, направленных на выявление роли оксида азота (II) на организм человека. В частности, было выявлено, что соединения, высвобождающие этот оксид азота, воздействуют на гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, способствуя их расслаблению и расширению, что приводит к снижению кровяного давления. именно такое действие оказывает всем известный нитроглицерин.

Источники азота

Как и подавляющее большинство других живых существ, человек не способен усваивать чистый азот. Поэтому в наш организм он поступает в связанном виде в составе растительных и животных белков, аминокислот, пуриновых соединений, нуклеотидов и т.д.

Нехватка азота

Дефицит чистого азота по понятным причинам исключен, поскольку он организму просто не нужен. Однако нехватка азотсодержащих веществ, например, белков и витаминов, явление весьма распространенное.

Причинами этого являются:

• несбалансированное питание, содержащее недостаточное количество белков;
• вегетарианское питание, поскольку в продуктах растительного происхождения очень часто отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты (содержащие их белки), а также витамины, например, В₁₂;
• нарушение переваривания белков в ЖКТ;
• нарушение всасывания аминокислот в ЖКТ (обычно в кишечнике);
• дистрофия и цирроз печени;
• различные нарушения обмена веществ, как наследственные, так и приобретенные, в том числе нарушение азотистого обмена;
• усиленное расщепление белка в организме.

Последствия нехватки азота:

• мышечная дистрофия;
• нарушения обмена веществ, сопровождающиеся отеками, задержкой физического и умственного развития;
• иммунодефицит;
• гиподинамия;
• депрессия.

· Избыток азота

· Можно говорить только об избытке азотсодержащих веществ, а не азота.

· Самыми опасными соединениями азота, которые обычно поступают в организм человека, являются нитраты и нитриты. Первые (нитраты) используют в качестве азотного удобрения, поэтому они содержатся в продуктах растительного происхождения. Вторые (нитриты) используются как консерванты. Красному цвету копченые мясные изделия обязаны нитриту натрия, без которого они приобрели бы естественный для приготовленного мяса серо-коричневый цвет.

· У людей также встречается избыток белка, например, когда человек долгое время находится на белковой диете. В результате нарушается деятельность почек и печени, симптомами чего обычно бывают отеки, темные круги под глазами, неприятный запах изо рта, мутная моча; возникает отвращение к мясной пище; присутствуют многие признаки отравления (тошнота и рвота, слабость, расстройство умственной деятельности и т.п.).

АЗОТ (N, 7)
Содержание в человеческом организме: 3 % массы тела; кровь – 3,1 мг/мл;
мышечная ткань – 7,2 %; костная ткань – 4,3 %
Биологическая роль: важен для всех форм жизни:
· входит в состав белков, аминокислот, нуклеиновых кислот, АТФ и других
важных веществ;
· входит в состав продуктов обмена;
· аммиак нейтрализует избыточные кислоты в организме;
· оксид азота (NO) – один из важнейших иммунотропных медиаторов, сти-
мулирует фагоцитоз и киллинг внутриклеточных паразитов;
· оксид азота (NO) участвует в поддержании системной и локальной гемо-
динамики;
· оксид азота (NO) выступает в роли нейротрансмиттера в желудочно-
кишечном тракте, мочевыводящей и половой системе;
· оксид азота (NO) участвует в элиминации «стареющих» молекул цито-
хромов, каталазы, гемоглобина, а также в индукции апоптоза в клетках,
где повышается уровень свободного железа.
Источники: продукты животного происхождения, бобовые
Суточная потребность: данные отсутствуют, но доза велика (» 8-16 г азота)
Недостаток: при дефиците белка общее замедление роста организма
Избыток: Кессонова болезнь, при повышении давления развивается удушье
Токсичность: соединения токсичны (все оксиды, аммиак и др.). Оксиды азота
относятся к соединениям II класса опасности, вызывают отек легких.

АКТИНИЙ (Ac, 89)
Содержание в человеческом организме: нулевое.
Биологическая роль: отсутствует, токсичен из-за своей радиоактивности
АЛЮМИНИЙ (Al, 13)
Содержание в человеческом организме: 61 мг; кровь – 0,39 мг/л
костная ткань –
4
0,7-2,8ž
–
10
%; мышечная ткань – 4-27ž
–4
10
%
Биологическая роль: не отмечена
· снижает активность ряда ферментов (лактатдегидрогеназы, щелочной
фосфотазы, каталазы и др.);
· блокирует активные центры ферментов, участвующих в кроветворении;
· влияет на обмен веществ, особенно минеральный;
· участвует в регуляции функций нервной системы;
· влияет на размножение и рост клеток, непосредственно действуя на
ядерный хроматин;
· конкурент P и Ca, Fe;

· влияет на репродуктивную способность, эмбриональное и постэмбрио-
нальное развитие;
· способен накапливаться в организме;
· мутаген
Источники: вода, атмосферный воздух, лекарственные препараты, алюминие-
вая посуда, чай, яблоки
Суточная потребность: 35-49 мг
Избыток: играет роль в развитии болезни Альцхеймера или старческого слабо-
умия, накапливаясь в мозгу; снижает задержку Са в организме, вызывает
ломкость костей; уменьшает адсорбцию Р, что ведет к снижению уровня
АТФ и нарушению процесса фосфорилирования; снижение уровня Fe в
крови, анемия
Токсичность: токсическая доза – 5 г; соли Al токсичны, парализуют нервную
систему
Способствует усвоению: старение, гипервитаминоз D, алкоголь

Биологическая роль алюминия

Основная функция алюминия в организме – участие в формировании скелета, хрящей, других образований соединительной ткани и процессах их регенерации.

При избыточном поступлении возможно развитие негативных эффектов.

Пищевые источники алюминия

Как и для большинства минеральных веществ, основным источником алюминия являются продукты растительного происхождения (содержат в 50-100 раз больше алюминия, чем продукты животного происхождения). Также возможно загрязнение пищевых продуктов и при использовании посуды, изготовленной с использованием алюминия, особенно если в такой посуде пищевые продукты проходят термическую обработку.

Из всего алюминия, поступающего в организм с продуктами питания, в ЖКТ всасывается всего 2-4%, но он может поступать и через лёгкие. С возрастом в лёгких и головном мозге его становится больше, а выводится он несколькими путями: с потом, выдыхаемым воздухом, мочой и калом.

Наиболее важными источниками алюминия являются такие пищевые продукты, как: чай, морковь, некоторые травы и плавленые сыры. Дополнительным источником поступления алюминия является также питьевая вода, где его содержание может составлять до 2-4 мг/л. Помимо этого источниками алюминия являются лекарственные вещества (например, антациды), а также такие часто используемые вещи, как дезодоранты, бумажные полотенца и салфетки, а также продукты, контактирующие с алюминиевой фольгой.

В сутки в организм человека поступает около2-3 мг алюминия, при этом с мочой алюминий может выводится со скоростью до 10-15 мг/сутки, а при дополнительной нагрузке до 500 мг/сутки. Такой физиологический механизм препятствует накоплению алюминия в организме человека.

Дефицит алюминия

Дефицит алюминия может развиться в том случае, если в организм его попадает меньше 1 мкг в сутки, но о негативном влиянии такого состояния на человека ничего не известно – скорее всего, дефицит алюминия у людей бывает крайне редко. На животных дефицит алюминия влияет: у них слабеют конечности, нарушается координация движений, задерживаются и нарушаются процессы размножения и роста.

Избыток алюминия

Причины избытка алюминия

• Избыточное поступление алюминия с пищевыми продуктами (в частности при использовании алюминиевой посуды для приготовления пищи);
• Высокое содержание алюминия в окружающей среде (путь поступления – ингаляционный);
• Чрезмерное поступление алюминия с лекарственными препаратами, а также косметическими средствами (например, дезодорантами);
• Хроническая почечная недостаточность, препятствующая выводу алюминия из организма, что, соответственно, способствует накоплению алюминия;
• Острые отравления соединениями алюминия на производстве.