Лекция №37. Водный и минеральный обмен. Витамины.

Водно – солевой обмен – совокупность процессов распределения воды и минеральных веществ между вне – и внутриклеточным пространством и внешней средой. Обмен воды связан с обменом солей. Распределение воды связан с осмотическим давлением. От количественного и качественного состава минеральных веществ в жидкости организма зависит протекание всех важных процессов. Поддержание постоянства осмотического, объемного и ионного равновесия жидкостей организма с помощью рефлекторных механизмов – водно – электролитный гомеостаз. Вода в организме присутствует 2 видов:

1. экзогенная (поступающая извне)
2. эндогенная (образующаяся при окислении жиров)

Функции воды:

• часть протоплазмы клеток и тканей (тело состоит на 65% из воды)
• растворяет и переносит вещества
• участвует в реакциях обмена
• уменьшает силу трения
• участвует в терморегуляции
• обеспечивает эластичность тканей
• входит в состав пищеварительных соков

Суточная потребность в воде – 40 мл на каждый кг массы (2 – 3 литра). Соотношение между водой, поступившей в организм и выделившейся из него – водный баланс. Органы, выделяющие воду – почки, легкие, кожа, кишечник. Для организма важно, чтобы приход воды покрывал расход. Уменьшение воды на 10% - обезвоживание (гипогидратация), на 20% - приводит к смерти.

Минеральные соли поступают в организм с пищей и водой за исключением поваренной соли. Функции минеральных солей:

1. биологические постоянные гомеостаза
2. создают и поддерживают осмотическое давление крови
3. поддерживают pH крови – 7,36 – 7,42
4. участвуют в ферментативных реакциях
5. участвуют в водно – солевом обмене
6. принимают участие в процессах возбуждения, торможения, мышечного сокращения, свертываемости крови
7. являются составной частью костей, гемоглобина, пищеварительных соков

Виды минеральных солей:

• макроэлементы (натрий, магний, калий, кальций, фосфор, хлор)
• микроэлементы (железо, марганец, кобальт, цинк, фтор, йод) – необходимы в очень небольших количествах

Натрий поступает в организм в виде поваренной соли – это единственная соль, которую добавляют к пище. Суточная потребность в натрии – 15 гр. Натрий участвует в поддержании осмотического равновесия, влияет на рост, регулирует работу сердечной мышцы. Дефицит натрия приводит к слабости, апатии, подергиванию мышц.

Калий поступает в организм с овощами, фруктами и мясом. Суточная потребность – 2 гр. Он регулирует сердечный ритм и поддерживает АД, автоматизм сердечной мышцы, важен для питания клеток, деятельности мышц, поддержания водно – солевого баланса, нейроэндокринной регуляции. Поддерживает осмотическое давление, стимулирует образование ацетилхолина. Дефицит калия приводит к слабости, сонливости, нарушению рефлексов. Увеличение калия может привести к остановке сердца.

Хлор поступает в организм виде поваренной соли. Участвует в поддержании осмотического давления крови, входит в состав соляной кислоты желудочного сока.

Кальций поступает в организм с молочными продуктами (особенно сырами), зеленью. Это важная константа крови, входит в состав костей (9 – 11 мг/ %).

В организме взрослого человека содержится 1-2 кг кальция, из них 99% входит в состав костной и хрящевой тканей, остальное содержится в мягких тканях и межклеточной жидкости. Уменьшение кальция приводит к кальциевой тетании и смерти в результате прекращения дыхания. Он необходим для процесса свертывания крови. Кальций уменьшает проницаемость клеточных мембран, активирует амилазу и липазу, стимулирует работу миокарда, способствует выведению свинца из костной ткани, играет во всех стадиях свертывания крови, оказывает антистрессовое воздействие, выводит тяжелые металлы, радионуклиды, обладает антиаллергическим действием. Он играет важную роль в сокращении мышц, снижает риск высокого АД, гипертонии беременных, рождения недоношенных детей, предохраняет от рака матки, поджелудочной железы и толстой кишки. Суточная потребность – 0,8 гр.

Фосфор поступает в организм с молочными продуктами, мясом и злаками. Суточная потребность – 1,5 гр. Содержится в костях и зубах. Входит в состав АТФ. Дефицит приводит к деминерализации костей.

Магний оказывает влияние на тонус мышечной оболочки сосудов, снимает спазмы, понижает АД, снижает уровень холестерина в крови. Дефицит вызывает нарушения в эмоциональной сфере, он незаменим для профилактики стресса и синдрома хронической усталости. Суточная дозировка – 500 мг.

Медь участвует в синтезе коллагена и эластина, защищает от свободных радикалов, участвует в синтезе гемоглобина, необходима для усвоения железа, участвует в кроветворении, обладает противовоспалительным действием, необходима для вынашивания плода. Суточная дозировка 20 мг. Дефицит приводит к преждевременному старению кожи и сосудов, повышению уровня холестерина, инсультам, задержке полового развития и бесплодию.

Цинк (микроэлемент) входит в состав ферментов, укрепляет иммунитет, стимулирует работу всей гормональной системы, поджелудочной железы, стимулирует синтез гормона роста, тестостерона. Отвечает за обоняние, зрение, вкус и необходим для заживления ран. Цинк участвует в синтезе и сохранении инсулина. Суточная дозировка 200 мг. Дефицит приводит к снижению иммунитета, аппетита, анемии, аллергии и дерматиту, нарушению половых функций у мужчин. Содержится в семенах тыквы и подсолнечника.

Железо поступает в организм с мясом, печенью и бобовыми. Суточная потребность – 15млг. Является составной частью гемоглобина и дыхательных ферментов. В организме содержится 3 гр железа. Дефицит железа приводит к малокровию.

Йод поступает в организм с водой, протекающей через горные породы и обогащающийся там йодом. Также он может поступать с йодированной солью или морепродуктами. Суточная потребность – 0,03 мг. Участвует в синтезе гормонов щитовидной железы. Дефицит приводи к возникновению зоба.

Хром необходим для нормальной жизнедеятельности сосудов и сердечной мышцы, активности инсулина, способствует снижению уровня холестерина крови. Дефицит приводит к апатии и быстрому утомлению. Суточная дозировка – 200 мкг.

Марганец входит в состав ферментов, участвует в реакциях иммунитета, стимулирует процессы мышления, кроветворения и тканевого дыхания. Суточная дозировка – 10 мг. дефицит приводит к переутомлению, снижению внимания, памяти, нарушению сна, сахарному диабету и новообразованиям косвенно.

Кремний важен для поддержания стенок сосудов (придает прочность, эластичность и проницаемость). Дефицит приводит к инсультам и кровоизлияниям.

Селен – важнейший из микроэлементов. Он обладает защитным действием для организма – продлевает жизнь. Предохраняет от рака, стимулирует иммунитет, является антиоксидантом, способствует росту и развитию организма. Дефицит приводит к

• нарушению роста и развития
• воспалению в суставах
• слабости мышц
• склонности к новообразованиям
• заболеваниям печени
• нарушению работы щитовидной железы
• мужскому бесплодию
• ухудшению зрения
• преждевременному старению

Он эффективно работает вместе с витаминами Е и С. Суточная дозировка 400 мкг.

Витамины (vita – жизнь, амины) – поступающие с пищей незаменимые вещества, необходимые для жизнедеятельности организма. Основоположник учения о витаминах – Лунин, термин предложен ученым Функом в 1911 г. Функции:

1. биологические катализаторы
2. являются низкомолекулярными компонентами ферментов
3. принимают участие в обменных процессах
4. участвуют в образовании гормонов
5. уменьшают воспалительные явления
6. способствуют росту организма
7. повышают иммунитет
8. повышают работоспособность

При недостаточности витаминов возникают функциональные нарушения в работе органов и систем – гиповитаминозы. Заболевания, которые возникают на фоне недостатка витамина - авитаминоз. Избыточное присутствие витамина в организме – гипервитаминозы (опасны вследствие нарушения работы почек, т.к. они выводятся через почки). По растворимости витамины:

• Водорастворимые
• жирорастворимые

Водорастворимые витамины:

1. витамин С (аскорбиновая кислота, антицинготный) – 100 мг. При недостатке возникает цинга (скорбут) – кровоточивость и разрыхление десен, выпадение зубов, снижение иммунитета, слабость, хрупкость костной ткани, витамин укрепляет сосуды, является противострессовым – цитрусовые, шиповник, черная смородина, картофель
2. витамин В1 (тиамин, антиневрин) – 3 мг. При недостатке развивается болезнь «Бери – бери» - слабость, непроизвольные сокращения мышц, судороги, полинервиты, нарушение работы ЖКТ и сердца (опыт с голубями: одну группу голубей кормили только очищенным рисом, другую неочищенным; в первой группе голуби стали слабыми, сидели на лапах и запрокидывали голову на спину – судороги) – куриное мясо, семена подсолнечника, неочищенный рис
3. витамин В2 (рибофлавин) – 3 мг. При недостатке поражаются глаза, слизистая оболочка рта, губ, атрофия сосочков языка, задерживается рост и возникают дерматиты – капуста, молоко, печень
4. витамин В3 (пантотеновая кислота, антидерматитный) – 10 мг. При недостатке слабость, головокружение, дерматиты, невриты. Витамин способствует быстрому заживлению ран, работе ЖКТ. Содержится в шампиньонах, капусте, грибах.
5. витамин В6 (пиридоксин, антидерматитный) – 3 мг. При недостатке дерматиты и судороги. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. содержится в бананах и картофеле
6. витамин В12 (цианокабаламин, антианемический) – 2 мкг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника и предохраняет от анемии Аддисона – Бирмера
7. витамин Вс (фолиева кислота, антианемический) – 3 мг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника и влияет на синтез нуклеиновых кислот и кроветворение. Содержится в зелени (салат), дрожжах
8. витамин Р (рутин, капилляроукрепляющий) – 50 мг. Уменьшает ломкость и проницаемость капилляров, способствует накоплению витамина С. Содержится в зерновых отрубях.
9. витамин РР (никотиновая кислота, противоаллергический) – 15 мг. синтезируется микрофлорой толстого кишечника из аминокислоты триптофана.

Жирорастворимые витамины:

1. витамин А (ретинол) – 1,5 мг. Способствует росту, предохраняет от гемеролопии, сухости роговицы, защищает кожу от пересыхания. Содержится в жирной рыбе. предшественником его является бета – каротин – провитамин – 4 мг – содержится в манго, абрикосах, моркови, болгарском перце, зелени петрушки
2. витамин Д (кальциферол, противорахитический) – 25 мкг. Регулирует обмен фосфора и кальция, предохраняет от рахита (неправильное формирование скелета, искривление костей конечностей, «куриная грудь», сдавление органов грудной клетки, «грудь сапожника»). Усвоению его способствует кальций. Предшественником является 7 - дегидрохолестерин, который под действием ультрафиолетовых лучей в коже переходит в витамин Д. При этом кожа темнеет – загар – защитная реакция организма. Содержится в куриных яйцах, сельди.
3. витамин Е (токоферол, противостерильный) – 15 мг. Обеспечивает функцию размножения и нормальное протекание беременности. Содержится в подсолнечном масле, индейке, стручковом перце. Витамин защищает сосуды мозга от атеросклероза, против рака.
4. витамин К (викасол, антигеморрагический) – 0,3 мг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Способствует свертыванию крови. Содержится в киви, твороге, капусте.
5. витамин F (комплекс жирных кислот, необходимых для жизнедеятельности организма) 12 гр. Включает в себя полиненасыщенные жирные кислоты – линолевую, леноленовую, арахидоновую, гамма – аминомасляную кислоты.

Таблица взаимодействия витаминов и микроэлементов.

Микронутриент	Взаимодействие с другим витамином или минералом	Характер взаимодействия
железо	Кальций, магний, цинк	Снижают усвоение железа
хром	Отрицательно влияет на метаболизм железа
Витамины А и В2	Увеличивают биодоступность железа
кальций	магний	Увеличивает выделение кальция с мочой
фосфор	Снижает биодоступность кальция
Витамин С	Способствует усвоениюкальция
Витамин Д	Повышает биодоступность кальция
Витамин В6	Снижает выделение кальция из организма
магний	Марганец, фосфор, цинк	Снижают усвоение магния
цинк	Витамин В9 (фолиева кислота)	Отрицательно воздействует на транспорт цинка
Кальций, медь, хром	Снижают усвоение цинка
Витамин В2, марганец	Увеличивают биодоступность цинка
Витамин В6	Снижает выделение цинка с мочой
Витамин А	Витамин К	Снижает мобилизацию витамина А из печени
Витамины С и Е	Защищают витамин А от окисления
Витамин В1	Витамин В2	Окисляет витамин В1
Витамин В12	Усиливает аллергические реакции на витамин В1
Витамин В6	Витамин В2	Необходим для превращения витамина В6 в активную форму
Витамин В9	цинк	Отрицательно воздействует на транспорт витамина В9
Витамин В12	Витамины А, С, Е, железо, медь	Превращают витамин В12 в бесполезные аналоги
кальций	Необходим для абсорбции витамина В12
Витамин С	Витамин В5	Улучшает усвоение витамина С
Витамин Е	Витамин С	Восстанавливает окисленный витамин Е