XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Минеральные вещества так же незаменимы в питании человека, как и белки, липиды, углеводы, витамины. Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности человека, велика их роль в построении костной ткани, где преобладают такие элементы, как фосфор и кальций. Минеральные вещества участвуют в важнейших обменных процессах организма - водно-солевом, кислотно-щелочном, поддерживают осмотическое давление в клетках, влияют на иммунитет, кроветворение, свертываемость крови [1].

Фосфор – это жизненно необходимый элемент в нашем организме. Он находится в тканях, мышцах и мозге, его содержание в организме взрослого человека составляет около 700 г. Изоморфный гидроксиапатит и карбонат, содержащие фосфор, являются основными неорганическими веществами, входящими в состав костей. Этот элемент особенно важен для правильного функционирования нервной и сердечно-сосудистой систем и для обмена веществ. В сочетании с кальцием фосфор формирует минеральную структуру кости, которая и обеспечивает её механическую прочность [6].

При этом соотношение фосфор/кальций должно быть 2 к 1,5 если фосфора будет столько же, сколько кальция, то кость начнет терять кальций и станет хрупкой, хотя и твердой [7]. В клетках фосфор содержится в форме H3PO4 и H4O7P2 кислот и соответствующих их производных. Нуклеиновые кислоты, витамины, нуклеотиды, эфиры фосфорных кислот, фосфолипиды и белки, которые участвуют в метаболизме организма, содержат фосфор [8].

Роль фосфора в жизни человека огромна. Он благоприятствуют росту и восстановлению организма, способствуют нормализации энергетического обмена, снижает болевые ощущения при артритах, оказывает укрепляющее воздействие на зубы, улучшает метаболизм, содействует делению клеток, координирует кислотно-щелочной баланс и активирует ферментные реакции [14].

Чрезвычайно важную имеют такие бинеорганические соединения, как аденозиндифосфорная кислота и аденозинтрифосфорная кислота, являющиеся, соответственно, производными дифосфорной H4P2O7 и трифосфорной H5P3O10 кислот. В форме АТФ, постоянно образующейся с использованием энергии в клетках в результате окисления органических веществ, создается запас сохраненной энергии. АТФ, таким образом, является своеобразным биологическим «топливом».

Являясь главным донором энергии в основных реакциях биосинтеза, АТФ обеспечивает энергией и физиологические процессы (высшая нервная деятельность, диффузия подвижных клеток, сокращение мышц и т.д.). Например, мышечное сокращение объясняется следующим образом. Основной белковый компонент мышечного волокна сократительный белок миозин, обладающий свойствами фермента аденозинтрифосфатазы, отщепляет от АТФ остаток фосфорной кислоты. Этот процесс сопровождается выделением энергии, необходимой для сокращения мышечных волокон. Таким образом, энергия фосфатных связей АТФ передается сократительному белку мышц [4, 5].

Огромное значение фосфора в энергетическом обмене обусловлено не только центральной ролью АТФ, но и тем, что углеводы все превращения в ходе гликолиза, гликонеогенеза и пентозного цикла претерпевают не в свободной, а в фосфорилированной форме. Фосфорилирование является одним из главных путей превращения витаминов в активные формы [5, 6].

Суточная потребность взрослого человека в фосфоре 1200мг. С растительной и животной пищей фосфор в виде органических соединений - фосфопротеидов, фосфатидов (липоидов) - поступает в организм человека, где вовлекается в непрерывный обмен. Основными источниками служат продукты животного происхождения: творог, мясо, яичный желток. Также присутствует и в зерновых, бобовых культурах, тыкве (мякоть и семена), кунжуте, фисташках, кедровых орехах, но человеку сложно его усвоить, так как в кишечнике нет нужного фермента для расщепления фитиновых соединений, в виде которых макроэлемент поступает из растительной пищи. Поэтому усваивается не более 20%. Наиболее высокая усвояемость P характерна для морепродуктов и рыбы семейства тресковых и лососевых, в этом случае всасывается 99% [1].

Важно понимать, что фосфор усваивается лишь в правильном сочетании с кальцием, поэтому следует выбирать продукты с таким необходимым сочетанием, или комбинировать их таким образом, чтобы получались правильные сочетания фосфора и кальция в разных продуктах. Наиболее оптимальное сочетание этих веществ содержится в жирном твороге и фундуке, приемлемое – в свекле, моркови, капусте. Самое большое содержание фосфора – в икре осетровых, говяжьей печени, грецких орехах, фасоли, овсяной крупе [2].

Даже незначительная нехватка фосфора в организме может привести к остеопорозу костных тканей, заметному снижению интеллектуальных данных и общей работоспособности. Это будет проявляться в потере кратковременной памяти, частых проявлениях слабости, сонливости и головных болях. У человека с дефицитом макроэлемента фосфора может пропасть интерес к жизни, к новым знаниям. Если вовремя не восполнить запас фосфора в организме, симптомы станут еще более тревожными: появятся боли в костях, человек станет уставать даже после незначительных нагрузок, затем появится тревожность и необоснованная раздражительность. Также могут быть перебои в дыхании, периодическое онемение и дрожание конечностей [3].

Если питание человека плохо сбалансировано и в его рационе преобладают мясные и рыбные продукты – возникает избыток фосфора. Это происходит из-за того, что усвоение этого макроэлемента напрямую связано с количеством кальция, попадающего в организм с пищей. Если соотношение кальция к фосфору 1:1,5, тогда эти вещества создают необходимые для жизнедеятельности человека нерастворимые соединения, способствующие нормальному протеканию процессов в организме. При нарушении такого соотношения фосфор начинает накапливаться и не выводится из тканей и костей, что приводит к нарушению работы почек, нервной системы и костных тканей. Одновременно тормозится всасывание кальция, замедляется образование витамина D, нарушаются функции паращитовидных желез [3].

Магний — один из самых распространенных элементов в природе. Особенно много магния в морской воде. Питьевая вода также содержит соли магния; если количество магния в воде большое, такую воду называют «жесткой» [1]. Большинство солей магния хорошо растворимо в воде. Главное «депо» магния у человека находится в костях и мышцах, которое обнаружено методом меченых атомов с применением изотопа магния 28Mg [1].

Являясь необходимым макроэлементом для клеток и тканей, магний участвует во многих физиологических процессах, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность организма: в синтезе ферментов (субстрат АТФ, АДФ, креатинкиназы, гексокиназы и др.), прямой активации ферментов, регулировании функции клеточной мембраны (стабилизация клеточных мембран, клеточная адгезия, трансмембранный поток электролитов), антагонизме с кальцием (мышечное сокращение/расслабление, высвобождение нейромедиаторов, возбудимость специализированной проводящей системы сердца), в пластических процессах (синтез и катаболизм белка, обмен нуклеиновых кислот и липидов, митохондрий) [1,2].

Магний является важнейшим внутриклеточным элементом всех клеток и тканей, участвуя вместе с ионами других элементов в сохранение ионного равновесия жидких сред организма; входит в состав ферментов, связанных с обменом фосфора и углеводов; активирует фосфатазу плазмы и костей и участвует в регуляции нейрохимической передачи и мышечной возбудимости [5].

Этот химический элемент участвует в хранении, переносе и утилизации энергии, является физиологическим антагонистом кальция и контролирует баланс внутриклеточного калия. Он расслабляет гладкую мускулатуру, снижает артериальное давление, особенно при его повышении, угнетает агрегацию тромбоцитов [2], обладает кардио- и вазопротективным действием, способствует уменьшению количества и продолжительности эпизодов безболевой ишемии миокарда и возрастанию адаптации к ишемии при стабильной стенокардии [3, 5].

Суточная потребность человека в нем составляет 0,05 % от массы тела. Среди катионов, присутствующих в организме человека, ион магния (Mg 2+) находится на четвертом месте по распространенности (после натрия, калия и кальция). Магний не синтезируется в организме человека, в виде иона Mg2+ он поступает с пищей водой и солью. Особенно богата магнием растительная пища — необработанные зерновые, инжир, миндаль, орехи, темно-зеленые овощи, бананы, крупы и бобовые [3].

Часть ионизированного магния отщепляется от магнезиальных солей пищи еще в желудке и всасывается в кровь. Основная часть труднорастворимых солей магния переходит в кишечник и только после соединения их с жирными и щелочными кислотами всасывается в кровь. Эти комплексные соединения магния поступают в печень. В желудочно-кишечном тракте абсорбируется до 40–45 % поступившего элемента. В крови человека примерно 50 % магния находится в связанном с белками, аминокислотами и всеми известными на сегодняшний день нейропептидами состоянии и остальная часть в ионизированном [3].

Магний лучше усваивается из пищи при соотношении Са: Mg, равном 1:0,5. Для обеспечения организма магнием необходимо ежедневно включать в рацион разнообразные расти­тельные продукты, хлебобулочные изделия из муки грубого по­мола (или с отрубями) и молоко, кефир, или йогурт. Именно ис­пользование достаточного количества молочных продуктов помо­жет оптимизировать соотношение магния с кальцием в диете для лучшей абсорбции этих минералов [10]. Основными источниками магния являются: тыквенные семечки, пшеничные отруби, семена кунжута, орехи, морская капуста, овсяная и гречневая крупа, яйца, курага, шпинат, брокколи, бананы, рыба, морепродукты [2].

Список литературы

Zabelina V.D. Magnesium and magnesium-containing drugs. With magnesium for life. Consiliumprovisorum 2003;3(5): 27–30. Russian: Забелина В.Д. Магний и магнийсодержащие препараты. С магнием по жизни. Consilium-provisorum 2003;3(5): 27–30. 48.

Senni K., A. Foucault-Bertaud, Godeau G. Magnesium and connective tissue// Magnes Res. — 2003 — Vol. 16, № 1. — P. 70-74. 6. Аарон-Маор И., Шейнфельд Й. Все, что известно о магнии // Международный медицинский журнал. — 2008. № 1. — С. 74-77.

Коломицев В. В., Боброва Е. В. Физиологические механизмы регуляции метаболизма магния // Кардиологический журнал. — 2004-№ 4. — С. 54–58.

Марри Р., Греннер Д., Родуэлл В. Биохимия человека: в 2-х томах. Т 2. Пер с англ.: — М.: Мир, 2007. — 415 с.

Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. — М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век»: Мир, 2014. — 216 с.

Спасов А. А. Фосфор в медицинской практике. — Волгоград, 2010. — 272 с-280 с.

Ю.П. Афиногенов, Биогенные элементы и их физиологическая роль: учебное пособие / Ю.П. Афиногенов, И.А. Бусыгина, Е.Г. Гончаров; Воронежский государственный университет. – Воронеж: Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2018, 63 – 69 с.

Щукарев С.А. Неорганическая химия. Т. 2. Учеб. пособие для университетов. М., «Высшая школа», 2004. 326-650 с.

Код для цитирования: Скопировать