Команда «Ferrum» МОУ «СОШ 86» г. Омска «Наши пищевые вещества должны быть лечебными средствами, а наши лечебные средства должны быть пищевыми веществами.» Гиппократ «Медик без довольного познания химии совершенен быть не может» М.В.Ломоносов

В любом живом организме, в том числе и в организме человека, непрерывно протекает множество химических реакций. Можно сказать, что каждая живая клетка представляет собой микроскопическую химическую лабораторию. В обмене веществ участвуют и неорганические вещества. Химические элементы, которые образуют эти вещества, называются биогенными элементами. К числу биогенных элементов относится и ряд металлов, среди которых особенно важные биологические функции выполняют 10 так называемых «металлов жизни». Этими металлами являются четыре s-металла: кальций Ca, калий K, натрий Na, магний Mg и шесть d-металлов: железо Fe, цинк Zn, медь Cu, марганец Mn, молибден Mo, кобальт Co. Кроме 10 «металлов жизни» к числу биогенных элементов в последнее время относят еще некоторые металлы, например, олово Sn, литий Li, хром Cr. В зависимости от массовой доли в организме все биогенные элементы делятся на: а) макроэлементы (массовая доля в организме больше 10-2 % или больше 7 г); б) микроэлементы (массовая доля в организме меньше % или меньше 7 г) К макроэлементам относятся четыре металла жизни: Ca, К, Na, Mg, остальные металлы относятся к микроэлементам. Содержание некоторых элементов в том числе и металлов в окружающей среде и в организме человека (в % по массе)

Натрий (Natrium) В организме взрослого человека содержится около 100 г натрия. Для восполнения естественной убыли натрия из организма человека ежедневно должен потреблять с пищей 6 – 8 г NaCl. Натрий является основным внеклеточным ионом. Катионы натрия распределены по всему организму. Они содержатся в плазме крови, лимфе, спинномозговой жидкости, мозге, легких, почках, желчи, коже, пищеварительных соках, в любом межтканевой жидкости. Ионы натрия, как и ионы калия, участвуют в передаче нервных импульсов через мембраны нервных клеток и поддерживают нормальную возбудимость мышечных клеток, оказывают влияние на деятельность ЦНС. При изменении содержания ионов натрия в организме происходят нарушения функций нервной, сердечно-сосудистой систем, гладких и скелетных мышц. Избыток ионов натрия в клетках коры головного мозга вызывает угнетение деятельности ЦНС, т.е. депрессию. Избыток натрия вреден. Многие любители соленой пищи употребляют до и более граммов соли в сутки, что может вызвать неблагоприятные последствия: отеки, повышение артериального давления крови и другие, особенно у больных гипертонической болезнью, при заболеваниях почек, сердца. Как показали эпидемиологические обследования, среди больных гипертонической болезнью 90% - любители соленой пищи. Мы советуем вырабатывать в себе привычку есть недосоленную пищу, питаться которой более целесообразно, чем пересоленной. Дефицит натрия возникает в организме не от недостатка соли в пище, а при различных заболеваниях, сопровождающихся рвотой, поносом, при обширных ожогах, нарушении функций надпочечников. При значительных потерях натрия возникает тяжелое состояние. В этих случаях необходимо экстренно вводить раствор, соли в организм внутривенно. Ионы натрия Na+ влияют на работу ферментов. Натрий всегда используется в естественных продуктах натрий всегда содержится, например, в мясе, помидорах.

В организме человека калий находится в виде ионов. Ионы калия, так же, как и ионы натрия, распределены по всему организму: в печени, почках, сердце, мозге, крови, в мышцах, костной ткани и т. д. но в отличие от ионов натрия, ионы калия являются внутриклеточными ионами-98% от общего количества калия находится внутри клеток, 2%-во внеклеточной жидкости. Недостаток калия в пище может привести к дистрофии даже при нормальном потреблении белков. При калиевой дистрофии (истощении) назначают по 1г хлорида калия(КСl) в день. В организме взрослого человека содержится около 250г ионов калия. В сутки с пищей потребляется 2-3г ионов калия. Много калия в овощах и фруктах: картофеле, капусте, салате, помидорах, моркови, абрикосах, персиках, бананах, ананасах, апельсинах и др. Ионы калия играют важную роль в физиологических процессах – сокращении мышц, нормальном функционировании сердца, проведении нервных импульсов (вместе с ионами натрия), влияют на деятельность ЦНС и на углеводный обмен. Ионы калия К + являются активаторами ферментов, находящихся внутри клеток. Ионы калия совместно с ионами натрия и водорода Н + регулируют кислотно-основное равновесие в организме. Ионы калия оказывают влияние на поддержание в норме осмотического давления в клетках. Усвоение белка сопровождается повышенным потреблением калия клетками. Избыток ионов К + в клетках коры головного мозга возбуждает ЦНС, вызывая психические расстройства. Потеря ионов калия клетками вызывает шок(при тяжелых ожогах). Введение ионов калия способствует расслаблению сердечной мышцы между сокращениями сердца. Калий (kalium)

Кальций – один из наиболее распространенных элементов в организме человека. Он находится в каждой клетке тела человека. 99% кальция сосредоточены в костной ткани, 1%-в мягких тканях. Содержание ионов кальция в организме взрослого человека составляет 1050г. Ежедневная потребность в кальции-0,9-1г кальций поступает в организм с молоком, творогом, фруктами, злаками. Ионы кальция играют важную роль во многих жизненных процессах. Они участвуют в регулировании ритма сердца, сокращении мышц, передаче нервных импульсов, в процессе свертывания крови. Ионы кальция обладают противовоспалительными противоаллергическими свойствами, они стимулируют защитные силы организма, регулируют проницаемость клеточных мембран. Кальций снижает возбудимость ЦНС, поэтому уменьшение его концентрации в организме сопровождается возбуждением нервной системы. Кальций-главный компонент костной ткани и зубов. От количественного содержания кальция в скелете зависят его твердость, рост и минерализации костей. Нарушение процессов обмена кальция с участием костной ткани приводит к отложению кальциевых солей в различных органах. С этим связаны образование «камней», глаукомы, катаракты, изменения в кровеносных сосудах и т.д. при понижении концентрации ионов Са+ в плазме крови они начинают вымываться кровью из костной ткани, что приводит к размягчению и искривлению костей скелета. Недостаток ионов кальция в плазме крови вызывает судороги мышц. Кальций (Calcium)

Магний- важный биоэлемент, входящий в состав животных и растительных организмов. Зеленый пигмент растений – хлорофилл- содержит приблизительно 2,7% магния. Магний необходим не только растениям. Около 30г магния содержится в организме человека. Ежедневная потребность человека в магнии составляет 0,3-0,5г. магний содержится в овощах и фруктах: картофеле, цветной капусте, помидорах, абрикосах, персиках и др. Биологическая роль магния в организме человека велика. Ионы магния участвуют в передаче нервного импульса, сокращении мышц, влияют на синтез белка и на углеводно-фосфорный обмен. Большое влияние ионы магния оказывают на состояние сердечно-сосудистой системы. Недостаток магния приводит к развитию инфаркта миокарда. При раздражении в крови становится ниже нормы, что также ведет к заболеванию сердечно- сосудистой системы Ионы Mg2+ снижают артериальное давление, выводят из организма холестерин, стимулируют перистальтику кишечника, усиливают секрецию желчи. Магний (Magnesium)

Цинк концентрируется главным образом в мышцах, печени, поджелудочной железе,эритроцитах,сетчатой оболочке глаза,скелете.Несмотря на небольшую массовую долю в организме(примерно 10%),цинк играет важную биологическую роль. Еще в 30-х гг. ХХ века было установлено, что цинк содержится в кристаллическом препарате инсулина- гормона, вырабатываемого поджелудочной железой и регулирующего уровень сахара в крови. Дальнейшими исследованиями было установлено, что 6 молекул инсулина, связываясь с 2 атомами цинка, образуют устойчивую сложную структуру. Таким образом, цинк принимает активное участие в углеводном обмене. В настоящее время установлено, что цинк входит в состав более 40 металлоферментов. Цинк ускоряет синтез витаминов С и В, введение ионов цинка в организм уменьшает содержание жира во внутренних органах и печени, оказывает специфическое влияние на функции полового аппарата и т.д. Медь- жизненно необходимый микроэлемент для растений, животных и человека. Медь влияет на работу витаминов, усиливает действие инсулина и гормонов гипофиза, которые стимулируют развитие и функцию половых желез. Ионы меди повышают эффективность лекарств, что обусловлено образованием с лекарствами медьсодержащих комплексов, которые легко проникают сквозь биологические мембраны. Ионы меди связывают микробные токсины и усиливают действие антибиотиков. Дефицит меди и ее избыток одинаково вредны для организма. При недостатке меди в рационе человека уменьшается образование гемоглобина и развивается анемия; нарушается костеобразование с изменениями в скелете, как при заболевании рахитом. Недостаток мели проявляется только в детском возрасте, что вызвано дефицитом меди в молоке. Избыток меди накапливается в печени, мозге, почках, глазах и вызывает хронические воспалительные процессы в тканях,приводит к нарушению психики и параличу некоторых органов Накопление меди в ткани мозга приводит к ослаблению процессов возбуждения и усилению торможения в коре больших полушарий. Марганец связан с рядом ферментов. В виде иона Mn входит в состав фермента аргиназы. Этот фермент, содержащийся в печени, играет важную роль в азотистом обмене, катализируя реакцию превращения аминокислоты аргинина в мочевину, которая переносится кровью в почки и в составе мочи выводится из организма. Одной из важнейших функций марганца в организме является его участие в синтезе витамина С (аскорбиновой кислоты) и в процессе кроветворения. Микроэлементы

Кобальт-микроэлемент, оказывающий зарнообразное влияние на жизненные процессы растительных, животных организмов и человека. Биологическая роль кобальта велика- он участвует в процессах кроветворения, влияет на белковый, жировой, углеводный, минеральный обмены, обмен витаминов, например витамина С, ускоряет синтез витамина РР, входит в состав ферментов(пептидазы). Кобальт является составной частью витамина В12 ( цианкобаламин ). Витамин В12- самый сложный из известных витаминов и единственный, содержащий молекуле ион металла. Установлено, что дефицит кобальта в тканях снижает способность организма защищаться от различных инфекций и может привести к злокачественной анеимии. Однако при избытке кобальта снижается иммунорефлекорная деятельность, поражаются кровеносные органы и т.д. Суточная потребность в витамине В12 для взрослого человека составляет 2,5-5мкг. Недостаток витамина В12 приводит к злокачесвенной анемии и авитаминозу В12, а также к расстройству деятельности нервной системы и резкому снижению кислотности желудочного сока. Биологическая роль витамина В12 велика: он стимулирует кроветворение и созревание эритроцитов, необходим для синтеза аминокислот, РНК, ДНК и других соединений. Молибден -самый тяжелый из "металлов жизни",необходимый микроэлемент для растительных и животных организмов. Он находится в зеленой массе растений, много его в горохе и бобах. В организме человека около 0,015г молибдена. Ежесуточно человек должен получать с пищей 0, ,0003г молибдена. Молибден входит в качестве незаменимого компонента и активатора в состав некоторых ферментов - гидрогеназы, альдегидоксигеназы и др. При избыточном содержании молибдена в пище он вытесняет медь из печени, фосфор из костей, в крови уменьшается содержание других микроэлементов - железа, меди, цинка. Если в пище мало молибдена, то фермент ксантиноксидаза образуется в недостаточном количестве. В результате нарушаются азотистый обмен и другие процессы, происходящие в организме.

Железо- наиболее распространенный в организме d-элемент. В организме человека его содержится около 5г.Суточная потребность в железе составляет 0,02г. Большая часть железа (около 70%) сосредоточена в гемоглобине крови. Важнейшая функция гемоглобина - способность обратимо связывать кислород и переносить его от легких к тканям. Железо участвует в процессах кроветворения и его недостаток в организме приводит к болезни крови - железодефицитной анемии (малокровие). Избыток железа тоже вреден, так как железо, которое не связывается в биокомплексы, может вызвать нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы, печени, легких. ПродуктЖелезо (мг на 100 г съедобной части) Печень свиная Морская капуста Курага Петрушка Свекла Горох Пшено Печень говяжья Желток яйца Крупа гречневая Язык говяжий Мясо индейки Хлеб пшеничный из обойной муки Хлеб ржаной простой Орехи фундук Говядина Яйцо куриное цельное Крупа рисовая Белок яйца 20, ,00 6,98 6,90 6,70 6, ,95 3,60 3,0 2,90 2,50 1,02 0,15 Содержание железа в некоторых продуктах питания

Наиболее богаты микроэлементами (Cu, Zn, Fe и др.) продукты как растительного и животного происхождения: рожь, овес, ячмень, пшеница, гречневая, пшенная, овсяная, ячневая крупы, горох, фасоль, картофель, огурцы, редис, свекла, баклажаны, тыква, томаты, абрикосы, ананасы, груши, яблоки, малина, крыжовник, черная смородина, земляника, а также говядина, телятина, печень, почки, желток куриного яйца, мед. Ведите здоровый образ жизни, правильно питайтесь и у вас всегда будут румяные щёчки! Здоровья вам!!!