Макроэлементы. Самые важные микро и макро элементы в организме человека Какой из данных неметаллов относится к микроэлементам
Какие химические элементы относят к микроэлементам и каковы их функции в организме человека?
Микроэлементы - содержатся в небольших количествах (в единицах мг и менее). К ним относятся:
Безусловно признанные микроэлементы - дефицит которых в питании вызывает конкретные проявления нарушения обмена веществ и клинические симптомы недостаточности у человека. Эти микроэлементы можно считать незаменимыми (эссенциальными) микронутриентами, потребность в которых в той или иной степени определена. Безусловно признаны железо, медь, марганец, цинк, кобальт, йод, фтор, хром, молибден и селен.
Условно признанные микроэлементы - те, дефицит которых в питании вызывал определенные нарушения у экспериментальных животных. У человека проявлений недостаточности этих микроэлементов пока не установлено, хотя исключить их нельзя. В настоящее время потребность в условно признанных микроэлементах является предположительной. Условно признаны ванадий, никель, стронций, кремний, бор.
Значение минеральных веществ для организма: чрезвычайно многообразно. Основные функции минеральных веществ:
пластическая функция, особенно в построении костной ткани;
регуляция водно-солевого обмена;
поддержание осмотическго давления в клетках и межклеточных жидкостях, что необходимо для передвижения между ними питательных веществ и продуктов обмена;
защитные функции (участие в иммунитете);
входят в состав или активируют действие ферментов, гормонов, витаминов и таким образом участвуют во всех видах обмена веществ;
участие в процессах кроветворения и свертывания крови - они не могут происходить без железа, меди, марганца, кальция и других минеральных элементов.
Нормальная функция нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и других систем невозможна без минеральных веществ.
Длительный дефицит или избыток минеральных веществ в организме ведет к различным нарушениям обмена веществ и заболеваниям.
Железо необходимо для нормального кроветворения и тканевого дыхания. Оно входит в состав гемоглобина эритроцитов, доставляющего кислород к органам и тканям, миоглобина мышц, ферментов, участвующих в переносе электронов по дыхательной цепи и окислительно-восстановительных процессах.
Йод. В организме здорового взрослого человека содержится около 15-20 мг йода, 80% из которых находится в щитовидной железе. Биологическое значение йода заключается в его участии в образовании гормонов щитовидной железы - тироксина (Т4) и трийодтиронина (ТЗ), которые соответственно на 65 и 59% состоят из йода.
Фтор вместе с кальцием и фосфором участвует в построении костей и зубов и обеспечивает их твердость и крепость. Недостаток фтора в воде и пищевых продуктах способствует развитию кариеса зубов и снижению прочности костей, избыток приводит к возникновению флюороза (поражение костей, крапчатости зубной эмали, хрупкости зубов). Особенностью фтора являются узкие верхние и нижние границы его положительного действия на организм. Если в питьевой воде содержится менее 0,5 мг фтора на 1 л (0,5 мг/л), может возникнуть кариес зубов, если более 1,5-2 мг/л (по некоторым данным, более 1,2 мг/л) - флюороз.
Цинк входит в состав более 200 ферментов, участвующих в самых различных реакциях обмена веществ. Он необходим для деятельности половых желез, гипофиза, надпочечников; является составной частью гормона поджелудочной железы - инсулина. Цинк обеспечивает нормальное кроветворение и костеобразование, поддержание иммунного статуса организма. Он способствует стабилизации клеточных мембран, является фактором антиоксидантной защиты.
Медь. В организме взрослого человека содержится около 150 мг меди, из которых 15-20 мг находятся в печени, а остальное - в других органах и тканях. Биологическая роль меди связана с ее участием в построении примерно 25 ферментов. Медь входит в состав цитохромоксидазы, моноаминоксидазы, тирозиназы, суперокси-дисмутазы и других жизненно важных ферментов. В составе белка церулоплазмина медь участвует в окислении катехоламинов, серотонина и других ароматических аминов, а также в окислении двухвалентного железа в трехвалентное, которое способно связываться с трансферрином и транспортироваться таким образом к органам и тканям. Медь считается кроветворным элементом, участвующим в образовании гемоглобина и эритроцитов.
Селен является одним из ключевых микронутриентов антиоксидантной системы организма. Он входит в состав глутатионпероксидаз и других ферментов. Селен и витамин Е считаются синергистами. Селен положительно влияет на иммунную систему, повышает устойчивость к радиоактивному облучению, участвует в поддержании функции щитовидной железы и репродуктивных органов. Для селена особенно характерна дозозависимость действия: с одной стороны, выявлены его токсичность и канцерогенность, с другой - терапевтическая активность и антиканцерогенность.
Хром. В организме человека присутствуют преимущественно соединения трехвалентного хрома. Соли шестивалентного хрома не имеют физиологического значения и, по некоторым данным, чрезвычайно токсичны для человека. В организме взрослого человека хрома содержится меньше, чем других микроэлементов (6-12 мг). Значительная часть хрома (до 2 мг) сконцентрирована в коже, а также в костях и мышцах. С возрастом содержание хрома в организме, в отличие от других микроэлементов, прогрессивно снижается.
Установлено значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма марганца, молибдена, кобальта и таких условно незаменимых микроэлементов, как кремний, ванадий, стронций, бор, никель. Содержание этих микроэлементов в пищевых продуктах, как правило, достаточное для обеспечения потребности организма. В связи с этим у человека (в отличие от некоторых животных, в том числе экспериментальных) практически не встречаются заболевания, обусловленные дефицитом этих микроэлементов.
Самое ценное в жизни – это здоровье. Чтобы сохранить и укрепить его, важно обеспечить свой организм всеми необходимыми, биологически значимыми веществами, в том числе макро- и микроэлементами. А для этого надо тщательно следить за своим питанием. Ведь именно из продуктов мы получаем почти все элементы, требующиеся для нормального функционирования организма.
Что такое макро- и микроэлементы
Макроэлементы содержатся в нашем организме в значительном количестве (больше 0,01% массы тела, иначе говоря, их содержание в теле взрослого человека измеряется граммами и даже килограммами). Макроэлементы подразделяют на:
- биогенные элементы, или макронутриенты, составляющие структуру живого организма. Из них формируются белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты. Это кислород, азот, водород, углерод;
- остальные макроэлементы, которые имеются в организме в больших количествах: кальций, калий, магний, натрий, сера, фосфор.
К микроэлементам относятся: железо, цинк, йод, селен, медь, молибден, хром, марганец, кремний, кобальт, фтор, ванадий, серебро, бор. Они участвуют во всех процессах жизнедеятельности и являются катализаторами биохимических реакций. Их суточное потребление менее 200 мг, и содержатся они в организме в маленьких дозах (менее 0,001% массы тела).
Причины и последствия дефицита макро- и микроэлементов
Причинами недостатка биологических элементов чаще всего бывают:
- неправильное, несбалансированное или нерегулярные питание;
- плохое качество питьевой воды;
- неблагоприятные условия среды, связанные с климатическими и экологическими условиями;
- большая потеря крови при чрезвычайной ситуации;
- применение лекарственных средств, способствующих выведению элементов из организма.
Недостаток микро- и макроэлементов ведет к патологическим изменениям в организме, нарушению водного баланса, обмена веществ, повышению или понижению давления, замедлению химических процессов. Все структурные изменения внутри клеток приводят к общему снижению иммунитета, а также появлению различных заболеваний: гипертонии, дисбактериоза, колитов, гастритов, болезней сердечно-сосудистой системы, аллергии, ожирения, сахарного диабета и многих других. Такие заболевания ведут к ухудшению функционирования организма, замедлению умственного и физического развития, что особенно страшно в детском возрасте.
Надо также помнить, что вреден бывает и избыток биологически значимых элементов. В слишком большом количестве многие из них оказывают токсическое действие на организм и даже порой оказываются смертельно опасны.
Поэтому чрезвычайно важно следить за рационом питания, образом жизни и, конечно, нужно знать, какие продукты богаты элементами, полезными для поддержания всех функционально значимых процессов организма.
Важнейшие макро- и микроэлементы
Кальций является основным элементом костной ткани, а также требуется для поддержания ионного баланса организма, отвечает за активацию некоторых ферментов. Большое количество кальция находится в молочных продуктах, поэтому ежедневно в меню необходимо включать молоко, сыр, кефир, ряженку, творог.
Фосфор участвует в энергетических реакциях, является структурным элементом косной ткани, нуклеиновых кислот. Рыба, мясо, фасоль горох, хлеб, овсяная, ячневая крупа богаты фосфором.
Магний отвечает за процессы обмена углеводов, энергии, поддерживает работу нервной системы. Находится в значительном количестве в таких продуктах, как творог, орехи, ячневая крупа, овощи, горох, фасоль.
Натрий играет большую роль в поддержании буферного баланса, кровяного давления, работы мышц и нервной системы и активации ферментов. Главными источниками натрия считают хлеб и поваренную соль.
Калий – внутриклеточный элемент, поддерживающий водно-солевой баланс организма, отвечает за сокращение сердечных мышц, способствует поддержанию нормального давления крови. Им богаты следующие продукты: чернослив, клубника, персики, морковь, картофель, яблоки, виноград.
Хлор важен для синтеза желудочного сока, плазмы крови, он активирует ряд ферментов. Поступает в человеческий организм главным образом из хлеба и соли.
Сера является структурным элементом многих белков, витаминов и гормонов. Продукты животного происхождения богаты этим элементом.
Железо играет важнейшую роль в нашем организме. Оно входит в состав большинства ферментов и гемоглобина, это белок, который обеспечивает перенос кислорода ко всем органам и тканям организма. Также железо необходимо для формирования эритроцитов и регулирует кровообращение. Данным элементом богаты говяжья и свиная печень, почки, сердце, зелень, орехи, гречневая, овсяная и перловая крупы.
Цинк стимулирует процессы сокращения мышц, кровообращение, отвечает за нормальное функционирование вилочковой железы. От цинка напрямую зависит красота и здоровье кожи, ногтей и волос. Морепродукты, грибы, смородина, малина, отруби содержат большие количества этого микроэлемента.
Йод является важнейшим элементом для щитовидной железы, которая обеспечивает нормальную работу мышечной, нервной, иммунной систем организма. Данным элементом насыщены морепродукты, черноплодная рябина, фейхоа, фасоль в стручках, помидоры, земляника.
Хром активирует процессы, связанные с передачей наследственной информации, участвует в обмене веществ, предотвращает развитие сахарного диабета. Входит в состав следующих продуктов: телячья печень, яйца, ростки пшеницы, кукурузное масло.
Кремний отвечает за работу лейкоцитов, эластичность тканей, способствует укреплению сосудов и кожных покровов, участвует в поддержании иммунитета и снижает возможность заражения различными инфекциями. Содержится в капусте, моркови, мясе, морских водорослях.
Медь участвует в процессах кровообращения и дыхания. При ее нехватке развивается атрофия сердечных мышц. Находится в таких продуктах, как грейпфрут, мясо, творог, крыжовник, пивные дрожжи.
Таким образом, для здоровья и нормального функционирования организма необходимо вводить в рацион полезные продукты. А в зимне-весенний период желательно применять комплексы поливитаминов. Это поможет укрепить иммунитет и исключить простудные и другие заболевания.
Смотреть что такое "Макроэлементы" в других словарях:
МАКРОЭЛЕМЕНТЫ - химические элементы или их соединения, используемые организмами в сравнительно больших количествах: кислород, водород, углерод, азот, железо, фосфор, калий, кальций, сера, магний, натрий, хлор и др. Макроэлементы участвуют в построении… … Экологический словарь
Макроэлементы - химические элементы, из которых состоят основные пищевые вещества, и другие, присутствующие в организме в относительно больших количествах, из которых гигиенически значимыми являются кальций, фосфор, железо, натрий, калий... Источник:… … Официальная терминология
макроэлементы - макроячейки макрокоманды — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы макроячейкимакрокоманды EN macros … Справочник технического переводчика
макроэлементы - makroelementai statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminiai elementai, kurių labai daug reikia gyviesiems organizmams. atitikmenys: angl. macroelements; macronutrients rus. макроэлементы … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
макроэлементы - makroelementai statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Cheminiai elementai (vandenilis, deguonis, anglis, azotas, fosforas, siera, kalis, kalcis, magnis, natris, aliuminis, silicis, geležis, chloras), kurių gamtoje (uolienose,… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
МАКРОЭЛЕМЕНТЫ - (от греч. makrós большой, длинный и лат. elementum первоначальное вещество), устаревшее название химический элементов, составляющих основную массу живого вещества (99,4%). К М. относятся: кислород, углерод, водород, азот, кальций,… … Ветеринарный энциклопедический словарь
МАКРОЭЛЕМЕНТЫ - химические элементы, усвояемые растениями в больших количествах, содержание которых выражается величинами от десятков процентов до сотых долей процента. Помимо органогенов (C, О, Н, N) в группу М. входят Si, К, Ca, Mg, Na, Fe, P, S, Al … Словарь ботанических терминов
Макроэлементы - химические элементы, усвояемые растениями в больших количествах, от n. 10 до n. 10 2 вес. %. Главными М. являются N, Р, К, Са, Mg, Si, Fe, S … Толковый словарь по почвоведению
Макроэлементы - – элементы, содержащиеся в рационе, суточная потребность которых измеряется не менее чем десятыми долями грамма, входят в состав структур клеток и органических соединений, напр. натрий, калий, кальций, магний, фосфор и др … Словарь терминов по физиологии сельскохозяйственных животных
Содержащиеся в пищевых продуктах химические элементы, суточная потребность в которых измеряется не менее чем десятыми долями грамма, напр. натрий, калий, кальций, магний, фосфор … Большой медицинский словарь
Макроэлементы – неорганические вещества, которые находятся в клетках живых организмов в больших количествах. Именно макроэлементы были изначально выявлены учеными в крови, лимфе и прочих жидкостях млекопитающих. Вместе с ними исследователям удалось выявить микро- и ультрамикроэлементы, которые не менее важны для жизнедеятельности.
Сложные опыты позволили понять, как взаимодействуют вещества между собой и какое влияние оказывают они и их совокупности на живые организмы. Наиболее просто увидеть признаки нехватки или избытка макроэлементов на огородных растениях, ведь цикл их жизни намного короче, чем жизнь млекопитающего.
Человек, испытывающий недостаток или избыток веществ на протяжении длительного времени, страдает не менее сильно. Вследствие нарушения гармонии люди не только теряют здоровье и внешнюю привлекательность, но и рано стареют на клеточном уровне.
Что такое макроэлементы?
Макроэлементы (следуя определению из курса биологии) – это важнейшие вещества неорганического происхождения, которые находятся в клетках живых организмов. Попадают они туда извне, ведь организмы не умеют воспроизводить их самостоятельно, как, например, некоторые витамины.
Макроэлементы люди часто называют минералами. Хотя на самом деле далеко не все вещества имеют структуру камня. Всего наукой выделено одиннадцать веществ, причисленных к этой группе. Среди них есть как металлы, так и газы. К макроэлементам, согласно классификации таблицы Менделеева, преимущественно относятся щелочные и щелочно-земельные металлы.
Чем макроэлементы отличаются от микроэлементов?
Количеством, которое находится в клетках живого организма. Макрочастички являются строительным материалом, а их микро-соседи помогают поддерживать общее равновесие и вместе с витаминами обеспечивают нормальное накопление и распределение запасов.
Полный список и основные характеристики свойств
Полный список и основные характеристики свойств макроэлементов представлен в таблице ниже.
Название макронутриента | Буквенное обозначение (латиница) | Свойства и характеристики |
|---|---|---|
Твердое вещество. В природе встречается в виде мягкого металла. Легко рассыпается и растворяется в воде, не образуя при этом видимого невооруженным глазом осадка. |
||
Твердое вещество. Легко вступает в химические реакции, поэтому найти его в природе в чистом виде без примесей невозможно. Является одним из наиболее распространенных химических элементов и обнаруживается в земной коре. В организме человека на долю вещества приходится около двух процентов от общего числа минералов. |
||
Твердое вещество. Металл, легко поддающийся нагреванию. В естественном виде кусочки вещества имеют серебристый оттенок. В природе находится преимущественно в виде солей. В человеческий организм поступает в растворах. |
||
Кислород | Газ. Не имеет цвета и запаха. Легко воспламеняется и отдает энергию. Является составной частью воды – основного источника жизни человека, животных и растений. Именно в воде попадает в клетки организмов и помогает поддерживать в них баланс. |
|
Вещество не стойкое и в природе существует в нескольких формах. Ученые выделяют углерод аморфный и кристаллический. Наиболее известные вещества, в составе которых находится углерод, – это алмаз и графит. В соединении с кислородом образует углекислый газ – продукт, образующийся в процессе жизнедеятельности клеток теплокровных организмов. Круговорот веществ в природе устроен так, что растения «забирают» и утилизируют углерод. |
||
Газ. Как и кислород, не имеет запаха. Вещество прозрачное. Присутствует в воде и воздухе, кроме того, ученые определили то, что именно водород является основным материалом во Вселенной. |
||
Газообразное вещество, но только при нормальных условиях. Азот является составной частью аммиака, а в жидком состоянии имеет способности замораживать клетки. |
||
Твердое вещество. Данное вещество очень активно, поэтому легко вступает в реакции. Наиболее известный всем источник натрия – каменная соль. В природе также встречается в составе полевых шпатов. |
||
Порошкообразное вещество. Минерал имеет неприятный запах, но последний выделяется только при проведении реакций. По внешнему виду сера напоминает пчелиный воск. Макроэлемент поступает в организм в виде солей и их производных – кислот. |
||
Твердое вещество. Широко распространено в природе, так как минерал проявляет высокую химическую активность и легко соединяется с прочими веществами. В организм человека поступает в ионной форме. |
||
Газ. При нормальных условиях вещество ядовито, так как действует паралитически на клетки живых организмов. Легко вступает в реакции и образует соли под названием хлориды. Именно в таком виде поступает с пищей в желудок человека. |
Многие характеристики макроэлементов по сей день остаются неизученными. Новые данные исследователи получают каждый день, благодаря чему удается выяснить работу веществ в клетках живых организмов более детально.
Классификация
Классифицировать все макронутриенты можно по такому признаку, как биогенность (органогенность). Этот научный термин на простом и понятном языке отождествляется со словом «содержание».
Наиболее значимыми веществами (имеющими наибольший удельный вес) в клетках живого организма являются 4 газа:
- кислород;
- углерод;
- водород;
- азот.
Если совокупность всех вышеперечисленных веществ принять за единицу, то примерные концентрации их в организме человека составят пропорцию 64:18:10:8 соответственно.
К прочим макроэлементам, входящим в состав абсолютно всех живых клеток, относятся:
- магний;
- натрий;
- хлор;
- фосфор;
- кальций;
- калий.
Из перечисленных выше больше всего ученым удалось выявить в клетках ионов кальция и фосфора, а меньше всего обнаружено магния. Вес абсолютно всех макроэлементов в организме человека выражается в граммах, тогда как вес микро- и ультрамикроэлементов считается в миллиграммах и микрограммах.
Следует сказать о том, что некоторое время к макроэлементам относили и железо, но в настоящее время вещество причисляют к микроэлементам. В некоторых источниках в перечень наиболее значимых по критерию биогенности входят не 4, а 6 веществ. К уже описанной группе причисляют серу и фосфор. Данное разделение актуально по причине того, что фосфор является составной частью скелета, а сера чрезвычайно важна для воспроизводства аминокислот.
Все макро- и микроэлементы в организме здорового человека находятся в сбалансированном количестве, а любое отклонение от нормальных значений в большую или меньшую сторону оказывает неблагоприятное влияние на здоровье человека.
Роль в человеческом организме
Роль макроэлементов в человеческом организме сводится к обеспечению главных процессов жизнедеятельности:
- дыхания;
- кроветворения;
- поддержания целостности покровов и костных тканей.
Более подробно роль всех макроэлементов в организмах теплокровных животных и людей описана в таблице:
Название макронутриента | Характеристики и основная работа в организме человека |
|---|---|
Обнаруживается в клетках крови и головного мозга. Участвует в работе ЦНС, поддерживает кислотно-щелочной баланс организма, важен и необходим в образовании электролитов. |
|
Наибольшее количество его содержится в костной ткани. Именно кальций отвечает за крепость костей и правильную работу опорно-двигательного аппарата. |
|
Обнаруживается в нервных клетках. Именно магний позволяет оптимизировать проводимость и отвечает за правильную передачу сигналов из головного мозга к прочим системам и органам. |
|
Кислород | Необходим для дыхания клеток и поддержания водного баланса в организме. По подсчетам ученых, в человеческом организме кислород является одним из наиболее потребляемых и расходуемых веществ. |
Является побочным продуктом, образуемым в процессе дыхания. Вступает в сложные реакции с другими неорганическими веществами и участвует в делении клеток. |
|
В организм человека попадает с водой и из воздуха. Сам по себе не имеет ценности для клеток, но благодаря тому, что вещество вступает в реакции с прочими жизненно необходимыми веществами, образуются сложные органические соединения, такие как белки, жиры и углеводы. Кроме того, вещество участвует в образовании рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот, являющихся источниками генной информации. |
|
Содержится во всех без исключения гормонах, а также обнаруживается в белках и аминокислотах. Сам по себе азот не имеет биологической ценности, но благодаря способности быстро образовывать крепкие связи выполняет множество защитных функций. Вещество защищает от разрушения красные кровяные тельца – основной «транспорт» для кислорода. |
|
Вещество является составной частью электролита – основного раствора в клетках. Соли натрия удерживают воду, чем защищают клетки от обезвоживания. Также вещество в виде макроэлемента помогает правильно передавать сигналы от головного мозга к мышцам. |
|
Обнаружена в двух разных аминокислотах, способных создать протеины – основу жизнедеятельности организма. |
|
В большей мере вещество сконцентрировано в костной ткани. Вступает в стойкие взаимосвязи с кальцием и способствует поддержанию скелета в «рабочем» состоянии. |
|
В большом количестве хлор содержится в соляной кислоте. Благодаря этой жидкости, находящейся в желудке, человек и теплокровные животные имеют возможность переваривать пищу любого происхождения. |
Все вышеописанные вещества в определенном количестве присутствуют в тканях. В случае, когда уменьшается поступление их извне, организм высвобождает макроэлементы, нарушая работу слаженной системы. В том случае, когда возникает избыточное поступление веществ, все сверхнормативное количество накапливается клетками. Это тоже плохо, а для полноценной и правильной работы организма необходимо поддерживать сбалансированное количество макроэлементов.
Суточная норма
Суточная норма потребления макроэлементов в организме человека должна быть такой, чтобы ею можно было восполнить израсходованные вещества в полном объеме. Значение показателей зависит от:
- возраста;
- роста;
- массы тела;
- образа жизни человека;
- физической активности;
- рода занятий.
На количество необходимых макроэлементов оказывают влияние также хронические заболевания, к которым относят не только сахарный диабет, сердечную и почечную недостаточности, гормональный дисбаланс, но и вредные привычки, по определению отнесенные к болезням – алкоголизм и табакокурение.
С примерной суточной потребностью в макроэлементах можно ознакомиться в таблице ниже. Все данные приведены на основе исследований отечественных ученых нынешнего времени. Представления ученых стран Европы, США и прочих могут отличаться от приведенных значений.
В отдельной графе указано усредненное количество основных веществ, находящихся в организме человека «в запасе».
Название макронутриента | Количество в организме взрослого человека средних параметров | Дети от рождения до 14 лет | Подростки в период полового созревания | Взрослые независимо от пола |
|---|---|---|---|---|
Кислород | Нет информации. | Не нормируется. | Не нормируется. | Не нормируется. |
Нет информации. | Не нормируется. | Не нормируется. | Не нормируется. |
|
Нет информации. | Не нормируется. | Не нормируется. | Не нормируется. |
|
60 г (в белке) | ||||
В некоторых макроэлементах, таких как кальций и фосфор, нуждаются женщины. Это связано с репродуктивной функцией, беременностью и лактацией, а также некоторыми возрастными особенностями функционирования организма в климактерический и постклимактерический периоды. В дополнительных источниках кальция нуждаются люди, страдающие заболеваниями, связанными с невозможностью восприятия и правильного распределения полученного макроэлемента.
Недостаток или избыток макроэлементов в организме человека можно выявить, сдав кровь на анализ. При помощи специального и довольно сложного разложения плазмы крови, которое называют спектральным анализом, лаборанты выявляют процентное соотношение веществ. После того, как полученные данные будут сравнены с нормативными значениями, можно сделать вывод о дефиците или профиците веществ.
В отличие от микроэлементов, нарушение в усваиваемости и насыщаемости организма макроэлементами можно выявить и по анализу мочи. Потеря кальция костной тканью или излишнее насыщение клеток солями, содержащими фосфор, легко определяется в обычной лаборатории, которая есть почти при всех поликлиниках и больницах.
Перечень источников, в которых содержатся макроэлементы
Перечень источников, в которых содержатся макроэлементы, невозможно поместить в одну статью, потому что макрочастички есть во всех:
- овощах,
- фруктах,
- ягодах,
а также в:
- мясе;
- рыбе;
- яйцах;
- молоке и продуктах из него;
- пряных и ароматических травах;
- продуктах пчеловодства.
Искусственно сбалансированные комплексы также могут быть источниками макроэлементов. Некоторые вещества используют в фармацевтической промышленности для изготовления лекарственных препаратов в виде:
- таблеток;
- легкорастворимых порошков;
- капель;
- растворов в ампулах (для уколов или перорального употребления).
В таблице ниже приведены продукты, употребляя которые, человек может восполнить израсходованные организмом макроэлементы.
Название макронутриента | Растительная пища (фрукты, овощи, злаки, бобовые) | Животная пища (мясо, рыба, молоко и прочее) | Прочие продукты (в том числе пищевые добавки и готовые к употреблению сладости) |
|---|---|---|---|
Сухофрукты (курага, изюм, чернослив), свежие бананы, картофель, горох, чечевица, бобы, соя. | Молоко, яйца куриные и прочие, говядина, куриное мясо, минтай, скумбрия и прочая рыба. | Пивные дрожжи. |
|
Пшеничные и ржаные отруби, овсянка, капуста белокочанная, брюссельская, яблоки, курага, лук, фасоль, кольраби, лесные и грецкие орехи, арахис. | Молоко и кисломолочные продукты, сыр, сливочное масло. | Дополнительно обогащенные продукты, а также мед и продукты пчеловодства. |
|
Пшеница, овес, рожь, ячмень, капуста савойская, огурцы, кабачки, чернослив, сушеные манго, бананы, какао-бобы. | Говяжья печень, сердце, субпродукты. | Чай, кофе, шоколад. |
|
Кислород | Не выявлен в пище в чистом виде. | ||
Во всех продуктах. | Во всех продуктах. | Питьевая (пищевая) сода. |
|
Все продукты. | Все продукты. | ||
Все продукты, содержащие растительный белок. | Все продукты. | Разрыхлитель (аммоний). |
|
Соленые огурцы и прочие соления, маслины, оливковое масло, кукуруза консервированная, листовая зелень, шпинат. | Все белковые продукты. | Минеральная вода. |
|
Репчатый лук, порей, чеснок, капуста, крыжовник, яблоки, фасоль, горох, гречневая крупа, семена кунжута. | Куриное мясо, свинина, жирная рыба, сыр, сметана, брынза, яйца куриные и перепелиные. | Минеральная вода. |
|
Фасоль, лесные орехи, арахис, свежая капуста, огурцы, помидоры, баклажаны, ламинария (морская капуста). | Морская рыба, морепродукты (кальмары, омары, устрицы, мидии, осьминоги, рапаны), ракообразные. | ||
Ржаная мука, свекла, черный хлеб, соленые и маринованные грибы. | Все белковые продукты. | Солод, соль поваренная и морская. |
Питательные свойства всех вышеназванных продуктов наиболее выражены в сыром виде. При варке, жарке или иной термической обработке ценность продуктов меняется. Именно поэтому для того, чтобы восполнить физиологические потребности в макроэлементах, важно понимать, как меняется состав, после чего грамотно корректировать количество пищи.
Кроме всего этого, на качественный состав лакомств влияет и то, в какой посуде приготовлено блюдо или напиток. Например, натуральный черный кофе неспроста заваривают в посуде из меди, а в алюминиевых кастрюлях не готовят блюда с помидорами.
Признаки и симптомы недостатка или избытка
Признаки и симптомы недостатка или избытка макроэлементов в человеческом организме перечислены в таблице.
Название макронутриента | Нехватка (недостаток, дефицит) | Избыток (превышение, профицит) |
|---|---|---|
Судороги, паралич вследствие нарушения передачи информации нервными волокнами, сердечная недостаточность, заболевания костной ткани. | Почечная недостаточность, нестабильное психическое состояние, потливость, потеря воды вследствие частого мочеиспускания. |
|
Разрушение косной ткани, болезни суставов, слабость зубной эмали и кровоточивость слизистых, ломкость волос, расслоение ногтевых пластин, шаткость походки, искривление позвоночника. | Затвердевание костей, раннее зарастание родничка у детей, невозможность родов естественным путем, артроз. |
|
Покалывание в конечностях, нарушение кровообращения, гипертония, вегето-сосудистая дистония, остеохондроз, нарушение психического состояния. | Вялость, апатия, нарушение сна, головные боли, понос. |
|
Кислород | Кислородное голодание, асфиксия, нарушение тканевого дыхания, слабая мозговая деятельность, гипоксия плода, головокружение, учащенный ритм сердца. | Кислородное отравление вследствие ускоренного процесса окисления. |
Не выявлено. | Не выявлено. |
|
Научно не доказано, хотя нехватка воды в организме может привести к гибели клеток. | Отек сердечной мышцы, почечная недостаточность. |
|
Не выявлен для чистого вещества. А вот малое количество белка вызывает общее голодание организма. | Болезни печени и почек, обнаружение белка в моче, отсутствие аппетита, головокружение, позывы к рвоте, боли в эпигастральной области. |
|
Отмечается редко, так как вещество поступает из всех продуктов питания и воды. | Отеки, почечная недостаточность, нарушение водного баланса, сухость во рту, жажда. |
|
Сердечные боли, сухость волос, наросты на ногтях, сильная боль в желудке, запоры и нерегулярный стул, цирроз печени. | Понижение уровня гемоглобина в крови, сыпь, потеря концентрации внимания, беспричинное похудение, рвота, пожелтение склер. |
|
Мышечная слабость, ломкость костей, боль в суставах, рахит у детей, дрожание рук, снижение сопротивляемости инфекционным заболеваниям. | Образование камней в почках, расслоение костей вследствие вытеснения кальция, расстройство пищеварения. |
|
Гастриты с пониженной кислотностью, рак желудка. | Гастриты с повышенной кислотностью желудочного сока, язва двенадцатиперстной кишки и желудка, расстройство пищеварения, геморрой. |
Для усвоения макроэлементов организм должен получать сбалансированное питание. В регионах со сложной экологической обстановкой и загрязненным воздухом всем людям необходимо корректировать в рационе количество йода, фтора и употреблять больше витаминов. Забота о своем здоровье даст необходимый результат только тогда, когда питание будет сбалансированным на протяжении длительного времени.
Причины нарушения баланса макроэлементов
Причины нарушения баланса макроэлементов сводятся к нарушению усваиваемости веществ из пищи. Чаще всего это связано с аутоиммунными заболеваниями, хотя некоторые отклонения могут быть следствием ранее перенесенных:
- вирусных заболеваний;
- бактериальных инфекций.
Нарушение баланса макронутриентов в организме человека может быть также вызвано особенностями работы организма. Врожденные заболевания, такие как:
- почечная недостаточность,
- нарушения углеводного или белкового обмена,
могут стать причиной того, что минералы будут усваиваться не полностью или, наоборот, сверх нормы.
Важно отметить и тот факт, что растения, выращенные на загрязненной почве, вместе с полезными и необходимыми веществами «обогащают» клетки солями тяжелых металлов. Именно поэтому грибы, собранные вне теплиц и отдаленных от мегаполисов лесных массивов, кушать не рекомендуется.
Растения, получившие слишком много удобрений, также могут быть причиной нарушения баланса макроэлементов. Это неоднократно доказано специалистами многих отраслей в процессе изучения свойств веществ и их взаимодействия при работе, а также наличием в природе синергистов и антагонистов.
В заключение статьи о макроэлементах следует сказать о том, что нет одного самого важного вещества, и только сбалансированное и своевременное питание, отсутствие вредных привычек и здоровый образ жизни помогут организму сохранить молодость.
Микроэлементы являются активным веществом микроудобрений.
Показать все
Микроэлементы распространены в земной коре в концентрациях, не превышающих 0,1 %, а в живом веществе они обнаруживаются в количестве 10 -3 -10 -12 %. К группе микроэлементов относят металлы, неметаллы, галогены. Единственная их общая черта - низкое содержание в живых тканях.
Микроэлементы принимают самое активное участие во многих жизненных процессах, происходящих в растениях на молекулярном уровне. Путем воздействия на ферментную систему либо в непосредственной связи с биополимерами растений они стимулируют или ингибируют протекание физиологических процессов в тканях.
Для корректировки содержания микроэлементов в почве практикуют некорневые подкормки в течение вегетации, предпосевную обработку семян и посадочного материала, а также внесение в почву необходимых веществ в виде удобрений.
Физические и химические свойства
Микроэлементы различны по своим физическим и химическим свойствам. Среди них встречаются металлы ( , ), неметаллы (), галогены ().
Классификация микроэлементов
Химические элементы подразделяются на необходимые для растений и полезные им.
Необходимые
питательные элементы отвечают следующим требованиям:- без элемента не может завершиться жизненный цикл растения;
- физиологические функции, выполняемые с участием конкретного элемента, не осуществляются при его замене на другой элемент;
- элемент обязательно вовлекается в метаболизм растения.
Однако существует ряд условностей в использовании данного термина. Дело в том, что сложности с его применением возникают уже при сравнении необходимости того или иного элемента для жизни высших и низших растений и, тем более, животных и человека. Так, например, не доказана необходимость бора для некоторых грибов, спорна необходимость наличия кобальта для осуществления физиологических функций целого ряда растений. К бесспорно необходимым элементам относят , хлор, никель.
Полезные
- это питательные элементы, обладающие способностью стимулировать рост и развитие растений, но не в полной мере соответствующие трем требованиям, приведенным выше. К этой группе относятся и те элементы, которые необходимы только в определенных условиях и только для определенных видов растений. В настоящее время из микроэлементов полезными для растений считаются , селен, кремний, алюминий, и другие.В настоящее время жизненно необходимыми для растений считаются только около десяти микроэлементов, еще несколько - необходимыми узкому кругу видов. Для остальных элементов известно, что они могут оказывать стимулирующее действие на растения, но их функции не установлены.
Некоторые физические и химические свойства микроэлементов , согласно данным: |
|||||||
Микроэлемент |
Атомный номер |
Атомная масса |
Физическое состояние при нормальны условиях |
||||
10,81 |
неметалл |
3700 |
2075 |
порошок черного цвета |
|||
50,94 |
металл |
3400 |
1900 |
металл серебристого цвета |
|||
126,90 |
галоген |
113,6 |
185,5 |
черно-фиолетовые кристаллы |
|||
54,94 |
металл |
2095 |
1244 |
металл серебристого белого цвета |
|||
59,93 |
VIII |
металл |
2960 |
1494 |
твердый, тягучий, блестящий металл |
||
63,54 |
металл |
2600 |
1083 |
металл красного, в изломе розового цвета |
|||
65,39 |
металл |
419,5 |
голубовато-серебристый металл |
||||
95,94 |
металл |
4800 |
2620 |
светло-серый металл |
|||
Микроэлементы содержатся в небольших количествах практически повсеместно: в горных породах, почве, растениях и, естественно, в организме человека и животных.
Дерново-
подзолистая
1,5-6 ,6
0,08-0,38
0,1-47,9
0,05-5,0
20-67
0,12-20,0
40-7200
50,0-150
1,0-4,0
0,04-0 ,97
0,45-14,0
0,12-3,0
10-62
н.д.
0,5-4,4
н.д.
Чернозем
4-12
0,38-1,58
7-18
4,5-10,0
24-90
0,10-0,25
200-5600
1,0-75
0,7-8,6
0,02-0,33
2,6-13,0
1,10-2,2
37-125
н.д.
2,0-9,8
н.д.
Серозем
8,8-160,3
0,23-0,62
5-20
2,5-10,0
26-63
0,09-1,12
310-3800
1,5-125
0,7-2,0
0,03-0,15
н.д.
0,9-1,5
50-87
н.д.
1,3-38
н.д.
Каштановая
100-200
0,30-0,90
0,6-20
8,0-14,0
0,06-0,14
600-1270
1,5-75
0,2-2,0
0,09-0,62
0,1-6,0
н.д.
2,0-9,8
н.д.
Бурая
40,5
0,38-1,95
14-44,5
6,0-12,0
32,5-54,0
0,03-0,20
390-580
1,5-75
0,4-2,8
0,06-0,12
2,3-3,8
0,57-2,25
н.д.
0,3-5,3
н.д.
Роль в растении
Биохимические функции
Роль микроэлементов для растений многогранна. Они призваны улучшать обмен веществ, устранять функциональные нарушения, содействовать нормальному течению физиолого-биохимических процессов, влиять на процессы фотосинтеза и дыхания. Под действием микроэлементов возрастает устойчивость растений к бактериальным и грибковым заболеваниям, неблагоприятным факторам окружающей среды (засухе, повышению или понижению температуры, тяжелой зимовке и прочим).
Установлено, что микроэлементы входят в состав большого числа ферментов, играющих важную роль в жизни растений. Все биохимические реакции синтеза, распада, обмена органических веществ протекают только при участии ферментов.
,
в составе микроудобрений повышают активность ферментов пероксидазы и полифенолоксидазы как в семядолях, так и в корнях гороха, но не изменяют их активности в проростках. При этом, и у гороха, и у кукурузы пероксидазная окислительная система преобладает над полифенолоксидазной.Роль в растении и главные функции некоторых необходимых питательные микроэлементов, согласно данным: |
||
Микроэлемент |
В какие компоненты входит |
Процессы, в которых участвует |
Фосфоглюконаты |
Метаболизм и перенос углеводов, Синтез флавоноидов, Синтез нуклеиновых кислот, Утилизация фосфата,образование полифенолов. |
|
Кофермент кобамид |
Симбиотическая фиксация азота (возможно и у не клубеньковых растений), стимулирование окислительно-восстановительных реакций при синтезе хлорофилла и протеинов. |
|
Разнообразные оксиданты, пластоцианины, ценилоплазмин. |
Окисление, фотосинтез, метаболизм протеинов и углеводов, Возможно, участвует в симбиотической фиксации азота и окислительно-восстановительных реакциях. |
|
Тирозин и его производные у покрытосеменных и водорослей |
||
Многие ферментные системы |
Фотопродукция кислорода в хлоропластах и косвенное участие в восстановлении NO 3 - |
|
Нитратредуктаза, нитрогеназа, оксидазы и молибденоферридоксин |
Фиксация азота, восстановление NO 3 - Окислительно-восстановительные реакции |
|
Порфины, гемопротеины |
Метаболизм липидов, фотосинтез в зеленых водорослях и, возможно, участие в фиксации N 2 |
|
Ангидразы, дегидрогеназы, протеиназы и пептидазы |
Метаболизм углеводов и белков |
|
Недостаток (дефицит) микроэлементов в растениях
При недостаточном поступлении какого-либо микроэлемента из числа необходимых питательных элементов рост растения отклоняется от нормы или прекращается вовсе, а дальнейшее развитие растения, в особенности его метаболические циклы, нарушаются.
При недостатке микроэлементов активность многих ферментов резко снижается. Например, установлено, что при недостатке меди резко падает активность ферментов, в состав которых входит медь, а именно, полифенолоксидазы и аскорбатоксидазы.
Симптомы недостаточности (дефицита) трудно свести к одному знаменателю, но, все же, они характерны для конкретных микроэлементов. Наиболее часто наблюдается хлороз.
Визуальная симптоматика очень важна для диагностики недостаточности, но нарушения метаболических процессов и, как следствие, потеря биомассы продукции могут наступать прежде, чем симптомы недостаточности будут заметны. Для улучшения методов диагностики дефицита микроэлементов ряд авторов предлагает биохимические индикаторы. К сожалению, широкое применение этого способа ограничено в связи с большой изменчивостью энзиматической активности и трудностью определения данного показателя.
Наиболее широко используются тесты - анализ почв и растений. Но и в этом случае неподвижные формы микроэлементов, находящиеся в старых частях растения, могут исказить данные. Однако анализ растительных тканей успешно используют для установления дефицита микроэлементов путем сравнения с содержанием этих соединений в тех же тканях нормальных растений, того же возраста и в тех же органах.
При устранении дефицита микроэлементов при помощи удобрений следует учитывать тот факт, что подобная процедура является эффективной, только если содержание элемента в почве либо его доступность достаточно низкие.
В любом случае, формирование дефицита микроэлементов в растениях является результатом сложного взаимодействия нескольких факторов. Многочисленные наблюдения доказали, что свойства и генезис почв - это главные причины, вызывающие дефицит микроэлементов в растении. Обычно недостаток микроэлементов связан с почвами высокой кислотности (светлыми песчанистыми) и щелочными (известковистыми) почвами с неблагоприятным водным режимом, а также с избытком фосфатов, азота, кальция, оксидов железа и марганца.
Симптомы недостатка микроэлементов питания у сельскохозяйственных культур, согласно данным: |
||
Элемент |
Симптомы |
Чувствительные к ультуры |
Хлороз и покоричневение молодых листьев, Погибшие верхушечные почки, Нарушение развития цветов, Поражение сердцевины растений и корней, Мультипликация при делении клеток |
Капуста и близкие виды, Сельдерей, Виноград, Фруктовые деревья (груши и яблони) |
|
|
Меланизм, Белые скрученные макушки, Ослабление образования метелок, Нарушение одревеснения |
Злаки (овес), Подсолнечник, |
|
Пятна хлороза, Некроз молодых листьев, Ослабленный тургор |
Злаки (овес), Фруктовые деревья (яблони, вишни, цитрусовые) |
|
Хлороз края листовой пластинки, Нарушение свертывания цветной капусты, Огненные края и деформация листьев, Разрушение зародышевых тканей. |
Капуста, близкие виды, |
|
Межжилковый хлороз (у однодольных), Остановка роста, Розетчатость листьев у деревьев, Фиолетово-красные точки на листьях |
Зерновые (кукуруза), Виноград, Фруктовые деревья (цитрусы). |
|
Избыток микроэлементов в растениях
Метаболические нарушения в растениях вызывают не только недостаток, но и избыток элементов питания. Растения более устойчивы к повышенной, чем к пониженной концентрации микроэлементов.
Главные реакции, связанные с токсичным действием микроэлементов:
- изменение проницаемости клеточных мембран;
- реакции тиольных групп с катионами;
- конкуренция с жизненно важными метаболитами;
- большое сродство с фосфатными группами и активными центрами в АДФ и АТФ;
- захват в молекулах позиций, занимаемых жизненно важными группами, такими, как фосфат и нитрат.
Оценка влияния токсичных концентраций элементов на растение достаточно сложна, поскольку зависит от множества факторов. К числу наиболее важных относят пропорции, в которых ионы и их соединения присутствуют в почвенном растворе.
Например, токсичность арсената и селената заметно понижается при избытке сульфата и фосфата. Металлоорганические соединения могут быть более токсичными, чем катионы того же элемента. Кислородные анионы элементов, как правило, более ядовиты, чем их простые катионы.
Наиболее токсичными для высших растений являются , никель , свинец , .
Видимые симптомы токсичности изменяются в зависимости от вида растения, но имеются и общие, неспецифические симптомы фитотоксичности: хлорозные и бурые точки на листовых пластинках и их краях, а также коричневые чахлые корни кораллоподобной конфигурации.
Симптомы токсичности микроэлементов у распространенных с/х культур, согласно данным: |
||||
Элемент |
Симптомы |
Чувствительные культуры |
||
Хлороз краев и концов листьев, Бурые точки на листья, Загнивание ростовых точек, Скручивание и отмирание старых листьев |
Картофель, Помидоры, Подсолнечник, |
|||
|
Белые края и кончики листьев, Уродливые кончики корней |
Картофель, Помидоры, Подсолнечник, |
|||
Темно-зеленые листья, Корни толстые, короткие или похожие на колючую проволоку, Угнетение образования побегов |
Саженцы цитрусовых, Гладиолусы |
|||
Хлороз и некротические поражения у старых листьев, Буровато-черные или красные некротические пятна, Накопление частиц оксида марганца в клетках эпидермиса, Засохшие кончики листьев, Чахлые корни |
Картофель, |
|||
Пожелтение или покоричневение листьев, Угнетение роста корней, Угнетение кущения |
Хлороз и некроз концов листьев, Межжилковый хлороз молодых листьев, Задержка роста у растения в целом, Корни повреждены, похожи на колючую проволоку. |
|||
Содержание микроэлементов в различных соединениях
Микроудобрения - это удобрения, в которых действующим веществом является один (или несколько) микроэлементов. Они могут быть представлены как в виде минеральных форм, так и органоминеральными соединениями. Микроудобрения классифицируют по основному элементу, который они содержат (марганцевые, цинковые, медьсодержащие и прочее).
Микроэлементы могут входить и в состав макроудобрений в виде примесей. Определенное количество микроэлементов привносится в почву и в составе органических удобрений. На практике в качестве микроудобрений часто используют отходы различных производств, обогащенные микроэлементами.
Способы применения микроудобрений и удобрений, содержащих микроэлементы
Микроудобрения применяют для внесения в почву, некорневых подкормок и предпосадочной обработки семян. Дозы микроудобрений малы. Это требует высокой точности дозирования и равномерности внесения.
Внесение в почву
применяется для радикального повышения содержания микроэлементов в почве на протяжении всего вегетационного периода. При этом способе могут наблюдаться отрицательные эффекты:- образование трудно растворимых форм микроэлементов,
- вымывание микроэлементов за пределы корнеобитаемого слоя.
Не рекомендуется вносить в почву дорогостоящие виды микроудобрений, особенно осенью. В данном случае лучше использовать различные макроудобрения, модифицированные микроэлементами, труднодоступные промышленные отходы и удобрения пролонгированного действия.