Минеральные вещества

Минеральные вещества в зависимости от их содержания в организме и пищевых продуктах подразделяют на макро- и микроэлементы. К макроэлементам, которые содержатся в больших количествах (десятки и сотни миллиграммов на 100 г живой ткани или продукта), относятся кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор и сера. Микроэлементы содержатся в организме и продуктах в очень малых количествах, выражаемых единицами, десятками, сотыми, тысячными долями миллиграммов. В настоящее время 14 микроэлементов признаны необходимыми для жизнедеятельности: железо, медь, марганец, цинк, кобальт, йод, фтор, хром, молибден, ванадий, никель, стронций, кремний, селен.

Значение минеральных веществ многообразно. Можно выделить их роль в построении тканей организма, особенно костей. Макроэлементы участвуют в регуляции кислотно-основного состояния организма. В крови и межклеточных жидкостях поддерживается слабощелочная реакция, изменение которой отражается на химических процессах в клетках и состоянии всего организма. Минеральные вещества пищи оказывают преимущественно щелочное (катионы - кальций, магний, натрий, калий) или кислотное (анионы - фосфор, сера, хлор) действие на организм. В зависимости от минерального состава некоторые продукты (молочные, овощи, фрукты, ягоды) вызывают щелочные сдвиги, а другие - кислотные (мясо, рыба, яйца, хлеб, крупы). Диеты щелочной направленности применяют при недостаточности кровообращения, почек, печени, при тяжелых формах сахарного диабета, мочекаменной болезни (уратурия, окасалурия) и т. д. Диеты кислой направленности рекомендуются при мочекаменной болезни с фосфатурией, эпилепсии. Макроэлементы регулируют водносолевой обмен, поддерживают осмотическое давление в клетках и межклеточных жидкостях, что необходимо для передвижения между ними питательных веществ и продуктов обмена.

Нормальная функция нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и других систем невозможна без минеральных веществ. Минеральные вещества влияют на защитные функции организма, его иммунитет. Процессы кроветворения и свертывания крови не могут происходить без участия железа, меди, никеля, марганца, кальция и других минеральных элементов. Минеральные вещества, особенно микроэлементы, входят в состав или активируют действие ферментов, гормонов, витаминов и таким образом участвуют во всех видах обмена веществ. Они являются незаменимой составной частью пищи, а их длительный недостаток или избыток в питании ведет к нарушениям обмена веществ и даже заболеваниям. Основные причины этих явлений:

1. Однообразное питание, преимущественное включение в рацион одних продуктов в ущерб другим. Отдельные продукты богаты одними минеральными веществами и бедны другими. Только разнообразный продуктовый набор обеспечивает сбалансированное поступление всех минеральных веществ. Так, молочные продукты - лучшие источники легко-усвояемого кальция, но содержат мало магния и кроветворных микроэлементов.

2. Особенности минерального состава пищевых продуктов, связанные с химическим составом почвы и воды отдельных географических районов. Недостаток или избыток некоторых минеральных элементов обусловливает уменьшение или увеличение поступления в организм этих веществ с местными продуктами и питьевой водой. В результате возникают эндемические, т. е. свойственные определенным районам, заболевания, например эндемический зоб от недостатка йода.

3. Несбалансированное питание. Избыток или дефицит в рационе белков, жиров, углеводов, витаминов нарушает усвоение минеральных веществ даже при их нормальном содержании в пище. Имеет значение и сбалансированность в питании самих минеральных веществ. Например, усвоение кальция ухудшается при слишком большом содержании в пище жиров, фосфора, магния, недостатке витамина D и белков.

4. Неправильная кулинарная обработка пищевых продуктов. При длительном вываривании очищенных овощей до 20 - 30% минеральных солей переходит в отвар, при неправильном размораживании мяса и рыбы теряются минеральные вещества. Поэтому не следует длительно вымачивать продукты или удалять овощные отвары. Минеральный состав пищи лучше сохраняется при варке на пару и отваривании овощей в кожуре с последующей очисткой.

5. Отсутствие изменений питания при повышенной потребности организма в минеральных веществах, обусловленных физиологическими причинами: беременностью, кормлением грудью, характером и условиями труда и др. Например, у беременных и кормящих женщин потребность в кальции, фосфоре, железе и других минеральных веществах значительно повышается.

6. Заболевания, ведущие к ухудшению всасывания минеральных веществ из желудочно-кишечного тракта (болезни пищеварительной системы), их повышенным потерям (ожоги, кровопотери, инфекционные болезни, туберкулез), нарушению их обмена (болезни эндокринной системы) и др. Лекарственная терапия, например мочегонными или некоторыми гормонами, изменяет обмен минеральных веществ и потребность в них. Все это требует изменений характера питания. Кроме того, содержание минеральных веществ специально увеличивают или уменьшают за счет соответствующего подбора продуктов в диетах при многих заболеваниях. Отсутствие контроля за правильностью использования некоторых диет и состоянием больного может вызвать нарушения обмена веществ и заболевания от недостатка или избытка минеральных элементов. Например, в случаях длительного бессолевого питания при заболеваниях почек и сердечно-сосудистой системы может возникнуть дефицит в организме натрия и хлора с соответствующей клинической картиной. Ниже рассматриваются те минеральные вещества, контроль за содержанием которых в пищевом рационе особенно важен в практике.

Кальций формирует костную ткань, участвует в процессах возбудимости нервной ткани, сократимости мышц и свертывания крови, уменьшает проницаемость сосудов. Он является необходимой составной частью ядра и мембран клеток, клеточных и тканевых жидкостей. Кальций влияет на кислотно-основное состояние организма, оказывая при этом "щелочное" действие, активирует ряд ферментов и гормонов. Ему свойственно противовоспалительное действие и уменьшение явлений аллергии.

Количество кальция в пищевых продуктах представлено в приложении 1 и в табл. 23. По содержанию и полноте усвоения лучшими источниками кальция являются молочные продукты. Усвоение кальция зависит от его соотношения с другими пищевыми веществами в продуктах, блюдах и рационах. При избытке в пище фосфора, в частности в виде фитинов зерновых и бобовых продуктов, в кишечнике образуются нерастворимые соединения кальция, которые выводятся с калом. После всасывания избытка фосфора возможно выведение кальция из костей. Оптимальным для взрослых отношением кальция к фосфору считают 1:1 - 1:1,5. Отношение кальция к фосфору в коровьем молоке - 1:0,8, твороге - 1:1,4, сыре - 1:0,5, говядине - 1:2, яйцах - 1:3,4, треске - 1:7, фасоли - 1:3,6, хлебе пшеничном - 1:4, картофеле и овсяной крупе - 1:6, капусте и яблоках - 1:0,7, моркови - 1:1. Таким образом, лучшие соотношения имеют место в молочных продуктах и некоторых овощах и фруктах. Сочетания продуктов улучшают соотношения кальция и фосфора, например каши на молоке, хлеб с сыром, овощные гарниры к мясным и рыбным блюдам.

Таблица 23. Содержание кальция в 100 г съедобной части продуктов

Кальций всасывается из кишечника в виде комплекса с жирными и желчными кислотами. Недостаток и избыток жиров в пище ухудшает усвоение кальция. Избыток жиров, особенно содержащих много насыщенных жирных кислот (баранье, говяжье сало, кулинарные жиры), образует невсасывающиеся кальциевые мыла. Кальций хорошо усваивается, если на 1 г жира пищи приходится около 10 мг кальция. При одинаковом механизме всасывания кальция и магния избыток последнего связывает в кишечнике часть жирных и желчных кислот, необходимых для усвоения кальция. Лучшим соотношением кальция и магния в пище является 1:0,5. В хлебе, крупах, мясе и картофеле отношение кальция к магнию в среднем 1:2, в молоке - 1:0,1, твороге - 1:0,15, треске - 1:0,6, во многих овощах и фруктах - 1:0,5. Ухудшает всасывание кальция щавелевая кислота, которой богаты шпинат, щавель, ревень, свекла, шоколад.

При дефиците витамина D всасывание кальция резко нарушается и начинает использоваться кальций костей. Как при недостатке, так и избытке белков в рационе ухудшается усвоение кальция.

Суточная потребность в кальции для взрослых - 0,8 г; для беременных и кормящих женщин - 1 - 1,2 г. Содержание кальция увеличивают в диетах до 1,5 - 2 г при аллергических и воспалительных заболеваниях, в частности сопровождающихся поражением кожи и суставов, при переломах костей, туберкулезе, заболеваниях, ведущих к нарушению всасывания кальция (хронические энтериты и панкреатиты, плохое желчеотделение при болезнях желчных путей), заболеваниях паращитовидной и щитовидной желез и надпочечников, ведущих к нарушению обмена кальция, при длительном лечении гормонами коры надпочечников и анаболическими гормонами. Увеличение содержания кальция в диетах производят в основном за счет молочных продуктов. При плохой переносимости молока используют творог, кисломолочные напитки, сыры, в частности плавленые.

Фосфор. Соединения фосфора принимают участие во всех процессах жизнедеятельности организма, но особое значение они имеют в обмене веществ и функции нервной и мозговой ткани, мышц, печени, почек, в образовании костей, ферментов, гормонов, активных форм витаминов группы В. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот - носителей наследственности и аденозинтрифосфорной кислоты - накопителя энергии.

Лучшим источником фосфора являются животные продукты, хотя много последнего содержится и в зерновых и в бобовых продуктах (приложение 1 и табл. 24). Однако из последних соединения фосфора (фитины) усваиваются плохо. Из животных продуктов всасывается в кишечнике 70% фосфора, из растительных - 40%. Замачивание круп и бобовых перед кулинарной обработкой улучшает усвоение фосфора. Последнее уменьшается при недостатке в пище белков и избытке кальция. Суточная потребность в фосфоре для взрослых - 1,2 г; при беременности и кормлении грудью - 1,5 - 1,8 г.

Таблица 24. Содержание фосфора в 100 г съедобной части продуктов

Содержание фосфора в диете увеличивают при туберкулезе, заболеваниях нервной системы, переломах и заболеваниях костей.

Магний активирует ферменты углеводного и энергетического обмена, участвует в костеобразовании, нормализует возбудимость нервной системы и деятельность мышц сердца. Он оказывает антиспастическое и сосудорасширяющее действие, стимулирует двигательную функцию кишечника и желчеотделение, способствует выведению холестерина из кишечника.

Магнием богаты растительные продукты. Для обогащения им диеты используют пшеничные отруби, орехи, сухофрукты, некоторые крупы и овощи, бобовые, нерыбные продукты моря (приложение 1 и табл. 25). Усвоение магния нарушается при одновременном избыточном поступлении с пищей жиров и кальция, так как для всасывания из кишечника указанных веществ нужны желчные кислоты. Суточная потребность в магнии для взрослых - 0,4 г; при беременности и кормлении грудью - 0,45 г. Желательно увеличение содержания магния в диетах при атеросклерозе, ишемической болезни сердца, гипертонической и желчнокаменной болезни, запорах, длительном приеме мочегонных средств. При болезнях печени возможно накопление избытка магния в организме.

Таблица 25. Содержание магния в 100 г съедобной части продуктов

Калий играет большую роль во внутриклеточном обмене, в регуляции водно-солевого обмена, осмотического давления, кислотно-основного состояния. Он необходим для нормальной деятельности мышц, в частности сердца. Калий способствует выведению из организма воды и натрия. Он активирует ряд ферментов и участвует в важнейших обменных реакциях.

Потребность в калии - 2 - 4 г в день. Больше всего калия поступает в организм с растительными продуктами, мясом, морской рыбой (приложение 1 и табл. 26). В растительных продуктах, в отличие от животных, калия во много раз больше, чем натрия. Так, в картофеле отношение натрия к калию составляет 1:20, в яблоках 1:10, а в говядине - 1:5. Поэтому "калиевые" диеты при гипертонической болезни, недостаточности кровообращения и некоторых болезнях почек с отеками включают в основном растительные продукты, в частности блюда из овсяной крупы, сухофруктов, печеный картофель. Потребность в калии увеличивается при применении мочегонных препаратов и гормонов коры надпочечников, частых рвотах и поносах, обильном потоотделении. Количество калия уменьшают в диетах при недостаточной функции надпочечников (болезнь Аддисона).

Таблица 26. Содержание калия в 100 г съедобной части продуктов

Натрий и хлор поступают в организм в основном в виде натрия хлорида (поваренной соли). Натрий имеет большое значение во внутриклеточном и межтканевом обмене веществ, регуляции кислотно-основного состояния и осмотического давления в клетках, тканях и крови. Участвуя в водном обмене, он способствует накоплению жидкости в организме, активирует пищеварительные ферменты. Хлор участвует в регуляции осмотического давления и водного обмена, образовании соляной кислоты желудочного сока.

Натрия много в продуктах, к которым добавлен натрия хлорид (табл. 27). Богаты натрием минеральные воды типа боржома, ессентуки № 4 и № 17 и др. Мало натрия в овощах и фруктах, некоторых молочных продуктах и крупах.

Таблица 27. Содержание натрия в 100 г съедобной части продуктов

В практике, особенно при необходимости ограничения натрия хлорида в диетах, надо знать его содержание в продуктах. В 100 г продуктов содержится натрия хлорида (поваренной соли) в граммах: хлеб - около 1; сливочное масло соленое - 1,5; сыры - 1,5 - 3,5; вареные колбасы, сосиски и сардельки - 2 - 2,5; колбасы полукопченые - 3, сырокопченые - 3,5; консервы мясные - 1 - 1,8; рыба: слабосоленая - 6 - 10, среднесоленая - 8 - 14, холодного копчения - 5 - 14; консервы рыбные - 1,5 - 2,2; икра: лососевых - 4 - 8, осетровых зернистая - 3,5 - 5; консервы овощные: закусочные - 1,3 - 1,6, детского и диетического питания - 0,5 - 0,9.

Суточная потребность в натрия хлориде (поваренной соли) для взрослых - 10 - 15 г, что удовлетворяется за счет содержания его в продуктах питания (6 - 10 г), в частности в хлебе (3 - 5 г), и поваренной соли, используемой для приготовления пищи и добавляемой по вкусу во время еды (3 - 5 г). Потребность возрастает до 20 - 25 г при обильном потоотделении, недостаточности коры надпочечников (болезнь Аддисона), сильных рвотах и поносах, обширных ожогах. При избыточном поступлении калия (растительная пища) увеличивается и потребность в натрии. Ограничение натрия хлорида (поваренной соли) и даже его исключение (готовят пищу без соли и дают бессолевой хлеб) бывает необходимо при болезнях почек (острые и хронические нефриты) и сердечно-сосудистой системы, особенно с нарушением кровообращения II - III степени, гипертонической болезни, воспалительных процессах, ревматизме, ожирении, лечении гормонами коры надпочечников. Для замены натрия хлорида в диетическом питании используют хлориды калия и аммония, диетическую соль - санасол (см. раздел "Вкусовые продукты") и другие специальные смеси. Во второй половине беременности потребление натрия хлорида (поваренной соли) уменьшают до 7 - 8 г, а в последние 2 мес - до 5 - 6 г.

Больных, которым показано малосолевое питание и которые привыкли употреблять много натрия хлорида, надо (при отсутствии противопоказаний) переводить на диету с резким ограничением соли постепенно. При длительном назначении бессолевых диет вводят "солевые дни" (5 - 8 г натрия хлорида) во избежание возникновения дефицита натрия и хлора в организме, который в начальной стадии проявляется потерей вкусовых ощущений и аппетита, вялостью, мышечной слабостью.

Железо необходимо для нормального кроветворения и тканевого дыхания. Оно входит в состав гемоглобина эритроцитов, доставляющего кислород к органам и тканям, миоглобина мышц, ферментов, обеспечивающих процессы дыхания клеток.

Роль отдельных продуктов как источников железа (приложение 1 и табл. 28) определяется не только его количеством, но и степенью усвоения организмом. Поступившее с пищей железо частично всасывается из кишечника в кровь. Лучше всего всасывается железо гемоглобина и миоглобина, т. е. крови и мышц, поэтому мясо животных и птиц, мясные субпродукты являются лучшими источниками железа.

Таблица 28. Содержание железа в 100 г съедобной части продуктов

Максимальное всасывание железа в кишечнике из пищевых продуктов следующее: молочные продукты и яйца - 5%, зерновые (крупа, хлеб), бобовые, овощи и фрукты - 5 - 10%, рыба - 15%, мясо - 30%. Фактическое всасывание железа бывает значительно меньшим, например из яиц и фасоли - 2 - 3%, из риса и шпината - 1%, из фруктов - 3 - 4%, из рыб 9 - 11%, из печени - 12 - 16%, из телятины - 22%. Всасыванию железа способствуют лимонная и аскорбиновая кислоты и фруктоза, которые содержатся во фруктах, ягодах, их соках. Так, при питье фруктового сока увеличивается усвоение железа из яиц и хлеба. В зерновых и бобовых продуктах и некоторых овощах содержатся фосфаты, фитины и щавелевая кислота, препятствующие всасыванию железа. При добавлении мяса или рыбы к этим продуктам усвоение железа улучшается, при добавлении молочных продуктов - не меняется, при добавлении яиц - ухудшается. Подавляет усвоение железа крепкий чай. Из рационов, состоящих из животных и растительных продуктов, усваивается 10% железа. При недостатке железа в организме всасывание его из кишечника увеличивается. Так, из хлеба у здорового человека всасывается около 4% железа, а при дефиците железа - 8%. Всасывание железа ухудшается при заболеваниях кишечника и в меньшей степени - при снижении секреторной функции желудка. Суточная потребность в железе составляет для мужчин 10 мг, для женщин - 18 мг; при беременности - 20 мг, при кормлении грудью - 25 мг. Более высокая потребность в железе у женщин обусловлена его потерями с кровью во время менструаций, с грудным молоком, с расходом на рост плода.

При дефиците железа в организме прежде всего ухудшается клеточное дыхание, что ведет к дистрофии тканей и органов и нарушению состояния организма еще до развития анемии. Выраженный дефицит железа ведет к гипохромной анемии. Причиной этих состояний является недостаточное поступление железа с пищей или преобладание в рационе продуктов, из которых оно плохо усваивается. Развитию железодефицитных состояний способствует недостаток в питании животных белков, витаминов, кроветворных микроэлементов. Так, недостаток белков ухудшает способность железа участвовать в образовании гемоглобина. Дефицит железа в организме возникает при острых и хронических кровопотерях, заболеваниях желудка и кишечника (резекция желудка, анацидные гастриты, энтериты), некоторых глистных инвазиях. Поэтому при многих заболеваниях потребность в железе увеличивается.

Йод участвует в образовании гормонов щитовидной железы. В районах, где имеется недостаток йода в пищевых продуктах и воде, возникает эндемический зоб. Развитию болезни способствуют преимущественно углеводное питание, недостаток животных белков, витаминов C и A, некоторых микроэлементов, избыточное потребление жиров. Для профилактики этой болезни используют йодированный натрия хлорид (поваренную соль). Йодом особенно богаты морские рыбы и продукты моря (креветки, мидии, морская капуста и др.). В мясе животных и пресноводной рыбе йода немного. Хорошим его источником являются диетические хлебобулочные и кондитерские изделия с добавлением морской капусты, диетические консервы из рыбы и морепродуктов.

При тепловой кулинарной обработке и длительном хранении содержание йода в пищевых продуктах уменьшается. Так, при варке картофеля целыми клубнями теряется 30% йода, в измельченном виде - 50%. Потребность в йоде - 0,1 - 0,2 мг в день. Содержание йода желательно увеличить в диетах при атеросклерозе, ожирении, гипертонической болезни, недостаточности щитовидной железы.

Фтор необходим для построения костной, особенно зубной, ткани. При недостатке фтора в воде и пищевых продуктах возникает кариес зубов, при избытке - поражение зубной эмали, хрупкость зубов. Фтора много в морской рыбе и продуктах моря, чае. Молочные продукты, фрукты и большинство овощей бедны фтором.

Медь участвует в кроветворении и тканевом дыхании. Хорошими источниками ее являются мясо, рыба, нерыбные морепродукты, гречневая, овсяная и перловая крупы, картофель, абрикосы, груши, крыжовник.

Цинк необходим для нормальной функции эндокринной системы. Он обладает липотропными и кроветворными свойствами и входит в состав ферментов, обеспечивающих процессы дыхания. Цинком богаты мясо и внутренние органы животных, яйца, рыба, грибы.