Макроэлементы – полезные для организма вещества, суточная норма которых для человека составляет от 200 мг.
Дефицит макроэлементов ведет к нарушению метаболизма, дисфункции большинства органов и систем.
Есть такое высказывание: мы то, что едим. Но, конечно, если спросить знакомых, когда они в последний раз ели, например, серу или хлор, удивления в ответ не избежать. А меж тем, в человеческом организме присутствует почти 60 химических элементов, запасы которых мы, порой сами того не осознавая, пополняем из пищи. И примерно на 96 % каждый из нас состоит из всего 4 химических названий, представляющих группу макроэлементов. А это:
- кислород (есть 65 % в каждом человеческом организме);
- углерод (18 %);
- водород (10 %);
- азот (3 %).
Остальные 4 процента – другие вещества из таблицы Менделеева. Правда, их значительно меньше и они представляют другую группу полезных нутриентов – микроэлементы.
Для наиболее распространенных химических элементов-макронутриентов принято употреблять название-мнемоним CHON, составленное из заглавных букв терминов: углерод, водород, кислород и азот на латыни (Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen).
Макроэлементам в человеческом организме природа отвела довольно широкие полномочия. От них зависит:
- формирование скелета и клеток;
- уровень рН тела;
- правильная транспортировка нервных импульсов;
- адекватность протекания химических реакций.
В результате многих опытов было установлено: ежедневно человек нуждается в 12 минералах (кальций, железо, фосфор, йод, магний, цинк, селен, медь, марганец, хром, молибден, хлор). Но даже эти 12 не смогут заменить функции биогенных элементов.
Биогенные элементы
Почти каждый химический элемент отыгрывает значительную роль в существовании всего живого на Земле, но только 20 из них являются главными.
Эти элементы делятся на:
- 6 основных биогенных элементов (представлены почти во всем живом на Земле и часто в довольно больших количествах);
- 5 незначительных биогенных элементов (найдены во многих живых существах в относительно небольших количествах);
- микроэлементы (основные вещества, необходимые в малых количествах для поддержания биохимических реакций, от которых зависит жизнь).
Среди биогенных веществ различают:
- макроэлементы;
- микроэлементы.
Основные биогенные элементы, или органогены, – это группа углерода, водорода, кислорода, азота, серы, фосфора. Незначительные биогенные вещества представлены натрием, калием, магнием, кальцием, хлором.
Кислород (O)
Это второй в списке самых распространенных веществ на Земле. Является компонентом воды, а она, как известно, составляет примерно 60 процентов человеческого тела. В газообразной форме кислород становится частью атмосферы. В этой форме он играет определяющую роль для поддержания жизни на Земле, способствуя фотосинтезу (в растениях) и дыханию (у животных и людей).
Углерод (C)
Углерод также можно считать синонимом жизни: ткани всех существ на планете содержат соединение углерода. Кроме того, формирование углеродных связей способствует выработке некоторого количества энергии, что играет значимую роль для протекания важных химических процессов на уровне клеток. Многие соединения, в составе которых есть углерод, легко воспламеняются, выделяя тепло и свет.
Водород (H)
Это наиболее легкий и самый распространенный элемент во Вселенной (в частности, в форме двухатомного газа Н2). Водород является реактивным и легковоспламеняющимся веществом. С кислородом образует взрывоопасные смеси. Имеет 3 изотопа.
Азот (N)
Элемент с атомным номером 7 – главный газ в атмосфере Земли. Азот есть в составе многих органических молекул, в том числе и аминокислот, которые являются составляющей белков и нуклеиновых кислот, формирующих ДНК. Почти весь азот производится в космосе – так называемые планетарные туманности, созданные стареющими звездами, обогащают Вселенную этим макроэлементом.
Другие макроэлементы
Калий (К)
Калий (0,25%) является важным веществом, отвечающим за процессы электролита в организме. Простыми словами: транспортирует заряд через жидкости. Это помогает регулировать сердцебиение и передавать импульсы нервной системы. Также участвует в гомеостазе. Дефицит элемента ведет к проблемам с сердцем, вплоть до его остановки.
Кальций (Ca)
Кальций (1,5 %) является наиболее распространенным нутриентом в человеческом теле – почти все запасы этого вещества концентрируются в тканях зубов и костей. Именно кальций отвечает за сокращение мышц и регуляцию белков. Но тело будет «съедать» этот элемент из костей (что опасно развитием остеопороза), если ощутит его дефицит в дневном рационе.
Необходим растениям для формирования клеточных мембран. Животные и люди нуждаются в этом макроэлементе для поддержания здорового состояния костей и зубов. Кроме того, кальций играет роль «модератора» процессов в цитоплазме клеток. В природе представлен в составе многих пород (мел, известняк).
В организме человека кальций:
- влияет на нервно-мышечную возбудимость – участвует в сокращении мышц (гипокальциемия ведет к судорогам);
- регулирует гликогенолиз (расщепление гликогена к состоянию глюкозы) в мышцах и глюконеогенез (образование глюкозы из неуглеводных образований) в почках и печени;
- уменьшает проницаемость стенок капилляров и клеточной мембраны, чем усиливает противовоспалительный и антиаллергический эффекты;
- способствует свертыванию крови.
Ионы кальция – важные внутриклеточные мессенджеры, влияющие на выработку инсулина и пищеварительных ферментов в тонком кишечнике.
Всасывание Ca зависит от содержания в организме фосфора. Обмен кальция и фосфатов регулируется гормонально. Паратгормон (гормон паращитовидных желез) высвобождает Ca из костей в кровь, а кальцитонин (гормон щитовидной железы) способствует отложению элемента в костях, чем уменьшает его концентрацию в крови.
Магний (Mg)
Магний (0,05 %) играет значимую роль в структуре скелета и мышц.
Является участником более чем 300 метаболических реакций. Типичный внутриклеточный катион, важный компонент хлорофилла. Присутствует в скелете (70 % от общего количества) и в мышцах. Неотъемлемая часть тканей и жидкостей организма.
В человеческом теле магний отвечает за расслабление мышц, выведение шлаков, улучшение притока крови к сердцу. Дефицит вещества нарушает пищеварение и замедляет рост, ведет к быстрой утомляемости, тахикардии, бессоннице, у женщин усиливается ПМС. А вот избыток макроэлемента – это почти всегда развитие мочекаменной болезни.
Натрий (Na)
Натрий (0,15 %) является элементом, способствующим электролитному балансу. Он помогает передавать в организме нервные импульсы, а также отвечает за регуляцию уровня жидкости в теле, предохраняя от обезвоживания.
Сера (S)
Сера (0,25%) находится в 2 аминокислотах, которые формируют протеины.
Фосфор (Р)
Фосфор (1%) концентрируется предпочтительно в костях. Но кроме того, есть в составе молекулы АТФ, которая обеспечивает клетки энергией. Представлен в нуклеиновых кислотах, клеточных мембранах, костях. Как и кальций, необходим для правильного развития и работы опорно-двигательного аппарата. В человеческом организме выполняет структурную функцию.
Хлор (Cl)
Хлор (0,15 %), как правило, находится в организме в форме отрицательного иона (хлорида). В его функции входит поддержание водного баланса в организме. В условиях комнатной температуры хлор является ядовитым зеленым газом. Сильный окислитель, легко вступает в химические реакции, образуя хлориды.
Роль макроэлементов для человека
| Макроэлемент | Польза для организма | Последствия дефицита | Источники |
|---|---|---|---|
| Калий | Составная часть внутриклеточной жидкости, корректирует баланс щелочи и кислот, способствует синтезированию гликогена и протеинов, влияет на функции мышц. | Артрит, болезни мышц, параличи, нарушение передачи нервных импульсов, аритмия. | Дрожжи, сушеные фрукты, картофель, бобы. |
| Кальций | Укрепляет кости, зубы, способствует упругости мышц, регулирует свертываемость крови. | Остеопороз, судороги, ухудшение состояния волос и ногтей, кровоточивость десен. | Отруби, орехи, разные сорта капусты. |
| Магний | Влияет на углеводный обмен, снижает уровень холестерина, придает тонус организму. | Нервозность, онемение конечностей, скачки давления, боли в спине, шее, голове. | Злаки, фасоль, темно-зеленые овощи, орехи, чернослив, бананы. |
| Натрий | Контролирует кислотно-щелочной состав, поднимает тонус. | Дисгармония кислот и щелочи в организме. | Оливки, кукуруза, зелень. |
| Сера | Способствует выработке энергии и коллагена, регулирует свертываемость крови. | Тахикардия, гипертония, запоры, боли в суставах, ухудшение состояния волос. | Лук, капуста, бобы, яблоки, крыжовник. |
| Фосфор | Участвует в формировании клеток, гормонов, регулирует обменные процессы и работу мозговых клеток. | Усталость, рассеянность, остеопороз, рахит, спазмы в мышцах. | Дары моря, бобы, капуста, арахис. |
| Хлор | Влияет на производство соляной кислоты в желудке, участвует в обмене жидкостей. | Снижение кислотности желудка, гастрит. | Ржаной хлеб, капуста, зелень, бананы. |
Все живое на Земле, от самого большого млекопитающего до наименьшего насекомого, занимает разные ниши в экосистеме планеты. Но, тем не менее, практически все организмы химически созданы из одних и тех же «ингредиентов»: углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора, серы и других элементов из таблицы Менделеева. И этот факт объясняет, почему столь важно заботиться об адекватном пополнении необходимых макроэлементов, ведь без них нет и жизни.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
