Значение минеральных веществ в организме
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 водно-солевой 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.
Натрий находится в организме в составе хлоридов, фосфатов, карбонатов и сульфатов, частично в ионизированном состоянии и частично в соединении с белками и продуктами обмена. Физиологическое значение натрия заключается в том, что его количество определяет величину осмотического давления. Так, около 90 % величины осмотического давления плазмы крови зависит от наличия в ней NaCl. Ионы натрия находятся в составе важнейших буферных систем. Выделяясь со слюной NaCl обеспечивает нормальное рН преджелудков жвачных. Потеря NaCl плохо отражается на состоянии организма, снижается его работоспособность.
Потребность животных в солях Na: крупный рогатый скот — на 100 кг живой массы — 6–7 г NaCl, лошади — 15–30, овцы — 8–10, свиньи — 5–10. Введение большого количества NaCl вызывает солевую лихорадку и повышает обмен веществ.
Калий участвует в поддержании рН внутри эритроцитов и других клеток. Вместе с ионами Na они усиливают способность тканевых коллоидов к набуханию, влияют на процессы нервной деятельности, состояние мышечной системы, работу сердца, на сосуды печени и другие органы. Ионы Na и К часто проявляют антогонистическое воздействие. Ионы Na, например, тормозят действие фосфорилаз, а К — стимулируют.
Норма К — 2–3 г в сутки. При его недостатке нарушается сократительная функция миокарда. Соотношение Na и К в норме — 0,5:1.
Кальций— 97–99% его находится в составе скелета в виде фосфорнокислых и углекислых соединений. Он обнаруживается в составе всех тканей и в крови животных, причем значительная его часть связана с комплексами, а также в составе молока в виде растворенных в воде солей казеина — казеинатов. Ионы кальция понижают возбудимость нервной системы, уменьшают способность тканевых коллоидов связывать воду, понижают клеточную проницаемость, возбуждают деятельность сердца, участвуют в процессах свертывания крови, активизируют многие ферменты.
Содержание кальция колеблется в определенных пределах в организме и тканях. Большая его часть сосредоточена в костях скелета. В плазме крови находится 5–11 мг %, в эритроцитах его нет. Потребность сельскохозяйственных животных в кальции на 100 кг живой массы для крупного рогатого скота – 5,0 г, лошадей — 35–100 г; овец — 3–10 г. Во время роста и беременности потребность в кальции увеличивается. Выделяется кальций в виде труднорастворимых соединений с калом, а растворимых — с мочой.
Фосфор является наиболее распространенным элементом в органическом жире. Основная масса фосфора содержится в костной ткани. Много фосфора и в нервной ткани. В виде солей фосфорной кислоты он входит в состав белка, липидов, углеводов и многих продуктов обмена. Фосфорная кислота входит в состав многих коферментов.
Для течения нормальных процессов в организме необходимо определенное соотношение Са и Р 1,5–2:1.
Потребность сельскохозяйственных животных в фосфоре на 100 кг живой массы для крупного рогатого скота — 30; лошадям — 60; телятам — 20–25; овцам — 1–5 г в сутки. Выделение фосфора происходит в основном через почки и немного через кишечник.
Магнийявляется важнейшим активатором окислительного фосфолирования. Часть его связана с белками, но большая часть входит в состав костей в виде нерастворимых соединений. Магний является внутриклеточным катионом, необходимым при мышечном сокращении для осуществления ряда ферментативных процессов. Ионы магния активизируют фосфатазу, пептидазы и другие ферменты. Магний входит в состав растительного хлорофилла.
При недостатке магния в организме у животных развивается гипомагнезия. При этом расстраивается сердечная деятельность и животные погибают в судорогах. Введение больших доз магния вызывает у животных депрессию и сон (магнезиальный наркоз), введение ионов кальция устраняет это явление. Суточная потребность магния для крупного рогатого скота — 15–30, свиней — 2–3 г.
Хлор находится в организме в виде хлоридов натрия, калия, кальция и других соединений. Но больше всего соединений с натрием. Физиологическое значение хлоридов в организме заключается в том, что они играют большую роль в поддержке осмотического давления и образования НС1 желудочного сока.
Сера. В организме сера окисляется до серной кислоты, которая связывает ядовитые вещества, образующиеся в кишечнике (индол, скатол, фенол и др.). Она идет на образование рогов, влияет на рост шерсти.