Макроэлементы – полезные для организма вещества, суточная норма для человека от 200 мг.
Дефицит макронутриентов приводит к нарушению обмена веществ, дисфункции большинства органов и систем.
Есть поговорка: мы то, что мы едим. Но, конечно, если спросить у друзей, когда они в последний раз ели, например, серу или хлор, удивления в ответ не избежать. Между тем в организме человека насчитывается почти 60 химических элементов, запасы которых мы, порой, сами того не осознавая, пополняем из пищи. И около 96% каждого из нас состоит всего из 4 химических названий, которые представляют собой группу макроэлементов. И это:
- кислород (в организме каждого человека его 65);
- углерод (18 %);
- водород (10 %);
- азот (3 %).
Остальные 4 процента — это другие вещества из таблицы Менделеева. Правда, их гораздо меньше, и они представляют другую группу полезных нутриентов – микроэлементы.
Для наиболее распространенных химических элементов-макроэлементов принято использовать мнемоническое название ЧОН, которое состоит из заглавных букв терминов: углерод, водород, кислород и азот на латыни (углерод, водород, кислород, азот).
Макронутриентам в организме человека природа возложила довольно широкие полномочия. Они зависят от:
- формирование скелета и клеток;
- уровень рН организма;
- правильный транспорт нервных импульсов;
- адекватность протекания химических реакций.
В результате множества опытов установлено, что человеку ежедневно необходимо 12 минералов (кальций, железо, фосфор, йод, магний, цинк, селен, медь, марганец, хром, молибден, хлор). Но даже эти 12 не могут заменить функции питательных веществ.
Биогенные элементы
Почти каждый химический элемент играет значительную роль в существовании всего живого на Земле, но только 20 из них являются наиболее важными.
Эти элементы делятся на:
- 6 основных биогенных элементов (представлены почти во всем живом на Земле и часто в достаточно больших количествах);
- 5 второстепенных питательных веществ (содержится во многих живых существах в относительно небольших количествах);
- микроэлементы (основные вещества, необходимые в небольших количествах для поддержания биохимических реакций, от которых зависит жизнь).
Среди биогенных веществ выделяют следующие:
- макроэлементы;
- следовые вещества.
Важнейшие биогенные элементы, или органогены, представляют собой группу углерода, водорода, кислорода, азота, серы и фосфора. Менее биогенные вещества представлены натрием, калием, магнием, кальцием, хлором.
Кислород (O)
Это второе в списке самых распространенных веществ на земле. Он является компонентом воды и, как известно, составляет около 60 процентов человеческого тела. В газообразном виде кислород становится частью атмосферы. В этой форме он играет решающую роль в поддержании жизни на Земле, способствуя фотосинтезу (у растений) и дыханию (у животных и человека).
Углерод (C)
Углерод также можно считать синонимом жизни: ткани всех существ на планете содержат соединение углерода. Кроме того, образование углеродных связей способствует выработке определенного количества энергии, играющей значительную роль в протекании важных химических процессов на клеточном уровне. Многие соединения, содержащие углерод, легко воспламеняются и излучают тепло и свет.
Водород (H)
Это самый легкий и самый распространенный элемент во Вселенной (особенно в виде двухатомного газа H2). Водород реакционноспособен и легко воспламеняется. Образует взрывоопасные смеси с кислородом. Он имеет 3 изотопа.
Азот (N)
Элемент с атомным номером 7 является основным газом в атмосфере Земли. Азот содержится во многих органических молекулах, включая аминокислоты, входящие в состав белков, и нуклеиновые кислоты, входящие в состав 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%) — важное вещество, отвечающее за электролитные процессы в организме. Проще говоря: транспортирует заряд через жидкости. Он помогает регулировать сердцебиение и передавать импульсы в нервную систему. Также участвует в гомеостазе. Недостаток элемента приводит к проблемам с сердцем, вплоть до его остановки.
Кальций (Ca)
Кальций (1,5%) является самым распространенным питательным веществом в организме человека – почти все его запасы сосредоточены в тканях зубов и костей. Кальций отвечает за сокращение мышц и регуляцию белка. Но организм будет «съедать» этот элемент из костей (что опасно развитием остеопороза), если почувствует дефицит в ежедневном рационе.
Необходим растениям для образования клеточных мембран. Животные и люди нуждаются в этом макроэлементе для поддержания здоровья костей и зубов. Кроме того, кальций играет роль «замедлителя» процессов в цитоплазме клеток. В природе представлен в составе многих пород горных пород (мел, известняк).
В организме человека кальций:
- влияет на нервно-мышечную возбудимость – участвует в сокращении мышц (гипокальциемия приводит к судорогам);
- регулирует гликогенолиз (распад гликогена до состояния глюкозы) в мышцах и глюконеогенез (образование глюкозы из неуглеводных образований) в почках и печени;
- снижает проницаемость стенок капилляров и клеточных мембран, что усиливает противовоспалительный и противоаллергический эффекты;
- способствует свертыванию крови.
Ионы кальция являются важными внутриклеточными мессенджерами, влияющими на выработку инсулина и пищеварительных ферментов в тонком кишечнике.
Всасывание Са зависит от содержания фосфора в организме. Обмен кальция и фосфатов регулируется гормонально. Паратгормон (паратгормон) высвобождает кальций из костей в кровь, а кальцитонин (гормон щитовидной железы) способствует отложению элемента в костях, тем самым снижая его концентрацию в крови.
Магний (Mg)
Магний (0,05%) играет значительную роль в структуре скелета и мышц.
Он является участником более 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 организме человека магний отвечает за расслабление мышц, выведение токсинов и улучшение притока крови к сердцу. Недостаток вещества нарушает пищеварение и замедляет рост, приводит к повышенной утомляемости, тахикардии, бессоннице и усилению ПМС у женщин. А вот избыток макроэлемента – это почти всегда развитие мочекаменной болезни.
Натрий (Na)
Натрий (0,15%) — это элемент, который способствует электролитному балансу. Он помогает передавать нервные импульсы в организме, а также отвечает за регулирование уровня жидкости в организме и предотвращение обезвоживания.
Сера (S)
Сера (0,25%) содержится в 2 аминокислотах, образующих белки.
Фосфор (Р)
Фосфор (1%) концентрируется преимущественно в костях. Но кроме того, в составе есть молекула АТФ, дающая клеткам энергию. Присутствует в нуклеиновых кислотах, клеточных мембранах, костях. Как и кальций, он необходим для правильного развития и функционирования опорно-двигательного аппарата. Он выполняет структурную функцию в организме человека.
Хлор (Cl)
Хлор (0,15%) обычно находится в организме в виде отрицательного иона (хлорида). Его функция заключается в поддержании водного баланса в организме. При комнатной температуре хлор является токсичным зеленым газом. Сильный окислитель, легко вступает в химические реакции с образованием хлоридов.
Роль макроэлементов для человека
| Макронутриент | Польза для организма | Последствия дефицита | Источники |
|---|---|---|---|
| Калий | Входит в состав внутриклеточной жидкости, корректирует баланс между щелочами и кислотами, способствует синтезу гликогена и белков, влияет на функцию мышц. | Артриты, заболевания мышц, параличи, снижение передачи нервных импульсов, аритмии. | Дрожжи, сухофрукты, картофель, фасоль. |
| Кальций | Укрепляет кости, зубы, способствует эластичности 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, тонизирует организм. | Нервозность, онемение конечностей, скачки давления, боли в спине, шее, голове. | Зерновые, бобовые, темно-зеленые овощи, орехи, чернослив, бананы. |
| Натрий | Контролирует кислотно-щелочной состав, повышает тонус. | Дисгармония кислот и щелочей в организме. | Оливки, кукуруза, зелень. |
| Сера | Способствует выработке энергии и коллагена, регулирует свертываемость крови. | Тахикардия, артериальная гипертензия, запоры, боли в суставах, ухудшение состояния волос. | Лук, капуста, фасоль, яблоки, крыжовник. |
| Фосфор | Участвует в образовании клеток, гормонов, регулирует обменные процессы и функцию клеток головного мозга. | Усталость, рассеянность, остеопороз, рахит, мышечные спазмы. | Морепродукты, фасоль, капуста, арахис. |
| Хлор | Влияет на продукцию соляной кислоты в желудке, участвует в обмене жидкости. | Снижение кислотности в желудке, гастрит. | Ржаной хлеб, капуста, зелень, бананы. |
Вся жизнь на Земле, от крупнейших млекопитающих до мельчайших насекомых, занимает разные ниши в экосистеме планеты. Но все же почти все организмы химически состоят из одних и тех же «ингредиентов»: углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора, серы и других элементов из таблицы Менделеева. И этот факт объясняет, почему так важно позаботиться о достаточном поступлении необходимых макроэлементов, ведь без них нет жизни.