Медичні відомості - Вода, електроліти та мінерали

Вода, електроліти та мінерали

Як і для тварин, для людини основними є понад 16 неорганічних елементів. Хвороби дефіциту одного з них викликані неадекватним харчуванням або надмірними втратами якогось елементу. Це натрій, калій, хлористий магній, кальцій, фосфор, залізо, йод, цинк, мідь, хром, селен, марганець та молібден. Фтор, виявляється, є основним елементом для щурів, і його оптимальні дози зменшують карієс зубів у людини. Кобальт фізіологічно активний лише у вигляді вітаміну В12, сірка застосовується у формі амінокислот метіоніну та цистеїну.

Поряд з цим, як було доведено в штучних системах ізолювання, олово, ванадій, нікель та силікон є основними елементами для тварин. У людини хвороби дефіциту не пов'язуються з жодним із цих менш важливих трейсових елементів.

Про нормальний розподіл води та електролітів, натрію, калію і хлору в організмі, а також порушення, які виникають при більшому або меншому їх вживанні чи виході, йдеться у цьому розділі далі.

ЕЛЕМЕНТИ , ЩО МАЮТЬ ВАЖЛИВЕ ЗНАЧЕННЯ У ХАРЧУВАННІ ЛЮДИНИ

Кальцій

В організмі дорослої людини нормальний вміст кальцію — 1200 мг на добу. Принаймні 99 відсотків його міститься в скелеті, де солі кальцію, що утримуються в клітинній основі, забезпечують жорстку структуру кісток та зубів. Харчові джерела перераховуються поряд у інформаційному блоці.

Засвоєння.

У дорослих близько 70 відсотків кальцію виділяється разом з калом. Під час росту ефективність засвоєння вища. На засвоювання кальцію може негативно вплинути недостатність вітаміну Д, будь-який стан, що викликає посилену перистальтику тонкого кишечника, поєднання кальцію з надлишком жирних кислот, які перетворюють нерозчинні мила в жирові екскременти, або ж певні речовини в їжі, які здатні утворювати нерозчинні солі з кальцієм. Сюди входять продукти, багаті на щавлеву кислоту (наприклад, шпинат), та фітинова кислота, яка міститься у оболонці зернових. А тому хліб з борошна грубого помелу містить більше фітинової кислоти, ніж білий.

Рекомендовані дози кальцію. Кількість кальцію, яка має надійти до кісток, аби сформувати кістяк дорослої людини, вимірюється в середньому 180 мг на добу у віці до 18 років, досягаючи 400 мг на добу в пік підліткового періоду. Оскільки засвоєння кальцію неефективне, то рекомендована доза для дітей у Великобританії становить 600 мг і 700 мг для дорослих. Думки експертів розходяться щодо безпечного мінімуму для дорослих. ВОЗ рекомендувала 500 мг на добу, бо в багатьох регіонах Африки та Азії у дітей нормальний стан кісток формується, а в дорослих підтримується при такому, а то й меншому вживанні кальцію. У Америці рекомендують 800 мг для дорослих, а для жінок у після клімактеричний період — 1000 мг. Ці цифри ґрунтуються на даних обміну кальцію. Виявляється, що в розвинених країнах кальцій засвоюється гірше, — можливо, через меншу синтезу шкірою вітаміну Д під дією сонячного опромінення та збільшення кальцію в облігатній сечі внаслідок високого споживання тваринного білка та натрію. За вагітності та лактації потреба в додатковому кальції становить 1200 мг на добу.

Кальцій — найочевидніший і найстійкіший мікроелемент, який посідає п'яте місце серед інших мікроелементів, і за своєю кількістю найбагатший катіон в організмі. І все ж визначити адекватну дозу для кальцію важче, ніж для інших нутрієнтів. Будь-яке зменшення абсорбції кальцію не змінює його концентрації в плазмі, так як одразу ж повертається у вихідне положення шляхом збільшення секреції пара щитовидної залози і утворення 12,5 діоксикальциферола, бо будь-яка зміна в концентрації кальцію в іонізованій частині плазми викликала б нервом'язове подразнення та зсідання крови. Подібно до цього, так само суворо контролюється внутрішньоклітинна концентрація плазми, яка впливає на діяльність багатьох ферментів. Якщо споживання кальцію недостатнє, то його менше піде в кістки у дітей, а у дорослих мало вийде з кісток. У наш час незначні зміни загальної маси кісткового кальцію вимірюються лише з метою вивчення. Існує дві найголовніші проблеми щодо вживання кальцію у харчуванні.

1. Чи впливає висока доза кальцію в період росту на збільшення зросту в дорослому віці та на збільшення ваги кісток? Якщо це так, то яка доза — оптимальна?

2. Чи зможе велика доза кальцію десь після 45 років і далі затримати розвиток остеопорозу ?

Фосфор

Він поступає в організмом у вигляді фосфату, який міститься в усіх клітинах, а тому і в усій нерафінованій рослинній і тваринній їжі, в молоці. Дефіцит фосфору зустрічається рідко. Звичайні дози значно більші, ніж для кальцію — близько 1,5 г на добу. Загальна кількість фосфору в організмі — 700 г — міститься здебільшого в кістках.

Дефіцит фосфору трапляється у недоношених дітей, яких годують груддю, у хворих з синдромом Фанконі та іншими формами втрати фосфору нирковими канальцями, при тривалому прийманні великих доз антацидних засобів з окисом алюмінію, іноді у алкоголіків, коли вони вживають їжу з високим вмістом вуглеводів. У хворих з виключно парентеральним харчуванням, якщо їх не забезпечують достатньою кількістю фосфату, також зустрічається недостатність фосфору. Ознаками дефіциту є гіпофосфатемія (знижений неорганічний фосфор плазми) та м'язова слабкість.

Залізо

Змішана дієта з помірною кількістю м'яса та овочів містить близько 12—15 мг заліза. У дешевій, одноманітній, з високим вмістом вуглеводів їжі, яка ґрунтується на пшеничному борошні тонкого помелу, його значно менше. Багаті на залізо продукти перераховані нижче в інформаційному блоці.

Секреція заліза не має фізіологічних механізмів, його засвоєння у травному тракті визначає його вміст в організмі і є основним фактором в регуляції обміну. Швидкість засвоєння залежить від потреб організму. Нормальна втрата організмом заліза через десквамативні поверхневі клітини складає приблизно 1 мг щоденно. Якщо засвоюється 10 відсотків заліза, то щоденна потреба у ньому становить близько 10 мг. При кровотечі втрата заліза значно більша. У 1 мл крови міститься 0,5 мг заліза, а тому при регулярній її втраті до 2 мл на добу потреба в залізі подвоюється. При менструації може втрачатися до 30 мг заліза, а в деяких жінок і значно більше.

Відомості про обмін заліза та заходи профілактики і лікування залізодефіцитної анемії подаються у розділі 14. Це одна з найважливіших причин захворювань у Великобританії та інших індустріальних країнах, які обумовлені харчуванням.

Сидероза. Харчовий надлишок заліза можна спостерігати у негрів Південної Африки, які готують їжу та варять пиво у залізних горщиках. Вони споживають до 100 мг заліза щоденно. Залізо накопичується в печінці і при великих дозах може викликати цирозу. Подібний стан є наслідком надмірного вживання дешевих вин, що містять до 30 мг заліза на 1 л, і відомий в інших країнах.

Йод

Має найбільшу атомну вагу з усіх основних мікроелементів. Він є в продуктах моря, у ґрунті та воді, на більшій частині суші, а також рослинах, що там вирощуються. Його бракує в більшості гірських районів світу, наприклад, в Альпах, Гімалаях, Скалистих горах, Андах, горах Центральної Америки та Нової Гвінеї. Статистика свідчить — близько 400 мільйонів людей, які проживають у цих районах, не мають достатнього надходження йоду, а тому у них виявляють ендемічний зоб та інші розлади, що пов'язані з дефіцитом йоду.

Якщо зоб діагностують у 5 відсотків чи більшої кількосте дорослих, то це свідчить про те, що вся громада має дуже низький вміст йоду у сечі (наприклад, <30 мг на 1 г креатиніну). Там, де у більшості жінок виявлений ендемічний зоб, 1 відсоток чи більше немовлят народжується з кретинізмом, інші "нормальні" люди в громаді мають більшу, ніж звичайно, схильність до глухоти, сповільнених рефлексів та до виявлення низьких розумових здібностей.

Ендемічний зоб зараз майже зник у більшості тих районів Європи та Північної Америки, що характеризуються низьким вмістом йоду, завдяки використанню йодованої солі та міжрегіональної торгівлі продуктами. У віддалені гірські райони третього світу без доріг, магазинів та ринкової економіки йодована сіль у достатній кількості не надходить. Отож, найкращий засіб уникнути кретинізму — це робити всім жінкам дітородного віку ін'єкції 1—2 мл йодованої олії з макового зерна кожних 5 років.

Фтор

Входить до складу кісткової і зубної тканини людини і має значення для профілактики карієсу зубів, що дає підстави для включення його до основних мікроелементів.

Джерела фтору. Більшість дорослих споживають від 1 до 3 мг фтористих сполук на добу. Головним джерелом, звичайно, є питна вода, котра, якщо вона містить 1 мг/л фтористих сполук, постачає їх 1—2 мг на добу. М'яка вода, як правило, не містить фтористих сполук, тоді як тверда — понад 10 мг/л. Порівняно з водою вміст фтористих сполук у харчових продуктах незначний. Дуже мало з них містять понад 1 мг/л, винятком є морська риба, де вміст фтору може бути 5—10 мг/л, та чай. У Великобританії, Австрії та Китаї, де часто п'ють чай, надходження фтористих сполук для дорослих з цього джерела може сягати 3 мг на добу.

Використання фтористих сполук для профілактики зубного карієсу. Епідеміологічними дослідженнями у багатьох частинах світу встановлено, що коли вміст фтористих сполук у природній воді дорівнює 1 мг/л і більше, то поширення зубного карієсу менше, ніж у районах, де вода має лише сліди цього елементу.

Найкорисніший фтор тоді, коли його вживають до прорізування постійних зубів, у час формування емалі. Сліди фтору, які входять у поверхневу емаль, збільшують її опірність до руйнування.

Свідоме додавання фтору (при 1 мг/л) до водних джерел з його дефіцитом стало поширеною практикою в Північній Америці, де близько 100 мільйонів людей зараз п'ють фторовану воду. Понад 30 інших країн започаткували подібні проекти. У Великобританії, на жаль, деякі місцеві влади не додають фтор у воду у тих районах, де його недостатньо або він відсутній. Але тут фтор використовують у зубних пастах.

Флюороза. У тих частинах світу, де вміст фтору у воді високий (понад 3—5 мг/л), поширене плямисте ураження зубів. Емаль втрачає блиск і стає шорсткою, пігментованою та в ямках. Ураження чисто косметичне, бо флюорозні зуби стійкі до карієсу і це, звичайно, не свідчить про флюорозу скелета чи ушкодження здоров'я.

Хронічне отруєння фтором. Воно має місце в деяких місцевостях Індії, Китаю, Арґентіни, Східної та Південної Африки, де вміст фтору у воді становить понад 10 мг/л. Отруєння фтором також мало місце як промисловий фактор ризику серед робітників, які при виплавці алюмінію використовують мінерали, що містять фтор, наприклад, криоліт. Основні клінічні ознаки хвороби — це остеосклероза, зокрема хребта, кісток тазу та кінцівок, а також кальциноза зв'язок та сухожильних прикріплень м'язів.

Цинк
Хоча дефіцит цинку для людини до 1972 року чітко не був встановлений, він заявляє про себе як клінічно важливий нутрієнт. При БКН дефіцит цинку викликає тимусну атрофію, а додаткове його приймання може прискорювати загоєння ушкоджень шкіри. Причини низького вмісту цинку в плазмі перераховуються в інформаційному блоці.

Гостра цинкова недостатність спостерігається у пацієнтів, які протягом тривалого часу отримували внутрішньовенне харчування без додавання цинку. Дуже низький вміст цинку супроводжувався діареєю, розумовою апатією, вологим екзематоїдним дерматитом, особливо навколо рота, та випаданням волосся. Всі хворі реагували на введення цинку.

Хронічний дефіцит описувався у зв'язку з карликовістю та гіпогонадизмом.

Рекомендована доза для дорослих складає 15 мг на добу. Найкращі харчові джерела цинку перераховуються в інформаційному блоці.

Селен

Вміст селену в ґрунті не постійний. У деяких районах свійські тварини хворіють через надлишок селену, в інших вони набирають ваги, коли в раціон дають додатки. В Кешані (північно-східний Китай) у 1979 році була описана кардіоміопатія у дітей. Вміст селену у ґрунті та крові був дуже низьким. Отже, хвороби Кешані можна уникнути, додаючи у харчі невелику кількість селену.

У решті районів світу слід включати трохи селену в розчин при довготривалому повному парентеральному харчуванні. Мала місце міопатія, коли селен не вживали. Він є частиною ферменту глутатіонпероксидази, яка допомагає уникнути накопичення гідропероксидів у ліпідах клітинних мембран. Деякі функції селену та вітаміну Е перехрещуються.

Інші мінерали

Сірка постачається амінокислотами, що містять сірку, при харчуванні — метіоніном та цистеїном. Тому наслідки її дефіциту невіддільні від наслідків дефіциту білків. Природжене порушення обміну міді спостерігається при хворобі Вільсона. Хвороба проявляється у дитячому та молодому віці, головні ознаки — анемія, затримка зросту та скелетне розрідження.

Хром стимулює дію інсуліну. Вже йшла мова про його дефіцит у дітей з БКН, а також про рідкісне ускладнення довготривалого парентерального харчування при гіперглікемії.