Mikroelementy i makroelementy.

Mikroelementy i makroelementy - pierwiastki chemiczne występujące w bardzo małych (śladowych) ilościach w organizmach roślinnych i zwierzęcych. Pomimo ich niewielkiej ilości są one niezbędne do prawidłowego funkcjonowania tych organizmów. Niedobór lub nadmiar tych pierwiastków może prowadzić do zaburzeń fizjologicznych. Rola składników mineralnych w ustrojowej przemianie materii jest szersza niż rola witamin. Składniki mineralne są niezbędne w ustroju do celów budulcowych (szczególnie w tkance kostnej), wchodząc w skład płynów ustrojowych, niektórych enzymów, związków wysokoenergetycznych itp. Wywierają również wpływ na regulację czynności narządowych i ogólnoustrojowych. Uwzględniając wyłącznie relacje ilościowe przyjęto dzielić składniki mineralne na makro- i mikroelementy. Do makroelementów zalicza się: wapń, fosfor, magnez, sód, potas, chlor i siarka. Niektórzy zaliczają tu również żelazo. Lista niezbędnych w żywieniu mikroelementów (tzw. pierwiastków śladowych) nie jest dotychczas w pełni ustalona. Zaliczamy do nich: miedź, cynk, mangan, jod, fluor, kobalt, selen, molibden, chrom. Poniżej są opisane te pierwiastki.

MAKROELEMENTY
Wapń
Występuje na górnych warstwach Ziemi w ilości 3,54%. Główne minerały to kalcyt, aragonit, marmury, kreda, wapienie, gips, anhydryt, dolomit, fluoryt, apatyt oraz wiele krzemianów. Dorosły człowiek o ciężarze 70kg zawiera około 1200g wapnia. Ponad 98% wapnia rozmieszczone jest w kościach, głównie w postaci krystalicznych odmian fosforanu wapnia. Wapń znajdujący się w kośćcu ulega ciągłej wymianie, której intensywność maleje z wiekiem. Ocenia się, że wymiana ta sięga w ciągu doby ponad 700mg. Wapń bierze udział w kontrolowaniu pobudliwości układu nerwowo-mięśniowego, czynności serca, krzepnięcia krwi itp. Wpływa na integralność substancji cementującej w przegrodach międzykomórkowych, co ma między innymi duże znaczenie dla stopnia przepuszczalności naczyń.
Magnez
Magnez jest jednym z najpospolitszych pierwiastków, występuje w skorupie ziemskiej w ilości 2,74% pod postacią minerałów: dolomitu, magnezytu, kizerytu, biszofitu, karnalitu, kainitu i szenitu. Najważniejsze związki magnezu to tlenek magnezu, wodorotlenek magnezu oraz sole. Magnez metaliczny dość łatwo utlenia się na powietrzu, ale podobnie jak w przypadku glinu, proces korozji magnezu jest zatrzymywany przez pasywację. Oczyszczony z nalotu tlenku magnez metaliczny bardzo łatwo i dość gwałtownie reaguje z wodą tworząc wodorotlenek. Około ¾ magnezu ustrojowego znajduje się w kościach. Pozostała część występuje głównie w komórkach, gdzie pełni istotną rolę w utrzymaniu potencjału elektrycznego błon komórek nerwowych i mięśniowych. Magnez jest też aktywatorem enzymów. Niedobory magnezu u dzieci objawiają się w sposób podobny do łyczki. Badania wykazały, że dieta uboga w magnez sprzyja rozwojowi zmian miażdżycowych.

Sód
To metal z pierwszej grupy głównej. Jedynym trwałym izotopem jest 23Na. Występuje w górnych warstwach Ziemi w ilościach 2,30% w postaci jonów Na+ w oceanach (główny kation) oraz minerałów - plagioklazów i innych skalenii, saletry chilijskiej. Odkryty w roku 1807 przez angielskiego chemika Sir Humphry Davy'ego przez elektrolizę sody kaustycznej. Ważne związki sodu to tlenek sodu, wodorotlenek sodu, będący bardzo silną zasadą oraz wiele soli. Mydło jest solą sodową pewnych kwasów tłuszczowych. Prawie wszystkie sole sodu są rozpuszczalne w wodzie. Kationy sodu są głównym kationem zewnątrzkomórkowym i są konieczne do utrzymania potencjału czynnościowego błon komórkowych. Sód odgrywa pewną rolę w patogenezie nadciśnienia i niewydolności krążenia. Kationy Na+ należą do V grupy kationów i barwią płomień na intensywny kolor żółty.
Potas
To metal z pierwszej grupy głównej. Został odkryty i wyodrębniony w 1807 r. przez sir H. Davy'ego. Główne minerały to sylwin, sylwinit, karnalit, kainit, langbeinit i różne glinokrzemiany. Ważne związki potasu to tlenek potasu, nadtlenek potasu, wodorotlenek potasu, będący bardzo silną zasadą oraz wiele soli. Prawie wszystkie sole potasu są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Potas tworzy także wodorek. Ważnym odczynnikiem chemicznym jest nadmanganian potasu Kationy potasu są głównym kationem wewnątrzkomórkowym i są konieczne do utrzymania potencjału czynnościowego błon komórkowych (patrz: znaczenie biologiczne pierwiastków). Kationy K+ należą do V grupy kationów i barwią płomień na kolor różowo-fioletowy.
Chlor
Jest najważniejszym jonem biorącym udział w gospodarce wodno-elektrolitowej w ustroju. Ponadto jest niezbędny do tworzenia kwasu solnego w żołądku. Działa również bakteriobójczo, przynajmniej na niektóre drobnoustroje. W chorobach, w których ogranicza się sól kuchenną w pożywieniu (niewydolność krążenia, choroby nerek), należy zapewnić inne źródła chloru.
Żelazo
Spośród wszystkich metali ciężkich pierwsze miejsce w gospodarce mineralnej zajmuje żelazo. Ilość żelaza w ustroju człowieka wynosi 3,5-5g, z czego około 70% znajduje się w hemoglobinie. Prawie cała zawartość żelaza ustrojowego jest powiązana z białkami. Każda komórka zawiera drobne ilości żelaza, które są jej niezbędne w procesach oddychania. Zapotrzebowanie na żelazo określono na 12mg dziennie dodając, że kobiety w wieku rozrodczym winny tę normę przekraczać.
Siarka
Siarkę zalicza się do składników mineralnych, mimo, że ustrój wykorzystuje ją prawie całkowicie w postaci odpowiednich połączeń organicznych. Siarka wchodzi w skład kilku aminokwasów oraz wielu innych związków o dużym znaczeniu biologicznym (glutation, koenzym A, insulina, tiamina itp.)

MIKROELEMENTY
Miedź
W ustroju dorosłego człowieka ilość miedzi nie przekracza 150mg, z czego 65mg znajduje się w mięśniach, 25mg w kościach, a 20mg w wątrobie. Warto podkreślić, że tzw. dieta mleczna prowadzi do niedokrwistości nie tylko z powodu małej ilości żelaza, ale również, co zostało stwierdzone, z powodu niedostatku miedzi. Niedobory miedzi u ludzi zdarzają się rzadko, głównie u chorych na nerczycę.
Jod
Zawartość jodu w ustroju człowieka jest bardzo mała i wynosi 20-50mg. Występuje on w postaci jodków, ale głównie w połączeniach organicznych. W tarczycy znajduje się 8-10mg, co stanowi około 40% całego jodu ustroju. Jod występuje również w innych gruczołach dokrewnych, a także w mięśniach i skórze. Głównym źródłem jodu jest woda pitna oraz sól kamienna. Jod może być wchłaniany nie tylko przez przewód pokarmowy, ale również przez drogi oddechowe oraz skórę. Przyjmuje się, że dawka 120-150mg na dobę całkowicie wystarcza do pokrycia zapotrzebowania ustroju człowieka na każdym etapie jego rozwoju. Niedobory jodu ujawniają się ciężkimi chorobami, a nawet śmiercią. Niedobór jodu w żywieniu kobiet w ciąży może prowadzić do uszkodzenia płodu, a szczególnie wpłynąć na późniejszy niedorozwój umysłowy dzieci.
Fluor
Występuje w nieznacznych ilościach w różnych produktach, ale głównym jego źródłem jest woda pitna. Przy naszych zwyczajach żywieniowych dobrym źródłem jest również herbata. Wiadomo, że brak fluoru w pokarmie powoduje zahamowanie wzrostu lub tempo wzrastania jest znacznie wolniejsze, pogarsza się również stan uzębienia.
Cynk
Cynk jest niezbędnym składnikiem dla roślin, zwierząt i człowieka. Objawy niedoboru cynku to: utrata apetytu i upośledzenie wzroku. Zmiany te są bardzo trwałe i trudne do leczenia. Warto podkreślić, że niedobory cynku w diecie doświadczalnej wywoływały te objawy bardzo szybko. Znana jest również rola cynku w gojeniu ran. Zapotrzebowanie człowieka na cynk jest ściśle określone na 10-12mg dziennie. Zawartość cynku w wodzie pitnej jest niewielka.




Mangan
Mangan jest pierwiastkiem niezbędnym w zachowaniu prawidłowej struktury kości, procesach rozrodu, prawidłowej czynności ośrodkowego układu nerwowego. Wchodzi w skład niektórych enzymów.
Kobalt
Kobalt wchodzi w skład witaminy B12. odgrywa dużą rolę w aktywacji niektórych enzymów. Gospodarka kobaltem nie jest jeszcze dobrze poznana.
Molibden
Molibden stanowi integralną część grupy prostetycznej niektórych enzymów flawoproteidowych, a w szczególności oksydazy ksantynowej. W diecie występuje w ilości 200-250mg i jest to ilość optymalna dla ustroju człowieka. Najbogatszym źródłem molibdenu są suche nasiona roślin strączkowych. Molibden dobrze wchłania się w przewodzie pokarmowym.
Chrom
Chrom jest pierwiastkiem niezbędnym do prawidłowego metabolizmu glukozy. Prawdopodobnie spełnia również rolę kofaktora insuliny. U człowieka mogą występować stany niedoboru chromu i tylko dieta wegetariańska zapewnia właściwy (wg obecnej wiedzy) poziom pierwiastka dla ustroju człowieka.
Selen
Selen jest pierwiastkiem, którego niezbędność została ostatnio potwierdzona, choć jego rola w ustroju ludzkim nie jest dostatecznie poznana.
Wanad
Wanad znajduje się w otoczeniu i pożywieniu człowieka. Przypuszczalnie jest on niezbędnym pierwiastkiem śladowym. Ocenia się, że dobowe spożycie wanadu wynosi 10-60 mikrogramów, a zalecane dzienne spożycie 10 mikrogramów. Nie stwierdza się niedoborów wanadu u prawidłowo odżywiających się osób. Zdarzają się przemysłowe i środowiskowe zatrucia wanadem, najważniejszy efekt to uszkodzenie nerek, podrażnienie błon śluzowych układu oddechowego i pokarmowego. Suplementacja stosowana przez kulturystów (do 60 miligramów wanadu) nie ma uzasadnienia i może być szkodliwa. Wanad jest pierwiastkiem znajdującym się w centrach aktywnych enzymów przemiany glukozy i innych węglowodanów.

Źródła:
Internet
Świat wiedzy
Encyklopedia PWN