Výmena minerálnych solí a vody. Výmena vody a minerálnych solí Krátka výmena minerálnych solí

Voda u dospelých je to 60% a u novorodencov - 75% telesnej hmotnosti. Je to prostredie, v ktorom prebiehajú metabolické procesy v bunkách, orgánoch a tkanivách. Nepretržitý prísun vody do tela je jednou z hlavných podmienok udržania jeho životných funkcií. Asi 70% všetkej vody v tele je súčasťou protoplazmy buniek, tvoriacich tzv vnútrobunková voda. Extracelulárna voda zahrnuté v tkaniva alebo intersticiálna tekutina(asi 25 %) a voda krvnej plazmy(okolo 5 %). Bilancia vody pozostáva z jej spotreby a vylučovania. S jedlom človek denne prijme asi 750 ml vody, vo forme nápojov a čistej vody asi 630 ml. Asi 320 ml vody vzniká pri metabolickom procese pri oxidácii bielkovín, sacharidov a tukov. Pri odparovaní z povrchu kože a pľúcnych alveol sa denne uvoľní asi 800 ml vody. Rovnaké množstvo je potrebné na rozpustenie osmoticky aktívnych látok vylučovaných obličkami pri maximálnej osmolarite moču. 100 ml vody sa vylučuje stolicou. Preto je minimálna denná potreba asi 1700 ml vody.

Prísun vody je regulovaný jej potrebou, prejavujúcou sa pocitom smädu, ktorý závisí od osmotickej koncentrácie látok v kvapalinách a ich objemu. Tento pocit nastáva pri stimulácii pitného centra hypotalamu.

Telo potrebuje neustály prísun nielen vody, ale aj minerálnych solí (regulácia metabolizmu voda-soľ je popísaná v 8. kapitole).

Minerálne soli.Sodík(Na+) je hlavný katión v extracelulárnych tekutinách. Jeho obsah v extracelulárnom prostredí je 6-12 krát vyšší ako obsah v bunkách. Sodík v množstve 3-6 g denne sa do organizmu dostáva vo forme kuchynskej soli a vstrebáva sa najmä v tenkom čreve. Úloha sodíka v tele je rôznorodá. Podieľa sa na udržiavaní acidobázického stavu, osmotického tlaku extracelulárnych a intracelulárnych tekutín, podieľa sa na tvorbe akčného potenciálu a ovplyvňuje činnosť takmer všetkých telesných systémov; má veľký význam pri vzniku množstva chorôb. Predovšetkým sa predpokladá, že sodík sprostredkováva rozvoj arteriálnej hypertenzie tak, že zvyšuje objem extracelulárnej tekutiny, ako aj zvyšuje mikrovaskulárnu rezistenciu. Rovnováhu sodíka v tele udržiava najmä činnosť obličiek (pozri kapitolu 8).

Najvýznamnejšími zdrojmi sodíka sú kuchynská soľ, mäsové konzervy, syr feta, syry, kyslé uhorky, paradajky, kyslá kapusta a solené ryby. Pri nedostatku kuchynskej soli dochádza k dehydratácii, strate chuti do jedla, zvracaniu a svalovým kŕčom; v prípade predávkovania - smäd, depresia, vracanie. Neustály nadbytok sodíka zvyšuje krvný tlak.

Draslík(K+) je hlavný katión v intracelulárnej tekutine. Bunky obsahujú 98% draslíka. Draslík sa vstrebáva v tenkom a hrubom čreve. Draslík je obzvlášť dôležitý kvôli jeho potenciálotvornej úlohe na úrovni udržiavania pokojového membránového potenciálu. Draslík sa tiež aktívne podieľa na regulácii rovnováhy acidobázického stavu buniek. Je to faktor udržiavania osmotického tlaku v bunkách. Reguláciu jeho vylučovania zabezpečujú najmä obličky (pozri kapitolu 8).

Na draslík sú najbohatšie zemiaky so šupkou, cesnak, petržlen, tekvica, cuketa, sušené marhule, marhule, hrozienka, sušené slivky, banány, marhule, strukoviny, mäso a ryby.

Pri nedostatku draslíka sa pozoruje strata chuti do jedla, arytmia a znížený krvný tlak; v prípade predávkovania - svalová slabosť, poruchy srdcového rytmu a funkcie obličiek.

Vápnik(Ca 2+) má vysokú biologickú aktivitu. Je hlavnou stavebnou zložkou kostí a zubov kostry, obsahuje asi 99 % všetkého Ca 2+. Deti potrebujú veľké množstvo vápnika kvôli rýchlemu rastu kostí. Vápnik sa vstrebáva najmä do dvanástnika vo forme jednosýtnych solí kyseliny fosforečnej. Približne 3/4 vápnika sa vylúči tráviacim traktom, kam vstupuje endogénny vápnik so sekrétmi tráviacich žliaz a */4 obličkami. Úloha vápnika vo fungovaní tela je skvelá. Vápnik sa podieľa na tvorbe akčného potenciálu, na spúšťaní svalovej kontrakcie, je nevyhnutnou súčasťou systému zrážania krvi, zvyšuje reflexnú dráždivosť miechy a pôsobí sympatikotropne.

Hlavnými dodávateľmi vápnika sú mlieko a mliečne výrobky, syry, pečeň, ryby, vaječný žĺtok, hrozienka, obilniny, datle.

Pri nedostatku vápnika sa objavujú svalové kŕče, bolesti, kŕče, stuhnutosť, u detí - deformácia kostí, u dospelých - osteoporóza, u športovcov - kŕče, tinitus, hypotenzia. V prípade predávkovania sa zaznamenáva strata chuti do jedla, hmotnosť, slabosť, horúčka a zápcha. Reguláciu vykonávajú najmä hormóny - tyrokalcitonín, parathormón a vitamín Z) 3 (pozri kapitolu 10).

magnézium(Mg 2+) je obsiahnutý v ionizovanom stave v krvnej plazme, červených krvinkách a kostnom tkanive vo forme fosfátov a hydrogénuhličitanov. Horčík má protikŕčový a vazodilatačný účinok, stimuluje črevnú motilitu a zvyšuje sekréciu žlče. Je súčasťou mnohých enzýmov, ktoré uvoľňujú energiu z glukózy, stimuluje aktivitu enzýmov a má upokojujúci účinok na srdce a nervový systém.

Horčík sa nachádza v celozrnnom pečive, obilninách (pohánka, celozrnná ryža, ovsené vločky), slepačích vajciach, fazuli, hrášku, banánoch, špenáte. Mlieko a mliečne výrobky obsahujú malé množstvo horčíka, ale dobre sa vstrebávajú.

Pri nedostatku horčíka sa pozorujú kŕče, bolesti svalov, závraty, apatia a depresia. Nedostatok horčíka zvyšuje obsah vápnika v srdci a kostrovom svalstve, čo vedie k poruchám srdcového rytmu a ďalším ochoreniam. V prípade predávkovania sú inhibované funkcie dýchacieho systému a centrálneho nervového systému.

Chlór(SG) sa podieľa na tvorbe žalúdočnej šťavy, vstupuje do ľudského organizmu ako súčasť kuchynskej soli a spolu so sodíkom a draslíkom sa podieľa na tvorbe membránového potenciálu a vedení nervových vzruchov, udržiava acidobázickú rovnováhu, podporuje transport oxidu uhličitého červenými krvinkami. Chlór sa môže usadzovať v koži a pretrvávať v tele, ak sa užíva v nadmernom množstve.

Chlór sa nachádza najmä v kuchynskej soli, mäsových konzervách, syroch a syroch feta.

Pri nedostatku chlóru sa pozoruje potenie, hnačka, nedostatočná sekrécia žalúdočnej šťavy a vyvíja sa edém. K zvýšeniu obsahu chlóru dochádza pri dehydratácii organizmu a pri poruche vylučovacej funkcie obličiek.

Fosfor(P) je životne dôležitá látka, súčasť kostného tkaniva a je hlavnou súčasťou bunkových jadier nervového systému, najmä mozgu. Aktívne sa podieľa na metabolizme bielkovín, tukov a sacharidov; nevyhnutné pre tvorbu kostí a zubov, normálne fungovanie nervového systému a srdcového svalu; podieľa sa na syntéze enzýmov, bielkovín a nukleových kyselín (DNA a RNA). Fosfor sa nachádza v telesných tkanivách a potravinách vo forme kyseliny fosforečnej a organických zlúčenín (fosfátov).

Fosfor sa nachádza v produktoch živočíšneho pôvodu: mlieko, tvaroh, syr, pečeň, mäso, vajcia; v pšeničných otrubách, celozrnnom chlebe, naklíčenej pšenici; Na fosfor sú bohaté rôzne obilniny, zemiaky, strukoviny, sušené ovocie, orechy, slnečnicové semienka, morské plody a najmä ryby.

Nedostatok fosforu nastáva pri dlhotrvajúcom hladovaní (telo spotrebúva fosfor obsiahnutý v tkanivách). Symptómy: slabosť, následná strata chuti do jedla, bolesti kostí, metabolické poruchy v myokarde. S nadbytkom fosforu sa hladina vápnika v krvi znižuje a sú možné poruchy srdcového rytmu. Prebytok fosforu sa môže vyvinúť u detí, ktoré sú kŕmené z fľaše. Na regulácii sa podieľa parathormón a tyrokalcitonín (pozri kapitolu 10).

Síra(S) je súčasťou bielkovín, chrupavkového tkaniva, vlasov, nechtov a podieľa sa na syntéze kolagénu. Je nevyhnutný na neutralizáciu toxických látok v pečeni pochádzajúcich z hrubého čreva v dôsledku hniloby.

Najdôležitejším zdrojom síry sú bielkovinové produkty: mäso, ryby, mliečne výrobky, vajcia, strukoviny.

Denná potreba, nedostatok a predávkovanie neboli spoľahlivo stanovené. Predpokladá sa, že denná potreba je kompenzovaná obvyklou stravou.

Železo(Fe) je hlavnou zložkou mnohých telesných tkanív a niektorých enzýmov. Značné množstvo železa je obsiahnuté v červených krvinkách, asi 70% v hemoglobíne. Hlavným fyziologickým významom železa je účasť na procese hematopoézy, transporte kyslíka a oxidu uhličitého a zabezpečovaní bunkového dýchania. Železo sa môže ukladať v tele. Takýmito „skladmi“ sú slezina, pečeň a kostná dreň.

Železo je potrebné najmä pre dievčatá vstupujúce do puberty a malé deti. Nedostatok železa v organizme môže viesť k rozvoju anémie a potlačeniu obranyschopnosti organizmu. Železo sa nachádza v mäse, pečeni (najmä bravčovom), srdci, mozgu, vaječnom žĺtku, hríboch, fazuli, hrášku, cesnaku, chrene, cvikle, mrkve, paradajkách, tekvici, bielej kapuste, šaláte, špenáte.

Nedostatok železa znižuje aktivitu respiračných enzýmov, čo môže viesť k poruchám dýchania tkanív a rozvoju anémie z nedostatku železa (chudokrvnosti). Mnoho módnych diét zameraných na rýchle chudnutie vedie k nedostatku železa. Nadbytok železa môže zhoršiť funkcie pečene a tráviaceho systému.

jód(I -) sa podieľa na tvorbe tyroxínu - hormónu štítnej žľazy, pomáha znižovať hladinu cholesterolu v krvi a zvyšuje vstrebávanie vápnika a fosforu organizmom.

Najväčšie množstvo jódu obsahujú morské riasy (morské riasy), morské ryby, vajcia, mäso, mlieko, zelenina (cvikla, mrkva, šalát, kapusta, zemiaky, cibuľa, zeler, paradajky), ovocie (jablká, slivky, hrozno). Treba pamätať na to, že pri dlhodobom skladovaní potravinárskych výrobkov s obsahom jódu a ich tepelnom spracovaní sa stratí až 60 % jódu.

Nedostatok jódu v organizme vedie k hypotyreóze, zväčšeniu štítnej žľazy (struma), v detstve ku kretinizmu (zaostalý rast a znížená inteligencia). Nadbytok jódu vedie k hypertyreóze (toxická struma). Na prevenciu užívajte jódovanú soľ (pozri kapitolu 10).

Meď(Ci) podieľa sa na tvorbe množstva enzýmov a hemoglobínu, podporuje vstrebávanie železa v črevách a uvoľňovanie energie z tukov a sacharidov; Ióny medi sa zúčastňujú oxidačných reakcií látok v tele. Obsah medi v ľudskom tele súvisí s pohlavím, vekom, dennými a sezónnymi teplotnými výkyvmi a zápalovými ochoreniami.

Meď sa nachádza v mäse, pečeni, morských plodoch (chobotnice, kraby, krevety), všetkej zelenine, melónoch a strukovinách, orechoch, obilninách (ovsené vločky, pohánka, proso atď.), hubách, ovocí (jablká, hrušky, marhule, slivky) , bobule (jahody, jahody, brusnice, egreše, maliny atď.).

Nedostatok medi pri chorobách šarlach, záškrtu, Botkinovej chorobe a pľúcnej tuberkulóze komplikuje ich priebeh. Tehotné ženy s nedostatkom medi majú väčšiu pravdepodobnosť toxikózy. Nedostatok medi v potrave znižuje aktivitu oxidačných enzýmov a vedie k rôznym formám anémie (chudokrvnosti). Predávkovanie meďou vedie k otrave.

Fluór(F -) sa nachádza v malom množstve vo všetkých tkanivách tela, ale jeho hlavnou úlohou je podieľať sa na tvorbe dentínu, zubnej skloviny a kostného tkaniva. Hlavným zdrojom fluoridu je pitná voda. Fluór sa nachádza v dostatočnom množstve v potravinových výrobkoch – rybách, pečeni, jahňacom mäse, orechoch, ovsených vločkách, čaji a ovocí. Zelenina bohatá na fluorid zahŕňa šalát, petržlen, zeler, zemiaky, biela kapusta, mrkva a cvikla.

Prudký pokles fluoridu v pitnej vode vedie ku kazu a zubnému kazu, zvýšený obsah pôsobí tlmivo na štítnu žľazu a vedie k rozvoju fluorózy (škvrnité lézie zubov).

Zinok(Zn 2+) podieľa sa na syntéze bielkovín, RNA, na tvorbe väčšiny enzýmov a krvotvorbe, nachádza sa v kostrovom systéme, pokožke a vlasoch, je neoddeliteľnou súčasťou mužského pohlavného hormónu - testosterónu, podporuje hojenie rán , zvyšuje imunitu, podieľa sa na mechanizme delenia buniek, normalizuje metabolizmus uhľohydrátov. Chronický psycho-emocionálny stres, alkohol a fajčenie zhoršujú vstrebávanie zinku. Nedostatok zinku v strave môže viesť k neplodnosti, anémii, kožným ochoreniam, pomalšiemu rastu nechtov a vypadávaniu vlasov, zvýšenému rastu nádorov, oneskorenému sexuálnemu vývoju a spomalenému rastu počas puberty.

Pri nedostatku zinku sa rany zle hoja, dochádza k strate chuti do jedla, slabne chuťová a čuchová citlivosť, vznikajú vredy v ústach, na jazyku, na koži sa tvoria pustuly. V prípade predávkovania sa zvyšuje riziko otravy. Vo väčšom množstve má zinok karcinogénny účinok, a preto sa neodporúča skladovať vodu a potravinárske výrobky v pozinkovaných nádobách.

Zinok sa nachádza vo vlašských orechoch, morských plodoch, mäse, hydine, všetkej zelenine, najmä cesnaku a cibuli, strukovinách a obilninách (najmä ovsených vločkách). Stráviteľnosť zinku zo živočíšnych produktov je viac ako 40% az rastlinných produktov - až 10%.

Regulácia väčšiny mikroelementov sa prakticky neskúmala.

Metabolizmus minerálov (metabolizmus solí) je súbor procesov absorpcie, distribúcie, transformácie a vylučovania anorganických solí vyskytujúcich sa v organizme.

Hlavnou časťou anorganických solí sú chloridy, sírany a uhličitany, sodík a horčík. Metabolizmus minerálov zohráva úlohu regulátora množstva fyzikálno-chemických procesov v organizme, napríklad pri udržiavaní stáleho osmotického tlaku telesných tekutín, stabilizácii pH krvi a tkanív, regulácii bunkových membrán a pod.. Ióny niektorých solí slúžia ako aktivátory a inhibítory (pozri). K absorpcii anorganických látok dochádza najmä v tenkom čreve; Sú transportované do rôznych orgánov krvou a lymfou. Hlavným depotom vápnika a horčíka je kostné tkanivo, sodík a draslík - koža, väčšina solí -. K uvoľňovaniu anorganických solí z tela dochádza cez črevá a kožu. Porušenie metabolizmu minerálov, napríklad v dôsledku nedostatku určitých solí v potravinách, vedie k závažným patologickým javom v tele.

Pozri tiež Stopové prvky, Minerály, Metabolizmus a energia.

Metabolizmus minerálov je súbor procesov absorpcie, distribúcie, transformácie a vylučovania anorganických zlúčenín z tela. Hlavnou časťou týchto zlúčenín u ľudí sú chloridové, síranové, fosfátové a oxid uhličité soli draslíka, sodíka, vápnika a horčíka. U dospelých (s hmotnosťou asi 70 kg) je celkové množstvo popola v tele približne 3 kg, z toho vápnik 39%, fosfor - 22%, síra - 4%, chlór - 3%, draslík - 5%, sodík - 2 % a horčík - 0,7 %. Pomerne vysoký obsah vápnika a fosforu v popole sa vysvetľuje tým, že tieto prvky vo forme rôznych solí fosforečnanu vápenatého tvoria prevažnú časť kostry kostí. Obsah vyššie uvedených prvkov v celej krvi je rovnaký (v mg%): sodík - 175, draslík - 210, vápnik - 5, horčík - 4,3, chlór - 280, anorganický fosfor - 3,5, anorganická síra - 1; v krvnom sére dospelých sú zodpovedajúce hodnoty: sodík - 335 ± 10, draslík - 20 ± 2, vápnik - 10 ± 0,3, horčík - 2,4 ± 0,7, chlór - 365 ± 15, anorganický fosfor - 3. 7 ±0,8, anorganická síra - 1,3 ±0,5. Okrem vyššie uvedených prvkov, ktoré sa zvyčajne označujú ako makroprvky, sa v ľudskom tele nachádzajú takmer všetky ostatné chemické prvky, ale v hustých tkanivách a krvi sa nachádzajú len vo veľmi malých množstvách (zlomky mg%) a len malá časť z nich sú skutočné bioelementy, t.j. prvky potrebné pre normálnu realizáciu životne dôležitých procesov v tele. Prvky označované ako mikroelementy (pozri) zahŕňajú železo, meď, zinok, mangán, kobalt, molybdén, jód a fluór. Čo sa týka iných (ortuť, arzén, hliník, nikel, titán), zatiaľ neexistujú údaje, ktoré by naznačovali, že majú nejaký fyziologický význam. Niektoré mikroelementy vstupujú do tela s vdychovaným vzduchom.

Na rozdiel od metabolizmu organických zlúčenín, metabolizmus minerálov nemá energetický význam a jeho plastický význam (s výnimkou úlohy vápnika, fosforu a horčíka pri tvorbe kostrového systému) je veľmi obmedzený. Napriek tomu minerálne hladovanie zvierat, t. j. nedostatok jedného alebo viacerých skutočných bioprvkov v potrave, rýchlo spôsobí ťažké patologické javy a následne smrť zvierat. Je to dôsledok skutočnosti, že anorganické zlúčeniny tkanív a telesných tekutín hrajú dôležitú úlohu ako bioregulátory hlavných metabolických procesov v organizme. Napríklad ióny sodíka, draslíka a chlóru sú hlavnými regulátormi osmotického tlaku krvi, mozgovomiechového moku, lymfy, extracelulárnych a intracelulárnych tkanivových tekutín a akékoľvek narušenie ich normálnych pomerov spôsobuje významné zmeny v distribúcii vody medzi hustými tkanivami. a telesné tekutiny. pH tkanív a krvi a možnosť jeho zmeny jedným alebo druhým smerom za rôznych patologických stavov do značnej miery závisí od pomeru celkového množstva anorganických katiónov a aniónov. Rovnako dôležité je, že ióny vápnika, draslíka, sodíka, mangánu, horčíka atď. sú silnými aktivátormi a v niektorých prípadoch inhibítormi mnohých enzýmov. Množstvo mikroelementov (meď, molybdén, zinok) je súčasťou aktívneho centra množstva enzýmov a železo je základnou zložkou hemoglobínov a cytochrómov. Vápnik a fosfor sú nevyhnutné pre procesy osifikácie; Okrem toho je anorganický fosfor hlavným zdrojom tvorby kyseliny adenozíntrifosforečnej (ATP) a mnohých organických zlúčenín fosforu, ktoré sú najdôležitejšími nosičmi energie a anorganická síra je zdrojom pre tvorbu množstva síry obsahujúcich Organické zlúčeniny.

Udržiavanie konštantnej koncentrácie anorganických zlúčenín v orgánoch a tkanivách je teda nevyhnutnou podmienkou pre normálny metabolizmus organických zlúčenín.

Pozri tiež Metabolizmus a energia.

Regulácia metabolizmu tukov.

Zvýšenie koncentrácie glukózy v krvi znižuje rozklad lipidov a aktivuje ich syntézu. Zníženie koncentrácie glukózy v krvi naopak inhibuje syntézu lipidov a zvyšuje ich rozklad. Vzťah medzi metabolizmom tukov a sacharidov je teda zameraný na uspokojenie energetických potrieb tela.

Hormón drene nadobličiek - adrenalínové, somatotropné hormón hypofýzy, hormón štítnej žľazy - tyroxínu pri dlhodobom pôsobení znižujú tukové zásoby.

Metabolizmus ovplyvňuje sympatický nervový systém (inhibuje syntézu lipidov a podporuje ich odbúravanie) a parasympatický nervový systém (podporuje ukladanie tukov).

Nervové vplyvy na metabolizmus tukov sú riadené hypotalamom.

Voda je neoddeliteľnou súčasťou všetkých ľudských buniek a tkanív. Voda u dospelých tvorí 60% telesnej hmotnosti a u novorodencov - 75%. Je to prostredie, v ktorom prebiehajú metabolické procesy v bunkách, orgánoch a tkanivách. Nepretržitý prísun vody do tela je jednou z hlavných podmienok udržania jeho životných funkcií.

Väčšina - 71% všetkej vody v tele - je súčasťou protoplazmy buniek, ktoré tvoria vnútrobunková voda.

Extracelulárna voda zahrnuté v tkanivový mok(asi 21 %) a voda krvnej plazmy (asi 8 %).

Zásobníkom vody je podkožné tkanivo.

Bilancia vody pozostáva z jej spotreby a vylučovania. S jedlom človek denne prijme asi 750 ml vody, vo forme nápojov a čistej vody asi 630 ml. Asi 320 ml vody vzniká pri metabolickom procese pri oxidácii bielkovín, sacharidov a tukov. Pri odparovaní z povrchu kože a pľúcnych alveol sa denne uvoľní asi 800 ml vody. 100 ml vody sa vylučuje stolicou. Preto je minimálna denná potreba asi 1700 ml vody.

Prísun vody je regulovaný jej potrebou, prejavujúcou sa pocitom smädu. Tento pocit nastáva pri stimulácii pitného centra hypotalamu.

Telo potrebuje neustály prísun nielen vody, ale aj minerálne soli. Najdôležitejšie sú sodík, draslík a vápnik.

sodík (Na+) je hlavným katiónom v extracelulárnych tekutinách. Jeho obsah v extracelulárnom prostredí je 6–12-krát vyšší ako obsah v bunkách. Sodík v množstve 3 - 6 g denne sa do organizmu dostáva vo forme NaCl a vstrebáva sa najmä v tenkom čreve. Úloha sodíka v tele je rôznorodá. Podieľa sa na udržiavaní osmotického tlaku extracelulárnych a intracelulárnych tekutín, podieľa sa na tvorbe akčného potenciálu a ovplyvňuje činnosť takmer všetkých telesných systémov. Rovnováhu sodíka v tele udržiava najmä činnosť obličiek.

draslík (K+) je hlavným katiónom v intracelulárnej tekutine. Bunky obsahujú 98% draslíka. Denná potreba draslíka je 2-3 g Hlavným zdrojom draslíka v potravinách sú produkty rastlinného pôvodu. Draslík sa vstrebáva v črevách. Draslík má v živote organizmu veľký význam, pretože udržuje membránový potenciál a vytvára akčný potenciál. Podieľa sa aj na regulácii acidobázickej rovnováhy a udržiava osmotický tlak v bunkách. Reguláciu jeho vylučovania vykonávajú hlavne obličky.

vápnik (Ca 2+) má vysokú biologickú aktivitu. Je hlavnou stavebnou zložkou kostí a zubov kostry, obsahuje asi 99 % všetkého vápnika. Dospelý človek by mal prijať 800-1000 mg vápnika denne z potravy. Deti potrebujú veľké množstvo vápnika kvôli rýchlemu rastu kostí. Vápnik sa vstrebáva predovšetkým v dvanástniku. Približne ¾ vápnika sa vylučuje tráviacim traktom a ¼ obličkami. Vápnik sa podieľa na tvorbe akčného potenciálu, zohráva určitú úlohu pri svalovej kontrakcii, je nevyhnutnou súčasťou systému zrážania krvi a zvyšuje reflexnú dráždivosť miechy.

V organizme zohrávajú významnú úlohu aj prvky nachádzajúce sa v malom množstve. Nazývajú sa mikroelementy. Patria sem: železo, meď, zinok, kobalt, molybdén, selén, chróm, nikel, cín, kremík, fluór, vanád. Väčšina biologicky významných mikroelementov je obsiahnutá v enzýmoch, vitamínoch a hormónoch.

Voda a minerálne soli nie sú zdrojom energie, ale ich normálny príjem a vylučovanie z tela sú podmienkou jeho normálneho fungovania. Vytvárajú vnútorné prostredie tela, sú hlavnou zložkou krvnej plazmy, lymfy a tkanivového moku. Všetky premeny látok v organizme prebiehajú vo vodnom prostredí. Voda rozpúšťa a transportuje rozpustené živiny vstupujúce do tela. Spolu s minerálmi sa podieľa na stavbe buniek a mnohých metabolických reakciách. Voda sa podieľa na regulácii telesnej teploty; odparuje, ochladzuje telo a chráni ho pred prehriatím. V ľudskom tele je voda distribuovaná medzi bunkami a medzibunkovými priestormi (tabuľka 12.8).

Voda sa vstrebáva v tráviacom trakte. Minimálna denná potreba vody pre osobu s hmotnosťou 70 kg je 2-2,5 litra. Z toho len 350 ml vzniká pri oxidačných procesoch, asi 1 liter sa dostáva do tela s jedlom a asi 1 liter s tekutinou, ktorá sa vypije. Z tela sa približne 60 % vody vylúči obličkami, 33 % kožou a pľúcami, 6 % črevami a iba 2 % tekutín sa zadrží.

Telo novorodenca obsahuje pomerne veľké množstvo vody (obr. 12.11; tabuľka 12.9). U dojčaťa tvorí 75 % telesnej hmotnosti a u dospelého je to 50 – 60 %. S vekom sa objem vnútrobunkovej tekutiny zvyšuje, zatiaľ čo množstvo vody v medzibunkovej látke klesá. Vzhľadom na väčšiu plochu tela dieťaťa a intenzívnejší metabolizmus ako u dospelých, deti vylučujú vodu pľúcami a pokožkou intenzívnejšie ako dospelí. Napríklad dieťa s hmotnosťou 7 kg vylučuje 1/2 extracelulárnej tekutiny denne a dospelý - 1/7. Voda v črevách detí sa vstrebáva oveľa rýchlejšie ako u dospelých. Kvôli slabo vyvinutému pocitu smädu a nízkej citlivosti osmoreceptorov sú deti náchylnejšie na dehydratáciu ako dospelí.

Antidiuretikum hormón (ADH) zadného laloku hypofýzy zvyšuje reabsorpciu vody z primárneho moču

Tabuľka 12.8

Distribúcia tekutín v tele dospelého človeka

Distribúcia tekutín v tele detí rôzneho veku,

% podľa telesnej hmotnosti

Ryža. 12.11.Množstvo vody (v% z telesnej hmotnosti) v ľudskom tele v rôznom veku

Tabuľka 12.9

v obličkových tubuloch (v dôsledku čoho sa množstvo moču znižuje) a tiež ovplyvňuje zloženie solí v krvi. S poklesom množstva ADH v krvi vzniká diabetes insipidus, pri ktorom sa denne vylúči až 10-20 litrov moču. Spolu s hormónmi kôry nadobličiek reguluje ADH metabolizmus voda-soľ v tele.

Soli rozpustné vo vode sú potrebné na udržanie pufrovacích systémov a pH tekutín ľudského tela. Najdôležitejšie z nich sú chloridy a fosforečnany sodíka, draslíka, vápnika a horčíka. Pri nedostatku alebo nadbytku niektorých solí v potravinách, najmä sodíka a draslíka, dochádza k poruchám rovnováhy voda-soľ, čo vedie k dehydratácii, opuchom a poruchám krvného tlaku.

Prítomnosť minerálov je spojená s fenoménom excitability (sodík, draslík, chlór), rastom a vývojom kostí (vápnik, fosfor), nervových prvkov a svalov. Prispievajú k normálnej činnosti srdca a nervového systému, používajú sa na tvorbu hemoglobínu (železo), kyseliny chlorovodíkovej, žalúdočnej šťavy (chlór).

Ako dieťa rastie, množstvo solí v tele sa hromadí: u novorodenca tvoria soli 2,55% telesnej hmotnosti, u dospelého - 5%. Rastúci detský organizmus potrebuje najmä dodatočný prísun mnohých minerálov. Deti majú obzvlášť vysokú potrebu vápnika a fosforu, ktoré sú nevyhnutné pre tvorbu kostného tkaniva. Najväčšia potreba vápnika sa pozoruje v prvom roku života a počas puberty. V prvom roku života je vápnika potrebné osemkrát viac ako v druhom a 13-krát viac ako v treťom roku, potom potreba vápnika klesá. V predškolskom a školskom veku je denná potreba vápnika 0,68-2,36 g.

U dospelých sa pri zníženom príjme vápnika do organizmu vyplavuje z kostného tkaniva do krvi, čím je zabezpečená stálosť jeho zloženia (obr. 12.12). U detí s nedostatkom vápnika v potrave je naopak zadržiavaný kostným tkanivom, čo vedie k ešte väčšiemu poklesu jeho množstva v krvi.

Ryža. 12.12.

v a. Pre normálny proces osifikácie u detí predškolského veku by mal byť pomer príjmu vápnika a fosforu rovný jednej. Vo veku 8-10 rokov je potrebné o niečo menej vápnika ako fosforu, v pomere 1:1,5. V stredoškolskom veku sa tento pomer mení smerom k zvyšovaniu obsahu fosforu a mal by byť rovný 1:2. Denná potreba fosforu je 1,5-4,0 g.

U ľudí produkujú prištítne telieska paratyroidný hormón(PtG), ktorý reguluje výmenu vápnika a fosforu v tele. Pri hypofunkcii prištítnych teliesok dochádza k poklesu hladiny vápnika v krvi, čo vedie ku kŕčovitým sťahom svalov nôh, rúk, trupu a tváre, tzv. tetánia. Tieto javy sú spojené so zvýšením excitability nervovosvalového tkaniva v dôsledku nedostatku vápnika v krvi a následne v cytoplazme buniek. Pri nedostatočnej sekrécii PTH sú kosti menej pevné, zlomeniny sa hoja zle a zuby sa ľahko lámu. Na nedostatočnú hormonálnu funkciu prištítnych teliesok sú obzvlášť citlivé deti a dojčiace matky. Na metabolizme vápnika sa podieľajú aj estrogény produkované pohlavnými žľazami - vaječníkmi a hormón štítnej žľazy kalcitonín.

Otázky a úlohy na sebaovládanie

1. Povedzte nám o metabolizme a jeho fázach.
2. Aké metódy hodnotenia energetického výdaja organizmu poznáte?
3. Opíšte všeobecnú výmenu. Aké sú rozdiely v metabolizme medzi mužmi a ženami?
4. Čo je to bazálny metabolizmus? Aký je jeho význam? Aké sú metódy hodnotenia? Ako sa mení bazálny metabolizmus s vekom?
5. Čo viete o výmene energie? Ako sa mení s vekom?
6. Popíšte špecifické dynamické pôsobenie žobráka.
7. Ako sa mení metabolizmus základných živín s vekom?
8. Povedzte nám o výmene vody a minerálov. Aká je potreba vody pre deti a dospelých?
9. Ako prebieha hormonálna regulácia metabolizmu bielkovín, tukov, sacharidov a minerálov? Ako sa mení s vekom?

Telo potrebuje neustály prísun nielen vody, ale aj minerálne soli. Do tela sa dostávajú potravou a vodou, s výnimkou kuchynskej soli, ktorá sa špeciálne pridáva do jedla. Celkovo sa v tele zvierat a ľudí našlo okolo 70 chemických prvkov, z toho 43 sa považuje za nenahraditeľné (esenciálne; lat. essentia - esencia).

Potreba rôznych minerálov v tele je rôzna. Niektoré prvky, tzv makronutrientov, sa do tela zavádzajú vo významných množstvách (v gramoch a desatinách gramu za deň). Makroelementy zahŕňajú sodík, horčík, draslík, vápnik, fosfor a chlór. Ďalšie prvky - mikroelementy(železo, mangán, kobalt, zinok, fluór, jód atď.) telo potrebuje v extrémne malých množstvách (v mikrogramoch – tisícinách miligramu).

Funkcie minerálnych solí:

1) sú biologické konštanty homeostázy;

2) vytvárať a udržiavať osmotický tlak v krvi a tkanivách (osmotická rovnováha);

3) udržiavať stálosť aktívnej reakcie krvi

(pH = 7,36 – 7,42);

4) podieľať sa na enzymatických reakciách;

5) podieľať sa na metabolizme voda-soľ;

6) ióny sodíka, draslíka, vápnika, chlóru hrajú dôležitú úlohu v procesoch excitácie a inhibície, svalovej kontrakcie a zrážania krvi;

7) sú neoddeliteľnou súčasťou kostí (fosfor, vápnik), hemoglobínu (železo), hormónu tyroxínu (jód), žalúdočnej šťavy (kyselina chlorovodíková) atď.;

8) sú neoddeliteľnou súčasťou všetkých tráviacich štiav, ktoré sa vylučujú vo veľkých množstvách.

Stručne sa zamyslime nad metabolizmom sodíka, draslíka, chlóru, vápnika, fosforu, železa a jódu.

1) Sodík sa do organizmu dostáva najmä vo forme kuchynskej soli. Je to jediná minerálna soľ, ktorá sa pridáva do jedla. Rastlinné potraviny majú nízky obsah kuchynskej soli. Denná potreba kuchynskej soli pre dospelého človeka je 10-15 g.Sodík sa aktívne podieľa na udržiavaní osmotickej rovnováhy a objemu tekutín v tele a ovplyvňuje rast organizmu. Sodík spolu s draslíkom reguluje činnosť srdcového svalu, čím výrazne mení jeho excitabilitu. Príznaky nedostatku sodíka: slabosť, apatia, svalové zášklby, strata kontraktility svalového tkaniva.

2) Draslík vstupuje do tela so zeleninou, mäsom a ovocím. Jeho denná norma je 1 g. Spolu so sodíkom sa podieľa na tvorbe bioelektrického membránového potenciálu (drasko-sodná pumpa), udržiava osmotický tlak vnútrobunkovej tekutiny, stimuluje tvorbu acetylcholínu. Pri nedostatku draslíka sa pozoruje inhibícia asimilačných procesov (anabolizmus), slabosť, ospalosť a hyporeflexia (znížené reflexy).

3) Chlór sa do tela dostáva vo forme kuchynskej soli. Anióny chlóru sa spolu s katiónmi sodíka podieľajú na vytváraní osmotického tlaku krvnej plazmy a iných telesných tekutín. Chlór je tiež obsiahnutý v kyseline chlorovodíkovej žalúdočnej šťavy. U ľudí neboli zistené žiadne príznaky nedostatku chlóru.

4) Vápnik vstupuje do tela s mliečnymi výrobkami, zeleninou (zelené listy). Je obsiahnutý v kostiach spolu s fosforom a je jednou z najdôležitejších biologických konštánt krvi. Normálny obsah vápnika v ľudskej krvi je 2,25-2,75 mmol/l (9-11 mg%). Pokles vápnika vedie k mimovoľným svalovým kontrakciám (kalciová tetánia) a smrti v dôsledku zástavy dýchania. Vápnik je potrebný na zrážanie krvi. Denná potreba vápnika je 0,8 g.

5) Fosfor vstupuje do tela s mliečnymi výrobkami, mäsom a obilninami. Denná potreba je 1,5 g. Spolu s vápnikom sa nachádza v kostiach a zuboch, je súčasťou vysokoenergetických zlúčenín (ATP, kreatínfosfát a pod.). Ukladanie fosforu v kostiach je možné len za prítomnosti vitamínu D. Pri nedostatku fosforu v tele sa pozoruje demineralizácia kostí.

6) Železo vstupuje do tela s mäsom, pečeňou, fazuľou a sušeným ovocím. Denná potreba je 12-15 mg. Je súčasťou krvného hemoglobínu a respiračných enzýmov. Ľudské telo obsahuje 3 g železa, z toho 2,5 g sa nachádza v červených krvinkách ako zložka hemoglobínu, zvyšných 0,5 g je súčasťou buniek tela. Nedostatok železa narúša syntézu hemoglobínu a v dôsledku toho vedie k anémii.

7) jód prichádza s pitnou vodou obohatenou o ňu pri pretekaní skalami alebo s kuchynskou soľou s prídavkom jódu. Denná potreba je 0,03 mg. Podieľa sa na syntéze hormónov štítnej žľazy. Nedostatok jódu v tele vedie k endemickej strume – zväčšeniu štítnej žľazy (niektoré oblasti Uralu, Kaukazu, Pamíru atď.).

Porušenie minerálneho metabolizmu môže viesť k ochoreniu, pri ktorom sa v obličkových kalichoch, panve a močovodoch tvoria kamene rôznych veľkostí, štruktúr a chemického zloženia (nefrolitiáza). Môže tiež prispieť k tvorbe kameňov v žlčníku a žlčových cestách (cholelitiáza).