Минеральные соли относятся к необходимым компонентам принимаемой пищи, а их отсутствие способно привести к гибели живого организма. Они очень активно участвуют в деятельности всех элементов организма, а также в нормализации функционирования его систем. Минеральные вещества необходимы для кроветворения, формирования различных тканей. Так, например, кальций и фосфор – основные структурные элементы костных тканей. Считается, что человеку необходимо не меньше двадцати различных минеральных солей. В наш организм они могут поступать с водой и продуктами питания.
Для некоторых видов продуктов характерна высокая концентрация определенных минеральных веществ, в том числе и редких. Злаки содержат много кремния, а морские растения – йода.
Для нашего организма нормальным является определенный кислотно-щелевой баланс. Его поддержание является основой эффективной жизнедеятельности. Такое равновесие должно быть постоянным, но при некоторых сдвигах в питании оно может колебаться в ту или иную сторону.
Для питания людей характерным считается сдвиг в сторону кислотного характера. Это чревато развитием различных заболеваний, в том числе и атеросклероза.
К кислым минеральным веществам относят хлор, фосфор и серу. Они содержатся в рыбе, мясе, хлебе, яйцах, крупах и т.п. Калий, натрий, магний и кальций – щелочные элементы.
На них богаты такие продукты как фрукты и овощи, ягоды, молоко и его производные.
Чем старше становится человек – тем больше щелочных продуктов должно присутствовать в его рационе.
Самыми необходимыми минеральными солями для нашего организма считаются калий, кальций, фосфор, магний и железо.
Калий относится к щелочным металлам. Он нужен нашему организму для построения мускулов, а также для селезенки и печени. Калий способствует нормализации процессов пищеварения, а в особенности активно стимулирует переработку крахмалов и жиров.
Именно этим объясняется польза этого элемента при запорах. Кроме того он незаменим при нарушениях в циркуляции крови, воспалительных процессах на коже, ослабленной работе сердца и приливах крови.
Быстро проявляется дряблостью мышечной массы, а также нарушениями умственной деятельности. Этот элемент содержится в кислых фруктах, сырых овощах, клюкве и барбарисе, а также в орехах, отрубях и миндале.
Кальций одинаково необходим в любом возрасте. Его соли входят в состав крови, а также межтканевой и клеточной жидкости. Считается, что они необходимы для укрепления защитных систем организма, а также для осуществления и поддержания нервно-мышечной возбудимости.
Роль солей кальция в их важности для сворачиваемости крови, а их недостаток быстро сказывается на деятельности сердечной мышцы. Этот минерал особо необходим для костей скелета.
Кальций присутствует во многих продуктах питания. Но при этом он достаточно тяжело усваивается организмом. Лучше всего его потреблять с молочными продуктами, так, например, в полулитре молока содержится его дневная норма.
При построении рациона питания следует учитывать то, что кальций активно теряется организмом при различных стрессовых ситуациях и во время болезней. Это очень быстро сказывается на состоянии всего организма. Поэтому при потерях кальция следует увеличить его поступления.
Фосфор необходим для стимуляции роста и деятельности организма. Он влияет на развитие костей, а также очень важен для мозга. Стабильное поступление этого элемента необходимо при активной умственной работе. Но следует учитывать, что постоянный избыток фосфора может приводить к образованию опухолей.
Это минеральное вещество содержится в таких продуктах, как печень рыбы, сыр, желток, отруби, огурцы, салат, редиска, миндаль, орехи, чечевица.
Магний необходим для твердости зубов и костей. Этот элемент присутствует и в мускулах, нервах, легких, мозгу, придавая им плотности и эластичности. Недостаток магния в рационе очень быстро сказывается нервным напряжением.
Именно соли магния способны защитить наш организм от негативных воздействий различных стрессов, с помощью поддержки работы клеточных мембран в нервной системе. Содержится в помидорах, шпинате, орехах, сельдерее, винных ягодах, отрубях.
Железо является основным элементом для окисления крови. Без него невозможно образование гемоглобина – красных шариков. При недостатке этого микроэлемента наблюдается малокровие, апатия, пониженная жизненность и бледная немочь. В организме железо откладывается в печени.
Содержится в салате, шпинате, спарже, землянике, тыкве, луке и арбузе.
Минеральные соли относятся к неорганическим элементам. Это значит, что человеческий организм не может синтезировать их самостоятельно. Задачей человека является грамотный подход к построению своего рациона питания.
При этом следует учитывать необходимость строгого баланса в соотношении минеральных солей. Их неправильное сочетание или переизбыток могут нанести вред и иметь негативные последствия.
Так, например, излишнее количество кальция в рационе может приводить к образованию кальцийсодержащих камней в почках. Также этот элемент должен грамотно сочетаться с фосфором и калием. При избытке поваренной соли могут появляться отеки и проблемы с сердечнососудистой системой. Это объясняется тем, что соль задерживает жидкость в организме.
Биологическая роль минеральных солей в организме велика. Для их сбалансированного поступления необходимо грамотно подходить к составлению рациона. При этом не лишним будет советоваться с диетологами.
Минеральные соли нужны нашему организму так же, как и белки, углеводы, жиры и вода. Почти вся периодическая система Менделеева представлена в клетках нашего организма, однако роль и значение некоторых элементов в обмене веществ до сих пор еще полностью не изучены. Что касается минеральных солей и воды, то известно, что они являются важными участниками процесса обмена веществ в клетке. Они входят в состав клетки, без них нарушается обмен веществ. И так как в нашем организме нет больших запасов солей, необходимо обеспечить их регулярное поступление. В этом нам и помогают пищевые продукты, содержащие большой набор минеральных веществ.
Минеральные соли – это необходимые компоненты здоровой жизни человека. Они активно участвуют не только в процессе обмена веществ, но и в электрохимических процессах нервной системы мышечной ткани. Также они необходимы при формировании таких структур, как скелет и . Некоторые минералы играют также роль катализатора во многих биохимических реакциях нашего организма.
Минералы подразделяются на две группы:
Те, которые необходимы организму в относительно больших количествах. Это макроэлементы ;
Те, которые необходимы в малых количествах. Это микроэлементы.
Все они не только действуют в качестве катализаторов, но и активизируют ферментов в ходе химических реакций. Поэтому микроэлементы, даже если они действуют в бесконечно малых количествах, необходимы организму так же, как и макроэлементы. В настоящее время ученые еще не пришли к единому мнению, в каких количествах микроэлементы должны поступать в организм, чтобы это считалось идеальным. Достаточно сказать, что отсутствие микроэлементов может привести к различным заболеваниям.
Больше других солей мы употребляем поваренную соль, которая состоит из натрия и хлора. Натрий участвует в регулировании количества воды в организме, а хлор, соединяясь с водородом, образует соляную кислоту желудочного сока, который очень важен в пищеварении. Недостаточное потребление поваренной соли приводит к усиленному выделению из организма и недостаточному образованию соляной кислоты желудочного сока. Излишек же поваренной соли ведет к задержке воды в организме, что способствует появлению . Вместе с калием натрий оказывает влияние на функции головного мозга и нервов.
Так как потребность в соли удовлетворяется тем количеством, которое содержится в готовых продуктах питания, старайтесь ограничить ее потребление. Суточная потребность организма в соли составляет 1-2 грамма. Для этого достаточно съесть 100 г черного хлеба и кусочек маринованной селедки. Больше всего соли содержится в копченых продуктах и мясных изделиях.
Калий – это один из важнейших элементов, содержащихся в клетке. Он необходим для поддержания возбудимости нервной и мышечной тканей. Без калия невозможно обеспечить снабжение головного мозга глюкозой. Дефицит калия отрицательно сказывается на готовности мозга к работе. У человека ослабевает способность к концентрации и даже могут появиться рвота и понос. Соли калия в достаточных количествах содержатся в картофеле, бобовых культурах, капусте и многих других овощах. Включая в рацион питания рыбу, мясо и птицу, вы получаете необходимое количество этого элемента. Потребность в калии составляет около 4 граммов в день, что можно восполнить, выпив стакан бананового молока, например, или съев порцию .
Соли кальция необходимы для стабилизации клеточных мембран клеток головного мозга и нервных клеток, а также для нормального развития костной ткани. Кальциевый обмен в организме регулируется витамином D и гормонами. Недостаток кальция в организме, так же, как и его избыток, может иметь весьма вредные последствия. Опасность появления кальцийсодержащих камней в почках можно предупредить, если пить в достаточном количестве минеральную воду. Кальций в высоких концентрациях и в хорошем соотношении с фосфором (примерно от 1:1 до 2:1) содержится в молоке и молочных продуктах, за исключением мороженого, творога, а также молодого, мягкого и плавленого сыра.
Если, предположим, вы едите или сардины, то получаете большие дозы кальция, но не в благоприятном соотношении с фосфором. А зеленая капуста, семена кунжута или подсолнечника дадут организму и кальций, и фосфор в необходимых пропорциях. Ежедневно нам требуется 1200 миллиграммов кальция, что с успехом может покрыть, например, литр молока.
Соотношение солей кальция и калия важно для нормальной деятельности сердечной . При их отсутствии или недостатке сердечная деятельность замедляется, а вскоре полностью прекращается.
Фосфор отвечает за производство энергии из питательных веществ. Взаимодействуя с витамином D и кальцием, он обеспечивает организм теплом и энергией для поддержания всех его функций, в том числе и функций головного мозга и нервов. Лидерами по содержанию фосфора являются молоко и молочные продукты. Суточная потребность в фосфоре составляет от 800 до 1000 миллиграммов. Недостаточное снабжение организма фосфором практически исключено. При составлении своего рациона питания постарайтесь, чтобы не возникало дефицита фосфора, но и не допускайте его излишка, который отрицательно сказывается на снабжении организма кальцием. Постарайтесь придерживаться благоприятного для организма соотношения фосфора и кальция от 1:1 до 2:1, и вам не придется следить за тем, чтобы употреблять продукты с низким содержанием фосфора.
Магний является одним из важных минеральных веществ для нашего организма. Поступление солей магния просто необходимо для всех клеток. Он играет решающую роль в белковом, жировом и углеводных обменах и отвечает за все важные функции организма. Этот элемент, благодаря которому осуществляется проводимость по волокнам нервной системы, регулирует просвет кровеносных сосудов, а также работу . Исследования последних лет показали, что магний защищает организм от негативных воздействий стресса, стабилизируя клеточные мембраны нервных клеток.
При недостатке магния возможны тяжелые расстройства во всех сферах организма, например, ослабление памяти и способности к концентрации внимания, а также сильная нервозность и раздражительность. Переизбытка магния в организме, как правило, не бывает, так как наш организм сам выделяет его через почки, кишечник и .
Отличными поставщиками магния являются бобовые культуры, горох, неочищенный рис, пшеничные отруби. Много магния содержится также в черном хлебе, соевой и овсяной муке и орехах. Суточная потребность в магнии составляет 300–400 миллиграммов. Ее могут с восполнить 100 г неочищенного риса, 100 г творожного сыра или обед из фасоли.
Железо входит в состав гемоглобина – вещества, которое переносит кислород из легких к клеткам и тканям. Поэтому можно смело сказать, что железо – едва ли не самый важный элемент для организма человека. При недостаточном обеспечении организма железом появляются различные недомогания, связанные с недостатком кислорода. Особенно страдает от этого головной мозг – главный потребитель кислорода, который мгновенно теряет трудоспособность. Правда, надо отметить, что наш организм очень бережно расходует запасы железа, и его содержание обычно резко снижается только из-за потери крови.
Суточная потребность в железе равна 10-15 миллиграммам. Особенно богаты железом яичный желток, мясо, птица, дичь, крупы, овощи и фрукты. Мясо содержит значительно больше железа, чем растительная пища, при этом железо при употреблении мясных продуктов усваивается лучше – около 25 процентов попадает в кровь. Из растительной пищи в кровь попадает только 4-9 процентов железа. Поэтому следует восполнять недостаточное поступление железа витамином С.
Фтор входит в состав зубной эмали, поэтому у людей, живущих в местностях, где питьевая вода бедна этим элементом, чаще портятся зубы. Сейчас на помощь в таких случаях приходят современные зубные пасты.
Йод также является жизненно необходимым элементом. Он участвует в синтезе гормонов щитовидной железы. При дефиците йода постепенно развиваются патологии щитовидной железы («зоб»). Большое количество йода содержится в морепродуктах как животного, так и растительного происхождения.
Медь и ее соли участвуют в процессах кроветворения. Медь «работает» в тесном сотрудничестве с железом и витамином С, снабжая организм кислородом и питая нервные оболочки. При дефиците этого элемента в организме железо плохо используется по своему прямому назначению, развивается малокровие. Недостаток меди может вызвать и психические расстройства.
В достаточно больших количествах медь содержится в говядине и говяжьей печени, в рыбе и яйцах, в , горохе и полноценных зернах. Поскольку нашему организму требуется 2,5 миллиграмма меди в сутки, это с успехом может быть обеспечено потреблением 0,2 кг говядины, 0,1 кг неочищенного риса, 0,2 кг свежих овощей.
Хром играет важную роль регулятора инсулина в его функции управления уровнем сахара в крови. Если хрома недостаточно, содержание сахара в крови повышается, что может привести к заболеванию диабетом. Хром стимулирует активность ферментов, которые участвуют в процессе обмена глюкозы и в синтезе жирных кислот и протеинов. Недостаток хрома может быть причиной повышения уровня холестерина в крови, что создает опасность инсульта.
Больше всего хрома содержится в сыре, хлебе, картофеле. Покрыть потребность в этом элементе можно, потребляя мясо, репчатый лук, натуральный рис, бобовые культуры, черный перец, красную смородину, бруснику и натуральный мед. Суточная потребность нашего организма в хроме составляет 50-200 микрограммов.
Составной частью более чем 150 ферментов и гормонов является цинк , обеспечивающий белковый и жировой обмен. Исследования последних лет позволяют предполагать, что цинк играет важную роль в процессах обучения, т.к. он управляет биохимическими связями между клетками головного мозга. Многие специалисты полагают, что недостаток цинка влияет на нервную систему, из-за этого наступают состояния страха, бессвязность мыслей, нарушается речь, а также возникают трудности при ходьбе и движении.
Поскольку цинк, как и медь, встречается во многих продуктах питания, опасность его дефицита очень мала. При правильном здоровом питании, предполагающем употребление мяса, рыбы, яиц, овощей и фруктов, организм получает достаточное количество этого элемента. Суточная потребность в цинке составляет 15 микрограммов.
Кобальт – еще один элемент, который отвечает за снабжение головного мозга кислородом. Кобальт придает витамину В12 особое качество: единственный из витаминов он имеет в своей молекуле атом металла – и как раз посередине. Вместе со своим витамином В12 кобальт участвует в производстве красных кровяных телец и тем самым снабжает мозг кислородом. И если организму не хватает витамина В12, значит, он испытывает дефицит кобальта, и наоборот.
Но некоторые специалисты считают, что и витаминонезависимый кобальт также имеет для организма большое значение. Поскольку кобальт содержится в основном в продуктах животного происхождения, то, съев 100 г телячьей или говяжьей печени, вы покроете дневную норму этого микроэлемента. И хотя специалисты не пришли еще к единому мнению, считается, что нашему организму достаточно 5-10 граммов кобальта.
Блюдо, которое я сегодня прелагаю вам, обеспечит организм не только кобальтом, но и всеми другими минеральными солями, углеводами, достаточным количеством протеина и жиров.
Печень телячья по–провансальски
Подготовьте 4 порции телячьей печени, 1 большую луковицу, несколько зубчиков чеснока, половину пучка зелени петрушки. Нам понадобятся также ½ чайной ложки ароматических молотых пряностей, щепотка сушеного тимьяна, 1 столовая ложка муки, 1 чайная ложка молотого сладкого красного перца, 1 столовая ложка растительного , 1 столовая ложка маргарина, соль и перец по вкусу.
Репчатый лук и чеснок очень мелко порубить, петрушку мелко нарезать и смешать с луком, чесноком, тимьяном и пряностями. Смешать муку и сладкий молотый перец и обвалять в этой смеси печень. Растительное масло вместе с маргарином разогреть на сковороде и на среднем огне около 3 минут обжаривать печень с обеих сторон. Куски печени должны быть толщиной 1 см. Затем печень посолить, поперчить и выложить на нагретое блюдо. В оставшийся на сковороде жир высыпать подготовленную ранее смесь. Потушить эту смесь в течение 1 минуты и посыпать ею печень.
Подавать к столу с запечеными помидорами, жареным картофелем или салатом.
Поскольку минеральные вещества выводятся из организма постоянно, они должны быть в равном количестве восполнены с приемом пищи. Отсутствие солей в пищевом рационе может привести к смерти быстрее, чем полное голодание.
Минеральные соли в водном растворе клетки диссоциируют на катионы и анионы; некоторые из них могут включаться в комплексы с различными органическими соединениями. Содержание неорганических ионов обычно не превышает 1 % от массы клетки. Катионы солей, такие как калий, натрий, обеспечивают раздражимость клеток. Кальций способствует сцеплению клеток между собой. Анионы слабых кислот отвечают за буферные свойства цитоплазмы, поддерживая в клетках слабощелочную реакцию.
Ниже в качестве примера приводится биологическая роль важнейших химических элементов клетки:
Кислород Компонент органических веществ, воды, анионов неорганических кислот
Углерод Компонент всех органических веществ, углекислого газа, угольной кислоты;
Водород Компонент воды, органических веществ, в форме протона регулирует кислотность среды и обеспечивает формирование трансмембранного потенциала;
Азот Компонент нуклеотидов, аминокислот, пигментов фотосинтеза и многих витаминов;
Сера Компонент аминокислот (цистеин, цистин, метионин), витамина В 1 и некоторых коферментов;
Фосфор Компонент нуклеиновых кислот, пирофосфата, ортофосфорной кислоты, нуклеотидтрифосфатов, некоторых коферментов;
Кальций Участвует в передаче сигналов в клетке;
Калий Влияет на активность ферментов белкового синтеза, участвует в процессах фотосинтеза;
Магний Активатор энергетического обмена и синтеза ДНК, входит в состав молекулы хлорофилла, необходим для сборки микротрубочек веретена деления;
Железо Компонент многих ферментов, участвует в биосинтезе хлорофилла, в процессах дыхания и фотосинтеза;
Медь Компонент некоторых ферментов, участвует в процессах фотосинтеза;
Марганец Является компонентом или регулирует активность некоторых ферментов, участвует в ассимиляции азота и в процессе фотосинтеза;
Молибден Компонент нитратредуктазы, участвует в фиксации молекулярного азота;
Кобальт Компонент витамина В 12 , участвует в азотфиксации
Бор Регулятор роста растений, активатор восстановительных ферментов дыхания;
Цинк Компонент некоторых пептидаз, участвует в синтезе ауксинов (растительных гормонов) и спиртовом брожении.
Существенным является не только содержание элементов, но и их соотношение. Так в клетке поддерживается высокая концентрация ионов К + и низкая Na + , в окружающей среде (морская вода, межклеточная жидкость, кровь) наоборот.
Основные наиболее важные биологические функции минеральных элементов:
1. Поддержание кислотно-щелочного равновесия в клетке;
2. Создание буферных свойств цитоплазмы;
3. Активация ферментов;
4. Создание осмотического давления в клетке;
5. Участие в создании мембранных потенциалов клеток;
6. Образование внутреннего и наружного скелета (простейшие, диатомовые водоросли).
2. Органические вещества
Органические вещества составляют от 20 до 30 % массы живой клетки. Из них примерно 3% приходится на долю низкомолекулярных соединений: аминокислот, нуклеотидов, витаминов, гормонов, пигментов и некоторых других веществ. Основную же часть сухого вещества клетки составляют органические макромолекулы: белки, нуклеиновые кислоты, липиды и полисахариды. В животных клетках, как правило, преобладают белки, в растительных - полисахариды. Существуют определенные различия в соотношении этих соединений и между клетками прокариот и эукариот (табл. 1)
Таблица 1
|
Соединение |
% от массы живой клетки |
|
|
Бактерии |
Животные |
|
|
Полисахариды | ||
2.1. Белки - важнейшие незаменимые азотсодержащие органические соединения клетки. Белковые тела играют решающую роль и в построении живой материи и в осуществлении всех процессов жизнедеятельности. Это –главные носители жизни, благодаря тому, что они обладают рядом особенностей, к числу наиболее важных из которых относятся: неисчерпаемое многообразие структуры и вместе с тем ее высокая видовая уникальность; широкий диапазон физических и химических превращений; способность в ответ на внешнее воздействие обратимо и закономерно изменять конфигурацию молекулы; склонность ко образованию надмолекулярных структур, комплексов с другими химическими соединениями; наличие биологической активности - гормональной, ферментативной, патогенной и др.
Белки представляют собой полимерные молекулы, построенные из 20 аминокислот * , расположенных в различной последовательности и соединенных пептидной связью (С-N-одинарная и С=N- двойная). Если количество аминокислот в цепочке не превышает двадцати, такая цепочка называется олигопептидом, от20 до 50 - полипептидом**, более 50 - белком.
Масса белковых молекул колеблется от 6 тыс. до 1 млн и более дальтон (дальтон - единица молекулярной массы, равная массе атома водорода –(1,674x10 -27 кг). В клетках бактерий содержится до трех тысяч различных белков, в организме человека это разнообразие возрастает до пяти миллионов.
Белки содержат 50-55% углерода, 6,5- 7,3% водорода, 15-18% азота, 21-24% кислорода, до 2,5% серы. В составе некоторых белков обнаружены фосфор, железо, цинк, медь и другие элементы. В отличие от других элементов клетки для большинства белков характерна постоянная доля азота (в среднем 16% от сухого вещества). Этот показатель используют при расчете белка по азоту: (масса азота × 6,25). (100: 16 = 6,25).
Молекулы белка имеют несколько структурных уровней.
Первичная структура - это последовательность аминокислот в полипептидной цепи.
Вторичная структура α-спираль или складчатая β-структура, которые формируются за счет стабилизации молекулы электростатическими водородными связями, которые образуются между -С=О и –NН -группами аминокислот.
Третичная структура - пространственная организация молекулы, определяемая первичной структурой. Она стабилизируется водородными, ионными и дисульфидными (-S-S-) связями, которые образуются между серосодержащими аминокислотами, а также гидрофобными взаимодействиями.
Четвертичную структуру имеют только белки, состоящие из двух или нескольких полипептидных цепей, она формируется при объединении отдельных белковых молекул в одно целое. Определенная пространственная организация (глобулярная или фибриллярная) необходима для высокоспецифичной работы белковых молекул. Большинство белков активны только в форме, обеспечиваемой третичной или четвертичной структурой. Вторичной структуры достаточно для функционирования лишь немногих структурных белков. Это фибриллярные белки, а большинство ферментов и транспортных белков имеют глобулярную форму.
Белки, состоящие только из полипептидных цепей, называют простыми (протеины), а имеющие в своем составе компоненты другой природы - сложными (протеиды). Например, в молекуле гликопротеинов содержится углеводныйфрагмент, в молекулу металлопротеинов входят ионы металлов и т.д.
По растворимости в отдельных растворителях: водорастворимые; растворимые в солевых растворах - альбумины, спирторастворимые - альбумины; растворимые в щелочах - глютелины.
Аминокислоты по своей природе амфотерны. Если аминокислота имеет несколько карбоксильных групп, то преобладают кислотные свойства, если несколько аминогрупп - основные. В зависимости от преобладания тех или иных аминокислот, белки также могут иметь основные или кислотные свойства. У глобулярных белков имеется изоэлектрическая точка - значение рН, при котором суммарный заряд белка равен нулю. При более низких значениях рН белок имеет положительный заряд, при более высоких - отрицательный. Поскольку электростатическое отталкивание препятствует слипанию белковых молекул, в изоэлектрической точке растворимость становится минимальной и белок выпадает в осадок. Например, белок молока казеина имеет изоэлектрическую точку при рН 4,7. Когда молочнокислые бактерии подкисляют молоко до этого значения, казеин выпадает в осадок и молоко "сворачивается".
Денатурацией белка называется нарушение третичной и вторичной структуры под действием изменения рН, температуры, некоторых неорганических веществ и т.д. Если при этом первичная структура не была нарушена, то при восстановлении нормальных условий происходит ренатурация - самопроизвольное восстановление третичной структуры и активности белка. Это свойство имеет большое значение при производстве сухих пищевых концентратов и медицинских препаратов, которые содержат денатурированный белок.
*Аминокислоты-соединения, содержащие одну карбоксильную и одну аминную группы, связанные с одним атомом углерода, к которому присоединена боковая цепь - какой-либо радикал. Известно более 200 аминокислот, но в образовании белков участвуют 20, называемых основными или фундаментальными. В зависимости от радикала аминокислоты делятся на неполярные (аланин, метионин, валин, пролин, лейцин, изолейцин, триптофан, фенилаланин), полярные незаряженные (аспарагин, глутамин, серин, глицин, тирозин, треонин, цистеин) и полярные заряженные (основные: аргинин, гистидин, лизин, кислые: аспарагиновая и глутаминовая кислоты). Неполярные аминокислоты гидрофобны, и построенные из них белки ведут себя как капли жира. Полярные аминокислоты гидрофильны.
**Пептиды могут быть получены в результате реакций поликондесации аминокислот, а также при неполном гидролизе белков. Выполняют в клетке регуляторные функции. Ряд гормонов (окситоцин, вазопрессин) являются олигопептидами. Это брадикидин (пептид боли) это опиаты (естественные наркотики - эндорфины, энкефалины) человеческого организма, которые обладают обезболивающим действием. (Наркотики разрушают опиаты, поэтому человек становится очень чувствительным к малейшим нарушениям в организме - ломка). Пептидами являются некоторые токсины (дифтерийный), антибиотики (грамицидин А).
Функции белков:
1. Структурная . Белки служат строительным материалом для всех органелл клетки и некоторых внеклеточных структур.
2. Каталитическая. Благодаря особому строению молекулы или наличию активных групп многие белки обладают способностью каталитически ускорять ход химических реакций. От неорганических катализаторов ферменты отличаются высокой специфичностью, работой в узких температурных рамках (от 35 до 45° С), при слабощелочном рН и атмосферном давлении. Скорость реакций, катализируемых ферментами, намного выше скорости, обеспечиваемой неорганическими катализаторами.
3. Двигательная . Специальные сократительные белки обеспечивают все виды движения клеток. Жгутики прокариот построены из флагеллинов, а жгутики эукариотических клеток - из тубулинов.
4. Транспортная . Транспортные белки переносят вещества в клетку и из клетки. Например, белки порины способствуют переносу ионов; гемоглобин переносит кислород, альбумин - жирные кислоты. Транспортную функцию осуществляют белки - переносчики плазматических мембран.
5. Защитная . Белки-антитела связывают и обезвреживают чужеродные для организма вещества. Группа антиоксидантных ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза) препятствует образованию свободных радикалов. Иммуноглобулины крови, фибрин, тромбин участвуют в свертываемости крови и тем самым останавливают кровотечения. Образование токсинов белковой природы, например, дифтерийного токсина или токсина Васillus turingiensis, в ряде случаев также можно рассматривать как средство защиты, хотя данные белки чаще служат для поражения жертвы в процессе добывания пищи.
6. Регуляторная . Регуляцию работы многоклеточного организма осуществляют гормоны белковой природы. Ферменты, управляя скоростями химических реакций, регулируют внутриклеточный метаболизм.
7. Сигнальная. В цитоплазматической мембране расположены белки, способные реагировать на изменения окружающей среды изменением своей конформацию. Эти сигнальные молекулы отвечают за передачу внешних сигналов в клетку.
8. Энергетическая . Белки могут служить резервом запасных веществ, используемых с целью получения энергии. Расщепление 1 грамма белка обеспечивает выделение 17,6 кДж энергии.
24.02.2018Человеческий организм – сложная система, включающая в себя множество элементов. Одним из существенных компонентов тканей и органов являются минеральные соли, которые занимают около 4-5 процентов от общей массы тела. Они участвуют в метаболических процессах, работе различных систем, являются важной составляющей биохимических реакций, результатом которых является образование жизненно необходимых человеку веществ. Организм пополняет запасы минеральных солей при употреблении пищи, а выводятся они с отходами жизнедеятельности, поэтому очень важно следить за их регулярным поступлением.
Залогом поддержания правильного баланса данных микро и макроэлементов является разнообразное питание.
Причины недостатка минеральных солей
Минеральные соли в организме – величина непостоянная. Их недостаток может очень пагубно сказаться на состоянии здоровья: нарушается нормальная работа органов и обменные процессы, снижается иммунитет, развиваются серьезные заболевания.
Причинами такого дисбаланса могут служить:
- отсутствие пищевого разнообразия;
- плохое качество воды, используемой для питья;
- патологии, ускоряющие вывод полезных веществ (например, внутренние кровотечения);
- прием препаратов, влияющих на усвоение различных элементов;
- экологические проблемы.
Значительное количество необходимых элементов можно найти в продуктах растительного происхождения – фруктах, зеленых овощах, бобовых и зерновых культурах. К примеру, пшенная и овсяная крупа являются лидерами по содержанию магния, капуста, горох и лимон – калия, картофель, морковь и бананы – марганца. Мясо и птица являются важными источниками меди, цинка и железа, а рыба и морепродукты – фосфора, йода и фтора.
Молочные продукты насчитывают в своем составе порядка двух десятков необходимых человеку солей – кальций, цинк, фтор и другие. При этом усвояемость элементов при употреблении данной группы продуктов максимальна. Так, 100-граммовый кусок сыра способен восполнить суточную норму человека в потреблении кальция.
Многие продукты содержат только отдельные элементы. Поэтому для поддержания их оптимального уровня в организме надо, чтобы рацион питания был разнообразным и включал в себя разные группы продуктов.
Минеральные соли в организме человека условно группируются на макроэлементы и микроэлементы.
Макроэлементы
Количество минеральных веществ, относящихся к данной группе, в организме человека довольно значительно.
Соли магния и кальция
Данные соединения принимают большое участие в работе пищеварительных органов, стимулируя обменные процессы в организме, а также способствуя выработке энергии. Кроме того, кальций является основой для строительства костной ткани и зубов, участвует в сокращении мышц, процессах свертывания крови. Магний же стабилизирует деятельность нервной системы, участвует в синтезе многих необходимых элементов.
Недостаток кальция может привести к нарушениям сердечной деятельности, хрупкости опорно-двигательного аппарата. Для взрослого человека достаточное количество кальция составляет около 1 г в сутки. Нехватка магния ведет к различным неврологическим нарушениям (бессонница, раздражительность, головокружение). Ежедневная норма поступления магния для взрослого – 0,3 г.
Соли натрия и фосфора
Фосфор выполняет функцию минерализации костей и зубов, способствует выработке гормонов, обеспечивающих функционирование всех важнейших систем организма. Соединения натрия поддерживают в норме артериальное давление и кислотно-щелочной баланс, входят в состав плазмы и межклеточной жидкости.
При нехватке фосфора может развиться анемия, снизиться мышечный тонус, деформироваться кости. Достаточное количество фосфора для взрослого – 1-1,5 г в сутки. Дефицит натрия ведет к образованию камней, загустению крови, нарушению работы сердца. Количество солей натрия, потребляемых ежедневно, не должно превышать 6 г.
Соли калия, хлора и серы
Ионы хлора принимают непосредственное участие в выработке соляной кислоты, которая имеет ведущее значение для работы ЖКТ, а также для поддержания кислотно-щелочного равновесия. Калий играет важную роль в расщеплении жиров и нормализации обменных процессов, выступает в качестве строительного материала для органов пищеварительной и эндокринной систем. Сера является составляющей некоторых аминокислот и вследствие этого принимает участие в строительстве большинства тканей организма.
Недостаток хлора проявляется в слабости, усталости, а в тяжелых случаях может вызывать поражения кожных покровов, потерю волос. При этом избыточное количество хлора в организме также опасно – повышается кровяное давление и возможно развитие патологических состояний дыхательной системы. Оптимальное суточное количество хлора – 4-6 г.
Дефицит калия является причиной падения умственной активности, гипотонуса мышц. Норма потребления калия – 2,5 г в сутки. При нехватке серы возможно развитие кожных заболеваний и различных опухолей. Количество серы, необходимое в сутки взрослому человеку – 0,5-1 г.
Микроэлементы
Относящиеся к данной группе минеральные соли в организме человека содержатся в сравнительно небольшом количестве, но их наличие является обязательным условием хорошего самочувствия и нормальной деятельности всех органов:
Соли железа и цинка
Соединения железа входят в состав некоторых белков, в частности гемоглобина, играя при этом важнейшую роль в переноске кислорода кровью ко всем системам организма. Также железо выступает одним из компонентов биохимических процессов. Цинк участвует в процессе выведения из организма углекислого газа при дыхании. Кроме того, данный элемент препятствует выпадению волос, стимулирует иммунные возможности организма.
Недостаток железа опасен развитием анемии. Необходимое количество железа для взрослого человека – 10-18 мг. Нехватка цинка может вызвать поражения кожи и глаз, выпадение волос, восприимчивость к инфекциям. Суточная норма цинка для взрослого – 7-12 мг.
Соли селена и меди
Соединения селена участвуют в антиоксидантных процессах, а также выработки гормонов. Медь наряду с железом задействована в обеспечении тканей и органов кислородом, а также в выработке энергии.
Дефицит селена проявляется в различных неврологических нарушениях, ухудшении состояния волос и кожных покровов. Суточная норма селена – 40-70 мг. Недостаточное поступление меди в организм может вызвать патологии сердечно-сосудистой системы, нарушения психики. В то же время переизбыток меди опасен заболеваниями нервной системы. Норма потребления меди для взрослого человека – 2 мг в сутки.
Соли марганца и йода
Марганец принимает активное участие в метаболизме, нормализует уровень холестерина, способствует нормальной свертываемости крови. Соли йода необходимы для стабильной работы щитовидной железы, отвечающей за эндокринные процессы в организме.
Недостаток марганца опасен снижением умственной активности, ослаблением мышц. Для поддержания нормального баланса данного микроэлемента достаточно его поступления в количестве 2-11 мг в сутки. Нехватка йода ведет к нарушению выработки гормонов, снижению общего иммунитета. Суточная норма йода – 0,2 мг.
Соли кобальта, фтора и молибдена
Кобальт участвует в формировании клеток кровеносной и нервной систем. Фтор усиливает прочность зубов и костей. Молибден участвует в метаболических процессах и в работе печени.
Суточная норма кобальта – не более 10 мг. При его нехватке повышается утомляемость, возникает анемия. Недостаток фтора проявляется в разрушении зубов, поражениях костей. Потребность во фторе составляет около 1-1,5 мг в сутки. Дефицит молибдена ведет к нарушениям зрения, неврологическим заболеваниям, снижению иммунитета. Необходимое количество молибдена – около 9 мг в сутки.
Минеральные соли в организме должны присутствовать в необходимом количестве, так как от этого зависит функционирование всех его систем. Залогом поддержания баланса микро и макроэлементов является полноценное разнообразное питание.
Загрузка...