Минеральные соли и их значение таблица. Вода и минеральные соли

жизнедеятельности организма.

Хотя ни вода, ни минераль­ные соли не являются источниками энергии, их поступление и выведение из организма является условием его нормальной жиз­недеятельности. Ведь все превращения веществ в организме со­вершаются в водной среде. Вода растворяет пищевые вещества, поступившие в организм вместе с минеральными веществами, она принимает участие в построении клеток и во многих реакциях обмена. Вода и минеральные соли являются основной составной частью плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости, создают в основном внутреннюю среду организма. Вода участвует в регуля­ции температуры тела, испаряясь, она предохраняет тело от пере­грева. Все пищеварительные соки содержат воду и минеральные соли. Вода составляет большой процент массы тела (у взрослого человека примерно 65%, у детей 75-80%). Особенно велико со­держание воды в крови (92%). Человек без воды может сущест­вовать значительно меньше времени, чем без пищи, всего не­сколько дней. При нормальной температуре окружающей среды и нормальном пищевом режиме потребность воды у взрослого че­ловека составляет 2-2,5 л. Это количество воды поступает из следующих источников:

воды, потребляемой при питье (около 1 л);

воды, ко­торая образуется в организме при обмене белков, жиров и угле­водов (300-350 см 3).

Основные органы, удаляющие воду из организма - почки, по­товые железы, легкие и кишечник. Почками за сутки из организ­ма удаляется 1,2-1,5 л воды в составе мочи. Потовыми железа­ми через кожу в виде пота удаляется 500-700 см 3 воды в сутки. При нормальной температуре и влажности воздуха на 1 см 2 кож­ного покрова каждые 10 мин выделяется около 1 мг воды.

Легкими в виде водяных паров выводится 350 см 3 воды. Это количество резко возрастает при углублении и учащении дыхания, и за сутки тогда может выделиться 700-800 см 3 воды.

Через кишечник с калом выводится в сутки 100-150 см 3 во­ды. При расстройстве деятельности кишечника может выводиться большее количество воды (при поносе), что приводит к обедне­нию организма водой. Для нормальной деятельности организма важно, чтобы поступление воды в организм полностью покрывало расход ее.

Если воды выводится из организма больше, чем поступает в него, возникает чувство жажды.

Организм нуждается в постоянном поступлении минеральных солей. Минеральные вещества необходимы для нормального функ­ционирования организма. Так, с наличием минеральных веществ, содержащих натрий, калий, хлор, связано явление возбудимо­сти - одно из основных свойств живого. Рост и развитие костей, мышц зависят от содержания минеральных веществ. Они опреде­ляют реакцию крови (рН), способствуют нормальной деятель­ности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина (железо), соляной кислоты желудочного сока (хлор). Минеральные соли создают столь необходимое для жизнедеятель­ности клеток определенное осмотическое давление.

Витамины и их значение.

В отличие от ферментов и гормонов, большинство витаминов не образуется в организме человека. Главным их источником яв­ляются овощи, фрукты и ягоды. Содержатся витамины также в молоке, мясе, рыбе. Витамины требуются в очень небольших ко­личествах, но их недостаточность или отсутствие в пище наруша­ет образование соответствующих ферментов.

Для нормальной жизнедеятельности организма, его роста и раз­вития необходимы витамины представленные в таблице № 4.

Вода имеет первостепенное значение в функционировании живых организмов. Сама молекула Н 2 O электронейтральна, но заряд внутри молекулы распределен неравномерно: в области атомов водорода небольшой положительный, а в области, где расположен атом кислорода, небольшой отрицательный заряд. Поэтому она является универсальным растворителем, в котором вещества с ионной и ковалентной полярной связью диссоциируют до ионов, а вещества с молекулярной кристаллической решеткой – до молекул. Это основная среда биохимических реакций, необходимая составная часть протоплазмы. Питательные вещества циркулируют в организме главным образом в виде водных растворов; в таком же виде транспортируются, а в значительной степени и выносятся из организмов продукты диссимиляции. Вода составляет основную массу организмов растений и животных; её относительное содержание в тканях колеблется в пределах 50-80%, а у ряда видов и значительно выше. Так, в теле медуз содержится около 95% воды, в тканях многих моллюсков – до 92. От количества воды и растворённых солей в значительной мере зависит внутриклеточный и межклеточный обмен, а у гидробионтов – и осмотические взаимоотношения с внешней средой. Газообмен у животных возможен только при наличии влажных поверхностей. У наземных организмов испарение влаги участвует в формировании теплового баланса со средой.

Водный обмен организма со средой складывается из двух противоположных процессов: поступление воды в организм и отдача её во внешнюю среду. У высших растений этот процесс представлен всасыванием воды из почвы корневой системой, проведением её (вместе с растворёнными веществами) к отдельным органам и клеткам и выведением в процессе транспирации. В водном обмене около 5% воды используется для фотосинтеза, а остальное – на компенсацию испарения и поддержание тургора.

Животные получают влагу в виде питья, и этот путь для многих форм, даже водных, оказывается необходимым. Выведение воды происходит с мочой и экскрементами, а также путём испарения.

Многие организмы, особенно обитающие в водной среде, способны получать и отдавать воду через покровы или специализированные участки тканей, проницаемые для воды. Это относится к обитателям наземной среды: получение влаги из таких источников, как роса, туман, дождь, характерно для многих растений, беспозвоночных животных, амфибий.

Для животных важным источником воды является пища; при этом значение её в водном обмене не исчерпывается содержанием воды в тканях кормовых объектов. В процессе окисления органических веществ образуется так называемая метаболическая вода. Усиленное питание сопровождается накоплением в организме жировых резервов; значение этих запасов двойное: это и энергетический резерв, и внутренний источник поступления воды в клетки и ткани.

Значительные колебания условий обеспечения влагой в разных средах, географических регионах и местообитаниях вызвало эволюционное становление широкого круга специальных адаптации. Экологическое значение воды не ограничивается наличием скоплений её в водоёмах разного типа. В наземной среде не меньшее значение имеют осадки, которые определяют режим водоёмов, почвенной влаги и влажности воздуха. Распределение осадков очень неравномерно. В тропических лесах выпадает более 1000 мм (1 л на 1 км 2) в год (на Гавайских островах до 12 м!), тогда как в пустынях тропического пояса – менее 200 мм в год (Сахара, Аравийские пустыни, Южная Калифорния). В умеренном поясе, в пустынях Центральной Азии, Ирана и др., также выпадает не более 250 мм осадков в год, в лесах этого пояса – больше (в Колхиде – до 2500 мм), но, в общем, осадки здесь менее обильны, чем в тропиках. Выпадение осадков подчас резко колеблется по сезонам.

Влажность воздуха отражает содержание водяных паров к их количеству, насыщающему воздух при данной температуре (относительная влажность, проценты). Влажность воздуха определяет поступление воды в организм через покровы, а также условия потери воды этим путём и с поверхности дыхательных путей. В последнем случае большое значение имеет показатель дефицита насыщения – разность между количеством паров, насыщающих воздух при данной температуре, и абсолютной влажностью.

Водный обмен теснейшим образом связан с обменом солей. Определённый набор солей (ионов) представляет собой необходимое условие нормальных функций организма, так как соли входят в состав тканей, играя важную роль в обменных механизмах клеток. Изменение количества воды и солей влечёт за собой соответствующие сдвиги осмотических процессов и ионного равновесия. Водный и солевой аспекты обмена веществ связаны общими приспособлениями, поэтому обычно говорят об адаптациях водно-солевого обмена к условиям среды. Особо большое значение поддержание устойчивого водно-солевого обмена имеет для первичноводных организмов, у которых осмотические процессы осуществляются не только на суборганизменном уровне, но и с окружающей их водной средой, для которой солёность выступает как один из важнейших параметров.

К факторам окружающей среды, способными воздействовать на состояние и развитие человеческого организма как на клеточном, так и на макроуровне, следует отнести и степень физиологичной полноценности питьевой воды.

Еще в 1912 г. выдающийся российский химик-биолог Н.К.Кольцов, предложивший термин «физиологической полноценности питьевой воды», полагал, что он отражает набор катионов и анионов физиологически адекватных организму человека на всех уровнях его функционирования.

«Вода должна быть источником необходимых для организма человека макро- и микроэлементов….», — в частности речь идет о кальции и магнии – химических элементах, которые составляют жесткость воды, а отложение этих солей на бытовых приборах так беспокоит потребителей.

Природная вода некоторых регионов (страны Скандинавии, г. Санкт-Петербург) отличается практически полным отсутствием кальция и магния. Согласно данных обширных эпидемиологических исследований, проведенных во многих странах мира, этот дефицит является фактором риска различных заболеваний, в том числе заболеваний опорно-двигательного аппарата и патологии сердечно-сосудистой системы.

Наблюдали «водное отравление» у детей первых месяцев жизни, которым для питья давали деминерализованную воду.
Некоторые современные методы очистки питьевой воды (обратный осмос), наряду с эффективным освобождением воды от вредных примесей, способны практически полностью лишить ее солей, тем самым искусственно создавая фактор риска заболеваний.

Эти выводы уже подводят к ответу на вопрос употребления де минерализованной воды или искусственно обогащенной солями.

Мы считаем, что забрав из воды все соли, микро- и макроэлементы, а потом добавив некоторые из них, невозможно полноценно восстановить природную воду. Это все равно, что погубив естественные натуральные витамины сока технологией переработки плодов и ягод восстановить их полноценность добавив сахар и витамины, то есть и соки «болеют авитаминозом».

Деминерализованная вода годится для изготовления лекарств, настоек, для косметических целей. Можно готовить на ней чай, кофе и употреблять в качестве питьевой дозировано.
Для повседневного питья пригодна вода, которая прошла наименьшие технологические операции.

Вместе с водой в организм человека поступают минеральные вещества, вода обеспечивает движение всех тканевых и энергетических потоков в теле человека.

Отсутствие в питьевой воде основных минеральных солей приводит к нарушению водно-солевого баланса организма, следствием чего есть разнообразные заболевания. При значительной физической нагрузке и высокой температуре воздуха необходимость в количестве воды увеличивается. В таких условиях желательно употреблять немного подсоленную воду.

Оптимальное количество солей в питьевой воде составляет от 200 до 500 мг/л. Без минералов не работали бы мышцы, нервная система не передавала бы импульсов. Минералы, которые присутствуют в человеческом организме, входят в состав ферментов и гормонов и являются необходимыми для биохимического обмена веществ.

Остановимся на наиболее необходимых минералах, источником которых являются разные продукты питания, в том числе и вода:

Натрий. Регулирует обмен веществ в почках, входит в состав разных тканей, хрящей и костей. Дефицит натрия вызывает слабость, головную боль. Большое количество натрия содержит вываренная соль.

Калий. Поддерживает хорошее состояние кожи. Недостаточное количество калия приводит к слабости, мышечным спазмам, раздражительности. Источник пополнения: фрукты, овощи, молоко и мясо.

Кальций. Снижает уровень холестерина в крови, участвует в создании и укреплении костей и зубов. Дефицит кальция приводит к остеопорозу (ломкости костей).

Все превращения веществ в организме совершаются в водной среде. Вода растворяет пищевые вещества, поступившие в организм. Вместе с минеральными веществами она принимает участие в построении клеток и во многих реакциях обмена.

Вода участвует в регуляции температуры тела; испаряясь, охлаждает тело, предохраняя его от перегрева; транспортирует растворенные вещества.

Вода и минеральные соли создают в основном внутреннюю среду организма, являясь основной составной частью плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости. Они участвуют в поддержании осмотического давления и реакции плазмы крови и тканевой жидкости. Некоторые соли, растворенные в жидкой части крови, участвуют в переносе газов кровью.

Вода и минеральные соли входят в состав пищеварительных соков, что во многом определяет их значение для процессов пищеварения. И хотя ни вода, ни минеральные соли не являются источниками энергии в организме, поступление их в организм и выведение оттуда являются обязательным условием его нормальной деятельности.

Потеря организмом воды приводит к очень тяжелым нарушениям. Например, при расстройстве пищеварения у грудных детей самым опасным является обезвоживание организма, что влечет за собой судороги, потерю сознания и т. д. Именно резкое обезвоживание организма вследствие потери жидкости служит причиной столь тяжелого течения такого инфекционного заболевания, как холера. Лишение воды на несколько дней смертельно для человека.

Обмен воды

Пополнение тела водой происходит постоянно за счет всасывания ее из пищеварительного тракта. Человеку нужно в сутки 2-2,5 л воды при нормальном пищевом режиме и нормальной температуре окружающей среды. Это количество воды поступает из следующих источников: а) воды, потребляемой при питье (около 1 л); б) воды, содержащейся в пище (около 1 л); в) воды, которая образуется в организме при обмене белков, жиров и углеводов (300-350 мл).

Основные органы, удаляющие воду из организма, - почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почки за сутки из организма удаляют 1,2-1,5 л воды в составе мочи. Потовые железы через кожу в виде пота удаляют 500-700 мл воды в сутки. При нормальной температуре и влажности воздуха на 1 см2 кожного покрова каждые 10 мин выделяется около 1 мг воды. В пустынях Аравийского полуострова, однако, человек ежедневно теряет с потом около 10 л воды. При интенсивной работе в виде пота выделяется также много жидкости: например, за два тайма напряженного футбольного матча футболист теряет около 4 л воды.

Легкие в виде водяных паров выводят 350 мл воды. Это количество резко возрастает при углублении и учащении дыхания, и за сутки тогда может выделиться 700-800 мл воды.

Через кишечник с калом выводится в сутки 100-150 мл воды. При расстройстве деятельности кишечника с калом может выводиться большое количество воды (при поносе), что может привести к обеднению организма водой. Для нормальной деятельности организма важно, чтобы поступление воды полностью покрывало ее расход.

Отношение количества потребленной воды к количеству выделенной составляет водный баланс .

Если воды из организма выводится больше, чем поступает в него, то возникает чувство жажды . В результате жажды человек пьет воду до восстановления нормального водного баланса.

Обмен солей

При исключении из пищевого рациона животных минеральных веществ наступают тяжелые расстройства в организме и даже смерть. С наличием минеральных веществ связано явление возбудимости - одного из основных свойств живого. Рост и развитие костей, нервных элементов, мышц зависят от содержания минеральных веществ; они определяют реакцию крови (рН), способствуют нормальной деятельности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина (железо), соляной кислоты желудочного сока (хлор).

Минеральные соли создают столь необходимое для жизнедеятельности клеток определенное осмотическое давление.

При смешанном питании взрослый человек получает все необходимые ему минеральные вещества в достаточном количестве. Только поваренную соль добавляют к пище человека при ее кулинарной обработке. Растущий детский организм особенно нуждается в дополнительном поступлении многих минеральных веществ.

Организм постоянно теряет некоторое количество минеральных солей в составе мочи, пота и кала. Поэтому минеральные соли, так же как и вода, должны постоянно поступать в организм. Содержание отдельных элементов в теле человека неодинаково (табл. 13).

Регуляция водно-солевого обмена

Постоянство осмотического давления внутренней среды организма, определяемое содержанием воды и солей, регулируется организмом.

При недостатке воды в организме повышается осмотическое давление тканевой жидкости. Это приводит к раздражению расположенных в тканях особых рецепторов - осморецепторов . Импульсы от них по специальным нервам направляются в головной мозг к центру регуляции водно-солевого обмена. Оттуда возбуждение направляется к железе внутренней секреции - гипофизу, который выделяет в кровь специальный гормон, вызывающий задержку мочеотделения. Уменьшение выделения воды с мочой восстанавливает нарушенное равновесие.

Этот пример наглядно показывает взаимодействие нервных и гуморальных механизмов регуляции физиологических функций. Рефлекс начинается нервным путем с осморецепторов, а затем включается гуморальный механизм - поступление в кровь специального гормона.

Центр регуляции водно-солевого обмена контролирует все пути транспорта воды в организме: выделение ее с мочой, потом и через легкие, перераспределение между органами тела, всасывание из пищеварительного тракта, секрецию, а также потребление воды. Особенно важными в этом отношении оказываются некоторые участки промежуточного мозга. Если животному в эти участки ввести электроды, а затем через них начать раздражать мозг электрическим током, то животные начинают жадно пить воду. При этом количество выпитой воды может превышать 40% массы тела. В результате появляются признаки водного отравления, связанные с понижением осмотического давления плазмы крови и тканевой жидкости. В естественных условиях эти центры промежуточного мозга находятся под контролирующим влиянием коры больших полушарий головного мозга.

Механизм регуляции водного баланса очень важен в практической жизни. В случаях, когда воду приходится экономить, пить ее ни в коем случае не следует залпом, а обязательно очень маленькими глотками. Вы почувствуете, что напились, хотя воды выпили немного. Знание особенностей регуляции водно-солевого обмена важно еще в одном случае. В жаркую погоду обычно очень хочется пить, и, сколько бы вы ни выпили воды, пить все равно хочется. Но стоит сознательно потерпеть немного, несмотря на чувство жажды, и она проходит. Именно поэтому не следует много пить на жаре, в походе и т. д. Правильная тактика здесь такая: зная, что предстоит трудный поход или длительное пребывание на солнце, лучше заранее выпить воды "про запас", в момент, когда пить еще не хочется. В этом случае потом не возникает такое сильное чувство жажды, как если бы вы начали пить на жаре.

Еще два практических совета. Перед отправлением в поход надо выпить минеральной или подсоленной воды или съесть немного умеренно соленой пищи - брынзы, соленого сыра и т. д. - и хорошо запить ее водой. Дело в том, что с потом теряется много солей, а это приводит к нарастанию утомления, мышечной слабости и т. д. Необходимо знать также, что на жаре нередко возникает "ложная жажда": пить хочется не потому, что в организме мало жидкости, а из-за пересыхания слизистой оболочки полости рта. В этом случае достаточно просто пополоскать рот водой.

Минеральные соли выполняют многообразные функции в организме. Они играют важную роль в пластических процессах, формировании и построении тканей организма, регулируют обмен веществ, кислотно-щелочное равновесие и водный обмен, участвуют в синтезе белка, различных ферментативных процессах, работе эндокринных желез. В организме человека уже найдено более 60 из 104 известных в природе минеральных элементов. Минеральные вещества, имеющиеся в пищевых продуктах в значительных количествах, называются макроэлементами. Среди них наибольшее гигиеническое значение имеют кальций, фосфор, натрий и калий.

Кальций входит в состав костных тканей. Он оказывает существенное влияние на обмен веществ и работу сердечной мышцы, способствует повышению защитных сил организма, участвует в процессе свёртывания крови и обладает противовоспалительным действием. Недостаточность кальция в организме отрицательно сказывается на процессах окостенения, функции сердечной мышцы и протекании ряда ферментативных процессов. Суточная норма кальция для взрослых 800 мг. Особенно богаты кальцием молоко и молочные продукты (творог, брынза, сметана).

Фосфор, так же как и кальций, необходим для образования костей. Он играет большую роль в деятельности нервной системы. Органические соединения фосфора расходуются при сокращении мышц, а также в биохимических процессах, протекающих в мозгу, печени, почках и других органах. Суточная норма фосфора 1600 мг. Основные источники фосфора: сыр, печень, яйца, мясо, рыба, фасоль, горох. Для удовлетворения потребности организма в кальции и фосфоре важное значение имеют условия для их оптимального усвоения. Кальций и фосфор хорошо усваиваются, когда соотношения между ними составляют 1:1,5 (молоко и молочные продукты, гречневая каша с молоком).

Натрий находится во многих органах, тканях и биологических жидкостях организма. Он играет важную роль в процессах внутриклеточного и межклеточного обмена. Натрий имеет большое значение для поддержания осмотического давления в крови и тканевых жидкостях, а также для водного обмена. Человек получает натрий главным образом с поваренной солью, которая придаёт вкус пище и возбуждает аппетит. В обычных условиях суточная потребность в хлористом натрии составляет 10-15 г. При высоких температурах воздуха организм может терять с потом значительное количество поваренной соли. Поэтому при обильном потоотделении потребность в ней возрастает до 20-25 г.

Калий является незаменимым биоэлементом для человека. Потребность взрослых в калии составляет 2000-3000 мг в день и в основном покрывается за счёт приёма растительных продуктов и мяса.

Важную роль в жизнедеятельности организма играют также железо, кобальт, йод, фтор, бром, калий, хлор, марганец, цинк. В организме и пищевых продуктах они находятся в весьма малых количествах. Минеральные вещества содержатся и поступают в организм с овощами и фруктами.

Нельзя забывать и о воде . Она нужна прежде всего для введения в кровь растворов питательных веществ, для удаления из организма ненужных продуктов обмена, а также для регулирования температуры тела. Суточная потребность молодого организма в воде составляет 1-2,5 л.

Недостаток воды ведёт к сгущению крови, к задержке вредных продуктов обмена веществ в тканях, к нарушению солевого равновесия. Не лучше и избыток ее, также ведущий к нарушению водносолевого равновесия в организме, созданию излишней нагрузки на сердце и выделительные органы.