Микроэлементы химические элементы. Микроэлементы в организме человека: их роль, значение и норма. В каких продуктах микроэлементы

Дефицит микроэлементов вызывает следующие проблемы:

• развитие дисбактериоза;
• выраженная анемия или малокровие;
• потеря иммунных защитных сил;
• торможение роста и развития;
• плохое переваривание пищи;
• набор веса, приводящий к ожирению;
• постепенное развитие сахарного диабета;
• патологии кожного покрова и костей;
• сбои в работе сердца и сосудов;
• половая дисфункция.

На нехватку микроэлементов первым реагирует волосяной покров. По состоянию волос можно ориентироваться, если организм получает недостаточное количество некоторых компонентов: пряди становятся блеклыми, ломкими, ослабленными.

В медицинской практике при лечении болезней микровещества пока используют очень ограниченно. Известно применение брома, йода, железа. Некоторые элементы используют при проблемах нервной системы, но им отведена второстепенная роль: они помогают усваиваться другим лекарственным средствам.

Дефицит или дисбаланс микроэлементов вызывает серьезные сбои в работе организма, приводят к нарушению метаболизма, процессов роста и развития. Без них невозможно поддерживать на должном уровне работоспособность и иммунитет. Микровещества можно получать только из внешней среды, поэтому от нас требуется всего лишь позаботиться о правильном питании.

Микроэлементами принято называть химические элементы, которые находятся во всех живых организмах, включая человека, в минимальных (следовых) количествах, то есть в тысячных и менее долях процентов. Иногда можно услышать название следовые элементы, но чаще встречается микроэлементы . Несмотря на незначительное количество содержания в организме человека, микроэлементы - жизненно важные составные части нашего здоровья.

Список всех микроэлементов (можно перейти на любой микроэлемент, кликнув по нему мышью):

Организм человека содержит более 70 минеральных веществ, микроэлементы участвуют во всех процессах жизнеобеспечения. Чтобы понять, насколько важны и эффективны микроэлементы, посмотрим на список основных функций следовых элементов:

• Обеспечение нормального кислотно-щелочного баланса,
• Участие в процессах кроветворения, секреции и костеобразования,
• Поддержание осмотического давления на постоянном уровне,
• Управление нервной проводимостью,
• Налаживание внутриклеточного дыхания,
• Влияние на иммунную систему,
• Обеспечение полноценного сокращения мышц.

Становится понятно, что микроэлементы необходимы человеку, чтобы поддерживать физическое и умственное здоровье на должном уровне, поэтому, живя в постоянном стрессе и в условиях всё ухудшающейся экологии, необходимо уделять повышенное внимание поступлению в организм не только , но и минеральных веществ.

Интересный факт - волосы реагируют на нехватку микроэлементов быстрее всего, именно анализ состояния волос покажет самое точное количество и качество имеющихся в организме человека микроэлементов.

Основные минеральные вещества по количеству содержания делятся на макроэлементы (содержатся в организме в количестве 0,1% и выше), микроэлементы (содержание 0,001% и ниже) и ультрамикроэлементы (содержание менее 0,00001%). Это является традиционным способом классификации, но он не даёт полной картины биологической ценности или заменимости, поэтому часто микроэлементы классифицируют по другим признакам.

Например, существует разделение по заменимости микроэлементов:

• Незаменимые (железо, кобальт, марганец и цинк),
• Жизненно необходимые (алюминий, бор, бериллий, йод, молибден и никель),
• Токсиканты (кадмий, рубидий, свинец),
• Недостаточно изученные (висмут, золото, мышьяк, титан, хром).

Для определения ценности различных микроэлементов, имеется данная классификация, согласно которой микроэлементы делятся на следующие группы:

• Незаменимые (железо, йод, кобальт, марганец и цинк),
• Вероятно незаменимые (бром, молибден, селен, фтор),
• Физиологически неактивные (бериллий, кадмий).

Все имеющиеся классификации не идеальны, потому что многие микроэлементы недостаточно изучены и в различных тканях организма ведут себя по-разному, иногда из незаменимых превращаясь в токсичные. Поэтому учёные-химики и медики постоянно находятся в писке новых критериев для классификации (роль в питании и метаболизме, например), чтобы получить наиболее подробную и понятную систему.

В организме человека прослеживается чёткая взаимосвязь и совместимость микроэлементов и витаминов, более того, процесс совместимости может играть как положительную роль, помогая усвоению витаминов или микроэлементов, так и отрицательную - разрушительно действуя на ту или иную сторону взаимосвязи. Многие витамины и микроэлементы не вступают в реакции, то есть воздействие их друг на друга нейтральное.

Положительная совместимость:

• улучшает усвояемость железа,
• увеличивает биодоступность магния,
• Цинк заметно улучшает усвояемость ,
• усиленно действует при наличии селена.

Несовместимость микроэлементов и витаминов:

• препятствует всасыванию цинка,
• Кальций, магний и цинк препятствуют усвоению железа,
• Медь и железо обесценивают действие ,
• Кальций теряет биодоступность в присутствии фосфора.

Зная эти особенности, можно скорректировать режим питания и быть внимательным, принимая лекарственные препараты. Как правило, в инструкциях к лекарствам указано, как они влияют на содержания минеральных веществ (например, цинк из организма вымывается при приёме аспирина).

Всасывание и выделение микроэлементов

Большинство микроэлементов хорошо растворяются в воде, поэтому проблем с их всасыванием, как правило, не замечено. Процесс всасывания происходит в зоне тонкого кишечника, особенно в двенадцатиперстной кишке. Выделение микроэлементов происходит традиционными путями - через выдыхаемый воздух, кал (железо, медь, ртуть, цинк и фосфор) и мочу (бром, калий, литий, марганец, натрий).

Дефицит микроэлементов

Дефицит микроэлементов может иметь пагубное влияние на организм человека, основные признаки нехватки микроэлементов:

• Дисбактериоз,
• Анемия,
• Снижение иммунитета,
• Задержка в развитии,
• Тусклость и выпадение волос,
• Плохое пищеварение,
• Лишний вес вплоть до ожирения,
• Развитие диабета,
• Заболевания кожных покровов и костей,
• Сердечно-сосудистые недуги,
• Проблемы в половой сфере.

Дефицит микроэлементов возникает при скудном или несбалансированном питании, если человек проживает в экологически неблагоприятном регионе, где имеется питьевая вода ненадлежащего качества, при неконтролируемом приёме препаратов, влияющих на содержание микроэлементов.

Необходимость микроэлементов подтверждают исследования учёных, подтверждающие, что микроэлементы способны усиливать защитные механизмы иммунной системы, оказывая стимулирующее действие на основные функции организма. Некоторые из минералов (железо, йод, кобальт, медь и марганец) участвуют в образовании антител, разрушают бактериальные токсины.

Многообразие воздействия микроэлементов на организм человека доказывает необходимость данных минеральных веществ для полноценного функционирования и поддержания организма в здоровом состоянии в течении всей жизни.

Больше и микро- и макроэлементах смотрите в видеоролике «Роль химических элементов в организме человека»

Микроэлементы являются активным веществом микроудобрений.

Показать все

Микроэлементы распространены в земной коре в концентрациях, не превышающих 0,1 %, а в живом веществе они обнаруживаются в количестве 10 -3 -10 -12 %. К группе микроэлементов относят металлы, неметаллы, галогены. Единственная их общая черта - низкое содержание в живых тканях.

Микроэлементы принимают самое активное участие во многих жизненных процессах, происходящих в растениях на молекулярном уровне. Путем воздействия на ферментную систему либо в непосредственной связи с биополимерами растений они стимулируют или ингибируют протекание физиологических процессов в тканях.

Для корректировки содержания микроэлементов в почве практикуют некорневые подкормки в течение вегетации, предпосевную обработку семян и посадочного материала, а также внесение в почву необходимых веществ в виде удобрений.

Физические и химические свойства

Микроэлементы различны по своим физическим и химическим свойствам. Среди них встречаются металлы ( , ), неметаллы (), галогены ().

Классификация микроэлементов

Химические элементы подразделяются на необходимые для растений и полезные им.

Необходимые

• без элемента не может завершиться жизненный цикл растения;
• физиологические функции, выполняемые с участием конкретного элемента, не осуществляются при его замене на другой элемент;
• элемент обязательно вовлекается в метаболизм растения.

Однако существует ряд условностей в использовании данного термина. Дело в том, что сложности с его применением возникают уже при сравнении необходимости того или иного элемента для жизни высших и низших растений и, тем более, животных и человека. Так, например, не доказана необходимость бора для некоторых грибов, спорна необходимость наличия кобальта для осуществления физиологических функций целого ряда растений. К бесспорно необходимым элементам относят , хлор, никель.

Полезные

В настоящее время жизненно необходимыми для растений считаются только около десяти микроэлементов, еще несколько - необходимыми узкому кругу видов. Для остальных элементов известно, что они могут оказывать стимулирующее действие на растения, но их функции не установлены.

Микроэлементы содержатся в небольших количествах практически повсеместно: в горных породах, почве, растениях и, естественно, в организме человека и животных.

Дерново-

подзолистая

1,5-6 ,6

0,08-0,38

0,1-47,9

0,05-5,0

20-67

0,12-20,0

40-7200

50,0-150

1,0-4,0

0,04-0 ,97

0,45-14,0

0,12-3,0

10-62

н.д.

0,5-4,4

н.д.

Чернозем

4-12

0,38-1,58

7-18

4,5-10,0

24-90

0,10-0,25

200-5600

1,0-75

0,7-8,6

0,02-0,33

2,6-13,0

1,10-2,2

37-125

н.д.

2,0-9,8

н.д.

Серозем

8,8-160,3

0,23-0,62

5-20

2,5-10,0

26-63

0,09-1,12

310-3800

1,5-125

0,7-2,0

0,03-0,15

н.д.

0,9-1,5

50-87

н.д.

1,3-38

н.д.

Каштановая

100-200

0,30-0,90

0,6-20

8,0-14,0

0,06-0,14

600-1270

1,5-75

0,2-2,0

0,09-0,62

0,1-6,0

н.д.

2,0-9,8

н.д.

Бурая

40,5

0,38-1,95

14-44,5

6,0-12,0

32,5-54,0

0,03-0,20

390-580

1,5-75

0,4-2,8

0,06-0,12

2,3-3,8

0,57-2,25

н.д.

0,3-5,3

н.д.

Роль в растении

Биохимические функции

Роль микроэлементов для растений многогранна. Они призваны улучшать обмен веществ, устранять функциональные нарушения, содействовать нормальному течению физиолого-биохимических процессов, влиять на процессы фотосинтеза и дыхания. Под действием микроэлементов возрастает устойчивость растений к бактериальным и грибковым заболеваниям, неблагоприятным факторам окружающей среды (засухе, повышению или понижению температуры, тяжелой зимовке и прочим).

Установлено, что микроэлементы входят в состав большого числа ферментов, играющих важную роль в жизни растений. Все биохимические реакции синтеза, распада, обмена органических веществ протекают только при участии ферментов.

,

Недостаток (дефицит) микроэлементов в растениях

При недостаточном поступлении какого-либо микроэлемента из числа необходимых питательных элементов рост растения отклоняется от нормы или прекращается вовсе, а дальнейшее развитие растения, в особенности его метаболические циклы, нарушаются.

При недостатке микроэлементов активность многих ферментов резко снижается. Например, установлено, что при недостатке меди резко падает активность ферментов, в состав которых входит медь, а именно, полифенолоксидазы и аскорбатоксидазы.

Симптомы недостаточности (дефицита) трудно свести к одному знаменателю, но, все же, они характерны для конкретных микроэлементов. Наиболее часто наблюдается хлороз.

Визуальная симптоматика очень важна для диагностики недостаточности, но нарушения метаболических процессов и, как следствие, потеря биомассы продукции могут наступать прежде, чем симптомы недостаточности будут заметны. Для улучшения методов диагностики дефицита микроэлементов ряд авторов предлагает биохимические индикаторы. К сожалению, широкое применение этого способа ограничено в связи с большой изменчивостью энзиматической активности и трудностью определения данного показателя.

Наиболее широко используются тесты - анализ почв и растений. Но и в этом случае неподвижные формы микроэлементов, находящиеся в старых частях растения, могут исказить данные. Однако анализ растительных тканей успешно используют для установления дефицита микроэлементов путем сравнения с содержанием этих соединений в тех же тканях нормальных растений, того же возраста и в тех же органах.

При устранении дефицита микроэлементов при помощи удобрений следует учитывать тот факт, что подобная процедура является эффективной, только если содержание элемента в почве либо его доступность достаточно низкие.

В любом случае, формирование дефицита микроэлементов в растениях является результатом сложного взаимодействия нескольких факторов. Многочисленные наблюдения доказали, что свойства и генезис почв - это главные причины, вызывающие дефицит микроэлементов в растении. Обычно недостаток микроэлементов связан с почвами высокой кислотности (светлыми песчанистыми) и щелочными (известковистыми) почвами с неблагоприятным водным режимом, а также с избытком фосфатов, азота, кальция, оксидов железа и марганца.

Избыток микроэлементов в растениях

Метаболические нарушения в растениях вызывают не только недостаток, но и избыток элементов питания. Растения более устойчивы к повышенной, чем к пониженной концентрации микроэлементов.

Главные реакции, связанные с токсичным действием микроэлементов:

• изменение проницаемости клеточных мембран;
• реакции тиольных групп с катионами;
• конкуренция с жизненно важными метаболитами;
• большое сродство с фосфатными группами и активными центрами в АДФ и АТФ;
• захват в молекулах позиций, занимаемых жизненно важными группами, такими, как фосфат и нитрат.

Оценка влияния токсичных концентраций элементов на растение достаточно сложна, поскольку зависит от множества факторов. К числу наиболее важных относят пропорции, в которых ионы и их соединения присутствуют в почвенном растворе.

Например, токсичность арсената и селената заметно понижается при избытке сульфата и фосфата. Металлоорганические соединения могут быть более токсичными, чем катионы того же элемента. Кислородные анионы элементов, как правило, более ядовиты, чем их простые катионы.

Наиболее токсичными для высших растений являются , никель , свинец , .

Видимые симптомы токсичности изменяются в зависимости от вида растения, но имеются и общие, неспецифические симптомы фитотоксичности: хлорозные и бурые точки на листовых пластинках и их краях, а также коричневые чахлые корни кораллоподобной конфигурации.

Содержание микроэлементов в различных соединениях

Микроудобрения - это удобрения, в которых действующим веществом является один (или несколько) микроэлементов. Они могут быть представлены как в виде минеральных форм, так и органоминеральными соединениями. Микроудобрения классифицируют по основному элементу, который они содержат (марганцевые, цинковые, медьсодержащие и прочее).

Микроэлементы могут входить и в состав макроудобрений в виде примесей. Определенное количество микроэлементов привносится в почву и в составе органических удобрений. На практике в качестве микроудобрений часто используют отходы различных производств, обогащенные микроэлементами.

Способы применения микроудобрений и удобрений, содержащих микроэлементы

Микроудобрения применяют для внесения в почву, некорневых подкормок и предпосадочной обработки семян. Дозы микроудобрений малы. Это требует высокой точности дозирования и равномерности внесения.

Внесение в почву

• образование трудно растворимых форм микроэлементов,
• вымывание микроэлементов за пределы корнеобитаемого слоя.

Не рекомендуется вносить в почву дорогостоящие виды микроудобрений, особенно осенью. В данном случае лучше использовать различные макроудобрения, модифицированные микроэлементами, труднодоступные промышленные отходы и удобрения пролонгированного действия.

Предпосевная обработка семян

Некорневые подкормки

Для обеспечения оптимальной деятельности организма в нем присутствуют различные минералы. Они разделены на две категории. Макроэлементы присутствуют в объеме большем - 0,01%, а микроэлементов содержится меньше 0,001%. Однако вторые, несмотря на такую концентрацию, имеют особую ценность. Далее разберемся, какие присутствуют микроэлементы в организме человека, что это такое и для чего они нужны.

Общие сведения

Роль микроэлементов в организме человека достаточно велика. Эти соединения обеспечивают нормальное течение почти всех биохимических процессов. Если содержание микроэлементов в организме человека находится в пределах нормы, то все системы будут функционировать стабильно. Согласно статистике, около двух миллиардов людей на планете страдают от дефицита этих соединений. Недостаток микроэлементов в организме человека приводит к умственной отсталости, слепоте. Многие младенцы при дефиците минералов погибают, едва появившись на свет.

Значение микроэлементов в организме человека

Соединения прежде всего отвечают за формирование и развитие ЦНС. Роль микроэлементов в организме человека распределяется и на уменьшение числа наиболее распространенных внутриутробных нарушений при образовании сердечно-сосудистой системы. Каждое соединение оказывает влияние на определенную область. Немаловажным является значение микроэлементов в организме человека при формировании защитных сил. Например, у людей, которые получают минералы в необходимом количестве, многие патологии (кишечные инфекции, корь, грипп и прочие) протекают гораздо легче.

Основные источники минералов

Макро- и микроэлементы, витамины присутствуют в продуктах животного и растительного происхождения. В современных условиях соединения можно синтезировать в лабораторных условиях. Однако проникновение минералов с растительной либо животной пищей приносит гораздо больше пользы, чем применение соединений, полученных в процессе синтеза. Основные микроэлементы в организме человека - это бром, бор, ванадий, йод, железо, марганец, медь. В обеспечении жизнедеятельности участвуют кобальт, никель, молибден, селен, хром, фтор, цинк. Далее рассмотрим подробнее, как действуют эти микроэлементы в организме человека и их значение для здоровья.

Бор

Данный элемент присутствует практически во всех тканях и органах человека. Больше всего бора обнаруживается в костях скелета, зубной эмали. Элемент оказывает благоприятное влияние на весь организм, в целом. За счет него работа эндокринных желез становится более стабильной, формирование скелета - более правильным. Кроме того, повышается концентрация половых гормонов, что имеет особое значение для женщин в период климакса. Бор присутствует в сое, гречке, кукурузе, рисе, свекле, бобовых. При недостатке данного элемента отмечаются гормональные сбои. У женщин это чревато развитием таких патологий, как остеопороз, миома, рак, эрозии. Высок риск появления мочекаменной болезни и нарушений в работе суставов.

Бром

Этот элемент оказывает влияние на правильную активность щитовидной железы, участвует в функционировании ЦНС, усиливает процессы торможения. К примеру, у человека, принимающего препарат, содержащий бром, снижается половое влечение. Этот элемент присутствует в таких продуктах, как орехи, бобовые, зерновые. При дефиците брома в организме нарушается сон, снижается уровень гемоглобина.

Ванадий

Этот элемент принимает участие в регулировании деятельности сосудов и сердца. Ванадий способствует стабилизации концентрации холестерина. Это, в свою очередь, снижает вероятность возникновения атеросклероза, а также уменьшаются опухоли и отечность. Элемент нормализует работу печени и почек, способствует улучшению зрения. Ванадий участвует в регулировании в крови глюкозы и гемоглобина. Элемент присутствует в злаковых, редисе, рисе, картофеле. При дефиците ванадия повышается концентрация холестерина. Это чревато развитием атеросклероза и сахарного диабета.

Железо

Этот микроэлемент является одним из компонентов гемоглобина. Железо отвечает за формирование кровяных телец и участвует в клеточном дыхании. Этот элемент присутствует в горчице, тыквенных семечках, гранате, кунжуте, яблоках, лесных орехах, морской капусте. Состояние клеток кожи, ротовой полости, кишечника и желудка напрямую зависит от концентрации железа. При недостатке этого элемента отмечается быстрая утомляемость, ухудшение состояния ногтевых пластин. Кожа при этом становится сухой, грубеет, во рту часто пересыхает, развивается анемия. В некоторых случаях могут изменяться вкусовые ощущения.

Йод

Этот микроэлемент принимает участие в выработке тироксина - гормона щитовидной железы. В ней присутствует большая часть (порядка 15 из 25 мг) йода. Если этого элемента будет в организме достаточно, то работа простаты, яичников, печени, почек будет проходить без нарушений. Йод присутствует в пшенице, молочных продуктах, шампиньонах, водорослях, ржи, фасоли, шпинате. При дефиците элемента отмечается увеличение щитовидки (зоб), мышечная слабость, замедление в развитии умственных способностей, дистрофические изменения.

Кобальт

Этот элемент является составной частью процесса образования кровяных клеток. Кобальт принимает участие в формировании витамина В 12 и производстве инсулина. Элемент присутствует в бобовых, сое, груше, соли, манной крупе. При дефиците кобальта может начаться анемия, человек быстрее утомляется и все время хочет спать.

Марганец

Данный элемент отвечает за состояние костей, репродуктивной функции, участвует в регулировании деятельности ЦНС. Благодаря марганцу повышается потенция, под его воздействием активнее проявляются рефлексы мускулатуры. Элемент способствует снижению нервного напряжения и раздражения. Марганец присутствует в имбире, орехах. При дефиците элемента нарушается процесс окостенения скелета, начинают деформироваться суставы.

Медь

В большом количестве этот элемент обнаруживается в печени. Медь является компонентом меланина, принимает участие в выработке коллагена и пигментации. С помощью меди процесс усвоения железа проходит гораздо лучше. Элемент присутствует в подсолнухе, морской капусте, кунжуте, какао. При дефиците меди наблюдается анемия, снижение веса, облысение. Также уменьшается уровень гемоглобина, начинают развиваться дерматозы разной природы.

Молибден

Этот элемент является основой фермента, участвующего в утилизации железа. Данный процесс предотвращает развитие анемии. Молибден присутствует в соли, зерновых, бобовых. Последствия дефицита элемента в организме на сегодня изучены недостаточно.

Никель

Участвует в формировании кровяных клеток и насыщении их кислородом. Никель также регулирует жировой обмен, гормональный уровень, понижает артериальное давление. Элемент присутствует в кукурузе, груше, сое, яблоках, чечевице и прочих бобовых.

Селен

Этот элемент - антиоксидант. Он препятствует росту аномальных клеток, тем самым предупреждая возникновение и распространение рака. Селен обеспечивает защиту организма от негативного действия тяжелых металлов. Он необходим для выработки белков, нормальной и стабильной работы щитовидки и поджелудочной железы. Селен присутствует в составе семенной жидкости, а также поддерживает детородную функцию. Микроэлемент содержится в пшенице и ее зародышах, семечках подсолнуха. При его дефиците повышается риск развития аллергий, дисбактериоза, рассеянного склероза, инфаркта.

Фтор

Этот элемент участвует в формировании зубной эмали и ткани. Элемент присутствует в просе, орехах, тыкве, изюме. При дефиците фтора наблюдается постоянный кариес.

Хром

Данный микроэлемент оказывает влияние на ускоренное формирование инсулина. Хром также улучшает углеводный обмен. Микроэлемент присутствует в свекле, редисе, персике, сое, грибах. В случае дефицита хрома отмечается ухудшение состояния волос, ногтей, костей.

Цинк

Этот микроэлемент регулирует множество важных процессов в организме. К примеру, он участвует в метаболизме, работе репродуктивной системы, формировании клеток крови. Цинк присутствует в кунжуте. При его дефиците появляются человек быстро утомляется, становится подвержен аллергиям и инфекционным патологиям.

Совместимость с витаминами

В процессе усвоения микроэлементов происходит их взаимодействие с разными соединениями, в том числе, поступающими извне. В этом случае имеют место различные комбинации. Одни из них обладают благотворным воздействием на другие - способствуют взаимному разрушению, а третьи отличаются нейтральным влиянием друг на друга. В таблице, представленной ниже, можно увидеть совместимые витамины и микроэлементы в организме человека.

Таблица 1

В следующей таблице указаны несовместимые соединения и микроэлементы в организме человека.

Таблица 2

В существующих сегодня мультивитаминных и минеральных комплексах присутствуют те или иные сочетания в определенных пропорциях. В случае необходимости принимать такого рода препараты следует предварительно проконсультироваться с доктором и внимательно прочитать аннотацию. Не стоит забывать, что влияние микроэлементов на организм человека может быть не только положительным. При неграмотном приеме препаратов вероятны серьезные последствия.