Молекулярный состав клетки

Витамины– незаменимые питательные вещества, необходимые организму в минимальных количествах для регуляции и поддержания нормального уровня обмена веществ. Недостаточное потребление витаминов с пищей приводит к развитию состояния гиповитаминоза, полное отсутствие ведёт к авитаминозу, а их избыток к гипервитаминозу. Состояние гиповитаминозов характеризуется снижением функций основных систем и органов организма, ослаблением иммунитета, падением работоспособности. Важно не только обеспечение организма необходимым количеством витаминов, но и соблюдение их баланса. Обычно витамины делят на две группы: водорастворимые и жирорастворимые. К первой группе относятся витамины В1, В2, В6, В12, С, никотиновая кислота, фолиевая кислота, пантотеновая кислота, биотин; ко второй – витамины А, Д, Е, К. Мы же здесь придерживаемся другого деления:

1) витамины, не синтезируемые организмом (А, В₁, В₂, РР и С);

2) и витамины, синтезируемые организмом (Д, Е, К, В₆, В₈, В₁₂, и т.д.).

· Употреблять минеральные вещества и витамины следует в естественном виде. Известный борец со старостью Орлок Кэрол приводит данные финских медиков, выявивших, что употребление каротина (витамина А) в виде добавок к пище, ведёт к раку лёгких. Не удивительно, если такие же данные будут получены относительно других искусственных витаминных добавок.

· Поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма предусматривает в первую очередь поддержание качественного и количественного содержания минеральных веществ в тканях органов на физиологическом уровне.

Витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов либо выступая информационными регуляторными посредниками, выполняя сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов.

Они не являются для организма поставщиком энергии и не имеют существенного пластического значения. Однако витаминам отводится важнейшая роль в обмене веществ.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступают характерные и опасные патологические изменения.

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека. Поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок. Исключения составляют витамин К, достаточное количество которого в норме синтезируется в толстом кишечнике человека за счёт деятельности бактерий, и витамин В3, синтезируемый бактериями кишечника из аминокислоты триптофана.

С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: недостаток витамина — гиповитаминоз, отсутствие витамина —авитаминоз, и избыток витамина — гипервитаминоз.

Известно около полутора десятков витаминов. Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, F, K и водорастворимые — все остальные(B, C и др.). Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются (не накапливаются), и при избытке выводятся с водой. Это объясняет то, что гиповитаминозы довольно часто встречаются относительно водорастворимых витаминов, а гипервитаминозы — чаще наблюдаются относительно жирорастворимых витаминов.

Витамины отличаются от других органических пищевых веществ тем, что не включаются в структуру тканей и не используются организмом в качестве источника энергии (не обладают калорийностью).

Поливитамины (греч. πολύ — много, лат. vita — жизнь) — фармакологические препараты или естественные многокомпонентные полидисперсные вещества, содержащие в своём составе комплекс витаминов и минеральные соединения.

Единственным натуральным пищевым поливитамином является грудное молоко, в котором содержится ценный набор из многих эссенциальных витаминов. Для профилактики гиповитаминозов, в особенности у детей, рекомендуется использовать комплексные витаминные препараты. Поливитаминные препараты применяются не только для профилактики и лечения гиповитаминозов, но и в комплексной терапии таких расстройств питания, как гипотрофия или паратрофия.

Высокий уровень метаболизма у детей, не только поддерживающий жизнедеятельность, но и обеспечивающий рост и развитие детского организма, требует достаточного и регулярного поступления не только витаминов, но и минералов. По мнению отечественных врачей, для российских детей и подростков весьма актуально применениевитаминно-минеральных комплексов.

Минералы - биологически значимые элементы (в противоположность биологически инертным элементам) — химические элементы, необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Минеральные вещества являются абсолютно необходимыми для нормального функционирования организма. Недостаток минеральных веществ может вызвать серьезные нарушения процесса обмена веществ и привести к различным заболеваниям. Биологически значимые элементы классифицируют на макроэлементы (содержание которых в живых организмах составляет больше 0,01 %) и микроэлементы (содержание менее 0,001 %).

· С участием минеральных веществ в организме протекают многие обменные процессы.

· Без них невозможен:
- нормальный рост и развитие костной и мышечной тканей;
- выработка иммунитета;
- обмен витаминов;
- нормальное функционирование кроветворной, эндокринной, нервной и пищеварительной систем.

Около 99% веса тела приходится на 12 макроэлементов (натрий, калий, кальций, магний, фосфор и другие). Остальные минералы-микроэлементы содержатся в организме в очень малых количествах, но они обладают высокой биологической активностью и также важны для здоровья, как витамины, аминокислоты, гормоны. Некоторые их них входят в структуру гормонов эндокринных желез (например, гормона щитовидной железы – тироксина).

Нормальная функция нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и других систем невозможна без минеральных веществ. Минеральные вещества влияют на защитные функции организма, его иммунитет. Процессы кроветворения и свертывания крови не могут происходить без участия железа, меди, никеля, марганца, кальция и других минеральных элементов. Минеральные вещества, особенно микроэлементы, входят в состав или активируют действие ферментов, гормонов, витаминов и таким образом участвуют во всех видах обмена веществ. Они являются незаменимой составной частью пищи, а их длительный недостаток или избыток в питании ведет к нарушениям обмена веществ и даже заболеваниям. Основные причины этих явлений:

1. Однообразное питание, преимущественное включение в рацион одних продуктов в ущерб другим. Отдельные продукты богаты одними минеральными веществами и бедны другими. Только разнообразный продуктовый набор обеспечивает сбалансированное поступление всех минеральных веществ.

2. Особенности минерального состава пищевых продуктов, связанные с химическим составом почвы и воды отдельных географических районов. Недостаток или избыток некоторых минеральных элементов обусловливает уменьшение или увеличение поступления в организм этих веществ с местными продуктами и питьевой водой. В результате возникают эндемические, т. е. свойственные определенным районам, заболевания, например эндемический зоб от недостатка йода.

3. Несбалансированное питание. Избыток или дефицит в рационе белков, жиров, углеводов, витаминов нарушает усвоение минеральных веществ даже при их нормальном содержании в пище. Имеет значение и сбалансированность в питании самих минеральных веществ. Например, усвоение кальция ухудшается при слишком большом содержании в пище жиров, фосфора, магния, недостатке витамина D и белков.

4. Неправильная кулинарная обработка пищевых продуктов. При длительном вываривании очищенных овощей до 20-30% минеральных солей переходит в отвар. Поэтому не следует длительно вымачивать продукты или удалять овощные отвары. Минеральный состав пищи лучше сохраняется при варке на пару и отваривании овощей в кожуре с последующей очисткой.

5. Отсутствие изменений питания при повышенной потребности организма в минеральных веществах, обусловленных физиологическими причинами: беременностью, кормлением грудью, характером и условиями труда и др. Например, у беременных и кормящих женщин потребность в кальции, фосфоре, железе и других минеральных веществах значительно повышается.

6. Заболевания, ведущие к ухудшению всасывания минеральных веществ из желудочно-кишечного тракта (болезни пищеварительной системы), их повышенным потерям (ожоги, кровопотери, инфекционные болезни, туберкулез), нарушению их обмена (болезни эндокринной системы) и др. Лекарственная терапия, например мочегонными или некоторыми гормонами, изменяет обмен минеральных веществ и потребность в них. Все это требует изменений характера питания. Кроме того, содержание минеральных веществ специально увеличивают или уменьшают за счет соответствующего подбора продуктов в диетах при многих заболеваниях. Отсутствие контроля за правильностью использования некоторых диет и состоянием больного может вызвать нарушения обмена веществ и заболевания от недостатка или избытка минеральных элементов. Например, в случаях длительного бессолевого питания при заболеваниях почек и сердечнососудистой системы может возникнуть дефицит в организме натрия и хлора с соответствующей клинической картиной. Ниже рассматриваются те минеральные вещества, контроль за содержанием которых в пищевом рационе особенно важен в практике.

Все вещества в зависимости от их количественного содержания в организме разделяют на макро- и микроэлементы.

1) Макроэлементы. Эти элементы слагают плоть живых организмов. К макроэлементам относят те элементы, рекомендуемая суточная доза потребления которых составляет более 200 мг. Макроэлементы, как правило, поступают в организм человека вместе с пищей.

Биогенные элементы

§ Кислород- 65%

§ Углерод- 18%

§ Водород- 10%

§ Азот- 3%

Эти макроэлементы называют биогенными (органогенными) элементами или макронутриентами. Из макронутриентов преимущественно построены такие органические вещества, как белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Другие макроэлементы

Рекомендуемая суточная доза > 200 мг:

§ Калий

§ Кальций

§ Магний

§ Натрий

§ Сера

§ Фосфор

§ Хлор

2) Микроэлементы.Так называются элементы, содержание которых в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Рекомендуемая суточная доза потребления микроэлементов для человека составляет менее 200 мг.

Основные микроэлементы

По современным данным более 30 микроэлементов считаются необходимыми для жизнедеятельности растений, животных и человека. Среди них (в алфавитном порядке):

§ Бром

§ Железо

§ Йод

§ Кобальт

§ Марганец

§ Медь

§ Молибден

§ Селен

§ Фтор

§ Хром

§ Цинк

Кобальт входит в состав витамина В12 и принимает участие в синтезе гемоглобина, его недостаток приводит к анемии.

1 — кобальт в природе; 2 — структурная формула витамина В12; 3 — эритроциты здорового человека и эритроциты больного анемией

Молибден в составе ферментов участвует в фиксации азота у бактерий и обеспечивает работу устьичного аппарата у растений.

1 — молибденит (минерал, содержащий молибден); 2 — азотфиксирующие бактерии; 3 — устьичный аппарат

Медь является компонентом фермента, участвующего в синтезе меланина (пигмента кожи), влияет на рост и размножение растений, на процессы кроветворения у животных организмов.

1 — медь; 2 — частицы меланина в клетках кожи; 3 — рост и развитие растения

Йод у всех позвоночных животных входит в состав гормона щитовидной железы — тироксина.

1 — йод; 2 — внешний вид щитовидной железы; 3 — клетки щитовидной железы, синтезирующие тироксин

Бор влияет на ростовые процессы у растений, его недостаток приводит к отмиранию верхушечных почек, цветков и завязей.

1 — бор в природе; 2 — пространственная структура бора; 3 — верхушечная почка

Цинк входит в состав гормона поджелудочной железы — инсулина, а также действует на рост животных и растений.

1 — пространственная структура инсулина; 2 — поджелудочная железа; 3 — рост и развитие животных

1.1 Общая суточная потребность в не синтезируемых организмом витаминах (А, В₁, В₂, РР и С)

Приведенная в этом разделе таблица является практическим руководством для разработки рационального рациона. При расчете нужно придерживаться рациона, рекомендованного для 25-30-летнего возраста, чтобы ваш биологический возраст на этом уровне и оставаться.

Приводимые таблицы действительны для любого возраста, поскольку с возрастом потребность возрастает не только в витаминах, но и в минеральных веществах , во всяком случае не становится меньше, чем в возрасте 25-30 лет. Поэтому данные таблицы можно использовать независимо от возраста, учитывая только свой вес и профессию. Пол в них не учитывается, в силу незначительных расхождений в потребностях между мужчиной и женщиной.

Категории труда
1 категория - 40 ккал/сутки на 1 кг веса человека:

• работники преимущественно умственного труда;

•руководители предприятий и организаций, ин­женерно-технические работники, труд которых не требует существенной физической активности; меди­цинские работники (кроме врачей-хирургов, медсес­тер, санитарок), педагоги, воспитатели (кроме спортивных) работники науки, литературы, печати, культурно-просветительные работники; работники планирования и учета, секретари и делопроизводите­ли; различные работники, труд которых связан со зна­чительным нервным напряжением (работники пуль­тов управления, диспетчеры и т.д.).

2 категория - 45 ккал/сутки на 1 кг веса человека:

•работники, занятые легким физическим трудом;

• инженерно-технические работники, труд которых связан с физическими усилиями; работники, занятые в автоматизированных процессах; работники радиоэлек­тронной промышленности; швейники; агрономы, зоотехники, ветеринарные работники; медсестры, сани­тарки; продавцы промышленных товаров; работники сферы обслуживания; работники часовой промышлен­ности; работники связи и телеграфа; инструкторы и преподаватели физкультуры и спорта, тренеры.

3 категория - 50 ккал/сутки на 1 кг веса человека;

•работники среднего по тяжести труда;

•станочники (занятые в металлообработке и де­ревообработке), слесари, наладчики, настройщики, врачи-хирурги, химики, текстильщики, обувщики, водители различного вида транспорта, работники пи­щевой промышленности, работники коммунально-бытового обслуживания и общественного питания, продавцы продовольственных товаров; бригадиры тракторных и полеводческих бригад;

•железнодорожники, водники, работники авто- и электротранспорта; машинисты подъемно-транспор­тного оборудования; полиграфисты.

4 категория - 55 ккал/сутки на 1 кг веса человека:

•работники тяжелого физического труда;

•строительные рабочие, основная масса сельско­хозяйственных рабочих и механизаторов; горнорабо­чие на поверхностных работах; работники нефтяной и газовой промышленности; металлурги и литейщики, кроме лиц, относящихся к 5 группе; работники целлю­лозно-бумажной промышленности и деревообрабаты­вающих производств; стропальщики, такелажники; плотники; работники промышленности строительных материалов, кроме лиц, отнесенных к 5 группе.

5 категория - 60 ккал/сутки на 1 кг веса человека:

•работники, занятые особо тяжелым трудом;

• горнорабочие, занятые непосредственно на под­земных работах, сталевары, вальщики леса и рабочие по разделке древесины, каменщики, бетонщики, зем­лекопы, грузчики, труд которых не механизирован; работники, занятые в производстве строительных материалов, труд которых не механизирован.