МАКРОЕЛЕМЕНТИ

МАКРОЕЛЕМÉНТИ (грец. makros — великий + лат. elementum — стихія, первинна речовина) — хімічні елементи, що наявні в організмі у високих концентраціях. Із 106 елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва в організмі людини постійно наявні 86, з них 25 — необхідні для нормальної життєдіяльності. При перевищенні кількості елемента в організмі 2–10% його вважають М. При середній масі тіла людини 70 кг в її організмі міститься (у грамах): кальцію — 1700, калію — 250, натрію — 70, магнію — 42, заліза — 5, цинку — 3. Н (див. Водень), С, О (див. Кисень), N (див. Азот), частка яких становить 96% маси живої речовини, й Ca (див. Кальцій), Р (див. Фосфор), К (див. Калій), Na (див. Натрій), Mg (див. Магній), S (див. Сірка), Cl (див. Хлор) становлять 10–20% і більше маси тіла. М. сконцентровані, як правило, в одному типі тканин живого організму. Вміст М. в організмі досить постійний, але навіть порівняно великі відхилення від норми сумісні з життєдіяльністю організму. М., як правило, входять в організмі до складу органічних сполук. Водень у природі виявляють переважно у вигляді сполук. Він є складовою всіх біологічних речовин (амінокислот, білків, вітамінів, гормонів і т.п.), води (див. Вода). Рівень іонів водню визначає кислотність середовища (див. Водневий показник). Нітроген наявний у живих організмах у складі амінокислот, пептидів, пуринів, що входять до складу ДНК. Кисень входить до складу білків, жирів, вуглеводів, без нього неможливе дихання, окиснення амінокислот, жирів, вуглеводів. У фагоцитах кисень відновлюється до супероксидіону, який ініціює окиснення сторонніх органічних речовин, захоплених фагоцитами. Нормальний вміст кисню у повітрі (≈21 об’ємних%) створює необхідний для насичення крові й тканин парціальний тиск. Зниження вмісту O2 до 16– 18 об’ємних% не небезпечно. При зниженні вмісту O2 до 14 об’ємних% з’являються ознаки кисневої недостатності, а зниження до 9 об’ємних% небезпечне для життя. Вуглець за своїм значенням для живих організмів є органогеном № 1. Натрію гідрокарбонат входить до однієї з буферних систем організму (рН 7,8–8,0), що, напр., у жовчі створює лужне середовище, яке сприяє гідролізу жирів.

K, Na, Ca, P, Mg, S, Cl надходять в організм із водою, харчовими продуктами й відіграють провідну роль у регулюванні водно-сольового, білкового, вуглеводного й жирового обміну, підтримці кислотно-лужної рівноваги, функції клітинних мембран, передачі нервових імпульсів тощо. Дані про роль та функцію макроелементів, середні добові потреби, максимально припустимі добові дози, а також характерні симптоми дефіциту й надлишку наведено в табл. 1 і 2 на с. 857.

Таблиця 1. Роль макроелементів в організмі, симптоми дефіциту й надлишку

М. Роль і функції в організмі Симптоми дефіциту Симптоми надлишку
Кальцій Бере участь у формуванні скелета; сприяє згортанню крові; підтримує рівновагу між порушенням і гальмуванням кори головного мозку; бере участь у скороченні м’язів, розщепленні глікогену; при екзогенному введенні діє як антацид Підвищена крихкість кісток, нігтів, зубів, деформація хребта, припинення росту, оніміння й відчуття поколювання в кінцівках, болючість ясен, нервозність, безсоння, судоми, збудження, гіпертензія, екзема Біль у кістках і м’язах, міастенія, порушення балансу при ході, пригнічення рефлексів, нудота, блювання, сплутаність свідомості, психози, амнезія, брадіаритмія, депресія, дратівливість, анорексія, короткочасна німота
Магній Бере участь у формуванні кісток, необхідний для їх росту; регулює функції нервів і м’язів, включаючи серцевий; зміцнює зубну емаль; бере участь у білковому, жировому, вуглеводневому й енергетичному обміні, у структуруванні ДНК і РНК; обміні Ca і вітаміну С Гемолітична анемія, аритмія, тахікардія, ущільнення в м’яких тканинах, гіпо- й гіпертензія, депресії, сверблячка, апатії, м’язові дистрофія й судоми, втома, гіперактивність, гіпотермія, запори, захворювання ШКТ, загострення передменструального синдрому При порушенні функції нирок можуть розвиватися симптоми надлишку (особливо при прийомі Mg), що проявляються сухістю у роті, брадикардією, підвищеною стомлюваністю, гіпотензією, м’язовою слабкістю, спрагою, нудотою, блюванням, утрудненням дихання
Натрій Бере участь у скороченні м’язів, передачі нервових імпульсів, утворенні шлункового соку;
регулює функції крові, лімфи, нирок, гідрофільності тканин, кислотно-лужний баланс;
активує ферменти підшлункової й слинних залоз
Непритомність, апатія, стомлюваність, м’язові спазми, метеоризм, набряки, гіпотензія, тахікардія, анорексія, нудота, втрата маси тіла, лабільність настрою, зниження імунітету. Рідко: затемнена свідомість, галюцинації, летаргія Навантаження на нирки; набряки, часте сечовипускання, гіпертензія, тремор, судоми, спрага, м’язова й нервова дратівливість, анорексія, застійна серцева недостатність, затьмарення свідомості
Калій Бере участь у підтримці ритму серця; скороченні м’язів, регуляції переносу поживних речовин і водно-електролітного балансу в клітинах і тканинах, регуляції секреції шлункового соку Слабкість, дистрофія, параліч, набряки, нудота, блювання, гіпотензія, тахіаритмія, зупинка серця, гіперхолестеринемія, порушення передачі нервових імпульсів, сухість і гіпоестезія шкіри Аритмії чи тахікардія, параліч, конвульсії, слабкість, гіпотензія, уповільнене мислення, утруднення мови
Фосфор Бере участь у формуванні й регенерації клітин, формуванні та засвоєнні вітамінів, формуванні й розвитку зубів і кісток, в обміні енергії, регуляції кислотно-лужного балансу, функціонуванні нирок, нервів, м’язів, серця Судоми, слабкість, підвищена стомлюваність, адинамія, біль у кістках, анорексія, втрата маси тіла, відчуття поколювання в м’язах, крихкість кісток та їх деформація, рахіт, порушення росту, остеомаляція, почуття страху Тільки при нирковій недостатності — надлишок P призводить до зниження рівня Ca і до відповідної симптоматики
Сірка Бере участь в енергетичному обміні, окисно-відновних процесах, детоксикації, утворенні колагену, у секреції жовчі, згортанні крові. Складова клітинних мембран, ферментів, інсуліну, вітаміну В1, амінокислот Іноді можуть виникнути болючість суглобів, високий рівень глюкози й тригліцеридів у крові Надмірна слабкість, блювання, втрата свідомості, сильне тремтіння кінцівок і нерідко — тетанічні судоми
Хлор Водний обмін, утворення шлункового соку, формування плазми крові; активація ферментів, підтримка електролітного балансу, кислотно-лужної рівноваги, нервових і м’язових функцій Нудота, блювання, сплутаність свідомості, слабкість, кома Порушення кислотно-лужної рівноваги у рідинах організму, слабкість, сплутаність свідомості, кома

Таблиця 2. Мінеральні речовини макроелементів

М. Взаємодії Продукти харчування — джерела Середня добова потреба для дорослих, мг* Максимально припустима добова доза**
чоловіка жінки
Кальцій Знижують засвоєння Са: D3-гіповітаміноз, стрес, іммобілізація, гіпоацидність шлункового соку, надлишок Mg, оксалати, фітати, какао, соя, фосфати, кортизон, протисудомні препарати, алкоголь; кава збільшує виділення нирками. Pb (посилено накопичується при нестачі Ca, Mg і Zn і збільшує їх дефіцит).
Сприяють засвоєнню Са: білкова їжа, Fe, пеніцилін, неоміцин, різке зниження Mg
Молоко й молочні продукти, сир із сої, капуста, редька, ріпа, часник, інжир, мигдаль, селера, петрушка, шпинат, ламінарія, яєчний жовток, ікра 1000 1000 FNB 2500 мг
Магній Знижує засвоєння Mg: надлишок Ca (співвідношення Ca: Mg у раціоні має становити 2:1); Fe, прийом фолієвої кислоти, D3-гіпервітаміноз, Е-гіповітаміноз; високий вміст жирів і білків у раціоні, гіперглікемія; алкоголь, K, кофеїн, діуретики Молочні, соєві й морепродукти, мед, горіхи, злаки, зелень, печінка, банани, картопля, меліса 350 300 FNB 350 мг
Натрій Високий вміст Na може призвести до значної втрати Ca і Mg із сечею, що, можливо, спричинить їх дефіцит.
Сприяють втраті Na: діуретики, кофеїн
Більшість харчових продуктів і вода, кухонна сіль, бринза, молоко, морські продукти 550 550 FNB (немає даних)
Калій Сприяють зниженню К: діуретики, кофеїн, тютюнопаління, надлишок глюкози, дефіцит Mg.
При взаємодії К: з вітаміном В12 — порушується всмоктування вітаміну; з кокаїном і марихуаною — може розвинутися аритмія.
Підвищують вміст К: інгібітори АПФ, калійзберігаючі, сечогінні
Абрикоси, авокадо, банани, цитрусові, диня, картопля, боби, броколі, виноград, родзинки, горіхи, печінка, молочні продукти 2000 2000 FNB (немає даних)
Фосфор Знижують засвоєння Р: препарати Mg, Fe і Al, D3-гіповітаміноз. Алкоголь знижує концентрацію активного фосфору.
Надлишок фосфору може призвести до зниження вмісту Ca у кістках
Риба, м’ясо, печінка яйця, молоко, боби, мигдаль, насіння соняшника, хлібопродукти 700 700 FNB 4000 мг
Сірка Погіршує всмоктування сірки паління М’ясо, риба, яйця, бобові, хліб, крупи, молоко, сири, капуста, часник 500 — 1000 500 — 1000 FNB (немає даних)
Хлор При взаємодії з калієм і натрієм підтримується нормальний кислотно-лужний баланс в організмі.
Кремній бере участь у метаболізмі хлору
Більшість харчових продуктів, кухонна сіль, вода, молоко, морепродукти 2000 2000 FNB (немає даних)

*Середня добова потреба для дорослих чоловіка й жінки віком від 25 до 51 року. У таблиці наведені норми, рекомендовані Німецькою спілкою нутриціологів (Deutsche Gesselschaft fur Ernahrung — DGE).

** У таблиці наведені дози, що рекомендуються відділом харчових продуктів і харчування (Food and Nutrition Board — FNB) Інституту медицини США й Науковим комітетом харчових продуктів (Scientific Commitee on Food — SCF) Європейського Союзу.

Кукушкин Ю.Н. Химические елементы в организме человека. — СПб, 1998.