Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

 

Газета «Новости медицины и фармации» 20(262) 2008

Вернуться к номеру

Макро- и микроэлементы в организме человека: функции, дефицит/профицит, роль в проблеме сниженного иммунитета (обзор литературы)

Всего 0,01 % массы человеческого тела составляют микроэлементы. Процессы старения, заболевания, интенсивные физические нагрузки, наличие вредных привычек — это лишь короткий перечень тех факторов, которые провоцируют и усугубляют микроэлементную недостаточность. Почему эта проблема все чаще становится темой для беспокойства? Существуют данные, что по Украине:

— от дефицита различных витаминов (особенно антиоксидантов А, С и Е), макро- и микроэлементов (йода, железа, кальция, фтора, селена) страдает 90 % населения;

— ежегодно простудными и острыми респираторными заболеваниями болеют 10–14 миллионов человек;

— около 1 миллиона украинцев больны диабетом;

— лишь каждый третий мужчина и каждая пятая женщина занимаются физкультурой/спортом;

— по продолжительности жизни Украина занимает 75-е место в мире (Белоруссия — 53-е место, Россия — 63-е);

— среди основных причин низкой продолжительности жизни эксперты ООН называют неблагоприятную экологическую ситуацию;

— по данным Института экогигиены и токсикологии АМНУ, ежегодно на каждого украинца приходится 85 кг вредных веществ.

Резкое сокращение продолжительности жизни в Украине ученые и врачи связывают с серьезным ухудшением пищевого статуса населения, экологическими проблемами, негативным состоянием окружающей среды и малоподвижным образом жизни.

Макро- и микроэлементы в отличие от различных органических соединений в организме не синтезируются, их баланс поддерживается исключительно за счет потребляемых в пищу продуктов. В идеальных условиях суточный рацион должен покрывать потребности организма. Но, как показывают исследования, количество элементов в продуктах питания с каждым годом прогрессивно падает.

Так, результаты изучения особенностей питания населения в ряде стран Центральной и Восточной Европы (J.F. Balch, P.A. Balch, 1990) еще в 90-м году показали, что в 30 % случаев имеет место недостаточное содержание в пище ионов железа, в 50 % — ионов меди, в 60 % — ионов цинка (рис. 1). Учитывая прогрессирующее ухудшение состояния окружающей среды, можно только догадываться, каковы эти цифры в настоящее время. За счет чего это происходит? На этот вопрос можно ответить, если разобраться, откуда наш организм получает макро- и микроэлементы, т.е. в каких пищевых цепях и в какой последовательности они участвуют [1].

Известно, что источником микроэлементов в растительных продуктах питания является почва, т.е. их концентрация в овощах и фруктах напрямую зависит от ее минерального состава. В.И. Вернадский дал определение понятию «биогеохимические провинции» (БП), учение о которых в последующем интенсивно развивали А.П. Виноградов и В.В. Ковальский (рис. 2) [1].

Биогеохим и ческие пров и нции — области на поверхности Земли, различающиеся по содержанию (в их почвах, водах и т.п.) химических элементов (или соединений), с которыми связаны определенные биологические реакции со стороны местной флоры и фауны. Состав почв влияет на подбор, распределение растений и на их изменчивость под влиянием тех или иных химических соединений или химических элементов, находящихся в почвах. Резкая недостаточность или избыточность содержания какого-либо химического элемента в среде вызывает в пределах данной БП биогеохимические эндемии — заболевания растений, животных и человека. Например, при недостаточности йода в пище — простой зоб у животных и людей, при избыточности селена в почвах — появление ядовитой селеновой флоры и многие другие эндемии [2, 3].

Как видно из табл. 1, микроэлементы мы получаем из 3 первоочередных источников: почвы, воздуха и воды.

Преобладающая часть содержащихся в почве микроэлементов растениям недоступна. Так называемые подвижные соединения Cu, Co, Mn (т.е. доступные растениям) составляют только 10–25 % от общего количества, для Zn и Mo их доля и того меньше, иногда до 1 %. Одна из причин заключается в том, что значительная их часть входит в состав почвенных минералов, нередко состоящих из песчаных частиц, а такие частицы быстро не подвергаются разрушающему действию дождевых вод или корневых выделений и поэтому входящие в их состав элементы питания растениями не усваиваются [1]. А значит, и организм человека недополучает необходимое их количество.

Таким образом, конечный состав микроэлементов в организме человека зависит от условий окружающей среды и при необходимости может корректироваться либо пищевыми добавками, либо медицинскими препаратами [1]. Учитывая стремительный техногенный процесс, грубо влияющий на окружающую среду, обеднение почв и внедрение генной инженерии в пищевую промышленность, можно объяснить столь прогрессирующее развитие недостатка элементов в продуктах питания как основного их источника для организма человека.

Какова же роль макро- и микроэлементов в организме человека?

Среди множества микроэлементов в организме всего 9 являются эссенциальными, т.е. их дисбаланс приводит к возникновению клинических симптомов. Все остальные являются неэссенциальными — им характерны определенные биологические функции, но синдромы дефицита неизвестны. Некоторые из них являются составляющими клеток и тканей как результат адаптации к окружающей среде.

Эссенциальные микроэлементы: цинк (Zn), йод (I), хром (Cr), кобальт (Co) (как компонент витамина В 12 ), марганец (Mn), молибден (Mo), магний (Mg), медь (Cu), селен (Se) и железо (Fe).

Неэссенциальные микроэлементы: бор (B), фосфор (P), никель (Ni), кремний (Si) и ванадий (V).

С точки зрения биологической функции элементы могут быть разделены на 2 группы:

1. Кофакторы ферментов (с активирующей, регуляторной и структурно-стабилизирующей функцией). Эссенциальные элементы этой группы: цинк, магний, марганец, молибден, медь и железо.

2. Компоненты молекул (могут быть найдены в костях скелета, системе метаболизма и др.). Эссенциальные элементы этой группы: йод, хром, кобальт и селен.

Микроэлементы участвуют в регуляции большинства жизненных процессов и биохимических реакций в нашем организме. В этом смысле их роль вполне можно сравнить с регуляторной ролью гормонов, а последствия хронического дефицита — с тяжелыми гормональными нарушениями. Правда, если здоровый организм сам способен синтезировать необходимое количество гормонов, то большинство микроэлементов он может получить исключительно с пищей или в виде медицинских препаратов. Любой их дефицит рассматривается как общее преболезненное состояние, из которого могут в дальнейшем развиться самые разные заболевания.

Для реализации большинства процессов в организме необходимы огромные затраты энергии и времени. Чтобы сократить эти затраты, в организме существуют эндогенные катализаторы — ферменты. Большинство процессов протекают с их участием. Но для активации ферментов необходимы активаторы — кофакторы, коферменты (от лат. co (cum) — вместе и factor — делающий). Для более чем 300 из них коферментами выступают макро- и микроэлементы. А некоторые ферменты содержат микроэлементы как неотъемлемый компонент своей структуры.

Схематически реакции организма можно представить следующим образом: субстрат + фермент + микроэлемент-активатор (кофермент) = реакция. Т.е. при отсутствии микроэлемента реакция либо невозможна, либо она будет протекать, но с огромными затратами энергии и времени.

Дефицит микроэлементов может быть обусловлен в основном тремя факторами: недостаточным их усвоением, повышенным потреблением в физиологических и патологических реакциях организма, повышенными потерями.

Недостаточное потребление чаще всего обусловлено снижением концентрации микроэлементов в продуктах питания, сниженным всасыванием в ЖКТ (различные заболевания и возрастные изменения в ЖКТ).

Повышенное потребление микроэлементов характерно для спортсменов в период интенсивных физических нагрузок, детей в период интенсивного роста и пубертатного периода, людей пожилого возраста, беременных женщин, при любых заболеваниях в связи с активацией иммунологических реакций и реакций, направленных на сохранение гомеостаза.

Повышенные потери микроэлементов возникают у спортсменов (с потом), при заболеваниях, сопровождающихся эксикозом, лихорадкой (потери с потом) и т.д.

Из вышесказанного видно, что период заболевания может обусловливать все три фактора дефицита микроэлементов.

При недостаточном поступлении минеральных компонентов организм может в течение некоторого времени восполнять создавшийся дефицит путем мобилизации их из тканевых депо, а при избыточном поступлении — повышением выведения.

Тканевые депо организма обладают мощными резервами макроэлементов (кальций, магний — костная ткань, калий — мышцы, натрий — кожа и подкожная клетчатка), тогда как резервы микроэлементов в тканях незначительны. Этим и объясняются низкие адаптационные возможности организма к дефициту микроэлементов в пище [4].

Микроэлементы оказывают выраженное взаимное влияние, связанное с их взаимодействием на уровне абсорбции в желудочно-кишечном тракте, транспорта и участия в различных метаболических реакциях. В частности, избыток одного микроэлемента может вызвать дефицит другого. В связи с этим особое значение приобретает тщательная сбалансированность пищевых рационов по их микроэлементному составу, причем всякое отклонение от оптимальных соотношений между отдельными микроэлементами может приводить к развитию серьезных патологических сдвигов в организме [4].

Залог здоровья — крепкий иммунитет, фундамент иммунитета — макро- и микроэлементы.

По причине того, что иммунная система должна мгновенно реагировать на изменения внутренней среды организма и постоянно поддерживать свой потенциал, она является самой требовательной к скорости протекания своих реакций, а значит, и к балансу микроэлементов.

Поскольку большинство процессов иммунной системы также ферментативно зависимы (синтез иммуноглобулинов, цитокинов, процессы фагоцитоза), то отсутствие либо недостаток макро- и микроэлементов может привести к тому, что патологические процессы будут протекать быстрее, чем реакции иммунной системы, т.е. она не сможет оперативно реагировать на проникновение антигена в организм. Кроме того, процессы детоксикации и связывания свободных радикалов также невозможны без наличия достаточного уровня микроэлементов.

По современной классификации минералы по действию на иммунную систему делятся [14]:

— на эссенциальные для иммунной системы: Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Se, Mn, Li;

— иммунотоксичные : Al, As, B, Ni, Cd, Pb, Hg, Be, Vi, Tl, Ge, Au, Sn и др .

Уникальным препаратом для решения проблем дефицита макро- и микроэлементов в организме является препарат Капли Береш Плюс® (АО «Береш Фарма», Венгрия), который был создан доктором Йожефом Берешем как следствие наблюдения за растительным миром. Так, он заметил, что овощи, выращенные на одних грунтах, намного красивее, крупнее, более стойки к факторам природы, чем овощи, выращенные на других. В ходе дальнейшего исследования было выяснено, что причиной такого феномена являлось разное содержание макро- и микроэлементов в этих грунтах и в итоге — разное содержание их в выращенных овощных культурах. Микроэлементы в них играют такую же роль, как и в организме человека.

Капли Береш Плюс® содержат следующие макро- и микроэлементы: бор, цинк, фосфор, кобальт, магний, марганец, медь, молибден, никель, железо и ванадий.

В ходе экспериментальных исследований установлено, что препарат повышает уровень интерлейкина-6 моноцитами — цитокина, играющего важную роль в реализации воспалительного процесса и усиления иммунного ответа, повышает число рецепторов к глюкокортикоидам в периферических лимфоцитах как здоровых лиц, так и пациентов с ревматоидным артритом [9–11]. Кроме того, показано благоприятное воздействие препарата Капли Береш Плюс® на состояние иммунной системы после терапии цитостатиками [8, 12]. Капли Береш Плюс® обладают иммуномодулирующими свойствами, способностью усиливать эндокринную функцию тимуса, стимулировать синтез лимфоцитами некоторых веществ с медиаторной активностью. Все это свидетельствует в пользу возможности включения препарата Капли Береш Плюс® в схемы реабилитации лиц со вторичным иммунодефицитом, обусловленным, в частности, последствиями воздействия радиационного излучения, процессами старения [9].

Уникальность препарата Капли Береш Плюс® заключается в том, что это сбалансированный водный раствор эссенциальных макро- и микроэлементов, связанных координационными связями с органическими молекулами-носителями, что обеспечивает максимально приближенные к физиологическим условиям процессы всасывания препарата, а также максимальную биодоступность и безопасность — всасывается только необходимое для организма количество компонентов. Вследствие этого препарат нетоксичен, удобен в применении, дозирование индивидуальное из расчета на килограмм массы тела — не возникает передозировки. Все эти характеристики обусловливают возможность назначения препарата Капли Береш Плюс® детям с массой тела уже от 10 кг.

Регулярный прием препарата Капли Береш Плюс® на протяжении 6 недель обеспечивает восполнение внутренних депо микроэлементов, поддержание их баланса и нормальное функционирование иммунной и других систем организма.

Материал предоставлен ЗАО «Береш Фарма»

Статья впервые опубликована в газете «Здоровье Украины», 2007, № 20


Список литературы

1. Орлов Д.С. Микроэлементы в почвах и живых организмах // Соросовский образовательный журнал. — 1998. — № 1. — С. 61-68.

2. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. — 2-е изд. — М., 1957.

3. Биогеохимические провинции и их роль в органической эволюции // Геохимия. — 1963. — № 3.

4. Пшендин П.И. Рациональное питание спортсменов. — СПб.: Олимп-СПб., 2003.

5. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. — 3-е изд. — М.: Медицина, 1998.

6. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. — М.: Высшая школа, 1991.

7. Ленинджер А.Л. Основы биохимии: Т. 1. — М.: Мир, 1985.

8. Зінченко В.А., Гриневич Ю.Я., Береш Й. Можливості підвищення чутливості злоякісних новоутворень до променевої терапії застосуванням концентрату мікроелементів // Український радіологічний журнал. — 1998. — № 6. — С. 59-62.

9. Grinevich Iu.A., Bendiug G.D. The mechanism of the immunomodulating action of Beres Drops Plus // Likuvalna Sprava. — 1995 May. — 5–6. — 133-135.

10. Falus A., Beres J.Jr. A trace element preparation containing zinc increases the production of interleukin-6 in human monocytes and glial cells // Biological Trace Elements Research. — 1996 Mar. — 51(3). — 293-301.

11. Falus A., Beres J.Jr. The number of glucocorticoid receptors in peripheral human lymphocytes is elevated by a zinc containing trace element preparation // Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica. — 1995. — 42(3). — 271-275.

12. Bert ó k L., Elekes E. Effect of trace element combination on the immune response of rats treated with cytostatic drug // Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica. — 1998. — 45(2). — 221-228.

13. Robert K. Murray, Daryl K. Granner, Peter A. Mayes. Harpers Biochemestry: Twenty-first Edition. — Appleton and lange. Norwalk, Connecticut/San Mateo, California necticut/San Mateo, California.

14. Кудрин А.В., Скальный А.В., Жаворонков А.А., Скальная М.Г., Громова О.А. Иммунофармакология микроэлементов. — М.: КМК, 2000. — 576 с.

Похожие статьи


Вернуться к номеру