Vee ja soolade vahetus kehas. Mineraalide vahetus

Vesi ja mineraalsoolad ei ole energiaallikad, kuid nende normaalne omastamine ja organismist väljutamine on selle normaalse toimimise tingimus. Nad loovad keha sisekeskkonna, olles vereplasma, lümfi ja koevedeliku põhikomponendiks. Kõik ainete muundumised kehas toimuvad veekeskkonnas. Vesi lahustab ja transpordib kehasse sattunud lahustunud toitaineid. Koos mineraalidega osaleb see rakkude ehituses ja paljudes metaboolsetes reaktsioonides. Vesi osaleb kehatemperatuuri reguleerimises; aurustudes jahutab see keha, kaitstes seda ülekuumenemise eest. Inimkehas jaotub vesi rakkude ja rakkudevaheliste ruumide vahel (tabel 12.8).

Vesi imendub seedetraktis. 70 kg kaaluva inimese minimaalne ööpäevane veevajadus on 2-2,5 liitrit. Neist ainult 350 ml moodustub oksüdatiivsetes protsessides, umbes 1 liiter satub kehasse koos toiduga ja umbes 1 liiter - joogiga. Ligikaudu 60% veest eritub organismist neerude kaudu, 33% naha ja kopsude kaudu, 6% soolte kaudu ning ainult 2% vedelikust jääb kinni.

Vastsündinu keha sisaldab suhteliselt suur hulk vesi (joonis 12.11; tabel 12.9). Imiku puhul on see 75% kehakaalust ja täiskasvanul - 50-60%. Vanusega suureneb rakusisese vedeliku maht, samal ajal kui vee hulk rakkudevahelises aines väheneb. Tänu lapse suuremale kehapinnale ja intensiivsemale ainevahetusele kui täiskasvanul eritub vesi kopsude ja naha kaudu lastel intensiivsemalt kui täiskasvanutel. Näiteks 7 kg kaaluv laps päevas vabastab 1/2 rakuvälisest vedelikust ja täiskasvanu - 1/7. Laste soolestikus olev vesi imendub palju kiiremini kui täiskasvanutel. Vähearenenud janutunde ja osmoretseptorite madala tundlikkuse tõttu on lapsed dehüdratsioonile kalduvamad kui täiskasvanud.

Antidiureetikum hüpofüüsi tagaosa hormoon (ADH) suurendab vee tagasiimendumist primaarsest uriinist

Tabel 12.8

Vedeliku jaotumine täiskasvanud inimese kehas

Vedeliku jaotumine erinevas vanuses laste kehas,

% kehakaalust

Riis. 12.11.Vee kogus (in% kehakaalust) inimese organismis erinevas vanuses

Tabel 12.9

neerutuubulites (mille tagajärjel väheneb uriini hulk), samuti mõjutab see vere soolade koostist. ADH sisalduse vähenemisega veres areneb diabeet insipidus, mille käigus eritub päevas kuni 10-20 liitrit uriini. ADH reguleerib koos neerupealiste koore hormoonidega vee-soola ainevahetust organismis.

Vees lahustuvad soolad on olulised puhversüsteemide ja inimkehavedelike pH säilitamiseks. Neist olulisemad on naatriumi, kaaliumi, kaltsiumi, magneesiumi kloriidid ja fosfaadid. Teatud soolade, eriti naatriumi ja kaaliumi, puudumise või liigse toiduga kaasnevad vee-soola tasakaalu häired, mis põhjustavad dehüdratsiooni, turset ja vererõhu häireid.

Mineraalide olemasolu on seotud erutuvuse (naatrium, kaalium, kloor), luude (kaltsium, fosfor), närvielementide, lihaste kasvu ja arenguga. Need aitavad kaasa südame normaalsele talitlusele ja närvisüsteem, kasutatakse hemoglobiini (raud), maomahla vesinikkloriidhappe (kloori) moodustamiseks.

Lapse kasvades soolade hulk kehas koguneb: vastsündinul moodustavad soolad 2,55% kehakaalust, täiskasvanul - 5%. Kasvava lapse organism vajab eriti paljude mineraalainete lisatarbimist. Lastel on eriti suur moodustumise jaoks vajalike kaltsiumi ja fosfori vajadus luukoe. Suurim vajadus kaltsiumi järele on täheldatud esimesel eluaastal ja puberteedieas. Esimesel eluaastal on kaltsiumi vaja kaheksa korda rohkem kui teisel ja 13 korda rohkem kui kolmandal aastal, siis kaltsiumivajadus väheneb. Eelkooli- ja koolieas on kaltsiumi päevane vajadus 0,68-2,36 g.

Täiskasvanutel pestakse kaltsiumi kehasse omastamise vähenemisega luukoest välja verre, tagades selle koostise püsivuse (joonis 12.12). Lastel, kellel on toidus kaltsiumipuudus, seevastu jääb see luukoesse kinni, mis viib selle koguse veelgi suurema vähenemiseni veres.

Riis. 12.12.

sisse ja. Eelkooliealiste laste normaalse luustumise protsessi jaoks peaks kaltsiumi ja fosfori tarbimise suhe olema võrdne ühega. 8-10-aastaselt on kaltsiumi vaja mõnevõrra vähem kui fosforit, vahekorras 1:1,5. Vanemas koolieas muutub see suhe fosforisisalduse suurenemise suunas ja peaks olema võrdne 1:2. Päevane fosforivajadus on 1,5-4,0 g.

Inimestel toodavad kõrvalkilpnäärmed paratüreoidhormoon(PtH), mis reguleerib kaltsiumi ja fosfori vahetust organismis. Kõrvalkilpnäärme alatalitluse korral väheneb kaltsiumisisaldus veres, mis põhjustab jalgade, käte, kere ja näo lihaste krampe, nn. teetania. Need nähtused on seotud neuromuskulaarse koe erutatavuse suurenemisega, mis on tingitud kaltsiumi puudumisest veres ja sellest tulenevalt ka rakkude tsütoplasmas. PTH ebapiisava vabanemise korral muutuvad luud nõrgemaks, luumurrud paranevad halvasti ja hambad murduvad kergesti. Lapsed ja imetavad emad on kõrvalkilpnäärmete hormonaalse funktsiooni puudulikkuse suhtes eriti tundlikud. Kaltsiumi metabolism hõlmab ka sugunäärmete – munasarjade – toodetud östrogeene ja kilpnäärmehormooni kaltsitoniini.

Küsimused ja ülesanded enesekontrolliks

1. Räägi meile ainevahetusest ja selle etappidest.
2. Milliseid meetodeid keha energiakulude hindamiseks tead?
3. Esitage üldvahetuse tunnus. Millised on meeste ja naiste ainevahetuse erinevused?
4. Mis on basaalvahetus? Mis on selle tähendus? Millised on hindamismeetodid? Kuidas muutub põhiainevahetuse kiirus vanusega?
5. Mida tead energiavahetusest? Kuidas see vanusega muutub?
6. Kirjeldage niši spetsiifilist dünaamilist toimet.
7. Kuidas vahetada põhi toitaineid kas see muutub vanusega?
8. Räägi meile vee ja mineraalide vahetusest. Milline on laste ja täiskasvanute veevajadus?
9. Kuidas toimub valkude, rasvade, süsivesikute, mineraalide ainevahetuse hormonaalne reguleerimine? Kuidas see vanusega muutub?

Mineraalide ainevahetus on protsesside kogum, mis toimub selles peamiselt anorgaaniliste ühendite kujul leiduvate ainete imendumisel, assimilatsioonil, jaotumisel, muundamisel ja organismist eritumisel. Bioloogilise vedeliku koostises olevad mineraalained loovad püsivate füüsikaliste ja keemiliste omadustega keha sisekeskkonna, mis tagab rakkude ja kudede normaalse funktsioneerimise. Mitmete mineraalainete sisalduse ja kontsentratsiooni määramine kehavedelikes on oluline diagnostiline test paljude haiguste puhul. Mõnel juhul on haiguse põhjuseks mineraalide ainevahetuse rikkumine, mõnel juhul on see ainult haiguse sümptom, kuid iga haigusega kaasneb teatud määral ka vee-mineraalide ainevahetuse rikkumine.

Koguse järgi moodustavad põhiosa keha mineraalsetest ühenditest naatriumi, kaaliumi, kaltsiumi ja magneesiumi kloriid-, fosfaat- ja karbonaatsoolad. Lisaks sisaldab keha raua, mangaani, tsingi, vase, koobalti, joodi ja mitmete teiste mikroelementide ühendeid.

Mineraalsoolad keha vesikeskkonnas lahustuvad osaliselt või täielikult ja eksisteerivad ioonidena. Mineraalid võivad olla ka lahustumatute ühendite kujul. 99% keha kaltsiumist, 87% fosforist ja 50% magneesiumist on koondunud luu- ja kõhrekudedesse. Mineraalid on osa paljudest orgaanilistest ühenditest, näiteks valkudest. Mineraalne koostis tabelis on toodud mõned täiskasvanud inimese koed.

Mõne täiskasvanud inimese kudede mineraalne koostis (1 kg värske koe massi kohta)

Kanga nimi	Naatrium	Kaalium	Kaltsium	Magneesium	Kloor	Fosfor (koid)
Kanga nimi	milliekvivalendid
Nahk	79,3	23,7	9,5	3,1	71,4	14,0
Aju	55,2	84,6	4,0	11,4	40,5	100,0
neerud	82,0	45,0	7,0	8,6	67,8	57,0
Maks	45,6	55,0	3,1	16,4	41,3	93,0
Südamelihas	57,8	64,0	3,8	13,2	45,6	49,0
Skeletilihas	36,3	100,0	2,6	16,7	22,1	58,8

Toit on keha jaoks peamine mineraalainete allikas. Suurim arv mineraalsoolad leidub lihas, piimas, mustas leivas, kaunviljades ja köögiviljades.

Alates seedetrakti mineraalid sisenevad verre ja lümfi. Osade metallide (Ca, Fe, Cu, Co, Zn) ioonid kombineeritakse juba protsessis või pärast neeldumist spetsiifiliste valkudega.

Liigne mineraalainete hulk inimesel eritub peamiselt neerude kaudu (Na, K, Cl, I ioonid), aga ka soolte kaudu (Ca, Fe, Cu ioonid jne). Märkimisväärse liigse soolade täielik kõrvaldamine, mis kõige sagedamini esineb lauasoola liigse tarbimise korral, toimub ainult joomise piirangute puudumisel. See on tingitud asjaolust, et inimese uriin ei sisalda rohkem kui 2% soolasid (maksimaalne kontsentratsioon, millega neerud võivad töötada).

Vee-soola vahetus

Vee-soola ainevahetus on mineraalide ainevahetuse osa, see on vee ja soolade, peamiselt NaCl, kehasse sisenemise protsesside kogum, nende jaotumine sisekeskkonnas ja organismist väljutamine. Normaalne vee-soola ainevahetus tagab pideva vere ja teiste kehavedelike mahu, osmootse rõhu ja happe-aluse tasakaalu. Naatrium on peamine mineraal, mis reguleerib kehas osmootset rõhku, umbes 95% vereplasma osmootsest rõhust reguleerib see mineraal.

Vee-soola ainevahetus on protsesside kogum vee ja soolade (elektrolüütide) sisenemiseks organismi, nende jaotumiseks sisekeskkonnas ja organismist väljutamiseks. Vee-soola ainevahetust reguleerivad süsteemid tagavad lahustunud osakeste kogukontsentratsiooni, ioonkoostise ja happe-aluse tasakaalu püsivuse, samuti kehavedelike mahu ja kvalitatiivse koostise.

Inimkeha koosneb keskmiselt 65% ulatuses veest (60–70% kehamassist), mis on kolmes vedelas faasis – rakusisene, rakuväline ja transtsellulaarne. Suurim kogus vett (40 - 45%) on rakkude sees. Ekstratsellulaarne vedelik sisaldab (protsentides kehamassist) vereplasmat (5%), interstitsiaalset vedelikku (16%) ja lümfi (2%). Transtsellulaarne vedelik (1–3%) isoleeritakse veresoontest epiteelikihiga ja on oma koostiselt lähedane rakuvälisele. See on tserebrospinaal- ja silmasisene vedelik, samuti kõhuõõne, pleura, perikardi, liigesekottide ja seedetrakti vedelik.

Vee ja elektrolüütide tasakaal inimestel arvutatakse päevase tarbimise ja vee ja elektrolüütide organismist väljutamise põhjal. Vesi siseneb kehasse joomise kujul - umbes 1,2 liitrit ja koos toiduga - umbes 1 liiter. Ainevahetuse protsessis tekib umbes 0,3 liitrit vett (100 grammist rasvast, 100 grammist süsivesikutest ja 100 grammist valkudest vastavalt 107, 55 ja 41 ml vett). Täiskasvanu päevane elektrolüütide vajadus on ligikaudu: naatrium - 215, kaalium - 75, kaltsium - 60, magneesium - 35, kloor - 215, fosfaat - 105 mEq päevas. Need ained imenduvad seedetraktis ja sisenevad vereringesse. Ajutiselt võivad need ladestuda maksa. Liigne vesi ja elektrolüüdid erituvad neerude, kopsude, soolte ja naha kaudu. Keskmiselt eritub vett päevas uriiniga 1,0–1,4 liitrit, väljaheitega 0,2, naha ja higiga 0,5, kopsudega 0,4 liitrit.

Organismi sisenev vesi jaotub erinevate vedelate faaside vahel olenevalt osmootselt aktiivsete ainete kontsentratsioonist neis. Vee liikumise suund sõltub osmootsest gradiendist ja selle määrab tsütoplasmaatilise membraani seisund. Vee jaotumist raku ja rakkudevahelise vedeliku vahel ei mõjuta mitte rakuvälise vedeliku summaarne osmootne rõhk, vaid selle efektiivne osmootne rõhk, mille määrab rakumembraani halvasti läbivate ainete kontsentratsioon vedelikus.

Inimestel ja loomadel on üheks peamiseks konstandiks vere pH, mida hoitakse umbes 7,36 tasemel. Veres on mitmeid puhversüsteeme – vesinikkarbonaat, fosfaat, plasmavalgud ja hemoglobiin –, mis hoiavad vere pH konstantsel tasemel. Kuid põhimõtteliselt sõltub vereplasma pH süsinikdioksiidi osarõhust ja HCO3 kontsentratsioonist.

Loomade ja inimeste eraldi elundid ja koed erinevad oluliselt vee ja elektrolüütide sisalduse poolest.

Veesisaldus täiskasvanud inimese erinevates organites ja kudedes kuni koe massini

Ioonse asümmeetria säilitamine rakusisese ja ekstratsellulaarse vedeliku vahel on kõigi elundite ja süsteemide rakkude aktiivsuse jaoks ülimalt oluline. Veres ja teistes rakuvälistes vedelikes on naatriumi-, kloori- ja vesinikkarbonaadiioonide kontsentratsioon kõrge; rakkudes on peamised elektrolüüdid kaalium, magneesium ja orgaanilised fosfaadid.

Erinevate näärmete poolt eritatavad bioloogilised vedelikud erinevad ioonse koostise poolest vereplasmast. Piim on vere suhtes isosmootne, kuid selle naatriumisisaldus on madalam kui plasmas ning kaltsiumi, kaaliumi ja fosfaatide sisaldus suurem. Higis on naatriumiioonide kontsentratsioon madalam kui vereplasmas; sapp on paljude ioonide sisalduse poolest vereplasmale väga lähedane.

Paljud ioonid, eriti metalliioonid, on valkude, sealhulgas ensüümide komponendid. Umbes 30% kõigist teadaolevatest ensüümidest vajavad nende katalüütilise aktiivsuse täielikuks avaldumiseks mineraalainete olemasolu, enamasti on need K, Na, Mq, Ca, Zn, Cu, Mn, Fe.

Vee-soola ainevahetuse reguleerimisel on määrav roll neerudel ja spetsiaalsete hormoonide rühmal.

Vee ja soolade ainevahetuse õigel tasemel hoidmiseks tuleb järgida mitmeid reegleid:

1. Joo päeva jooksul õiges koguses vett

2. Proovi kasutada mineraal-, laua- (gaseerimata) vett.

3. Kuna peamiseks mineraalsoolade allikaks on puu- ja juurviljad, tuleks neid süüa regulaarselt (iga päev).

4. Vajadusel kasuta toidulisandeid (bioloogiliselt aktiivseid lisandeid) tavapärasele dieedile, nii saad organismi kiiresti mineraalsooladega küllastada.

Täiendavad artiklid kasuliku teabega

Vee ja mineraalsoolade vahetuse tunnused lastel

Vanemad harida terve laps, on vaja süveneda noorema põlvkonna füsioloogilistesse iseärasustesse. Lapsed erinevad täiskasvanutest mitte ainult pikkuse ja ebakindlate teadmiste poolest korrutustabelist, vaid ka kehas toimuvate protsesside poolest.

Mineraalide ainevahetuse häired inimestel

Igal sekundil toimub inimkehas suur hulk keemilisi reaktsioone ja erinevad põhjused võimalikud on looduse poolt silutud mehhanismi rikkumised.

Täiskasvanu tarbib tavaliselt umbes 2,5 liitrit vett päevas. Lisaks tekib organismis energiavahetuse ühe lõppproduktina umbes 300 ml ainevahetusvett. Vett kaotab inimene vastavalt vajadusele päeva jooksul uriinina ca 1,5 liitrit, kopsude ja naha kaudu aurustumisel (ilma higistamiseta) 0,9 liitrit ning väljaheitega ligikaudu 0,1 liitrit. Seega ei ületa veevahetus tavatingimustes 5% kehakaalust päevas. Kehatemperatuuri tõus ja kõrge kalorsusega toit soodustavad vee vabanemist läbi naha ja kopsude ning suurendavad selle tarbimist.

Vee ja mineraalsoolade puudumine põhjustab tõsiseid tervisekahjustusi ja surma.

Kudede normaalse toimimise tagavad mitte ainult teatud soolade olemasolu neis, vaid ka nende rangelt määratletud kvantitatiivsed suhted. Mineraalsoolade liigse tarbimisega kehas võivad need ladestuda reservide kujul. Naatrium ja kloor ladestuvad nahaaluskoes, kaalium - skeletilihastesse, kaltsium ja fosfor - luudesse.

Kõik organismile vajalik mineraalsed elemendid tule toidu ja veega. Enamik mineraalsooli imendub kergesti verre; nende eritumine organismist toimub peamiselt uriini ja higiga. Intensiivse lihastegevusega vajadus mõne mineraalid suureneb.

Vee metabolismi reguleerimist kontrollivad peamiselt hüpotalamuse, hüpofüüsi ja neerupealiste hormoonid.. Mineraalsoolad tekitavad teatud osmootse rõhu, mis on rakkude eluks nii vajalik.

Segatoiduga saab täiskasvanud inimene kõiki vajalikke mineraalaineid piisavas koguses.

Vitamiinid mängivad metaboolsetes protsessides katalüsaatori rolli. Need on keemilise iseloomuga ained, mis on vajalikud normaalseks ainevahetuseks, kasvuks, organismi arenguks, kõrge töövõime ja tervise säilitamiseks.

Vitamiinid jagunevad vees lahustuv (rühm B, C, P jne) Ja.

rasvlahustuvad (A, D, E, K).

Õigest toitumisest sõltub piisav vitamiinide tarbimine organismis

ja seedeprotsesside normaalne toimimine; osa vitamiine (K, B) sünteesivad bakterid soolestikus. Vitamiinide ebapiisav tarbimine organismis (hüpovitaminoos) või nende täielik puudumine (avitaminoos) põhjustab paljude funktsioonide rikkumist.

vitamiinid- mitmesugused bioloogiliselt aktiivsed ained keemiline olemus. Vajame neid normaalseks ainevahetuseks ja füsioloogiliste protsesside kulgemiseks, keha arenguks ja kasvuks, suurendades selle vastupanuvõimet erinevatele ebasoodsatele keskkonnateguritele.

A-vitamiin- Vajalik organismi normaalseks kasvuks ja arenguks.

Vitamiin B1- mängib olulist rolli seedeorganite ja kesknärvisüsteemi (KNS) töös

Vitamiin B2- mängib olulist rolli süsivesikute, valkude ja rasvade ainevahetuses, kudede hingamisprotsessides, soodustab energia tootmist organismis.

C-vitamiin(askorbiinhape) – suurendab organismi vastupanuvõimet kahjulike keskkonnategurite, eriti nakkusetekitajate suhtes.

D-vitamiin- reguleerib kaltsiumi ja fosfaatide transporti, osaleb luukoe sünteesis, kiirendab selle kasvu.

Põhiainevahetus, selle väärtust mõjutavad tegurid. Määratlustingimused. Päevane energiakulu erinevates tegevustes.

Sõltuvalt organismi aktiivsusest ja keskkonnategurite mõjust sellele eristatakse energiaainevahetust kolmel tasandil: põhiainevahetus, energiatarbimine puhkeolekus ja energiatarbimine erinevat tüüpi töötamise ajal.

BX- energiakulud on seotud rakkude eluks vajalike oksüdatiivsete protsesside minimaalse taseme hoidmisega ning pidevalt töötavate organite ja süsteemide - hingamislihaste, südame, neerude, maksa - tegevusega. Osa põhiainevahetuse energiatarbimisest on seotud lihastoonuse säilitamisega. Soojusenergia vabanemine kõigi nende protsesside käigus tagab soojuse tootmise, mis on vajalik kehatemperatuuri hoidmiseks konstantsel tasemel, tavaliselt kõrgemal kui väliskeskkonna temperatuur.

Määratlustingimused põhiainevahetus: teema peab olema

1) lihaste puhkeseisundis (lamamisasend lõdvestunud lihastega), puutumata kokku emotsionaalset stressi põhjustavate ärritustega;

2) tühja kõhuga, s.o 12-16 tundi pärast sööki;

3) "mugavuse" välistemperatuuril (18-20 ° C), mis ei tekita külma- ega kuumatunnet.

BX määratud ärkvelolekus. Une ajal on oksüdatiivsete protsesside tase ja sellest tulenevalt ka organismi energiakulud 8-10% madalamad kui puhkeolekus ärkveloleku ajal. Enamik basaalvahetust täiskasvanud terved inimesed keskmiselt umbes 1800-2100 kcal. Aktiivse lihastegevuse korral suureneb energiakulu väga kiiresti: ja mida raskem on selline lihastöö, seda rohkem energiat inimene kulutab.

PeatükkIV.13.

Mineraalide vahetus

Mineraalide ainevahetus on organismis peamiselt anorgaaniliste ühendite kujul olevate mineraalainete imendumise, jaotumise, assimilatsiooni ja eritumise protsesside kogum.

Kokku leitakse kehas üle 70 D.I.-tabeli elemendi. Mendelejev, 47 neist on pidevalt kohal ja neid nimetatakse biogeenseteks. Mineraalidel on oluline roll happe-aluse tasakaalu, osmootse rõhu, vere hüübimissüsteemi, arvukate ensüümsüsteemide regulatsiooni jms hoidmisel, s.o. on homöostaasi loomisel ja säilitamisel kriitilise tähtsusega.

Kvantitatiivse sisalduse järgi organismis jagunevad need makrotoitained, kui neid on rohkem kui 0,01% kehakaalust (K, Ca, Mg, Na, P, Cl) ja mikroelemendid ( Mn, Zn, Cr, Cu, Fe, Co, Al, Se). Põhiosa keha mineraalainetest moodustavad naatriumi, kaltsiumi, kaaliumi, magneesiumi kloriid-, fosfaat- ja karbonaatsoolad. Kehavedelikes olevad soolad on osaliselt või täielikult dissotsieerunud kujul, seetõttu esinevad mineraalid ioonide - katioonide ja anioonide kujul.

Mineraalide funktsioonid:

1) plastik (kaltsium, fosfor, magneesium);

2) osmootse rõhu (kaalium, naatrium, kloor) hoidmine;

3) bioloogiliste vedelike (fosfor, kaalium, naatrium) puhverdamise säilitamine;

4) kudede (kõikide elementide) kolloidsete omaduste säilitamine;

5) võõrutus (tsütokroom P-450 koostises raud, glutatiooni koostises väävel);

6) närviimpulsi juhtimine (naatrium, kaalium);

7) osalemine ensümaatilises katalüüsis kofaktorina või inhibiitorina;

8) osalemine hormonaalses regulatsioonis (jood, tsink ja koobalt kuuluvad hormoonide hulka).

Mineraalide vahe- ja lõpp-ainevahetus

Mineraalid sisenevad kehasse vaba või köidetud vorm. Ioonid imenduvad juba maos, põhiosa mineraalidest - soolestikus aktiivse transpordi teel kandevalkude osalusel. Seedetraktist satuvad nad verre ja lümfi, kus seostuvad spetsiifiliste transpordivalkudega. Mineraalained vabanevad peamiselt soolade ja ioonide kujul.

Koos uriiniga: naatrium, kaalium, kaltsium, magneesium, kloor, koobalt, jood, broom, fluor.

Koos väljaheitega: raud, kaltsium, vask, tsink, mangaan, molübdeen ja raskmetallid.

Üksikute elementide omadused

Naatrium - rakuvälise sektsiooni peamine katioon. Moodustab 0,08% kehakaalust. Mängib olulist rolli osmootse rõhu säilitamisel. Naatriumi kehasse sisenemise puudumisel või piiramisel peatub selle eritumine uriiniga peaaegu täielikult. See imendub peensoole ülaosas kandevalkude osalusel ja nõuab ATP tarbimist. Päevane vajadus varieerub sõltuvalt organismi eritus-soolavarust. Ladestub nahka ja lihastesse. Naatriumi kaotus soolestikus tekib kõhulahtisusega.

1) osaleb elektrokeemilise potentsiaali tekkimisel ja säilitamisel rakkude plasmamembraanidel;

2) reguleerib vee-soola ainevahetust;

3) osaleb ensüümide reguleerimises;

4) komponent K + - Na + pump.

Kloor on rakuvälises ruumis kõige olulisem anioon. See on 0,06% kehakaalust. Suurem osa sellest leidub maomahlas. Osaleb osmootse tasakaalu säilitamises. Aktiveerib amülaasi ja peptidaase. Imendub soolestiku ülaosast, eritub peamiselt uriiniga. Kloori ja naatriumi kontsentratsioon muutuvad tavaliselt paralleelselt.

Kaalium - on 0,25% kehakaalust. Rakuväline ruum sisaldab ainult 2% koguhulgast ja ülejäänu on rakkudes, kus see on seotud süsivesikute ühenditega. Imendub kogu seedetraktis. Osa kaaliumist ladestub maksa ja nahka ning ülejäänu satub üldistesse vereringesse. Vahetus toimub väga kiiresti lihastes, sooltes, neerudes ja maksas. Erütrotsüütides ja närvirakkudes aeglasem kaaliumivahetus. See mängib juhtivat rolli närviimpulsside genereerimisel ja juhtimisel. Vajalik valkude (1 g valgu kohta - 20 mg kaaliumiioonide) sünteesiks, ATP, glükogeen, osaleb puhkepotentsiaali moodustamises. See eritub peamiselt uriiniga ja vähem roojaga.

Kaltsium on rakuväline katioon. See moodustab 1,9% kehakaalust. Sisu suureneb kasvu või raseduse ajal. See toimib tugikudede või membraanide lahutamatu osana, osaleb närviimpulsi juhtimises ja lihaskontraktsiooni algatamises ning on üks hemokoagulatsiooni tegureid. Tagab membraanide terviklikkuse (mõjutab läbilaskvust), kuna soodustab membraanivalkude tihedat pakkimist. Kaltsium osaleb piiratud määral osmootse tasakaalu säilitamises. Koos insuliiniga aktiveerib see glükoosi tungimist rakkudesse. Imendub ülemises soolestikus. Selle assimilatsiooniaste sõltub keskkonna pH-st (kaltsiumisoolad happeline keskkond lahustumatu). Rasvad ja fosfaadid häirivad kaltsiumi imendumist. Täielikuks imendumiseks soolestikust on vajalik D3-vitamiini aktiivse vormi olemasolu.

Suurem osa kaltsiumist sisaldub luukoes (99%) karbonaatapatiidi 3Ca 2 (PO 4) 2 mikrokristallide osana.· CaCO 3 ja hüdroksüülapatiit 3Ca 2 (PO 4) 2· SaOH. Kogu vere kaltsiumisisaldus koosneb kolmest fraktsioonist: valguga seotud, ioniseeritud ja ioniseerimata (mis koosneb tsitraadist, fosfaadist ja sulfaadist).

Magneesium - on 0,05% kehakaalust. Selle rakud sisaldavad 10 korda rohkem kui rakuvälises vedelikus. Palju magneesiumi lihas- ja luukoes, samuti närvi- ja maksas. Moodustab komplekse ATP, tsitraadi ja mitmete valkudega.

1) on osa peaaegu 300 ensüümist;

2) magneesiumikompleksid fosfolipiididega vähendavad rakumembraanide voolavust;

3) osaleb normaalse kehatemperatuuri hoidmises;

4) osaleb neuromuskulaarse aparaadi töös.

anorgaaniline fosfor - leidub peamiselt luukoes. Moodustab 1% kehakaalust. Vereplasmas füsioloogilise pH juures on fosfor 80% kahevalentsest ja 20% monovalentsest fosforhappe anioonist. Fosfor on osa koensüümidest, nukleiinhapetest, fosfoproteiinidest, fosfolipiididest. Koos kaltsiumiga moodustab fosfor apatiidi, luukoe aluse.

Vask on osa paljudest ensüümidest ja bioloogiliselt aktiivsetest metalloproteiinidest. Osaleb kollageeni ja elastiini sünteesis. On komponent tsütokroom c elektronide transpordi ahel.

Väävel – on 0,08%. See siseneb kehasse seotud kujul AA ja sulfaadioonide osana. See on osa sapphapetest ja hormoonidest. Osana glutatioon osaleb mürkide biotransformatsioonis.

Raud on rauda sisaldavate valkude ja hemoglobiini, tsütokroomide, peroksidaaside heemi osa.

Tsink - on paljude ensüümide kofaktor.

Koobalt osa vitamiinist B12.

Vee ja elektrolüütide vahetus

Vee-elektrolüütide metabolism on vee ja elektrolüütide omastamise, imendumise, jaotamise ja organismist väljutamise protsesside kogum. See tagab ioonse koostise püsivuse, happe-aluse tasakaalu ja vedelike mahu keha sisekeskkonnas. Vesi mängib selles juhtivat rolli.

Vee funktsioonid:

1) keha sisekeskkond;

2) struktuurne;

3) ainete imendumine ja transport;

4) osalemine biokeemilistes reaktsioonides (hüdrolüüs, dissotsiatsioon, hüdratsioon, dehüdratsioon);

5) vahetuse lõpptoode;

6) ainevahetuse lõpptoodete eritumine neerude osalusel.

Toidu kaudu (koos toiduga) tulevat vett nimetatakse eksogeenseks ja biokeemiliste muundumiste tulemusena moodustunud vett endogeenseks.

Vesi on kõigi rakkude ja kudede lahutamatu osa ning see on kehas vormis soolalahused. Täiskasvanu kehas on 50–65% vett, lastel - 80% või rohkem. Erinevates elundites ja kudedes ei ole veesisaldus massiühiku kohta sama. Kõige vähem on seda luudes (20%) ja rasvkoes (30%). Lihased sisaldavad 70% vett siseorganid- 75-85% nende massist. Suurim ja püsivaim veesisaldus veres (92%).

Vee ja mineraalsoolade puudumine põhjustab tõsiseid tervisekahjustusi ja surma. Täielik nälg, kuid vett võttes talub inimene seda 40-45 päeva, ilma veeta - ainult 5-7 päeva. Mineraalnälja tõttu, hoolimata teiste toitainete ja vee piisavast tarbimisest, kogesid loomad isukaotust, söömisest keeldumist, kõhnumist ja surma.

Normaalse keskkonnatemperatuuri ja -niiskuse korral on täiskasvanu päevane veebilanss 2,2-2,8 liitrit. Umbes 1,5 l vedelikku tuleb purjus veena, 600-900 ml - koostises toiduained ja oksüdatiivsete reaktsioonide tulemusena tekib 300-400 ml. Keha kaotab uriiniga umbes 1,5 liitrit päevas, higiga 400-600 ml, väljahingatavas õhus 350-400 ml ja väljaheitega 100-150 ml.

Mineraalsoolade vahetus kehas on selle elutegevuse jaoks väga oluline. Neid leidub kõigis kudedes, moodustades ligikaudu 0,9% inimkeha kogumassist. Rakud sisaldavad palju mineraale (kaalium, kaltsium, naatrium, fosfor, magneesium, raud, jood, väävel, kloor ja teised). Kudede normaalse toimimise tagavad mitte ainult teatud soolade olemasolu neis, vaid ka nende rangelt määratletud kvantitatiivsed suhted. Mineraalsoolade liigse tarbimisega kehas võivad need ladestuda reservide kujul. Naatrium ja kloor ladestuvad nahaaluskoes, kaalium - skeletilihastesse, kaltsium ja fosfor - luudesse.

Füsioloogiline tähtsus mitmesugused mineraalsoolad. Need moodustavad suurema osa luukoest, määravad osmootse rõhu taseme, osalevad puhversüsteemide moodustamises ja mõjutavad ainevahetust. Mineraalide roll on suur närvi- ja lihaskudede ergastusprotsessides, rakkude elektripotentsiaalide tekkimisel, samuti vere hüübimisel ja hapniku ülekandmisel selle kaudu.

Kõik organismile vajalikud mineraalelemendid tulevad koos toidu ja veega. Enamik mineraalsooli imendub kergesti verre; nende eritumine organismist toimub peamiselt uriini ja higiga. Intensiivse lihasaktiivsuse korral suureneb vajadus teatud mineraalide järele.

Ja lühidalt vitamiinide tähtsusest, mis ei täida energeetilist ega plastilist funktsiooni, olles ensüümsüsteemide koostisosad, mängivad metaboolsetes protsessides katalüsaatori rolli. Need on keemilise iseloomuga ained, mis on vajalikud normaalseks ainevahetuseks, kasvuks, organismi arenguks, kõrge töövõime ja tervise säilitamiseks.

Vitamiinid jagunevad vees lahustuvateks (rühm B, C, P jne) ja.

rasvlahustuvad (A, D, E, K). Piisav vitamiinide tarbimine organismis sõltub õigest toitumisest ja seedeprotsesside normaalsest toimimisest; osa vitamiine (K, B) sünteesivad bakterid soolestikus. Vitamiinide ebapiisav tarbimine organismis (hüpovitaminoos) või nende täielik puudumine (avitaminoos) põhjustab paljude funktsioonide rikkumist.

ENERGIAVAHETUS

Keha peab säilitama energiatarbimise ja -kulu energiabilansi. Elusorganismid saavad energiat selle potentsiaalsete reservide kujul, mis on kogunenud süsivesikute, rasvade ja valkude molekulide keemilistesse sidemetesse. Bioloogilise oksüdatsiooni käigus see energia vabaneb ja seda kasutatakse peamiselt ATP sünteesiks.

ATP varud rakkudes on väikesed, mistõttu tuleb neid pidevalt taastada. See protsess viiakse läbi toitainete oksüdatsiooni teel. Toidu energiavaru väljendab selle kalorisisaldus, st võime oksüdatsiooni käigus vabastada üht või teist energiahulka. Energiatarbimine sõltub vanusest ja soost, tehtava töö iseloomust ja mahust, aastaajast, tervislikust seisundist ja muudest teguritest.

Energia metabolismi intensiivsus organismis määratakse kalorimeetria abil. Energiavahetust saab määrata otsese ja kaudse kalorimeetria meetoditega.

Otsene kalorimeetria põhineb keha tekitatud soojuse mõõtmisel ja seda tehakse spetsiaalsete kaamerate (kalorimeetrite) abil. See soojus määrab ära kulutatud energia hulga. Otsene kalorimeetria on kõige täpsem meetod, kuid see nõuab pikaajalisi vaatlusi, mahukat erivarustust ning on vastuvõetamatu paljudes professionaalsetes ja sporditegevustes.

Kaudse kalorimeetria meetoditega on energiatarbimist palju lihtsam määrata. Üks neist (kaudne respiratoorne kalorimeetria) põhineb gaasivahetuse uurimisel, st selle aja jooksul keha poolt tarbitud hapniku ja väljahingatavas süsinikdioksiidi koguse määramisel. Sel eesmärgil kasutatakse erinevaid gaasianalüsaatoreid.

Erinevad toitained vajavad oksüdeerimiseks erinevas koguses hapnikku. 1 liitri hapniku kasutamisel vabanevat energiahulka nimetatakse selle kaloriekvivalendiks. Süsivesikute oksüdeerimisel on kaloriekvivalent 5,05 kcal, rasvade oksüdeerimisel - 4,7 kcal ja valkude - 4,85 kcal.

Keha oksüdeerib tavaliselt toitainete segu, seega jääb O kaloriekvivalent vahemikku 4,7–5,05 kcal. Süsivesikute oksüdeeritud segu suurenemisega kaloriekvivalent suureneb ja rasvade suurenemisega väheneb.

Kalorite ekvivalendi O väärtust tunneb ära hingamiskoefitsiendi (DC) tase - väljahingatavas süsinikdioksiidi suhteline maht neeldunud hapniku mahu (CO / O) suhtes. Alalisvoolu väärtus sõltub oksüdeeritud ainete koostisest. Süsivesikute oksüdatsiooni puhul on see 1,0, rasvade oksüdatsiooni puhul 0,7 ja valkude puhul 0,8. Toitainete segu oksüdeerumisel kõigub selle väärtus 0,8-0,9 piires.

Kaudse kalorimeetria teise meetodi (alimentaarne kalorimeetria) puhul võetakse arvesse toidu tarbimise kalorisisaldust ja jälgitakse kehakaalu. Kehakaalu püsivus näitab tasakaalu energiaressursside kehasse voolu ja nende kulutamise vahel. Selle meetodi kasutamisel on aga võimalikud olulised vead; lisaks ei võimalda see lühiajaliselt määrata energiakulu.

Baasainevahetus on energia hulk, mille keha kulutab lihaste täielikul puhkamisel, 12–14 tundi pärast sööki ja ümbritseva õhu temperatuuril 20–22 °C. Täiskasvanul on see keskmiselt 1 kcal 1 kg kehakaalu kohta 1 tunni jooksul. Inimestel, kelle kehakaal on 70 kg, on keskmine põhiainevahetus umbes 1700 kcal. Selle normaalsed kõikumised on! 10%. Naistel on põhiainevahetus mõnevõrra madalam kui meestel; lastel on see kõrgem kui täiskasvanutel.

Energiatarbimine suhtelise puhkeseisundis ületab põhiainevahetuse väärtuse. Selle põhjuseks on seedimisprotsesside mõju energiavahetusele, termoregulatsioon väljaspool mugavustsooni ja energiakulu inimkeha asendi säilitamiseks.

Erinevat tüüpi tööjõu energiatarbimise määrab inimtegevuse iseloom. Päevane energiatarbimine hõlmab sellistel juhtudel põhiainevahetuse mahtu ja teatud tüüpi töö tegemiseks vajalikku energiat. Tootmistegevuse iseloomu ja energiatarbimise hulga järgi võib täiskasvanud elanikkonna jagada 4 rühma: 1) vaimse tööga inimesed, nende päevane energiakulu on 2200-3000 kcal; 2) mehhaniseeritud tööd ja kulutusi tegevad inimesed-146

söömine 2300-3200 kcal päevas; 3) osaliselt mehhaniseeritud tööjõuga inimesed ööpäevase energiakuluga 2500-3400 kcal; 4) mehhaniseerimata raske füüsilise tööga inimesed, kelle energiatarbimine ulatub 3500-4000 kcal. Sporditegevuse ajal võib energiakulu olla 4500-5000 kcal või rohkemgi. Seda asjaolu tuleks arvestada sportlaste dieedi koostamisel, mis peaks tagama kulutatud energia täiendamise.

Kogu kehas vabanev energia ei kulu mehaanilisele tööle. Suurem osa sellest muundatakse soojuseks. Töö tegemiseks kuluvat energiahulka nimetatakse jõudlusteguriks (COP). Inimestel ei ületa efektiivsus 20-25%. Lihastegevuse efektiivsus sõltub liigutuste jõust, struktuurist ja tempost, töösse kaasatud lihaste arvust ja inimese treenituse tasemest.

Mineraalvee kojutoomine igal päeval