Технология функциональных мясопродуктов. Лекция 1. Характеристика дефицитных в рационе минеральных веществ, их физиологическое значение

Леонтьева И.А.

Технология функциональных мясопродуктов.

Лекция 1. Характеристика дефицитных в рационе минеральных веществ, их физиологическое значение

Актуальность исследования характеристик наиболее дефицитных в рационе минеральных веществ, их физиологического значения обусловлена тем, что продукция питания напрямую связана со здоровьем и жизнедеятельностью человека, должна иметь пищевую и физиологическую ценность, и при этом соответствовать стандартам потребления и санитарным правилам соответствовать стандартам потребления и санитарным правилам.

Согласно ст. 15 Федерального закона от 30.03.1999 г. № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» пищевые продукты должны удовлетворять физиологическим потребностям человека и не должны оказывать на него вредное воздействие [8].

В соответствии со ст. 39 названного закона и Положением о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании [4] введены в действие специальные санитарные правила, в частности:

― СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» [5];

― СанПиН 2.3.2.1293-03. 2.3.2 «Продовольственное сырье и пищевые продукты. Гигиенические требования по применению пищевых добавок. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы» [7];

― СанПиН 2.3.6.1079-01 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям общественного питания, изготовлению и оборотоспособности в них пищевых продуктов и продовольственного сырья» [6] и др.

Эти правила обязательны для исполнения всеми гражданами, юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, деятельность которых связана с организацией питания населения.

Характеристика и физиологическое значение железа (Fe)

Железо (Fe от лат. Ferrum) ― элемент восьмой группы четвертого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26. Один из самых распространённых в земной коре металлов: второе место после алюминия. Железо является важнейшим микроэлементом, входящим в состав крови, а также необходимым для процессов роста организма и регуляции иммунной системы. В организме здорового человека содержится приблизительно 4–5 г железа, из которых около 70% входит в состав крови (гемоглобин и миоглобин), остальные 30% содержатся в селезенке, печени и костном мозге.

Эффективность усвоения железа организмом улучшают медь, кобальт, марганец и витамин С.

Снижают усвоение железа фосфаты, фитины и щавелевая кислота, содержащиеся в зерновых, бобовых и некоторых овощах, а также усвоение железа подавляет крепкий чай.

Железо выполняет в организме такие функции:

― участвует в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена;

― необходимо для образования гемоглобина и миоглобина. B гeмoглoбинe из oбщиx 4 г жeлeзa в opгaнизмe чeлoвeкa нaxoдитcя 2,5 г. Миoглoбин coxpaняeт и дocтaвляeт киcлopoд в ткани мышц;

― обеспечивает хранение и транспортировку кислорода в организме. В cocтaвe эpитpoцитoв нaxoдитcя бeлoк гeмoглoбин, кaждaя мoлeкулa кoтopoгo oблaдaeт чeтыpьмя aтoмaми жeлeзa. Они cвязывaют киcлopoд, кoтopый пpoxoдит кpoвeнocныe cocуды лeгкиx, и дocтaвляют eгo в ткани, зaбиpaют углeкиcлый газ и нecут нaзaд к легким. Эpитpoциты вмecтe c жeлeзoм живут oкoлo 4 мec., пocтoяннo oбнoвляяcь. Жeлeзo вoвлeчeнo в пpoцecc дocтaвки киcлopoдa в энepгeтичecкиe мoлeкулы бeлкa ― цитoxpoмы;

― нормализует работу щитовидной железы, нeoбxoдимo для выpaбoтки гopмoнoв щитoвиднoй жeлeзы, peгулиpующиx oбмeнныe пpoцeccы;

― влияет на метаболизм витаминов группы В;

― входит в состав некоторых ферментов (в том числе рибонуклеотид-редуктаз, который участвует в синтезе ДНК). Так, жeлeзo тpeбуeтcя многим фepмeнтaм и бeлкaм, кoнтpoлиpующим: oбмeн xoлecтepинa; paзpушeниe ядoвитыx вeщecтв пeчeнью; пpoцecc кpoвeтвopeния; пpoизвoдcтвo ДHK; oтвeт иммунной cиcтeмы на бaктepиaльную или виpуcную инфекцию; oкиcлитeльнo-вoccтaнoвитeльныe peaкции; энepгeтичecкий мeтaбoлизм;

― необходимо для процессов роста организма;

― регулирует иммунитет (обеспечивает активность интерферона и клеток-киллеров);

― оказывает детоксикационное действие (входит в состав печени и принимает участие в обезвреживании токсинов);

― является компонентом многих окислительных ферментов;

― предупреждает развитие анемии;

― улучшает состояние кожи, ногтей, волос;  

― вовлечено в синтез соединительной ткани и определенных передатчиков импульсов мозга [1, c. 66].

Железо входит в состав различных по своей функции белков, в том числе ферментов, участвует в транспорте электронов, кислорода, обеспечивает протекание окислительно-восстановительных реакций и активацию перекисного окисления.

Среднее потребление в разных странах от 10–22 мг/сутки, в РФ ― 17 мг/сутки. Установленные уровни потребностей для мужчин 8–10 мг/сутки и для женщин 15–20 мг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен. Физиологическая потребность: для взрослых ― 10 мг/сутки (для мужчин) и 18 мг/сутки (для женщин), для детей – от 4 до 18 мг/сутки [2].

Дефицит и избыток железа, отрицательно влияют на здоровье человека.

Недостаточное потребление ведет к гипохромной анемии, миоглобиндефицитной атонии скелетных мышц, повышенной утомляемости, миокардиопатии, атрофическому гастриту. Как правило, поступающей пищи хватает, чтобы перекрывать потребность организма в железе, но в некоторых случаях (при заболевании анемией, донорстве) необходимо дополнительно употреблять препараты и пищевые добавки, содержащие железо. В случае недостатка железа наблюдаются такие симптомы: сухость кожи; усталость; повышенная чувствительность к холоду; ломкость ногтей; ухудшение мозговой активности; анемия; пищеварительные расстройства; головокружения; депрессии; выпадение и поседение волос; воспалительный процесс в полости рта; нервные расстройства; ожирение; снижение функции щитовидной железы

Избыточное железо может попадать в организм городского жителя вместе с ржавой водой из-под крана (по чугунным трубам). Так же использование железной и чугунной посуды в приготовлении пищи повышает содержание в ней железа. Содержание железа в воде больше 1–2 мг/л значительно ухудшает ее органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус, и делает воду малопригодной для использования, вызывает у человека аллергические реакции, может стать причиной болезни крови и печени ― гемохроматоза. ПДК железа в воде 0,3 мг/л.

Избыточное накопление железа в организме оказывает токсическое действие, стимулирует выработку свободных радикалов, угнетает антиоксидантную систему организма и, вероятно, способствует развитию атеросклероз, заболеваний сердца и злокачественных опухолей, поэтому употреблять препараты железа здоровым людям не рекомендуется. Порог токсичности железа составляет в среднем 200 мг/сутки. Летальная доза для человека в зависимости от возраста, веса и пола составляет 3–35 г.

Характеристика и физиологическое значение магния (Mg)

Магний ― элемент второй группы третьего периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, с атомным номером 12, обозначается символом Mg (лат. Magnesium). Кларк магния ― 1,95% (19,5 кг/т). Это один из самых распространённых элементов земной коры.

Большие количества магния находятся в морской воде в форме солей.

Магний является жизненно-важным элементом, который находится во всех тканях организма и необходим для нормального функционирования клеток, участвует в большинстве реакций обмена веществ, в регуляции передачи нервных импульсов, сокращении мышц, оказывает спазмолитическое и антиагрегантное действие.

Магний ― один из важных биогенных элементов, в значительных количествах содержится в тканях животных и растений (хлорофиллы). Его биологическая роль сформировалась исторически в период зарождения и развития протожизни на нашей планете в связи с тем, что солевой состав морской воды древней Земли был преимущественно хлоридно-магниевый, в отличие от нынешнего ― хлоридно-натриевого.

Магний является кофактором многих ферментативных реакций, в том числе энергетического метаболизма, участвует в синтезе белков, нуклеиновых кислот, обладает стабилизирующим действием для мембран, необходим для поддержания гомеостаза кальция, калия и натрия. Магний необходим для превращения креатинфосфата в АТФ – нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка. Он участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца, оказывает сосудорасширяющее действие, стимулирует желчеотделение, повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению из организма холестерина [3, c. 121].

Среднее потребление в разных странах от 210–350 мг/сутки, в РФ ― 300 мг/сутки. Установленные уровни потребности 200–500 мг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен. Физиологическая потребность для взрослых ― 400 мг/сутки, для детей ― от 55 до 400 мг/сутки [2].

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище [3, c. 122]. Недостаток магния приводит к гипомагниемии, повышению риска развития гипертонии, болезней сердца. Недостаток магния в организме может проявляться по-разному: бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, фибромиалгия, мигрень, мышечные судороги и спазмы, сердечная аритмия, запоры, предменструальный синдром (ПМС). При потливости, частом употреблении слабительных и мочегонных, алкоголя, больших психических и физических нагрузках (в первую очередь при стрессах и у спортсменов) потребность в магнии увеличивается.

Характеристика и физиологическое значение кальция (Ca)

Кальций (Ca, от лат. Calcium) – элемент второй группы, четвертого периода, с атомным номером 20. Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается. На долю кальция приходится 3,38% массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа). Содержание элемента в морской воде ― 400 мг/л.

Кальций ― распространенный макроэлемент в организме растений, животных и человека, находятся практически во всех животных и растительных тканях. В организме человека и других позвоночных большая его часть находится в скелете и зубах; в костях он содержится в виде гидроксиапатита ― Ca₅(PO₄)₃OH, или 3Ca₃(PO₄)₂·Са(OH)₂, ― основа костной ткани позвоночных, в том числе и человека; из карбоната кальция CaCO₃ состоят раковины и панцири многих беспозвоночных, яичная скорлупа и др.

В живых тканях человека и животных 1,4–2  Са (1000–1500 г, по массовой доле); в теле человека массой 70 кг содержание кальция около 1,7 кг, причем 99% ― в костной ткани, дентине и эмали зубов, а остальное в мягких тканях и нервах. Концентрация кальция в цитоплазме клеток человека около 10⁻⁴ ммоль/л, в межклеточных жидкостях около 2,5 ммоль/л.

Из различных форм карбоната кальция (извести) состоят «скелеты» большинства групп беспозвоночных (губки, коралловые полипы, моллюски и др.). Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также служат одним из универсальных вторичных посредников внутри клеток и регулируют самые разные внутриклеточные процессы ― мышечное сокращение, экзоцитоз, в том числе секрецию гормонов и нейромедиаторов.

Кальций ― главный строительный материал для формирования костей и зубов, входит в состав крови, клеточных и тканевых жидкостей, участвует в свертывании крови и уменьшает проницаемость стенок сосудов, препятствуя проникновению в клетки чужеродных аллергенов и вирусов, стимулирует функции некоторых ферментов и гормонов, выделения инсулина, оказывает противовоспалительное и антиаллергенное действие, увеличивает защитные силы организма, влияет на синтез нуклеиновых кислот и белка в мышцах, процессы восстановления водного баланса в организме, вносит ощелачивающий эффект в кислотно-щелочное равновесие наряду с натрием (Na), калием (K) и магнием (Mg). Кальций необходим для передачи нервных импульсов, выступая регулятором нервной системы; он напрямую влияет на процессы мышечного сокращения, необходим для поддержания стабильной сердечной деятельности.

Кальций запасается в пористой структуре длинных трубчатых костей. Для поддержания нужного уровня кальция в крови, при его недостаточном поступлении с пищей организм идет на мобилизацию кальция (и фосфора) из костной ткани с помощью гормона паращитовидной железы. Это говорит о более значимой роли кальция в крови, чем в костях, раз организм жертвует здоровьем костей и зубов ради этого. Необходимый элемент минерального матрикса кости выступает регулятором нервной системы, участвует в мышечном сокращении.

Среднее потребление в разных странах 680–950 мг/сутки, в РФ ― 500–750 мг/сутки. Установленный уровень потребности 500–1200 мг/сутки. Верхний допустимый уровень 2500 мг/сутки. Потребность в кальции зависит от возраста. Уточненная физиологическая потребность для взрослых ― 1000 мг/сутки, для лиц старше 60 лет ― 1200 мг/сутки. Физиологическая потребность для детей ― от 400 до 1200 мг/сутки [2].

В подростковом возрасте потребление достаточного количества кальция очень важно из-за интенсивного роста скелета. Однако по данным исследований в США всего 11% девочек и 31% мальчиков в возрасте 12–19 лет достигают своих потребностей. В сбалансированной диете большая часть кальция (около 80%) поступает в организм ребенка с молочными продуктами. Оставшийся кальций приходится на зерновые (в том числе цельнозерновой хлеб и гречку), бобовые, апельсины, зелень, орехи. Всасывание кальция в кишечнике происходит двумя способами: через клетки кишечника (трансцеллюлярно) и межклеточно (парацелюллярно). Первый механизм опосредован действием активной формы витамина D (кальцитриола) и ее кишечными рецепторами. Он играет большую роль при малом и умеренном потреблении кальция. При большем содержании кальция в диете основную роль начинает играть межклеточная абсорбция, которая связана с большим градиентом концентрации кальция. За счет чрезклеточного механизма кальций всасывается в большей степени в двенадцатиперстной кишке (из-за наибольшей концентрации там рецепторов в кальцитриолу). За счет межклеточного пассивного переноса абсорбция кальция наиболее активна во всех трех отделах тонкого кишечника. Всасыванию кальция парацеллюлярно способствует лактоза.

Кальций относится к трудно усвояющимся элементам, и хотя он содержится во многих пищевых продуктах, обеспечить им организм не так-то просто. В злаках и продуктах их переработки, шпинате и щавеле содержатся вещества, образующие с кальцием нерастворимые и не усвояющиеся соединения. Перед тем, как кальций подвергнется действию желчи, переводящей соли кальция в усвояемую форму, и начнет всасываться в кишечнике, он должен быть растворен в соляной кислоте желудочного сока. Поэтому любые щелочные вещества, нейтрализующие кислоты такие как сода, например, а также конфеты и прочие сладости, равно как и другие концентрированные углеводы, стимулирующие выделение щелочных пищеварительных соков препятствуют усвоению кальция.

Повышенное содержание магния (Mg) и фосфора (P) препятствуют переработке кальция. Если в питании присутствует заметный избыток фосфора, то кальций образует с ним соли, нерастворимые даже в кислоте.

Кальций хорошо всасывается из молочных продуктов, этому способствует молочный сахар ― лактоза, содержащийся в молоке и продуктах из него, превращающийся в молочную кислоту благодаря кишечным бактериям.

Аминокислоты и лимонная кислота, образуя с кальцием хорошо растворимые и легко всасывающиеся соединения, также способствуют усвоению кальция. Жир повышает усвоение кальция, но недостаток, как и избыток жира препятствует его усвоению. Это связано с тем, что для перевода солей кальция в растворимое состояние в первом случае недостает жирных кислот, а во втором ― желчных кислот. Оптимальным считается соотношение кальция и жира в одном приеме пищи 1:100, например, как в 10% сливках. Усвоению кальция препятствуют некоторые животные жиры (включая жир коровьего молока и говяжий жир, но не сало) и пальмовое масло. Содержащиеся в таких жирах пальмитиновая и стеариновая жирные кислоты отщепляются при переваривании в кишечнике и в свободном виде прочно связывают кальций, образуя пальмитат кальция и стеарат кальция (нерастворимые мыла). В виде этого мыла со стулом теряется как кальций, так и жир. Этот механизм ответственен за снижение всасывания кальция, снижение минерализации костей и снижение косвенных показателей их прочности у младенцев при использовании детских смесей на основе пальмового масла (пальмового олеина). У таких детей образование кальциевых мыл в кишечнике ассоциируется с уплотнением стула, уменьшением его частоты, а также более частым срыгиванием и коликами.

Концентрация кальция в крови из-за ее важности для большого числа жизненно важных процессов точно регулируется, и при правильном питании и достаточном потреблении обезжиренных молочных продуктов и витамина D дефицита не возникает.

Признаки нехватки кальция: замедление роста; повышенная нервная возбудимость, раздражительность, бессонница; повышенное артериальное давление; учащенное сердцебиение; онемение и чувство покалывания в руках и ногах, нервные тики, судороги (в тяжелых случаях вплоть до конвульсий); ухудшение переносимости боли, болезненность десен, боль в суставах; хрупкость ногтей; обильные менструации; желание есть мел.

Длительный дефицит кальция и/или витамина D в диете приводит к деминерализации позвоночника, костей таза и нижних конечностей, повышает риск развития остеопороза, а в младенчестве вызывает рахит.

Максимальная безопасная доза для взрослых в возрасте от 19 до 50 лет включительно составляет 2500 мг в сутки. Избыточные дозы кальция и витамина D могут вызвать гиперкальцемию.

Признаки избытка кальция: потеря аппетита; тошнота; рвота; жажда; слабость; усиленное мочеотделение; судороги. Избыток кальция может возникнуть при одновременном приеме больших доз кальция с лечебными дозами витамина D. Сходные явления могут возникнуть при одностороннем питании молоком в течение нескольких лет по 4–6 л в день. Если уровень кальция в крови больше нормы (гиперкальциемия), вследствие одновременного приема больших доз кальция и витамина D, возможно отложение кальция во внутренних органах, сосудах и мышцах. При внутривенном введении избыточного количества кальция и токсических доз витамина D нервы и мышцы могут расслабиться до такой степени, что это может привести к коме или летаргическому сну.

Характеристика и физиологическое значение цинка (Zn)

Цинк ― элемент побочной подгруппы второй группы, четвертого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum).

В организме взрослого человека содержится в среднем около 2 г цинка, который концентрируется преимущественно в мышцах, печени и поджелудочной железе. Более 400 ферментов содержат цинк. Среди них ферменты, катализирующие гидролиз пептидов, белков и сложных эфиров, образование альдегидов, полимеризацию ДНК и РНК. Ионы Zn²⁺ в составе ферментов вызывают поляризацию молекул воды и органических веществ, содействуя их депротонированию по реакции: Zn²⁺ + H₂O = ZnOH⁺ + H⁺.

Наиболее изучен фермент карбоангидраза ― белок, содержащий цинк и состоящий примерно из 260 аминокислотных остатков. Этот фермент содержится в эритроцитах крови и способствует превращению углекислого газа, образующегося в тканях в процессе их жизнедеятельности, в гидрокарбонат-ионы и угольную кислоту, которая кровью переносится в легкие, где выводится из организма в виде углекислого газа. В отсутствие фермента превращение СО₂ в анион HCO₃^- протекает с очень низкой скоростью. В молекуле карбоангидразы атом цинка связан с тремя имидазольными группами остатков аминокислоты гистидина и молекулой воды, которая легко депротонируется, превращаясь в координированный гидроксид. Атом углерода молекулы углекислого газа, на котором находится частичный положительный заряд, вступает во взаимодействие с атомом кислорода гидроксильной группы. Таким образом, координированная молекула СО₂ превращается в гидрокарбонат-анион, который покидает активный центр фермента, замещаясь на молекулу воды. Фермент ускоряет эту реакцию гидролиза в 10 миллионов раз.

Цинк: необходим для продукции спермы и мужских гормонов; необходим для метаболизма витамина E; важен для нормальной деятельности простаты; участвует в синтезе разных анаболических гормонов в организме, включая инсулин, тестостерон и гормон роста; необходим для расщепления алкоголя в организме, так как входит в состав алкогольдегидрогеназы; входит в состав более 300 ферментов, участвует в процессах синтеза и распада углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот и в регуляции экспрессии ряда генов.

Недостаток цинка в организме приводит к ряду расстройств: раздражительность, утомляемость, потеря памяти, депрессивные состояния, снижение остроты зрения, уменьшение массы тела, накопление в организме некоторых элементов (железа, меди, кадмия, свинца), снижение уровня инсулина, аллергические заболевания, анемия, вторичный иммунодефицит, цирроз печени, половые дисфункции, наличие пороков развития плода и другие. Для оценки содержания цинка в организме определяют его содержание в волосах, крови и ее сыворотке.

Среднее потребление ― 7,5–17,0 мг/сутки. Установленные уровни потребности ― 9,5–15,0 мг/сутки. Верхний допустимый уровень ― 25 мг/сутки. Уточненная физиологическая потребность для взрослых ― 12 мг/сутки, для детей ― от 3 до 12 мг/сутки [2].

При длительном поступлении в организм в больших количествах все соли цинка, особенно сульфаты и хлориды, могут вызывать отравление из-за токсичности ионов Zn²⁺. 1 грамма сульфата цинка ZnSO₄ достаточно, чтобы вызвать тяжелое отравление. В быту хлориды, сульфаты и оксид цинка могут образовываться при хранении пищевых продуктов в цинковой и оцинкованной посуде. Отравление ZnSO₄ приводит к малокровию (исследованиями последних лет выявлена способность высоких доз цинка нарушать усвоение меди и тем способствовать развитию анемии), задержке роста, бесплодию. Отравление оксидом цинка происходит при вдыхании его паров. Оно проявляется в появлении сладковатого вкуса во рту, снижении или полной потере аппетита, сильной жажде. Появляется усталость, чувство разбитости, стеснение и давящая боль в груди, сонливость, сухой кашель.

Характеристика и физиологическое значение йода (I)

Йод ― элемент VII группы периодической системы с атомным номером 53. Название происходит от греч. iodes (фиолетовый), поскольку такой цвет имеют пары йода. Йод плохо растворим в воде, значительно лучше он растворяется в органических растворителях, обладает высокой химической активностью и способностью к перемене валентности. В природе йод встречается в виде солей (йодидов и йодатов) и в составе морской соли, преимущественно в виде йодистого натрия и йодистого магния. В морской воде содержится до 50 мкг/л йода. Морские водоросли (ламинария и др.) могут содержать до 1% йода.

Еще в древнем Китае, за 3000 лет до н.э., сожженные морские губки и водоросли применялись для лечения зоба (заболевание щитовидной железы, вызванное дефицитом йода). В Греции, две с половиной тысячи лет назад, Гиппократ прописывал пациентам идентичное средство. Впоследствии было установлено, что недостаточное для человека содержание йода в пище и воде является причиной йододефицитных заболеваний.

Йод является жизненно-важным элементом. Йод поступает в организм с продуктами растительного и животного происхождения и отчасти с водой.

В норме в организме человека содержится 15–25 мг йода (по некоторым данным до 50 мг), причем половина от этого количества находится в щитовидной железе. В щитовидной железе концентрация йода составляет 1000–12000 мкг/г, тогда как в печени ― 0,2 мкг/г, в яичниках, легких ― 0,07 мкг/г, в почках ― 0,04 мкг/г, в лимфоузлах ― 0,03 мкг/г, в мозге, семенниках и мышцах ― 0,02 мкг/г. Вероятно, йод накапливается также в слизистой оболочке желудка, слюнных и молочных железах во время лактации.

Йод обладает высокой физиологической активностью и является обязательным структурным компонентом тиреотропного гормона и тиреоидных гормонов щитовидной железы.

Основные функции йода в организме: участие в регуляции скорости биохимических реакций; участие в функционировании щитовидной железы, обеспечивая образование гормонов (тироксина и трийодтиронина); участие в регуляции обмена энергии, температуры тела; участие в регуляции белкового, жирового, водно-электролитного обмена; участие в регуляции обмена некоторых витаминов; участие в регуляции дифференцировки тканей, процессов роста и развития организма, в том числе нервно-психического; индукция повышения потребления кислорода тканями; необходим для роста и дифференцировки клеток всех тканей организма, митохондриального дыхания, регуляции трансмембранного транспорта натрия и гормонов.

Потребление йода с пищей широко варьирует в различных геохимических регионах: 65–230 мкг/сутки. Установленные уровни потребности 130–200 мкг/сутки. Верхний допустимый уровень 600 мкг/сутки. Физиологическая потребность для взрослых ― 150 мкг/сутки. Физиологическая потребность для детей ― от 60 до 150 мкг/сутки [2].

Недостаточное поступление приводит к эндемическому зобу с гипотиреозом и замедлению обмена веществ (характеризуется избытком жира, вялостью, ненормальным разрастанием щитовидной железы), артериальной гипотензии, отставанию в росте и умственном развитии у детей. Эндемический зоб представляет собой компенсаторное увеличение щитовидной железы на малое поступление йода в организм и направлен на увеличение объема железы с целью захвата большего количества йода, циркулирующего в крови. Зоб получил название эндемического, так как он развивается у достаточно большого количества людей, проживающих на одной территории, где снижено количество йода в окружающей среде, т.е. в воде, почве, пищевых продуктах.

Причины дефицита йода: недостаточное поступление йода с пищей; резкое снижение потребления людьми морепродуктов; прекращение проведения йодной профилактики в эндемических регионах; наличие в пище струмогенных факторов, препятствующих усвоению и утилизации йода (избыточные потребление Co, Mn, Pb, Ca, Br, Cl, F); прием лекарственных препаратов, обладающих струмогенным действием (карбонат лития); нарушение регуляции обмена; повышение радиационного фона; загрязнение окружающей среды; аллергизация организма.

Основные проявления избытка йода: формирование зоба;развитие гипертиреоза, тиреотоксикоза, сопровождается: головные боли, усталость, слабость; депрессия; тахикардия; онемение и пощипывание кожи, сыпь, угри; развитие токсикодермии (йододерма), обусловленной избытком или непереносимостью препаратов йода; развитие асептического воспаления (йодизм) слизистых оболочек в местах – выделения йода (дыхательные пути, слюнные железы, околоносовые пазухи).

Не следует одновременно принимать добавки, содержащие йод и карбонат лития. Литий снижает активность щитовидной железы, а йод усиливает проявления побочных эффектов лития. Антагонистами йода являются избыточные количества Co, Mn, Pb, Ca, Br, Cl, F. Усиление струмогенного эффекта наблюдается при дефиците у человека Se, Zn, Cu. Во всех перечисленных случаях может развиваться нарушение обмена йода и его утилизации щитовидной железой.

Характеристика и физиологическое значение селена (Se)

Селен ― химический элемент 16-й группы, 4-го периода в периодической системе, имеет атомный номер 34, обозначается символом Se (лат. Selenium). Содержание селена в земной коре – около 500 мг/т. Основные черты геохимии селена в земной коре определяются близостью его ионного радиуса к ионному радиусу серы. Селен образует 37 минералов.

Селен ― аналог серы и проявляет степени окисления −2 (H₂Se), +4 (SeO₂) и +6 (H₂SeO₄). Однако, в отличие от серы, соединения селена в степени окисления +6 ― сильнейшие окислители, соединения селена (−2) ― более сильные восстановители, чем соответствующие соединения серы.

Селен входит в состав активных центров некоторых белков в форме аминокислоты селеноцистеина. Является необходимым для жизни микроэлементом, но большинство соединений достаточно токсично (селеноводород, селеновая и селенистая кислота) даже в средних концентрациях. В организме человека содержится 10–14 мг селена, бо́льшая его часть сконцентрирована в печени, почках, селезенке, сердце, яичках и семенных канатиках у мужчин. Селен присутствует в ядре клетки.

Селен – эссенциальный элемент антиоксидантной системы защиты организма человека, обладает иммуномодулирующим действием, участвует в регуляции действия тиреоидных гормонов. Дефицит приводит к болезни Кашина-Бека (остеоартроз с множественной деформацией суставов, позвоночника и конечностей), болезни Кешана (эндемическая миокардиопатия), наследственной тромбастении.

Среднее потребление 28–110 мкг/сутки. Установленные уровни потребности 30–75 мкг/сутки. Верхний допустимый уровень потребления 300 мкг/сутки. Физиологическая потребность для взрослых ― 55 мкг/сутки (для женщин); 70 мкг/сутки (для мужчин) (вводятся впервые). Физиологическая потребность для детей – от 10 до 50 мкг/сутки (вводится впервые) [2].

Повышенное содержание селена в организме может приводить к депрессии, тошноте, рвоте, диареи, поражению ЦНС и др.

Селен в организме взаимодействует с витаминами, ферментами и биологическими мембранами, участвует в регуляции обмена веществ, в обмене жиров, белков и углеводов, а также в окислительно-восстановительных процессах. Селен является составным компонентом более 30 жизненно важных биологически активных соединений организма. Селен входит в активный центр ферментов системы антиоксидантно-антирадикальной защиты организма, метаболизма нуклеиновых кислот, липидов, гормонов (глутатионпероксидазы, йодотиронин-дейододиназы, тиоредоксинредуктазы, фосфоселенфосфатазы, фосфолипид-гидропероксид-глутатионпероксидазы, специфических протеинов Р и W и др.).

Селен входит в состав белков мышечной ткани, белков миокарда. Также селен способствует образованию трийодтиронина (гормонов щитовидной железы). Селен является синергистом витамина E и йода. При дефиците селена йод плохо усваивается организмом.

Согласно исследованиям, селен необходим для нормального функционирования иммунной системы. Он задействован в механизмах противодействия вирусным инфекциям, включая ВИЧ. Было доказано, что у пациентов, уже заразившихся ВИЧ, он замедляет переход заболевания в СПИД. Селен применяется как мощное противораковое средство, а также для профилактики широкого спектра заболеваний. Из-за его влияния на репарацию ДНК, апоптоз, эндокринную и иммунную системы, а также другие механизмы, включая его антиоксидантные свойства, селен может играть роль в профилактике рака. Согласно исследованиям, прием 200 мкг селена в сутки снижает риск заболеваемости раком прямой и толстой кишки на 58%, опухолями простаты ― на 63%, раком легких ― на 46%, снижает общую смертность от онкологических заболеваний на 39 %. Малые концентрации селена подавляют гистамин и за счет этого оказывают антидистрофический эффект и противоаллергическое действие. Также селен стимулирует пролиферацию тканей, улучшает функцию половых желез, сердца, щитовидной железы, иммунной системы. В комплексе с йодом селен используется для лечения иододефицитных заболеваний и патологий щитовидной железы. Соли селена способствуют восстановлению пониженного артериального давления при шоке и коллапсе.

Селен по характеру действия несколько напоминает мышьяк; обладает политропным действием с преимущественным поражением печени, почек и ЦНС. Металлический селен менее ядовит. Из неорганических соединений селена наиболее токсичными являются селеноводород, диоксид селена  и селениты натрия и лития. Особенно токсичен селеноводород, однако, ввиду его отвратительного запаха, ощущаемого даже в ничтожных концентрациях (0,005 мг/л), удается избежать отравлений. Органические соединения селена, такие как алкил- или арил-производные (например, диметилселен, метилэтилселен или дифенилселен), являются сильнейшими нервными ядами, с очень отвратительными запахами; порог восприятия для диэтилселена составляет 0,0064 мкг/л. При попадании металлического порошкового селена в количестве 1 г перорально вызывает боль в животе в течение двух суток и учащённый стул, со временем симптомы проходят.

Литература

1.   Кнорре, Д.Г. Биологическая химия / Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина. ― М.: Высшая школа, 2003. ― 479 с.

2.   МР 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации, утв. Роспотребнадзором 18.12.2008 г. ― [Электронный ресурс] // Справочная правовая система «КонсультантПлюс».

3.   Пищевая химия: учебник / под ред. А.П. Нечаева. ― Изд. 4-е, испр. и доп. ― СПб. : ГИОРД, 2007. ― 635 с.

4.   Положение о Государственной санитарно-эпидемиологической службе Российской Федерации и Положения о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании, утв. Постановлением Правительства РФ от 24.07.2000 г. № 554 (ред. от 15.09.2005 г.) // Собрание законодательства РФ. ― 2000. ― № 31. ― Ст. 3295; ― 2005. ― № 39. ― Ст. 3953.

5.   СанПиН 2.3.2.1078-01. 2.3.2. Продовольственное сырье и пищевые продукты. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 14.11.2001 г. №36 (ред. от 06.07.2011 г.) // Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти. ―2002. ―№№ 22, 23; ―2012. ―№ 5.

6.   СанПиН 2.3.6.1079-01. 2.3.6. Организации общественного питания. Санитарно-эпидемиологические требования к организациям общественного питания, изготовлению и оборотоспособности в них пищевых продуктов и продовольственного сырья. Санитарно-эпидемиологические правила, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 08.11.2001 г. № 31 (ред. от 10.06.2016 г.) // Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти. ― 2002. ― № 1; ― 2016. ― № 30.

7.   СанПиН 2.3.2.1293-03. 2.3.2. Продовольственное сырье и пищевые продукты. Гигиенические требования по применению пищевых добавок. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 18.04.2003 г. № 59 (ред. от 23.12.2010 г.) // Российская газета. ― 2003. ― 20 июня; Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти. ― 2011. ― № 12.

8.   Федеральный закон от 30.03.1999 г. № 52-ФЗ (ред. от 26.07.2019 г.) «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» // Собрание законодательства РФ. ― 1999. ― № 14. ― Ст. 1650; ― 2019. ― № 30. ― Ст. 4134.

Скачано с www.znanio.ru