Какие химические элементы относятся к макроэлементам

К макроэлементам относят кислород, углерод, водород, азот, фосфор, серу, калий, кальций, натрий, хлор, магний и железо. Первые четыре из перечисленных элементов (кислород, углерод, водород и азот) называют также органогенными, поскольку они входят в состав основных органических соединений. Фосфор и сера также являются компонентами ряда органических веществ, например белков и нуклеиновых кислот. Фосфор необходим для формирования костей и зубов. Без оставшихся макроэлементов невозможно нормальное функционирование организма. Так, калий, натрий и хлор участвуют в процессах возбуждения клеток. Кальций требуется для сокращения мышечных клеток и свертывания крови. Магний является компонентом хлорофилла — пигмента, обеспечивающего протекание фотосинтеза. Он также принимает участие в биосинтезе белка и нуклеиновых кислот. Железо входит в состав гемоглобина, и необходимо для функционирования многих ферментов.

Рис.1. Макроэлементы.


Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов; необходим для свертывания крови, участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в молекулярном механизме мышечных сокращений. Кальций относится к трудноусвояемым элементам. При недостаточном потреблении кальция или при нарушении всасывания его в организме наблюдается повышенное выведение его из костей и зубов. У взрослых развивается остеопороз – деминерализация костной ткани, у детей нарушается становление скелета, развивается рахит. Лучшими источниками кальция являются молоко и молочные продукты, различные сыры и творог, зеленый лук, петрушка, фасоль.

Магний. Этот элемент необходим для активности ряда ключевых ферментов, участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца; оказывает сосудорасширяющее действие; стимулирует желчеотделение; повышает двигательную активность кишечника. При недостатке магния нарушается усвоение пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций, развивается ряд других патоло­гических явлений. Магнием богаты в основном растительные продукты: пшеничные отруби, различные крупы, бобовые, урюк, курага, чернослив.

Калий.Он вместе с другими солями обеспечивает осмотическое давление; участвует в регуляции водно-солевого обмена; кислотно-щелочного равновесия; способствует выведению воды и шлаков из организма; участвует в регуляции деятельности сердца и других органов. Он хорошо всасывается из кишечника, а избыток калия быстро удаляется из организма с мочой. Богатыми источниками калия являются растительные продукты: урюк, чернослив, изюм, шпинат, морская капуста, фасоль, горох, картофель и др.


Натрий.Он участвует в поддержании осмотического давления в тканевых жидкостях и крови; водно-солевого обмена; кислотно-щелочного равновесия. Этот нутриент легко всасывается из кишечника. Ионы натрия вызывают набухание коллоидов тканей. В основном ионы натрия поступают в организм за счет поваренной соли – NaCl. При избыточном потреблении хлористого натрия происходит задержка воды в организме осложняется деятельность сердечно-сосудистой системы, повышается кровяное давление. Взрослый человек ежедневно потребляет до 15 г поваренной соли. Этот показатель без ущерба для здоровья можно снизить до 5 г в сутки.

Фосфор. Этот элемент принимает участие во всех процессах жиз­недеятельности организма: регуляции обмена веществ; входит в состав нуклеиновых кислот; необходим для образования АТФ. В тканях организма и пищевых продуктах фосфор содержится в виде фосфорной кислоты и ее органических соединений (фосфатов). Основная его масса находится в костной ткани в виде фосфорнокислого кальция. При длительном дефиците фосфора в питании снижается умственная и физическая работоспособность. Большое количество фосфора содержится в продуктах животного про­исхождения, особенно в печени, икре, а также в зерновых и бобовых.


Сера. Значение этого элемента в питании определяется, в первую оче­редь, тем, что он входит в состав белков в виде серосодержащих амино­кислот (метионина и цистеина), а также является составной частью неко­торых гормонов и витаминов. Содержание серы обычно пропорционально содержанию белков в пищевых продуктах, поэтому ее больше в животных продуктах, чем в рас­тительных.

Хлор. Этот элемент участвует в образовании желудочного сока, фор­мировании плазмы. Этот нутриент легко всасывается из кишечника. Избыток хлора накапливается в коже. Суточная потребность в хлоре составляет примерно 5г. Хлор поступает в организм человека в основном в виде хлористого натрия.

Источник: StudFiles.net

Микроэлементы и макроэлементы

Биологи делят все химические элементы, содержащиеся в нашем теле, на две большие группы: макро- и микроэлементы. Вещества, которые присутствуют в организме в сравнительно больших количествах, относятся к макроэлементам. В их числе – магний, кальций, натрий, фосфор и натрий. Они являются теми кирпичиками, из которых состоят наши внутренние органы и ткани.

Но гораздо интереснее роль других компонентов, которые присутствуют в нашем организме в ничтожных количествах. Какие элементы относятся к микроэлементам, и какова их роль в организме?

Микро-ускорители


Как известно, многие химические процессы проходят гораздо быстрее при наличии катализатора. А к микроэлементам относятся элементы, выполняющие аналогичную роль в биохимических процессах живых организмов. Эти компоненты, как мы уже говорили, содержатся в телах живых существ в мизерных количествах.

Большинство веществ, относящихся к группе микроэлементов, попадает в системы жизнеобеспечения из внешней среды, и лишь малое их количество может регенерироваться нашим организмом самостоятельно.

Какие бывают микроэлементы, и что происходит, если их не принимать?

Важнейшими микроэлементами, влияющими на процессы жизнедеятельности, являются эссенциальные нутриенты (незаменимые факторы питания). К микроэлементам относятся:

  • железо;
  • цинк;
  • селен;
  • хром;
  • ванадий;
  • молибден;
  • йод;
  • марганец;
  • кобальт;
  • хром.

Содержание некоторых из них настолько мало, что может быть измерено лишь специальными средствами для анализа. Но при полном отсутствии или недостаточном поступлении микроэлементов в организм прекращается рост, начинаются процессы деградации: нарушаются процессы обмена веществ, алгоритмы деления клеток, передачи наследственной информации. Комплекс заболеваний, вызванных недостатком микроэлементов, называется микроэлементозами.

Причины микроэлементоза могут быть различны. Так, постоянный приток радиоактивных изотопов и фоновое излучение всегда закачиваются дисбалансом микроэлементов в теле человека. К числу вторичных факторов появления данного недуга следует отнести скудную пищу, отсутствие свежего воздуха, естественного освещения, некачественную питьевую воду, малоподвижный образ жизни.


Весомым фактором, приводящим к потере микроэлементов, считается регулярное употребление алкоголя, курение, употребление наркотических веществ. Чаще всего нездоровый образ жизни провоцирует дефицит кальция, цинка, селена, йода, магния. Чтобы восполнить нехватку этих веществ, организм действует по алгоритму, который биологи назвали механизмом замещения.

Микроэлементы и механизмы замещения

При нормальном функционировании всех органов, организм получает необходимые элементы из окружающей среды именно в том количестве, в котором это необходимо. Но что будет, если необходимый элемент не будет поступать в организм? Рассмотрим это на простом примере.

К микроэлементам относятся кальций и его соединения, которые необходимы для формирования костной ткани. Если это вещество организм не будет получать в достаточном количестве, он будет замещать его другим, структура которого максимально подобна химическому строению недостающего элемента. Так, распространенным микроэлементом из группы кальция является стронций-90. Его радиоактивный изотоп содержится в почве и атмосфере больших промышленных городов. И если в организме не будет хватать кальция, то именно стронций-90 – наиболее вероятный кандидат на замену. Чем чревато такое замещение?


Стронций будет накапливаться в организме по тому же механизму, что и кальций – в костях, зубах, волосах и кровеносных сосудах, вызывая различные болезни, и провоцируя образование злокачественных опухолей. Если же человек вовремя переключится на здоровое питание, то вредоносный стронций постепенно вымоется из организма, уступая свое место кальцию.

Зачем нужны БАДы

Поэтому каждому из нас необходимо принять верное решение, и обеспечить свой организм постоянным притоком нужных микроэлементов. Если нет возможности кардинально поменять свой образ жизни, можно приступить к изменению рациона питания, добавляя туда биологически активные добавки.

К микроэлементам относятся все вещества, которые можно синтезировать средствами современной фармакологии. Правильно подобранный комплекс БАД насытит организм спектром нужных микроэлементов и витаминов, повысит тонус, укрепит иммунитет.

А постоянный прием таких добавок способствует выведению из внутренних органов человека радиоактивных изотопов и замещению их стабильными элементами.

Источник: www.syl.ru

Роль в растении

Биохимические функции

Высокий урожай любой сельскохозяйственной культуры возможен только при условии полноценного и достаточного питания. Кроме света, тепла и воды, растениям необходимы питательные вещества. В состав растительных организмов входит более 70 химических элементов, из них 16 абсолютно необходимых – это органогены (углерод, водород, азот, кислород), зольные микроэлементы (фосфор, калий, кальций, магний, сера), а также железо и марганец.


Каждый элемент выполняет в растениях свои функции, и заменить один элемент другим совершенно невозможно.

Из атмосферы

в растения в основном поступают кислород, углерод и водород. На их долю приходится 93,5 % сухой массы, в том числе, на углерод – 45 %, на кислород – 42 %, на водород – 6,5 %.[7]

  • Углерод поглощается из воздуха листьями растений и немного корнями из почвы в виде двуокиси углерода (CO2). Является основой состава всех органических соединений: жиров, белков, углеводов и прочих.
  • Водород потребляется в составе воды, крайне необходим для синтеза органических веществ.
  • Кислород поглощается листьями из воздуха, корнями из почвы, а также выделяется из состава других соединений. Необходим как для дыхания, так и для синтеза органических соединений.[7]

Следующими по значимости

для растений элементами являются азот, фосфор и калий:


  • Азот – важнейший элемент для развития растений, а именно, для образования белковых веществ. Его содержание в белках варьирует от 15 до 19 %. Он входит в состав хлорофилла, а значит, участвует в фотосинтезе. Азот обнаруживается в ферментах – катализаторах различных процессов в организмах.[7]
  • Фосфор присутствует в составе ядер клеток, ферментов, фитина, витаминов и прочих не менее важных соединений. Участвует в процессах преобразования углеводов и азотосодержащих веществ. В растениях он содержится как в органической, так и в минеральной форме. Минеральные соединения – соли ортофосфорной кислоты – применяются при синтезе углеводов. Растения используют и органические фосфорные соединения (гексофосфаты, фосфатиды, нуклеопротеиды, сахарофосфаты, фитин).[7]
  • Калий играет важную роль в белковом и углеводном обмене, усиливает эффект от использования азота из аммиачных форм. Питание калием – мощный фактор развития отдельных органов растений. Этот элемент благоприятствует накоплению сахара в клеточном соке, что повышает устойчивость растений к неблагоприятным природным факторам в зимний период, способствует развитию сосудистых пучков и утолщает клетки.[7]

Следующие макроэлементы

не менее важны для успешной жизнедеятельности растений. Их баланс влияет на множество важнейших процессов растения:


  • Сера входит в состав аминокислот – цистеина и метионина, играет важную роль как в белковом обмене, так и в окислительно-восстановительных процессах. Положительно влияет на образование хлорофилла, способствует образованию клубеньков на корневой части бобовых растений, а также клубеньковых бактерий, усваивающих азот из атмосферы.[7]
  • Кальций – участник углеводного и белкового обмена, оказывает положительное влияние на рост корней. Остро необходим для нормального питания растений. Известкование кислых почв кальцием обеспечивает повышение плодородия почвы.[7]
  • Магний участвует в фотосинтезе, его содержание в хлорофилле достигает 10 % от его общего содержания в зеленых частях растений. Потребность в магнии у растений неодинакова.[7]
  • Железо в состав хлорофилла не входит, однако участвует в окислительно-восстановительных процессах, крайне важных для образования хлорофилла. Играет большую роль в дыхании, поскольку является составной частью дыхательных ферментов. Оно необходимо как зеленым растениям, так и бесхлорофильным организмам.[7]

Недостаток (дефицит) макроэлементов в растениях

О дефиците того или иного макроэлемента в почве, а следовательно, и в растении отчетливо свидетельствуют внешние признаки. Чувствительность каждого вида растений к недостатку макроэлементов строго индивидуальна, однако имеются и некоторые схожие признаки. Например, при недостатке азота, фосфора, калия и магния страдают старые листья нижних ярусов, при нехватке кальция, серы и железа – молодые органы, свежие листья и точка роста.


Особенно отчетливо недостаток питания проявляется у высокоурожайных культур.

Избыток макроэлементов в растениях

На состояние растений влияет не только недостаток, но и избыток макроэлементов. Он проявляется, прежде всего, в старых органах, и задерживает рост растений. Часто признаки недостатка и избытка одних и тех же элементов бывают несколько схожи.[6]

Источник: www.pesticidy.ru

Классификация макроэлементов

К макроэлементам относятся азот, кислород, углерод, водород. Они составляют основу клеток и тканей, представлены различными соединениями. Водород и кислород составляют молекулу воды. Без кислорода невозможна жизнь. При отсутствии притока кислорода с кровью на протяжении 3 минут, человеческий мозг погибает.

Макроэлемент азот – важнейшая составляющая аминокислот, которые являются строительными кирпичиками белков. Все знают, что белок – наш строительный материал. Это наш мышечно-скелетный каркас. Все ферменты – белки. А без ферментов ни один физиологический процесс невозможен. Углерод присутствует в каждой клеточке. Обмен его соединений обеспечивает энергией жизнедеятельность клетки, органов, всего организма. Рассмотрим, еще какие химические элементы называются макроэлементами. Это калий, кальций, магний, сера, хлор, фосфор, натрий.

Список-макро-эл

Роль макроэлементов в организме человека

Макроэлементы в организме человека играют чрезвычайно важную роль. Без достаточного присутствия калия нарушатся процессы свертывания крови. Без элемента калия невозможна работа сердечной мышцы, возможна остановка сердца.

Макроэлемент хлор чрезвычайно важен в поддержании кислотно-основного баланса крови (pH крови) и клеток. Благодаря натрию также происходят процессы возбуждения клетки, передача импульсов. Фосфор – важнейший элемент клеточных мембран. Он регулирует кальциевый обмен в организме.

Кальций – строительный материал костей. Без кальция невозможно мышечное сокращение. При недостатке его возникают мышечные спазмы, особенно, в ночное время. Кальций влияет на проницаемость сосудов. Магний – важнейший элемент многих физиологических процессов. При его недостатке возникают мышечные спазмы, нарушения в нормальной работе нервной системы.

кости-и-мышцы

Таблица макроэлементов, их основная характеристика, содержание в продуктах питания

Рассмотрим макроэлементов список подробнее:

Калий K

Элемент Польза Дефицит Источники
макроэлементов
Калий • Участвует в расслаблении и сокращении мышц (калиево-натриевый насос).
• В т.ч., сердца
• В дефиците возможно замедление ритма, аритмии, остановка сердца.
• Гипотония мышц, вплоть до параличей
Виноград.
Печеный картофель.
Морковь.
Болгарский перец.
Дрожжи.
Изюм.

Кальций

Элемент Польза Дефицит Где содержится
Кальций • Составляющая часть костей, зубов.
• Участвует в сократительной способности мышц.
• Влияет на проницаемость мембраны клетки.
• Влияет на свертываемость крови.
• Отвечает за состояние волос.
• Синтез гормонов
• Остеопороз.
• Рахит у детей.
• Судороги в икроножных мышцах.
• Ломкость волос.
• Хрупкость сосудов.
Кунжутное семя.
Продукты из молока.
Сардина.
Крапива.
Капуста белокочанная и цветная.
Курага
Миндаль
Репа
Фасоль

Стоит иметь ввиду, что кальций и железо являются антагонистами.

Магний

Элемент Для чего нужен Недостаток Источники
Магний • В составе зубов, волос.
• Кофактор многих более 300 ферментов.
• Участвует в обмене углеводов, белков, в синтезе нуклеиновых кислот.
• Способствует образованию АТФ.
• Нормализует сердечный ритм, давление.
• Регулирует процесс торможения в ЦНС.
• Препятствует тромбообразованию.
• Расслабляет гладкую мускулатуру.
• Участвует в синтезе нейромедиаторов.
• Ломкость ногтей, волос.
• Аритмии, гипертония.
• Неврозы, раздражительность, тики, бессонница.
• Непроизвольное сокращение мышц, судороги в ногах, онемение, зуд.
• Выкидыши, невынашивание беременности, предменструальный синдром.
• Запоры, камнеобразование в желчных путях.
• Депрессия.
• Спастический колит, диарея.
• Бронхоспазм.
Зелень.
Какао.
Гречка.
Овсяная крупа.
Отруби: рисовые, пшеничные, овсяные.
Бобовые и зерновые культуры
Кунжут, семена тыквы и подсолнечника.
Минеральная вода.

Натрий

Название элемента Характеристика Дефицит Продукты
Натрий • Регулятор баланса внеклеточной и внутриклеточной жидкости в организме. Предотвращает клетку от разрыва или от обезвоживания.
• Обеспечивает передачу нервных импульсов.
• Обеспечивает кислотно-основное равновесие.
• Переносит в клетку глюкозу и аминокислоты.
• Расширяет сосуды.
• Участвует в переносе углекислого газа к легким.
• Способствует синтезу пищеварительных ферментов.
• Обезвоживание организма, слабость, апатия, потеря сознания.
• Аритмия.
• Судороги.
• Выпадение волос, кожа становится морщинистой.
Соль.
Соленья.
Морские водоросли.
Томаты.
Свекла.
Репа.

Сера

Название элемента Функции Недостаток Содержание в продуктах
Сера • Входит в состав ферментов, аминокислот, гормонов, молекулы белка сцепляются между собой благодаря дисульфидному мостику.
• Есть в составе инсулина.
• Коллаген состоит из серы.
• Благодаря этому укрепляет мышцы, связки, суставы, соединительную ткань.
• Участвует в витаминообразовании (В).
• Соединения серы – антиоксиданты.
Гепарин содержит серу.
• Гипергликемия – повышения сахара.
• Ломкость ногтей.
• Недостаточная упругость кожи.
• Патология сустава, связок, болевой синдром.
• Диспепсические явления.
• Гиперхолестеринемия.
Мясные продукты.
Бобовые.
Орехи.
Молочные.
Яйца.
Минеральная вода.

Фосфор

Элемент Функции фосфора Симптомы недостатка Где содержится
Фосфор • Строительный материал фосфолипидов, гидроксилапатита (кости),зубов – фторапатита.
• Есть в составе нуклеиновых кислот, АТФ.
• Обеспечивает кислотно-основное равновесие.
• Участвует в ферментообразовании.
• Остеопороз, рахит.
• Снижение умственной деятельности.
• Ухудшение работы эндокринных желез.
• Снижение иммунной защиты организма.
• Быстрая утомляемость.
Мясные продукты.
Яйца.
Злаки.
Орехи.
Подсолнечник.
Тыква.

Хлор

Элемент Характеристика Дефицит Где содержится
Хлор • Поддержание водно-солевого баланса.
• Обеспечивает пищеварение благодаря наличию в соляной кислоте желудка.
• Выводит углекислый газ из организма.
• Мышечная слабость.
• Сонливость.
• Сухость во рту.
• Отсутствие аппетита.
Стремительное снижение – кома.
Поваренная соль.
Морские водоросли.
Хлеб.
Мясо.

Симптомы избытка и дефицита в организме человека

В результате соблюдения диеты, патологии в организме, возможно снижение содержания макроэлементов. К чему это приводит указано в таблице. Избыточное поступление в организм, либо сбой в регуляции обмена элементов, приводит к накоплению в органах и тканях.

Избыточное содержание макроэлемента кальция в организме приводит к его откладыванию в сосудах, что чревато повышением давления и ускоренным образованиям атеросклеротических бляшек. Откладывание в органах ведет к образованию очагов кальцинатов. Если этот очаг находится в головном мозге, то возможно развитие эпилептических приступов, галлюцинаций. Для мускулатуры характерно снижение мышечного тонуса, что ведет, например к брадикардии. Характерно повышенное камнеобразование в желчном пузыре, мочевыводящей системе. А также характерно развитие гиперацидного гастрита. К подобным состояниям может привести, к примеру, злокачественное новообразование костной ткани, при котором в организме идет усиленно разрушение костной ткани.

баланс

Избыток магния возникает при передозировке витаминами, препаратами магния. Такие болезни, как онкология, миеломная болезнь, почечная недостаточность могут привести к избытку. При этом наблюдается заторможенность, вплоть до комы, аритмии, повышение давления.

В результате злоупотребления солью в организме может возникнуть гипернатриемия. Об этом можно догадаться при появлении отеков тела. А также к этому состоянию приводят заболевания почек и надпочечников. Повышение уровня элемента серы недостаточно изучено. Известно, что оно проявляется аллергическими высыпаниями, проблемами с ЖКТ.

Гиперфосфатемия возможна в результате повышенного употребления белковых продуктов. Это чревато формированием камней в мочевыделительной и желчевыделительной системах, вымыванием макроэлемента кальция из костей, невропатией, анемией. Гиперхлоремия протекает образованием отеков, в более тяжелых случаях – повышение АД, нарушением сознания, комой, перебоями в работе сердца.

При здоровом питании, отсутствии ограничений в еде, человек обеспечивает себя всеми необходимыми элементами. Достаточно прислушаться к нему и дать то, что он требует.

Источник: vitaminic.ru