Физиологично значение на макроелементите

› Въведение

› Калций

› Натрий

› Фосфор

› Хлор

› Калий

› Магнезий

Въведение

Минералите са неорганични вещества, които се намират в почвата и скалите. Те са основните хранителни вещества, които организмът трябва да приема, за да оцелее и да изпълнява своите функции. Минералите поддържат здравето на организма. Макроелементите са минерали, които се намират в големи количества в тялото. Те имат значение за поддържане на здравето на костите, за мускулите, функцията на сърдечно-съдовата, имунната и нервната система. Към групата на макроелементите спадат:

• натрий;
• калций;
• фосфор;
• хлор;
• калий;
• магнезий.

Изображение: freepik.com

Калций

Калцият е един от най-богатите минерали в тялото. Той е от съществено значение за цялостното здраве на организма. Този макроелемент представлява 2% от телесното тегло и допринася за нормалното протичане на много основни функции, включително и за абсорбцията на други хранителни вещества. 99% от калция се намира в костите и зъбите. Това негово съдържание обуславя поддържането на функцията и структурата на скелета. Поддържането на калциевата хомеостаза е от ключово значение за ремоделирането на костите. Старата костна тъкан непрекъснато се унищожава и се занемя с нова. По време на костният метаболизъм отделеният калций се доставя на другите тъкани в тялото. Останалата част, около 1%, играе роля в клетъчното сигнализиране, кръвосъсирването, мускулното съкращение и предаването на сигнали по невронните пътища. Клетките използват калция за активиране на ензими и транспортни системи. Като електролит калцият участва в провеждането на акционните потенциали в тялото. Той заема ключова роля в поддържането на сърдечния ритъм. Участва и в кръвосъсирването. Калцият работи заедно с други минерали в функционално активни вещества в тялото като магнезий, витамини и мастни киселини. Тези макроелементи имат значение и за оптималното функциониране на имунната система.

Изображение: freepik.com

Калцият се добавя с консумацията на мляко и млечни продукти, консервирана риба с кости, соево мляко, зелени зеленчуци, бобови растения. Оптималното съдържание на калций в организма може да понижи риска от колоректален рак. Освен това той намалява риска от остеопороза. Някои изследвания съобщават, че калцият може да понижи риска от затлъстяване.

При неакдекватен прием може да се наблюдава калциев недостиг (обусловен от неадекватния прием на минерала с храната) или повишени нива на калций, хипер- или хипокалциемия. Нормалните нива на калций в плазмата са 2,1-2,6 mmol/l. Хипокалциемията се наблюдава при понижени нива на калция в плазмата под 2,1 mmol/l. Основните клинични прояви на това състояние зависят от неговата степен на тежест. То се характеризира с повишена невромускулна възбудимост. При опити с животни с премахнати паращитовидни жлези се наблюдава тетания. Липсата на паратхормон води до намалено усвояване на калций от костите, увеличено отделяне с урината и нарушена абсорбция от гастроинтестиналния тракт. Хипокалциемията е съпроводена с хиперфосфатемия. Тя може да се причини от дефицит на витамин D3, който води до нарушена абсорбция на калций в тънките черва и нарушения в минералната обмяна в костите. Хипокалциемията може да си причини и от бъбречна недостатъчност, панкреатит и прием на медикаменти. Клинично се изявява със скованост, мускулни спазми, припадъци, загуба на ориентация и при тежки дефицити – сърдечен арест.

Хиперкалциемията се наблюдава при повишени нива на калций в плазмата над 2,6 mmol/l. Симптомите на това състояние са многобройни и се свързват с повишаване на клетъчния калций, който измества праговия потенциал във възбудимите тъкани. Най-често срещаните признаци са болки в корема, костите, загуба на ориентация, депресия, слабост, общо неразположение, нарушен сърдечен ритъм, полиурия, полидипсия. При хиперкациемия се наблюдава отлагане на калциеви соли в различни части на тялото – в съдовете, бъбреците, белите дробове и кожата. Това състояние се нарича калциноза. Причините за хиперкалциемията са няколко: хиперпаратиреодизъм, повишени нива на витамин D3, понижено изхвърляне на калций с урината. В етиологията се включват още рак, сакроидоза, туберкулоза и прием на медикаменти (литий).

Натрий

Натрият е другият макроелемент, от който тялото има нужда, за да функционира нормално. Този минерал носи електричен заряд и в организма се намира под формата на електролит. По този начин той улеснява мускулното съкращение и предаването на нервните импулси. Натрият също работи съвместно с други минерали. Функционирайки заедно с калия, той участва в поддържането на водно-електролитното равновесие в организма. Тясно свързана с тази функция е и осигуряването на оптималния обем на кръвта. Натрият играе ключова роля и в поддържането на оптималното кръвно налягане.

Източниците на натрий са сол за готвене, зеленчуци, соя, хляб и други преработени храни. При неадекватен прием на натрий се наблюдава хипер- или хипонатриемия. Нормалната концентранция на този минерал в плазмата е около 135 mmol/l. Хипонатриемията се разделя на лека и тежка. Леката се наблюдава когато нивата на натрий в плазмата са по-ниски от 135 mmol/l, а тежката – под 120 mmol/l. Симптомите включват понижени когнитивни способности, главоболие, гадене, загуба на равновесие, а в по-тежки дефицити се наблюдават гърчове и кома. Хипонатриемията може да възникне след диария, повръщане, диуретици, обилно изпотяване. Хипернатриемията е състояние, характеризиращо се с високо съдържание на натриеви йони в кръвта над 145 mmol/l. Симптомите включват жажда, слабост, гадене, загуба на апетит, объркване. Може да се дължи на висока температура и хипералдостеронизъм.

Изображение: freepik.com

Фосфор

Фосфорът е макроелемент, който съставлява 1% от общото телесно тегло на организма. Този минерал присъства във всяка клетка в тялото. Най-голямо съдържание на фосфор има в костите и зъбите. Той има значение за нормалното протичане на въглехидратния и липидния метаболизъм, поддържане на здравето на костите, филтриране на отпадъците в бъбреците, за съхраняването и използването на енергията, растежа на тъканите, употребата на витамини и други минерали от клетките, за осъществяване на мускулното съкращение, сърдечния ритъм, нервното провеждане.

Фосфорът се добавя с консумацията на храни богати на протеини, месо, риба, мляко, яйца, ядки и семена, боб, картофи, чесън, сушени плодове. Неадекватният прием на фосфор може да доведе до повишени или понижени нива на този минерал в организма. Нормалните стойности на фосфор в организма са от 2,4 до 4,1 mg / dL. Хиперфосфатемията се среща най-често в терминалния стадий на бъбречна недостатъчност. Повишените нива на фосфор могат да бъдат токсични, да причинят диария и втвърдяване на органите и меките тъкани. Хипофосфатемията (понижените нива на фосфор) се съпровождат с болки в ставите и костите, загуба на апетит, раздразнителност и тревожност, умора. Това състояние се наблюдава при прием на различни медикаменти като инсулин, кортикостероиди и други.

Изображение: freepik.com

Хлор

Хлорът е макроелемент, който е от съществено значение за поддържането на алкално-киселинното равновесие, за здравето на костите, зъбите и сухожилията. Той осъществява своето действие като работи заедно с калий и натрий. Този минерал е основният електролит в екстрацелуларната течност. Той се придвижва свободно през клетъчната мембрана, като по този начин способства за поддържане на оптималното рН. Основните му функции включват регулация на храносмилането чрез участието в образуването на солна киселина в стомаха, понижаване на кръвната захар и холестерола. Оптималните количества се доставят чрез консумация на преработени храни, соя, месо, мляко, хляб и зеленчуци. Нормалните нива на хлор в плазмата са под 1,4 μg/mL. Смущения в хлорния баланс, като хипер- и хипохлоремия, се наблюдават рядко.

Калий

Калият е много важен макроелемент за правилната функция на всички клетки, тъкани и органи в тялото. Той е електролит с решаващо значение за сърдечната функция, мускулното съкращение, поради което има значение за нормалното състояние на сърдечно-съдовата, опорно-двигателната и храносмилателната система. Оптималните нива на калий в организма се поддържат чрез консумация на месо, риба, плодове, зеленчуци, бобови растения и млечни продукти.

Изображение: freepik.com

Неадекватният прием на калий е свързан с възникване на хипер- или хипокалиемия. Нормалните нива на калий са между 3,5 и 5,0 mmol/L. Хипокалиемията възниква при съдържание на калий под 3,5 mmol/L. Тя е резултат от абсолютен калиев дефицит или усилено използване на калий от клетките. Фукционално хипокалиемията води до повишаване на съотношението вътреклетъчен/извънклетъчен калий. Това е съпроводено с хиперполяризация на възбудимите тъкани, към които спадат невроните и мускулите. Електровъзбудимостта е понижена, а разликата между праговия потенциал и потенциала на покой е повишена. Това води до парализи на мускулатурата, който се съпровождат с адинамия, намален мускулен тонус, хипотония. Освен това се понижава чувствителността на събирателните каналчета в бъбреците към антидиуретичния хормон (АДХ). Хипокалиемията потиска секрецията на инсулин (хормон, понижаващ нивата на глюкоза в кръвта) и алдостерон. На електрокардиограма се откриват характерни за хипокалиемията промени – ST-сегментът и Т-вълната се понижават, появява се U-вълна. Дефицитът на калий е пагубен за миокарда, защото води до активиране на извънсинусови пейсмейкъри, което води до аритмии. Продължителният калиев дефицит уврежда бъбреците, води до тубулна атрофия (на каналчетата) и фиброза на интерстициума. Хипокалиемията е един от най-разпространените водно-електролитни дисбаланси.

Хиперкалиемията се характеризира с повишено ниво на калий над 5,5 mmol/L в кръвния серум. Тя възниква при повишен внос на калий или при понижена диуреза и транспорт на калий от клетките в извънклетъчносто пространство. Хиперкалиемията води до деполяризация на мембраните на възбудимите тъкани, съпроводена с понижаване на потенциална на покой. На електрокардиограма се наблюдава стеснена и по-висока Т-вълна и скъсен QT-интервал. Продължителната хиперкалиемия до промени в миокарда. Клинично се придружава от мускулни болки, сърцебиене, мускулна слабост и скованост. То е предпоставка за възникване на анормален сърдечен ритъм, който може да доведе до сърдечен арест и смърт. Причините за възникване на хиперкалиемия включват бъбречна недостатъчност и хипоалдостеронизъм. Рядко се среща при клинично здрави хора.

Магнезий

Магнезият е макроелемент, който има централна роля в метаболизма, регулацията на нивата на холестерола. Магнезиевите йони регулират над 300 биохимични реакции в организма като играят ролята на кофактори на много ензими. Те също така имат жизненоважна функция в реакциите, които генерират и използват АТФ. Оптималните нива на магнезий в организма поддържат здравето на костите, участват в регулацията на нивата на калия и калция, спомагат за предотвратяването на остеопороза, повлияват инсулиновият отговор на организма, като контролират нивата на глюкоза в кръвта, понижава риска от захарен диабет тип 2, регулират кръвното налягане и мускулното съкращение. Този макроелемент се добавя чрез консумация на ядки и семена, зеленолистни зеленчуци, морски дарове, шоколад, артишок, трърда питейна вода.

Изображение: freepik.com

При неадекватен прием се наблюдава хипо- или хипермагнезиемия. Нормалните нива на магнезий са между 1,7-2,2 mg/dL. Хипомагнезиемията настъпва при нива под 1,7 mg/dL в кръвния серум. Симптомите на това състояние включват тремор, гърчове, сърдечен арест. Причините за възникването му включват алкохолизъм, глад, диария, повишена диуреза. Магнезиевит дефицит е състояние, което се различава от хипомагнезиемията. Дефицитът се отнася до понижен прием на магнезий с храната или увредена абсорбция. Обикновено се коригира лесно чрез увеличаване на приема на този минерал с диетата. Хипомагнезиемията се обуславя от нарушения в магнезиевия метаболизъм и понижено вътреклетъчно съхранение. Причинява се от злоупотреба с алкохол, неконтролиран диабет, лошо хранене, употреба на наркотици и различни медикаменти. Симптомите на хипомагнезиемията включват мускулни спазми, умора, загуба на апетит, апатия, безсъние, раздразнителност, понижени когнитивни способности, гадене, повръщане, сърцебиене. Състоянието често се компенсира с промяна в диетата и прием на минерала в таблетъчна форма. Хипермагнезиемията е рядко срещано състояние. То се характеризира с повишени нива над 2,3 mg/dL на магнезий в плазмата. Причинява се от неконтролирано инфузиране на магнезиеви разтвори, напреднала бъбречна недостатъчност и при повишено разграждане на протеините. Симптомите включват слабост, объркване, брадипнея (понижена дихателна честота).

Нормалното хранене и поддържането на оптимални нива на макроелементите в организма е от съществено значение за здравето.

Заглавно изображение: ocreurope.com