MAKRO I MIKROELEMENTY

Wapń:

• Podstawowy składnik kości i zębów, w których występuje w postaci hydroksyapatytu - Ca₁₀(OH)₂(PO4)₆, w mniejszych ilościach w postaci fosforanów i węglanów

• Uczestniczy w reakcji skurczowo-rozkurczowej mięśni gładkich oraz mięśnia sercowego, wpływa na częstość uderzeń I na objętość wyrzutową serca; działa skurczowo

• Wchodzi w skład czynników krzepnięcia krwi, odpowiada za przekształcanie protrombiny w trombinę

• Wpływa na aktywność niektórych enzymów (np lipazy, ATP-azy)

• Wpływa na funkcje błon komórkowych, zmniejszając ich przepuszczalność

• Pełni ważną rolę w regulacji metabolizmu energetycznego organizmu; duża jego podaż hamuje lipogenezę, nasila lipolizę, oksydację lipidów i termogenezę

Wchłanianie wapnia jest ograniczone przy:

• Niskim spozyciu witaminy D

• Zbyt rzadkim przebywaniu na słońcu

• Obniżonej zdolności do przekształcenia witaminy D (powstałej w skórze bądź dostarczonej z produktami spożywczymi) w formę aktywną w nerkach, a tylko forma aktywna witaminy D wzmaga wchłanianie wapnia w jelitach

Homeostaza wapnia zależy od:

• Wymiany pierwiastka między płynami ustrojowymi a kośćmi

• Wchłaniania w przewodzie pokarmowym

• Oraz wydalania przez nerki (wzrost wydalania przy wzroście spożycia Ca, Na, białka kofeiny)

Przeciętne wchłanianie jest 25-40% spożytego wapnia, w stanach głębokich niedoborów wartość ta może wzrosnąć do 75%

Wapń wchłaniany jest w początkowym odcinku jelita cienkiego - głównie w dwunastnicy

Niewchłonięty wapń jest wiązany z kwasami żółciowymi, wolnymi kwasami tłuszczowymi, kwasem szczawiowym i wydalany z kałem

Czynniki wpływające na biodostępność wapnia:

• Wiek i stan fizjologiczny (dzieci, kobiety w ciąży i karmiące - większa, osoby starsze - mniejsza)

• Stan odżywienia organizmu wapniem i witaminą D

• Kwasowość soku żołądkowego i skład mikroflory jelitowej

• Gospodarka hormonalna (głównie parathormon, kalcytriol i kalcytonina),

• Rodzaj spożywanych produktów (roślinne - mniejsza) i rodzaj diety (np. dieta wegetariańska - mniejsza)

• Skład pożywienia

• Aminokwasy zasadowe, laktoza, kwasy organiczne np. cytrynowy, mlekowy - obniżają pH, tworzą z wapniem łatwo rozpuszczalne połączenia, co zwiększa jego wchłanianie

• Wolne kwasy tłuszczowe - wiążą się z jonami wapnia tworząc nierozpuszczalne i nieprzyswajalne mydła

• Stosunek wapnia do fosforu

• Niektóre leki

• Szczawiany - kawa, herbata

• Fosforany organiczne i nieorganiczne (fityniany)

• Zawartość błonnika pokarmowego w diecie

• Obniżona aktywność fizyczna

• Nadmiar magnezu i potasu

Ważną rolę w homeostazie wapnia odgrywa receptor wapniowy (CaR), umiejscowiony w wielu tkankach i narządach, np. w mózgu, nerkach.

Wzrost stężenia jonów wapniowych i magnezowych prowadzi do aktywacji receptora, co powoduje zmniejszenie resorpcji pierwiastków i zwiększone ich wydalanie z moczem

Hormony utrzymujące homeostazę wapnia w organizmie

• Parathormon (PTH)

• Nasilenie procesów osteolizy (rozpuszczania kości)

• Pobudzenie resorpcji zwrotnej wapnia w nerkach

• Aktywuje syntezę kalcytriolu w nerkach (pośredni wpływ na wchłanianie wapnia)

• Kalcytriol (aktywna forma witaminy D₃)

• Rozpuszczenie kości

• Pobudza transport wapnia i fosforanów przez śluzówkę jelita oraz uczestniczy w indukcji syntezy w enterocytach białka wiążącego wapń

• Nasila działanie parathormonu w nerkach ułatwiając reabsorpcję wapnia w kanalikach bliższych

• Kalcytonina (CT)

• Obniża stężenie wapnia w osoczu

• Hamuje jelitową absorpcję wapnia i fosforanów

• Hamuje procesy osteolizy

• Zwiększa wydalanie wapnia, fosforanów i sodu z moczem

Wystarczające spożycie (Adequate Intake - AI)

• Dziewczęta i chłopcy 10-18 lat 1300 mg/dobę

• Kobiety i mężczyźni 19-50 lat 1000 mg/dobę

• Kobiety i mężczyźni >50 lat 1300 mg/dobę

• Kobiety karmiące i ciężarne

• <19 lat 1300 mg/dobę

• ≥19 lat 1000 mg/dobę

Górny tolerowany poziom spożycia: 2500 mg/dobę

Spożycie wapnia w Polsce

• Kształtuje się na niewystarczającym poziomie

• Średnio dla kobiet i dziewcząt wynosi około 540 mg/d

• W populacji męskiej wynosi około 670 mg/d

Produkty bogate w wapń

Produkt	Zawartość wapnia na 100g produktu	Zawartość wapnia
Sery podpuszczkowe Mleko i napoje mleczne Sery twarogowe Sardynki, śledzie Jarmuż Fasola	800 mg 100 mg 100 mg 85-110 mg 250 mg 150 mg	240 mg/30g produktu 250 mg/kubek 40 mg/40g produktu - - -

Udział grup produktów w dostarczaniu wapnia

• Mleko i przetwory 47-49%

• Woda pitna 13-15%

• Produkty zbożowe 8-10%

• Warzywa 9%

Niedobór wapnia

Przyczyny niedoboru wapnia:

• Niewystarczające spożycie

• Zaburzenia wchłaniania

• Nieprawidłowa gospodarka hormonalna

• Nadmierne wydalanie z moczem - choroby nerek

Hipokalcemia - zmniejszenie stężenia wapnia we krwi wynikające najczęściej z zaburzeń hormonalnych

Niedobór wapnia:

• Obniżenie stężenia wapnia we krwi

• Objawy ze strony układu nerwowego: tężyczka - mrowienie warg, języka, kończyn górnych i dolnych, kurcze mięśni, uogólnione bóle mięśni

• Krzywica

• Osteoporoza

• Osteomalacja

• Nadciśnienie tętnicze

• Zwiększone ryzyko zachorowania na raka jelita grubego

• Zwiększona kumulacja ołowiu i kadmu w organizmie

Nadmiary:

• Zaburzenia wchłaniania magnezu, żelaza i cynku

• Tworzenie kamieni w nerkach

• Prowadzą do zwapnienia nerek i innych narządów

Krzywica - nieprawidłowe kształtowanie się i uwapnienie kości w dzieciństwie, przerost chrząstek nasadowych. Może powodować zniekształcenia oraz zmniejszonej odporności mechanicznej kości, a także prowadzić do zahamowania wzrostu. Schorzenie to dotyczy przede wszystkim dzieci.

Osteomalacja - zachwianie prawidłowych proporcji między składnikami organicznymi i nieorganicznymi kości; w kościach zmniejsza się ilość składników mineralnych przy zachowaniu niezmienionej ilości białek w macierzy kostnej. Prowadzi do zmian w parametrach mechanicznych kości, które stają się miękkie, podatne na odkształcenia i deformacje. Może dotyczyć osób dorosłych z zaburzeniami gospodarki wapniowej.

Osteoporoza - zmniejszenie gęstości tkanki kostnej z zachowaniem prawidłowego stosunku między składnikami mineralnymi a białkami. Dochodzi do utraty masy kości (składników mineralnych i białka). Ryzyko choroby jest większe u osób starszych. Kości zachowują swoją twardość, na skutek zmniejszonej ich masy zmniejsza się ich wytrzymałość mechaniczna.

Czynniki ryzyka osteoporozy

• Wiek - ryzyko powstania i stopień zaawansowania wzrasta wraz z wiekiem

• Płeć - stopień zaniku struktury kostnej u kobiet w pierwszych 10 latach po menopauzie jest wyższy niż u mężczyzn w podobnym wieku; złamania występują częściej u kobiet niż u mężczyzn

• Przynależność etniczna - osteoporoza występuje częściej u białych, jasnowłosych ludzi

• Czynnik rodzinny - ryzyko wzrasta, gdy ktoś z najbliższej rodziny chorował na osteoporozę

• Wczesna menopauza - im wcześneij nastąpi menopauza, tym większe jest ryzyko wystąpienia choroby

• Wysmukła, szczupła sylwetka - bardzo szczupłe osoby o delikatnych kościach są bardziej podatne na osteoporozę, niż osoby z normalną lub ciężką budową ciała

• Choroby - może być zjawiskiem towarzyszącym licznym zaburzeniom hormonalnym i przemiany materii

• Leki - np. stosowanie przez dłuższy czas leczenia kortykosteroidami

• Mała aktywność fizyczna - jeśli kości nie są regularnie obciążane mechanicznie, osteoporoza powstaje w wyniku bezczynności

• Niedobór wapnia - niedobór wapnia w dzieciństwie może powodować małe jego rezerwy w kościach

• Niedobór witaminy D - upośledza wchłanianie wapnia w jelitach

• Alkohol, tytoń, kofeina, białko zwierzęce - zbyt duża ilość tych substancji przyczynia się do powstawania osteoporozy

Wpływ wieku na masę kośćca w organizmie

• Wiek rozwojowy: stały wzrost masy kości do osiągnięcia szczytowej masy kości (bilans dodatni)

• Następne 10-20 lat: stała masa kości (bilans zerowy)

• Wiek 40-45 lat: ubytek masy kośćca w tempie 0,2-0,5% w ciągu roku (bilans ujemny)

• Menopauza (najbliższe lata przed i po): ubytek w tempie 2-5% w ciągu roku (bilans ujemny)

• Później: ubytek masy kostnej 0,2-0,5% - spadek wchłaniania (bilans ujemny)

Fosfor :

• składnik kości i zębów (80-85% fosforu występuje w układzie szkieletowym w połączeniu z Ca, 15% w tkankach miękkich

• składnik kwasów nukleinowych - RNA, DNA (uczestniczy w budowie, powielaniu i przekazywani informacji genetycznej)

• udział w przemianach tłuszczów i węglowodanów

• wchodzi w skład związków o właściwościach buforujących (utrzymanie pH krwi)

• składnik tkanki mózgowej, błon kom. (lecytyny), związków wysokoenergetycznych (ATP, fosfokreatyny), koenzymów (NADP< FAD),

• bierze udział w reakcjach fosforylacji

gospodarka fosforem - spożycie z dietą ok. 1400 mg/d

Homeostaza fosforu zależy od:

• wymiany pierwiastka między płynami ustrojowymi a kośćmi

• wchłaniania w jelicie cienkim

• wydalania przez nerki

przeciętne wchłaniani stanowi 55-75% spożytego fosforu przez osoby dorosłe, przez dzieci dochodzi nawet do 90%

wchłanianie zachodzi głownie w jelicie cienkim

czynniki wpływające na biodostępność fosforu:

• niektóre leki

• niskie pH

• gospodarka hormonalna (głównie parahormon, kalcytriol, kalcytonina)

• stosunek wapnia do fosforu

• stan odżywienia organizmu witaminą D

• utrudnia wapń, magnez, żelazo

• rodzaj spożywanych produktów (roślinne ↓, błonnik, kwas szczawiowy, fityniany, zwierzęce↑)

• rodzaj diety np. wegetariańska

stosunek wapnia do fosforu:

• optymalny molowe 1:1

• jednostki wagowe 1,3:1

• optymalny dla dzieci 2:1

zalecane dzienne spożycie:

• u mężczyzn i kobiet w wieku 10-18 lat _ 1250mg/d

• u mężczyzn i kobiet w wieku >19 lat 700mg/d

• u kobiet karmiących i ciężarnych

• <19 lat 1250 mg/d

• >19 lat 700 mg/d

Niedobory fosforu należą do rzadkości, spożycie fosforu zazwyczaj jest wyższe od zalecanego

Produkty bogate w fosfor [mg/100g]
otręby pszenne	1280
sery podpuszczkowe	500
kasza gryczana	460
fasola, groch	400
sery twarogowe, jaja	200
mięso, ryby	150-200

Niedobór fosforu:

• obniżenie stężenia fosforu we krwi, np. u alkoholików, osób zażywających leki zobojętniające kwas solny

• obniżenie syntezy związków bogatoenergetycznych

• bóle mięśni i kości

• jadłowstręt

• złe samopoczucie

• ubytek pierwiastka z kości (krzywica u dzieci, osteomalacja u dorosłych

• niedokrwistość hemolityczna

• trudność w przekazywaniu tlenu

• układ nerwowy

• zaburzenie koncentracji

• niepokój

• zawroty głowy

• drgawki

• śpiączka

nadmiar fosforu:

• zmniejszają nerkowa syntezę kalcytriolu przez co hamuje jelitowe wchłanianie wapnia i zubaża kości w wapń

• kalcyfikacja tkanek miękkich i narządów (zwłaszcza nerki, spojówki)

• obniżenie wchłaniania wapnia

Magnez:

• składnik kości i zębów (55-60%), tkanek miękkich (40-45%)

• kofaktor ok. 30 reakcji enzymatycznych m.in.

• odpowiada za transkrypcję i biosyntezę białek

• beta-oksydację kwasów tłuszczowych

• metabolizm węglowodanów

• transport przez błony kom

• fosforylację

• antagonista Ca

• bierze udział w skurczu mięśnia, przewodnictwie bodźców nerwowych, syntezie kwasów nukleinowych i metabolizmie lipidów

• ułatwia syntezę insuliny

• przyspiesza syntezę wit. B₆ w jelitach

Homeostaza:

• wydalanie przez nerki - na największe znaczenie, wzrasta przy nadmiernym spożyciu białka, Ca, Na, przy stresach

• wchłanianie w jelicie

• hormony: PTH, kalcyferol i kalcytonina

Wchłanianie magnezu waha się średnio od 15 do 40%, w stanach niedoborowych może wynosić nawet 60-70%

Wchłanianie:

• obniża się wraz z wiekiem

• obniżone przy dużym spożyciu z dietą tłuszczów, błonnika, fitynianów, szczawianów, Ca, P , Na, metali ciężkich (Pb, Hg), oraz przy niewystarczającym spożyciu białka

• wzrasta przy obecności w diecie laktozy

spożycie ok. 300mg/d

wydalanie z kałem 200mg/d

absorpcja 135 (?)

sekrecja 35

trudno określić ilość absorpcji i resorpcji wapnia do kości

zapotrzebowanie
dziewczęta 13-18 lat	360
kobiety 19-30 lat	310
kobiety powyżej 30 lat	320
ciężarne i karmiące	360-400
chłopcy 13-18 lat	410
mężczyźni 19-30 lat	400
mężczyźni powyżej 30 lat	420

Górny tolerowany poziom spożycia z suplementów diety: 205mg/d

produkty
otręby pszenne	490
kakao, proszek	420
kiełki pszenne	310
kasza gryczana (sucha)	220
groch, fasola, orzechy	100-185
płatki, owsiane	129
pieczywo z pełnego przemiału	55
makarony	65
czekolada	60-70

Udział grup produktów w dostarczaniu magnezu

• produkty zbożowe 27-32%

• warzywa (i ziemniaki) 23%

• mięso i przetwory 13%

• mleko i przetwory 12%

woda pitna może być istotnym źródłem tego pierwiastka

niedobór (niewystarczające spożycie, stres, alkoholicy, diabetycy, przy leczeniu diuretycznycm, w chorobach nerek przy żywieniu pozajelitowym):

• nadmierna pobudliwość układu nerwowo-mięśniowego i sercowo-naczyniowego, namierna pobudliwość mięśniowa, drżenie i bolesne skurcze mięśniowe, arytmia i częstoskurcz serca, zaburzenia krążenia, nadciśnienie

• większe prawdopodobieństwa wystąpienia zawału serca

• wzrost stężenia we Kri wolnych kwasów tłuszczowych i cholesterolu, rozwój miażdżycy tętnic

• odporność na insulinę i upośledzenie jej wdalania

• czynniki ryzyka rozwoju osteoporozy

• depresja

nadmiar magnezu:

• biegunka

• upośledzenie przewodnictwa nerwowo-mięśniowego, co prowadzi do podrażnienia mięśni szkieletowych i mięśnia sercowego

• obniżenie wchłaniania i wykorzystywania wapnia

niedobór a ryzyko wystąpienia osteoporozy:

• u kobiet z osteoporozą stwierdza się niższe stężenie Mg w surowicy i zawartość składnika mineralnego w kościach

• przy spożyciu <187mg/d występuje mniejsza gęstość kości

• Suplementacja Mg (750mg/d przez 6 miesięcy i 250mg/d przez kolejne 6 miesięcy) powodowała wzrost gęstości kości - niezbędne dalsze badania w tym zakresie

Niedobór Mg, a ryzyko występowania cukrzycy:

• przy deficycie Mg zmniejszone jest wydzielanie insuliny

• zwiększona jest odporność tkanek na insulinę

MIKROELEMENTY

Żelazo:

• składnik hemoglobiny, mioglobiny

• niezbędny w s kładzie wielu enzymów oraz związków niezbędnych do:

• transportu elektronów (cytochromy)

• denaturacji kwasów tłuszczach

• destrukcji nadtlenku wodoru (katalaza)

• jodowania tyrozyny (peroksydaza tarczycowa)

• detoksykacji związków obcych (cytochrom P-450)

• obrony immunologicznej organizmu

• wpływa na metabolizm cholesterolu

formy Fe w organizmie
formy chemiczne związku	związek	miejsce występowania	ilość Fe jako % ogólnej zawartości w organizmie
hemowe	hemoglobina	krew	60-70
		mioglobina	tkanki	3-5
		enzymy tkankowe (cytochromy, katalaza)			0,2
	niehemowe	transferyna	osocze
		ferrytyna	wątroba, szpik kostny, śledziona
		hemosyderyna

Hemoglobina - przenosi tlen z płuc do tkanek za pośrednictwem jonów Fe²⁺ ulegając utlenowaniu do oksyhemoglobiny.

Mioglobina - magazynuje O₂ w mięśniach i przenosi tle wewn. kom,

Homeostaza Fe warunkowana jest kontrolą procesów wchłaniania przy nadmiernym spożyciu Fe gromadzi się w nabłonku rąbka szczoteczkowego enterocytów, po czym ulega wydaleniu z kałem wraz ze złuszczającym się nabłonkiem

Przez nabłonek jelitowy przechodzi Fe²⁺ (jony żelazawe) i utlenia się do Fe³⁺ (jony żelazowe).

(dziwny schemat, którego nie dałem rady narysować - przemiany żelaza w organizmie)

Czynniki wpływające na biodostępność Fe niehemowego w organizmie:

• wzrost absorpcji:

• niedobór Fe w organizmie

• czynnik mięsny

• witamina C

• przy spożyciu produktów fermentowanych

• kwas solny

• obniżenie absorpcji

• kwas fitynowy i jego sole

• błonnik oraz niektóre polifenole

• białko soi

• duże ilości wapnia

• duże ilości miedzi, oraz miedzi w diecie

• obróbka termiczna

żelazo niehemowe wchłanianie jest w 3-8%, występuje w produktach pochodzenia roślinnego, stanowi 2/3 zawartości żelaza, występuje w produktach zwierzęcych

czynniki wpływające na biodostępność Fe hemowego w organizmie:

• wzrost absorpcji

• niedobór Fe w organizmie

• czynnik mięsny

• obniżenie

• degradacja na skutek długotrwałego ogrzewania

• nadmiar wapnia

żelazo hemowe wchłaniane jest w 20% przy niedoborach 30% znajduje się w niektórych produktach pochodzenia zwierzęcego: mięso, drób, ryby, owoce morza, żelazo hemowe stanowi 1/3 żelaza zawartego w tkankach zwierzęcych

produkty zwierzęce zawierają 35% żelaza hemowego, a 65% niehemowego. Produkty roślinne zawierają 100% żelaza niehemowego. Dieta mieszana dostarcza 10% żelaza hemowego i 90% niehemowego.

zapotrzebowanie na żelazo
kobiety 10-12	10 (15*)
13-18	15
19-50	18
po 50	10
karmiące	10
ciężarne	27
mężczyźni 10-12	10
13-18	12
po 19	10

Górny tolerowany poziom spożycia to 45mg/d (wg. norm nordyckich: 25mg/d, w UK 17mg/d)

• przed wystąpieniem/ po wystąpieniu miesiączki

spożycie:

• kobiety 12 mg +/- 3,9

• mężczyźni 16,1 mg +/-5,4

produkty
wątroba	10-18
kiełki pszenne	9
rośliny strączkowe	4,7-8
szpinak	3,3
mięso	1,0-3,0
kasza gryczana	2,8
pieczywo serowe	2,2
makarony	2,2

Udział grup produktów w dostarczaniu Fe

• produkty zbożowe 35%

• mięso i przetwory 25%

• warzywa 10%

niedobory żelaza:

• niedokrwistość

• obniżenie stężenia w tkankach, niedotlenienie tkanek

• zaburzenie rozwoju psychomotorycznego i intelektualnego

• obniżenie odporność

• zaburzenia w przebiegu ciąży

• zwiększenie toksyczności metali ciężkich (Cd, Pb)

• zmiany na paznokciach (kształt)

nadmiar żelaza:

• wolne żelazo jest toksyczne

• nadmierne gromadzenie Fe w narządach prowadzące do ich uszkodzenia

• wzrostu produkcji wolnych rodników (wzrost ryzyka wyst. choroby niedokrwiennej serca, zawału oraz choroby nowotworowej.

Nadmiary żelaza

• Wolne żelazo jest toksyczne

• Nadmierne gromadzenie żelaza w narządach prowadzące do ich uszkodzenia

• Wzrost produkcji wolnych rodników (wzrost ryzyka wystąpienia choroby niedokrwiennej serca, zawału oraz choroby nowotworowej

Hemochromatoza pierwotna

• Genetycznie uwarunkowana choroba charakteryzująca się nasilonym wchłanianiem żelaza w dwunastnicy

• Prowadzi do zwiększonego jego deponowania w narządach miąższowych i ich niewydolności; przede wszystkim żelazo gromadzi się w wątrobie, następnie w innych tkankach: mózgu, sercu, nerkach

• Uszkodzenie wątroby, marskość wątroby, choroba nowotworowa tego narządu

• Leczenie - upust krwi

Hemochromatoza wtórna

• Choroba wywołana nadmiarami żelaza w organizmie (preparaty żelaza)

• Nagromadzenie żelaza przede wszystkim w wątrobie, następnie w innych tkankach: mózgu, sercu, nerkach

• Uszkodzenie wątroby, marskość wątroby, stany zapalne trzustki, prowadzi do mukowiscydozy

Spożycie	RR*
Żelaza ogółem	0,98 (0,61-1,58)
Żelaza hemowego	1,65 (1,07-2,53)
Żelaza niehemowego	0,68 (0,48-1,12)

*W modelu uwzględniono wiek, spożycie energii, BMI, palenie, aktywność fizyczną, występowanie nadciśnienia, cukrzycy, hipercholesterolemii, wystandaryzowane na energię spożycie nasyconych kwasów tłuszczowych, węglowodanów, błonnika pokarmowego, alkoholu, β-karotenu, witaminy E oraz witaminy C

Spożycie żelaza, cynku i alkoholu a umieralność z powodu chorób układu krążenia, udaru

Grupa badana - 34492 kobiety

Wiek - 55-69 lat

Czas obserwacji - 15 lat

Spożycie alkoholu
	0-9g/d	≥10g/d	≥30g/d
Żelazo hemowe	0,94 (0,71-1,26)	2,47 (1,10-5,55)	4,11 (1,14-14,5)
Żelazo niehemowe	1,05 (0,81-1,35)	1,20 (0,57-2,51)	1,67 (0,53-5,23)
Cynk	1,00 (0,69-1,44)	0,37 (0,13-1,06)	0,21 (0,04-1,16)

W modelu uwzględniono wiek, ilość dostarczonej energii, BMI, WHR, aktywność fizyczną, palenie, występowanie nadciśnienia, konsumpcję alkoholu, stosowanie hormonalnej terapii zastępczej, występowanie menopauzy, stosowanie aspiryny, stosowanie suplementów, spożycie nasyconych kwasów tłuszczowych, kwasów trans, wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, folianów, β-karotenu, witaminy C oraz witaminy E

Szkodliwy wpływ nadmiaru żelaza w organizmie wiąże się z katalizowaniem reakcji produkcji wolnych rodników przez jony żelaza. Wolne rodniki w organizmie powstają m.in. w reakcji Fentona, która jest źródłem rodnika wodorotlenowego (in hydroksylowego *OH)

Nadmiar żelaza może prowadzić do nasilenia przemian biochemicznych w organizmie, prowadzących do zaburzenia równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej, czyli powstania stresu oksydacyjnego, prowadzącego do uszkodzenia m.in. DNA, lipidów, kwasów nukleinowych, białek i węglowodanów, a w konsekwencji do przedwczesnego starzenia się.

Cynk:

90% w mięśniach i kościach, duże stężenie we włosach, wątrobie i w jądrach

• Aktywator enzymów wszystkich klas (ok. 200), m.in.

• Polimeraz DNA, RNA

• Dysmutazy ponadtlenkowej (ochrona przed wolnymi rodnikami)

• Anhydrazy węglanowej (rozkład kwasu węglowego do CO₂ i H₂O)

• Dehydrogenazy alkoholowej (metabolizm witaminy A)

• Fosfatazy alkalicznej (metabolizm wapnia)

Funkcje cynku - w dużej mierze są związane z funkcją enzymów

• Niezbędny do syntezy białek (m.in. wiążącego witaminę A) i kwasów nukleinowych - niezbędny do właściwego rozwoju płodu

• Chroni przed wolnymi rodnikami

• Obniża stężenie cholesterolu ogółem, LDL, a wzrasta stężenie cholesterolu HDL

• Wpływa na wytwarzanie hormonów, tj insuliny, tyroksyny, testosteronu

• Jest odpowiedzialny za odczuwanie smaku i zapachu

Homeostaza cynku zależy od wchłaniania pierwiastka spożytego z dietą oraz wydalania endogennego pierwiastka z kałem. Absorpcja z diety regulowana jest przez metalotioneinę - niskocząsteczkowe białko zawierające wiele grup SH syntetyzowane w śluzówce jelita.

Przeciętnie wchłaniane jest 20-40% spożytego cynku, w stanach głębokich niedoborów wartość ta może istotnie wzrosnąć

Czynniki wpływające na biodostępność cynku:

Wzrost absorpcji:

• Niedobór cynku w organizmie

• Białko zwierzęce, obecność niektórych aminokwasów

• Obecność cukrów

• Obecność kwasu pikolinowego

• Obecność kwasu cytrynowego

Obniżenie absorpcji:

• Kwas fitynowy i jego sole

• Błonnik pokarmowy

• Kwas szczawiowy

• Taniny

• Żelazo niehemowe

• Zbyt duże ilości miedzi

• Kadm

• Duże ilości wapnia

• Obróbka termiczna w pH zasadowym produktów zawierających białko

Niedobór cynku:

• Łuszczycopodobne zmiany skórne (u dzieci acrodermatitis enteropatica), zapalenie języka, hiperkeratoza, parakeratoza

• Wypadanie, łamliwość włosów

• Karłowatość, spowolnienie wzrostu

• Niedorozwój płciowy (hipogonadyzm, hipospermia), wpływ na płodność i rozrodczość, poronienia, zniekształcenia płodu

• Zaburzenia ze strony układu odpornościowego (atrofia grasicy i węzłów chłonnych)

• Wystąpienie nowotworów

• Niedokrwistość

• Zaburzenia smaku i powonienia, obniżony apetyt

• Kurza ślepota, forofobia

• Upośledzone gojenie się ran, oparzeń (zmniejszenie syntezy białka)

• Depresje, zmienne nastroje, rozdrażnienie

• Zaburzenia syntezy hormonów (tyroksyny, testosteronu, insuliny)

Zalecane dzienne spożycie cynku:

Kobiety:

• Dziewczęta i kobiety: 13 mg/dobę

• Kobiety karmiące: 21 mg/dobę

• Kobiety ciężarne: 16 mg/dobę

Mężczyźni:

• Chłopcy i mężczyźni: 16 mg/dobę

Górny tolerowany poziom spożycia: 25 mg/dobę

Produkty bogate w cynk:

Produkt	Zawartość cynku na 100g produktu	Zawartość cynku
Zarodki pszenne Wątroba Soja, groch Kasza gryczana Mięso Sery podpuszczkowe Orzechy Pieczywo razowe	15 mg 3,6-4,5 mg 3,0-4,2 mg 3,5 mg 1,7-3,0 mg 2,0-5,5 mg 2,0-3,0 mg 1,7-2,3 mg	3 mg/20g produktu - - 2,5 mg/200g potrawy - 0,6-1,7 mg/30g produktu - 0,7-0,9 mg/kromkę

Nadmiary cynku:

• Wzrost cholesterolu ogółem i frakcji LDL, obniżenie cholesterolu HDL

• Prowadzi do miażdżycy tętnic

• Obniżone wchłanianie żelaza i miedzi

Udział grup produktów w dostarczaniu cynku

• Produkty zbożowe 27-31%

• Mięso i przetwory 24-26%

• Mleko i przetwory 13-14%

Niektóre grupy ludności z wodą pitną spożywają znaczne ilości cynku - nawet do 10% całkowitego spożycia

Miedź:

85-95% miedzi w organizmie związana jest z ceruloplazminą - białkiem, które jest donorem dla innych tkanek

• Składnik wielu enzymów

• Niezbędnych do uwalniania żelaza z wątroby (ceruloplazmina)

• Usuwa wolne rodniki - dysmutaza ponadtlenkowa

• Bierze udział w tworzeniu wiązań krzyżowych w kolagenie i elastynie

• Synteza melaniny

• Utrzymanie struktury kreatyny

• Wchłaniana do ok. 50%

Utrzymanie homeostazy tego pierwiastka gwarantuje absorpcja z przewodu pokarmowego i wydalanie z żółcią (przy niedoborze Cu w org. jej straty z żółcią ulegają obniżeniu)

Obniżenie absorpcji:

• zbyt duże ilości Fe i Zn i Cd

• fruktoza i witamina C - powodują przekształcenie miedzi w postać trudno absorbowalnego jonu miedziowego

• fityniany

zalecany poziom bezpiecznego spożycia Cu u osób dorosłych to 0,8-1 mg/d

produkty bogate w Cu [mg/100g]
orzechy	0,28-1,29
wątroba	0,6
groch, fasola	0,5
kasza gryczana, pieczarki	0,4
makarony, zbożowe	0,35
ryby	0,05-0,33

Główne źródła Cu:

• produkty zbożowe 37%

• ziemniaki 20%

• mięso, wędliny, ryby 12%

niedobór:

• stany zapalne stawów, zwiększona łamliwość kości

• pękanie naczyń krwionośnych

• odbarwienie skóry i włosów

• niedokrwistość, (utrudnione uwalnianie zapasów Fe z wątroby, zaburzenie syntezy hemu, obniżony czas przeżycia erytrocytów

• powstawanie nowotworów

• choroby układu krążenia

• miażdżyca, hieprcholesterolemia

• senność, osłabienie, mrowienie, drętwienie kończyn

nadmiary:

• powstawanie nowotworów

• niedobory Fe i Zn

• choroby układu krążenia

• miażdżyca, hipercholesterolemia

• choroba Wilsona - nadmierne nagromadzenie Cu w organizmie, uszkodzenie mózgu, marskość wątroby

Choroba Wilsona:

• wrodzone zaburzenie, charakteryzuje się nadmiernym gromadzeniem Cu w różnych tkankach organizmu, głownie w wątrobie, ośrodkowym układzie, nerwowym, rogówce oka

• prowadzi do marskości wątroby

• kumulująca spowodowana jest defektem wydalania miedzi z żółcią

• objawy wątrobowe obejmują zapalnie wątroby, marskość lub ostrą niewydolność wątroby, objawy neurologiczne obejmują zaburzenia mowy, drżenia, brak koordynacji ruchowej, trudności w połykaniu, objawy psychiczne obejmują chwiejność emocjonalną

• leczenie preparatami wiążącymi Cu…

Zespół Menkesa:

• genetycznie uwarunkowany defekt transzo. Cu

• organizm nie ma zdolności syntetyzowania białek miedziozależnych (oksydaza lizynowa, oksydaza cytochromowi, ceruloplazmina)

• następstwem choroby Menkesa jest upośledzenie umysłowe, wypadanie włosów, szare zabarwienie włosa, poskręcanie włosów i śmierć…najczęściej przed 10 rokiem życia

• Cu nie jest wiązane z odpowiednimi białkami

Selen:

• składnik enzymu peroksydazy glutationowej, chronii błony komórkowe i czerwone krwinki przed wolnymi rodnikami

• odpowiedzialny za prawidłowy rozwój płodu poprzez wpływ na rozwój systemu obronnego organizmu

homeostaza jest regulowana poprzez wydalania Se z moczem

zalecane dzienne spożycie [µg/d]
dziewczęta 10-15	45
16+	60
karmiące	75
ciężarne	65
chłopcy 10-12	45
13-15	60
16+	70

Niedobór:

• obniżenie aktywności wielu enzymów biorących udział w detoksykacji związków obcych

• obniża odporność organizmu

• osłabienie mięśni

• zahamowanie wzrostu u dzieci

• wzrost ryzyka wystąpienia choroby nowotworowej

• choroba niedokrwienna serca, kardiomiopatia

nadmiary:

• wypadanie włosów

• białe prążki na paznokciach

• zmiany skórne

• nowotwór

Chrom:

• rola nie do końca wyjaśniona

• składnik czynnika tolerancji glukozy (Cr³⁺) zwiększa magazynowanie glukozy w mięśniach

• tolerancja glukozy - zdolność do przywracania prawidłowego stężenia glukozy, z wysokiego do normalnego, ułatwia transport glukozy do komórek

• tylko Cr³⁺ jest biologicznie aktywny

• obniża stężenie cholesterolu ogółem i LDL, zwiększa HDL - zmniejsza ryzyko zawału

• prawdopodobnie - pikolinian chromu może zwiększać masę mięśniowa obniżając masę tłuszczową

zalecane spożycie: brak norm w polskich normach żywieniowych

USA: 50:200 µg/d

produkty [µg/d]
drożdże	500
wątroba wołowa	42
groszek zielony	42
kukurydza	20
jaja	16

Absorpcja z przewodu pokarmowego:

• chrom w postaci soli nieorganicznych jest wchłaniany w ilości ok. 1%

• z wątroby, drożdży wchłaniany jest w 15-20%

przy dużej zawartości cukrów prostych w diecie występuje zwiększone wydalanie chromu z moczem

przemiał ziarna pozbawia je prawie całej ilości chromu

niedobór:

• może przyczyniać się do rozwoju cukrzycy

• może powodować wzrost stężenia cholesterolu ogółem, cholesterolu LDL, a poprzez to zwiększać ryzyko choroby niedokrwiennej serca

nadmiary:

• nowotwory

Jod:

Funkcje w organizmie

• Składnik hormonów tarczycy (trójjodotyroniny T3 i tyroksyny T4)

• Regulacja podstawowej przemiany

• Rola w produkcji ciepła w organizmie

• Regulacja przemiany białek i węglowodanów

• Zapewnienie prawidłowego rozwoju

• Zapewnienie funkcjonowania mózgu i obwodowego układu nerwowego

• Wpływ na wydzielanie hormonów płciowych

• Zwiększanie siły skurczu serca

Niedobory

• Schorzenia tarczycy

• Powiększenie tarczycy - tzw wole

• Niedoczynność tarczycy - niedostateczna produkcja hormonów T3 i T4

• Opóźnienie rozwoju psychicznego i fizycznego dzieci i młodzieży

• Zaburzenia rozrodczości

Wole - to proces adaptacyjny umożliwiający zwiększoną produkcję hormonów przez przerost gruczołu tarczowego

Powiększenie tarczycy przybiera nazwę wola endemicznego, jeśli występuje u 10% ogółu ludności

Świat - około 1,5 miliarda ludzi żyje w regionach ryzyka niedoboru jodu

Polska - powszechne niedobory jodu, około 10 mln Polaków mieszka na obszarze, gdzie nie ma dostatecznej ilości jodu w środowisku

• Endemia umiarkowana - Sudety, Karpaty, Polska Centralna, Polska płn-wsch

• Endemia lekka - Polska płn-zach

• Obszar wolny od wola - tereny nadmorskie

Przyczyny niedoboru

1. Niewystarczające spożycie jodu - m.in. mała zawartość jodu w żywności i wodzie pitnej

2. Mała ilość jodu w powietrzu

3. Spożycie substancji wolotwórczych w dużych ilościach

1. Zaburzenia metabolizmu jodu i syntezy hormonów tarczycy

2. Substancje wolotwórcze - występowanie: rośliny krzyżowe (np. kapusta, brukselka), strączkowe, orzeszki ziemne

Zapobieganie niedoborom jodu:

1. Jodowanie soli kuchennej

1. W Polsce jodowanie obligatoryjne - 2300 μg I/100g

2. Jedna łyżeczka soli (5g) - pokrycie zapotrzebowania na jod

2. Woda i powietrze morskie - jod może wnikać do organizmu przez skórę i drogi oddechowe

Normy

Grupa ludności	Norma zalecana (μg/dobę)
Dzieci 0-1 lat	40-50
Dzieci 1-9 lat	70-120
Młodzież 10-18 lat	150
Dorośli	160
Kobiety ciężarne	180
Kobiety karmiące

Zawartość w produktach

Ilość	μg/100g produktu	Produkty
Duża	50-100	Ryby morskie (dorsz, halibut, makrela, łosoś), mięczaki
Średnia	25-50	Sery podpuszczkowe, suche nasiona strączkowych
Mała	1-25	Mleko i napoje mleczne, ryby słodkowodne, warzywa, ziemniaki, orzechy
Bardzo mała	<1	Mięso i przetwory mięsne, produkty zbożowe, owoce

Fluor:

Występowanie w organizmie:

• 3000-4000 mg u dorosłego człowieka

• 96% zawartego w organizmie - kości i zęby

• W postaci fluoroapatytu

• Stężenie w tkankach zwiększa się z wiekiem i przy nadmiernym pobraniu

Wchłanianie z przewodu pokarmowego

• Dyfuzja prosta

• Sprzyja kwaśne środowisko

Absorpcja

• Z preparatów farmaceutycznych - 100%

• Z diety - 50-80%

Rola

• Prawidłowy rozwój i budowa kości

• Sprzyjanie odnowie tkanki kostnej

• Zwiększenie odporności emalii zębowej na kwasy organiczne

• Zapobieganie rozwojowi drobnoustrojów w osadzie nazębnym - hamowanie aktywności ich enzymów

• Pozytywna korelacja między spożyciem fluoru a gęstością kości

Główne źródła

• Woda - najwięcej woda twarda - odpowiednie stężenie F (ok. 1mg/l)

• W produktach spożywczych w małych ilościach

• W nieco większych w rybach - od 0,5-1 mg/100g

• W herbacie - 1 szklanka do 0,2 mg F

• Pozapokarmowe źródła - pasta do zębów, preparaty farmaceutyczne, fluorowanie wody

Zalecane spożycie: 1,5-4 mg/dzień

Nadmiar - fluoroza

• Plamki, następnie jamki na powierzchni szkliwa

• Ciężka fluoroza - zmiany kostne

Potas:

Funkcje

1. Utrzymanie prawidłowej równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie

2. Regulacja gospodarki wodnej

3. Udział w przemianach węglowodanów

4. Udział w przemianach energetycznych

5. Udział w przekazywaniu impulsów nerwowo-mięśniowych (decyduje o skurczu mięśni)

6. Utrzymanie prawidłowego ciśnienia tętniczego krwi

7. Zapewnienie właściwego funkcjonowania układu nerwowego

8. Istotna rola w regulacji pracy mięśnia sercowego, działa rozkurczowo, reguluje

9. częstość uderzeń serca, działa antyarytmicznie

Niedobory

• Zakłócenia pracy mięśnia sercowego - nieregularne skurcze oraz częstoskurcze (arytmia)

• Nadciśnienie tętnicze

• Znaczny niedobór - możliwość zawału serca

• Osłabienie mięśni szkieletowych, porażenie mięśni gładkich, upośledzone funkcjonowanie układu nerwowego (wolniejsza reakcja na bodźce)

Zapotrzebowanie

Grupa ludności	Zalecane spożycie mg/dobę	Grupa ludności	Minimalna norma spożycia mg/dobę
Niemowlęta 0-1 rok	350-1275	Młodzież 10-12 lat	2000
Dzieci 1-6 lat	550-1650	Młodzież 13-18 lat	2500
Dzieci 7-9 lat	1000-3000	Osoby dorosłe	3500

Występowanie w żywności

Kategoria	Zawartość (mg/100g produktu)	Produkty
Wysoka zawartość	>600	Orzechy, suche strączkowe, suszone owoce (morele, figi, daktyle)
Średnia zawartość	300-600	Ziemniaki, mięso, drób, groszek zielony, brukselka, banany, melony, ryby
Niska zawartość	<300	Produkty zbożowe, przetwory mleczne, większość owoców i warzyw, jaja

Sód:

Funkcje

• Udział w przewodzeniu impulsów nerwowo-mięśniowych

• Udział w transporcie wody - regulacja jej zawartości w organizmie

• Utrzymanie ciśnienia osmotycznego w zewnątrzkomórkowych płynach ustrojowych

• Regulacja równowagi kwasowo-zasadowej - utrzymanie stałego pH krwi i innych tkanek

• Umożliwianie wnikania aminokwasów i cukrów prostych do tkanek

• Działanie antagonistyczne do potasu! (nauczyć się, które pierwiastki działają w stosunku do siebie antagonistycznie!)

Zapotrzebowanie

Zalecane spożycie sodu dla ludzi dorosłych:

• Minimalny poziom spożycia wg polskich norm wynosi 575 mg/dobę

• Maksymalne spożycie nie może przekraczać 2000 mg/dobę (wg FAO/WHO) lub 3500 mg/dobę (wg Unii Europejskiej)

• Spożycie soli powinno być mniejsze niż 5g dziennie

Nadmiar sodu:

• Nadciśnienie tętnicze - czynnik ryzyka chorób układu krązenia, m.in. choroby niedokrwiennej serca, zawału serca, udaru mózgu

• Zatrzymywanie wody w organizmie (obrzęki)

• Czynnik ryzyka raka żołądka

• Pobudzanie wydalania wapnia z moczem utrata wapnia z tkanki kostnej ryzyko osteoporozy

Niedobór sodu

Przyczyny:

• Biegunki

• Wymioty

• Nadmierne pocenie się - gorączka, intensywny wysiłek fizyczny

Objawy:

• Utrata łaknienia

• Wymioty (przyczyna, skutek zamknięte koło )

• Spadek sprawności fizycznej

Produkty naturalne	Zawartość sodu mg/100g produktu	Produkty przemysłowo przetworzone	Zawartość sodu mg/100g produktu
Jabłka	2	Chleb pszenny	383
Ryż	6	Pasztet drobiowy	574
Ziemniaki	7	Ser żółty	618
Kapusta	19	Ogórek kwaszony	704
Mleko	45	Chipsy	888
Buraki	52	Parówki	889
Wołowina	64	Keczup	967
Wieprzowina	65	Słone paluszki	1093
Marchew	82	Płatki kukurydziane	1167
Wątroba	83	Dorsz wędzony	1170
Śledź	89	Szynka wędzona	1205
Jaja	132	Śledź solony	5930

Chlor:

Funkcje

• Udział w gospodarce wodnej

• Utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej

• Zachowanie właściwego ciśnienia osmotycznego

• Składnik soku żołądkowego

• Aktywator amylazy ślinowej

---