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
Niewystarczające spożycie jodu - m.in. mała zawartość jodu w żywności i wodzie pitnej
Mała ilość jodu w powietrzu
Spożycie substancji wolotwórczych w dużych ilościach
Zaburzenia metabolizmu jodu i syntezy hormonów tarczycy
Substancje wolotwórcze - występowanie: rośliny krzyżowe (np. kapusta, brukselka), strączkowe, orzeszki ziemne
Zapobieganie niedoborom jodu:
Jodowanie soli kuchennej
W Polsce jodowanie obligatoryjne - 2300 μg I/100g
Jedna łyżeczka soli (5g) - pokrycie zapotrzebowania na jod
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
Utrzymanie prawidłowej równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie
Regulacja gospodarki wodnej
Udział w przemianach węglowodanów
Udział w przemianach energetycznych
Udział w przekazywaniu impulsów nerwowo-mięśniowych (decyduje o skurczu mięśni)
Utrzymanie prawidłowego ciśnienia tętniczego krwi
Zapewnienie właściwego funkcjonowania układu nerwowego
Istotna rola w regulacji pracy mięśnia sercowego, działa rozkurczowo, reguluje
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