Biologiczne działanie wybranych pierwiastków
Bor- symbol B; liczba atomowa 5; jeden z mikroelementów występujący w wodzie. Łatwo się wchłania w przewodzie pokarmowym oraz szybko zostaje usuwany przez układ wydalniczy, nie gromadzi się w organizmie. Ludzkie zapotrzebowanie na ten pierwiastek wynosi około: 0,3-20 mg/dzień. Jest bezpośrednio związany ze zmniejszeniem utraty wapnia przez kobiety w okresie pomenopauzalnym i chroni przed osteoporozą. Największe jego zgromadzenie jest w komórkach mózgowych. Nadmiar boru jest toksyczny i powoduje symptomy chorobowe takie jak: spadek hemoglobiny, zmiany na skórze, zaburzenie trawienia, niszczenie nerek. Najbardziej zagrożony jest centralny układ nerwowy, wątroba, nerki, przewód pokarmowy, błony śluzowe oraz skóra. Objawy zatrucia to: wymioty, konwulsje, biegunka, anemia. Pierwiastek ten jest na tyle niezbędnym elementem, iż powinno się uwzględnić jego dobowe zapotrzebowanie w codziennej diecie. Bor to pierwiastek niezbędny w prawidłowym funkcjonowaniu procesu wzrostu roślin. Jest odpowiedzialny za transportowanie związków organicznych w łyku (cukry) oraz wpływa za prawidłowy wzrost łagiewki pyłkowej (brak wywołuje zahamowanie wzrostu). Bor wpływa także powstawanie elementów płciowych u roślin. Dosyć trudno przemieszcza się w roślinie.
Źródła boru:
- Orzeszki ziemne
- Krewetki
- Rodzynki
- Miód
- Wino.
Jod- symbol I; masa atomowa 53. Jod nie gromadzi się w organizmie ludzkim, jednakże wchłanianie tego pierwiastka przez organizm ludzki jest zależne od czynników fizjologicznych i dietetycznych, dlatego może występować niedobór jodu, które nie wynikają jednak z jego małej dawki. Jod jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym. Dostarczany jest wraz z pożywieniem oraz wodą. Gleba oraz woda okolicy nadmorskiej jest najbogatsza w ten pierwiastek. Najmniej jodu występuje w glebie oraz wodzie w okolicach górskich oraz podgórskich. Pierwiastek ten wchodzi w skład hormonów wydzielanych przez gruczoł tarczowy, które biorą udział w regulowaniu podstawowych funkcji życiowych: kontrolują temperaturę, układ nerwowy, mięśniowy, podział komór. Częstym zjawiskiem jest tzw. alergia jodowa pod wpływem, której nawet bardzo niskie dawki jodu mogą spowodować zmiany na skórze oraz choroby błony śluzowej. Ludzkie zapotrzebowanie na ten pierwiastek wynosi 150-300 mg/dzień. Niedobór powoduje powstawanie woli (powiększenie tarczycy) oraz niedorozwój psychiczny. Przedawkowanie tego pierwiastka powoduje zatrucie. Nadmiar doprowadza do martwicy niektóre komórki oraz działa destrukcyjnie na błony. Jod jest nierozerwalnie związany z funkcjonowaniem hormonów tarczycy. Zapotrzebowanie człowieka chorego na tarczyce wynosi: 400mcg/dzień. Smażenie oraz pieczenie powoduje utratę tego pierwiastka o około 20%, zaś gotowanie aż o 58%.
Pierwiastek ten rozluźnia śluz i przez błonę śluzową doprowadzany jest do tarczycy oraz mózgu.
Obecnie na całym świecie 1,5 miliarda ludzi żyje na obszarach dotkniętych niedoborem tego pierwiastka. Wole endemiczne pojawiają się u 600 milionów ludzi. Problem ten występuje w Europie, ale także w Polsce (z wyjątkiem wybrzeża Bałtyku), szczególnie w województwach południowych (Podkarpacie).
Obecnie w licznych uzdrowiskach są szeroko stosowane wody jodkowe, w których zawartość jodu wynosi: 1mg/dm3. Kuracjusze wykorzystują korzystne działanie jodu profilaktycznie i w leczeniu chorób tarczycy. Kuracja powinna być przeprowadzona pod okiem doświadczonego specjalisty, gdyż nadmiar jodu może spowodować tzw. chorobę Basedowa.
Znaczną „popularność' uzyskał ten pierwiastek zaraz po awarii elektrowni jądrowej umiejscowionej w Czarnobylu. Istniało wielkie niebezpieczeństwo zachorowań spowodowanych powiększeniem tarczycy.
Źródła jodu:
- Sól jodowana
- Jarzyny
- Ryby
Brom- symbol Br; masa atomowa 35. Występuje w wodach sodowo- chlorkowych, czyli tzw. solankach. Jest wprowadzany do organizmu z wodą, łatwo wchłania się przez układ pokarmowy oraz łatwo jest usuwany przez układ wydalniczy. Istnieje pewna zależność pomiędzy zawartością bromu oraz jodu w organizmie ludzkim. Pierwiastki te muszą być we wzajemnej równowadze. Gdy stężenie jodu jest niskie, to wówczas następuje gromadzenia się Br w tarczycy. Nadmiar bromu powoduje uszkodzenie komórek nerwowych oraz wypiera chlor. W dużych ilościach czysty brom jest silnie toksyczny. Jego dawka śmiertelna wynosi 35 g. Bromki sodu oraz potasu negatywnie oddziaływają na popęd płciowy mężczyzn, ponieważ blokują wytwarzanie testosteronu. Brom był bardzo często dodawany do żywności na statkach oraz w wojsku, do czasu, gdy nie odkryto jego silnej szkodliwości.
Obecnie popularne są kuracje bromkowe, stosowane w licznych sanatoriach. Kuracjusz po takiej kąpieli bromkowej jest rozluźniony i zapada w głęboki sen.
Sód- symbol Na; liczba atomowa 11.
Dzienne zapotrzebowanie tego pierwiastka wynosi około: 650 mg. NaCl dysocjuje w wodzie na jony Na+ oraz Cl-. Odpowiednie stężenie jonów Na+ dla wody to 100mg Na+/dm3. Potrafi zatrzymać wodę w ludzkim organizmie gromadząc ją w tkankach. Sód ma ogromne znaczenie w regulacji ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych, gdyż posiada zdolność wiązania wody. Utrzymuje odpowiednie ciśnienie i pH krwi. Bardzo korzystnie wpływa na aktywność układów enzymatycznych. Wraz z jonem kwasu węglowego stanowią tzw. rezerwę alkaliczna, tzn., znacząco wpływają na równowagę kwasowo-zasadowa. Pierwiastek ten jest głównym składnikiem cieczy pozakomórkowych w organizmie ludzkim. I tak występuje w:
- soku trzustkowym;
- soku jelitowym
Jako składnik krwi wpływa na system nerwowy tzn. dzięki niemu układ mięśniowy i serce lepiej funkcjonują. Warto zaznaczyć, że pierwiastek ten znajduje się także w pożywieniu. Na jest polecany dla, którzy maja problem z nerkami, sercem i układem krążenia. Niedobór sodu powoduje utratę pobudliwości komórek, ze względu na problemy związane z różnicą potencjałów. W niektórych przypadkach może dojść do osłabienia, a nawet obumierania mięśni. Jak już wcześniej wspominano, sód potrafi zatrzymać wodę w ludzkim organizmie, dlatego znaczny jego niedostatek powoduje odwodnienie. Objawem takiego stanu jest suchość skóry oraz błon śluzowych, spadek ciśnienia krwi. Przedawkowanie tego pierwiastka objawia się obrzękami, wzrostem ciśnienia tętniczego oraz spuchnięciami.
W wodzie sód najczęściej jest spotykany z chlorem. Całkowite stężenie jonów: Na+ oraz Cl- w wodzie wynosi 1000 mg/dm3.
Ci, którzy cierpią na nadciśnienie powinni ograniczyć spożycie sodu. Należy zacząć używać preparaty zastępujące sól jak również wybrać produkty o obniżonej zawartości sodu (ograniczyć żółte sery, mięsa). Według porozumienia NASA z roku 1989 uważa się, że dzienne spożycie powinno ograniczyć się do 6 gramów soli (2400 mg sodu). W soli stołowej znajduje się 39 % sodu, czyli jedna łyżeczka od herbaty zawiera około 2000 mg sodu. Niekiedy w wyjątkowych przypadkach zdarza się, że u człowieka wystąpi niedobór sodu. Przykładem takim są maratończycy, którzy tracą ten pierwiastek wraz z potem oraz te osoby, które nadużywają środków przeczyszczających lub odwadniających.
Chlor- symbol Cl; liczba atomowa 17.
Dzienne zapotrzebowanie organizmu na chlor w postaci jonu Cl- wynosi około 650-800 mg. W osoczu jego zawartość wynosi około: 340 do 370mg. Wraz z jonem Na+ odpowiada za ciśnienie osmotyczne krwi (ciśnienie, które panuje w organizmie). Znaczenie chloru jest ogromne, bez niego nie byłby w stanie prawidłowo funkcjonować. Jednym z jego zadań jest transport gazów (tlen) w organizmie. Problem z oddychaniem u ludzi może mieć źródło w niedoborze chloru w osoczu krwi, co prowadzi to ogólnego złego samopoczucia. W wyniku połączenie z jonem H+ tworzy HCl i odpowiada za równowagę kwasowo-zasadową w organizmie człowieka, wpływa także na układ pokarmowy, ponieważ jest składnikiem soku trawiennego oraz ma wpływ na rozkład skrobi. Wpływa bardzo korzystnie na funkcjonowanie mechanizmu pobudliwości mięśniowo - nerwowej. Niedobór Cl- w organizmie ludzkim powoduje złe samopoczucie, problemy układem oddechowym oraz trawiennym.
Źródła chloru:
- Sól kuchenna
- Produkty pochodzenia zwierzęcego.
Wapń- symbol Ca; liczba atomowa 20
Dzienne zapotrzebowanie wapnia w postaci Ca2+ dla osób dorosłych wynosi około 900-1200 mg, a dla dzieci dawka powinna być większa i wynosić około 1200mg. Wapń jest kluczowym pierwiastkiem w organizmie ludzkim. Jest składnikiem zębów, kości, błon śluzowych (znacząca wpływa na przepuszczalność), osocza krwi. Wpływa bezpośrednio w reakcji przemiany protrombiny w trombinę. Odpowiada za proces krzepnięcia krwi, Brak tego pierwiastka powoduje komplikacje. Jest niezbędnym pierwiastkiem dla dzieci w okresie wzrostu. Jako składnik kości, wpływa na prawidłowy wzrost i rozwój organizmu. Jony Ca2+ wpływają korzystnie na aktywowanie przeciwciał, pomaga w leczeniu stanów zapalnych, jest konieczny do zachowania prawidłowego funkcjonowania układu mięśniowo - nerwowego
(m.in. prawidłowe funkcjonowanie serca), zabezpiecza organizm przed skurczami. Wapń reguluje poziom cholesterolu, poprzez wydalanie jego nadmiaru z organizmu. Tak hamowany jest rozwój sklerozy. Odpowiada za równowagę kwasowo-zasadową. Jest pomocny w leczeniu skutków alergii.
Niedobór wapnia powoduje:
- niedoczynność tarczycy (na zębach występują plamki na szkliwie - odwapnienie)
- osteoporoza;
- krzywica kości;
- osłabienie kości;
- utrata zębów;
- zaburzenia neurologiczne;
- zahamowanie wzrostu;
Dawkowanie wapnia powinno być ostrożne. Nadmiar może spowodować zaburzenie równowagi jonowej i niekorzystne usuwanie uwodnionych jonów sodu.
Dieta bogata w produkty białkowe doprowadza do wzrostu poziomu wapnia w surowicy. Dieta bogata w błonnik wpływa na zahamowanie wchłaniania wapnia z układu trawiennego. Kwas oksalidowy zawarty w migdałach, szpinaku, botwince, rabarbarze oraz czekoladzie wchodzi w reakcje z wapniem tworząc jego sole, które nie mogą być wykorzystane oraz metabolizowane przez organizm. Z drugiej strony należy pamiętać, iż zwiększona ilość wapnia powoduje zahamowanie wchłaniania żelaza oraz cynku.
Źródła wapnia:
- Produkty nabiałowe oprócz masła
- Fasola, groch
- Warzywa (buraki, kapusta włoska, kapusta ogrodowa, szpinak-NIE)
- Ości znajdujące się w puszkach z rybami konserwowymi
Potas- symbol K; liczba atomowa 19.
Dzienne zapotrzebowanie tego pierwiastka wynosi 2000-3500 mg. Uwarunkowane to jest trybem życia. Osoby wykonujący pracę fizyczną mają większe zapotrzebowanie. Główne miejsce występowania wapnia w organizmie to plazma komórkowa. Reguluje gospodarkę osmotyczną organizmu, dzięki temu zwiększa przepuszczalność ścian komórkowych. Pełni ważną rolę w produkcji lipidów oraz białek. Wpływa na prawidłowe funkcjonowanie układu krążenia oraz reguluje ciśnienie krwi. Uczestniczy w aktywowaniu kwasu pirogronowego- ATP. Przewodzi bodźce nerwowe i wpływa na skurcze mięśni.
Niedobór potasu może spowodować:
- zmniejszenie kurczliwości mięśnia sercowego (problemy z prawidłowym funkcjonowaniem serca;
- osłabienie mięśni (powoduje ich zwiotczenie);
- złe samopoczucie;
- senność;
- nadpobudliwość nerwowa;
Nadmiar potasu powoduje:
- problemy z prawidłowym funkcjonowaniem serca;
- zaburzenie działania układu nerwowego:
Bardzo istotne jest prawidłowe dawkowanie tego pierwiastka. Wszystko zależy od trybu życia jaki prowadzimy. Stosunek sód: potas: wapń w płynie ustrojowym człowieka powinien wynosić 30:1:1. Jest to konieczne w prawidłowym funkcjonowaniu układu nerwowego. Odkształcenie od tej zależności może spowodować objawy chorobowe.
Potas przechodzi do wody w czasie gotowania pokarmów. Leki przeczyszczające i leki na odwodnienie wypłukują potas z organizmu, dlatego powinny być one stosowane pod ścisła kontrolą lekarza. Istnieją leki odwadniające oszczędzające potas, wtedy należy często kontrolować jego poziom w organizmie.
Źródła potasu
- Większość owoców (banany, sok pomarańczowy)
- Warzywa - ziemniaki
- Nabiał - jogurt
- Ryby
- Mięso
- Drób
Arsen- symbol As; liczba atomowa 33.
Pierwiastek ten przy odpowiednim dawkowaniu odgrywa bardzo korzystną rolę. Brak nie powoduje objawów chorobowych. Obecnie uważa się, iż ten trujący pierwiastek jest niezbędnym mikroelementem do prawidłowego metabolizmu aminokwasu metioniny. Arsen jest znaną i bardzo toksyczną trucizną szeroko stosowaną przez farmerów oraz osoby zajmujące się hodowlą cytrusów. Obecny jest we włosach, kościach, skórze, paznokciach. Stężenie arsenu w wodzie pitnej nie powinno przekraczać 0,5-1 mb/dm3. Najbardziej niekorzystne jest spożywanie arsenu zawartego w wodzie zawierającej osad żelazisty. Wodorotlenek żelaza adsorbuje jony arsenowe i dlatego możliwe jest wprowadzanie dużej ilości tego pierwiastka do organizmu człowieka. Ma zastosowanie w farmakologii, działając stymulująco na człowieka. Niebezpieczne dla życia związki arsenu to: AsH3- arsenowodór i As2O3- arszenik.
Arsen stosowany jest, aby podwyższeniu uległa aktywność krwiotwórcza szpiku, hamuje przemianę materii, regulując wagę ciała. Zastosowanie mają wody arsenkowe, które ogólnie działają pobudzająco oraz korzystnie na niedokrwistość.
Nadmiar arsenu powoduje:
- choroby skóry;
- problemy z płucami i sercem;
- wstrzymanie działania enzymów, w konsekwencji może to prowadzić do chorób nowotworowych;
- zatrucie pokarmowe;
- niedokrwistość;
- rogowacenie i przebarwienie skóry;
- łamliwość skóry i paznokci.
Siarka- symbol S, masa atomowa 16.
Siarka jest bardzo ważna w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu człowieka. Występuje w paznokciach, komórkach, skórze i włosach.
Jest wykorzystywania przez osoby chore na cukrzyce, gdyż obniża zawartość cukru we krwi oraz w moczu. W układzie trawiennym aktywuje fermenty jelitowe, trypsynę oraz diastazę, może działać żółciopędnie.
Jak widać siarka nie powinna się kojarzyć tylko z trucizna o charakterystycznym nieprzyjemnym zapachu. Siarka stabilizuje połączenia białkowe. Wchodzi w skład białek, które budują włosy, paznokcie, skórę. Nie ma jakichkolwiek wskazań co do dobowego zapotrzebowania na siarkę jak również nie spotyka się chorób związanych z jej niedoborem.
Źródła siarki:
- Białka pochodzenia mięsnego
- Jaja
- Mleko
Magnez- symbol Mg; liczba atomowa 12.
Dzienne zapotrzebowanie tego pierwiastka wynosi 300-400mg. Dla osób pracujących fizycznie zalecana jest większa dawka magnezu, ponieważ jego brak może spowodować omdlenia, spada wytrzymałość organizmu. Może być podawany profilaktycznie, działa wówczas antystresowo, łagodzi nadpobudliwość nerwowa oraz może pomóc w stanach depresyjnych. Jest składnikiem zębów, kości, krwinek czerwonych, tkanek miękkich i mięśniowych.
Magnez spełnia istotne funkcje w układzie nerwowym. To podstawowy pierwiastek dla osób zagrożonych genetycznie (rak krwi). Magnez uczestniczy w licznych reakcjach enzymatycznych, w układzie trawiennym pomaga w przepływie H2O do jelit. Ma wpływ na funkcjonowania pęcherza moczowego i krokowego. Zmniejsza poziom cukru we krwi. Uczestniczy w tworzeniu przeciwciał oraz DNA, RNA. Ma wpływ na gospodarkę fosforową organizmu, gdyż w obecności Mg2+ fosfor jest lepiej przyswajany. Jony Mg2+ wpływają korzystnie na gospodarkę lipidów w organizmie człowieka. Magnez wykorzystywany do produkcji estrogenu w organizmie ludzkim kobiet w czasie rozwoju płciowego
Przeciwdziała takim chorobom jak:
- miażdżyca;
- nerwowość alergiczna;
- zawały serca.
Niedobór magnezu powoduje:
- osłabienie (zawroty głowy, omdlenia, );
- zmniejszenie wydolności organizmu;
- wypadanie włosów, łamanie paznokci;
- skurcze mięsni;
- drganie powiek;
- zahamowanie prawidłowego wzrostu;
- leukemia;
- tężyczka;
- rzucawka;
Nadmiar może powodować wypieranie jonów wapnia z organizmu, co jest niekorzystne dla prawidłowego funkcjonowaniu ustroju.
Popularne są wody magnezowe, które są stosowane w licznych uzdrowiskach. Przepisywane są pacjentom z uszkodzonym woreczkiem żółciowym oraz pacjentom z kamyczkami nerkowymi, przyspieszając wydalanie ich.
Źródła magnezu:
- Zielone warzywa
- Awokado
- Banany
- Czekolada
- Ziarno zboża
- Orzechy
- Mleko
Żelazo- symbol Fe; liczba atomowa.
Dzienne zapotrzebowanie tego pierwiastka wynosi około 15mg. U osób dorosłych występuje w ilości 3-5g, z czego 57% występuje się w hemoglobinie, a 7% w mioglobinie. Występuje w niewielkiej ilości, ale jego udział jest ogromny w niemalże każdej przemianie zachodzącej w organizmie ludzkim. Jako składnik hemoglobiny jest składnikiem białek złożonych, poprzez nietrwale połączenie z tlenem oraz dwutlenkiem węgla. O2 dostarczany jest w organizmie przy pomocy krwinek czerwonych, w których zawarte jest żelazo. Organizm ludzki wydala dziennie około 0,02 do 0,08g Fe3+. Inaczej sprawa wygląda u kobiet w okresie menstruacji, wydalają go w skrajnych przypadkach do 80 g/dzień, choć najczęściej jest to ilość 25g/dzień. Ważne jest by przyszły matki uzupełniały swoja dietę w magnez, gdyż istnieje taka możliwość, ze urodzi się dziecko upośledzone. Jony Fe3+ są niezbędny do prawidłowej pracy mózgu. Właśnie tam mają początek liczne procesy życiowe. Żelazo uczestniczy w produkcji przeciwciał, co ma bardzo duże znaczenie, gdyż brak ich spowoduje zmniejszenie odporności na wirusy i bakterie. Warto dbać o dostateczną ilość żelaza w organizmie. Obawiać się nie należy przedawkowania, gdyż nadmiar nie jest szkodliwy.
Organizm ludzki potrzebuje witaminy C do prawidłowego wchłaniania żelaza. Niektóre składniki diety powodują zahamowanie wchłaniania żelaza np. pokarmy bogate w błonniki, kawa, herbata, sole fosforu.
Często w kuracjach są stosowane wody żelazowo-wodorowęglanowe Żelaza ulega łatwo resorpcji. Jest to najlepsza metoda wprowadzania tego pierwiastka do organizmu. Jony żelaza oddziaływają korzystnie przy niedokrwistości, katarach jelit, wzmożonej przemianie materii.
Są dwa źródła żelaza:
- żelazo hemowe, które może być bardzo łatwo przyswajalne przez organizm ludzki;
- żelazo niehemowe, które jest zawarte w roślinach. Jest znacznie trudniej przyswajalne przez organizm.
Przyswajalność żelaza zależy od wielu czynników np. witaminy C. Takie składniki jak herbata, kawa, pokarmy bogate w błonnik zaburzają przyswajanie żelaza.
Niedobór żelaza powoduje:
- niedokrwistość;
- zanikanie błon śluzowych;
- ograniczenie wzrostu u dzieci;
- ogólne osłabienie, zawroty głowy;
- arytmie serca;
- problemy z oddychaniem;
- anemia.
Źródła żelaza:
- Melasa
- Wątroba
- Mięso
- Fasola
- Krewetki
- Płatki śniadaniowe
- Chleb pełno pszenny
- Brokuły
- Groch
- Szpinak
Fluor- symbol F; liczba atomowa 9.
Dzienne zapotrzebowanie tego pierwiastka wynosi około 1mg. Jest mikroelementem wchodzących w skład ludzkiego organizmu. Uodparnia zęby na działanie bakterii. Pierwiastek ten jest łatwo przyswajany przez organizm człowieka, gdy jest podawany z wodą, która jednocześnie stanowi podstawowe jego źródło. Głowna rola fluoru to procesy mineralizacji zachodzące w tkance kostnej. To bardzo istotny składnik fluoroapatytu, który jest w zębach oraz kościach. Jest jednym z mikroelementów.
Niedobór fluoru powoduje:
- problemy w wiązaniu fosforu, wapnia oraz magnezu w kościach
- u dzieci słabe i kruche szkliwa;
- próchnica zębów;
- problemy w kształtowaniu się zębów;
Stosowany jest w lecznictwie tzw. wody fluorkowe. Podawane są kobietom w 3 miesiącu ciąży. Dzieci w wieku 5-7 lat także powinny uzupełniać niedobór fluoru, gdyż jest to okres kształtowania się zębów, a fluor jest w tym procesie niezbędny.
Podczas fluoryzacji (kuracja polegająca na przyjmowaniu większej ilości fluoru), dawkowanie powinni być bardzo ostrożne, gdyż różnica między dawką szkodliwą i leczniczą jest bardzo mała
Ilość powodująca fluorozę, to już niespełna 5mg/dzień. Fluoroza polega na odkładaniu fluorków magnezu oraz wapnia, głownie w tkankach twardych. Związki fluoru nadają trwałość kościom i emalii zębów, lecz zbyt silne stężenie fluoru w preparatach dentystycznych niszczy emalię zębów. Fluor zapobiega próchnicy zębów, lecz duże dawki mogą wywołać ich przebarwienie. W krajach, gdzie woda jest fluorowana, spożycie fluoru z wodą (w postaci fluorku sodu i fluorku wapnia) jest wystarczające i bezpieczne, bez konieczności stosowania preparatów z fluorem.
Nadmiar fluoru powoduje:
- plamki na szkliwach;
- kruche zęby;
- osteosklerozę- zmiana barwy, kształtu oraz kierunku wzrostu zębów;
- zesztywnienie stawów, tworzenie się kostnych narośli.
Źródła fluoru:
- Żelatyna
- Ryby
- Małże
- Krewetki
- Woda pitna