Макроэлементы. 
Физиология питания

Кальций. В организме взрослого человека содержится около 1,2 кг кальция, причем 99% — в костях, главным образом в виде гидроксиапатита, микрокристаллы которого образуют структуру костной ткани и непрерывно обновляются.

Однако функции кальция в организме не ограничиваются только этой опорно-структурной ролью, он также требуется для осуществления многих физиологических и биохимических процессов^[1]:

• • играет ключевую роль в формировании дентина и эмали зубов;
• • участвует в регуляции нервной и нервно-мышечной проводимости (необходим для сокращения скелетных мышц и гладких мышц внутренних органов, а также регуляции сердечных сокращений);
• • необходим для поддержания здоровья ногтей, волос, кожи и зубов, так как является основным элементом их структуры;
• • является важнейшим компонентом системы свертывания крови;
• • участвует в регуляции тонуса и проницаемости стенок сосудов;
• • противодействует депонированию в организме токсинов, тяжелых металлов, радиоактивных элементов;
• • необходим для функционирования иммунной системы, оказывает противовоспалительное, десенсибилизирующее, противоаллергическое действие.

Недостаточное поступление в организм кальция может иметь серьезные последствия, одно из самых опасных — снижение плотности и прочности костной ткани и развитие остеопороза, что приводит к повышению риска переломов. В Российской Федерации около 14 млн человек страдают остеопорозом (10% населения страны). К другим неприятным последствиям дефицита кальция относятся ухудшение состояния зубов, волос и ногтей, появление судорог в мышцах и нарушение их сократимости (снижение тонуса), возможны нарушения процессов свертывания крови и работы иммунной системы. Особенно опасно недостаточное потребление кальция в детском возрасте — это может привести к задержке роста и развития ребенка, а также к деформации (искривлению) конечностей и позвоночника, формированию неправильной осанки. В настоящее время низкая минеральная плотность костной ткани регистрируется у 29—59%, а замедление темпов созревания скелета и недостаточная минерализация костной ткани — у 70% школьников^[2].

Всасывание кальция в кишечнике зависит от содержания в организме витамина D, активная форма которого необходима для нормального функционирования систем транспорта кальция в тонкой кишке. При дефиците витамина D резко нарушается всасывание кальция, и организм начинает использовать кальций из костей^[3].

Усвоение кальция ухудшается как при недостатке, так и при избытке белка в рационе.

Кальций всасывается из кишечника в комплексе с жирными и желчными кислотами. Как при недостатке, так и при избытке жиров в пище усвоение кальция ухудшается.

Ухудшается всасывание кальция из кишечника при наличии в продуктах питания щавелевой кислоты, которой богаты шпинат, щавель, инжир, шоколад.

При избытке в пище фосфора (в виде фитинов зерновых и бобовых продуктов) в кишечнике образуются нерастворимые соединения кальция, выводимые с калом. Лактоза, которая после сбраживания поддерживает в кишечнике низкие значения pH, улучшает всасывание кальция, что препятствует образованию нерастворимых фосфорно-кальциевых солей.

По содержанию и полноте усвоения лучшими источниками кальция являются молоко и молочные продукты (мг/100 г): сыры твердые (850— 1100), плавленые сыры (430—760), творог (100—150), молоко и кисломолочные напитки (85—150), сливочное масло (13—18).

Усвояемость кальция зависит от оптимального соотношения с другими компонентами пищи — жирами, фосфором, магнием. Оптимальное соотношение Са: Р: Mg — 1: 1,3: 0,5.

Отношение кальция к фосфору составляет: в коровьем молоке — 1: 0,7, твороге —1:1, сыре — 1: 0,5, говядине — 1: 20, треске — 1:8, яйцах и хлебе —1:4, картофеле и овсяной крупе —1:6, яблоках, моркови и свекле — 1:1. При сочетании определенных продуктов соотношение кальция и фосфора улучшается (например, каши, приготовленные на молоке, хлеб с сыром или творогом и др.).

В хлебе, крупе, мясе и картофеле отношение кальция к магнию в среднем равно 1: 2, в молоке — 1: 0,1, твороге — 1: 0,2, во многих овощах и фруктах — 1: 0,5.

Суточная потребность в кальции изменяется с возрастом, достигая максимальных значений в подростковом и пожилом возрасте (табл. 5.2). Это связано с тем, что в период с 11 до 18 лет происходит интенсивный рост скелета, требующий больших затрат кальция, а после 60 лет усвоение кальция снижается, а процессы вымывания кальция из костей начинают преобладать над процессами формирования костной ткани. У женщин снижение плотности и прочности костной ткани может начинаться уже после 40—50 лет.

Таблица 5.2

Рекомендуемая суточная норма потребления кальция¹

Национальным институтом здоровья США рекомендованы следующие суточные уровни потребления кальция: женщинам и мужчинам до 25 лет — 1200 мг, женщинам от 25 до 50 лет и мужчинам от 25 до 65 лет — 1000 мг, женщинам после 50 лет —1500 мг.

В ряде случае потребность в кальции возрастает. Например, при тяжелой физической работе и высокой температуре окружающей среды происходят потери кальция с потом, которые могут достигать 30% от всех потерь элемента. Также при беременности и лактации расход кальция существенно возрастает.

Калий играет важную роль в главных обменных реакциях организма. Он поддерживает кислотно-щелочное равновесие крови, регулирует обмен углеводов и водно-солевой обмен, а также осмотическое давление в клетках. Он необходим для нормальной работы мышцы сердца. В теле взрослого человека содержится около 250 г калия, который находится в основном внутри клеток.

Обмен калия тесно связан с водным обменом и обменом натрия, причем калий и натрий являются антагонистами: в то время как натрий задерживает воду в организме, калий способствует выведению ее с мочой. Избы-^[4]

точное поступление калия в организм «вытесняет» из него натрий и, следовательно, воду, что используется в клинической практике при почечных и сердечно-сосудистых заболеваниях.

Больше всего калия организм получает с растительными продуктами, мясом, морской рыбой. Много калия содержится (мг/100 г) в сухофруктах (1717), фасоли (1100), горохе (870), картофеле (570), яблоках и винограде (около 250). В растительных продуктах, в отличие от животных, калия во много раз больше, чем натрия. Содержание калия в пищевых рационах увеличивают за счет блюд из растительных продуктов: из гречневой и овсяной круп, печеного картофеля, свежих овощей, фруктов и ягод, их соков, сухофруктов.

При дефиците калия в организме могут возникнуть мышечная дистрофия, паралич мышц, нарушение передачи нервного импульса, сердечного ритма.

Суточная потребность в калии взрослого здорового человека составляет в среднем 3,5 г.

Натрий принимает активное участие в водном обмене, входит в буферные системы, обеспечивающие кислотно-щелочное равновесие в организме. Он активизирует пищеварительные ферменты, участвует в регуляции нервной и мышечной ткани, в транспортировании аминокислот, глюкозы и калия в клетки.

Натрий поступает в организм в основном в виде натрия хлорида (поваренной соли). Натрий является антагонистом калия. Особенно много натрия содержится в блюдах и продуктах, приготовленных с добавлением поваренной соли. Богаты натрием некоторые минеральные воды: «Ессентуки» № 4 и № 17, «Боржоми» и др. Совсем немного натрия в свежих фруктах, ягодах и большинстве овощей.

Как показывают последние данные о потреблении натрия, в различных группах населения в мире потребление натрия значительно превышает физиологическую потребность. Во многих случаях уровень потребления значительно превышает существующий рекомендованный ВОЗ уровень потребления натрия для взрослых, который составляет 2 г натрия в сутки (эквивалентно 5 г соли в сутки)^[5].

Фактическое потребление поваренной соли для большинства населения развитых стран — 12—15 г в сутки, причем не менее 6—8 г поступает из хлеба и готовых пищевых продуктов.

Повышенное потребление натрия ассоциируется с рядом неинфекционных заболеваний (включая гипертензию, сердечно-сосудистые заболевания и инсульт). Неинфекционные заболевания (НИЗ) являются одним из основных факторов смертности и заболеваемости в глобальных масштабах. Сокращение потребления натрия может снизить кровяное давление и риск связанных НИЗ.

При некоторых заболеваниях используют бессолевые диеты в течение определенного времени. Для улучшения вкуса несоленой пищи добавляют лимонную кислоту и натуральные кислые соки (лимонный, сок лайма, апельсиновый, томатный).

Потребность в поваренной соли возрастает до 15—25 г в сутки при тяжелом физическом труде, в жарком климате, при обильном потоотделении, употреблении большого количества растительной пищи, богатой калием, и т. д.

Фосфор составляет 0,8—1,1% общей массы тела (600—700 мг) и входит в состав костной ткани в виде особого соединения — оксиапатита, которое представляет собой сложную соль и участвует в белковом обмене. Фосфор в виде фосфатов входит в состав нуклеотидов и нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) — носителей генетической информации. Энергетические соединения фосфора — АТФ — накапливают энергию, освобождающуюся при различных процессах жизнедеятельности клетки.

Неорганический фосфат участвует в поддержании кислотно-основного состояния. Большая часть фосфора, содержащегося в крови, входит в состав эритроцитов.

Фосфор принимает участие во всех процессах жизнедеятельности организма: регуляции обмена веществ, синтезе и расщеплении веществ в клетках, входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов, необходим для образования АТФ. Он важен для нормальной функции нервной и мозговой ткани, мышц, печени, почек, образования костей и зубов.

Эффективность всасывания фосфора во многом зависит от содержания в рационе кальция. При нарушениях обмена фосфора возникает размягчение костной ткани у взрослых и развивается рахит у детей.

Постоянную концентрацию фосфора в организме обеспечивают витамин D и гормон паращитовидных желез.

Хорошими источниками фосфора являются все животные продукты, хотя много фосфора содержится в зерновых и бобовых (однако они плохо усваиваются). Содержание фосфора (мг/100 г) в сыре — до 60, в фасоли — 500, в яичном желтке — 470, в рыбе — 250. В овощах, фруктах и ягодах очень мало фосфора. В кишечнике из продуктов животного происхождения всасывается 70% фосфора, из растительных — 40%. Замачивание круп и бобовых перед кулинарной обработкой улучшает усвоение фосфора. Однако дефицит фосфора встречается очень редко (если только человек не питается длительное время одними фруктами и ягодами, голодает или вынужденно находится на диете со значительным ограничением фосфора), так как в пище он распространен очень широко.

Суточная потребность в фосфоре для здоровых людей составляет 800 мг, для беременных и кормящих женщин — 1600—1800 мг.

Магний — жизненно важный элемент, принимающий участие более чем в 300 реакциях обмена веществ. В теле взрослого человека содержится около 25 г магния, из них 70% находится в соединении с кальцием и фосфором, образуя основу костной ткани.

Он играет существенную роль в передаче нервного возбуждения, нормализации возбудимости нервной системы, образовании костей. Магний обладает сосудорасширяющими и антиспастическими свойствами, участвует в углеводном и фосфорном обмене, стимулирует перистальтику кишечника, повышает желчеотделение, укрепляет слизистые оболочки и кожу. При недостатке магния возникают серьезные поражения почек, нарушение сердечной деятельности, в стенках артерий увеличивается содержание кальция, что снижает эластичность сосудов. Диета, богатая магнием, рекомендуется при гипертонической болезни^[6].

Основными источниками магния являются растительные продукты (злаковые, крупы, горох, фасоль). Так, в хлебе магния содержится 85—90 мг на 100 г, в овсяной крупе — 116, горохе, фасоли — 105, в большинстве овощей — 10—40. Богаты магнием орехи — 170—230 мг на 100 г. Бедны магнием продукты животного происхождения — молоко содержит 14, творог — 23 мг на 100 г.

Потребность взрослого человека в магнии — 400 мг в сутки. При нормальном питании, как правило, потребность организма в магнии полностью обеспечивается.

Хлор принимает участие в регулировании осмотического давления, он необходим для нормализации водного обмена, а также для образования в желудке соляной кислоты. При избыточном поступлении хлор откладывается в коже. Из организма выделяется с потом и мочой. Наибольшее количество хлора содержится в поваренной соли, хлебе, сыре, яйцах^[7]. Потребность взрослого человека в хлоре — 4—6 г в сутки.

Сера. Играет значительную роль во многих процессах, происходящих в организме: входит в состав некоторых аминокислот — метионина, цистина, цистеина, витаминов — тиамина, биотина и в состав гормона инсулина. Сера участвует в тканевом дыхании и энергетическом обмене, в виде сульфатов обезвреживает токсические вещества^[8]. Основная масса серы связана с белками. Много серы содержится в нервной ткани, костях, волосах, желчи.

Основными источниками серы являются сыр, яйца, молоко, хлеб, крупы (рис, овсяная), бобовые. Потребность взрослого человека в сере — 1 г в сутки.

• [1] См.: URL: http://www.vitamini.ru/mineral₅.html.
• [2] См.: Васильева Т. Г., Кочеткова Е. А. Особенности обмена кальция и фосфора у детейраннего возраста // Вестник ДВО РАН. 2006. № 2. С. 91—96.
• [3] См.: Тутельяп В. А. Микронутриенты в питании здорового и больного человека. С. 140.
• [4] Производится по: МР 2.3.1.2423—08 «Нормы физиологических потребностей в энергиии пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации».
• [5] 2 Рацион, питание и предупреждение хронических заболеваний. Доклад совместного консультативного совещания экспертов ВОЗ/ФАО / Всемирная организация здравоохранения, Женева, 2003 г. URL: http://vww.who.int/iris/handle/l0665/105 934.
• [6] См.: Дроздова Т. М. Физиология питания / Т. М. Дроздова, П. Е. Влощинский, В. М. Позняковский. С. 81.
• [7] См.: Основы микробиологии, физиологии питания и санитарии для общепита. С. 227.
• [8] См.: Тутелъян В. А. Микронутриенты в питании здорового и больного человека. С. 223.