Макроэлементы, роль в метаболизме

 

Министерство здравоохранения Российской Федерации

 

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

 

Волгоградский  государственный медицинский университет

 

Кафедра теоретической биохимии с курсом клинической биохимии

 

Заведующий кафедрой, д.м.н., профессор, Олег Владимирович Островский

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

На тему: «Макроэлементы, роль в метаболизме»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил  студент

 

1-го курса, 2-ой группы,

 

Стоматологического  факультета

 

Маграмов  Зухраб Алаутдинович.

 

Проверил (а) Няхина Е.А

 

 

 

 

 

Волгоград 2013г 

 

 

 

    Содержание

 

Введение……………………………………………………………3

Кальций……………………………………………………………..3

Фосфор……………………………………………………………...3

Магний……………………………………………………………...3

Натрий……………………………………………………………....3

Калий………………………………………………………………..3

Хлор………………………………………………………………....4

Сера………………………………………………………………….4

Кремний……………………………………………………………..5

Заключение …………………………………………………………6

Список литературы…………………………………………………7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Макроэлементы не обладают энергетической ценностью, но они участвуют в  различных обменных процессах организма: регулируют водно-солевой обмен, входят в состав ферментов и костей, отвечают за пластику и гибкость тканей. Недостаточное  или избыточное поступление в  наш организм минералов может  привести к различным изменениям в органах и тканях. Макроэлементы и их роль в обмене веществ многостороння, к ним относится магний, кальций, фосфор, калий, натрий, хлор, сера, кремний.

 

  Кальций,  в здоровом организме его доля в костях составляет 99 %, и именно это определяет их прочность. Различные патологические состояния приводят к остепорозу, что грозит аномальными переломами костей. Кальций, как макроэлемент играет роль в регулировании секреции некоторых гормонов, белков и ферментов. Он обладает антиоксидантным и противоалеллегическим свойством, участвует в процессах выведения из организма солей тяжелых металлов, при дефиците кальция могут возникать гипертонические кризы, повышаться уровень вредного «холестерина», усиливаться токсикоз беременных. Достаточное употребление в пищу кальция уменьшает риск развития рака кишечника и полипоза кишечника. Природными источниками кальция являются кости морских рыб, молочные продукты, морская капуста, яичный желток, инжир, грецкий орех, зеленолистовые овощи.

 

 

 

  Фосфор является биологическим спутником кальция, вместе с кислородом и углеродом участвует в жировом обмене веществ. В организме он содержится в костях и в крови. Как макроэлемент он входит в состав клеточных мембран, играет роль каркаса. Фосфор участвует в процессах деления и роста клеток, сохранения генетической информации. Входя в состав всех жидкостей организма, он обеспечивает кислотно-щелочное равновесие. Уровень фосфора в крови и его соотношение с кальцием основной показатель многих заболеваний и патологических состояний: рахит, спазмофилия, лейкоз и др. Недостаток фосфора встречается редко, он содержится почти во всех продуктах: мясо, рыба, орехи, зерновые, зелень и др.

 

 

 

  Магний самый важный макроэлемент для нормальной работы сердца, в организме он находится в костях. Его недостаток у детей первого года жизни приводит к развитию рахита, устойчивого к лечению витамином D. Достаточное поступление фосфора в организм нормализует обмен веществ сердечнососудистой системы. Отпадает необходимость в приеме мочегонных и препаратов, снижающих артериальное давление. Магний с успехом используется в комплексном лечении артериосклероза, остеопороза, онкологических заболеваний. Природные источники магния: морские водоросли, морская рыба, кукуруза, овес, хлеб, орехи, фрукты и овощи.

 

 

 

  Натрий, как макроэлемент участвует в обмене веществ нашего организма, он поддерживает осмотическое давление крови, обмен воды, активирует пищеварительные ферменты, регулирует тонус мышц и нервной системы. Чаще всего у нас происходит передозировка натрия, так как он содержится почти во всех пищевых продуктах, это приводит к задержке воды в организме, что формирует отеки и повышенное артериальное давление. Поступление натрия с пищей не должно превышать 4 грамм в сутки.

 

 

  Калий, макроэлемент, участвующий в жизнедеятельности и нормального функционирования каждой живой клетки. Без него не возможен ни один нормальный

3

обмен веществ, он играет роль в кислотно-основном состоянии организма, поддерживает осмотическое состояние  крови. Передозировка или недостаток грозят очень печальными последствиями, это приводит к развитию сердечнососудистых и онкологических заболеваний. Калий  нужен для обеспечения проведения нервных импульсов, сокращения мышц, регуляции сердечного ритма и  уровня сахара в крови. Недостаток калия  проявляется слабостью и быстрой  утомляемостью. Содержится в следующих пищевых продуктах: картофель, бобы, морские водоросли, бананы, печень, молоко, сухофрукты, дыня, цитрусовые.

 

 

 

  Хлор, макроэлемент участвует в обмене веществ наряду с натрием и калием, регулирует водный и электролитный баланс, кислотно-щелочное равновесие, содержится во всех жидкостях, тканях и органах. Активирует ферменты пищеварительного тракта, входит в состав желудочного сока, устранят отеки, выводит углекислый газ, токсины и шлаки из организма. Недостаток хлора проявляется слабостью, сухостью во рту, отсутствием аппетита, выпадением волос. Основным источником хлора является поваренная соль и морепродукты, меньше он содержится в оливках, крупах, мясе, овощах и фруктах. Человек в сутки должен получать 4-6 грамм.

 

 

 

  Сера, макроэлемент, играющий большую роль в белковом обмене веществ. В организме она содержится, костях, хрящах, желчи и в волосах. Сера участвует в синтезе нескольких аминокислот: цистин, цистеин, метионин. Они, в свою очередь, входят в состав почти всех белков, а белок это строительный материал нашего организма. Сера  входит в состав многих витаминов и коферментов: тиамин, биотин, липовая кислота, глютатион, коэнзим А. Она содержится в растениях: лук, шпинат, чеснок, редька, редиска, но больше всего в продуктах животного происхождения.

 

Сера содержится в растениях в количестве 0,17%. Однако в растениях семейства крестоцветных ее содержание гораздо выше. Поступает сера в растения в виде сульфатиона S042-. Сера входит в состав органических соединений, играющих важную роль в обмене веществ организма. Так, сера входит в состав трех аминокислот — цистина, цистеина и метионина. Почти все белки включают аминокислоты, содержащие серу, поэтому становится понятна роль серы в белковом обмене организма. Сера входит также в состав многих витаминов и многих коферментов, таких, как биотин, тиамин, коэнзим А, глютатион, липоевая кислота и др. В связи с этим сера принимает участие в многочисленных реакциях обмена (аэробная фаза дыхания, синтез жиров и др.). В составе коэнзима А (СоА—SH) сера участвует в образовании макроэргической связи с ацильными группами кислот. Ацетилкоэнзим А (CH3CO~SCoA) играет роль в метаболизме углеводов, жирных кислот, аминокислот. Аденозилметионин используется при синтезе фитогормона этилена и лигнина. Сульфгидрильные группировки (SH) и дисульфидные связи (S—S) играют большую роль, обеспечивая взаимодействие между ферментами и их простетическими группами, а также участвуя в создании определенной конфигурации белковых молекул. Так, SH-группы связывают белок с такими коферментами, как НАД или ФАД. Часто за счет дисульфидных связей сохраняется трехмерная структура белка, а следовательно, его активность. Соединения серы участвуют в поддержании уровня окислительно-восстановительного потенциала клетки. Это относится к системам цистеин — цистин и SH—глутагион <-> S—S — глутатион. В составе белка тиоредоксина сера участвует в регуляции работы таких ферментов как Rubisco, АТФ-синтаза и др.. Сера входит в состав чесночных и горчичных масел. Именно с этим связан своеобразный вкус и запах некоторых растений семейства крестоцветные. Нельзя не отметить, что соединения серы, такие, как S-аденозилметионин, участвуют в образовании полиаминов, в частности спермедина. Согласно современным представлениям, полиамины играют большую и разностороннюю роль в жизнедеятельности организмов. Полиамины благодаря наличию заряженных аминогрупп во многих реакциях могут заменять неорганические катионы. Сера, поступая в растение в виде иона S042-, быстро переходит в органическую форму при участии АТФ и магния:                              4

 

 

 

 

 

 

 

Такой активированный сульфат  является короткоживущим соединением  и через ряд этапов восстанавливается  до цистеина при участии ферредоксина. Ферменты, участвующие в образовании цистеина, в частности сульфурилаза локализованы в цитозоле, пластидах и митохондриях. Из цистеина образуются цистин и метионин. Производным цистеина является глютатион, участвующий в передвижении серы по растению. Глютатион является сигналом для поступления иона S042- через корни. В восстановленной форме сера включается в аминокислоты. Восстановленная сера в растении может подвергаться снова окислению. Окисленная форма S042- неактивна. Показано, что в молодых органах сера находится главным образом в восстановленной форме, а старых — в окисленной. К числу необходимых растению металлов относят как макроэлементы К, Са, Mg, Fe, так и микроэлементы Си, Zn, Мл и др. Участие в каталитических реакциях характерно, главным образом, для металлов. Металлы могут осуществлять влияние на процессы обмена различным путем:

 

1) непосредственно входя  в активный центр фермента (в  простетическую группу или в апофермент). Таковы ферменты, содержащие железо, медь и некоторые другие элементы. Функция металла заключается чаще всего в переходе из восстановленной в окисленную форму и обратно, что сопровождается переносом электрона, например: Fe2+ —» Fe3+ + е;

 

2) активируя тот или  иной фермент путем изменения  заряда белка-фермента или его  конфигурации;

 

3) являясь связующим мостиком  между ферментом и субстратом  и тем самым облегчая их  взаимодействие;

 

4) изменяя константу равновесия  ферментативных реакций;

 

5) изменяя равновесие между  активной и неактивной формами  фермента;

 

6) связывая ингибиторы  тех или иных ферментативных  реакций.

 

 

  Кремний макроэлемент, отвечающий за обмен веществ нервной системы. Если его уровень снижен, то нарушается эластичность сосудов. В случае недостатка кремния в тканях, он замещается кальцием, на стенках сосудов оседает «вредный» холестерин и сосуды становятся жесткими. Это приводит к заболеваниям сердца и сосудов. Одновременно с недостатком кремния снижается усвояемость организмом железа, кобальта, фтора, марганца, кальция и др. Он участвует в метаболизме многих витаминов и минеральных веществ. Основными природными источниками кремния являются: топинамбур, окопник, злаки, сельдерей, спорыш, хвощ, овес, ячмень.

 

 

  Каждый макроэлемент  играет свою роль в обмене  веществ, заменить его не чем,  для того, что б получить их  все, нужно качественно и сбалансировано  питаться.

 

5

 

 

Заключение

 

По своему содержанию в  живом веществе химические элементы можно разделить на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относят элементы: С, О, Н, N, на долю которых приходится 96 % массы живого вещества и Ca, Р, К, S (3 % массы живого вещества). Макроэлементы сконцентрированы, как правило, в одном типе тканей живого организма (соединительные ткани, мышцы, кости, кровь). Они составляют пластический материал основных несущих тканей, обеспечивают свойства всей среды организма в целом: поддерживают определенные значения рН, осмотического давления, сохраняют в нужных пределах кислотно-основное равновесие, обеспечивают устойчивость коллоидных систем в организме. Содержание макроэлементов в организме достаточно постоянно, но даже сравнительно большие отклонения от нормы совместимы с жизнедеятельностью организма. Макроэлементы, как правило, входят в организме в состав органических соединений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

      Список литературы

 

«Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2001»

 

«Кирилл и Мефодий» (с изменениями и дополнениями),

      1997, 1998, 2000, 2001гг.

 

«Большая Российская энциклопедия», 1996г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7