Недавно установлено важное значение витамина К в усвоении кальция и формировании костей, а также в обеспечении нормальной работы почек.
Дефициту витамина К способствует нарушение его всасывания в желудочно-кишечном тракте. Пищевой фактор не играет существенной роли в возникновении недостаточности витамина К из-за широкого распространения витамина в пищевых продуктах и его термостабильности.
Проявления недостаточности в питании. Замедление свертывания крови и возникновение трудноостанавливаемых кровотечений.
Суточная потребность 0,2–0,3 мг.
Витамин Н (биотин). Биотин, относящийся к водорастворимым витаминам, иногда называют микровитамином, поскольку для нормальной работы организма он необходим в чрезвычайно малых количествах. В организме человека синтезируется нормальной микрофлорой кишечника.
Влияние на организм: витамин Н входит в состав ферментов, осуществляющих начальный этап биосинтеза жирных кислот, участвует в обмене углеводов, аминокислот, влияет на состояние кожи, иммунитет и функции нервной системы.
Проявления недостаточности в питании. Сначала возникает шелушение кожи, далее дерматит рук, ног, щек. Постепенно кожа всего тела становится сухой и шелушится. К поражению кожи присоединяются вялость, сонливость, потеря аппетита, тошнота, мышечные боли, анемия.
Суточная потребность – 150–300 мкг.
Витамин Вт (карнитин) раньше относился к витаминоподобным веществам, в настоящее время исключен из этой группы веществ, хотя до сих пор его можно встретить в составе биологически активных добавок в качестве «витамина». По своему строению близок к аминокислотам, существует в двух зеркально противоположных формах – D– и L-карнитина, причем, если L-форма является полезным биологически активным веществом, то D-форма токсична для организма. Поэтому как D-форма, так и смешанные DL-формы запрещены к применению.
Влияние на организм: содержание карнитина в мышечной ткани человека в несколько раз выше, чем во всех других тканях, и достигает 20–50 мг. С началом приема карнитина начинается стойкая потеря жировой ткани с постоянной скоростью, которая иногда достигает 10–15 кг в течение месяца без изменения диеты. При этом резко повышается эффективность окисления жиров в организме, так как при достаточном содержании карнитина жирные кислоты дают не токсичные свободные радикалы, а энергию, запасаемую в виде АТФ. Особенно существенно улучшается энергетика сердечной мышцы, которая на 70 % питается жирными кислотами. Усиление проникновения жирных кислот внутрь клетки с последующим окислением значительно повышает силу и выносливость сердечной мышцы.
Карнитин повышает выносливость и сокращает период восстановления после физической нагрузки, снижает содержание холестерина в крови, ускоряет рост мышечной ткани, стимулирует иммунитет.
Учитывая, что в организме карнитин может синтезироваться из аминокислот лизина и метионина при участии витаминов группы В, аскорбиновой кислоты и железа, дефицит в питании этих компонентов снижает его содержание в организме.
Карнитин является водорастворимым, поэтому довольно большие количества его теряются при замораживании и последующем оттаивании мясных продуктов, а также переходят в бульон при отваривании. Наибольшее количество карнитина отмечается в рыбе, постном мясе, дичи, птице, пивных дрожжах и молоке.
Карнитин используется в спортивной медицине в качестве анаболика и средства для сгонки веса, а также для повышения выносливости при беговых, плавательных и других нагрузках. Лучше всего принимать карнитин натощак за 0,5–1 ч до еды. Это необходимое условие, так как будучи принятым вместе с едой, карнитин частично связывается с компонентами пищи. Спортивная практика показала, что спортсменам карнитин необходим в относительно больших дозах: минимальная суточная доза карнитина – 2 г, максимальная – 8 г. Минимальную дозу необходимо подбирать самостоятельно опытным путем, регулируя ее в зависимости от интенсивности занятий спортом.
Проявления недостаточности в питании. Повышенная утомляемость, боли в мышцах после физической нагрузки, дрожание мышц, нарушения работы сердца, снижение содержания сахара в крови, угнетение функции печени, замедление роста у детей.
6.5. Физиологическое значение биоэлементов
Знание роли различных макро– и микроэлементов, необходимых человеку как биологическому виду, постоянно дополняется новыми данными. Осознание проблемы дисбаланса макро– и микроэлементов у спортсменов привело к появлению первых попыток индивидуальной коррекции их биохимического статуса, включающих оценку элементного, витаминного, ферментного и антиоксидантного баланса.
У спортсменов при больших физических нагрузках напряженность обменных процессов резко возрастает, а значит, увеличивается потребность в витаминах и макро– и микроэлементах. Для ряда витаминов доказано, что их прием должен регулироваться, исходя из энергозатрат. Относительно макро– и микроэлементов таких данных нет, однако точно известно, что с потом, мочой, слюной выделяется значительное количество многих элементов, нарушая их баланс в организме, вызывая определенные физиологические и патологические сдвиги. Следовательно, учитывая значимость элементов в сохранении гомеостаза, совершенно очевидна необходимость их поставки в определенных пропорциях людям, особенно спортсменам.
Натрий. В организм человека натрий поступает ежедневно в виде хлорида натрия в достаточно больших количествах: 12–15 г. Натрий играет весьма важную роль в регуляции осмотического давления и водного обмена, при нарушении которых отмечаются следующие признаки: жажда, сухость слизистых оболочек, отечность. Он оказывает значительное влияние и на белковый обмен. Обмен натрия находится под контролем щитовидной железы и регулируется в основном альдостероном.
Суточное потребление натрия составляет около 4–7 г.
В организме человека натрий выполняет внеклеточные функции, а именно:
– поддержание осмотического давления и рН среды;
– формирование потенциала действия путем обмена с ионами калия;
– транспорт углекислого газа;
– гидратацию белков;
– солюбилизацию органических кислот.
Внутри клеток натрий необходим для поддержания нейромышечной возбудимости и работы натрий-калиевого насоса, обеспечивающих регуляцию клеточного обмена различных метаболитов. От натрия зависит транспорт аминокислот, сахаров, различных неорганических и органических анионов через мембраны клеток.
Основные проявления дефицита натрия:
– исхудание, слабость;
– кожные сыпи, выпадение волос;
– поносы, кишечные колики;
– судорожные сокращения скелетных мышц;
– угнетение центральной нервной системы Основные проявления избытка натрия:
– утомление, возбуждение;
– неврозы;
– дисфункция надпочечников;
– нарушение выделительной функции почек;
– жажда;
– отеки;
– гипертензия;
– остеопороз.
Коррекция дисбаланса натрия в организме. Нарушение обмена натрия в организме можно регулировать с помощью диеты с пониженным или повышенным содержанием его в продуктах, а также с помощью препаратов, восполняющих дефицит или устраняющих избыток элемента. К препаратам, восполняющим дефицит натрия, относятся солевые растворы типа регидрона. Препараты альдостерона (верошпирон), диуретики устраняют избыток натрия в организме человека.
Калий. Соединения калия поступают в организм с пищей. В организме взрослого человека содержится 160–180 г калия (около 0,23 % от общей массы тела). Его биоусвояемость организмом составляет 90–95 %. Соли калия быстро всасываются и быстро выводятся из организма с мочой, потом и через желудочно-кишечный тракт.
Калий является основным внутриклеточным катионом. Его концентрация в клетках на порядок выше, чем вне клеток. Главной функцией калия является формирование трансмембранного потенциала и распространение изменения потенциала по клеточной мембране путем обмена с ионами натрия по градиенту концентраций. Вместе с натрием и хлором калий является постоянным составным элементов всех клеток и тканей.
Суточное потребление калия составляет примерно 2000 мг.
Основные функции калия в организме:
– поддержание постоянства состава клеточной и межклеточной жидкости;
– поддержание кислотно-щелочного равновесия;
– обеспечение межклеточных контактов.
Основные проявления дефицита калия:
– психическое истощение, чувство усталости, депрессия, снижение работоспособности;
– мышечная слабость;
– ослабление защиты организма от токсических воздействий;
– мышечная слабость;
– ослабление защиты организма от токсических воздействий;
– истощение надпочечников, снижение адаптационных возможностей организма;
– обменные и функциональные нарушения в миокарде, изменение ритма сердечных сокращений, сердечная недостаточность;
– сухость кожи, ломкость волос;
– тошнота, рвота и атония кишечника.
Основные проявления избытка калия:
– повышенная возбудимость, раздражительность, беспокойство, потливость;
– слабость и парезы мышц, дегенеративные нервно-мышечные расстройства;
– нейроциркуляторная дистония;
– аритмии, ослабление сократительной способности мышцы сердца;
– параличи скелетных мышц;
– кишечные колики.
Коррекция недостатка и избытка калия в организме. При дефиците калия в организме могут быть полезными следующие рекомендации:
– ограничение психических и нервных перегрузок, организация правильного режима труда и отдыха;
– увеличение потребления продуктов с повышенным содержанием калия: молока и молочных продуктов, томатов, петрушки, абрикосов, кураги, изюма.
При избытке калия в организме необходимо ограничить его поступление извне, принять меры к нормализации регуляции обмена и лечению сопутствующих заболеваний.
Магний поступает в организм с пищей и водой. Особенно богата магнием растительная пища. Часть ионизированного элемента отщепляется от магнезиальных солей пищи еще в желудке и всасывается в кровь. Основная часть труднорастворимых солей магния переходит в кишечник и всасывается только после их соединения с жирными кислотами; в желудочно-кишечном тракте абсорбируется до 40–45 % поступившего магния. В крови человека около 50 % элемента находится в связанном состоянии, а остальная часть – в ионизированном.
В организме взрослого человека содержится около 140 г магния (0,2 % от массы тела), причем ⅔ от этого количества приходится на костную ткань. Выводится из организма в основном с мочой. Норма поступления составляет 200–400 мг в течение суток.
Магний является важнейшим внутриклеточным элементом. Он участвует в обменных процессах, тесно взаимодействуя с калием, натрием и кальцием; является активатором для множества ферментативных реакций. Нормальный уровень магния в организме необходим для обеспечения энергетики множества жизненно важных процессов, регуляции нервно-мышечной проводимости, тонуса гладкой мускулатуры. Магний стимулирует образование белков, регулирует хранение и высвобождение АТФ, снижает возбуждение в нервных клетках.
Магний укрепляет иммунную систему, обладает антиритмическим действием, способствует восстановлению сил после физических нагрузок. Магний легко вступает в обменные реакции с кальцием. Эти два элемента легко вытесняют друг друга из соединений. Дефицит магния в диете, богатой кальцием, обусловливает задержку кальция во всех тканях, что ведет к их обызвествлению.
Основные проявления дефицита магния:
– утомляемость, раздражительность;
– потеря аппетита, тошнота, рвота, диарея;
– заболевания сердечно-сосудистой системы (магний зависимые аритмии, ангиоспазмы, стенокардия);
– истощение функции надпочечников;
– мышечная слабость, судороги мышц;
– иммунодефициты.
Основные проявления избытка магния:
– вялость, сонливость, снижение работоспособности;
– диарея.
Коррекция недостатка и избытка магния в организме. При недостаточном поступлении магния в организм необходимо избегать психических и нервных перегрузок, увеличить потребление продуктов с повышенным содержанием этого элемента, ограничить прием фармпрепаратов.
Кальций в больших количествах содержится во многих пищевых продуктах и ежедневно поступает в организм с пищей. Значительное его количество содержится в молочных продуктах. В меньших количествах он присутствует в огородной зелени, овощах, орехах и рыбе.
Всасывание кальция происходит в тонком кишечнике, главным образом в двенадцатиперстной кишке. Здесь желчные кислоты образуют с солями кальция комплексные соединения, которые затем проходят через кишечные ворсинки.
Кальций является важной составляющей частью организма; его общее содержание – около 1,4 %. В организме он распределен неравномерно: около 99 % его количества приходится на костную ткань и лишь около 1 % содержится в других органах и тканях. Кальций обеспечивает опорную функцию костей. В то же время костная ткань выполняет функцию депо элемента в организме. Выводится кальций из организма через кишечник и почки.
Катионы кальция, входящие в состав плазмы крови и тканевых жидкостей, участвуют в поддержании гомеостаза, в регуляции сердечных сокращений и свертывании крови.
Кальций очень активен: доминирующее положение этого элемента в конкуренции с другими металлами и соединениями за активные участки белков определяется химическими особенностями его иона – наличием двух валентностей и сравнительно небольшим атомным радиусом. Поэтому кальций может успешно конкурировать с тяжелыми металлами на всех этапах метаболизма. Метаболизм кальция находится под влиянием околощитовидных желез, кальцитонина (гормон щитовидной железы) и кальцеферолов (витамин D). Суточная потребность организма в кальции составляет 800–1500 мг.
Основные проявления дефицита кальция:
– общая слабость, повышенная утомляемость;
– боли, судороги в мышцах;
– боли в костях, нарушения походки;
– декальцинация скелета, остеопороз, деформация позвонков, переломы костей;
– нарушения иммунитета;
– снижение свертываемости крови, кровоточивость.
Основные проявления избытка кальция:
– подавление возбудимости скелетных мышц и нервных волокон;
– уменьшение тонуса гладких мышц;
– повышение содержания кальция в плазме крови;
– повышение кислотности желудочного сока, гиперацидный гастрит, язвы желудка;
– отложение кальция в органах и тканях;
– почечнокаменная болезнь;
– увеличение свертываемости крови.
Коррекция недостатка и избытка кальция в организме. Устранение дефицита кальция может быть достигнуто как изменениями в рационе питания, так и приемом кальцийсодержащих пищевых добавок.
Как правило, избыток кальция связан с метаболическими, гормональными нарушениями, передозировкой препаратов кальция, а не с избыточным его потреблением с пищей и водой. В случае избыточного накопления кальция в организме необходимо отменить препараты, содержащие кальций, витамин D и применять антагонисты элемента: магний, фосфор, цинк, железо. Эти антагонисты замедляют усвоение кальция и могут ускорить процессы выведения его из организма.
Фосфор в больших количествах присутствует во многих пищевых продуктах (молоко, мясо, рыба, хлеб, овощи). Большая часть потребляемого с пищей фосфора всасывается в проксимальном отделе тонкого кишечника. Всасывание, распределение и выведение его из организма в значительной степени связано с кальциевым обменом.
Содержание фосфора в теле взрослого человека около 1 %. В организме основное количество фосфора находится в костях (около 85 %), много фосфора в мышцах и нервной ткани. Из организма фосфор выводится с мочой и калом.
Значение фосфора для организма человека огромно. Он находится в биосредах в виде фосфат-иона, который входит в состав неорганических компонентов и органических биомолекул. Фосфор входит в состав белков, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, фосфолипидов. Соединения фосфора в виде АТФ и АДФ являются уникальными источниками энергии для всех живых клеток. Значительная часть энергии, образующаяся при распаде углеводов и других соединений, аккумулируется в богатых энергией органических соединениях фосфорной кислоты. Фосфор играет важную роль в деятельности головного мозга, сердца, мышечной ткани. Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1,3 г.
Основные проявления дефицита фосфора:
– повышенная утомляемость, снижение внимания, слабость, истощение;
– боли в мышцах;
– снижение сопротивляемости к инфекциям;
– дистрофические изменения в миокарде;
– кровоизлияния на коже и слизистых оболочках;
– остеопороз.
Основные проявления избытка фосфора:
– отложение в тканях малорастворимых фосфатов;
– почечнокаменная болезнь;
– развитие анемии, лейкопении;
– кровотечения, кровоизлияния;
– декальцинация костной ткани.
Коррекция недостатка и избытка фосфора в организме. Восполнение дефицита фосфора в организме происходит путем увеличения потребления богатых фосфором пищевых продуктов.
Тактика лечения гиперфосфатемии зависит от состояния почек, обычно лечение проводится путем введения бедных фосфатами растворов, применением гидроокиси алюминия.