В раннем детстве я хотела стать врачом. Но на протяжении своей жизни я поняла, что каждый человек способен сам себя предостеречь от различных болезней и недуг. И всему этому предшествует наш образ жизни, главным элементом которого является рациональное питание.
     Таким образом в моей жизни появилось новое увлечение и огромное желание создать универсальную программу по определению здорового рациона питания для людей. В основу данной разработки будет положена идея о биохимических процессах в организме человека, которые зависят от химических элементов, источником которых в большей степени являются продукты питания.

     Многим химикам известны крылатые слова, сказанные в 40-х годах текущего столетия немецкими учеными Вальтером и Идой Ноддак, что в каждом булыжнике на мостовой присутствуют все элементы Периодической системы. Вначале эти слова были встречены далеко не с единодушным одобрением. Однако, по мере того как разрабатывались все более точные методы аналитического определения химических элементов, ученые все больше убеждались в справедливости этих слов. Если согласиться с тем, что в каждом булыжнике содержатся все элементы, то это должно быть справедливо и для живого организма. Все живые организмы на Земле, в том числе и человек, находятся в тесном контакте с окружающей средой. Жизнь требует постоянного обмена веществ в организме. Поступлению в организм химических элементов способствуют питание и потребляемая вода. Актуальность выбранной темы проявляется в том, что тяжелая экологическая ситуация, возрастание стрессовых ситуаций, современные методы обработки продуктов питания, «убивающие» биологически активные вещества, являются основными причинами повсеместного роста дефицита жизненно важных элементов и избытка токсичных, наносящих непоправимый вред здоровью. В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии Национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определенном уровне (табл. 1). Столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержания находятся в относительном постоянстве.

     Таблица 1 - Суточное поступление химических элементов в организм человека

химический элемент	суточное потребление, мг
	взрослые	дети
K	2000 – 5500	530
Na	1100 – 3300	260
Ca	800 – 1200	420
Mg	300 – 400	60
Zn	15,0	5,0
Fe	15,0	7,0
Mn	2,0 – 5,0	1,3
Cu	1,5 – 3,0	1,0
Mo	0,075 – 0,250	0.06
Cr	0,05 – 0,2	0,04
Co	около 0,2 (B12)	0,001
Cl	3200	470
I	0,15	0,07
Se	0,15 – 0,07	–
F	1,5 – 4,0	0,6

     Осознание значения химических элементов для жизнедеятельности организма способствует сокращению процента заболеваний и восстановлению работы ферментных систем.
     Предположения некоторых ученых идут дальше. Они считают, что в живом организме не только присутствуют все химические элементы, но каждый из них выполняет определенную биологическую функцию. Вполне возможно, что эта гипотеза не подтвердится. Однако, по мере того как развиваются исследования в данном направлении, выявляется биологическая роль все большего числа химических элементов.
     Организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества и 6% – на неорганические. Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород, кислород, в их состав входят также азот, фосфор и сера. В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Са, Р, О, Na, Мg, S, В, С1, К, V, Мn, Fе, Со, Ni, Сu, Zn, Мо, Сг, Si, I, F, Se. Например, если вес человека составляет 70 кг, то в нем содержится (в граммах): кальция – 1700, калия – 250, натрия – 70, магния – 42, железа – 5, цинка – З. Живые организмы в своем составе содержат различные химические элементы. Условно, в зависимости от концентрации химических элементов в организме, выделяют макро- и микроэлементы.
     Макроэлементами принято считать те химические элементы, содержание в организме которых более 0,005% массы тела. К макроэлементам относятся водород, углерод, кислород, азот, натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций.
     Микроэлементами называются химические элементы, содержащиеся в организме в очень малых количествах. Их содержание не превышает 0,005% массы тела, а концентрация в тканях – не более 0,000001%. Среди всех микроэлементов в особую группу выделяют так называемые незаменимые микроэлементы.
     Незаменимые микроэлементы – микроэлементы, регулярное поступление которых с пищей или водой в организм абсолютно необходимо для нормальной его жизнедеятельности. Незаменимые микроэлементы входят в состав ферментов, витаминов, гормонов и других биологически активных веществ. Незаменимыми микроэлементами являются железо, йод, медь, марганец, цинк, кобальт, молибден, селен, хром, фтор.
     Физиологическое значение минеральных элементов определяется их участием:
     • в структуре и функции большинства ферментативных систем и процессов, протекающих в организме;
     • в пластических процессах и построении тканей (фосфор и кальций – основные структурные компоненты костей);
     • в поддержании кислотно-основного состояния и водно-солевого обмена;
     • в поддержании солевого состава крови и участии в структуре формирующих ее элементов.

     Жизненно необходимые элементы

     Роль макроэлементов, входящих в состав неорганических веществ, очевидна. Например, основное количество кальция и фосфора входит в кости (гидроксофосфат кальция Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂), а хлор в виде соляной кислоты содержится в желудочном соке.
     Микроэлементы вошли в отмеченный выше ряд 22 элементов, обязательно присутствующих в организме человека. Заметим, что большинство из них – металлы, а из металлов больше половины являются й-элементами. Последние в организме образуют координационные соединения со сложными органическими молекулами. Так, установлено, что многие биологические катализаторы – ферменты содержат ионы переходных металлов (й-элементов). Например, известно, что марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо – в 70, медь – в 30, а цинк – более чем в 100. Микроэлементы называют жизненно необходимыми, если при их отсутствии или недостатке нарушается нормальная жизнедеятельность организма.
     Характерным признаком необходимого элемента является колоколообразный вид кривой доза (n) – ответная реакция (R, эффект) – рис. 1.

     Рисунок 1 - Зависимость ответной реакции (R) от дозы (n) для жизненно необходимых элементов

     При малом поступлении данного элемента организму наносится существенный ущерб. Он функционирует на грани выживания. В основном это объясняется снижением активности ферментов, в состав которых входит данный элемент. При повышении дозы элемента ответная реакция возрастает и достигает нормы (плато). При дальнейшем увеличении дозы проявляется токсическое действие избытка данного элемента, в результате чего не исключается и летальный исход. Кривую на рис. 1 можно трактовать так: все должно быть в меру и очень мало и очень много вредно (табл. 2).

     Таблица 2 - Характерные симптомы дефицита химических элементов в организме человека

Дефицит элемента	Типичный симптом
Сa	Замедление роста
Mg	Мускульные судороги
Fe	Анемия, нарушение иммунной системы
Zn	Повреждение кожи, замедление роста, замедление сексуального созревания
Cu	Слабость артерий, нарушение деятельности печени, вторичная анемия
Mn	Бесплодность, ухудшение роста скелета
Mo	Замедление клеточного роста, склонность к кариесу
Со	Злокачественная анемия
Ni	Учащение депрессий, дерматиты
Сr	Cимптомы диабета
Si	Нарушение роста скелета
F	Кариес зубов
I	Нарушение работы щитовидной железы, замедление метаболизма
Se	Мускульная (в частности, сердечная) слабость

     Примесные элементы

     Имеется большое число химических элементов, особенно среди тяжелых, являющихся ядами для живых организмов, – они оказывают неблагоприятное биологическое воздействие.
     За исключением бериллия и бария, эти элементы образуют прочные сульфидные соединения. Существует мнение, что причина действия ядов связана с блокированием определенных функциональных групп (в частности, сульфгидрильных) протеина или же с вытеснением из некоторых ферментов ионов металлов, например меди и цинка. Такие элементы, как бериллий, никель, палладий, серебро, кадмий, мышьяк, селен, сурьма, теллур, платина, золото, барий, таллий, свинец, висмут, ртуть называют примесными. Их диаграмма доза - эффект имеет другую форму по сравнению с жизненно необходимыми (рис. 2). До определенного содержания этих элементов организм не испытывает вредного воздействия, но при значительном увеличении концентрации они становятся ядовитыми.

     Рисунок 2 - Зависимость ответной реакции (R) от дозы (n) для примесных химических элементов

     Коррекция минерального обмена в организме человека

     Жизнь, функции и структура каждой клетки на Земле зависят от действия химических элементов. Из существующих в природе 110 элементов более 13 не имеют никакого значения для функционирования живых организмов, зато 81 элемент в большей или меньшей степени принимает участие и в построении живого организма, и в процессах, в нем происходящих. Основным строительным материалом являются четыре элемента: углерод, водород, кислород и азот, а остальные, часто находясь совсем в микроскопических количествах в организме, влияют на здоровье, и дефицит или избыток какого-либо элемента часто является причиной того или иного заболевания.
     Коррекция минерального обмена организма может проводиться двумя путями: 1) составление специальной диеты с включением продуктов, которые содержат в значительных количествах элементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности вашего организма (причем диета должна составляться только специалистами); 2) прием различных препаратов, содержащих микроэлементы. Решение такой проблемы, как коррекция элементного «портрета», должно проводиться с учетом того, что содержание в пищевых продуктах или воде необходимых макро- и микроэлементов в огромной степени зависит от так называемого локального биогеохимического круговорота химических элементов. Как правило, начало дефициту элементов закладывает почва. Она же является первым звеном в пищевой цепи: почва – растение – животное – человек. Поэтому проблема коррекции минерального дисбаланса нашего организма выливается в более крупную и масштабную проблему.

     Заключение

     Несмотря на то, что химические элементы содержатся в организме в незначительных количествах (в миллиграммах, а иногда и в микрограммах), роль их велика. Тяжелая экологическая ситуация, возрастание стрессовых ситуаций, методы обработки продуктов питания, «убивающие» биологически активные вещества, – вот далеко не полный перечень причин повсеместного роста дефицита жизненно важных элементов и избытка токсичных, наносящих непоправимый вред здоровью. Жители крупных городов страдают от избытка в организме таких тяжелых металлов, как свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, хром, никель. Особенно подвержены этому негативному воздействию дети. Тяжелые металлы опасны для здоровья. Например, накопление ртути в организме идет незаметно, поэтому ртуть так и коварна, что при отравлении ею не появляется каких-либо конкретных симптомов. Ртуть, как правило, в организме человека (да и животных тоже) накапливается понемногу, но у тех, кто живет в районах предприятий, загрязняющих воздух отравляющими веществами, она накапливается в огромном количестве. Таким образом, каждый химический элемент вносит свою лепту в состояние нашего организма. И если этого элемента в организме в избытке или, наоборот, его не хватает, то человек начинает жаловаться на различного рода недомогания. Очень часто происходят изменения и во внешнем облике: волосы становятся тусклыми, с посеченными концами, ногти слоятся и ломаются, кожа приобретает землистый оттенок, теряет свою упругость. Здоровый организм сам способен регулировать содержание отдельных элементов. При наличии выбора (пищи и воды) животные инстинктивно могут вносить лепту в это регулирование. Возможности растений в данном процессе ограничены. Сознательное регулирование человеком содержания микроэлементов в почве, продуктов питания, является одной из важнейших задач, стоящих перед современной наукой.

     Список литературы

     1. Ершов Ю.А., Плетенева Т.В. Механизмы токсического действия неорганических соединений. М.: Медицина, 1989. - 489 с.
     2. Кукушкин Ю.Н. Соединения высшего порядка. Л.: Химия, 1991. - 260 с.
     3. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. М.: Высш. шк., 1992. - 346 с.