В основе функционирования нашего организма лежат свойства химических элементов и соединений из которых они состоят. Элементы в теле человека могут находится в свободном состоянии - в виде простых веществ и ионов, но чаще всего они входят в состав сложных биологических молекул. Химические элементы входят формируют строительный материал, из которого состоит тело человека, они участвуют в катализе биохимических реакций, регуляции обмена веществ, адаптации к стрессовым воздействиям и во многих других функциях организма.
Четыре элемента (кислород, углерод, водород и азот) составляют 96% массы тела человека. Эти элементы называются органогенными - жизнеобразующими. Еще 6% массы тела слагают макроэлементы. На микроэлементы приходится около 0,05%. Но такое низкое содержание микроэлементов не может свидетельствовать об их незначительном значении для жизненных функций организма. Недостаток, как и избыток, каждого из микроэлементов может привести к серьезным последствиям, снизить устойчивость организма к внешним воздействиям и привести к тяжелым заболеваниям.
Роль микроэлементов в функционировании организмов и обеспечении здоровья человека изучалась такими отечественными учеными, как В.И. Вернадским, А.П. Виноградовым, В.В. Ковальским, Г.А. Бабенко, А.В. Скальным и др. Но еще в древности люди интуитивно понимали большое значение минеральных веществ в поддержании здоровья. Лечение с помощью минералов существовало в древнем Китае, Индии, Месопотамии.
Современная медицина ушла далеко вперед. Сегодня вместо растертых минералов применяют соединения микроэлементов с лигандами, для улучшения их усвоения. Установлены физиологически нормальные диапазоны содержания микроэлементов в органах и тканях. Разработаны тесты на обеспеченность организма микроэлементами, установлены функции микроэлементов и раскрыты пути возникновения патологий при их избытке или недостатке.
Микроэлементы поступают в организм с пищей, с вдыхаемым воздухом или водой. Внутри нас существуют тонкие механизмы, регулирующие распределение микроэлементов внутри органов и тканей, превращение их из одних форм в другие и скорость выведения из организма. Нарушения этих механизмов, а также ненормальное поступление микроэлементов в организм вызывает дисбаланс обмена микроэлементов и приводит к развитию всевозможных микроэлементозов.
Необходимо сразу отметить, что любой элемент нельзя назвать вредным или полезным. Все зависит от уровня его поступления в организм - от дозы. Такие элементы, как мышьяк, ртуть, сурьма, кадмий, многими из нас считаются безусловно ядовитыми. Но их полное отсутствие в организме также опасно, как и повышение концентрации. А макроэлементы (натрий, калий, кальций, железо, магний) являются жизненно важными, но избыточное их поступление может вызвать серьезные нарушения минерального обмена и привести к заболеваниям. Важно, чтобы был соблюден оптимальный диапазон содержания каждого элемента в организме. Отклонения от этого диапазона могут быть вызваны как прямыми причинами - недостатком или избытком их поступления, так и косвенными - нарушениями в поглощении, выведении или перераспределении элементов в организме.
Элементы находятся в организме не в изолированном состоянии, а постоянно взаимодействуют друг с другом. Различают синергетические и антогонистические взаимодействия. Синергетические (взаимовыгодные) взаимодействия могут быть связаны с улучшением поглощения одного элемента в присутствии другого. Подобное явление наблюдается в отношении кальция и фосфора, натрия и хлора. Синергизм может быть обусловлен тем, что для выполнения функций одного элемента, необходимо присутствие другого. Так для синтеза гемоглобина, кроме железа, входящего в его состав, необходимо присутствие меди.
Антагонизм между элементами может быть как односторонний, так и двусторонний. Примером антагонистических отношений между элементами может быть конкуренция при всасывании в кишечнике между магнием и фосфором, или между цинком и медью. Часто можно наблюдать конкуренцию за активные центры в ферментах между элементами со сходными ионами. Так в метал-ферментном комплексе щелочной фосфатазы происходит конкуренция между ионами Mg
2+ и Mn
2+. Ионы Fe
2+ и Zn
2+ конкурируют за центры связывания трансферритина, осуществляющего перенос этих элементов в крови.
Таким образом, здоровье человека, не в последнюю очередь, обусловлено нормальным балансом минеральных веществ. Знание роли и значения каждого элемента, характера их взаимодействия друг с другом, уровней их поступления и выведения, а также содержания в организме важно для поддержания здоровья и долголетия.
