4.5.2. Микроэлементы

Железо (Fe) необходимо для нормального кроветворения и тканевого дыхания. Этот элемент входит в состав гемоглобина эритроцитов, доставляющего кислород к органам и тканям, миоглобина мышц, ферментов, участвующих в переносе электронов по дыхательной цепи и окислительно-восстановительных процессах.

В организме взрослого человека содержится около 3-4 г железа, из них 70 % определено как жизненно необходимое и 30 % - запасное в тканях. В норме запасы железа в организме взрослого человека составляют около 1 г, в том числе до 300 мг хранится в костном мозге. Более 80 % железа, входящего в организм человека, находится в эритроцитах в составе гемоглобина. Различают следующие функциональные фонды железа в организме:

• железо в составе эритроцитов костного мозга и крови;

• железо запасов – находится главным образом в печени, селезенке и костном мозге в виде ферритина и гемосидерина, способных связывать 20-35 % железа;

• железо транспортное, связанное с белком крови трансферрином;

• железо тканевое – входит в состав миоглобина, ферментов и др.

Обмен железа в организме состоит из следующих процессов: всасывание в кишечнике, транспорт к тканям, утилизация и депонирование, экскреция и потери.

Всасывание и использование железа организмом человека – сложный процесс. Всасывание железа, поступающего с пищей, происходит в основном в тонком кишечнике и составляет у взрослого человека около 1 мг/сут. У здоровых мужчин при смешанном питании всасывается 3-8 % железа. Организму женщин требуется примерно в два раза больше железа и всасывание его достигает 10 %. Снижение запасов железа в организме увеличивает всасывание этого микроэлемента до 70-80 %.

Величина абсорбируемого из кишечника железа зависит от трех факторов - количества железа в пищевом рационе, биодоступности железа и запасов железа в данном организме.

Сравнительная характеристика содержания железа в различных пищевых продуктах приведена в табл. 4.8.

Роль отдельных продуктов в качестве источников железа определяется не столько содержанием в них этого элемента, сколько его биодоступностью в них.

Различают две основные формы пищевого железа: гемовое и негемовое.

Гемовое железо содержится в гемоглобине и миоглобине, обладает высокой биодоступностью и не зависит от влияния других пищевых веществ; негемовое характеризуется низкой биодоступностью, на его усвоение влияют другие нутриенты. Для поступления негемового железа в организм необходим его предварительный перевод в растворимую форму и восстановление до двухвалентного состояния.

Таблица 4.8

Содержание железа в пищевых продуктах, мг/100 г

Продукт	Количество	Продукт	Количество
Соя Почки Крупа гречневая Горох Печень Сердце Фасоль Шоколад (горький) Рожь, овес Орехи Хлопья: овсяные «Геркулес» кукурузные Курага, чернослив, инжир Мясо	9,7 8,9 8,2 6,8 6,4 6,0 5,9 5,6 5,4 2-5 3,6-3,7 3,2 3,0-3,2 2-3	Колбасы Хлеб: зерновой пшеничный 1-2 с Яйца куриные Пшено Яблоки, груши Молоко Гранат, рябина черноплодная Картофель Рыба Щавель, петрушка Морковь, капуста Апельсины, лимоны Сыр	1,5-3,5 2,2-3,6 2,7 2,5 2,2 1,9-2,0 1,4 1,0-1,1 0,9 0,7-1,0 0,7-0,8 0,6-0,7 0,1-0,3 0,1-0,2

В продуктах из крови и мяса присутствует гемовое двухвалентное железо. Поэтому при употреблении продуктов животного происхождения наблюдается максимальное всасывание железа в кишечнике. Из мяса усваивается до 30 % железа, из зерновых, бобовых, рыбы – 15%, овощей и фруктов - 5-10%, молочных продуктов и яиц - около 5% железа.

В продуктах растительного происхождения железо присутствует преимущественно в негемовой трехвалентной форме. Всасыванию железа в данном случае способствует аскорбиновая кислота, восстанавливающая трехвалентное железо в двухвалентное. Тем не менее, из растительных продуктов усваивается всего 1 % железа, поскольку содержащиеся в них фосфаты и фитины образуют с железом нерастворимые комплексы. Растительные пищевые волокна также связывают железо в нерастворимые комплексы.

Ухудшают всасывание железа щавелевая кислота, дубильные вещества, поэтому богатые железом шпинат, щавель, черника или айва не являются существенными его источниками. К ингибиторам всасывания железа относят крепкий чай, танины которого снижают усвоение железа до 2 %.То же самое относится к сое и яйцам, желток последних содержит значительное количество фосфатов.

Добавление мяса или рыбы к растительным продуктам улучшает усвоение железа из этих продуктов, а добавление молочных продуктов - не изменяет.

Таким образом, по количественному содержанию и биодоступности лучшими источниками железа в питании являются мясо животных и птиц, а также их внутренние органы - печень, почки и др. Биодоступность железа из печени меньше, чем из мышечной ткани, так как оно частично представлено малорастворимым гемосидерином. Тем не менее, печень содержит большое количество этого элемента, поэтому ее считают одним из лучших пищевых источников железа.

При длительном дефиците железа в питании вначале развивается скрытый дефицит, а затем железодефицитная анемия (ЖДА), характеризующаяся уменьшением содержания числа эритроцитов (ниже 3,5∙10¹² /л) и концентрации гемоглобина (менее 110 г/л) в крови. Среди многочисленных симптомов заболевания превалируют быстрая утомляемость, снижение работоспособности, мышечная слабость, ухудшение памяти, бледность кожи и слизистых оболочек (особенно у детей), сухость и шелушение кожи, снижение аппетита, извращение вкуса, затрудненное глотание пищи и воды, атрофический ринит, болезненные трещины в уголках рта.

Физиологическая потребность в железе (при условии его 10%-й абсорбции из пищи) составляет для взрослых мужчин 10 мг, а для женщин - 15 мг в сутки. Во второй половине беременности необходимо дополнительное количество железа: 15 мг.

Некоторые соединения железа (сернокислое, закисное, фосфорнокислое, глюконат, хлорное и др.) используют для обогащения продуктов. Чаще всего эти добавки вводят в муку, поскольку хлеб и мучные кулинарные изделия занимают важное место в питании населения. Обогащение продуктов железом требует разработки новых технологий и знаний о влиянии различных нутриентов на усвоение железа.

Йод (J). В организме здорового взрослого человека содержится около 20-50 мг йода, 8 мг из которых находится в щитовидной железе. Биологическая роль йода исключительно важна и обусловлена его участием в образовании гормонов щитовидной железы - тироксина (Т₄) и трийодтиронина (Т_З), которые на 65 и 59 % соответственно состоят из йода.

Гормоны щитовидной железы регулируют энергетический обмен, интенсивность основного обмена и теплопродукции, контролируют белковый, липидный, углеводный, минеральный и водно-солевой обмены. Т₃ и Т₄ влияют на состояние ЦНС, сердечно-сосудистой системы, физическое и психическое состояние, эмоциональный тонус, иммунный статус организма, дифференцирование и развитие органов и тканей.

Дефицит йода наблюдается у людей, проживающих в районах с природным недостатком йода в почве, воде и местных пищевых продуктах (эндемические районы) и приводит к распространению эндемического зоба.

Недостаточное поступлении в организм йода нарушает синтез гормонов тироксина и трийодтиронина, что приводит к тяжелому расстройству всех зависимых от них физиологических функций. Параллельно с этим происходит увеличение щитовидной железы, направленное на восполнение дефицита гормонов за счет повышения массы синтезирующей его ткани. В результате формируется эндемический зоб, на фоне которого может развиться рак щитовидной железы. Следует отметить, что дефицит йода может в течение длительного времени не иметь ярких внешних проявлений.

Недостаток йода время беременности нарушает развитие ЦНС ребенка, ведет к его умственной отсталости, включающей как легкие формы, так и глубокие нарушения - вплоть до кретинизма. Дефицит йода может явиться причиной поражения слуха, зрения и речи, например, рождение глухонемого ребенка. Кроме того, нехватка йода – одна из причин низкорослости, снижения иммунитета и нарушения различных видов обмена.

Исследования последних лет доказали, что недостаточное поступление йода у взрослых людей может влиять на интеллект человека и способность выполнять высококвалифицированную работу. Проведенные в Китае исследования установили, что средние показатели умственного развития в районах с выраженным дефицитом йода на 10-15 % ниже, чем в других регионах.

Около 90-95 % йода поступает в организм с пищевыми продуктами (табл. 4.9), остальное количество - с водой и воздухом.

Йод пищи хорошо всасывается из' кишечника. Наиболее богаты йодом морепродукты: морская капуста, рыба, кальмары, мидии, креветки, морские животные. В пресноводной рыбе йода немного. Количество йода в растительных продуктах, мясе и молоке незначительно.

Кулинарная обработка пищевых продуктов приводит к потерям йода. Так, при выпечке хлеба теряется до 80 % йода, при варке мяса и рыбы - до 50 %, круп и бобовых - 45-65, овощей - 30-60, кипячении молока - около 25 %. Потери йода возрастают с увеличением продолжительности тепловой обработки. Длительное хранение пищевых продуктов ведет к снижению количества йода. Повышение температуры хранения, повторное замораживание и размораживание также сопровождаются потерями микроэлемента.

Таблица 4.9