Minerály, stopové prvky, hromadné prvky v terapii - GRIN
Vypracovanie 2011 33 strán
Ukážka čítania
Úloha minerálov vo výžive človeka
Minerály ako anorganické zložky potravy sa delia na kvantitatívne, stopové a ultra-stopové prvky vďaka svojej koncentrácii v tele a tiež podielom dennej potreby. Pododdiel objasňuje, že anorganické zložky potravy od koncentrácie vyššej ako 50 mg na kilogram telesnej hmotnosti sa označujú ako množstvo a pod touto hranicou ako stopové prvky. Jedinou výnimkou je železo. Aj keď je jeho koncentrácia nad 60 mg na kilogram telesnej hmotnosti, je to jeden zo stopových prvkov.
Medzi základné zložky patria kovy sodík, draslík, horčík a vápnik, ako aj nekovy chlór, fosfor a síra. Vo vodnom prostredí sú hromadné prvky obvykle ionizované ako katióny (Na +, K +, Ca2 +, Mg2 +) a anióny (Cl-, HPO42-, SO42-), a preto sa tiež označujú ako elektrolyty. 1 Stručne povedané, objemové prvky regulujú rovnováhu vody a elektrolytov, vaskulárny tonus, nervové funkcie a svalové kontrakcie. Sú kofaktormi enzýmov, podieľajú sa na stavbe kostí a zubov a na zrážaní krvi.
Sodík, draslík a chlorid
Sypké prvky sodík, draslík a chlorid regulujú vodnú rovnováhu v ľudskom organizme udržiavaním napätia v tkanivách (osmotický tlak telesných tekutín). Počas tohto procesu viažu sodík a chloridy vodu v tkanive, zatiaľ čo draslík podporuje vyplavovanie vody z buniek.
Masový prvok sodík prvýkrát objavil v roku 1807 anglický chemik Sir Humphrey Davy (1778-1829). Názov pochádza z egyptského slova „neter“ = sóda. Stolová soľ (chlorid sodný), ktorá obsahuje asi 40 percent sodíka, bola historicky cennou surovinou a občas sa používala ako prostriedok výmeny alebo dokonca ako platidlo. Soda (uhličitan sodný) a potaš (draslík uhličitý) boli známe soli solí. Jedlá soľ zo soľných dómov a morská voda sa nepoužívali iba na dochucovanie jedálnička. Po dlhú dobu to bol najdôležitejší prostriedok na dlhodobé konzervovanie potravín.
Obrázok nie je súčasťou tohto výňatku
Skutočný priemerný príjem sodíka v Nemecku je okolo 12 gramov denne. Potreba sodíka sa zvyšuje počas tehotenstva a dojčenia. Priemerná ďalšia potreba je okolo 70 mg denne počas tehotenstva a 180 mg denne počas dojčenia. 2
Malá časť vlastného sodíka v tele sa nachádza v intracelulárnej tekutine, kde je dôležitá pre membránový potenciál bunkových stien a pre enzýmové aktivity. Celkové množstvo sodíka v tele je 100 gramov (4348 mmol) pre mužov a 77 gramov (3348 mmol) pre ženy. 98 percent z toho je v extracelulárnom priestore. Obsah sodíka v extracelulárnej tekutine je primárne riadený systémom aldosterón-angiotenzín-renín a regulovaný obličkami. Najmä v žilných cievach sa neustále meria napätie steny, ktoré priamo súvisí s osmotickým tlakom, a teda s koncentráciou Na +. Zníženie koncentrácie Na + vedie k tvorbe angiotenzínu, ktorý spôsobuje uvoľňovanie aldosterónu v nadobličkách. Existuje zvýšená reabsorpcia Na. Vylučovanie sodíka môže klesnúť takmer na nulu. Naopak, keď sa zvýši napätie steny v predsieňach srdca, vytvorí sa predsieňový natriuretický faktor (ANF), ktorý spôsobí, že obličky vylučujú viac sodíka. 3 Iba malé množstvo sodíka sa vylučuje stolicou. 4
Dôležitá fyziologická funkcia
- Rozhodujúce pri regulácii osmolarity. Spolu s chloridom a draslíkom je potrebné udržiavať osmotický tlak v extracelulárnom priestore.
- Regulácia acidobázickej rovnováhy
- Kontrola membránového potenciálu
- Vedenie excitácie v nervových a svalových bunkách
- Resorpcia glukózy, aminokyselín a vitamínov rozpustných vo vode
Hyponatrémia sa vyskytuje v dôsledku nedostatku sodíka alebo je spôsobená napríklad silnými hnačkami, dlhotrvajúcim vracaním, výrazným potením, poruchami resorpcie obličiek, zvýšeným vylučovaním moču a zvýšeným objemom moču. 5 Hypoosmolarita sa vyskytuje v extracelulárnom priestore s posunom tekutiny do intracelulárneho priestoru, čo vedie k posunom vody v tkanive, najmä v mozgu. Klinické príznaky syndrómu nedostatku sodíka zahŕňajú nízky krvný tlak, bolesti hlavy, zvracanie, poruchy vedomia a svalové kŕče. Pri ochoreniach s nadmernou hnačkou, najmä so stratou sodíka, alebo so zvracaním, najmä so stratou Cl, môže dehydratácia, ktorá nastane, viesť k smrti.
Nadmerný príjem sodíka má dnes väčší význam, najmä pokiaľ ide o vývoj a liečbu vysokého krvného tlaku (hypertenzie). Početné štúdie preukázali, že kuchynská soľ je spolu s mnohými ďalšími výživovými faktormi spoločne zodpovedná za vývoj vysokého krvného tlaku so zodpovedajúcou genetickou dispozíciou. Vysoký príjem soli vedie prakticky vždy k vysokému krvnému tlaku. Miera zvýšenia tlaku sa však líši od človeka k človeku. Takáto citlivosť na soľ by však nemala viesť k tomu, že by sa liečba diétou so zníženým obsahom soli uskutočňovala iba u ľudí „citlivých na soľ“. 6 Diéta s nízkym obsahom soli alebo nízkym obsahom sodíka preto hrá dôležitú úlohu pri akejkoľvek liečbe vysokým krvným tlakom a znižuje systolický a diastolický krvný tlak. Okrem absolútnej úrovne príjmu chloridu sodného sa zdá byť dôležitý pre hladinu krvného tlaku aj pomer príjmu sodíka a draslíka.
V súvislosti s chloridom je sodík známy ako kuchynská soľ a v tejto forme sa konzumuje najčastejšie. Značná časť dennej spotreby kuchynskej soli sa „skrýva“ vo forme priemyselne vyrábaných potravín. 7 Potraviny, ktoré majú prirodzene nízky obsah sodíka, sa často pridávajú vo veľkých množstvách počas ďalšieho spracovania vo forme konzervácie. Potraviny s hlavným obsahom sodíka sa potom priemyselným spracovaním transformovali na potraviny s vysokým obsahom sodíka. Aj hotové výrobky sú zvyčajne bohaté na kuchynskú soľ. Napríklad zeleninové šťavy môžu obsahovať až 10 gramov kuchynskej soli na liter. V Nemecku asi 30 percent denného príjmu chloridu sodného pokrýva chlieb a pečivo a viac ako 30 percent mäso a klobásy. Prírodné zdroje, ktoré obsahujú vysoké hladiny sodíka, sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.
Obrázok nie je súčasťou tohto výňatku
Výrobky z kyslého mlieka, ako je tvaroh, kefír a jogurt, mäso a ryby, sú slane slané.
Chlór objavil v roku 1774 Švéd Carl Wilhelm Scheele. Lekárnik ho omylom syntetizoval reakciou kyseliny chlorovodíkovej a oxidu manganičitého. V tom čase si mylne myslel, že ide o oxid. Až keď sir Humphrey Davy, profesor chémie v Londýne, v roku 1810 spoznal elementárny charakter a nazval ho chlórovým plynom alebo chlórom. Názov pochádza z gréckeho slova chloros - žltozelený.
Obrázok nie je súčasťou tohto výňatku
Spolu s sodíkom je chlorid najdôležitejším aniónom v extracelulárnej tekutine na 88 percent. Spolu so sodíkom je zodpovedný za reguláciu celkového objemu a osmotického tlaku. Chlorid sa nachádza vo vysokých koncentráciách v mozgovomiechovom moku a v zažívacích sekrétoch, najmä vo forme kyseliny chlorovodíkovej v žalúdku. V intracelulárnom priestore je iba nízka koncentrácia chloridu 12 percent. Priemerná celková zásoba chloridov v tele je 33 mmol (1,2 gramu) na kilogram telesnej hmotnosti.
Dôležité fyziologické funkcie
- Spolu so sodíkom ovplyvňuje chlorid ako hlavný anión extracelulárneho priestoru osmotický tlak a distribúciu tekutín v organizme
- Chlorid hrá dôležitú úlohu pri udržiavaní elektrickej neutrality v telesných tekutinách a pri acidobázickej rovnováhe
- Preprava ďalších iónov cez bunkovú membránu vyžaduje vo väčšine prípadov kotransportery alebo antiportery závislé od Na + a Cl
- Chlorid je obsiahnutý v peptidázach angiotenzín II a katepsín
- V žalúdku tvoria chlorid a vodík žalúdočnú kyselinu (kyselinu chlorovodíkovú). Podstatne sa podieľa na odbúravaní bielkovín z potravy.
Nedostatok chloridov je zriedkavý. Vyjadruje sa identicky s nedostatkom sodíka a je možné ho odvodiť z funkcií v extracelulárnom priestore. Trvalé zvracanie alebo silná hnačka môžu viesť k strate žalúdočnej kyseliny, najmä ak sa pridá diéta s nízkym obsahom chloridov. Veľké potenie môže tiež viesť k nedostatku chloridov. Nedostatok chloridov vedie k poruchám acidobázickej rovnováhy tela (alkalóza), ktoré môžu byť spojené s povrchným dýchaním, svalovými kŕčmi a srdcovou dysfunkciou.
Chloracne je kožné ochorenie, najmä na tvári a na rôznych častiach tela, spôsobené chlórom alebo zlúčeninami chlóru. Chloracne sa môže vyskytnúť v dôsledku pracovných činností v chemickom priemysle alebo v elektrotechnickom priemysle s chlórfenolom (TCDD; dioxín), perchlórnaftalénom, polychlórovanými bifenylmi a inými chemikáliami obsahujúcimi chlór. Chemické nehody môžu tiež spôsobiť chlórové akné. Kožné zmeny sa prejavujú vo forme zhrubnutia rohovinovej vrstvy vo vlasových folikuloch, v čiernych bodkách alebo v uzloch, abscesoch alebo cystách. 8.
V mnohých západných priemyselných krajinách je príjem chloridov vyšší ako požadovaná hodnota, pretože veľa priemyselne vyrábaných potravín je ochutených a rafinovaných chloridom sodným. Nadbytok chloridu sa všeobecne vylučuje močom a potením. Vysoká spotreba soli (chlorid sodný) však môže u niektorých ľudí viesť alebo zhoršiť vysoký krvný tlak.
Priemerné pokrytie obyvateľstva
Rovnako ako u sodíka je potreba chloridu viac ako uspokojená.
Množstvo draslíka objavil v roku 1808 aj anglický chemik Sir Humphrey Davy. Draslík je pre človeka dôležitým minerálom. Po vápniku, fosforu a síre je to štvrtý najbežnejší prvok v tele.
Presnú požiadavku na draslík nie je možné určiť. U dospelých sa považujú za dostatočné 2 gramy denne. Toto množstvo je dostatočné za bežných životných podmienok. Minimálny príjem 1,6 gramu denne je potrebný na udržanie normálnej hladiny draslíka v tele a v plazme. Skutočný príjem draslíka je o 2,5 gramu denne nad minimom a nemožno očakávať žiadne príznaky nedostatku.
Obrázok nie je súčasťou tohto výňatku
Hladina draslíka závisí od podielu metabolicky aktívnej telesnej hmoty (chudá telesná hmotnosť). Kvôli vyššej tukovej hmote je to okolo 100 gramov u žien a okolo 150 gramov u mužov. Draslík, 140 mmol na liter, je 98 percent v intracelulárnej tekutine a je tam najbežnejším katiónom. Tkanivo kostrového svalstva má najvyššiu koncentráciu draslíka. Asi 2 percentá draslíka sú v extracelulárnom priestore. Aj keď extracelulárny draslík tvorí veľmi málo z celkového draslíka, ľudské telo je veľmi citlivé na výkyvy koncentrácie extracelulárneho draslíka. Tieto výkyvy môžu viesť k závažným svalovým a neuromuskulárnym poruchám, a to tak so zvýšením, ako aj so znížením hladiny draslíka. 9
Dôležité fyziologické funkcie
Draslík je antagonistom sodíka a spolu s týmto minerálom plní nasledujúce úlohy
- Regulácia osmotického tlaku a vodnej bilancie, udržiavanie acidobázickej rovnováhy
- Draslík reguluje vedenie nervových impulzov a kontrolu svalovej kontraktúry
- Syntézy bielkovín
- Draslík je dôležitý pre udržanie normálneho krvného tlaku
- Aktivuje pri glykolýze enzýmové systémy, ako je pyruvátkináza
- Hrá úlohu v metabolizme sacharidov, tukov, bielkovín a hormónov
- Zabezpečenie potenciálneho rozdielu membrán: to umožňuje aktívne transportné procesy. 10
Hypokaliémia sa vyskytuje, keď je koncentrácia draslíka v sére nižšia ako 3,6 mmol na liter. Za normálnych okolností nie je takmer žiadny nedostatok draslíka v strave. Hlavnými príčinami nedostatku draslíka sú veľké straty draslíka v črevách a obličkách, najmä pri silných hnačkách, prudkom zvracaní, zneužívaní preháňadiel a diuretík, pri ktorých sa vylučovanie draslíka zvyšuje stolicou. S hypokaliémiou môžu súvisieť aj poruchy stravovania ako anorexia nervosa alebo bulimia nervosa. Nedostatok draslíka môže spôsobovať aj chronické zlyhanie obličiek a metabolické poruchy, ako je diabetická acidóza.
Centrálna poloha draslíka v metabolizme svalov a nervových buniek znamená, že nedostatok draslíka sa prejavuje neuromuskulárnymi príznakmi. Zníženie intracelulárnej koncentrácie draslíka vedie k prítoku sodíka s hromadením sodíka v bunke. V dôsledku nízkej osmolarity extracelulárneho priestoru dochádza k hypotonickej dehydratácii. To má za následok zníženú excitabilitu svalov, takže sa vyvinie slabosť kostrových svalov, ktorá môže byť v závažných prípadoch sprevádzaná paralýzou. Na strane srdca sa môžu vyskytnúť srdcové arytmie a zväčšenie srdca. Dlhodobý nedostatok draslíka môže viesť k závažným poruchám acidobázickej rovnováhy, k hypokalemickej nefropatii a prípadne ku kóme. 111213
Hyperkaliémia je zvyčajne výsledkom chronického zlyhania obličiek s poruchami vylučovania draslíka. Koncentrácia draslíka v sére je viac ako 5 mmol na liter. Priaznivo pôsobia faktory, ako sú určité lieky, napríklad draslík šetriace diuretiká, ACE inhibítory alebo rôzne protizápalové lieky. Aj keď sa hyperkaliémia vyskytuje menej často ako nedostatok draslíka, musí sa klasifikovať ako nebezpečnejšia, pretože môže viesť k poruchám srdca a ochrnutiu srdca. Okrem týchto funkčných obmedzení môžu nastať vážne svalové a nervové poruchy. Hyperkalémia sa tiež prejavuje zvonením v ušiach, hluchotou, zmätenosťou, halucináciami, trasením a mravčením.
Draslík je v dostatočnom množstve obsiahnutý hlavne v rastlinných potravinách, ako sú banány, zemiaky, sušené ovocie, špenát a huby. Pri príprave jedla sa obsah draslíka znižuje, pretože počas varenia sa draslík uvoľňuje do vody na varenie. 14
Obrázok nie je súčasťou tohto výňatku
Priemerné pokrytie v populácii
Príjem draslíka v Nemecku je zhruba o 62 percent vyšší ako odporúčané hodnoty pre draslík. 15
Prvok vápnik objavil Sir Humphrey Davy v Londýne v roku 1808. Názov, ktorý dal Davy, bol odvodený z latinského slova „calx“, čo znamená vápenec.
Obrázok nie je súčasťou tohto výňatku
Potreba vápnika sa zvyšuje u tehotných a dojčiacich žien. Je to 1 200 mg denne. Dojčatá, deti, dospievajúci a starí ľudia musia tiež zabezpečiť primeranú starostlivosť.
Vápnik je najdôležitejším minerálom z hľadiska množstva. Viac ako 99 percent vápniku je v kostre a v zuboch. Vápnikové ióny sú prítomné spolu s fosforečnanovými iónmi ako hydroxyapatit. Kostné tkanivo je tiež najdôležitejším zásobníkom vápnika pre ľudský organizmus. U novorodencov je okolo 25 až 30 gramov, u dospelých mužov 900 až 1 300 gramov a u hrubých dospelých jedincov uložené v kostiach a zuboch 750 až 1 100 gramov vápnika. 17
Vápnik sa vstrebáva na 20 až 40 percent pomocou nosičového proteínu, ktorého tvorbu indukuje vitamín D. Na resorpciu má vplyv druh a množstvo vápenatých solí, hodnota pH a prítomnosť vitamínu D. Vitamín D podporuje resorpciu a ukladanie vápnika v organickej matrici kosti, v osteoide. Medzi vápnikom uloženým v kostiach a rozpusteným vápnikom dochádza k neustálej výmene. Ak stúpne hladina vápnika v krvi, uvoľní sa hormón štítnej žľazy kalcitonín, ktorý zvyšuje ukladanie vápnika v kostiach a tým znižuje hladinu draslíka v krvi. Ak klesne hladina vápnika v krvi, paratyroidný hormón sa uvoľní z prištítnej žľazy.