Журнал "Здоровье" №4 (52) 1959

Микроэлементы в питании

Профессор А. Э. Шарпенак

Фото Вл. Кузьмина

Тело человека состоит в основном из белков, жиров, углеводов, различных витаминов, минеральных веществ и воды. Живая протоплазма клеток организма подвергается в процессе жизнедеятельности непрерывному разрушению и восстанавливается вновь за счет веществ, находящихся в пищевых продуктах. Поэтому в пищевой рацион необходимо включать, помимо белков, жиров, углеводов и витаминов, также и минеральные вещества: соли калия, натрия, кальция, магния, фосфора, хлора. В организме человека эти вещества исчисляются граммами.

Но в течение последних пятидесяти лет в теле человека были найдены и другие элементы, количества которых очень малы: несколько миллиграммов и даже микрограммов (микрограмм — одна тысячная часть миллиграмма или одна миллионная часть грамма). В соответствии с этим минеральные элементы стали разделять на макроэлементы (от греческого слова макрос — большой) и микроэлементы (от макрос — малый, маленький).

Огромную роль в изучении распространения микроэлементов в природе сыграли классические труды академика В. И. Вернадского, создателя новой отрасли науки — биогеохимии, работы его ученика академика А. П. Виноградова и французского исследователя Г. Бертрана.

К настоящему времени в теле человека, а также высших животных обнаружены следующие микроэлементы: литий, рубидий, цезий, бериллий, стронций, барий, бор, алюминий, лантан, кремний, германий, олово, свинец, мышьяк, сурьма, висмут, селен, теллур, фтор, бром, йод, титан, ванадий, ниобий, хром, молибден, марганец, железо, кобальт, никель, медь, серебро, цинк, кадмий, ртуть, галлий, туллий и даже золото.

В связи с открытием этих элементов в тканях человека возник вопрос: необходимы ли эти вещества для жизнедеятельности или же они попали в организм случайно, как неизбежные примеси к пищевым продуктам?

Решение этого вопроса связано с огромными трудностями. Однако ученые, преодолевая их, с помощью многочисленных экспериментальных работ доказали, что многие микроэлементы необходимы для жизнедеятельности организма. Они являются биоэлементами (биос по-гречески значит жизнь) и потому должны вводиться в организм человека с пищей.

На основании уже известных фактов можно утверждать, что изучение роли микроэлементов в обмене веществ и в питании обогатит медицинскую науку новыми важными данными и мощными средствами борьбы против ряда болезней. Поясним это на отдельных примерах.

Медь. Установлено, что при длительном питании только молочными продуктами возникает малокровие — так называемая молочная анемия. Поскольку молоко отличается исключительно низким содержанием железа, то причину заболевания связали с недостаточным содержанием железа в пище. Дальнейшие наблюдения, однако, показали, что добавление одного только железа не устраняет полностью анемии. Если же, помимо солей железа, прибавить также соли меди, то содержание гемоглобина и эритроцитов в крови можно довести до нормы.

Было установлено, что если в пище имеются все необходимые вещества, но отсутствует медь, то развивается малокровие (анемия), задерживается рост и обесцвечиваются волосы. Опыты показали, что в светлых волосах меди меньше, чем в темных, по мере поседения волос количество меди в них падает; темнопигментированные участки кожи содержат больше меди, нежели нормально окрашенные. Наконец, было отмечено, что медь усиливает действие инсулина, регулирующего количество сахара в крови, выделение гормонов гипофиза, влияющих на развитие половых желез.

Все это говорит о том, что медь является биоэлементом, необходимым в питании.

Суточная потребность человека в меди определяется в 3,5 миллиграмма. Содержание ее в распространенных пищевых продуктах показывает, что покрыть эту потребность нетрудно. Если же использовать некоторые исключительно богатые медью продукты, как, например, какао, шоколад, моллюски, крабы, то можно составить специальные лечебные диеты, отличающиеся повышенным содержанием этого элемента.

Следует, однако, иметь в виду, что избыточное потребление меди может вызвать отравление. Некоторые ученые считают, что максимальное количество ее, которое допустимо вводить человеку за сутки, равно 10 миллиграммам.

Кобальт. Около ста лет назад впервые было описано своеобразное заболевание овец и крупного рогатого скота, распространенное в определенных местностях Шотландии. Основные признаки болезни заключались в том, что животные теряли аппетит, у них быстро нарастали слабость, истощение и резко выраженная анемия. Заболевшие животные в конце концов превращались в скелет, обтянутый кожей… Они с трудом держались на ногах и вскоре погибали. Позже это заболевание обнаружили и в других странах, где оно было известно под различными названиями: сухотка, энзоотический маразм, лизуха.

Долгое время не знали, как бороться с этим недугом, пока не обратили внимание на то, что заболевшие животные охотно лизали и обгладывали кору осиновых деревьев. Тогда попробовали лечить животных осиновой корой. Эти попытки увенчались успехом: добавление к корму мелко нарубленной осиновой коры прекращало болезнь.

Анализ состава осиновой коры показал, что в ней относительно много кобальта. Одновременно было установлено, что в местностях, где животные болеют сухоткой, почва, вода и корм бедны кобальтом. Это позволило думать, что причиной таинственного заболевания является недостаточное содержание кобальта в пище.

Дальнейшие исследования убедили, что сухотка действительно может быть излечена, если давать больной корове по 20 миллиграммов кобальта в сутки. Прибавляя «корму кобальт, стали предупреждать болезнь.

Произведенные затем многочисленные опыты доказали, что кобальт усиливает действие некоторых ферментов, благоприятно влияет на рост животных, служит противоядием при отравлении солями циана. Было подтверждено, что недостаток кобальта в питании ведет к развитию малокровия, а введение этого элемента, наоборот, ускоряет образование эритроцитов и гемоглобина. Ученые обнаружили, что кобальт входит в состав витамина В₁₂, играющего важную биологическую роль.

Немалый интерес представляет также открытие харьковских исследователей, которые установили, что прибавление к пище хлористого кобальта больным, страдающим гипертонией, способствует снижению кровяного давления и улучшению общего состояния.

Исследования, проведенные в лаборатории Московского стоматологического института, показали, что в подавляющем большинстве пищевых веществ содержание кобальта колеблется в пределах 1,0–3,5 микрограмма в 100 граммах продукта. Бедны кобальтом такие продукты, как арбузы, яблоки, рис полированный; относительно высоким содержанием этого элемента отличаются овсяная мука, горох, клубника, земляника, миндаль, мак, свекла, печенка, шоколад и особенно дрожжи, какао.

Общий больничный стол (стол № 15) в суточном рационе содержит в среднем 45–50 микрограммов кобальта. Используя некоторые из (перечисленных продуктов, можно для больных гипертонией разработать специальные диеты с повышенным содержанием кобальта.

Высокие дозы кобальта токсичны, они вызывают отравление, которое сопровождается покраснением лица и конечностей, потерей аппетита, рвотой, поносом. Однако опасаться отравления в результате использования специальных лечебных диет, в которых избыток кобальта создан только за счет подбора продуктов, нет никаких оснований.

Марганец содержится во всех органах и тканях человека. Особенно много его в костях и печени. Опыты на животных и наблюдения за больными людьми показали, что марганец играет важную роль в обмене веществ. Он усиливает действие инсулина, способствуя снижению содержания сахара в крови и накоплению гликогена в печени; устраняет чрезмерное накопление жира в ней; смягчает явления недостаточности витамина В₁ играет важную роль в протекающих в костях процессах обмена веществ; повышает содержание гемоглобина в крови.

Если животных лишить марганца, то задерживается формирование костей, ухудшается рост, теряется способность к размножению, причем у самцов происходит атрофия яичек, которая ведет в конечном счете к необратимому бесплодию. Животные теряют равновесие, походка становится неуверенной, появляются вращательные движения.

Но и избыточное потребление марганца неблагоприятно влияет на организм. Оно ведет к задержке роста, изменениям в костях, напоминающим рахит (марганцовый рахит), нарушает развитие эмали зубов (гипоплазия эмали). При хроническом отравлении людей марганцем может развиться цирроз печени и поражение центральной нервной системы.

Потребность человека в марганце равняется приблизительно 7 миллиграммам в день и легко удовлетворяется за счет пищевых продуктов, входящих в повседневный рацион.

Цинк обнаружен во всех органах человека. Особенно много его в придатке головного мозга — гипофизе, предстательной железе, половых железах, сперме, а также в печени и мышцах. С возрастом содержание цинка в органах увеличивается.

Цинк является активной группой одного из ферментов — карбоангидразы, играющей важную роль в процессе дыхания. Он усиливает действие гормонов гипофиза и гормона поджелудочной железы — инсулина.

Экспериментальным путем установлено, что отсутствие или недостаточное количество цинка в пище ухудшает процессы пищеварения и всасывания в кишечнике, задерживает рост животных, которые теряют способность к размножению.

Потребность человека в цинке равна примерно 12 миллиграммам в сутки. Благодаря довольно высокому содержанию этого элемента в продуктах ни у человека, ни у животных в обычных условиях не возникает заболеваний, вызываемых недостатком цинка.

Избыток цинка в пище может привести к тяжелым отравлениям. Поэтому нужно всегда иметь в виду, что хранить длительное время пищевые продукты в оцинкованной посуде опасно.

Фтор в нормальных условиях встречается во всех органах человеческого тела. Наиболее богаты этим элементом кости, зубы, а также сперма. Поскольку фтор всегда встречается в тканях, есть основания считать, что он оказывает непрерывное влияние на процессы обмена.

Опыты на животных показали, что если исключить фтор из пищи и воды, то возникает кариес зубов. Многочисленными наблюдениями также установлено, что в тех местностях, где вода содержит мало фтора (менее 0,5 миллиграмма на литр), у людей развивается эндемический кариес — массовое поражение кариесом зубов.

Вместе с тем доказано, если в организм поступает избыток фтора, то это ведет к нарушению, обмена веществ. В местностях, где питьевая вода содержит много фтора, известно другое заболевание — эндемический флюороз, для которого характерна крапчатость эмали: поверхность зубов покрывается пятнышками, окрашенными чаще всего в желтый цвет.

Вопрос об оптимальном содержании фтора в нашей пище, обеспечивающем нормальное течение процессов обмена, состояние зубов и костей, имеет исключительно важное значение. Однако до сих пор он остается нерешенным. Есть основания полагать, что когда будет обеспечено оптимальное содержание фтора и некоторых других микроэлементов в пище и питьевой воде, это сыграет важную роль в профилактике кариеса зубов.

Стронций содержится во всех органах и тканях человека. Особенно много его в костях и зубах. Отложение стронция в тканях протекает параллельно отложению кальция, притом не только в костях и зубах, но также, например, в стенках сосудов. Витамин D усиливает не только отложение кальция, но также и стронция в костях, но не влияет на отложение стронция в зубах. Подобно фтору, стронций задерживает действие фермента — энолазы, а также замедляет распад белков. Отсутствие стронция в пище вызывает у экспериментальных животных кариес зубов.

Избыточное содержание стронция также не безразлично для организма: при этом возникает так называемый стронциевый рахит.

Проблема микроэлементов в питании является новой главой в науке о питании, в которой многое еще не изучено. Но все, что обнаружено и доказано, открывает широкие перспективы для дальнейших исследований, которые обогатят медицинскую науку и практику эффективными средствами предупреждения и лечения ряда заболеваний.

5 МИКРОГРАММОВ КОБАЛЬТА СОДЕРЖИТСЯ В ОПРЕДЕЛЕННОМ КОЛИЧЕСТВЕ ПРОДУКТА В ГРАММАХ

Рис — 878; Хлеб ржаной — 172; Картофель — 154; Дрожжи — 10

Яблоки — 878; Гречневая крупа — 124; Хлеб пшеничный — 183; Какао — 7,5; Свекла — 43