Мікроелеме́нти — хімічні елементи, присутні в організмах живих істот в низьких концентраціях (тисячні долі відсотка та нижче).
Мікроелементи — це життєво необхідні неорганічні компоненти харчування, які присутні в організмі у дуже малих кількостях, проте визначають перебіг базових процесів життєзабезпечення. Вони входять до складу ферментів, гормонів і структурних елементів клітин, забезпечуючи стабільність метаболізму, регуляцію біохімічних реакцій і підтримання цілісності тканин.
Мікроелементи беруть участь у всіх ключових процесах: клітинному диханні, синтезі білків, регуляції імунних реакцій, роботі нервової системи, підтриманні антиоксидантного захисту. Через включення в активні центри ферментів вони визначають швидкість і напрямок біохімічних реакцій, впливаючи на енергетичний обмін і здатність клітин до відновлення.
До основних мікроелементів належать залізо, цинк, мідь, йод, селен, марганець, хром та інші. Кожен із них виконує специфічні функції, водночас їхня дія реалізується у взаємозв’язку, формуючи єдину систему регуляції обміну речовин. Забезпеченість мікроелементами визначає якість «будівельного матеріалу» організму — клітин і міжклітинного середовища, а також ефективність їх оновлення.
Недостатність мікроелементів призводить до змін на клітинному рівні, що відображаються на структурі та функції тканин. Порушуються процеси регенерації, енергетичного забезпечення, імунної відповіді та адаптації до навантажень. Ці зміни можуть набувати системного характеру і впливати на життєво важливі функції організму.
Мікроелементи надходять з їжею і водою, а їх фактична доступність визначається якістю харчування, станом травної системи та взаємодією з іншими нутрієнтами. Вони є фундаментальним фактором, що забезпечує стабільність внутрішнього середовища, здатність організму до відновлення і підтримання життєздатності на всіх рівнях організації.
Термін «мікроелементи» застосовується і для позначення деяких хімічних елементів, що містяться в ґрунтах, гірських породах, мінералах, водах, нафті тощо.
Значення мікроелементів
В живих організмах мікроелементи були знайдені ще в XIX сторіччі, але їх роль в організмі залишалась невідомою. Велику роль у вивченні впливу мікроелементів на життєдіяльність зробив В. І. Вернадський. Згідно з сучасними дослідженнями близько 30 мікроелементів є життєво-необхідними для рослин та тварин. Більшість з них — метали (Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Co тощо), а також неметали (I, Se, Br, F, As). Позначенню для організму мікроелементи поділяють на безумовно необхідні (Co, Fe, Cu, Zn, Mn, I, F, Br), умовно необхідні (Al, Sr, Mo, Se, Ni). Значення та локалізація у органах деяких елементів невідомі (Sc, Zr, Nb, Au, La тощо).
В організмі мікроелементи входять до складу різних біологічно-активних речовин: ферментів (Zn — до карбоангідрази, Cu — в поліфенілоксидазу, Mn — в аргіназу, Mo — в ксантиноксидазу; всього відомо близько 200 металоферментів), вітамінів (Со — до складу вітаміну B12), гормонів (I — до тироксину, Zn и Со — до інсуліну), дихальних пігментів (Fe — до гемоглобіну та інші залізовмісні, Cu — до гемоціаніну). Дія мікроелементів, що входять до складу перерахованих речовин, полягає в зміні інтенсивності тих чи інших процесів життєдіяльності. Деякі впливають на ріст (Mn, Zn, I — у тварин; В, Mn, Zn, Cu — у рослин), розмноження (Mn, Zn — у тварин; Mn, Cu, Mo — у рослин), кровотворення (Fe, Cu, Со) тощо.
Джерела надходження
Головне джерело мікроелементів для людини — їжа рослинного та тваринного походження. Питна вода забезпечує тільки 1–10 % добової потреби в таких елементах як I, Cu, Zn, Mn, Со, Mo та тільки для таких як F, Sr є головним джерелом. Вміст різних мікроелементів у харчовому раціоні залежить від геохімічних умов місцевості, в якій були отримані продукти, а також від набору продуктів, що входять до раціону.
Людина
Мікроелементи розподіляються в організмі нерівномірно. Підвищене їх накопичення в тому чи іншому органі пов'язано з фізіологічним впливом того чи іншого елементу на життєдіяльність цього органу. Так накопичення Zn у статевих залозах пов'язано з впливом цього елементу на процес утворення статевих клітин. Рівень вмісту мікроелементів в органах та тканинах може суттєво коливатись в залежності від місця проживання, раціону та від індивідуальних особливостей організму. Також встановлено, що концентрація деяких мікроелементів у крові підтримується на постійному рівні (Со 4–8 мкг %, Cu 80–140 мкг %, Fe 45–60 мкг %). Більшість мікроелементів знаходиться в організмі у зв'язаному з органічними сполуками стані, але деякі можуть бути присутні у вигляді іонів.
Використання мікроелементів в клінічній медицині має обмежений характер. Ефективно використовуються у боротьбі з деякими видами анемій препарати Со, Fe, Cu, Mn. Як фармакологічні засоби використовують препарати Br и I. Також мікроелементи використовуються у галузі гігієни: йодування солі та хліба для попередження ендемічного зобу, фторування води для попередження карієсу тощо.
Вікова група Ca, мг P, мг Mg, мг Fe, мг Se, мг Cu, мг Zn, мг I, мкг F, мг 0–3 місяці 400 300 50 4 10–15 0,3–0,5 3 40 4–6 місяців 500 400 60 7 10–15 0,3–0,5 4 50 7–12 місяців 600 500 70 10 10–15 0,3–0,5 7 60 1–3 роки 800 800 100 10 10–15 0,3–0,5 10 70 4–6 років 800 800 120 10 20 1,2 10 90 6 років (учні) 800 800 150 12 30 1,5 10 100 7–10 років 1000 1000 170 12 30 1,5 10 120 11–13 років (хлопчики) 1200 1200 280 12 40 2 15 150 11–13 років (дівчатка) 1200 1200 270 15 45 1,5 12 150 14–17 років (хлопці) 1200 1200 400 12 50 2,5 15 200 14–17 років (дівчата) 1200 1200 300 15 50 2 13 200 Чоловіки 18–60 років 1200 1200 400 15 70 15 0,15 0,75 Жінки 18–60 років 1100 1200 350 17 50 12 0,15 0,75 чоловіки 60–74 роки 800 1200 400 15 15 0,15 чоловіки >= 75 років 800 1200 400 15 15 0,15 жінки 60–74 роки 1000 1200 400 15 15 0,15 жінки >= 75 років 1000 1200 400 15 15 0,15
Рослини
Рослини отримують мікроелементи з ґрунту, де вони можуть міститись у досить великий кількості, але представлені переважно нерозчинними сполуками, в той час як рослини можуть засвоювати тільки розчинні форми. На рухомість мікроелементів та їх доступність для рослин впливають кислотність та вологість ґрунту, наявність органічних речовин тощо. Нестача або надлишок мікроелементів шкідливий для рослин. Так при нестачі Мо пригнічується утворення квітів у деяких бобових, нестача Cu — у злаків, при надлишку В рослини уражаються гниллю, хворіють хлорозом.
Органи-депо мікроелементів Fe — Накопичується в еритроцитах, селезінці, печінці К — Накопичується в серці, скелетних та гладких м'язах, плазмі крові, нервовій тканині, нирках. Mn — Органи-депо: кістки, печінка, гіпофіз. P — Органи-депо: кістки, білкові речовини. Ca — Органи-депо: кістки, кров, зуби. Zn — Органи-депо:печінка, простата, сітчатка. I — Органи-депо: щитоподібна залоза. Si — Органи-депо: печінка, волосся, кришталик ока. Mg — Органи-депо: біологічні рідини, печінка Cu — Органи-депо: кістки, печінка, жовчний міхур S — Органи-депо: сполучна тканина Ni — Органи-депо: легені, печінка, нирки, підшлункова залоза, плазма крові
Вміст мікроелементів у продуктах харчування
Fe — Бере участь у кровотворенні, диханні, імунобіологічних і окисно-відновних реакціях. При нестачі розвивається анемія. Міститься в таких рослинах: смородина чорна, стовпчики і приймочки кукурудзи, кропива дводомна, шипшина собача, грицики звичайні. К — Бере участь у сечовиділенні, виникненні потенціалу дії, підтриманні осмотичного тиску, синтезі білків. Вміст мікроелементу у лікарських рослинах: смородина чорна, стовпчики і приймочки кукурудзи, кропива дводомна, грицики звичайні, шипшина собача, алое деревоподібне. Mn — Впливає на розвиток скелета, бере участь у реакціях імунітету, в кровотворенні і тканинному диханні.Вміст мікроелементів у лікарських рослинах: смородина чорна, шипшина собача, алое деревоподібне. P — Поєднує послідовні нуклеотиди в нитках ДНК та РНК. АТФ, слугує головним енергетичним носієм клітин. Формує клітинні мембрани. Міцність кісток визначається наявність в них фосфатів. Вміст мікроелементів у лікарських рослинах: смородина чорна, стовпчики і приймочки кукурудзи, кропива дводомна, шипшина собача. Ca — Бере участь у виникненні нервового збудження, у згортальній функції крові, забезпечує осмотичний тиск крові. Вміст мікроелементів у лікарських рослинах: смородина чорна, стовпчики і приймочки кукурудзи, грицики звичайні, шипшина собача, алое деревоподібне Co — Тканини в яких зазвичай накопичується мікроелемент: кров, селезінка, кістка, яєчники, печінка, гіпофіз. Стимулює кровотворення, бере участь у синтезі білків і вуглеводному обміні. Вміст мікроелементів у лікарських рослинах: смородина чорна, шипшина собача, лушпиння квасолі. Zn — Бере участь у кровотворенні, бере участь у діяльності залоз внутрішньої секреції. Вміст мікроелементів у лікарських рослинах: смородина чорна,стовпчики і приймочки кукурудзи, кропива дводомна, алое деревоподібне I — Потрібний для нормального функціонування щитоподібної залози, впливає на розумові здібності. Вміст мікроелементів у продуктах харчування: смородина чорна, морепродукти, чорноплідна горобина, фейхоа, квасоля в стручках, помідори, суниця. Si — Сприяє синтезу колагену та утворення хрящової тканини. Вміст мікроелементів у лікарських рослинах: смородина чорна, стовпчики і приймочки кукурудзи, кропива дводомна Mg — Бере участь в різноманітних реакціях метаболізму: синтез ферментів, білків ін. кофермент синтезу вітамінів групи В. Вміст мікроелементів у лікарських рослинах: смородина чорна,кропива дводомна, шипшина собача, алое деревоподібне. Cu — Впливає на синтез гемоглобіну, еритроцитів, білків, кофермент синтезу вітамінів групи В. Вміст мікроелементів у лікарських рослинах:смородина чорна, кропива дводомна, алое деревоподібне. S — Впливає на стан шкірних покривів. Вміст мікроелементів у лікарських рослинах: смородина чорна. Ag — Антимікробна активність. Вміст мікроелементів у лікарських рослинах: смородина чорна. Ni — Стимулює синтез амінокислот в клітині, підвищує активність пепсину, нормалізує вміст гемоглобіну, покращує генерацію білків плазми. Вміст мікроелементів у лікарських рослинах: лушпиння квасолі.
Тварини В годуванні сільськогосподарських тварин мікроелементи використовують для підвищення продуктивності. Солі або розчини мікроелементів додають до силосу та грубих кормів. Вони входять до складу багатьох комбікормів, що випускаються промисловістю.
Див. також Геохімічна класифікація елементів Макроелементи
Примітки
Посилання
МІКРОЕЛЕМЕНТИ / Фармацевтична енциклопедія