Минеральные вещества представляют собой неорганические компоненты,
необходимые для нормального функционирования организма. Они участвуют в
структурном формировании тканей, поддержании кислотно-основного и
водно-солевого баланса, активации ферментов и обеспечении
электрофизиологических процессов. В биохимии различают макро- и
микроэлементы в зависимости от концентрации, требуемой организмом.
Классификация минеральных
веществ
Макроэлементы – элементы, необходимые в относительно
больших количествах (десятки миллиграммов до граммов в сутки):
- Кальций (Ca) – структурный компонент костей и
зубов, участвует в свертывании крови, передаче нервных импульсов,
сокращении мышц. Биохимическая активность проявляется через
кальций-зависимые ферменты и кальмодулин.
- Фосфор (P) – входит в состав нуклеотидов,
фосфолипидов, костной ткани; участвует в энергетическом обмене через
АТФ.
- Калий (K) – основной внутриклеточный катион,
поддерживает мембранный потенциал и осмотическое давление, участвует в
ферментативных реакциях.
- Натрий (Na) – главный внеклеточный катион,
регулирует водно-солевой баланс, участвует в генерации и проведении
нервного импульса.
- Магний (Mg) – кофактор множества ферментов, в том
числе тех, что участвуют в синтезе белка и нуклеиновых кислот;
стабилизирует мембраны и рибосомы.
- Сера (S) – компонент аминокислот цистеина и
метионина, участвует в формировании дисульфидных связей, важных для
структуры белков.
- Хлор (Cl) – участвует в формировании желудочного
сока (HCl), поддерживает кислотно-основное равновесие и осмотическое
давление.
Микроэлементы – элементы, требуемые в малых
количествах (миллиграммы и микрограммы в сутки), выполняют главным
образом каталитические и регуляторные функции:
- Железо (Fe) – ключевой компонент гемоглобина,
миоглобина и ряда ферментов (цитохромы, пероксидазы), обеспечивает
транспорт кислорода и участие в клеточном дыхании.
- Йод (I) – необходим для синтеза тиреоидных
гормонов, регулирующих метаболизм.
- Цинк (Zn) – кофактор более 300 ферментов, участвует
в синтезе белка, делении клеток, регуляции экспрессии генов.
- Медь (Cu) – компонент оксидаз и цитохромоксидазы,
участвует в переносе электронов и синтезе коллагена.
- Марганец (Mn) – активатор ферментов, участвующих в
углеводном и липидном обмене.
- Селен (Se) – компонент антиоксидантных ферментов
(глутатионпероксидазы), защищает клетки от окислительного стресса.
- Фтор (F) – укрепляет зубную эмаль, участвует в
метаболизме костной ткани.
- Кобальт (Co) – входит в состав витамина B12,
участвует в синтезе метионина и образовании эритроцитов.
Функции минеральных веществ
Структурная функция Макроэлементы кальций,
фосфор и магний формируют костную ткань, зубы, ногти и волосы. Сера
участвует в формировании структурно-функциональных связей
белков.
Регуляторная и каталитическая функция Минералы
активируют ферменты, участвуют в регуляции обменных процессов. Например,
цинк и магний необходимы для активности ферментов, участвующих в синтезе
нуклеиновых кислот и белков.
Электролитическая функция Натрий, калий, кальций
и хлор обеспечивают поддержание осмотического давления,
кислотно-основного равновесия и мембранного потенциала, что критически
важно для передачи нервного импульса и сокращения мышц.
Транспортная функция Железо участвует в
транспортировке кислорода гемоглобином, а медь и цинк входят в состав
переносчиков электронов дыхательной цепи.
Антиоксидантная защита Селен, медь и цинк входят
в состав ферментов, предотвращающих образование свободных радикалов и
повреждение клеток.
Гормональная функция Йод необходим для синтеза
тиреоидных гормонов, регулирующих метаболизм, а кобальт обеспечивает
образование витамина B12, влияющего на рост и кроветворение.
Метаболические
взаимодействия минеральных веществ
Минеральные вещества не действуют изолированно; их усвоение и функции
часто взаимозависимы:
- Кальций и магний конкурируют за всасывание в кишечнике.
- Железо лучше усваивается при совместном поступлении с витамином
C.
- Избыток одного микроэлемента может снижать биодоступность другого
(например, избыток цинка снижает всасывание меди).
Минеральные вещества участвуют в более чем 2000 биохимических
реакциях, определяя стабильность клеточных структур, энергообмен и
синтез биомолекул. Их сбалансированное поступление критично для
нормального функционирования всех систем организма.