Допустимые уровни содержания некоторых токсичных элементов

Элемент	Допустимые величины (мг/кг) не более	Элемент	Допустимые величины (мг/кг) не более
Pb	2,0	Cu	10,0
As	5,0	Zn	70,0
Cd	0,6	Sn	200,0
Hg	1,0	Cr	0,5

Некоторые исследователи делят биоэлементы на эссенциальные и токсические (Табл. 3.6); однако сложность проблемы состоит в том, что жизненно необходимые – при определенных условиях могут вызвать патологические реакции, а ядовитые в малых количествах становятся полезными. Не теряет злободневности мысль Парацельса о том, что нет токсических веществ, во всем виноваты дозы (Табл. 3.7).

Таблица 3.7

Расчетные уровни минимальных и максимальных значений макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационов жителей зоны эколого-биогеохимического оптимизма

Макро- и микроэлементы, ед. измерений	Минимальные значения	Максимальные значения
Калий, г/сутки	3,99	4,64
Кальций, г/сутки	0,806	0,954
Магний, г/сутки	0,300	0,423
Фосфор, г/сутки	1,053	1,305
Железо, мг/сутки	12,09	15,41
Цинк, мг/сутки	11,92	16,50
Марганец, мг/сутки	4,11	6,05
Медь, мг/сутки	1,22	2,00
Кремний, мг/сутки	8,02	12,95
Фтор, мг/сутки	2,04	2,56
Кадмий, мг/сутки	0,90	0,95
Никель, мг/сутки	0,65	0,81
Хром, мг/сутки	0,22	0,28
Алюминий, мг/сутки	0,21	0,37
Молибден, мг/сутки	0,09	0,14
Свинец, мг/сутки	0,09	0,15
Йод, мкг/сутки	112,8	165,0
Кобальт, мкг/сутки	59,1	76,7
Серебро, мкг/сутки	0,084	0,146
Стронций, мкг/сутки	0,19	0,246
Бериллий, мкг/сутки	0,015	0,024
Селен, мкг/сутки	88,1	177,3

Биологическая роль макроэлементов

Так как выполнение функций С, Н, N, S, О, Р тесно связано с соединениями, их содержащими и значение которых изучалось выше (белки, углеводы, липиды, нуклеотиды), то позволим себе остановиться лишь на статусе оставшихся других, составляющих основу минеральных компонентов тканей.

Сходные по строению и химическим свойствам катионы натрия и калия, несмотря на четкое разделение в их локализации (первый предпочитает нахождение во внеклеточной жидкости, а основная концентрация второго регистрируется в цитозоле), выполняют близкие по механизмам функции. Даже суточные потребности мало отличаются, составляя 2,3 – 3,5 г. Всасываются катионы этих металлов целиком, экскретируются в основном почками, где некоторая часть реабсорбируется. Их величины составляют: Na⁺ в плазме крови 136 – 145 ммоль/л, К⁺ в эритроцитах – 80 – 100 ммоль/л.

Основным предназначением данных биотиков является создание электрохимического потенциала, что поддерживает осмотическое давление (вне клетки с помощью натрия, внутри ее за счет калия), регулирует работу ионных каналов мембран, отсюда меняются степень их поляризации, функциональная активность. Кроме того, катионы Na⁺и К⁺ служат компонентами буферных систем; в канальцах почек Na⁺/ К⁺ - антипорт способствует сбережению Na⁺ в организме, особенно при действии ангиотензина и альдостерона (Раздел IV, Глава 2). Широко известный фермент цитолеммы К⁺,Na⁺-АТФаза за счет энергии АТФ осуществляет активный транспорт ионов калия в цитозоль, а натрия – в межклеточную жидкость. Этот эффект используют в клинике: сердечные гликозиды являются ингибиторами данного энзима; при их введении в миокарде снижается содержание К⁺ и аккумулируется Na⁺, что увеличивает возбудимость сердца, его сократимость и работоспособность.

Вообще выход катионов калия во внеклеточную биосреду вызывает гиперполяризацию цитолеммы и уменьшение активности; а поступление натрия в цитозоль провоцирует замену отрицательного заряда на внутренней стороне мембраны на положительный, что способствует возбуждению клетки, передаче нервного импульса. В кишечнике всасывание глюкозы и аминокислот происходит в симпорте с его катионами. На этом основана регидратационная терапия: при обезвоживании и обессоливании внутрь вводят раствор поваренной соли с глюкозой, что быстро улучшает состояние. Немаловажную роль катионы натрия играют в поддержании объема плазмы крови, АД.

Статус катионов данных металлов регулируется РААС – системой; их антагонистом служит натрийуретический предсердный пептид, увеличивающий экскрецию Na⁺. Опосредованно влияет на обмен электролитов вазопрессин, стимулирующий реабсорбцию воды в почках.

С деятельностью этих биотиков тесно связано функционирование анионов хлора (хлоридов). За сутки в организм их попадает до 3,5 г (основной источник – поваренная соль). Практически все поступившее количество всасывается, выводится в основном почками, небольшая часть – с калом и потом. Основная масса хлоридов находится во внеклеточных жидкостях (в плазме крови их нормальные колебания составляют 97 – 108 ммоль/л против 3 ммоль/л - в цитозоле). Ведущая функция данного макроэлемента перекликается с ролью Na⁺: являясь важнейшим внеклеточным анионом, обеспечивает электрохимический потенциал на цитолемме. И также, как натрий, способствует сохранению объема и осмотического давления плазмы, АД; кроме того, опосредует эффект ингибиторных медиаторов (ГАМК, глицина); входя в состав соляной кислоты, поддерживает рН желудочного сока; а НСО₃^-/Сl – антипорт важен для транспорта эритроцитами СО₂ к легким.

К интересным выводам можно придти, сопоставляя другую пару катионов: Ca⁺⁺ и Mg⁺⁺. Также, как и у одновалентных биотиков, их локализация противоположна (Ca⁺⁺ особенно много находится с наружной стороны цитолеммы, а Mg⁺⁺- второй по концентрации после К⁺ катион в клетке). Суточная потребность в последнем составляет 0,3 – 0,5 г, а кальция необходимо не менее 1,0 г (Табл. 3.7). Поступая с пищей, эти макроэлементы в кишечнике всасываются с меньшим эффектом, чем К⁺ и Na⁺ (процент усвоения не достигает 50%) (Табл. 3.6), выделяются почками и ЖКТ.

В организме человека на долю Mg⁺⁺ приходится 25–35 г, причем больше половины локализуется в костях. Довольно много его в клетках, особенно в миокарде. В плазме крови концентрация колеблется в пределах 0,7–1,2 ммоль/л (в основном в ионизированной форме). Из продуктов наиболее богаты магнием зелень (в хлорофилле), орехи, крупы, бобовые, семена подсолнечника, тыквы (Табл. 3.8). Биодоступность невелика из-за способности образовывать в кишечнике нерастворимые соли с фосфатами, фитатами, ЖК.

Таблица 3.8