mikronutrienti500

 

Veselības bioķīmija: kā uzturvielas vada organisma procesus

Uztura komponentus tradicionāli iedala makrouzturvielās un mikrouzturvielās. Pirmajā grupā ietilpst olbaltumvielas, tauki un ogļhidrāti, kuru diennakts patēriņš attiecīgi ir 80–100, 80–90 un 450–500 g. Tie ir labi zināmi ikvienam. Tieši šie komponenti (to daudzums uz 100 g produkta un kaloriju vērtība) tiek norādīti pārtikas veikalu produktos uz etiķetēm. Šī un visa informācija, kas tiek sniegta patērētājam, neviļus veido viņam ārkārtīgi ierobežotu priekšstatu par to, ko viņš patiesībā lieto uzturā.

Starp citām uzturvielām — tā sauktajām mikrouzturvielām (to nepieciešams tikai aptuveni 2 g dienā) — visbiežāk tiek minēti vitamīni, turklāt parasti tikai vispārīgi: vienkārši tiek norādīts, ka tie ir veselībai noderīgi. Par minerālvielām runā vēl retāk un bez sasaistes ar pamata komponentu — olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu — vielmaiņu un organisma nodrošinājumu ar šīm mikrouzturvielām.

Ņemsim vērā, ka no uztura bioķīmijas viedokļa visi vielmaiņas procesi organismā, tostarp pamata makrouzturvielu (olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu) metabolisms, ir fermentatīvi un daudzpakāpju, un katru posmu kontrolē savs enzīms. Līdz ar to to normālai norisei ir nepieciešami atbilstoši kofaktori, kuru pamatu veido vitamīni, makroelementi un mikroelementi (pie obligāta pilnvērtīga olbaltumvielu nodrošinājuma, jo visi enzīmi ir olbaltumvielas). Turklāt vitamīniem vēl ir jāpārvēršas savā aktīvajā formā — koenzīmos — attiecīgu fermentatīvu procesu rezultātā, un tam ir nepieciešami papildu vitamīni un minerālvielas.

Tādējādi olbaltumvielu un aminoskābju vielmaiņai ir nepieciešami: vitamīni — B6, B2, B3, B5, B9, B12; minerālvielas — magnijs, cinks, kālijs.

Ogļhidrātu (glikozes) vielmaiņai ir nepieciešami: vitamīni — B1, B2, B3, α-liposkābe, B5; minerālvielas — magnijs, cinks, mangāns, hroms.

Tauku (triglicerīdu) vielmaiņai ir nepieciešami: vitamīni — B2, B3, B5, L-karnitīns; minerālvielas — magnijs, mangāns.

Galveno uzturvielu grupu vielmaiņai patiešām ir izšķiroša nozīme, īpaši olbaltumvielu vielmaiņai, kas ir visu dzīvības procesu pamatā. Tomēr tā aptver tikai trīs galvenās uzturvielu grupas. Tikmēr organismā darbojas arī citas ne mazāk sarežģītas un svarīgas sistēmas: ģenētiskās informācijas pārnese un olbaltumvielu biosintēze, šūnu dalīšanās, imūnā aizsardzība, antioksidatīvie un pretperoksidācijas mehānismi, detoksikācijas un biotransformācijas procesi, steroīdu metabolisms un daudz kas cits.

Kopumā, ņemot vērā visas līdz šim zināmās galvenās metabolisma funkcijas, organismam ir nepieciešami 11 ūdenī šķīstoši un 4 taukos šķīstoši vitamīni visās to formās, virkne ne mazāk svarīgu vitamīniem līdzīgu vielu, 8 makroelementi un vairāk nekā 20 mikroelementu.

Tomēr, neskatoties uz šo mikrouzturvielu grupu acīmredzamo nozīmīgumu, organismam ik dienu ir nepieciešams plašs citu vielu klāsts, no kurām lielākā daļa nutriciologiem un ārstiem joprojām ir maz zināma. Pietiek atgādināt par bioflavonoīdu klasi (korekts ķīmiskais termins — “flavonoīdi”), kurā augu pasaulē ir aptuveni 4000 pārstāvju. Jau šī viena dabisko vielu klase aptver visu mūsdienās zināmo farmakoloģisko iedarbību. Ilgu laiku flavonoīdi tika uzskatīti tikai par dabiskas izcelsmes ārstniecības līdzekļiem, tomēr oficiālā medicīna izmanto vien dažus no šīs plašās klases, piemēram, kvercetīnu, dihidrokvercetīnu, rutīnu un vēl dažus citus.

Pašlaik flavonoīdi ir ieņēmuši godpilnu vietu mikrouzturvielu grupas uztura komponentu vidū. Lai ilustrētu to nozīmi uzturā, atsauksimies uz datiem no septiņām valstīm (Eiropas valstis, ASV, Japāna), kas parāda saistību starp mirstību no sirds un asinsvadu slimībām un flavonoīdu diennakts patēriņu: valstīs, kur iedzīvotāji dienā patērē 80–120 mg šo vielu, mirstība ir gandrīz piecas reizes zemāka nekā tur, kur flavonoīdu patēriņš ir 15–20 mg.

Ne mazāk svarīgas par mikrouzturvielām ir arī citas dabisko vielu klases — augu indoli, izotiocianāti, karotinoīdi, fitosteroli, polisaharīdi, omega‑3 polinepiesātinātās taukskābes un to līdzsvars ar omega‑6, metabiotikas (organisma mikrofloras dzīvības darbības produkti) utt. Lielākajai daļai šo uzturvielu piemīt antioksidatīvas īpašības ar atšķirīgiem darbības mehānismiem, vienlaikus tās organismā veic arī citas svarīgas funkcijas.

Ņemot vērā šo mikrouzturvielu klašu nozīmi uzturā, tās ir apkopotas vienotā tabulā, lai šīs internetvietnes apmeklētājiem veidotos un nostiprinātos metabolisma funkciju koncepcija līdztekus vitamīnu un minerālvielu kā enzīmu komponentu neaizvietojamības koncepcijai, kā arī izpratne par citu dabisko vielu klašu nozīmīgumu, kas ir būtiski uztura faktori un normālas veselības un dzīves kvalitātes uzturētāji.

 

 

Kad un kā lietot vitamīnus un minerālvielas

Ūdenī šķīstošie mikrouzturvielu faktori — pie tiem pieder ūdenī šķīstošie vitamīni un minerālvielas — organismā neuzkrājas un izdalās ar urīnu, tāpēc tos nepieciešams regulāri uzņemt ar pārtiku vai uztura bagātinātājiem. Izņēmums ir vitamīns B12, kas daļēji saglabājas aknās. Šādus vitamīnus var lietot jebkurā diennakts laikā, tie uzsūcas neatkarīgi no ēdiena, tomēr ieteicams tos lietot ēšanas laikā vai uzreiz pēc ēšanas, lai izvairītos no kuņģa kairinājuma.

Taukos šķīstošie vitamīni ir vitamīni A, D, E un K. Tie organismā uzkrājas, tāpēc uztura bagātinātājus ar tiem parasti lieto kursa veidā. Šādi vitamīni labāk uzsūcas, ja tos lieto kopā ar ēdienu, kas satur taukus. Piemēram, vitamīna D lietošanu ir ideāli apvienot ar brokastīm vai pusdienām, kurās ir augu eļļas, avokado vai rieksti — tie palīdz organismam maksimāli efektīvi izmantot šo svarīgo uzturvielu. Starp citu, vitamīns D daudziem cilvēkiem rada vieglu mundrinošu efektu, tāpēc to labāk lietot tieši dienas pirmajā pusē.

Lai taukos šķīstošās uzturvielas normāli uzsūktos un nonāktu organismā, liela nozīme ir žults veidošanās un žults izdalīšanās procesiem, ko veicina dabiski holerētiski līdzekļi.

Svarīgi pareizi lietot arī mikroelementus, īpaši dzelzi un magniju. Dzelzs vislabāk uzsūcas tukšā dūšā, lietojot to 30 min pirms ēšanas, lai gan cilvēkiem ar jutīgu kuņģi to var lietot kopā ar vieglu uzkodu. Galvenais — izvairīties no vienlaicīgas dzelzs lietošanas ar piena produktiem, kafiju, kalciju vai antacīdiem, jo tie var samazināt tā biopieejamību. Magniju var lietot jebkurā diennakts laikā, bet ne kopā ar jebkuru ēdienu: nedrīkst kopā ar putrām un taukiem. Ja lietošanas mērķis ir uzlabot miegu, to labāk darīt vakarā, bet darbspēju paaugstināšanai — no rīta. Šī mikroelementa gadījumā svarīga ir uztura bagātinātāja forma: magniju citrāta vai glicināta formā lieto vakarā, bet treonāta, citrāta vai malāta formā — no rīta. Visus minerālus — metālu jonus — lieto tikai helātu formā, pilnībā izslēdzot oksīdus un sulfātus.

Omega‑3 polinepiesātinātās taukskābes iedarbojas pretiekaisuma veidā, veicina normālu sirds un smadzeņu darbību. Lai uzlabotu to uzsūkšanos un samazinātu nepatīkamas “zivju” piegaršas parādīšanās iespēju mutē, omega‑3 uztura bagātinātājus labāk lietot vienlaikus ar ēdienu, kas satur uztura taukus.

Lai gūtu maksimālu labumu no vitamīniem un minerālvielām, ir svarīgi ne tikai izvēlēties piemērotu lietošanas režīmu, bet arī konsultēties ar speciālistu, īpaši, ja ir kuņģa‑zarnu trakta (KZT) saslimšanas. Piemēram, atrofiska gastrīta gadījumā, kas bieži sastopams gados vecākiem cilvēkiem, slikti uzsūcas taukos šķīstošie vitamīni un citas taukos šķīstošas mikrouzturvielas, piemēram, CoQ10, un pat pie pietiekamas uzņemšanas rodas deficīta problēmas.

Galvenais veiksmīgas vitamīnu un minerālvielu lietošanas noteikums ir regularitāte.

Vitamīna C šķīdumu zemās noturības dēļ, lai to saglabātu gatavā ēdienā (zupā), gatavošanas laikā produktus, kas to satur, ieteicams likt verdošā ūdenī, nevis aukstā.

Lai gan termiskā apstrāde noārda dažus vitamīnus, tā palielina citu vitamīnu, jo īpaši dārzeņos esošo, pieejamību; šajā ziņā nozīme ir arī pagatavošanas veidam.

Tā, termiskā apstrāde palielina burkānu, tomātu un citu dārzeņu uzturvērtību, sašķeļot saites starp šķiedrvielām un paaugstinot vitamīnu pieejamību. Tā kā dārzeņu vārīšanas laikā lielākā daļa ūdenī šķīstošo vitamīnu pāriet ūdenī, ieteicams šo metodi aizstāt ar gatavošanu tvaikā vai mikroviļņu krāsnī.

Norādīto nosacījumu ievērošana ir svarīgs normāla uztura faktors un labs virtuves kvalitātes rādītājs.

 

 

Ārstniecisko vielu ietekme uz vitamīnu un minerālu līmeni

Daudzas zāles izraisa negatīvus efektus un var samazināt organismā vitamīnu, minerālvielu un citu derīgo vielu daudzumu, tomēr to līmeni var atjaunot ar uztura bagātinātājiem.

Tā, perorālie kontracepcijas līdzekļi var pazemināt cinka, magnija un selēna, antioksidantu vitamīnu A, C, E, kā arī vairāku B grupas vitamīnu līmeni, būtiski izsmeļ folātu (visas B9 vitamīna formas) krājumus. Lai folskābes līmenis pēc lietošanas pārtraukšanas atgrieztos normā, ir nepieciešami 3 mēneši. Tāpēc kontracepcijas līdzekļu lietošanas laikā papildus ieteicams lietot pirmām kārtām folskābi, kā arī citus zaudētos mikrouzturvielu faktorus.

Daudzi hormonu aizstājterapijas veidi var izvadīt no organisma magniju, cinku, B12 un C vitamīnu.

Preparāts metformīns ir efektīvs 2. tipa cukura diabēta gadījumā, un tādēļ pacientiem to bieži nozīmē ilgstoši. Tomēr atkarībā no devas un lietošanas ilguma tas var pazemināt B1, B12 un D vitamīna, folskābes un magnija līmeni.

Antacīdi — omeprazols un tā analogi —, samazinot kuņģa skābumu, pazemina tādu minerālvielu kā kalcija, nehēma dzelzs, magnija, cinka un fosfātu šķīdību. Parasti tie zarnās uzsūcas par 50–80% mazāk. Ilgstoša šo zāļu lietošana var palielināt anēmijas un osteoporozes attīstības risku.

Antacīdus bieži nozīmē kopā ar metformīnu, jo kuņģa reflukss (atvilnis) bieži sastopams 2. tipa cukura diabēta gadījumā. Abu preparātu lietošana var radīt dubultu negatīvu ietekmi uz B12 vitamīna un magnija līmeni. To var papildināt ar uztura bagātinātājiem.

β‑adrenoblokatori tiek izmantoti paaugstināta asinsspiediena un stenokardijas ārstēšanai. Tie inhibē dažus fermentus un var veicināt nogurumu. Ieteicams rekomendēt kompensēt šo stāvokli ar ubihinolu visiem, kam ir sirds problēmas vai hipertensija. Turklāt nepieciešami biopieejamā magnija uztura bagātinātāji, omega‑3 polinepiesātinātās taukskābes un vitamīni.

Statīni pazemina holesterīna līmeni, inhibējot aknu fermentu HMG-CoA reduktāzi (3 hidroksi-3 metilglutaril CoA reduktāze), kas ir nepieciešams arī CoQ10 biosintēzei. CoQ10 lietošana ir efektīvāka ubihinola formā (100 mg) un palīdz pārvarēt šo blakusefektu.

Statīnu terapijas laikā samazinās arī D un E vitamīna līmenis, kas arī prasa korekciju.

Dažādi nesteroīdo pretiekaisuma un pretsāpju līdzekļu tipi arī aktīvi ietekmē vitamīnu un minerālvielu līmeni. Ibuprofēns ietekmē folskābes (B9 vitamīna) un B6 vitamīna līmeni. Ilgstoša aspirīna — masveidā nozīmēta preparāta — lietošana var būt zema folskābes un B12 vitamīna līmeņa, kā arī C vitamīna un cinka zuduma iemesls.

Pacientiem, kuri ilgstoši lieto šos un līdzīgus preparātus, ikdienā būtu jālieto vitamīnu–minerālvielu kompleksi, lai novērstu jebkādu iespējamu deficītu.

Diurētiskie līdzekļi, jo īpaši ļoti aktīvie, piemēram, Lasix, īpaši ilgstošas lietošanas gadījumā izraisa minerālvielu un ūdenī šķīstošo vitamīnu zudumu. Šāds nozīmējums var izraisīt erektīlo disfunkciju jauniem vīriešiem cinka deficīta dēļ. Kā tika atzīmēts iepriekš, cinks ir nepieciešams testosterona sintēzei, un tā zudums likumsakarīgi traucē hormonālo statusu.

Ārstējošajam ārstam ir jābrīdina pacients par visām ārstēšanas laikā iespējamiem problēmām, vai vēl labāk — jāveic atbilstoši nozīmējumi, kas diemžēl visbiežāk netiek darīts.

 

 

Vitamīnu un minerālvielu sinerģijas un antogonisma aspekti

A vitamīna (tātad arī α-, β- un γ-karotīnu kā A vitamīna prekursoru) sinerģisti ir E vitamīns (abi antioksidanti) un mikroelements cinks (Zn2+), jo pēdējais ir retinolu transportējošā olbaltuma komponents, kas nodrošina abu komponentu biopieejamību (līdz pat šūnu līmenim). Ir norādes par A vitamīna un dzelzs (Fe2+) darbības sinerģiju. E vitamīna antioksidatīvā aktivitāte palielinās, ja vienlaikus organismā nonāk organiskā divvērtīgā selēna (Se2-) forma. B1 vitamīna funkcijas ir cieši saistītas ar Zn2+ un Mn2+, B2 vitamīna — ar Mg2+ un Fe2+. B3 vitamīna (nikotīnamīda) funkcijas ir saistītas ar cinku, magniju, mangānu, molibdēnu (Mo2+) un kobaltu (Co2+) (parasti B12 vitamīna sastāvā). B6 vitamīns efektīvāk funkcionē kombinācijā ar B2 vitamīnu un magniju (pārvēršanās par piridoksālfosfātu). Vitamīni B6 (+ Mg2+), B9 un B12 (+ Cr3+) ir sinerģisti metionīna metabolismā, hipergomocisteinēmijas profilaksē un līdz ar to aterosklerozes profilaksē.

K vitamīns piedalās oksidēšanās–reducēšanās procesu regulācijā kombinācijā ar magniju un E vitamīnu. C vitamīns funkcionē kā antioksidants tikai brīvu Fe2+ un Cu2+ neesamības gadījumā; tiem jābūt saistītiem (bloķētiem) ar atbilstošiem helatoriem, jo īpaši bioflavonoīdiem. Tāpēc C vitamīnam obligāti jābūt kombinācijā ar pēdējiem, kā tas ir visos dabiskajos C vitamīna avotos (mežrozītes, acerola, melnā jāņoga, aronija u. c.). Attiecīgi arī E vitamīns jālieto kombinācijā: E vitamīns + C vitamīns + bioflavonoīdi. Jāatzīmē, ka vitamīnu A, C, B6, kā arī CoQ10, selēna un kurkumīna biopieejamību palielina alkaloīds piperīns, kas atrodams melnajos piparos.

Svarīga praktiska nozīme ir arī minerālvielu antagonismam. Kalcija lietošana osteoporozes gadījumā pastiprina mangāna deficītu, jo apgrūtina tā uzsūkšanos organismā. Mangāna zarnu absorbciju kavē arī fosfāti un dzelzs. Mangāna deficītu veicina tādu produktu patēriņš, kas satur ievērojamu daudzumu tanīnu un oksalātu (piemēram, tējas un spinātu). No biogēno elementu kombinācijām jānorāda antagonisms uzsūkšanās stadijā neorganisko cinka un vara sāļu, dzelzs un mangāna, dzelzs un cinka gadījumā; to var novērst, izmantojot to helātu savienojumus, jo īpaši ar aminoskābēm. Savukārt biogēno un abiogēno elementu antagonismu [svins (Pb2+), kadmijs (Cd2+), dzīvsudrabs (Hg2+), alumīnijs (Al3+)] var efektīvi izmantot, lai mazinātu pēdējo toksisko iedarbību. Tā, pietiekama organisma nodrošināšana ar cinku kavē svina un kadmija uzkrāšanos un toksiskuma izpausmes, bet organisko divvērtīgā selēna (Se2-) formu uzņemšana samazina dzīvsudraba, kadmija un svina toksisko iedarbību.

Minerālvielas un vitamīni piedalās vielmaiņas procesos, papildinot un pastiprinot cits cita iedarbību fermentu līmenī un regulācijas ceļos un mehānismos. Tas ir saistīts ar to, ka katra no tiem funkcionēšanu nosaka daudzu gēnu aktivācija un līdz ar to arī atbilstošo olbaltumvielu–enzīmu darbība. Tā, iepriekš tika atzīmēts, ka dzelzs vielmaiņā ir iesaistīti apmēram 200 gēnu un vismaz tikpat daudz fermentu ar saviem kofermentiem un minerālajiem kofaktoriem. Tāpēc jebkuru deficītu, tostarp minerālvielu deficītu, problēma jāuztver kā daudzfaktoru, nevis jāprimitivizē, vienkāršoti reducējot to uz monodeficītu. Tikai kompleka pieeja nodrošina ārstniecības un profilakses pasākumu efektivitāti.

Pašlaik tiešsaitē

Klātienē 66 viesi un nav reģistrētu lietotāju

mikronutrienti700VESELĪBAS PAMATI

Mikrouzturvielas

Mēs balstāmies uz pieņēmumu, ka mūsdienu nutricioloģija ir molekulārais pamats visu pārtikas komponentu iedarbībai uz organismu. Papildus olbaltumvielām, ogļhidrātiem un taukiem tā ietver pilnu vitamīnu, kā arī vitamīniem līdzīgu vielu, makroelementu un mikroelementu kopumu, bez kuru aktīvajām formām nespēj funkcionēt neviens audu enzīms un līdz ar to organismā nevar noritēt neviens normāls process.

Tomēr ar to normālai veselībai nepieciešamo uztura komponentu loks neaprobežojas. Organismam ir nepieciešamas vēl 20 citu mikrouzturvielu klases — flavonoīdi un citi polifenoli, karotinoīdi, sēru saturoši savienojumi utt.

Tomēr tieši vitamīni un minerālvielas, ja organisms ir pilnībā nodrošināts ar pilnvērtīgām olbaltumvielām, ir primāras nozīmes uzturvielas. Enzīmu sistēmās darbojas nevis paši vitamīni, bet gan to aktīvās formas — koenzīmi, kuriem organismā vēl ir jāveidojas no vitamīniem. Tas ir papildu enzīmu procesu kopums, kurā tiek iesaistīti ne tikai citi enzīmi (tātad arī citi vitamīni un minerālvielas), bet arī veselas organellas, piemēram, mitohondriji, kas producē šādai aktivācijai nepieciešamo enerģijas nesēju — adenozīntrifosforskābi (obligāts komponents kopā ar magniju vitamīnu B1, B2, B3, B5, B6, B8 pārvēršanai atbilstošajā koenzīma formā). Tādēļ normāla mitohondriju funkcionēšana ir svarīgs priekšnoteikums lielākās daļas enzīmatisko reakciju norisei.

Šajā internetvietnes bioķīmijas sadaļā no bioķīmiskā aspekta tiek pievērsta uzmanība visu pašlaik zināmo vitamīnu bioloģiskās aktivitātes galveno jautājumu detalizētākam apskatam, tostarp bioķīmijas mācību grāmatās retāk minētajiem B8, B14, B15, B17, vitamīniem līdzīgām uzturvielām (holīns, α-liposkābe, L-karnitīns, koenzīms Q10 utt.), galvenajiem makroelementiem (kalcijs, magnijs, kālijs, sērs) un mikroelementiem (bors, vanādijs, dzelzs, jods, litijs, molibdēns, selēns, cinks, fluors, hroms).

 

Mikrouzturvielu galvenās klases

Savienojumu grupas

Pārstāvji

Daži avoti

Flavonoīdi, izoflavonoīdi, antociāni

Flavons, kvercetīns, kaempferols, morīns, tangeretīns, rutīns, luteolīns, nobilētīns, naringenīns, apigenīns, daidzeīns, genisteīns, delfinidīns, malvidīns, peonidīns

Citrusaugļi, pētersīļi, pīlādzis, brūklenes, mellenes, upenes, dzērvenes, melnās vīnogas, vīns, soja

Katehīni un citi augu polifenoli

Katehīns, epikatehīns, epigallokatehīns, epigallokatehīngallāts

Tēja, vīns, vīnogas

Lignāni

Metoksipodofillotoksīns, arktiīns, sezamīns, enterodiols, enterolaktons

Linsēklas, citronliānas (Schisandra) sēklas, sojas sēklas, sezama sēklas, kviešu graudi

Kumarīni, furokumarīni, furanohromi

Psoralēns, metoksalēns, bergaptēns, skopoletīns, kumarīns, izopimpinellīns, imperatorīns

Selerijas, pētersīļi, pastinaki, vīģes

Hinoni un hidrohinoni

Juglons, alizarīns, hrizofanols, emodīns, plastohinons, ubihinoni

Rabarberi, valrieksti, zemesrieksti, aknas, sirds

Izotiocianāti
Slāpekli saturoši savienojumi — aminoskābes, peptīdi, amīni

Fenetilizotiocianāts, sulforafāns, fenilizotiocianāts, benzilizotiocianāts.
Arginīns, citrulīns un citas aminoskābes, piperīns, karnitīns, karnozīns, kofeīns

Rāceņi, redīsi, sinepes, kreses, mārrutki u. c.

Augu indoli

Indol-3-karbinols, indol-3-acetonitrils, diindolilmetāns, askorbigens

Brokoļi un Briseles kāposti

Organiskie polisulfīdi

Diallilsulfīds, diallildisulfīds, dialliltrisulfīds un to 5-oksīdi, ajoēns

Ķiploks, sīpols, lakši

Iridoīdi (rūgtvielas, rūgtie glikozīdi)

Aukubīns, genciopikrozīds, genciopikrīns, genciogenols, asperulozīds, monotropeozīds

Salvija, mātere, mellenes, pienenes lapas

Terpenoīdi

Betulīns, betulīnskābe, platanoskābe, dehidroabiētīnskābe, mentols

Bērza miza, lazdas miza, baltā dižskābarža miza, ciedru rieksti

Karotinoīdi

Likopēns, α, β-, γ-karotīni, luteīns, ksantaksantīns, zeaksantīns, astaksantīns, violoksantīns, kriptoksantīns

Burkāni, smiltsērkšķi, pētersīļi, mežrozītes, aronijas un sarkanais pīlādzis, tomāti

Fitosteroli

β-sitosterīns, stigmasterīns, skvalēns, kanesterols, skvalamīns

Soja, kukurūza, auzas, amarants, pundurpalma, nātre, haizivs aknu tauki

Omega-3 rindas polinepiesātinātās taukskābes un konjugētās polinepiesātinātās taukskābes

Eikozapentaēnskābe, dokosaheksaēnskābe, α-linolēnskābe, konjugētā linolskābe

Aukstūdens zivju tauki, mencu aknu tauki, linsēklu eļļa, melno upeņu sēklu eļļa, vīnogu kauliņu eļļa, sojas eļļa

Organiskās skābes, polioksiskābes, fenolskābes

Dzintarskābe, citronskābe, ābolskābe, D-glukarskābe, ellagskābe, fitīnskābe

Greipfrūts, apelsīni, āboli, brokoļi, graudaugi

Augu polisaharīdi

Celuloze, hemicelulozes, pektīni, fruktooligosaharīdi, maltooligosaharīdi, algināti, β-1,6 glikāni, β-glikāni, arabinoglikāni

Guāra, ceļmallapa, āboli, greipfrūts, aļģes, klijas, kordicepsa sēnes, šiitake, maitake, reishi

Resveratroli

Trihidroksistilbēni: resveratrols, polidatīns, pterostilbēns

Sarkanvīni, sarkanās un melnās vīnogas, ačai ogas

Seskviterpēnu laktoni un to glikozīdi

Panaksozīdi, ginsenozīdi, eleuterozīdi

Žeņšeņs, eleuterokoks

Fitoestrogēni

Izoflavoni — genisteīns, daidzeīns, formononetīns; estrogēniem līdzīgi saponīni — safsaponīns, smilacīns; anetols

Sarsaparilla, soja, āboliņš, apiņi, aveņu lapas

Metabiotikas

Mikrobiotas vielmaiņas produkti

Normālā mikroflora

 

Apskatot ogļhidrātu, tauku un olbaltumvielu vielmaiņu, tika aplūkoti vairāku polisaharīdu, omega‑3 un omega‑6 sērijas polinepiesātināto taukskābju, kā arī vairāku aminoskābju un dažu peptīdu funkcijas kā bioloģiski aktīvām vielām. Taču jāpievērš uzmanība galveno mikrouzturvielu — vitamīnu un vitamīniem līdzīgo vielu, makroelementu un mikroelementu — bioķīmisko funkciju izpratnei, jo tās kā fermentatīvo sistēmu komponenti veido uztura mikrouzturvielu dominanti.

 

 

Uztura minerālie komponenti

Starp ļoti daudzajiem dabiskajiem savienojumiem, kas pieder pie mikrouzturvielām un ir nepieciešama organisma normālas dzīvības nodrošināšanas sastāvdaļa, nozīmīgu vietu ieņem minerālie komponenti — metālu katjoni (pozitīvi lādēti joni), nemetāli (bioloģiski aktīvu savienojumu veidā): sērs, selēns, bors, silīcijs, jods, kā arī daži neorganiskie anjoni (piemēram, hlorīda jons).

Minerālie komponenti atkarībā no to satura organismā un pārtikas produktos tiek iedalīti makroelementos un mikroelementos un tos kopumā dēvē par minerālvielām. Makroelementi ir minerālie komponenti (metālu katjoni un daži anjoni), kuru diennakts devas ir desmiti un simti miligramu. Pie tiem pieder kalcija joni (Ca2+), magnija joni (Mg2+), kālija joni (K+), nātrija joni (Na+), fosfors (neorganisko fosfātu un glicerīna un fosforskābes esteru veidā), sērs (aminoskābju cisteīna, cistīna, metionīna, glutationa un citu tiolu veidā, vitamīnu B1, H un U veidā, ķiploku un sīpolu di- un polisulfīdu veidā, krustziežu dzimtas augu izotiocianātu veidā), hlors (hlorīda jona veidā no nātrija hlorīda — galda sāls).

 

 

Makroelementu, kas atrodami pārtikā, diennakts devas pieaugušiem cilvēkiem

Elements

Simbols

Diennakts deva, mg

Kalcijs

Са

800-1200

Magnijs

Мg

400-600

Kālijs

К

2500-3000

Fosfors (fosfāti)

Р

800-1200

Sērs (sulfīdi, tioli)

S

1000-1500

Nātrijs

Na

Pārpalikums, norma ne vairāk kā 5 g

Hlorīda anjons

Сl-

Pārpalikums

 

 

Mikroelementi, kas atrodami pārtikā (diennakts devas)

Elements

Simbols

Diennakts deva, mg

Bors

В

2,5-3,3

Vanādijs

V

0,1

Germānijs

1,5

Dzelzs

20-25

Jods

I

0,15

Kobalts

Со

0,001

Silīcijs

Si

20-50

Litijs

Li

2,0-3,0

Mangāns

Мn

2,0-5,0

Varš

Сu

1,5-3,0

Molibdēns

Мо

0,15-0,50

Niķelis

Ni

0,001

Selēns

0,050-0,200

Fluors

F

1,5-4,0

Hroms

Сг

0,050-0,200

Cinks

Zn

15-26

Stroncijs

Sr

~3,0-4,0

 

Tomēr, pēc vairāku speciālistu domām, daudzi citi periodiskās ķīmisko elementu sistēmas elementi tiek uzskatīti par organisma strukturāliem un funkcionāliem komponentiem vai arī vienā vai citā veidā nonāk tā sistēmās. Šo apgalvojumu grūti uzskatīt par būtisku pārspīlējumu, un tas ir tikai laika jautājums, lai apstiprinātu tā pareizību. Pietiek atcerēties selēnu, ko ilgu laiku uzskatīja tikai par pirmās bīstamības grupas toksikantu, līdzīgu arsēnam, bet šodien tas ir iekļauts esenciālo, t. i., neaizvietojamo uztura komponentu skaitā. Ir pierādītas germānija, bora un silīcija svarīgas fizioloģiskās funkcijas, bet zobu audu sastāvā — stroncija, bārija, vanādija, alumīnija, fluora un citu elementu funkcijas, kas lielākās devās ir toksiski, savukārt mikro- un ultramikrodevas ir nepieciešamas kaulaudu un zobu mineralizācijas procesiem.

Mikroelementu vidū vairums speciālistu izdala šādas grupas.

  Esenciālie: dzelzs (Fe2+), varš (Cu2+), cinks (Zn2+), mangāns (Mn2+), hroms (Cr3+), selēns (Se2-), molibdēns (Mo6+), jods (I), kobalts (Co2+), fluors (F-), litijs (Li+), niķelis (Ni2+), silīcijs (Si), vanādijs (V5+), bors (B) (pa labi augšā pie katra minerāla simbola ir norādīta oksidēšanās pakāpe vai lādiņš; nemetāliem — bez lādiņa).

  Toksiskie un nosacīti toksiskie: kadmijs (Cd2+), svins (Pb2+), dzīvsudrabs (Hg2+), alumīnijs (Al3+), berilijs (Be2+), bārijs (Ba2+), bismuts (Bi3+), tallijs (Tl3+) u. c. Pievērsīsim uzmanību alumīnijam (Al3+), kas ilgu laiku tika uzskatīts par drošu un tika izmantots virtuves trauku izgatavošanai. Tas ir kalcija antagonists un viens no Alcheimera slimības attīstības iemesliem.

1980. gados uzmanību piesaistīja pētījumi, kas liecināja, ka daudzos gadījumos pie tipiskiem hipovitaminožu simptomiem tīra vitamīnu terapija izrādās nepietiekami efektīva. Kad tika konstatēta minerālo elementu klātbūtne daudzu vitamīnatkarīgo kofermentu struktūrā, kļuva skaidrs, ka bieži hipovitaminožu gadījumā pastāv arī minerālvielu deficīts, t. i., ir kompleksi vitamīnu un minerālvielu polideficīti.

Īpaši aktuāla problēma līdztekus hroniskam vitamīnu deficītam ir arī minerālvielu deficīts: dzelzs (20–40% iedzīvotāju), kalcija (40–60%), joda (70%), selēna (90–95%). Ziemeļreģioniem ir traksturīgs kalcija, magnija un kālija deficīts to ārkārtīgi zemā satura dēļ dzeramajā ūdenī, kā arī cinka, joda, selēna, hroma un citu elementu deficīts.  Piemēram, cinka deficīts daudzviet ir gandrīz 100%. Šis deficīts kopā ar citiem ir viens no iemesliem augstai sirds un asinsvadu un kaulu sistēmas slimību izplatībai, tostarp paaugstinātai kaulu trauslumam un osteoporozei gados vecākiem cilvēkiem.

Mikroelementu deficīta problēma ir ārkārtīgi aktuāla mūsdienu bērniem. Bieži slimojošiem bērniem, bērniem ar atopisko dermatītu, bronhiālo astmu un cukura diabētu novēro deficītus: magnija (85–96% gadījumu), cinka (65–89%), mangāna (40–96%), kobalta (32–63%), kā arī vara, hroma un silīcija. Hroma deficīts ir raksturīgs pacientiem ar gastroduodenītiem un īpaši ar uroģenitālās sistēmas slimībām. Bērniem ar atopisko dermatītu bieži (līdz 36% gadījumu) konstatē paaugstinātu kadmija līmeni, kas ir cinka antagonists — elements, kas nepieciešams ādas, matu un nagu augšanai un attīstībai, kā arī T‑šūnu imunitātes veidošanai.

Cukura diabēta gadījumā novēro paaugstinātu selēna, hroma un cinka deficīta izplatību. Uroģenitālās sistēmas slimībām raksturīga augsta paaugstinātu hroma koncentrāciju izplatība (līdz 53%) un cinka (42%), vara (līdz 30%) un silīcija (29%) deficīts.

Pacientiem ar gastroduodenītiem ir raksturīga augsta silīcija disbalansa (65%), magnija (53%), hroma (49%), cinka (38%), vara (35%), kā arī kālija (33%), dzelzs (31%) un selēna (27%) disbalansa izplatība.

Pacientiem ar pielonefrītiem ir raksturīga augsta cinka (50%), vara (50%), silīcija (42%), magnija (42%), kobalta (33%), dzelzs un selēna (pa 25%), kālija un nātrija deficīta izplatība, kā arī pārmērīgs hroma saturs (33%).

Mikroelementu disbalansa korekcijas rezultāti parādīja augstu ārstēšanas efektivitāti, lietojot makro- un mikroelementu preparātus (protams, kombinācijā ar vitamīniem) kā papildinājumu pamata terapijai lielākajai daļai iepriekš minēto bērnu slimību.

Vitamīnu un makro-/mikroelementu saistība un to nepietiekamības problēma tiks apspriesta turpmāk. Pašlaik visiem makroelementiem un mikroelementiem, kas parādīti tabulās, ir zinātniski pamatota un pierādīta nepieciešamība dzīvības norisēm un normālai veselībai. Tos sauc par esenciāliem un tie pieder pie neaizvietojamiem uztura faktoriem, kuri cilvēkam (un dzīvniekiem, īpaši mājdzīvniekiem) regulāri jāuzņem nepieciešamajos daudzumos. Atbilstošās devas pieaugušajiem ir norādītas tabulās.

Pie tiem pieder (norādīta minerāla biogēnās formas oksidēšanās pakāpe) kalcija joni Ca2+, magnija joni Mg2+, dzelzs joni Fe2+ un Fe3+, vara joni Cu2+, cinka joni Zn2+, mangāna joni Mn2+, kobalta joni Co2+ (vitamīna B12 sastāvā), hroma joni Cr3+, molibdēns Mo, vanādijs V5+, niķelis Ni2+, kā arī jods I-, fluors F-, silīcijs Si4+, selēns Se2-, germānijs Ge4+, bors B3+. Parādoties arvien jauniem pētnieciskiem atklājumiem, šo elementu saraksts noteikti paplašināsies.

Minerālo komponentu forma organismā var būt:

  🔶 jonu formā, bieži koordinācijas kompleksu veidā, t. i., helātu1 veidā; piemēram, metālu jonu (Me2+) kompleksi ar aminoskābēm, olbaltumvielām, peptīdiem, flavonoīdiem; dzelzs hēma molekulā dzīvniekiem un cilvēkam; magnijs augu hlorofilā u. tml.

  🔶 kovalenti saistītā (kovalentā) formā, biežāk ar oglekļa atomu, piemēram, selēns aminoskābē selenocisteīnā, selēnu saturošos olbaltumvielās un enzīmos (selenocisteīna veidā). Tas pats attiecas uz sēra atomu tiola grupā SH‑cisteīnā, glutationā, S–S saitēm polipeptīdos, piemēram, insulīnā un daudzos olbaltumvielās. Tādā pašā veidā ir saistīts silīcijs un citi nemetāliskie elementi.

formula
Attēlā: metāla (Me2+) helāts ar aminoskābi.

Diemžēl daudzu ārstu vidū nav pilnīgas izpratnes par šo faktoru lomu un nozīmīgumu vielmaiņā. Ja vitamīnu loma organisma dzīvības nodrošināšanā ir kļuvusi par vairāk vai mazāk ierastu jēdzienu, tad minerālvielu, īpaši mikroelementu (izņemot varbūt kalciju, dzelzi, jodu un pēdējos gados arī selēnu), nozīme bieži tiek izprasta ļoti vienpusēji un acīmredzami nepietiekami, un to obligātas uzņemšanas nepieciešamība organismā tiek nenovērtēta.

Minerālo komponentu deficītu uzturā sauc par hipoelementozi (analogi hipovitaminozei). Tomēr minerālvielu bioloģiskā nozīme nav mazāka kā vitamīniem, pirmām kārtām enzīmu darbībā, un cilvēku un dzīvnieku organismiem ir nepieciešama pastāvīga nodrošināšana gan ar vieniem, gan ar otriem pilnā apjomā. Tas kļūst īpaši saprotams pat no vispārīgākajiem, jau par hrestomātiskiem kļuvušajiem, bioķīmiskajiem priekšstatiem.

Vispirms minerālvielas ir enzīmu kofaktori (neolbaltumvielu komponenti), un šajā aspektā to funkcija principiāli neatšķiras no vitamīnu funkcijas — enzīmu organisko kofaktoru (kofermentu) prekursoru funkcijas.

Ja ņem vērā, ka 99,9% visu organismā norisošo procesu ir enzīmatiskie, visu kofaktoru loma vielmaiņas procesos ir nepārprotami acīmredzama: minerālo komponentu deficīta gadījumā ievērojama daļa organisma enzīmu sistēmu darbojas neefektīvi, t. i., situācija ir pilnīgi analoga tai, kas rodas vitamīnu deficīta gadījumā. Tāpēc principiāli svarīgi ir saprast nepieciešamību ik dienu uzņemt vitamīnu‑minerālvielu kompleksus, nevis tikai vitamīnus vien. Enzīmu struktūrā ietilpst nevis paši vitamīni, bet gan to aktīvās, sarežģītākās formas — kofermenti, kuru veidošanai ir nepieciešami citi kofermenti, tātad vitamīni un, kā mēs tagad saprotam, arī minerālvielas.

Tomēr minerālvielu loma neaprobežojas ar kofermentu funkcijām. Turklāt minerālvielu nekofermentu funkcijas arī ir ārkārtīgi plašas.

Piemēram, kalcija jons papildus kofaktora funkcijas pildīšanai (tostarp kā muskuļu audu, arī sirds muskuļa, kontraktilitātes faktors) ir vissvarīgākais intracelulārais signālkomponents (sekundārais ziņnesis), kas līdztekus organiskajiem mediatoriem, piemēram, cikliskajam adenozīnmonofosfātam (cAMP), cikliskajam guanozīnmonofosfātam, inozitolfosfātiem un tamlīdzīgi, bet bieži arī pastarpinot to darbību, kontrolē intracelulārās signalizācijas procesus un šūnu funkciju vadību.

Kalcijs ir svarīga asins recēšanas kaskādes mehānisma sastāvdaļa. Turklāt tam piemīt pretiekaisuma un pretalerģiska iedarbība, tas ietekmē endokrīno dziedzeru funkcijas, pastiprina hormona vazopresīna darbību, kas regulē asinsvadu tonusu. Tomēr galvenā kalcija masa organismā (99%) ir kaulaudu komponents, tādējādi kopā ar magniju, fosfātiem un citiem minerālajiem komponentiem pildot strukturālās un mehāniskās funkcijas.

Kompleksi vitamīnu un minerālvielu deficīti, kas saistīti ar noteiktiem funkcionāliem traucējumiem

Slimības un funkcionāli traucējumi

Deficīts

Citi faktori

minerālvielu

vitamīnu

Alerģija

Kalcijs, magnijs, cinks

Niacīns, pantotēnskābe, vitamīni B12, C, E

Taukskābju pārpalikums

Trauksme

Kalcijs, magnijs

Piridoksīns, niacīns, tiamīns

Kalcija, cukura, kofeīna, alkohola un taukskābju pārpalikums

Agresīva uzvedība

Dzelzs, litijs

Tiamīns, C vitamīns

Cukura pārpalikums

Depresija

Kalcijs, varš, dzelzs, litijs, magnijs, kālijs

Biotīns, folijskābe, piridoksīns, riboflavīns, tiamīns, vitamīni B12, C

Cukura un kofeīna pārpalikums

Nogurums

Dzelzs, magnijs, kālijs, cinks

Folijskābe, pantotēnskābe, vitamīni B2, B12, C, E

Cukura un kofeīna pārpalikums

Imūndepresija

Varš, germānijs, jods, dzelzs, magnijs, mangāns, selēns, cinks

Folijskābe, pantotēnskābe, vitamīni A, B2, B6, B12, C, D, E

Cukura pārpalikums

 

Jāuzsver vēl viens svarīgs aspekts par minerālvielu adekvātas uzņemšanas nozīmi organismā. Saistībā ar vides piesārņojumu ar radioaktīviem elementiem un smagajiem metāliem (īpaši rūpniecības pilsētās un centros) normāls, bet dažos gadījumos arī paaugstināts organisma nodrošinājuma līmenis ar minerālvielām rada konkurenci šo pašu elementu radioaktīvajām formām, kā arī smagajiem metāliem, konkurences ceļā kavējot to saistīšanos ar organisma audiem un, iespējams, pat izspiežot tos. Kombinācijā ar citu līdzekļu izmantošanu (enterosorbenti, antioksidanti) tas ir nozīmīgs atbilstošu patoloģisku stāvokļu profilakses faktors.

Īpaši svarīga un bioķīmiski ļoti plaša un daudzveidīga ir visu mikroelementu funkcija.

Glikozes vielmaiņa:

 💨vitamīni B1, B2, B3, B5, H, α‑liposkābe;

 💨minerālie komponenti: magnijs (Mg2+) (ATPMg), kalcijs (Ca2+), kālijs (K+), mangāns (Mn2+), cinks (Zn2+), hroms (Cr3+), vanādijs (V5+).

 

Tauku (triglicerīdu) vielmaiņa:

 🧈 vitamīni B2, B3, B5, H, L‑karnitīns;

 🧈 minerālie komponenti: magnijs (Mg2+) (ATPMg), kalcijs (Ca2+), hroms (Cr3+).

 

Aminoskābju vielmaiņa:

✨ vitamīni B6, B2, B3, B6 + B9 + B12, bet KoA‑SH sintēzei — vitamīns B5;

✨minerālie komponenti: magnijs (Mg2+) (ATP‑Mg), kalcijs (Ca2+), varš (Cu2+), dzelzs (Fe2+).

Jebkura veikalā nopērkama produkta etiķetē ir norādīti dati tikai par tajā esošajiem pamatkomponentiem — olbaltumvielām, taukiem un ogļhidrātiem, kā arī kalorijas — un gandrīz nekad netiek sniegti dati par vitamīniem un minerālvielām, kas nepieciešami to normālai vielmaiņai. Vai tiešām to klātbūtne pārtikas produktos ir pašsaprotama? Taču vitamīni un minerālvielas ir nepieciešami arī citiem ārkārtīgi svarīgiem dzīvības procesiem organismā.

 

Cinka joniem ir svarīga nozīme, jo:

  ietilpst apmēram trīssimtu enzīmu struktūrā, lūk daži piemēri - DNS un RNS polimerāzes (tas nav nekas mazsvarīgs — ģenētiskās informācijas pārnese, olbaltumvielu sintēze un visu organisma šūnu vairošanās), viens no galvenajiem hēma sintēzes enzīmiem, kas ietilpst vairāku simtu hēmu saturošu olbaltumvielu struktūrā, karboanhidrāzes (CA), laktātdehidrogenāzes, sārmainās fosfatāzes, kolagenāzes un daudzu citu enzīmu sastāvā;

  ietilpst vairāku neenzimatisku olbaltumvielu struktūrā, piemēram, retinolu transportējošā olbaltumvielā, bez kuras nav iespējams A vitamīna transports uz audiem un līdz ar to — tā funkcionēšana;

  ietilpst vairāku hormonu struktūrā un ir nepieciešami insulīna sintēzei un sekrēcijai aizkuņģa dziedzera Langerhansa saliņu β‑šūnās, kā arī spēlē nozīmīgu lomu androgēnu (īpaši testosterona) biosintēzē un to funkciju regulācijā;

  ir svarīgi imunitātes normālai funkcionēšanai un regulācijai u. tml.

Cr3+ joni ir sistēmas komponents, kas kontrolē glikozes transportu caur šūnu membrānām šūnas iekšienē, tā dēvētais glikozes tolerances faktors (GTF — no angl. glucose tolerance factor).

Mg2+ joni ir nepieciešami ATP un tā analogu funkcionēšanai visos ATP‑atkarīgajos enzīmos un daudzu citu funkciju nodrošināšanai, par ko tiks runāts tālāk.

Cu2+ un Mo2+ joni ir svarīgi dažādu oksidēšanās–atjaunošanās enzīmu funkcionēšanai.

Īpaši svarīga ir Zn, Cu, Se, Mn, Fe loma antioksidantu sistēmas funkcionēšanā.

 

Svarīgi uzsvērt minerālo komponentu kopā ar vitamīniem, to lomu šādu sistēmisku dzīvības nodrošināšanas un organisma aizsardzības mehānismu darbībā:

   🪨  imūnsistēmas funkcijas nodrošināšanā;

   🪨  mitohondriju elpošanas ķēdes darbībā;

   🪨  hidrofobo savienojumu biotransformācijas enzīmu sistēmas darbībā — ksenobiotiku un endogēno metabolītu;

   🪨  iekšējās vides homeostāzes uzturēšanā, kas ir obligāts nosacījums visu dzīvības procesu normālai norisei;

   🪨  antioksidantu sistēmas darbībā.

Tā, kalcija un magnija deficīts noved pie hēmu saturošā enzīma citohroma P‑450 aktivitātes samazināšanās un līdz ar to visas citohroma P‑450‑atkarīgās (monooksigenāžu) sistēmas aktivitātes samazināšanās. Uzsūcama dzelzs deficīts, tāpat kā citu esenciālo mikrouzturvielu deficīts, traucē dažādu citohroma P‑450 formu darbību, jo dzelzs ir nepieciešams hēma sintēzei. Paralēli, izraisot hemoglobīna nepietiekamību, tas ierobežo šūnu apgādi ar skābekli. Abi šie faktori nomāc antioksidantu sistēmas darbību. Savukārt pārmērīga dzelzs uzņemšana var bīstami aktivizēt lipīdu peroksidācijas procesus, kas izraisa endoplazmatiskā tīkla, mitohondriju un citu membrānu struktūru membrānu destrukciju, nomācot gan mono‑oksigenāžu sistēmas funkciju, gan membrānās lokalizēto detoksikācijas otrās fāzes enzīmu funkciju. Tikpat jutīgas pret citu mikroelementu deficītu ir arī šīs enzīmu sistēmas, pirmām kārtām pret Cu2+, Zn2+, Se2- deficītu, kas pilda ne tikai hēma sintēzes faktoru lomu, bet arī darbojas kā antioksidanti, aizsargājot un stabilizējot endoplazmatiskā tīkla un citu šūnas kompartmentu membrānas, kur šīs sistēmas ir lokalizētas. Cu2+ deficīts nosaka vienu citohroma P‑450 formu aktivitātes samazināšanos un citu — palielināšanos, bet selēna deficīts vispār traucē citohroma P‑450 indukciju ksenobiotiku ietekmē, kas pazemina organisma aizsardzības un vielmaiņas potenciālu. Biogēno minerālo komponentu (tāpat kā vitamīnu) un abiogēno (t. i., toksisko) smago metālu nozīme citohroma P‑450‑atkarīgās sistēmas endogēnajā (metaboliskajā) funkcijā un imūnsistēmas darbībā ir parādīta apakšējā attēlā.

Elementi
Biogēno un abiogēno minerālvielu ietekme uz imūnsistēmu.

Ne mazāk svarīga ir minerālo komponentu loma detoksikācijas otrās, noslēdzošās, fāzes enzīmu, kā arī antioksidantu sistēmas enzīmu aktivitātes regulācijā un funkcionēšanā. Tie, pirmām kārtām, ir cinka (Zn2+), vara (Cu2+), dzelzs (Fe2+) joni, kā arī kovalenti saistītais selēns (Se2-). Šīs selēna formas deficīts, kas ir Se‑atkarīgās glutationperoksidāzes aktīvā centra komponents, izraisa šā enzīma aktivitātes samazināšanos, un šis enzīms līdztekus Fe (hēma)‑atkarīgajam enzīmam katalāzei ir nepieciešams antioksidantu aizsardzības otrajā stadijā (pēc Zn, Cu un Mnatkarīgās superoksīddismutāzes SOD mutāzes stadijas).

Ļoti svarīga ir vitamīnu un minerālvielu kombinētā darbība. Īpaši aktīva, tāpat kā antioksidantu aizsardzības procesos, ir selēna kombinācija ar E vitamīnu, kā arī cinka kombinācija ar A vitamīnu. Nav šaubu, ka iepriekš aplūkotie mikroelementu ietekmes efekti uz abu detoksikācijas fāžu enzīmiem ir cieši saistīti ar to antioksidatīvo un membrānstabilizējošo iedarbību.

Mikroelementi kā antioksidantu enzīmu komponenti.

Mikroelements

Simbols

Antioksidantu sistēmas enzīmi

Selēns

2-

Se‑atkarīgā glutationperoksidāze

Cinks

Zn2+

Zn,Cu‑SOD

Varš

Сu2+

Ceruloplazmīns

Mangāns

Мn2+

Mn‑SOD

Dzelzs

Hēms Fe2+

Katalāze, mieloperoksidāze

 

Ir dati, ka selēna ietekme realizējas arī gēnu ekspresijas līmenī (t. i., aktivējot enzīma sintēzes gēnus). Gēnu līmeņa ietekme ir raksturīga arī citiem minerāliem, kā arī iepriekš minētajiem vitamīniem, nemaz nerunājot par hormonāli aktīvajiem A un D vitamīnu metabolītiem.

Smagie toksiskie metāli (kadmijs, dzīvsudrabs, svins u. c.), kas ir gaisa, ūdens un pārtikas piesārņojuma faktori, īpaši rūpniecības reģionos, nomāc visu veidu enzīmu aktivitāti, tostarp abu detoksikācijas fāžu aktivitāti, vienlaikus aktivējot destruktīvos lipīdu peroksidācijas procesus.

Īpaši jāuzsver alumīnija, kas agrāk tika uzskatīts par nekaitīgu, inhibējošā iedarbība uz mono‑oksigenāžu sistēmu, kā arī uz citām organisma bioķīmiskajām sistēmām. Tas ir viens no šī metāla nelabvēlīgās ietekmes izpausmes veidiem, kas jāņem vērā rajonos ar alumīnija rūpniecību, kur turklāt ir iespējama kombinēta iedarbība ar fluorīda jonu, kā arī jāpārskata attieksme pret joprojām lietotiem alumīniju saturošiem preparātiem, piemēram, antacīdiem. Trauki no alumīnija, par laimi, jau praktiski ir pazuduši no lietošanas.

Mikroelementu nepietiekamība un DNS bojājumi

Mikrouzturviela (deficīts)

DNS bojājumi

Deficīta izpausmes

Selēns (selenometionīna veidā)

Brīvo radikāļu un oksidatīvie bojājumi un mutācijas

Sirds slimības (Kešana slimība), onkoloģiskās slimības

Cinks

Hromosomu lūzumi (līdzīgi radiācijas bojājumiem)

Smadzeņu disfunkcija, imūnie traucējumi, onkoloģiskās slimības

Dzelzs

DNS lūzumi

Imūnsistēmas disfunkcija, smadzeņu disfunkcija

 

Vitamīnu nepietiekamība un DNS bojājumi

Mikrouzturviela (deficīts)

DNS bojājumi

Deficīta izpausmes

Nikotīnskābe (vitamīns B3)

DNS reparācijas bloķēšana

Neiroloģiski simptomi

Folijskābe (vitamīns B9)

Hromosomu lūzumi

Smadzeņu disfunkcija, resnās zarnas vēzis, sirds slimības

Tokoferoli (vitamīns E)

DNS oksidatīvie bojājumi (līdzīgi radiācijas bojājumiem)

Imūnsistēmas disfunkcija, sirds slimības, audzēji

C vitamīns

DNS oksidatīvie bojājumi (līdzīgi radiācijas bojājumiem)

Audzēji, katarakta

 

Aplūkosim dažas galvenās organisma minerālo komponentu un pārtikas kā to avota īpašības.

Augi un dzīvnieku audi var būt minerālvielu avoti ar nosacījumu, ka:

 ❗  tie pēc savas dabas spēj uzkrāt vienu vai otru minerālu;

 ❗  attiecīgais minerāls augam pieejamā formā ir augsnē.

 

Pēdējais ir izšķirošs. Tā, ķiploks pēc savas dabas spēj uzkrāt selēnu un cinku. Taču, ja tas audzēts Kešanas provincē (Ķīna), tas vispār nesatur selēnu, jo šajā reģionā augsnēs tā nav. No tā izriet Kešanas slimība.

Būtiski ir samazinājies minerālvielu saturs arī kultivētajos augos. Tā, pēdējo 100 gadu laikā dzelzs saturs ābolos ir samazinājies par 96%, kalcija — par 48%, magnija — par 83%; kālija saturs kāpostos ir samazinājies par 58%, bet kalcija saturs tomātos — par 61%; savukārt labvēlīgo baktēriju uzņemšana ar pārtiku ir samazinājusies 100(!) reizes.

Pārtikas avotos minerālie komponenti pārsvarā ir kompleksu veidā ar aminoskābēm un olbaltumvielām, kā arī helātu un sorbcijas kompleksu veidā ar dažādiem ligandiem — polifenoliem (flavonoīdiem un katehīniem), oksiskābēm (citrātu, laktātu u. c.), askorbātu u. tml.

Šāda minerālvielu forma ir dabiska, tai ir augsta biopieejamība un tā izslēdz konkurenci starp tām uzsūkšanās stadijā (piemēram, starp cinku un varu), jo ligandiem pastāv atbilstoši transporta mehānismi: piemēram, aminoskābēm — glutamilais mehānisms, askorbātam — receptoru mehānisms.

Šādā formā minerālie komponenti būtu jāiekļauj vitamīnu‑minerālvielu kompleksu sastāvā — zāļu preparātos un bioloģiski aktīvās piedevās, nevis neorganisko sāļu veidā (īpaši sulfātu veidā), un vēl jo vairāk — ūdenī nešķīstošu oksīdu veidā. Karbonātu gadījumā (piemēram, koraļļu kalcijs) ir lietderīgi vienlaikus lietot citronskābi (citrona sulu), lai ātri pārvērstu mazšķīstošo karbonātu šķīstošā un biopieejamā citrātā.

No bioloģiskās aktivitātes, tostarp toksiskuma, viedokļa pārejas ķīmiskajiem elementiem ar mainīgu valenci (lielākajai daļai smago metālu, kā arī selēnam, sēram un citiem) būtiska ir valentais stāvoklis (oksidēšanās pakāpe). No biogēnajiem elementiem kalcijam, magnijam, kālijam, nātrijam, litijam, cinkam, silīcijam, stroncijam un fluoram ir pastāvīga valence. Pārējiem valence (oksidēšanās pakāpe) ir mainīga, kas ietekmē biopieejamību un toksiskumu. Tā, Fe3+ neuzsūcas kuņģa‑zarnu traktā un ir metaboliski mazaktīvs pretstatā Fe2+. Sešvērtīgais hroms (Cr6+) ir kancerogēns, bet trīsvērtīgais hroms (Cr3+) nikotināta vai pikolināta veidā ir nepieciešams insulīna receptora funkcionēšanai un ir GTF (no angl. Glucose Tolerance Factor) tolerances faktors uz glikozi. Selēnam Se4+ un Se6+ stāvokļos (attiecīgi selenīts un selenāts) toksiskums ir līdzīgs arsēnam, bet Se2- ietilpst neaizvietojamās 21. olbaltumvielu aminoskābes — selenocisteīna — struktūrā. Vanādijs V5+ formā ir svarīgs insulīna funkcionēšanai, bet citās valencēs ir toksisks. Protams, visos gadījumos izšķiroša nozīme ir devai — pat toksiskie minerāli mikrodevās var spēlēt svarīgu lomu normālos bioķīmiskajos procesos.

Nepietiekama makro- un mikroelementu uzņemšana, jo īpaši kombinācijā ar citu mikrouzturvielu deficītu, ir masveidīgs un pastāvīgi darbojošs faktors, kas negatīvi ietekmē veselību, augšanu, attīstību un cilvēka dzīvotspēju. Tā kā starp vitamīniem un pārtikas minerālajiem komponentiem pastāv cieša funkcionāla saikne, ir lietderīgi uztura bagātināšanu ar vitamīniem apvienot ar minerālajiem komponentiem atbilstošās aprēķinātās devās un kompozīcijās, ņemot vērā arī minerālvielu savietojamību ar atsevišķām pārtikas produktu sastāvdaļām.

Organisma elementārā statusa novērtēšana tiek veikta vai nu tieši nosakot ķīmisko elementu saturu orgānos un audos, vai netieši — pētot dažādas bioķīmiskas reakcijas un procesus, kuros šie elementi ir iesaistīti.

Īslaicīgas (pēc ekspozīcijas) un izteiktas elementārā statusa izmaiņas atspoguļojas to koncentrācijās organisma šķidrajās vidēs, savukārt cietie audi (mati, nagi, kauli) atspoguļo elementāro statusu, kas veidojas ilgākā laikā (mēneši, gadi), un ir piemērotāki gan klīniskās, gan higiēniskās donozoloģiskās diagnostikas vajadzībām.

Papildus tiešai ķīmisko elementu noteikšanai audos par to statusu var spriest arī, nosakot atbilstošus bioķīmiskus rādītājus, kas ir atkarīgi no ķīmisko elementu koncentrācijas audos un orgānos un tāpēc netieši atspoguļo to deficītu vai pārpalikumu. Piemēram, cinka deficīta gadījumā var mainīties Zn‑atkarīgo enzīmu aktivitāte: karboanhidrāzes, sārmainās fosfatāzes, karboksipeptidāzes u. c. Klasiski bioķīmiskie svina intoksikācijas indikatori ir porfirīna vielmaiņas rādītāji, hipohroma anēmija un citi hematoloģiski rādītāji. Selēna statusu var noteikt pēc eritrocītu glutationperoksidāzes aktivitātes un lipīdu peroksidācijas rādītājiem.

Matu mikroelementu analīze ļauj ar augstu uzticamību izdalīt riska grupas hiper- un hipoelementožu ziņā, lai tās tālāk padziļināti izpētītu un savlaicīgi veiktu profilaktiskus pasākumus, kas atjauno elementu homeostāzes traucējumus un ar tiem saistītās organisma bioķīmiskās un fizioloģiskās funkcijas.

Matu izpēte pēdējā laikā rada arvien lielāku interesi, lai noteiktu mikroelementu vielmaiņas stāvokli organismā un atsevišķu smago metālu toksisko mijiedarbību. Pieejamie dati liecina, ka mikroelementu saturs matos atspoguļo organisma mikroelementu statusu kopumā, un matu analīze ir integrāls minerālvielu vielmaiņas rādītājs.

Analītiskie pētījumi pārsvarā tiek veikti ar atomu emisijas un masas spektrometrijas metodēm, bet dažos gadījumos — ar atomabsorbcijas un jonometriskās analīzes metodēm.

Metodika balstās uz bioloģisko substrātu paraugu “mitro” mineralizāciju, kam seko analīze uz vajadzīgajiem ķīmiskajiem elementiem ar vienu no minētajām metodēm.

Garantētais atklāšanas robežu līmenis ir mikrogramu uz litru daļas. Augstas selektivitātes un secīgas (pēc viļņa garumiem) mērīšanas metodes kombinācija ļauj noteikt līdz 30–40 elementiem no viena sagatavota parauga 4–5 minūšu laikā.

 

 

Vitamīni un vitamīniem līdzīgas vielas

Vitamīnu un minerālvielu galvenā funkcija ir to līdzdalība enzīmu darbībā kā kofaktoriem; vitamīnu gadījumā tos sauc par koenzīmiem.

Makro- un mikroelementu deficīta gadījumā būtiska organisma enzīmu sistēmu daļa darbojas neefektīvi; situācija ir pilnībā identiska tai, kas novērojama vitamīnu deficīta gadījumā.

Ir īpaši nozīmīgi uzsvert, ka vienādo svarīgumu normālam metabolismam, jo oficiālajā medicīnā par vitamīnu nozīmi uzturā vēl kaut kas tiek minēts, bet par minerālvielām, ar retu izņēmumu (kalcijs, dzelzs), runā ļoti saīsināti un bieži praktiski nemaz.

Sadaļā “Fermenti” ir definēti jēdzieni “kofaktors” un “koenzīms”. Kofaktoru lomā darbojas minerālie komponenti — makro- un mikroelementi, savukārt koenzīmu lomā — vitamīnu atvasinājumi; tātad, lai no attiecīgajiem vitamīniem veidotos koenzīmi, ir nepieciešama papildu enzīmu līdzdalība ar to kofaktoriem un koenzīmiem.

Sadaļās, kas pievēršas glikozes anaerobajai un aerobajai pārvēršanai, Krebsa ciklam, elektronu pārneses ķēdei, augstāko taukskābju β‑oksidācijai un aminoskābju vielmaiņai, ir norādīti visi koenzīmi un tiem atbilstošie vitamīni, kā arī minerālie komponenti — kofaktori, kas nepieciešami šo procesu norisei.

Aplūkosim vitamīnu un vitamīniem līdzīgo vielu (gan ūdenī, gan taukos šķīstošo), kā arī minerālvielu (makro- un mikroelementu) bioķīmiskās funkcijas to ciešā sasaistē un mijiedarbībā, kā arī organisma vitamīnu–minerālvielu nodrošinājuma problēmu. Tā ir kompleksa problēma, taču metodiski minētie jautājumi jāskata atsevišķi, vienlaikus izsekojot savstarpējām sakarībām. Jāuzsver, ka praktiskajā darbā vispamatotākais un līdz ar to produktīvākais ir kompleksais skatījums, bet jebkādi vienkāršojumi sašaurina izpratni par problēmu un pazemina aplūkoto mikrouzturvielu iedarbības efektivitātes novērtējumu.

Tālāk var apskatīt vispārīgu vitamīnu un minerālvielu (makro- un mikroelementu) uzskaitījumu, kas ir neaizvietojami uztura faktori. Tos aplūkojam visu vienā sarakstā zemāk dotajā tabulā, lai uzsvērtu to vienādo nozīmi svarīgāko organisma sistēmu funkcionēšanā.

Ūdenī šķīstošie vitamīni

B grupas vitamīni: B1, B2, B3, B5, B6, B9, B12, B14, B15; vitamīns H — koenzīmu prekursors. Vitamīns C, vitamīns P (flavonoīdi)

Taukos šķīstošie vitamīni

Vitamīni A, E, K, D. Tikai vitamīns K ir koenzīms, bet vitamīni A un D ir prohormoni

Vitamīniem līdzīgās vielas

Inozitols, holīns, liposkābe, koenzīms Q10 (CoQ10), orotābe

Minerālie komponenti

Makroelementi (diennakts norma pieaugušam cilvēkam)

1

Calcium (kalcijs)

Са

800-1200 mg

2

Magnesium (magnijs)

Мg

400-600 mg

3

Potassium (kālijs)

К

2500-3000 mg

4

Phosphorus (fosfors) fosfātu veidā

Р

800-1200 mg

5

Sulphur (sērs) tiolu, polisulfīdu, izotiocianātu veidā

S

1-1,5 g

6

Chlor hlorīda jonu veidā

Сl-

Pārpalikums

7

Sodium (nātrijs)

Na

Pārpalikums

Mikroelementi

1

Bohr (bors) — nemetāls

В

2,5-3,0 mg

2

Vanadium (vanādijs)

V

100 mcg

3

Germanium (germānijs)

1,5 mg

4

Iron (dzelzs)

20-25 мg

5

Iodine (jods) — nemetāls, vairogdziedzera hormonu galvenā sastāvdaļa

I2

150 mcg

6

Cobalt (kobalts) — metāls, vitamīna B12 struktūrā

Со

1 mcg

7

Silicon (silīcijs) — nemetāls

Si

20-50 mg

8

Lithium (litijs)

Li

0,5-2,0 mg

9

Manganese (mangāns)

Mn

2,0-5,0 mg

10

Copper (varš)

Cu

1,5-3,0 mg

11

Molybdenum (molibdēns)

Мо

150-500 mcg

12

Nickel (niķelis)

Ni

1,0 mcg

13

Selenium (selēns) — nemetāls

Se

50-200 mcg

14

Fluorine (fluors) — nemetāls

F

1,5-4,0 mg

15

Chromium (hroms)

Сг

50-200 mcg

16

Zinc (cinks)

Zn

15-26 mg

17

Strontium (stroncijs)

Sr

~3-4 mg

 

Ir lietderīgi rūpīgi pārskatīt un, iespēju robežās, iegaumēt vitamīnu un minerālvielu — makro- un mikroelementu — uzskaitījumu. Sīkāka informācija tiks sniegta turpmāk.

Jāpievērš uzmanību: ne visi pārtikas minerālie komponenti ir metāli (precīzāk — metālu joni); daļa no tiem ir nemetāli.

Par vitamīnu un minerālvielu deficīta nozīmīgumu vairāku stāvokļa noviržu rašanās un pat veselības traucējumu attīstībā liecina šādi dati. No tiem izriet secinājums: kā, neizmantojot farmaceitiskos preparātus, bet aktīvi un sistemātiski lietojot vitamīnus un minerālvielas, var novērst šos traucējumus vai pat no tiem atbrīvoties.

 

 

Novirzes, kas saistītas ar vitamīnu un minerālvielu deficītu

Slimības, traucējumi

Deficīts

Citi faktori

minerālvielu

vitamīnu

Agresīva uzvedība

Dzelzs, litijs

Tiamīns, C vitamīns

Cukura pārpalikums

Alerģija

Kalcijs, magnijs, cinks

Niacīns, pantotēnskābe, vitamīni B12, C, E

Taukskābes

Trauksme

Kalcijs, magnijs

Piridoksīns, niacīns, tiamīns

Cukura, kofeīna, alkohola un taukskābju pārpalikums

Depresija

Kalcijs, varš, dzelzs, litijs, magnijs, kālijs

Biotīns, folijskābe, piridoksīns, riboflavīns, tiamīns, vitamīni B12, C

Cukura un kofeīna pārpalikums

Nogurums

Dzelzs, magnijs, kālijs, cinks

Folijskābe, pantotēnskābe, piridoksīns, vitamīni B12, C, E

Cukura un kofeīna pārpalikums

Imūndepresija

Varš, germānijs, jods, dzelzs, magnijs, mangāns, selēns, cinks

Vitamīns A, folijskābe, pantotēnskābe, riboflavīns, vitamīni B6, B12, C, D, E

Cukura pārpalikums

 

Piemēram, agresīva, dažkārt pat noziedzīga uzvedība, kas biežāk sastopama pusaudžiem, var būt saistīta ar mikroelementu dzelzs un litija deficītu, vitamīna B1 (tiamīna) un C vitamīna deficītu, bet saskaņā ar vēlāk iegūtiem ASV datiem — arī ar izteiktu omega‑3 taukskābju deficītu. Bīstams ir arī mūsdienās plaši izplatītais un sabiedriskajā ēdināšanā aktīvi uzspiests cukura pārpalikums: tas darbojas kā narkotiska viela, turklāt ir ārkārtīgi pieejams un “legitīms”.

Mūsdienu problēma — alerģija — var būt saistīta ar minerālvielu kalcija, magnija, cinka, B grupas vitamīnu, kā arī C un E vitamīnu deficītu; trauksmes stāvoklis — ar kalcija, magnija, litija, vitamīna B1 (tiamīna), B3 (niacīna), B6 (piridoksīna) deficītu un, gluži pretēji, to var provocēt pārmērīga cukura, alkohola un kofeīna lietošana.

 biteend