Минеральные вещества и их влияние на организм человека

Татьяна Елисеева, 2022

В книге рассмотрены основные свойства распространенных минеральных веществ и их воздействие на организм человека. Проведен систематический обзор современной специализированной литературы и актуальных научных данных. Указаны лучшие натуральные источники каждого элемента. Рассмотрено использование микро- и макроэлементов в различных видах медицины и эффективность их применения при различных заболеваниях. Для написания книги использовались максимально достоверные и актуальные данные – информация подтверждена авторитетными зарубежными источниками, современными научными статьями и рецензируемыми журналами. Администрация сайта ЛитРес не несет ответственности за представленную информацию. Могут иметься медицинские противопоказания, необходима консультация специалиста.

Минералы — это биологически активные вещества, которые обеспечивают функционирование всех органов и систем. Они делятся на микро — и макроэлементы. У каждого из них — своя роль и суточная норма. Очень важно, чтобы минералы поступали каждый день, а это возможно только если питание разнообразное и сбалансированное. Избыток или дефицит минералов может нарушить работу всего организма. К тому же есть вещества, которые в больших количествах приносят вред вплоть до интоксикации. Именно поэтому продукты, в которых они содержатся, не рекомендуют употреблять.

Также внимательно следует подбирать рацион при приеме лекарственных средств, так как вещества, которые находятся в некоторых продуктах питания, могут нейтрализовать их действие, или наоборот, усилить, спровоцировав ухудшение состояния.

В книге мы рассмотрим наиболее популярные и значимые минеральные вещества, их влияние на организм человека. Узнаем полезные и опасные свойства каждого, безопасную и рекомендованную суточную норму потребления, разберемся, чем чреват избыток или нехватка какого-либо минерала. Рассмотрим их взаимодействие с лекарственными препаратами и другими нутриентами. Также в книге приведены таблицы с натуральными продуктами, содержащими максимальное количество каждого минерала.

Для написания книги мы использовали только достоверные и актуальные данные — информация подтверждена авторитетными зарубежными источниками, современными научными статьями и рецензируемыми журналами, данные о которых вы можете найти в конце каждого подраздела.

С уважением,

Татьяна Елисеева, нутрициолог и главный редактор портала о еде и правильном питании EdaPlus.info

Алюминий (Al)

Это один из наиболее распространенных металлов в окружающей среде. Сегодня он вездесущ и его уровни увеличиваются из-за влияния человека на природу, что не сулит ничего хорошего для здоровья. Нейротоксический агент способен накапливаться в головном мозге, провоцировать болезни и мешать усвоению других металлов.

Алюминий в организме — польза или вред

Микроэлемент не имеет важной функции или роли в организме, поэтому его содержание в любой части тела не считается нормой. Примерно 50% поступающего извне вещества концентрируется в костной ткани, а 25% — в легких (процент увеличивается с возрастом). Небольшая концентрация может быть безвредной, а степень поглощения зависит от формы и многих факторов: питания, наличия в рационе таких хелаторов, как лимонная и молочная кислота. [1]

С током крови элемент переносится в почки, которые выводят большую его часть. Если их функции снижены, процесс ухудшается, что приводит к токсической нагрузке. [2, 3]

Анализы на содержание алюминия

Существует несколько способов определения интоксикации металлом:

• биопсия кости;

• анализ крови, мочи.

При симптомах, указывающих на отравление металлом, врач может назначить анализ крови. Однако этот показатель не демонстрирует нагрузку на органы — для подтверждения диагноза необходимо проверять костный мозг.

Алюминий в еде и окружающей среде

Человек получает токсин из разных источников:

• овощей, фруктов, питьевой воды и обработанных продуктов (колбас, сыров и т.д.);

• пищевой упаковки;

• алюминиевой фольги;

• кухонной утвари, противней;

• косметики — антиперспирантов, солнцезащитных кремов, зубной пасты;

• лекарств — антацидов для лечения кислотозависимых заболеваний ЖКТ и др.

Металл попадает в пищу разными способами, а не только естественным образом из почвы. Уровни могут быть выше из-за использования пищевых добавок (сульфатов, фосфатов и т.д.), приготовления еды в посуде из алюминия, хранения в алюминийсодержащих контейнерах и жестяных банках. Больше всего люди подвергаются воздействию алюминия через добавки, которые признаны безвредными, но таят потенциальную опасность. [4]

В результате подкисления почв соединение попадает в водную среду, что приводит к его накоплению в рыбе, морских растениях. Уровень в питьевой воде тоже растет — для очистки в нее добавляют сульфат алюминия. Ученые считают, что воздействие вещества на человека в основном пищевое — на питьевую воду приходится менее 5% перорального приема. [5, 6]

Алюминий в продуктах — какой еды стоит опасаться?

Наибольшее содержание металла обнаружено в овощах, рыбе, морепродуктах, корнеплодах и клубнеплодах. Концентрация в различных видах рыбы, морепродуктах, мясе зависит от происхождения. Животные накапливают минерал из тех же источников, что и человек. [7, 8, 9, 10, 11]

Содержание алюминия в овощах и фруктах зависит от сорта, поливной воды и почвы. Самые высокие концентрации были обнаружены в Испании на Канарских островах, где почва кислая из-за ее вулканической природы. [13, 14, 15]

Вы также можете не осознавать, что часть элемента попадает в продукты во время готовки — поступает из фольги, сковородки, кастрюли и даже столовых приборов. Это особенно касается кислой и острой еды. [12]

Содержание алюминия в продуктах растительного и животного происхождения

№ Продукт мг/л, мг/кг в 100 г ± стандартное отклонение

1 Быстрорастворимый кофе 0,02–0,581

2 Фруктовые соки 0,04–4,1

3 Яблоко свежее 0,14

4 Свинина 0,2

5 Йогурт 0,7±0,5

6 Молоко 0,7±1,5

7 Ветчина 1,9±0,4

8 Вино 2

9 Яйца куриные гомогенизированные 2,9±2,9

10 Колбаса болонская, салями 3,06±1,09

11 Зеленая фасоль, приготовленная 3,4

12 Рыба белая 3,5±3,2

13 Сыр Чеддер 3,9

14 Рыба, жирные сорта 3,9±1,9

15 Цитрусовые 4,7±3,3

16 Помидоры и лук 5,4±2,1

17 Птица, кролик 6,3±2,8

18 Водоросли 7–27

19 Красное мясо 9,3±4,8

20 Персики, груши, сливы 9,6±6,8

21 Субпродукты 11,1±6,4

22 Картофель запеченный 26

23 Кабачки, морковь, кабачки, капуста, кресс-салат, шпинат 27,4±38,4

24 Плавленый сыр 29,7

25 Банан 32–33

Содержание алюминия в съедобных морских водорослях выше, чем в рыбе — они могут аккумулировать металлы из воды и в некоторых случаях выступают биоиндикаторами загрязнения. [16]

Безопасная суточная доза алюминия

ВОЗ установила безопасную суточную дозу, равную 40 мг/кг в день. Другие организации считают средним потреблением 10–15 мг/день. Однако при приеме препаратов доза может достигать 1 г/день, что опасно для здоровья — даже здоровому организму сложно избавляться от избытка. [17, 18]

Взаимодействие алюминия с микроэлементами:

• цитрат кальция и фтор увеличивают поглощение минерала из продуктов питания, напитков;

• кремний и цинк снижают абсорбцию. [24, 25]

Как уменьшить усвоение алюминия?

Алюминиевые кастрюли и другая кухонная утварь окисляются, образуя инертный слой, который не дает металлу проникать в пищу. После чистки поверхности защитный слой стирается, и алюминий может просачиваться в еду. Этого легко избежать: нужно несколько раз вскипятить в посуде воду, пока дно не станет матовым. После этого емкости будут выглядеть не такими сияющими, зато маленькая хитрость предотвращает выщелачивание.

Алюминиевая фольга одноразовая и перед ее использованием нельзя создать инертный слой. При этом миграция минерала в пищу может превышать допустимые пределы. Поэтому запекать продукты в фольге опасно. Для этого лучше использовать пекарскую бумагу. [26, 27]

Применение алюминия в медицине

Хлорид металла входит в состав препаратов для остановки капиллярного, десневого кровотечения. Гидроксид алюминия принимают для лечения язвы желудка, а еще его формы добавляют в прививки для повышения их эффективности. Риски, связанные с такими вакцинами, вызывают много споров.

Алюминий в научных исследованиях

• Присутствие минерала в ежедневном рационе может ухудшить память. Ученые доказали это с помощью 60-дневного влияния низких доз на крыс. Они добавляли в корм и воду концентрации, отражающие среднее потребление алюминия человеком. За два месяца у всех испытуемых повысился окислительный стресс, снизилась антиоксидантная защита, нарушилась память и другие когнитивные функции. [28]

• Алюминий ускоряет старение мозга. Он ухудшает речь, память, умение узнавать объекты и совершать целенаправленные движения. А также способствует росту определенных возрастных неврологических заболеваний, таких болезнь Альцгеймера, Паркинсона. [29]

• Содержание алюминия в напитках из алюминиевых банок выше, чем из стеклянной тары. К тому же, чем ниже рН содержимого, тем больше его концентрация. Поэтому напитки из алюминиевых банок, особенно безалкогольные, могут быть фактором риска. [30]

• Продукты, запеченные в алюминиевой фольге, содержат больше металла. Для рыбы, курицы максимальные концентрации составляют 40–42 мг/кг. Выщелачивание Al в говядину было чуть выше, так как в ней содержатся некоторые органические кислоты, способствующие большему поглощению. [31]

• Лечение алюминиевого токсикоза включает нескольких этапов и один из них — прием хелатирующего агента дефероксамина, основанного на янтарной и уксусной кислоте. После внутривенного введения препарат улучшает состояние костей, головного мозга. Применяются также антиоксиданты и поглотители свободных радикалов, такие как селен, мелатонин, борная кислота, витамин С. Они снижают окислительный стресс, а кверцетин уменьшает гибель нейронов головного мозга. [32]

Вред алюминия и его опасные свойства

• Вызывает нейродегенеративные заболевания. Главная мишень компонента — нервная система. Его высокие концентрации были обнаружены в тканях головного мозга у пациентов с болезнью Альцгеймера. Ученые пришли к выводу, что этот вид деменции появился в результате изменения условий жизни и связан с индустриализацией. [19]

• Опасен для людей с почечной недостаточностью. Если почки плохо работают, элемент не выводится и накапливается в тканях. Исследования показали, что с этим часто сталкиваются люди, у которых диагностирована почечная недостаточность. [20]

• Поражает кости. Металл всасывается в кишечнике и быстро транспортируется в кости, нарушая их минерализацию, рост и активность костных клеток. Его токсическое действие носит кумулятивный характер и даже прерывистый или низкодозированный прием токсина увеличивает общую нагрузку на костную систему. [21]

• Снижает когнитивные функции. Исследования подтвердили, что у работников заводов, контактирующих с алюминием, снижаются умственные функции. Чем больше металла и дольше его воздействие, тем хуже внимание и память. [22, 23]

Влияние алюминия на организм: последствия и осложнения

Побочные эффекты связаны с высоким уровнем металла, плохим состоянием здоровья. Последствия определяются количеством, продолжительностью и способом воздействия.

Симптомы избытка алюминия

• спутанность сознания;

• мышечная слабость;

• боль в костях;

• судороги;

• проблемы с речью;

• замедленное развитие у детей;

• проблемы с легкими;

• проблемы с нервной системой — энцефалопатия, когнитивные и двигательные расстройства;

• нарушение всасывания железа, анемия;

• заболевания головного мозга;

• иммунные и аллергические реакции.

Комментарий эксперта

Татьяна Елисеева, диетолог, нутрициолог

Металл относится к веществам 3-го класса опасности. Он неизбежно присутствует в нашем рационе, ведь больше всего сосредоточен в овощах, фруктах, морепродуктах. Его количество в пищевых источниках настолько возросло за последние годы, что людей не спасает даже его низкое всасывание в ЖКТ.

Именно поэтому металл представляет риск для здоровья каждого человека. Сократить его потребление просто — достаточно отказаться от кухонной утвари с вредным компонентом, фольги и пищи с высокой степенью переработки. Натуральные цельные продукты содержат наименьшее количество не только алюминия, но и других опасных соединений.

Источники информации

1. Metabolism and possible health effects of aluminum, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1474689/

2. Aluminum in the central nervous system (CNS): toxicity in humans and animals, vaccine adjuvants, and autoimmunity, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23609067/

3. Aluminum: impacts and disease, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12123643/

4. Dietary and Other Sources of Aluminium Intake, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9780470514306.ch3

5. Aluminium as a risk factor in Alzheimer's disease, with emphasis on drinking water, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11470314/

6. Aluminum–occurrence and toxicity for organisms, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11293216/

7. Safety evaluation of dietary aluminum, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11259180/

8. Aluminium content of some foods and food products in the USA, with aluminium food additives, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16019791/

9. Heavy metals in marine fish meat and consumer health: a review, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26238481/

10. Toxic and essential metals determination in commercial seafood: Paracentrotus lividus by ICP-MS, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25919907/

11. Assessment of trace element levels in muscle tissues of fish species collected from a river, stream, lake, and sea in Sakarya, Turkey, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24790570/

12. Aluminum Levels in Foods Cooked and Stored in Aluminum Pans, Trays and Foil, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30939687/

13. Dietary intake of aluminum in a Spanish population, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20809646/

14. Aluminium content of some foods and food products in the USA, with aluminium food additives, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16019791/

15. Aluminium content of selected foods and food products, https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/2190-4715-23-37

16. Determination of toxic heavy metals and speciation of arsenic in seaweeds from South Korea, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25236252/

17. Assessment of daily aluminum intake by food consumption, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12089908/

18. The Health Effects of Aluminum Exposure, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5651828/

19. Link between Aluminum and the Pathogenesis of Alzheimer's Disease: The Integration of the Aluminum and Amyloid Cascade Hypotheses, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3056430/

20. Comparison of the regional distribution of transferrin receptors and aluminium in the forebrain of chronic renal dialysis patients, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2614472/

21. Aluminium and bone disease in chronic renal failure, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11904354/

22. Aluminum exposure: a study of an effect on cellular growth rate, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11669261/

23. Neurocognitive effects in welders exposed to aluminium, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22914260/

24. Influence of calcium acetate or calcium citrate on intestinal aluminum absorption, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2266679/

25. Zinc Supplementation Alters Plasma Aluminum and Selenium Status of Patients Undergoing Dialysis: A Pilot Study, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3705357/

26. Aluminum contamination of food during culinary preparation: Case study with aluminum foil and consumers’ preferences, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6804775/

27. Determination of aluminium leaching into various baked meats with different types of foils by ICP-MS, https://ifst.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jfpp.13771

28. Aluminum Exposure at Human Dietary Levels for 60 Days Reaches a Threshold Sufficient to Promote Memory Impairment in Rats, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27473855/

29. Prolonged exposure to low levels of aluminum leads to changes associated with brain aging and neurodegeneration, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24189189/

30. Aluminium beverage cans as a dietary source of aluminium, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1625612/

31. Quantification of the Aluminum Content Leached into Foods Baked Using Aluminum Foil, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7696975/

32. Aluminium toxicosis: a review of toxic actions and effects, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7071840/