مواد معدنی، ضرورت زندگی
املاح یا مواد معدنی گروه بزرگی از ریزمغذی ها هستند كه اغلب آ‌نها برای بدن ضروری به نظر می رسند. از گذشته، آ‌نها را به دو گروه مواد معدنی ماكرو (عناصر عمده) و مواد معدنی میكرو (عناصر جزئی) تقسیم بندی كرده اند. اخیرا از واژه عناصر بسیار جزئی برای توصیف عناصری استفاده می شود كه روزانه به مقادیر چند میكروگرم مصرف می شوند.
مواد معدنی ماكرو مانند كلسیم و فسفر به مقادیری در حد یكصد میلی گرم در روز یا بیشتر مورد نیاز هستند در حالی كه مواد معدنی جزئی مانند آهن و سلنیوم به مقادیر بسیار كمتری، معمولا در حد كمتر از ۱۵ میلی گرم در روز مواد نیاز می باشند. به علت روش های تجزیه و تحلیل بسیار پیشرفته، دانش ما درباره عناصر جزئی در چند دهه گذشته بسیار افزایش یافته است. از آ‌نجایی كه در مورد ضروری بودن تعدادی از عناصر بسیار جزئی برای سلا مت انسان اطلا عات كمی در دسترس است، درباره این گروه در آ‌ینده جداگانه توضیح داده خواهد شد.
غالب مواد معدنی برای عملكرد انسان ضروری تشخیص داده شده است. برای برخی از مواد معدنی مقدار نیاز خاص مشخص نشده است. مطالعات روی بیمارانی كه به مدت طولا نی تغذیه كامل وریدی (پتث) دریافت نموده اند، به تعیین ضرورت و مقدار نیاز تعداد زیادی از عناصر بسیار جزئی كمک كرده است.
خصوصیات مواد معدنی:
مواد معدنی ماكرو در بدن و غذا عمدتا به شكل یونی وجود دارند برای مثال سدیم، پتاسیم و كلسیم، یون های مثبت (كاتیون ها) را تشكیل می دهند و سایر مواد معدنی به صورت یون های منفی (آ‌نیون ها) وجود دارند. این گروه شامل كلرین (به صورت كلرید)، گوگرد (به صورت سولفات) و فسفر (به صورت فسفات) می باشند. نمک هایی مانند كلرید سدیم و فسفات كلسیم در محلول های موجود در مایعات بدن شكسته شده و به صورت ، +چپ، -دٴ،۲+چٴ و ۲-۴تتب وجود دارند. مواد معدنی همچنین به صورت اجزاء تركیبات آ‌لی مانند فسفوپروتئین ها، فسفولیپیدها، متالوآ‌نزیم ها و سایر متالوپروتئین ها مانند هموگلوبین وجود دارند.
زیست دسترسی:
زیست دسترسی در سالهای اخیر واژه مناسبی برای توصیف وضعیت شیمیایی یا فیزیكی-شیمیایی مواد معدنی درون مجرای روده كوچک می باشد. به استثنای آهن هم، سایر عناصر در وضعیت یونی جذب می شوند. بنابراین هر عنصری كه بعد از تكمیل مراحل هضم متصل به ملكول های آ‌لی یا سایر تركیبات غیرآ‌لی باقی بماند، جذب نخواهد شد، به این معنا كه آ‌نها از نظر زیستی در دسترس نیستند و این مواد معدنی جذب نشده از طریق مدفوع دفع می شوند. برخی عناصر مانند آهن هنگامی كه دریافت غذایی آ‌نها ناكافی باشد، ممكن است به شكل تركیبی جذب شوند.
یون ها بعد از جذب در حاشیه سلول های مخاط روده یا انتروسیت ها، كه اغلب به عنوان سطح مخاطی از آ‌ن یاد می شود، باید قبل از اینكه بتوانند از غشاء پایه ای جانبی (سروزی) به داخل خون منتقل شوند، از سیتوزول سلول های جذبی عبور كنند; این مرحله خروج از روند جذبی معمولا نیاز به یک مكانیسم انتقال فعال حداقل برای مواد معدنی كاتیونی، دارد.
اگر انواع كاتیونی عناصر از غشاء پایه ای - طرفی عبور نكنند، در سلول های جذبی متصل به پروتئین ها باقی می مانند. برای مثال یون های كلسیم به كالبیندین ها، آهن به فریتین روده ای و روی به متالوتیونتین متصل می شوند و هنگام مرگ سلول های روده و ریزش آ‌نها به درون مجرای روده دفع می شوند. كفایت جذب روده ای پایین این كاتیون ها ممكن است در حفاظت بدن در مقابل اثرات سمی بالقوه ناشی از جذب مفرط آ‌نها نقش داشته باشد. برای مثال زیست دسترسی كم ممكن است در اثر تشكیل صابون، اتصال كلسیم و منیزیم به اسیدهای چرب آ‌زاد مجرای روده، در سوء جذب چربی، و در اثر رسوب هنگامی كه یكی از جفت های یونی (مثلا كلسیم كه با فسفات تركیب می شود)، در مقادیر خیلی زیاد در مجرا وجود داشته باشد نیز ایجاد شود; واكنش های ماده معدنی ماده معدنی نیز می تواند باعث كاهش جذب عناصر یا كاهش زیست دسترسی آ‌نها شود. ملكول های بسیاری در غذاها زیست دسترسی را یا از طریق افزایش جذب یا مداخله با جذب و یا مهار جذب، تحت تاثیر قرار می دهند. مثال هایی از مهاركننده ها عبارتند از: اتصال فیتات ها و اگزالا ت ها به كلسیم و سایر كاتیون های دو ظرفیتی. افزایش دهنده های جذب شامل اسكوربات برای آهن غیرهم می شود.
گیاهخواران غذاها را با مقادیر بیشتری از بسیاری عوامل مهاركننده مصرف می كنند، ولی معمولا اسیداسكوربیک را كه یک افزایش دهنده جذب است نیز بیشتر مصرف می نمایند. علا وه بر این، زیست دسترسی عناصر ممكن است توسط بسیاری عوامل فیزیولوژیک مانند اسیدیته معده، انطباق هوموستاتیک، و استرس (كه عملكرد گوارشی را تحت تاثیر قرار می دهد) تحت تاثیر قرار بگیرد. زیست دسترسی یا جذب عناصر معدنی بعد از هضم غذا و قبل از مصرف در بافت ها و سلول ها نیز یكسان فرض می شود، نمی توان به سادگی زیست دسترسی را هنگامی كه مفهوم آ‌ن شامل استفاده در بافت ها و سلول ها می شود، اندازه گیری كرد. در كل، عناصر خاصی زیست دسترسی كمی از غذاها دارند (مثل آهن، كروم، منگنز) در حالی كه بقیه زیست دسترسی بالا یی دارند (مانند سدیم، پتاسیم، كلرید، ید، فلوراید) سایر مواد معدنی، شامل كلسیم و منیزیم، زیست دسترسی متوسطی دارند.
— واكنش های ماده معدنی - ماده معدنی
مواد معدنی می توانند واكنش های منفی با سایر مواد معدنی داشته باشند كه باعث اثرات بالقوه ای روی جذب گوارشی، انتقال، استفاده و ذخیره آ‌نها شود. برای مثال جذب روی معمولا توسط مكمل های آهن غیرهم كاهش می یابد، دریافت زیاد روی جذب مس را كاهش می دهد، و دریافت بیش از حد كلسیم ممكن است جذب منگنز، روی و آهن را كاهش دهد. نتیجه گیری قطعی درباره واكنش های ذكر شده نیاز به پژوهش های بیشتری دارد.
— تركیب مواد معدنی
مواد معدنی حدود ۴ الی ۵ درصد وزن بدن یا به ترتیب ۸/۲ تا ۵/۳ كیلوگرم را در زنان و مردان بالغ تشكیل می دهند. حدود ۵۰ درصد این وزن كلسیم و ۲۵ درصد فسفر می باشد كه به صورت فسفات ها وجود دارد، حدود ۹۹ درصد كلسیم و ۷۰ درصد فسفات ها در استخوان و دندان ها یافت می شود. پنج ماده معدنی عمده باقیمانده (منیزیوم، سدیم، پتاسیم، كلرید و گوگرد) و یازده ماده معدنی جزئی اثبات شده (آهن، روی، ید، سلنیوم، منگنز، فلوراید، مولیبدن، مس، كروم، كبالت و بور) ۲۵ درصد باقیمانده را تشكیل می دهند. عناصر بسیار جزئی بدون ضرورت اثبات شده برای انسان مانند ارسنیک، آ‌لومینیوم، قلع، نیكل، وانادیوم و سیلیكون مقدار ناچیزی از وزن را شامل می شوند.
— عملكرد
عناصر معدنی نقش های ضروری متعددی شامل ایفای نقش به عنوان یون های محلول در مایعات بدن و نیز به عنوان اجزای ملكول های ضروری دارند. یون های معدنی در مایعات بدن فعالیت های بسیاری از آ‌نزیم ها را تنظیم كرده، تعادل اسید - باز و فشار اسمزی را حفظ نموده، انتقال غشایی مواد مغذی ضروری و سایر ملكول‌ها را تسهیل كرده و تحریک پذیری عصب و عضلا ت را حفظ می كنند. در برخی موارد، یون های معدنی اجزای ساختاری بافت های خارج سلولی بدن مانند استخوان ها و دندان ها هستند همچنین برخی مواد معدنی مانند روی و آهن به شیوه های گوناگونی در فرآ‌یند رشد نقش دارند. سلنیوم در سلول ها تنها به عنوان جزئی از سلنو پروتئین ها عمل می كند. مواد معدنی متعددی مانند روی و سلنیوم نقش هایی در عملكرد ایمنی دارند ولی تعیین مكانیسم های ویژه آ‌نها مشكل است. به وضوح در افراد بسیار جوان و سالخورده، كمبود مواد مغذی شامل كمبود انرژی و پروتئین، به علت دریافت كم مواد معدنی باعث كاهش واكنش های ایمنی به ویژه ایمنی سلولی می شود.
— مشكل دریافت مواد معدنی در رژیم غذایی كشور:
هنوز مصرف برخی مواد معدنی مانند كلسیم و آهن توسط درصد زیادی از مردم كمتر از حد مطلوب است. دریافت منیزیوم، روی و احتمالا تعدادی از دیگر مواد معدنی جزئی نیز در جامعه معمولا ناكافی است. غنی سازی غذاهایی مثل آ‌رد گندم، شیر، ماكارونی و غیره در سال های گذشته دریافت آهن و كلسیم را افزایش داده ولی متوسط دریافت هنوز به سطح دریافت غذایی مرجع نرسیده است.
— پره بیوتیک ها و مواد معدنی:
الیگوساكارید های غیرقابل هضم (ژتئپ) كه طبق تعریف توسط باكتری های روده تخمیر می شوند، جذب روده ای و احتباس مواد معدنی متعددی شامل كلسیم، منیزیوم، روی و آهن را تحریک می كنند. در مطالعات انسانی، نشان داده شده كه تئپها جذب و احتمالا احتباس اسكلتی این مواد معدنی را افزایش می دهند. از آ‌نجایی كه تئپها عمدتا در مدل های حیوانی مورد مطالعه قرار گرفته اند، احتمالا آ‌نها در آ‌ینده نزدیک، با مطالعه بیشتر در انسان ها، اجزاء غذاهای عملكردی خواهند شد. در نوشته های آ‌تی در مورد مواد معدنی ماكرو (عناصر عمده) و مواد معدنی میكرو (عناصر جزئی) بیشتر فرا می گیریم.
