Základní rozdělení
Minerální látky
Pro bc. a mgr. studia Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc.
Ústav preventivního lékařství
26. září 2018
Biogenní a nebiogenní prvky
Jako biogenní'jsou označovány následující prvky, které mají funkci v živé hmotě. Další prvky se mohou vyskytovat v živých organismech jako kontaminanty, o biogennosti některých se vedou spory.
Makroelementy plastické
C, O, H, N tvoří cca 95 % živé hmoty.
Makroelementy ostatní
S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl tvoří přibližně 4,9 % živé hmoty Mikroelementy
Fe, Cu, Co, Mn, V, Zn, I, B, F, Si, AI, Ti, Ni, Mo, Se, ?Au tvoří zbytek.
Význam makroelementů z hlediska výživy
Anorganické sloučeniny uhlíku
Význam mají některé sloučeniny uhlíku, voda (je ale vztažena spíše k pití a pitnému režimu), sloučeniny fosforu, vápník, hořčík, sodík, draslík, chloridy
Elementární uhlík ve formě s velkým povrchem se používá jako adsorpční uhlí (živočišné uhlí v medicíně). Oxid uhelnatý\e silně jedovatý plyn (vazba na hemohlobin), byl součástí svítiplynu, může se vyskytovat v kouři (vedlejší proud u cigarety) a jako produkt suché destilace. Oxid uhličitý je dusivý, může okyselit krev, v nižší koncentraci stimuluje dýchací centra. Kyselina uhličitá, uhličitany a hydrogenuhličitany jsou součástí krevních pufrů. Kyanovodík a kyanidový iont specificky blokují enzymy dýchacího řetězce -> zvlášť nebezpečné jedy.
Sloučeniny dusíku
Síra
Organismy se liší podle způsobů získávání dusíku. Některé organismy mohou získávat elementární dusík, jiné jen organické sloučeniny (případně určité druhy), jiné i sloučaniny anorganické (opět určité druhy). Člověk potřebuje dusík v organických sloučeninách.
Nadbytek některých sloučenin dusíku může moderovat jeho metabolismus (viz různé výkrmové látky). Některé sloučeniny dusíku byly identifikovány jako nervové mediatory, především NO.
je součástí některých aminokyselin a dalších sloučenin, které často požíváme z více jiných důvodů, proto „zdroje síry v potravě" nesledujeme.
Fosfor
Vápník 1
Potřeba
Organické sloučeniny fosforu - důležité jako zdroj, ale deficity nebývají. Některé fosfolipidy ve výživě byly doporučovány jako prostředek pro rozvoj membránových systémů. „Děti, jezte ryby, jsou zdravé, protože obsahují fosfor, který je smrtelně jedovatý."
„Pro posílení rozumu se doporučují ryby. Vám bych doporučil sníst jednu velrybu střední velikosti." Mark Twain v odpověď jednomu rádobypřispěvovateli do novin, v nichž pracoval jako redaktor
Soli fosforu snižují využitelnost Ca, zdroj - tavící soli v sýrech, nápoje typu kola.
Denní potřeba Ca
děti do půl roku 400 mg neřešíme u kojených dětí děti 0,5 -1 rok 600 mg neřešíme u dětípřikrmovaných mateřským mlékem
děti starší postupně až na „dospělé hodnoty" dospělí muži cca 800 mg
dospělé ženy 800 - 1200 mg vyšší hodnoty - gravidita a laktace
Uvedené hodnoty platí pro zdravé, při nedostatečném obsahu Ca se příjem zvyšuje, ale nejde se nad 1500 mg, protože při příjmu 1500 - 2000 mg se začínají objevovat chorobné projevy nadbytku Ca, zejména postižení ledvin.
n      9       ~       »       1 O<K0-
Vápník 2
Zdroje
Mléčné výrobky
Mléko > 1 g (1000 mg) na litr Tvrdé sýry 400 - 600 mg na 100 g
Tavené sýry cca 200 - 300 mg na 100g (vazba na tavící soli) Měkké sýry, tvaroh, jogurty - přepočet na tvrdé přes sušinu (trojčlenka)
Využitelnost Ca z mléka a mléčných výrobků je cca 30%
Vápník 3
Zdroje
Další zdroje
Mák cca 600 mg na 10Og Sardinky v oleji 150 - 200 mg na 100 g Pražené mandle cca 125 na 100g (podobně ořechy) Fazole bílé cca 100 mg na 10Og Brokolice cca 60 mg na 100 g (podobné hodnoty sezam a kakaový prášek)
Bílé zelí cca 50 mg na 100 g (podobně kedlubna, květák, ředkvičky)
Tofu cca 25 mg na 100 g
Špenát cca 20 mg na 100 g
Sojový nápoj 3 mg na 100 g
Vápník 4
Zdroje
Vápník 5
Zdroje
Hodnota nemléčných zdrojů
Využitelnost Ca z rostlinných zdrojů je cca 10%, u sardinek je vyšší, ale využitelnosti mléka nedosahuje. Využitelnost rostlinných zdrojů snižuje přítomnost fytátu a oxalátu, které tvoří s Ca nevstřebatelné komplexy.
Využitelnost vápníku z rostlin se může dramaticky zvýšit genetickou manipulací. Po ní může být významným zdrojem i např. mrkev nebo další zelenina.
Hořčík
Draslík
Je ubikvitérní a podílí se s Ca na iontových dějích na membránách. Může být deficitní při nedostatečné kvalitě potravin, může se doplňovat z některých minerálek.
Důležitá součást biologických iontů - viz sodíkodraslíková pumpa. Projevy nedostatku jsou různé nespecifické potíže -bolesti hlavy, únava, zvýšení krevního tlaku. Nedostatek opět souvisí spíše se sníženou kvalitou než složením potravy. Do jisté míry může antagonizovat nadbytek Na Poruchy rovnováhy Na x K mohou vést k otokům při dlouhodobé fyzické námaze (extrémní vytrvalostní sporty) Místní nadbytek K (v extracelulární tekutině) může vést k nekróze buněk (šíření infarktu)
Sodík
Chlor
Normálně ho máme nadbytek. Doporučený příjem je kolem
4g/den, reálně máme i přes deset. Populace s nízkým příjmem
(těsně pod 1 g/den) ještě netrpí deficitem.
Řešíme spíše nadbytečný příjem.
Problémy při nedostatku kuchyňské soli jsou často také z
nedostatku chloru.
Chloridový iont je součástí elektrolytů v těle. Nedostatek vzniká silným pocením (neadaptované osoby v tropech), kdy vznikají hypochloremické křeče, které jsou léčeny podáváním NaCL nebo KCL nebo jejich směsi.
n      9       -       »       1 O<K0-
Železo
Měď
Součást barviv v krvi a ve svalu, součást enzymů dýchacího řetězce.
Vstřebatelné je výlučně dvojmocné železo. Vstřebání napomáhají redukující látky (vitamín C), blokují je fytáty a šfavelany.
Významné zdroje jsou především živočišné tkáně (hemové železo). Z rostlin se vstřebává výrazně hůř. Špatně se vstřebává i anorganická forma a může vyvolat (to, co se nestačí zpracovat) toxické příznaky.
Býložravci a hlavně přežvýkavci dobře vstřebávají železo i z trávy (činnost bachoru). Některé populace konzumují krev těchto zvířat.
Měď je u člověka v některých enzymatických systémech. U některých bezobratlých nahrazuje železo jako přenašeč kyslíku v krvi.
Zajímavá je Wilsonova choroba - vrozený defekt vylučování Cu z těla.
Cu je silně jedovatá.
Kobalt
Mangan, vanad, zinek, bór
Kobalt je součástí vitamínu B12 a z něj vytvářených enzymatických systémů.
Zinek se uplatňuje při tvorbě inzulínu, při jeho extrémním nedostatku vzniká zvláštní forma diabetu, léčitelná minerálkami nebo potravinovými doplňky se zinkem. Součásti některých enzymatických systémů, projevy nedostatku jsou vzácné.
Podle některých zdrojů je bór biogenní jen pro rostliny.
Jód
Fluór
Je zejména součást hormonů štítné žlázy. Jód získáváme z organických i anorganických forem. Je zde závislost na podloží (endemická struma). Významné zdroje:
► jodidovaná sůl a výrobky z ní
► mořští živočichové
► i sladkovodní ryby
► mléčné výrobky (jód v lízacích solích)
► některé minerální vody
Důležitý pro tvorbu zubní skloviny a dalších tvrdých tkání.
Nadbytek i nedostatek vedou k defektům.
Hlavní přirozený zdroj (pitná voda, stolní vody, některé
minerální vody).
Arteficiální - tablety NaF
Křemík
Křemík je esenciální pro rostliny a pravděpodobně esenciální i pro některé živočichy včetně člověka. Nachází se mj. i v kloubních chrupavkách, jeho funkce zde není jasná, ale zdroje křemíku se užívají pro regeneraci poraněných nebo opotřebovaných kloubních chrupavek.
Zdravotně méně problémové sloučeniny křemíku Hořečnato-hlinité křemičitanyjsou základem jílů, mají adsorpční schopnost využívanou v medicíně (adsorpce toxinů a plynů z GIT). Talek- zásaditý křemičitan horečnatý se používá v dermatologii i ve sportu. Matečná hornina mastek (první na stupnici tvrdosti) se používá k výrobě šperků, dekoračních předmětů, kelímků na kosmetiku apod.
Zdravotně méně problémové sloučeniny křemíku 2 Silikony obsahují řetězec, v němž se střídá atom kyslíku a atom křemíku, na volných vazbách křemíku jsou navázány skupiny -CH3. Silikonové oleje mají význam jako mazadla, silikonové kaučuky se užívají mj. jako kosmetické protézy (prsy, ale i varlata). Před nedávnem byla aféra s jejich možnou karcinogenitou, která však nebyla s jistotou prokázána.
Azbest
Azbest je vláknitou formou kremičitanu hořčíku. Vyznačuje se značnou tepelnou odolností a nízkou tepelnou vodivostí. Byl užíván k výrobě nehořlavých obleků a k izolacím budov. Vyvolává poměrně vzácné mezoteliomy plic. V 80. letech vypukla hysterie v souvislosti s karcinogenitou azbestu (v současné době je známo, že byla uměle živena stavebními firmami) a jeho použití bylo silně omezeno.
n      9       -       »       1 O<K0-
Sloučeniny vyvolávající silikózu
Nejproblémovější je oxid křemičitý, ale mohou ji vyvolávat i kremičitany (jejich zdrojem je sklo), nebo sama kyselina křemičitá (je základem silikagelu). Nejvíce jsou tedy ohroženi pracovníci v lomech na horniny s obsahem křemene (např. žula) a kameníci, kteří tento materiál zpracovávají. Také horníci v kamenouhelných dolech (cca 15% křemíku v kamenném uhlí). Oxid křemičitý je i součástí žáruvzdorných malt a výplní (šamot) a materiálů na slévárenské formy, proto jsou ohroženi i hutnící a slévači + pracovníci na stavbách pecí. Jsou ale také ohroženi brusiči skla a ti, kdo pracují s práškovým silikagelem, byť méně.
Oxid křemičitý
Je součástí mnoha hornin. Jako čistý minerál může být polodrahokamem (křišťál, růženín, záhněda apod.), krystalický má také využití v optice pro UV světlo, které na rozdíl od skla propouští.
Kyselina křemičitá
se vyskytuje v některých živých organismech, kremičitany vylučují i některé vodní organismy (viz ložiska křemeliny s průmyslovým užitím vč. výroby dynamitu). Dehydratovaná je silikagel, ochotně nabírající vodu (vysušování od laboratoří po průmysl) a adsorbující řadu látek (vč. adsorbérů pachů do chladniček).
Sklo
Sklo je ztuhlá tavenina kremičitanu (podchlazená kapalina), s nejrůznějším užitím od průmyslu po domácnost. Některá skla mohou uvolňovat těžké kovy, především olovo.
Význam hliníku
Silikóza
Při vniknutí částečky křemene do plicní tkáně vzniká kolem ní obal z vaziva. Ten z ní strhává povrch a obnažený oxid křemičitý je znovu obalován. Proto kolem mikroskopické částečky naroste za léta až několikamilimetrový silikotický uzlík. Nemoc progreduje celý život, kdy silikotické uzlíky nahrazují funkční plicní tkáň. Ve špatně provětrávaných partiích plic dochází snadněji k usazení infekce, zejména TBC.
Hliník pravděpodobně v těle žádný biochemický význam nemá, jeho nadbytek může vyvolat toxické projevy.
Sloučeniny hliníku
Hliník je v přírodě součástí mnoha sloučenin a ty jsou významnou složkou tvrdých hornin i jílů. Oxid hlinitýje v ušlechtilém stavu drahokam (rubín, safír), jako korund má technické užití. Hliníková antacida jsou hydroxid a fosforečnan hlinitý a hlinitan horečnatý. Síran hlinito-draselný je silné adstringens, kamenec, („kámen" na pořezání při holení), sráží bílkoviny (barvení na bičíky), součást antiperspirantů (podobně jako chlorid hlinitý).
„Nebezpečnost" AI ve vakcínách je nesmysl: Dítě do sebe reálně dostane AI mnohem více, skrze GIT i dýchací soustavu.
Titan, niob, molybden
Selen
Jsou opět součásti enzymatických systémů.
Selen je silně toxický a karcinogenní prvek. Ve stopovém množství je nezbytný a používá se mj. k detoxikačním pochodům a k likvidaci volných radikálů, vyvolávajících zhoubné bujení.
Jeho biologické působení je především v náhradě síry v methioninu (vzniká selenový methionin), případně náhrady síry v jiných sloučeninách s -SH skupinami. Nedostatek selenu je považován za jednu z možných příčin endemiticky se vyskytující kardiomyopatie (Kešanská podle významné čínské oblasti, kde je nedostatek Se v podloží)
Stříbro a zlato
Olovo
Stříbro
se nepatrně rozpouští ve vodě. Má mikrobistatický až
mikrobicidní účinek (koloidní stříbro, málo rozpustné soli). Silné
koncentrace iontů stříbra leptají (pekelný kamínek). Při
celkovém požití může vzniknout argyrie (ztmavnutí pleti
vznikem kovového Ag z iontů Ag+)
Biologicky se dobře snáší - od slitin do implantátů po zubní
plomby
Zlato
Dobrá biologická snesitelnost - implantáty
Koloidní Au má nespecificky pozitivní účinky, např. injekce Au
do revmatických kloubů
Toxický těžký kov, kumuluje se v tvrdých tkáních. Byl problematický v souvislosti s tavením olova, používáním liteřiny a olovnatého benzínu.
Podle některých studií by mohl být esenciální, ale jen v nepatrném množství.
n      9       -       »       1 O<K0-
Lithium
Arsen, vismut, antimon
Má farmakologické účinky (léčba některých psychiatrických chorob). V malém množství neškodné, ale dobře se detekuje. Bylo použito pro studie, jak významné je dosolování ze slánek v domácnosti jako zdroj Na. Velmi dobře se, podobně jako Na a K, detekuje.
Kadmium
Jedovatý kov, ukládající se do pevných tkání, dále do jater a ledvin
Může vyvolat poruchy plodnosti
Zdroje: Umělá hnojiva a přes ně tabák a sója (= kuřáci a
vegetariáni coby hlavní rizikové skupiny)
Akutní otrava vede k poruchám kostí (itai - itai), chronická
může přispět k osteoporóze
Radioaktivní kovy z konce systému prvků
Všechny tyto kovy jsou vedle radioaktivity také velmi silnými jedy, některé z nich jsou i karcinogenní. V některých případech kontaktu s nimi může toxicita vysoce převažovat poškození radioaktivitou.
Arsen
Jedovatý kov, dobře přechází do kůže a kožních derivátů, také do tvrdých tkání.
► „dědické prášky"
► arsenovodík z tapet
► Marshova zkouška
Vismut
Také jedovatý, možné záměny s arsenem, součást některých analytických systémů
Antimon
Velmi podobný předchozímu
Rtuť
Těžký kov, kumulace ve tkáních, včetně tvrdých.
Jako taková je relativně málo toxická (požití rtuti, dokonce
injekce rtuti), páry vyvolávají pestré somatické a psychické
příznaky
Možná metylace (ryby, nižší organismy), která mnohonásobně zvyšuje toxicitu (minamata)
Děkuji vám za pozornost
»     1 ■o^o
1 ►    1 -OÖ.O