Мінеральний обмін
Мікроелементи є основними складниками світу живої та неживої матерії. Азот (N), сірка (S), кисень (О), водень (Н) та вуглець (С) будують органічні зв’язки: білки, вуглеводи, жири та вітаміни.
З посеред 104 відомих мікроелементів близько 1/3 це важливі для організму структурні складники скелету та м’яких тканин, а також елементи, що регулюють більшість фізіологічних функцій, наприклад згортання крові, транспортування кисню, активацію ензимів.
Ці мікроелементи можна поділити на три групи:
- мікроелементи, що є необхідними для життя, тобто біоелементи;
- нейтральні мікроелементи, без яких метаболічний обмін може відбуватись нормально;
- токсичні мікроелементи, що шкідливо діють на організм.
Мікроелементи, що є необхідними для правильного функціонування організму, класифікуються як макро- та мікроелементи.
Макроелементи це такі елементи, концентрація яких в рідинах організму та тканинах становить більш, ніж 1 µg/г живої тканини (µg - це одна мільйонна частина граму - 10-6г). До макроелементів відносяться: хлор (Cl), фосфор (Р), магній (Mg), калій (К), натрій (Na), кальцій (Са).
Мікроелементами є такі елементи, концентрація яких в організмі становить менш, ніж ніж 1 µg/г живої тканини. До таких елементів відносяться: миш’як (As), хром (Cr), олово (Sn), цинк (Zn), фтор (F), йод (I), кобальт (Со), кремній (Si), літій (Li), марганець (Mn), мідь (Cu), молібден (Mo), нікель (Ni), селен (Se), ванадій (V), залізо (Fe).
Токсичні мікроелементи, що є шкідливими для здоров'я, це перш за все, алюміній (Al), ртуть (Hg), кадмій (Cd) та свинець (Pb).
Шкідливість хімічних елементів залежить від багатьох факторів, але найважливішими із них є: концентрація даного мікроелементу в організмі та період його впливу. Суттєву роль відіграє здатність організму виводити шкідливі мікроелементів, і саме таку функцію виконують нирки, печінка а також система травлення. Шкідливий вплив токсичних мікроелементів залежить також від здатності організму відновлюватися після їхнього руйнівного впливу. Такі охоронні та оборонні завдання можуть виконувати вітаміни.
Токсичні мікроелементи мають тенденції до накопичення в паренхіматозних органах, передусім в печінці, нирках, підшлунковій залозі. При довготривалій дії токсичних мікроелементів вони можуть також відкладатися в інших тканинах, наприклад свинець та алюміній в мозковій тканині, а кадмій - в цибульках волосся.
Науковий прогрес та розвиток техніки призвели до того, що методи кількісного визначення мікроелементів є все більш докладними. Високу чутливість досліджень забезпечує абсорбційна атомна спектрометрія (ASA), спектрометрія атомної емісії з плазмовим збудженням (ICP-AES) або техніка нейтронної активації (NAA). Сучасна аналітична апаратура дає змогу виконувати аналіз концентрації мікроелементів з однієї проби. Це дає можливість виконання виміру багатьох мікроелементів в короткому часі та із невеликої кількості матеріалів, що у випадку біологічних досліджень відіграє значну роль.
Мікроелементи можна досліджувати в рідинах організму: крові, сироватці, сечі, спинномозковій рідині або в тканинах. Однак, необхідно зазначити, що визначення вмісту мікроелементів в сироватці або в крові не завжди представляє актуальну концентрацію цих мікроелементів в організмі, тому що діють механізми, які вирівнюють їх рівень в крові за рахунок резервів у тканинах, тобто, не зважаючи на те, що концентрація мікроелементів в сироватці може здаватися правильною, їх кількість в організмі може бути недостатньою. Безпосередній вплив на концентрацію мікроелементів в крові має, наприклад, дієта, що саме застосовується.