اثر املاح معدنی بر بدن انسان

مقدمه
تمام غذاها علاوه بر اجزای اصلی دارای مقادیر متفاوتی مواد معدنی هستند . مواد معدنی ممکن است بصورت نمکهای آلی یا غیر‌آلی یا بصورت ترکیب شده با مواد آلی وجود داشته باشند . برای مثال می‌توان به فسفر موجود در فسفوپروتئین و فلزات موجود در آنزیم‌ها اشاره کرد.
بیش از ۶۰عنصر در غذاها وجود دارد. معمولا مواد معدنی را به دو دسته تقسیم می‌کنند.
۱- اجزاء نمکی اصلی ۲- عناصر ناچیز
اجزای نمکی اصل شامل پتاسیم ، سدیم کلسیم منیزیم ، کلرید، سولفات ، فسفات و بی‌کربنات هستند. . عناصر ناچیز را می‌توان به سه گروه تقسیم کرد.

• عناصر مغذی ضروری که شامل آهن،‌مس، ید، کبالت، منگنز و روی می‌باشند.
• عناصر غیر رسمی مغذی، که شامل آلومینیوم ، بر، نیکل ، قلع، کروم هستند.
• عناصر سمی غیر مغذی که شامل جیوه، سرب ارسنیک ،‌کادمیم و آنتیموان می‌باشد.

معمولا مواد معدنی موجود در غذاها توسط خاکسترسازی یا سوزاندن معین می‌گردد. این عمل مواد آلی موجود در غذا را نابود می‌کند و فقط مواد معدنی باقی می‌ماند.
در اواسط قرن ۱۹دانشمندان نشان دادند که مخلوطی از کربوئیدارت – چربی ، پروتئین و اب، بتنهایی قادر به تامین رشد نمی‌باشد بدینجهت دانشمندان به خاکسر باقیمانده غذا که غیر قابل احتراق بود توجه بیشتر کردند. از سال ۱۸۸۰تاکنون پی‌بردند که این خاکستر از عناصر بسیاری که در تغذیه انسان نقش حیاتی دارد تشکیل شده است.
یک عنصر معدنی وقتی ضروری شناخته می شود که .
۱- اضافه کردن ان به یک غذای خالص سبب رشد و سلامت حیوان گردد.
۲- که حذف آن از غذائی که حاوی مقدار کافی و نه مقدار زیاد بوده سبب ایجاد علائم کمبود گردد
۳- که مصرف کمرا بتوان با کاهش آن عنصر در خون یا بافتهای دیگر ارتباط داد.
۴- عناصر معدنی ضروری اغلب به ماکرو (عناصر که باندازه زیاد وجود دارد) و میکرو (عناصری که با اندازه کم وجود دارد ) تقسیم بندی شده‌اند .

عناصر ماکرو اغلب بمقدار زیادتر و عناصر میکرو یا (Trace Element) بمقدار کم تر از ۰۰۵/۰ درصد (یعنی ۵۰ قسمت در میلیون) وزن بدن می‌باشد. در غذاهائی که منشا حیوانی دارند مواد معدنی در غلظت بیشتری وجود دارد و جذب آنها نیز بسهولت بیشتری انجام می‌شود. بنابراین غذاهای حیوانی از مواد معدنی به منابع گیاهی ارجحیت دارند.

مقدار مواد معدنی که نیاز را برآورده کند از چند میکروگرم برای برخی از مواد مانند کوبالت تا ۲ گرم برای سدیم متغیر است . بدون توجه به مقدار لازم، مصرف مقدار ناکافی منجر به تغییرات مشخصی مانند پائین بودن هموگلوبین در کمبود آهن یا مسائل قلبی در کمبود پتاسیم می گردد.

عناصر معدنی ماکرو کلسیم
کلسیم یک عنصر معدنی نسبتا بی‌اثری است که در ساختمان دندانها و استخوان شرکت دارد. استفاده از واژه کالسیفیکاسیون یا آهکی اهمیت علمی را می‌رساند که کلسیم در آن سبب استحکام و مقاومت استخوانها می‌گردد. کلسیم نقش مهمی در این جریان دارد اما تنها یکی از عوامل موثر لازم در تشکیل ساختمان استخوان و دندان است ضمنا نقش کلسیم در ساختمان استخوان و دندانها یکی از وظایف حیاتی این عنصر در بدن می‌باشد.
نقش تشکیل استخوان:
در ابتدای مرحله تکامل جنینی یک قالب یا الگوی پروتئینی قوی و قابل انعطاف و تغییر (کلاژن) برای استخوان تشکیل میشود. شکل این الگو بهمان شکل استخوان طبیعی است ولی فاقد قدرت و استحکام است الگو تا بعد از تولد نسبتا قابل انعطاف باقی میماند تا جریان تولد را آسنان و امکانپذیر سازد. این قالب استخوان که بحساب ۳۰ درصد استخوان است از الیاف پروتئینی کلاژن در یک زمینه ژلاتینی متشکل از یک کربوهیدرات موکوپولی ساکارید احاطه شده است. اندکی بعد از تولد این قالب در نتیجه ذخیره و رشد کریستالهای کلسیم در عملی به نام آهکی شدن قوی و سخت می‌شود این کریستالها ترکیبی است از فسفات و هیدروکسید کلسیم که از نظر فیزیولوژیکی ترکیب پایدار بنامه هیدروکسی آپاتیت را میسازد چون کلسیم و فسفر عمده ترین عناصر در هیدروکسی آپاتیت هستند لذا حضور مقدار کافی دو مادة معدنی قبل از اینکه آنها بتوانند از مایعات اطراف در داخل قالب استخوان برای رشد بافت استخوانی رسوب کنند لازم می‌باشد.
هنگامیکه محصول کلسیم و فسفر غیر آلی متجاوز از ۳۰ میلی‌گرم درصد میلی‌لیتر خون و مایعات خارج سلول شود آهکی شدن انجام می‌شود.
بدنة اصلی استخوانها قبل از اینکه طفل شروع به راه رفتن کند بعضی اوقات حتی قبل از ۸ ماهگی ، کلسیفیه و سخت و محکم می‌شود تا بدینوسیله قابل تحمل برای وزن بدن کودک شود. مقدار کلسیم مورد لزوم جهت برآورده کردن رشد استخوان با میزان نمو اسکلت استخوانی متغیر است.
تشکیل دندان:
مواد معدنی دانتین و مینای دندان همان هیدروکسی آپاتیت موجود در استخوانهاست اما غلظت کریستالها بیشتر و آب آنها کمتر است. پروتئین مینای دندان کراتین و در دانتین کلاژن است بر عکس استخوانها از لحاظ متابولیکی نسبتا فعال هستند تغییر در دندانها پس از ظهورشان بسیار ناچیز است میزان تعویض بین کلسیم دندان و بدن کند و کاملا محدود به لایه دانتین است. اگرچه مدارک جمع آوری شده حاکی از آنست که مقدار فعل و انفعال میکروشیمیائی شامل تعویض کلسیم مینای دندان با بزاق انجام می‌شود و این تعویض با پوسیده شده دندان تسریع می‌گردد.
آهکی شدن دندانهای شیری در هفته بیستم زندگی جنین شروع و اندکی قبل از ظاهر شدن در حفره دندانی کامل میشوند دندانهای دائمی موقعی شروع به آهکی شدن میکنند که سن شیرخوار بین ۳ ماهگی تا ۳ سالگی باشد رد صورتیکه آهکی شدن دندانهای عقل ممکن است تا سن ۱۸ تا ۲۰ سالگی هم انجام نشود. یک دندان کامل در افراد بالغ حاوی ۱۱ گرم کلسیم یا حدود یک درصد کل کلسیم بدن است.
چون دندانها بعد از ظهور قادر به ترمیم و جبران کردن خود نیستند ، احتیاج به رژیمی که حاوی کلسیم بیشتری برای نگهداری یا مرمت دندان باشد لازم بنظر نمی‌آید . کمبود کلسیم در دوران تشکیل دندان ممکن است بشکل ضعف در ساختمان و اف زایش حساسیت دندان به خراب شدن حتی اگر از لحاظ بافت شناسی یک دندان معمولی باشد منعکس شود. همچنانکه در مورد استخوان ذکر شد در ساختمان دندان هم علاوه بر کلسیم کمبود مواد مغذی دیگر نیز دخالت دارند.
انعقاد خون :
نقش کلسیم در انعقاد خون یکی از وظایف روشن و آشکار آن است وقتیکه سلولها آسیب دیده باشند کلسیم یونیزه که بیش از نیمی از مجموع کلسیم خون را تشکیل میدهد سبب تحریک و بالنتیجه‌ رها شدن ترومبوپلاستین از پلاکتهای خون میگردد. ترومبوپلاستین کاتالیزور تبدیل پروترومبین به ترومبین است. سپس ترومبین حاصله در پلی مریزاسیون فیبرینوژن و تبدیل آن به فیبرین و در نتیجه انعقاد خون کمک می‌کند.
کاتالیزور واکنش‌های بیولوژیکی :
نقش کلسیم بعنوان یک کاتالیزور در واکنش‌های بیولوژیکی است و بدینجهت برای اعمال طبیعی بدن حیاتی است . جذب کوبالامین (ویتامین B12) از دیوارة روده بستگی به وجود کلسیم دارد. لیپاز لوزالمعده که آنزیم جدا کننده چربی است همچنین بسیاری از آنزیم‌هائی که از کربوهیدرات‌، چربی و پروتئین انرژی آزاد میکنند بوسیله کلسیم فعال می‌شوند.
نگهداری و عمل غشاء سلول
کلسیم موجود در غشاء سلول بطور نزدیکی با فسفولیپید، لسیتین ،‌متصل شده است در آنجاست که کلسیم باعث نفوذپذیری مواد مختلف مغذی از غشاء سلول میشود و بنابراین جذب آن مواد مغذی بوسیلة سلول را کنترل می‌کند به همین طریق کلسیم نقش بزرگی را در انقباض و انبساط فیبرهای عضلانی و عبور تحریک از سلولهای عصبی بازی میکند.

عوامل مساعد کننده جذب کلسیم
– ویتامین D
– اسیدیته تودة هضمی
– لاکتوز
– نسبت کلسیم به فسفر
– چربی
– حالت روانی
– نیاز به کلسیم

عواملی که جذب کلسیم را کاهش می‌دهند
– اسید گزالیک
– اسید فنتیک
– پروتئین غذائی
– چربی
– افزایش تحریک معدی – روده‌ای
– تحرک نداشتن

متابولیسم
کلسیم جذب شده از دیواره روده به پلاسمای خون منتقل شده در مایعات بافتی بدن پخش می‌شود از این قسمت سلولها مقدار کلسیمی را که برای اعمال طبیعی و رشد احتیاج دارند میگیرند مقداری از کلسیم بصورت قسمتی از ترشحات دستگاه گوارشی در می‌آید مقدار بیشتر این کلسیم دوباره جذب می‌شود اما بدون در نظر گرفتن مصرف کلسیم مقدار کلسیم داخلی در مدفوع حدود ۱۳۰ میلی‌گرم است همانطور که خون در کلیه صاف و تصفیه می‌شود حدود ۹۹ درصد کلسیم (۱۰ گرم در روز) جذب مجدد میشود ۱ درصد باقیمانده از ادرار دفع می‌شود که معمولا ۱۰۰ تا ۱۷۵ میلی‌گرم در روز است.
کلسیم خون با کلسیم استخوان در حال تعادل است حدود یک چهارم از کلسیم وجود برای نگهداری میزان کلسیم خون بکار میرود (۹ تا ۱۱ میلی‌گرم در ۱۰۰ میلی‌لیتر خون) غدة‌ پاراتیروئید نقش اساسی در نگهداری این مقدار دارد.

متابولیسم غیر عادی کلسیم
پوکی استخوان (استئوپروز)
پوکی استخوان حالتی است که در آن غلظت استخوان کم شده ولی ترکیب باقیمانده تودة استخوانی طبیعی است اینحالت بیشتر در زنان میان سال مشاهده شده است این مسئله در کوتاه شدن جثه قابلیت شکنندگی استخوان و نشانه‌های از پشت درد موثر می باشد. برآورد شیوع این بیماری در اشخاص ۵۰ ساله به بالا بین ۱۰ تا ۵۰ درصد است.
در حال حاضر استئوپروز ریشه‌های متعددی دارد بهمین دلیل است که کلسیم به مقدار زیاد لزوما پیشگیری کننده نبوده و بمقدار کم نیز توان با مقدار کم ضایعات استخوانی نمی‌باشد استئوپروز ممکنست مربوط به کم شدن توده استخوان در نتیجه مصرف ناکافی مواد غذایی حاوی کلسیم در طی سالیان دراز و کاهش جذب و مورد استفاده کلسیم باشد علل احتمالی دیگر عبارتست از عمل پاراتیروئید در تحریک رها کردن کلسیم از استخوان ، احتمالا در اثر عکس العملی به مصرف مقدار زیاد فسفات،‌قصور در سنتز قالب کلاژن استخوان ، عدم حرکت و از دست رفتن موادیکه محرک تشکیل استخوان است و از استروژن بدست می‌آید میباشد عقیده بر اینست که در استئوپروز سرعت تشکیل استخوان معمولی است ولی رها شدن کلسیم از استخوان به سرعت زیادی که باعث کم شدن غلظت استخوان می‌گردد اتفاق میافتد . افزایش رها شدن کلسیم از استخوان ممکن است برای نگهداشتن سطح کلسیم خون در زمانیکه مصرف روزانه کم است یا وقتیکه احتیاجات روزانه به دلیل جذب کم، خیلی بالاست اتفاق افتد.
در افراد مبتلا به استئوپروزیر معمولا مصرف کلسیم در مدت زمان طولانی‌ کمتر از میزان طبیعی بوده است افراد مسن کمتر از جوانترها و مبتلایان به استئوپروز کمتر از افراد سالم و طبیعی کلسیم جذب می‌کنند.

اسئومالاسی (نرمی استخوان)
در شرائطی که کاهشی در مواد معدنی استخوان و نه در مقدار کل آن روی دهد اسئومالاسی ایجاد میشود نرمی استخوان بیشتر در بین زنان نواحی کم آفتاب و یا زنانی که لباسهای تیره که مانع نفوذ نور خورشید است می‌پوشند کسانی که رژیمشان کم کلسیم است. آنهائی که داروی ضد تشنج مصرف میکنند و بالاخره زنانی که حاملگی پی در پی و دوره شیردهی طولانی داشته و ذخایر معدنی‌شان تهی گشته است ایجاد میشود در بیشتر موارد به درمان ویتامین D پاسخ داده می‌شود.