Микронутриенты

Микронутриенты — это пищевые вещества (нутриенты), которые требуются организму человека и животных в относительно малых количествах (от микрограммов до миллиграммов в сутки) по сравнению с макронутриентами (белками, жирами, углеводами). К микронутриентам относятся витамины и минеральные вещества (макро- и микроэлементы). Они не являются источниками энергии, но выполняют ключевые регуляторные функции: участвуют в обмене веществ, ферментативных реакциях, поддержании иммунитета, росте и развитии тканей. Недостаток или избыток микронутриентов приводит к развитию патологических состояний, известных как микронутриентная недостаточность или токсикозы.

Классификация

Микронутриенты делятся на две основные группы: витамины и минеральные вещества.

Витамины

Витамины — это низкомолекулярные органические соединения, необходимые для нормального протекания биохимических процессов. Они не синтезируются (или синтезируются в недостаточном количестве) в организме человека и должны поступать с пищей. По растворимости витамины делятся на:

• Жирорастворимые: A (ретинол), D (кальциферолы), E (токоферолы), K (филлохинон). Они накапливаются в жировой ткани и печени, выводятся медленно, поэтому возможна гипервитаминозная интоксикация.
• Водорастворимые: витамины группы B (B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12), витамин C (аскорбиновая кислота). Избыток их выводится с мочой, поэтому токсичность низкая, но требуется регулярное поступление.

Минеральные вещества

Минеральные вещества — это неорганические химические элементы, которые участвуют в построении тканей (кости, зубы), поддержании кислотно-щелочного баланса, передаче нервных импульсов и сокращении мышц. По количеству, необходимому организму, их делят на:

• Макроэлементы: кальций (Ca), фосфор (P), калий (K), натрий (Na), магний (Mg), хлор (Cl), сера (S). Суточная потребность — от сотен миллиграммов до нескольких граммов.
• Микроэлементы: железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), марганец (Mn), йод (I), селен (Se), фтор (F), хром (Cr), кобальт (Co) и другие. Потребность — от микрограммов до десятков миллиграммов.

Физиологическая роль

Основные функции микронутриентов в организме:

• Коферментная и кофакторная: большинство витаминов группы B входят в состав коферментов — молекул, необходимых для работы ферментов. Минералы (цинк, магний, железо) служат кофакторами ферментов.
• Антиоксидантная защита: витамины C, E, бета-каротин, селен и цинк нейтрализуют свободные радикалы, предотвращая окислительный стресс.
• Поддержание иммунитета: витамин A, C, D, цинк и селен влияют на активность иммунных клеток и синтез антител.
• Регуляция роста и деления клеток: витамин A, фолиевая кислота (B9), витамин B12, железо необходимы для синтеза ДНК и кроветворения.
• Минерализация костей: кальций, фосфор, магний и витамин D обеспечивают прочность скелета.
• Проведение нервных импульсов: натрий, калий, кальций, магний участвуют в генерации и передаче электрических сигналов в нервной и мышечной тканях.

Источники и потребности

Основные источники микронутриентов — продукты питания. Ниже приведены примеры ключевых микронутриентов и продуктов, их содержащих.

Суточные нормы потребления микронутриентов устанавливаются национальными органами здравоохранения (в России — Роспотребнадзор, «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах»). Потребности могут варьироваться в зависимости от возраста, пола, физиологического состояния (беременность, лактация), уровня физической активности и климатических условий.

Дефицит и избыток

Недостаточность (дефицит)

Дефицит микронутриентов (скрытый голод) — глобальная проблема, особенно в развивающихся странах. Наиболее распространены дефициты железа (анемия), йода (нарушения функции щитовидной железы, зоб), витамина A (ксерофтальмия, снижение иммунитета), витамина D (рахит у детей, остеомаляция у взрослых), фолиевой кислоты (анемия, дефекты нервной трубки плода) и цинка (замедление роста, дерматиты, ослабление иммунитета). Причины дефицита: однообразное питание, низкое потребление овощей и фруктов, заболевания желудочно-кишечного тракта, нарушающие всасывание, повышенные потребности (беременность, интенсивный рост, стресс).

Избыток (гипервитаминоз и токсикоз)

Избыточное поступление микронутриентов, особенно жирорастворимых витаминов и некоторых минералов (например, селена, фтора, железа), может вызывать токсические эффекты. Гипервитаминоз A (головная боль, тошнота, поражение печени) и D (гиперкальциемия, кальциноз сосудов) возникает при передозировке синтетических добавок. Избыток железа (гемохроматоз) повреждает печень и поджелудочную железу. Токсичность водорастворимых витаминов низкая, но возможна при приёме мегадоз (например, витамин B6 в дозах >100 мг/сут вызывает нейропатию). Острые отравления микронутриентами редки и связаны с аварийными ситуациями или неправильным использованием добавок.

Микронутриенты в питании и медицине

В современной диетологии и профилактической медицине микронутриенты рассматриваются как важнейший компонент здорового питания. Для коррекции дефицитов используются:

• Обогащённые продукты: мука, хлеб, молоко, соль, соки, в которые добавляют витамины и минералы (фортификация). В России с 2020 года действует обязательное обогащение муки высшего сорта фолиевой кислотой и железом.
• Биологически активные добавки к пище (БАД): поливитаминные и минеральные комплексы, монопрепараты. Применяются по назначению врача или для профилактики в группах риска (беременные, дети, пожилые, веганы).
• Лечебное питание: при заболеваниях, связанных с дефицитом (например, препараты железа при анемии, витамин D при остеопорозе).

Избыточное увлечение БАД без медицинских показаний может приводить к гипервитаминозам и нарушению баланса микронутриентов. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует удовлетворять потребности в микронутриентах в первую очередь за счёт разнообразного рациона, а не добавок.

Интересные факты

• Термин «витамин» был предложен в 1912 году польским биохимиком Казимиром Функом, который выделил из рисовых отрубей вещество, излечивающее бери-бери (позже идентифицированное как тиамин, B1).
• Йодирование поваренной соли — одна из самых эффективных и дешёвых мер профилактики йододефицитных заболеваний в мире.
• Витамин D синтезируется в коже под действием ультрафиолета, поэтому в северных широтах (в том числе в большинстве регионов России) дефицит этого витамина широко распространён, особенно в зимний период.
• Железо всасывается в кишечнике в двух формах: гемовое (из мяса, усваивается на 20–30%) и негемовое (из растений, усваивается на 1–5%). Усвоение негемового железа улучшает витамин C.
• Селен — микроэлемент, необходимый для синтеза селенопротеинов, включая антиоксидантные ферменты. Его дефицит связан с развитием болезни Кешана (кардиомиопатия) и болезни Кашина-Бека (остеоартропатия).