Всем хорошо известно, что основной элемент жизни — углерод, на его основе построены все органические вещества. Но одним углеродом природа не ограничилась, нам абсолютно необходимы и входят в состав наших тел кислород, водород, азот и еще множество других элементов. Часть из них и есть минеральные вещества — микро- и макроэлементы, необходимые человеку и получаемые им с пищей. К макроэлементам принято относить металлы кальций, калий, натрий и магний, а также неметаллы хлор, серу и фосфор. Помните «Понедельник начинается в субботу» братьев Стругацких, статью в стенгазете «Фосфор нужен человеку как воздух»? Как это ни забавно, но без фосфора или любого другого из макроэлементов наша жизнь действительно невозможна. Фосфор, например, входит в состав наследственной молекулы ДНК.

По самому названию — макроэлементы — понятно, что организму человека их требуется довольно много — от десятых долей грамма до десятков граммов. А микроэлементы, как и витамины, содержатся в человеческом теле в количествах от десятков миллиграммов до микрограммов, что означает тысячные доли миллиграмма или миллионные доли грамма. Таких веществ (элементов) в настоящее время обнаружено 14, среди них десять металлов — железо, медь, хром, ванадий, молибден, марганец, цинк, кобальт, никель и олово и четыре неметалла — фтор, йод, кремний и селен.

Макро- и микроэлементы в виде соединений, как правило, присутствуют в нашей обычной еде, но на всякий случай их вводят сейчас в поливитамины, получая, так сказать, поливитаминоминеральные препараты. Это очень важно, поскольку существует определенная географическая зависимость распространенности того или иного элемента. Например, в некоторых регионах нашей страны в питьевой воде и местных продуктах питания не хватает фтора, а в других, прежде всего на Кавказе, наблюдается избыток меди. В этих районах соответственно следовало бы увеличить поступление из пищи фтора, а меди как раз уменьшить. Универсальные же препараты в принципе не могут учесть особенности огромной России, и следовало бы выпускать специальные препараты для каждого региона — может быть, такое время еще наступит, а пока будем принимать что есть. Это не только желательно, но и необходимо. Почему? Да просто потому, что за всем не уследишь и отсутствие каких-то элементов может привести к тяжелым заболеваниям. Поговорим об этом подробнее. Неметаллов меньше, с них лучше и начать.

 

Страшный йод, твердый фтор, модный селен

Говоря про неметалл йод, трудно удержаться от цитирования прекрасного стихотворения прекрасного поэта Владислава Ходасевича.

Конечно, в этой главе речь идет не про йод Ходасевича. В аптечный пузырек налит раствор элементарного кристаллического йода в этиловом спирте. Вследствие высокой окислительной способности аптечный йод дезинфицирует раны, но в организме человека он присутствует в сложных органических соединениях, прежде всего в белке щитовидной железы тироглобулине и гормонах тироксине и трийодтиронине. Щитовидная железа двумя своими долями охватывает трахею около подбородка. Выделяемые ею гормоны регулируют энергетические процессы и теплообмен. При недостатке йода возникает заболевание щитовидной железы — зоб. Это заболевание внешне проявляется в виде распухания шеи у подбородка, как, например, у вдовы Ульянова-Ленина Надежды Константиновны Крупской, болевшей диффузным токсическим зобом, или, иначе, базедовой болезнью.

Чаще всего наблюдается эндемический зоб, то есть специфичный для определенных географических зон и связанный с недостатком йода в почве, а следовательно, и в пище населения этих районов. Пища ведь сначала растет на этой почве в виде злаков, потом частично превращается в мясо поедающего эти злаки крупного и мелкого рогатого скота. На территории России эндемичными по йоду являются Урал, Северный Кавказ, верховья Волги и долины крупных сибирских рек, Забайкалье и Дальний Восток. Способствует развитию заболевания и избыток в рационе некоторых продуктов, прежде всего сырой капусты, содержащей прочно связывающие йод вещества, не «отпускающие» йод в желудке и кишечнике. Больше всего йода содержится в морепродуктах, как теперь называют рыбу, кальмаров, мидии и прочих морских гадов. Всем хорошо известно, что много йода в морской капусте и других морских водорослях.

Требуется человеку этого элемента совсем немного, доли миллиграмма (если точнее, то от 100 до 200 миллиграммов), но длительный дефицит йода в детском возрасте приводит к отставанию в умственном развитии и даже кретинизму. (Так, некоторые ученые полагают, что именно благодаря дефициту йода возникло знаменитое тирольское пение с руладами: в основе этих переливов, мол, лежат окрики тирольских пастухов, которыми становились обычно деревенские йододефицитные дурачки.) Но сейчас беспокоиться о дефиците йода не нужно. При появлении малейших симптомов заболеваний щитовидной железы можно просто перейти, например, на йодированную соль. Этот продукт очень дешев и в эндемичных районах может быть на всякий случай запасен.

После ряда аварий на атомных электростанциях оказалась актуальной еще одна особенность йода. При взрыве реактора в Чернобыле и недавней катастрофе на японской станции «Фукусима-1» было замечено, что в атмосферу выделяется радиоактивный изотоп этого элемента йод-131, накапливающийся в щитовидной железе и вызывающий ее тяжелые повреждения. Период полураспада этого изотопа невелик, всего 8 суток, но до практически полного прекращения излучения должно пройти немного больше пяти периодов полураспада (50 % + 25 % + 12,5 % + 6,25 % + + 3,125 % = 97 %), то есть опасность заболевания сохраняется в течение 8 × 5 = 40 суток. Для предотвращения накопления йода-131 в щитовидной железе необходимо использовать заместительную терапию, а именно сразу же после выброса радиоактивного изотопа, а лучше даже раньше, принимать препараты йода не радиоактивного, например йодат калия KIO3. Насыщенная «правильным» йодом щитовидка радиоактивный изотоп поглощать не станет. Можно использовать и элементарный йод. После чернобыльской аварии ладошки и пятки польских детишек, проживавших в районе выпадения радиоактивных осадков, мазали спиртовым раствором йода, и это очень помогло, никто не заболел.

Однако надеяться только на препараты йода при радиационных катастрофах не стоит. Гораздо более опасные радиоактивные изотопы цезия и стронция обычным йодом не возьмешь, так что массовая скупка йодных препаратов и обычного спиртового раствора элементарного йода, которая происходила после аварии на «Фукусима-1», была во многом бессмысленной. Кстати, название станции «Фукусима» по-японски означает «счастливый остров», «счастливый уголок», что после этой аварии выглядит просто издевательством. К той же группе периодической системы Менделеева относится элемент фтор. Его недостаток тоже носит эндемический характер и тоже приводит к появлению некоторых болезней. К сожалению, о фторе стихов, кажется, никто еще не писал, зато о нем столько написано и рассказано в рекламах разнообразных зубных паст! «С фтором», «с флюористатом» и так далее. (Фтору не повезло с переводчиками, а потому приходится постоянно натыкаться на несуществующее в русском языке слово «флюорин». А ведь, казалось бы, загляни в словарь — и сразу узнаешь, что fluorine — это наш обычный фтор.)

И вот тут реклама не врет, фтор действительно необходим для предупреждения кариеса. Анион фтора замещает гидроксильную группу в гидроксиапатите эмали и превращает его в более прочный фторапатит (даже как-то обидно, что наши зубы имеют состав, одинаковый с известным фосфорным удобрением). Лучше всего этот защитный слой образуется в детском возрасте. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) утверждает, что искусственное фторирование питьевой воды до концентрации один миллиграмм в литре снижает заболеваемость кариесом на 30–50 %. В России фторирование воды проводится повсеместно, но существуют и специальные таблетки, которые дают детям в возрасте от 2 до 14 лет, причем не менее 250 штук в год.

Однако принимать фторсодержащие препараты без консультации с врачом все же не стоит. Фтор — токсичный элемент, его избыток довольно опасен. Требуется фтора примерно один миллиграмм в день, токсичность проявляется в дозах более 20 миллиграммов. Столько фтора содержится в 20 литрах воды, и столько не выпить, но вот с глупой детской забавой глотать зубную пасту следует бороться.

Формированию эмали мешает не только дефицит фтора, но и избыток другого элемента — селена. Селен сейчас стал очень модным элементом. Едва ли не половина сотрудников Института питания РАМН так или иначе занимаются селеном, а некоторые ученые считают недостаток селена чуть ли не важнейшей проблемой современности. Связано это с малым содержанием селена в почве и его ролью как мощного антиоксиданта (антиокислителия). Окислительные процессы в организме сопровождаются образованием свободных радикалов, повреждающих клетки и вызывающих рак. Это подтверждается целым набором фактов. Прежде других были обнаружены косвенные улики: в регионах с высоким или средним содержанием почвенного селена смертность от рака легких, молочных желез, пищеварительных органов и лимфом существенно меньше, чем в регионах с дефицитом селена.

Кроме того, было установлено, что у больных раком крови содержание селена именно в крови намного ниже, чем у здоровых людей, а увеличение содержания селена в организме сопровождается образованием менее злокачественных опухолей и меньшего количества метастаз.

Важная роль селена была установлена также после обнаружения связи некоторых сердечных заболеваний с дефицитом этого элемента в некоторых районах Китая и Забайкалья. Сейчас установлен синергизм действия селена и витамина Е — то есть при совместном приеме эффект каждого из антиоксидантов возрастает не вдвое, а гораздо больше. (Понятие синергизма можно прояснить на таком простейшем, хотя и обратном примере: при совместном проживании мужчины и женщины (например, в браке) расходы на питание увеличиваются не вдвое, а обычно лишь раза в полтора.)

Требуется селена не более десятой доли миллиграмма, причем мужчинам больше, чем женщинам. Дело в том, что половина всего селена в организме у мужчин находится в яичках, конкретно — в сперме, являющейся «расходуемым» материалом. В яичках селен находится не зря, и понятно, что дефицит элемента нарушает детородную функцию.

Много селена в тех же морепродуктах, а больше всего — в морской и каменной соли, однако избыток селена неблагоприятно влияет на костеобразование и, как уже говорилось, на состояние зубов. Считается, что селен помогает лечить и предупреждать появление перхоти. До сих пор не установлено, что же является истинной причиной этого заболевания, поражающего подавляющее большинство населения, — то ли нарушения биохимии из-за постоянных стрессов, то ли грибок Pityrosporum Ovale, то ли недостаток витамина В6 (см. главу 8).

 

Четыре серьезных металла

Теперь о микроэлементах — металлах. Первый по алфавиту элемент ванадий (названный так в честь скандинавской богини красоты Ванадис) входит в состав некоторых биологически важных соединений, играющих стимулирующую роль в организме человека, а содержится ванадия в нас всего примерно 0,1 миллиграмма!

Ванадий не слишком дорогой металл, но все же раз в 50 дороже меди и ее сплавов. Когда в конце 70-х годов прошлого века заканчивалось строительство универсального спорткомплекса «Крылья Советов» на западе Москвы и архитектор комплекса (отец автора этой книги Алексей Образцов) захотел во всем здании установить красивые дверные ручки из медного сплава, вышло Указание о запрещении использования в строительстве дорогостоящих металлов, к которым отнесли и медь. Как говорили тогда, «в целях экономии». Расстроенный Алексей Сергеевич обратился к заказчикам, а «Крылья Советов» — это спортивный клуб могущественного ракетного Министерства среднего машиностроения, в просторечье Средьмаша (тогда шутили, что ракета — это средняя машина). Заказчик поинтересовался, какие именно металлы использовать нельзя, и убедился, что в Указании ничего не сказано о ванадии, да и кому бы в голову пришло упоминать этот металл в данном контексте? А в Средьмаше ванадия было навалом, и до сих пор в спорткомплексе болельщики, открывая двери, дергают за ручки из красивого темно-серого ванадия. (В перестроечные годы дворец превратился в ярмарку промтоваров с тысячами продавцов и покупателей, так что к ручкам могли и, так сказать, приделать ноги.)

Ванадий — важный элемент, но гораздо большее значение имеет следующее за ним железо — его в каждом человеческом теле около 4 граммов.

Несмотря на банальность рифмы, которую тем не менее использовал даже Пушкин, между понятиями «любовь» и «кровь» существует тесная связь, иногда весьма неожиданная. Железо находится в организме человека в основном в крови, в виде красного пигмента крови гемоглобина. В норме объем крови у мужчин составляет 5,2 литра, у женщин — 3,9 литра, концентрация железа в крови — около 0,5 грамма в литре. Таким образом, в крови взрослого мужчины содержится 2,6 грамма железа. Это железо можно выделить прямо в виде металла, если регулярно делать кровопускание. Существует легенда про некоего молодого влюбленного химика, который хотел из железа собственной крови изготовить колечко для возлюбленной. Приблизительные прикидки показывают, что для изготовления небольшого кольца потребуется сдавать и перерабатывать кровь на протяжении примерно двух лет (если без риска для здоровья). То есть теоретически такое украшение для любимой девушки изготовить можно, хотя станет ли она носить эту ржавеющую железяку? Не помешают ли ей воспоминания о том, как на протяжении двух лет ее друг колол себя шприцем, затем в лаборатории выпаривал собственную кровь, прокаливал остаток, чем-то там восстанавливал железо, плавил его в муфельной печи и так далее — вместо того чтобы нормально бегать с ней на дискотеку?

Итак, железосодержащий гемоглобин является одним из важнейших веществ нашего организма, прежде всего будучи переносчиком кислорода от легких к тканям (после вдоха) и углекислого газа от тканей к легким, из которых мы углекислый газ и выдыхаем. Интересно, что процесс дыхания кислородом с помощью гемоглобина на уровне организма рефлекторный, а в основе почти чисто химический. Поэтому белок гемоглобин легко обмануть, что и делает наш страшный враг угарный газ. Гемоглобин принимает молекулу угарного газа за кислород (они действительно геометрически похожи) и начисто забывает о своей основной функции. В результате человек сначала засыпает рядом с печкой, а потом уже не просыпается.

Дефицит именно этого микроэлемента является главным у женщин, которые теряют в месяц примерно в два раза больше железа, чем мужчины (догадайтесь почему). По данным Института питания РАМН, в нашей стране еще недавно железодефицитной анемией (гипосидерозом) страдало значительное количество молодых женщин Севера, Сибири и Дальнего Востока и даже центральных областей России. Основными симптомами гипосидероза в начальной стадии является легкая утомляемость, повышенная или пониженная возбудимость, затем начинается сердцебиение и головокружение, доходящие до обморока. И если первые стадии анемии распознать довольно трудно, — у кого это сейчас, в наше время повседневных стрессов, нет легкой утомляемости или ненормальной возбудимости? — то последующие стадии уже вполне заметны. Для устранения этого заболевания не требуется особо специального лечения, за исключением правильной диеты и, в запущенных случаях, введения в рацион препаратов железа.

Больше всего железа содержится в печенке и почках съедобных животных, кальмарах и мидиях и, разумеется, в препарате из бычьей крови гематогене. Много железа в железистых минеральных водах и грунтовых водах стран с месторождениями железной руды. Требуется железа от 10 до 18 миллиграммов в сутки, для беременных и кормящих женщин 18 миллиграммов являются уже не максимумом, а минимумом. Такое количество железа содержится в поллитровой бутылке минеральной воды «Полюстровская», но, во-первых, далеко не все железо усваивается и правильная диета все равно необходима. А во-вторых, кто, кроме патриотичных петербуржцев, в состоянии выпить пол-литра гадкой «Полюстровской»?

Надо сказать, избыток микроэлементов тоже ни к чему хорошему не приводит. Однако в случае железа летальная доза составляет аж 35 граммов — несколько крупных гвоздей, и съесть за раз столько железа надо умудриться.

Очень удачно, что согласно русскому алфавиту за железом следует кобальт, также нужный для образования красных кровяных клеток и предотвращающий развитие анемии. Открытый еще в XVIII веке, кобальт (от немецкого kobald — гном) лишь недавно, вскоре после Второй мировой войны, был признан необходимым для человека элементом. Оказалось, что кобальт входит в состав важнейшего витамина В12, и недостаточность кобальта — это именно недостаточность этого витамина. Причем обычно такой дефицит встречается редко, кобальта требуется всего-то 8 тысячных миллиграмма (8 микрограммов). Эти микрограммы содержаться практически в тех же пищевых продуктах, из которых мы получаем железо, хотя имеется кобальт и в зернах какао и в чае. Следующий элемент — марганец, его требуется человеку до 7 миллиграммов в сутки. Марганец, как правило, включается в поливитаминминеральные препараты. В обычной пище марганца содержится вполне достаточно, и, как правило, дефицита этого элемента не наблюдается. Но если вы страдаете повторяющимися головокружениями, рассеянны или имеете проблемы с памятью, то обязательно проверьте, получаете ли вы достаточное количество данного микроэлемента. Любопытно, что слишком много марганца может быть в водопроводной воде, текущей по старым трубам из стали, легированной марганцем.

 

Предельно допустимые элементы

Как уже отмечалось в разделе о ванадии, красивые современные дверные ручки часто делают из сплава меди и цинка — латуни, и ручки эти могут стать источником меди в организме человека: медь и латунь — металлы мягкие, легко истираются и попадают в пищу с немытых рук. Необходимость меди доказана, но излишки ее могут вызывать бессонницу, выпадение волос, нерегулярные менструации и депрессию.

Из курьезов, связанных с медью, отмечу такой. По правилам сброса сточных вод некоторых предприятий в них, этих водах, должно содержаться ничтожное количество меди — у нас вообще как самые строгие нормы в мире, так и самое безразличное отношение к их ежедневному нарушению. По известному принципу «строгость российских законов смягчается необязательностью их исполнения». Так вот, в смеси для выкармливания новорожденных специально введена медь в концентрациях, значительно превышающих эти ПДК — предельно допустимые концентрации. То, что якобы нельзя спускать в канализацию, необходимо давать детям!

Теперь о хроме. Соединения этого металла широко применяются при производстве нержавеющей стали, брезента и кожи, разнообразных химических товаров и красок. Неправильное использование соединений хрома приводит к тяжелым отравлениям, однако в конце 50-х годов прошлого века ученые обнаружили, что этот металл все-таки очень необходим, правда, в микроколичествах (где-то 0,1 миллиграмма в сутки), для нормального функционирования человеческого организма. Оказалось, хром нужен больным сахарным диабетом и атеросклерозом, так как снижает уровень сахара и жиров в крови. Хром усиливает действие инсулина — гормона, отвечающего за переработку глюкозы. Хром содержится в пивных дрожжах, морепродуктах, печенке и черном перце, причем установлено, что большинство из нас получает из пищи недостаточное количество этого элемента, особенно пожилые граждане.

Теперь поговорим про цинк. Чтобы мальчику стать настоящим мужчиной, ему необходимо в период полового созревания поглощать повышенное количество цинка. Недостаток цинка приводит к мужскому бесплодию из-за угнетения процессов образования сперматозоидов, возможна гипертрофия простаты (увеличение предстательной железы), причем введение соединений цинка предупреждает развитие рака этого органа (по крайней мере, у животных это доказано).

Вообще препараты цинка в виде мазей были известны уже в Древнем Китае и Египте, но основные исследования его роли в человеческом организме были проведены после обнаружения в Иране местной цинкдефицитной анемии. Карлики с недоразвитыми половыми органами и увеличенными селезенкой и печенью успешно вылечивались сульфатом цинка ZnSO4.

В сутки человеку требуется до 15 миллиграммов цинка, но в некоторых препаратах количество этого микроэлемнта увеличено до 300 миллиграммов — и ничего страшного, при передозировке цинк просто выводится из организма. Тем не менее длительное хранение пищи в оцинкованной посуде недопустимо — хотя сейчас такая посуда встречается разве что в антикварных магазинах.

Цинк — последний по алфавиту из микроэлементов, но удивительным образом один из самых существенных. Он обнаруживается в сотнях ферментов, играющих важнейшую роль в обменных процессах. Вот, например, небезызвестная алькогольдегидрогеназа — фермент, ответственный за переработку спирта в организме. Цинк необходим для формирования и работоспособности этого важного, особенно для России, фермента, поэтому надо правильно закусывать — селедкой, бифштексом с горчицей, чесноком и яйцом. Наиболее правоверным вегетарианцам, питающимся только растительной пищей и не включающим в диету даже яйца, надо опасаться недополучения цинка и есть хлеб из муки грубого помола, в которой немало этого элемента.

Вот в основном и все о важных для нас микроэлементах. Впрочем, я совершенно уверен, что когда-нибудь выяснится необходимость и, например, какого-нибудь лития или другого элемента таблицы Менделеева. Кстати, эта таблица давно стала газетным штампом — «в сточных водах комбината можно обнаружить всю таблицу Менделеева». Осмелюсь отметить, что вся таблица Менделеева содержится также и в организме автора этой книги, и ее читателей. Весь вопрос, в каких количествах. Хром в виде некоторых соединений — сильнейший яд, в виде зеленого оксида — лучшая зеленая краска для крыш и заборов, а в количестве 0,1 миллиграмма — суточная норма потребления взрослого человека. Гомеопатию трудно считать серьезной наукой, но одно из положений этого направления в медицине бесспорно — вещество, в больших количествах являющееся ядом, в малых количествах порой нам просто необходимо. Пример микроэлементов это полностью подтверждает. А теперь поговорим о самом важном для человека микроэлементе — соли.