Минеральные вещества и их влияние на организм человека

В пищевых добавках обычно присутствует 0,15–6 мг минерала. Большинство из них предназначены для улучшения состояния костей, суставов. Компонент еще применяют в лучевой терапии, для облучения опухолевых клеток тяжелыми частицами. [24]

Борная кислота обладает бактерицидными свойствами. Ее традиционно используют в качестве местного вяжущего средства, мягкого противоинфекционного агента – для лечения воспаления наружного ушного прохода, обработки поврежденных участков при гнойной инфекции кожи. Антисептик токсичен после чрезмерных доз. Есть данные о летальном исходе пациента после случайной инстилляции 30 г борной кислоты.

Бор в научных исследованиях

• В 1990-х годах исследователи обнаружили положительную связь между потреблением бора и мозговой активностью. Ученые оценили изменения когнитивных функций в ответ на диетические манипуляции с веществом: разделили здоровых пожилых мужчин и женщин на две группы, которым давали 0,25 и 3,25 мг минерала в день. У группы с дефицитом вещества мозг начал работать настолько плохо, как и при общем недоедании, отравлении тяжелыми металлами. [25]

• Получение фруктобората кальция два раза в день в течение 2 недель уменьшает дискомфорт в колене у пожилых людей. Природный растительный боратный комплекс демонстрирует наибольший потенциал в борьбе с суставной болью. Однако маркеры воспаления, на которые он нацелен, и механизм его действия до сих пор неизвестны. [26]

• Ученые обнаружили связь между потреблением бора и раком предстательной железы – минерал ингибирует рост опухолей простаты. Они доказали, что у мужчин, потребляющих около 6 мг/день, предстательная железа значительно меньше, чем у тех, кто потребляет 0,64–0,88 мг/день. Недостаток профилактических и терапевтических средств – короткий период полувыведения, низкая биодоступность. [27]

• Репродуктивная токсичность борной кислоты и боратов вызывает обеспокоенность ученых. Существует линейная зависимость между получаемой дозой и концентрацией соединений в репродуктивных органах. В окружающей среде нет настолько высоких показателей, которые могли бы вызвать такой эффект. Высокие уровни воздействия возможны на рабочем месте, в некоторых странах из-за геологической ситуации: Китае, Аргентине, Турции. [28, 29]

Побочные эффекты и токсичность бора

Бораты безопасны для беременных, если их количество не превышает установленный порог. Эффекты при употреблении во время грудного вскармливания не изучались, поэтому прием добавок нужно обсуждать с врачом.

Симптомы дефицита бора

Нехватка минерала в организме связана с плохим иммунитетом, повышенным риском смертности, остеопорозом. Дефицит изучен недостаточно, поскольку встречается очень редко, но врачи выделяют несколько признаков:

• повышенная утомляемость;

• задержка развития у детей;

• разрушение зубов;

• ломкость костей, плохое срастание переломов;

• боли в суставах;

• нарушение половой функции.

Признаки избытка бора

Химический элемент может быть сильнодействующим токсином в больших количествах. К счастью, нельзя получить его избыток через пищу – нет данных о побочных эффектах большого потребления с едой или водой. Передозировка может быть связана со случайным потреблением, вредной работой. Высокие дозы можно получить на производстве, связанном с выпуском стекла, кожи, косметики, мыла, моющих средств, топлива, антипиренов. Районы вблизи борных шахт или заводов могут подвергаться риску загрязнения почвы, воды. [30]

Симптомы передозировки:

• снижение аппетита, тошнота, рвота, диарея;

• боль в верхней части живота;

• дерматит;

• головная боль;

• шелушение кожи.

При очень высоких дозах развивается почечная недостаточность. Чрезвычайно высокие дозы смертельны. [31]

Взаимодействие бора с препаратами

Считается, что минерал не имеет серьезных взаимодействий с препаратами. Но эксперименты показывают, что он усиливает действие алкоголя и может взаимодействовать с гормональными лекарствами – вызвать избыток эстрогена.

Комментарий эксперта

Татьяна Елисеева, диетолог, нутрициолог

Встречающийся в природе бор полезен в небольших количествах и опасен в больших дозах. Исследования доказывают его роль в развитии здоровых костей и мышц, иммунной функции, формировании стероидных гормонов. Чтобы увеличить его потребление естественным образом без БАДов, достаточно включить в постоянный рацион чернослив, изюм, курагу, авокадо, орехи. Людям, которые придерживаются здорового питания, не стоит беспокоиться о дефиците – минерал содержится в достаточном количестве в полезных цельных продуктах.

Источники информации

1. Boron, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31639188/

2. Update on human health effects of boron, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25063690/

3. The importance of boron in biological systems, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29173473/

4. The Physiological Role of Boron on Health, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29546541/

5. The Fructoborates: Part of a Family of Naturally Occurring Sugar-Borate Complexes-Biochemistry, Physiology, and Impact on Human Health: a Review, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30343480/

6. Dietary boron: progress in establishing essential roles in human physiology, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22658717/

7. Physiological roles and transport mechanisms of boron: perspectives from plants, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17965876/

8. The boron content of selected foods and the estimation of its daily intake among free-living subjects, https://www.researchgate.net/publication/14255184_The_boron_content_of_selected_foods_and_the_estimation_of_its_daily_intake_among_free-living_subjects

9. Daily boron intake from the American diet, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10076586/

10. Dietary boron intakes of selected populations in the United States, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10050909/

11. Boron, Fact Sheet for Health Professionals, https://ods.od.nih.gov/factsheets/Boron-HealthProfessional/

12. Nothing Boring About Boron, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4712861/

13. The Effects of Boron on Arsenic-Induced Lipid Peroxidation and Antioxidant Status in Male and Female Rats, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26184899/

14. Effects of dietary boron on cervical cytopathology and on micronucleus frequency in exfoliated buccal cells, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17295277/

15. Calcium fructoborate: plant-based dietary boron as potential medicine for cancer therapy, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21196370/

16. Free testosterone: clinical utility and important analytical aspects of measurement, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24783351/

17. Comparative effects of daily and weekly boron supplementation on plasma steroid hormones and proinflammatory cytokines, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21129941/

18. A double-blind, placebo-controlled pilot study to evaluate the effect of calcium fructoborate on systemic inflammation and dyslipidemia markers for middle-aged people with primary osteoarthritis, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21607703/

19. Calcium Fructoborate for Bone and Cardiovascular Health, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26686846/

20. Essentiality of boron for healthy bones and joints, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7889887/

21. Dietary boron, brain function, and cognitive performance, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7889884/

22. Studies of the interaction between boron and calcium, and its modification by magnesium and potassium, in rats. Effects on growth, blood variables, and bone mineral composition, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1283690/

23. The role of boron in nutrition and metabolism, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8140253/

24. Boron Neutron Capture Therapy, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5296588/

25. The importance of boron nutrition for brain and psychological function, https://link.springer.com/article/10.1007/BF02783144

26. Short-term efficacy of calcium fructoborate on subjects with knee discomfort: a comparative, double-blind, placebo-controlled clinical study, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4051624/

27. Dietary boron intake and prostate cancer risk, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15010890/

28. Boron and its compounds: current biological research activities, https://link.springer.com/article/10.1007/s00204-017-2010-1

29. Human environmental and occupational exposures to boric acid: reconciliation with experimental reproductive toxicity data, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22686310/

30. A human health risk assessment of boron (boric acid and borax) in drinking water, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8837846/

31. Clinical manifestations of toxicity in a series of 784 boric acid ingestions, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3370093/

Бром

(Br)

Недавнее открытие позволило ученым добавить бром (Br) в список необходимых для жизни элементов и поставить его в один ряд с кальцием, калием. Он особенно необходим для строения тканей и многие его функции еще исследуются учеными. Велика вероятность, что вы получаете достаточное количество минерала из любимых продуктов. Существует также риск его избытка.

Роль брома в организме

О пользе минерала для человека стало известно в XXI веке. Ученые выяснили, что он легко всасывается в кишечнике, имеет период полувыведения около 12 дней и необходим особому ферменту пероксидазе. С его помощью фермент образует особую связь и отвечает за архитектуру тканей.

Важно помнить, что бром не является безопасным веществом и в избытке может быть вредным для здоровья. Например, значительное повышение уровня брома в плазме повышает концентрацию тиреотропного гормона (ТТГ) в крови. Это последствия действия минерала на щитовидную железу – в избытке он снижает ее активность. [1]

Бром в еде: концентрация, усвоение

Минерал никогда не встречается в природе в элементарной форме – представлен в виде органических соединений, известных как бромиды, и природных броморганических. Они встречаются в воздухе, почве, воде, солях. Вы можете потреблять их даже из популярных напитков, таких как Coca-Cola.

Минерал был обнаружен даже в питьевой воде. Ученые выяснили, что под воздействием озона из него образуются ионы бромата, которые являются очень сильными окислителями – вредят организму. Однако в настоящее время человек больше подвергается воздействию бромидов через продукты питания из-за использования бромсодержащих фумигантов в садоводстве, обработке пищевых запасов. [2]

Продукты питания, которые содержат бром

Многие люди получают слишком много брома, так как он входит в состав добавок, продуктов, блюд:

• пестициды, используемые в сельском хозяйстве, содержат бромистый метил;

• следовые количества микроэлемента обнаруживаются в муке, хлебобулочных изделиях;

• многие безалкогольные, изотонические напитки со вкусом колы и цитрусовых содержат бромид.

Люди часто подвергаются воздействию бромистых соединений через плохо вымытые фрукты и овощи, так как на них остаются пестициды. С покупных фруктов порой лучше срезать кожицу – в них может оставаться много токсичных соединений. Мука из пшеницы, кукурузы и других злаков тоже может быть загрязнена бромсодержащими пестицидами. Бромат калия еще часто используется в качестве добавки к хлебобулочным изделиям – делает тесто более эластичным, упругим. [3]

Крупнейший резервуар микроэлемента – океан с концентрацией 65–80 мг/л брома. Поэтому ценный компонент содержится во многих морепродуктах, таких рыба и моллюски. Исследователи обнаружили его даже в морских водорослях. [4]

Оптимальная суточная доза брома для профилактики дефицита

Бром не нужен организму в больших количествах – достаточно 1 мг/кг массы тела. Но во многих странах ежедневное употребление составляет 2–8 мг/кг из-за неправильного рациона, в котором слишком много выпечки, круп, вредной рыбы, орехов. В таких дозировках вещество может проявлять токсичные свойства. [5, 6]

Топ-3 полезные свойства брома, подтвержденные исследованиями

1. Необходим для образования коллагена

В 1980-х исследователи обнаружили у некоторых людей дефекты в коллагене-IV – белке, необходимом для развития тканей. Этих людей также объединял дефицит брома. Оказалось, что ионный бромид помогает ферментам строить фибриллярный белок, который лежит в основе соединительной ткани – сухожилий, костей, хрящей, дермы. [7]

2. Способствует нормальному сну

Микроэлемент был открыт как седативное соединение, вызывающее сон – обнаруживается в достаточном количестве у спящих людей и его не хватает у людей с бессонницей. Открытие заключается в том, что компонент вызывает быстрый сон. Ученые обнаружили, что его концентрация в крови сильно снижается во время гемодиализа. Это часто приводит к бессоннице у пациентов, находящихся на диализе. [8]

3. Уменьшает накопление липидов в клетках печени

Повышенное накопление свободных жирных кислот (СЖК) и триглицеридов (ТГ) провоцирует жировую болезнь печени. Клинические исследования показывают, что чем выше уровни бромида в крови, тем ниже эти показатели, общий и "плохой" холестерин. Однако способ влияния бромида на накопление липидов до сих пор неизвестен. [9]

Взаимодействие брома с витаминами и микроэлементами

Бром входит в семейство галогенидов, к которым относят хлор, фтор, йод. Он обладает сходными с ними свойствами, а с йодом у него существует обратная связь – когда его уровень повышается, концентрация йода падает и наоборот. Отсутствие баланса наносит организму большой вред.

Бром опасен тем, что конкурирует с йодом за одни и те же рецепторы – действует как его заменитель, мешает усвоению. Поскольку йод нужен щитовидной железе для выработки гормонов, это приводит к выраженной недостаточности щитовидной железы (гипотиреозу).

Применение в медицине

Более века назад бром был введен в медицину как противоэпилептическое, противосудорожное, седативное средство. В 50-х годах с ним были доступны лекарства для лечения кислотозависимых заболеваний ЖКТ. Они были сняты с продажи в некоторых штатах Америки в 1975 году, но до сих пор доступны за их пределами.

Сегодня минерал содержится в некоторых лекарствах, таких как ингаляторы, назальные спреи, газообразные анестетики. Бромат калия встречается в жидкостях для полоскания рта, антисептиках для лечения воспаленных или кровоточащих десен.

Бром в научных исследованиях

• Бром влияет на накопление йодида не только в щитовидной железе, но и в коже. Его высокое потребление может снижать запасы йода в организме, увеличивать его выведение из кожных покровов. Такие эффекты проявляются при дозировке от 150 мг/день. [10]

• Бромидная интоксикация стала редкой болезнью. Считается, что снижение заболеваемости связано с уменьшением использования бромидов, снижением их доступности. Однако бромизм время от времени развивается даже под наблюдением врачей из-за недосмотра и неспособности распознать побочные эффекты. Микронутриент может усугубить болезнь, для лечения которой назначался. [11, 12]

• Изучение лечебных свойств бромида показало, что его сложно применять в любой медикаментозной терапии. Три группы по 8 здоровых добровольцев принимали 15, 24 и 30 мг бромида калия ежедневно в течение 20 недель. Концентрации соединения в крови измеряли у всех участников каждые две недели. Результаты в каждой группе сильно отличались, что говорит о разном усвоении компонента – врачам сложно предсказать его полезные эффекты. [13]

• Избыток брома повышает риск преждевременных родов – не дает организму усваивать йод, необходимый для будущих матерей. Следить за его потреблением сложно, так как он часто применяется для очистки воды. Ученые также нашли связь между воздействием бромида и врожденными дефектами. [14, 15]

• Недавние исследования показали, что применяемый в выпечке бромат калия вызывает окислительное повреждение ДНК. Международное агентство по изучению рака причислило его к группе канцерогенов. Люди ежедневно потребляют это соединение и врачей пугают возможные негативные последствия. [16, 17]

Потенциальный вред брома: осложнения и предупреждения

Люди могут поглощать органические соединения брома через кожу, при дыхании, с пищей. Наиболее важные негативные последствия для здоровья могут быть вызваны бромсодержащими органическими соединениями, которые нарушают работу нервной системы. Они также могут вызывать повреждения печени, почек, легких и ЖКТ. Неорганические бромы встречаются в природе и тоже могут повредить нервную систему, щитовидную железу.

Дефицит брома – симптомы, последствия

Исследования показывают, что минерал необходим для развития тканей всех живых существ – от примитивных морских животных до человека. Без него у людей появляются проблемы со сном. А его добавление в рацион пациентов, находящихся на диализе и полном внутривенном питании, улучшает их здоровье.

Симптомы избытка брома

Когда бром в большом количестве попадает в организм, он делает две вещи:

• заменяет йод, что может привести к снижению активности щитовидной железы;

• оказывает прямое токсическое воздействие на ткани.

В настоящее время имеются предварительные данные о том, что высокий уровень может вызывать рак щитовидной железы, простаты, яичников. Проникая в нервы головного мозга, он может привести к эмоциональным проблемам, таким как нестабильность настроения, депрессия, психоз, тревога. Есть также сообщения о том, что некоторые случаи шизофрении связаны с отравлением бромом.

Другие побочные эффекты брома:

• узелковая угревая сыпь, сухость, зуд;

• анорексия, спазмы в животе и вздутие;

• чрезмерная утомляемость;

• металлический привкус во рту;

• нестабильный сердечный ритм.

Будьте осторожны и помните, что минерал находится повсюду. Ограничивая его воздействие, вы сможете избежать его токсичности. [18, 19, 20]

Взаимодействие брома с лекарственными препаратами

Микроэлемент плохо сочетается с некоторыми антибиотиками, анестетиками, миорелаксантами и лекарствами для лечения стенокардии. Тем не менее происходит это только при употреблении большой дозы минерала, превышающей дневную норму.

Комментарий эксперта

Татьяна Елисеева, диетолог, нутрициолог

Бром играет важную роль в поддержании здоровья, но, скорее всего, вам не нужно вносить какие-либо изменения в свой рацион для его получения. Его соединения добавляют в выпечку и напитки, бромистым метилом опрыскивают клубнику для борьбы с вредителями… Риск избытка выше риска недостатка, поэтому не стоит уделять ему много внимания. Лучше сосредоточиться на потреблении труднодоступных для организма минералов.

Источники информации

1. Bromine and thyroid hormone activity, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8320326/

2. Bottled water safety evaluations in IRAN: determination of bromide and oxyhalides (chlorite, chlorate, bromate) by ion chromatography, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7721822/

3. The toxic chemistry of methyl bromide, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23800997/

4. Iodine and bromine in fish consumed by indigenous peoples of the Russian Arctic, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32214169/

5. The no-effect level of sodium bromide in healthy volunteers, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8094973/

6. The toxicology of bromide ion, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3325227/

7. Bromine is an essential trace element for assembly of collagen IV scaffolds in tissue development and architecture, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4144415/

8. A role for bromine deficiency in sleep disturbances of long-term dialysis patients, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17162163/

9. Bromide alleviates fatty acid-induced lipid accumulation in mouse primary hepatocytes through the activation of PPARα signals, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31033195/

10. High bromide intake affects the accumulation of iodide in the rat thyroid and skin, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11697762/

11. Bromide intoxication, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/131871/

12. The neurological effects of methyl bromide intoxication, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24094859/

13. Bromide as a marker to measure adherence to drug therapy, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16525815/

14. The effect of water disinfection by-products on pregnancy outcomes in two southeastern US communities, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21915074/

15. Risk of birth defects in Australian communities with high levels of brominated disinfection by-products, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18795174/

16. Mechanism of DNA damage induced by bromate differs from general types of oxidative stress, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16457930/

17. Potassium bromate, a potent DNA oxidizing agent, exacerbates germline repeat expansion in a fragile X premutation mouse model, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20213777/

18. Effects of sodium bromide on the biosynthesis of thyroid hormones and brominated/iodinated thyronines, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2135954/

19. Interaction of bromine with iodine in the rat thyroid gland at enhanced bromide intake, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8909694/

20. Bromism or chronic bromide poisoning, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8309208/

Ванадий (V)

Это элемент с нетипичными биологическими функциями. Американская ассоциация диетологов AmDAssoc считает минерал незаменимым для людей, особенно для мужчин и женщин старше 41 года. Он участвует в окислительно-восстановительных реакциях, обладает противораковой функцией, улучшает действие инсулина и приносит еще много пользы здоровью. Давайте рассмотрим его основные свойства, доказанные научными исследованиями.

Ванадий в организме

Микроэлемент плохо усваивается в кишечнике – от 0,2 до 5%. К счастью, это не проблема, ведь он необходим в следовых количествах и токсичен в избытке. Но стоит помнить, что дефицит, как и чрезмерные концентрации, могут привести к ряду патологий, вызвать необратимые повреждения тканей, органов.

Общее содержание многовалентного металла в организме взрослых составляет 100–200 мкг. Половина всего количества находится в костях, а остаток в основном откладывается в почках, печени, селезенке. Мизерное количество обнаруживается в мышцах, легких и мозге.

Известно, что микронутриент может менять и подавлять действие белка. В определенных условиях он влияет на метаболизм эритроцитов, передачу внутриклеточных сигналов, накопление и транспорт кальция в клетках. Кроме того, он регулирует активность ключевых ферментов, принимает участие в углеводном и липидном обмене, формировании клеток разного назначения и разрастании тканей. [1, 2]

Ванадий в еде

Ванадил и ванадат – самые биологически значимые формы минерала. Особенно распространен сульфат ванадила, который используют в пищевых добавках. Микроэлемент также встречается в соединениях с валентностью I, II, IV и V, среди которых наиболее популярны две последние группы.

Продукты питания с высокой концентрацией ванадия

Богатыми источниками питательного вещества считаются продукты с микронутриентом более 1 ppm (миллионная доля), а содержание от 1 до 5 нг/г считается низким.

7 продуктов с максимальным содержанием ванадия

№      Продукты      нг/г

1      Грибы      50–2000

2      Петрушка сушеная      1800

3      Черный перец      987

4      Шпинат, подвергнутый вакуумно-сублимационной сушке      533–840

5      Семена укропа      431

6      Цельные зерна и крупы      5–30

7      Продукция из коровьего молока      5–30

Много полезного компонента можно получить из моллюсков, пива, вина, напитков с искусственными подсластителями. [3, 4]

Рекомендованная суточная норма

В настоящее время нет установленных доз для оптимального потребления минерала. Национальный институт медицины NIH (учреждение Департамента здравоохранения США) определил допустимый верхний предел, при котором нет нежелательных побочных эффектов – 1,8 мг для взрослых. Безопасные дневные дозы для младенцев, детей, беременных и кормящих женщин пока неизвестны.