Потребность в микроэлементах и их дефицит

Микроэлементы — это минералы, необходимые организму в очень малых количествах, обычно в миллиграммах или микрограммах в день, включая железо, цинк, йод, селен, медь и другие. Несмотря на малые требуемые количества, они являются незаменимыми: каждый из них служит кофактором для специфических ферментов или, в случае йода, компонентом гормонов. Поскольку потребности невелики, а поступление варьируется в зависимости от диеты и состава почвы, дефицит одного или нескольких микроэлементов широко распространен во всем мире.

Definition

Микроэлементы — это незаменимые пищевые минералы, необходимые в очень малых количествах (миллиграммы или микрограммы в день), которые действуют главным образом как кофакторы ферментов или как компоненты гормонов и других функциональных молекул, и недостаточное поступление которых приводит к специфическим дефицитным состояниям.

Scope

Статья охватывает вопросы определения потребностей в незаменимых микроэлементах, основные функции важнейших микроэлементов, последствия их дефицита и масштабы недостаточности микроэлементов в общественном здравоохранении. В качестве иллюстративных примеров рассматриваются железо, цинк, йод и селен. Это справочный и образовательный материал, который не содержит рекомендаций по дозировке добавок или индивидуальных клинических советов.

Core questions

• Какие минералы относятся к незаменимым микроэлементам и почему?
• Как устанавливаются потребности в питательных веществах, необходимых в столь малых количествах?
• Какие функции выполняют основные микроэлементы?
• Каковы последствия и глобальное распространение дефицита микроэлементов?

Key concepts

• Незаменимые микроэлементы против макроэлементов
• Железо, транспорт кислорода и эритропоэз
• Цинк как кофактор и структурный элемент во многих ферментах
• Йод и синтез гормонов щитовидной железы
• Селен и антиоксидантные селеноферменты
• Дефицит, пограничное состояние и узкий диапазон до избытка
• Почва, диета и географические различия в потреблении

Mechanisms

Микроэлементы действуют преимущественно как каталитические или структурные компоненты белков. Железо является центральным компонентом гемоглобина, а также участвует в транспорте электронов и входит в состав многих ферментов; цинк стабилизирует структуру многочисленных белков и служит каталитическим кофактором в метаболизме и иммунной функции; йод включается в состав гормонов щитовидной железы, регулирующих скорость метаболизма и развитие; а селен входит в состав селенопротеинов, выполняющих антиоксидантные и связанные с щитовидной железой функции. Поскольку эти элементы требуются в ничтожных количествах и выполняют специфические функции, их дефицит вызывает характерные синдромы, и для некоторых элементов разрыв между адекватным и потенциально вредным потреблением сравнительно узок.

Clinical relevance

Статус микроэлементов лежит в основе гематологического, эндокринного, иммунного здоровья и развития, а питание микроэлементами является основой для таких вмешательств, как йодирование соли и программы по добавкам цинка. Эта статья описывает биологию и эпидемиологию микроэлементов для справочных целей; она не является основанием для диагностики дефицита или определения дозировки добавок для отдельного человека.

Epidemiology

Дефицит железа, цинка и йода являются одними из наиболее распространенных проблем питания во всем мире, способствуя развитию анемии, нарушению роста и иммунитета, а также предотвратимым когнитивным нарушениям; объединенные анализы исследований показывают, что дефицит микронутриентов, включая эти микроэлементы, распространен среди маленьких детей и женщин репродуктивного возраста по всему миру. Содержание селена варьируется географически в зависимости от состава почвы, что приводит к эндемическому дефициту в некоторых регионах.

Evidence & guidelines

Рекомендуемые нормы потребления и допустимые верхние уровни потребления микроэлементов устанавливаются такими организациями, как Институт медицины, а также совместно Всемирной организацией здравоохранения и Продовольственной и сельскохозяйственной организацией, и глобальные программы, такие как всеобщее йодирование соли, основываются на этой доказательной базе. Эта статья обобщает данную структуру для ознакомления и сама по себе не является клиническим руководством.

History

Незаменимость отдельных микроэлементов постепенно устанавливалась на протяжении двадцатого века: дефицит йода был связан с зобом и решался путем йодирования соли, дефицит железа был признан основной причиной алиментарной анемии, дефицит цинка был продемонстрирован у людей в 1960-х годах, а селен был показан как незаменимый элемент в исследованиях эндемического дефицита. Эти открытия расширили концепцию дефицитных заболеваний, возникшую в эпоху витаминов, на минеральные микронутриенты.

Seminal works

• stevens2022
• prasad2008
• zimmermann2007

Frequently asked questions

Как микроэлементы могут быть незаменимыми, если организму их требуется так мало?

Даже в миллиграммовых или микрограммовых количествах они выполняют незаменимые функции, такие как роль кофакторов для специфических ферментов или компонентов гормонов, поэтому небольшой дефицит может нарушить важные физиологические функции.

Почему йод добавляют в соль во многих странах?

Йод необходим для выработки гормонов щитовидной железы, и поскольку во многих почвах и рационах его мало, добавление йода в соль является общенациональной мерой для предотвращения зоба и нарушений развития, вызванных дефицитом йода.