الرئيسية » الموسوعة الكيميائية » المعادن في جسم الانسان – الفلزات في جسم الانسان Minerals in human body

المعادن في جسم الانسان – الفلزات في جسم الانسان Minerals in human body

  • هناك أكثر من 25 معدن تم استخلاصها من جسم الانسان
  • هناك 22 عنصر تعتبر أساسية للجسم (بخلاف الكربون و الهيدروجين و الأكسجين)
  • تشكل المعادن حوالي 4-5 % من جسم الإنسان ( الجسم الذي وزنه 70 كيلوجراما تشكل تقريبا 2.8 كيلوجراما)

ما هي المعادن؟

  • جزيئات غير عضوية
  • هامة جدا لحياة الإنسان
  • لا تشكل أي قيمة كالورية
  • لا يتم الانقاص من قيمتها خلال عمليات الهضم و البناء الأيض.

تصنيف المعادن في الجسم

المعادن الكبيرة أو الرئيسة

  • حاجة الجسم منها يوميا أكبر من 100 مليجرام
  • توجد في انسجة الجسم بتراكيز أكبر من 50 ميلجرام لكل كيلوجرام
  • أمثلة شائعة:

– الصوديوم  Na ، البوتاسيوم K

–  المغنيسيوم Mg

– الكالسيوم Ca ، الفوسفور P

– الكبريت S ، الكلور Cl

المعادن النزرة أو القليلة جدا

  • حاجة الجسم منها يوميا أقل من 100 مليجرام
  • توجد في انسجة الجسم بتراكيز أقل من 50 ميلجرام لكل كيلوجرام
  • أمثلة:

– الكروم Cr ، الحديد Fe

–  المنغنيز Mn

– الكوبالت Co ، الخارصين Zn

– النحاس Cu ، اليود I

– الفلور F ، السيلينيوم Se

– الموليبدينوم Mo

نقصان و زيادة المعادن:

– أغلب المعادن لها مدى أمثل

-أقل  تسبب أعراض النقصان

– أعلى ↑  تسبب أعراض السمومية

 

أمثلة على المعادن الكبيرة أو الرئيسة:

الكالسيوم:

الكالسيوم أكبر العناصر المعدنية من حيث وجوده في الجسم. فهو يشكل (1٫5- 2 %) من وزن الجسم. ويوجد حوالي 99 % من الكالسيوم في الهيكل العظمى و الأسنان، بينما يتوزع الباقي في البلازما وسوائل الجسم وأنسجته الأخرى ونسبة الكلسيوم إلى الفوسفور في العظام والأسنان هي 2 : 1.

  • يوجد الكالسيوم بنسبة أكبر من أي معدن أو كاتيون آخر.
  • يخزن 99% من الكالسيوم في العظام و 1% في السائل الخارج الخلوي
  • يتم تنظيم الكالسيوم في الجسم من خلال فيتامين D و هرمون الغدة الجار درقية و هرمون الكالسيتونين.
  • يعتبر أساسيا لبناء العظام و الأسنان
  • يعتبر أساسيا لانقباض و انبساط العضلات
  • يلعب دورا هاما في نقل الإشارات العصبية و في تجلط الدم و في البناء الأيضي للخلايا.
  • يلعب دورا هاما في المسعدة في افراز الانسولين و هرمون الغدة الجار درقية.

النقص في الكالسيوم يسبب:

  • Tetany مرض التكزز أو التيتانوس
  • Rickets (children) داء الكساح أو الشلل (للأطفال)
  • Osteomalacia  لين العظام (للكبار)
  • Milk fever (parturient paresis)
  • in lactating animals.
  • حمى الارضاع (خزل المخاض ) للأمهات المرضعات

المصادر الغذائية للكالسيوم:
أهم المصادر الغذائية للكالسيوم الحليب ومنتجات الألبان مثل الأجبان والحليب الزبادي من المصادر المهمة للكالسيوم، كما يوجد الكالسيوم في ألبان الصويا والسردين والسلمون والأسماك العظمية الأخرى، ويوجد الكالسيوم أيضاً في الخضروات الورقية الداكنة الخضار. ويحتوى (0٫5) لتر من الحليب على (500) ملغم كالسيوم، وهي بالإضافة إلى محتواها العالي من الكالسيوم تعتبر كلها ذوات وفرة حيوية عالية، لخلوها من حامض الفايتيك وغيره من العوامل التي تقلل من امتصاص الكالسيوم. ولضمان الحصول على كمية كافية من الكالسيوم يستلزم تناول الحليب ومنتجات الألبان يومياً. ليس فقط خلال مرحلة الطفولة. ولكن أيضاً في مرحلة البلوغ، فتناول كأسين من الحليب على الأقل يومياً للشخص البالغ يمكنه من الحصول على الاحتياجات اليومية من الكالسيوم.هذا، ويوصى بتقليل المتناول من الكالسيوم في بعض الحالات المرضية كحصوة الكلى، وفرط نشاط الغدة فوق الدرقية Hyperparathyroidism

الفوسفور:

تقترن دراسة الفوسفور عادة مع الكالسيوم. نظراً لوجودهما معاً في أهم مصادرها الغذائية (الحليب ومنتجاتة) ونظراً لاشتراكهما في وظيفة بناء العظام والأسنان ووجود معظم كميتهما في الجسم في العظام والأسنان وكذلك لعلاقتهما بفيتامين (د) وهرمون الغدد جارات الدرقيةParathyroid glands ، ولذا يعتبر الكالسيوم والفوسفور توأما من ناحية تمثيلهما ومع هذا فهناك فروق وظيفية مميزة بين العنصرين.
و الفوسفور العنصر المعدنى الذي يأتي في الدرجة الثانية بعد الكالسيوم من حيث كميته في الجسم ويشكل ما يقرب من 1% من وزن الجسم. ويوجد ما يقرب من 85 % من مجموع الفوسفور الكلي في الجسم في العظام والأسنان متحداً مع الكالسيوم في صورة أملاح فوسفات الكالسيوم. وهي صلبة وغير ذائبة ومسئولة عن إعطاء الهيكل الصلب لهما. أما الباقي فيوجد في خلايا وأنسجة وسوائل الجسم في صورة مركبات أخرى للفسفور.

  • أساسيا لتشكيل العظام و الأسنان
  • أحد مكونات أغشية و جدران الخلايا
  • مكون رئيس للحموض النووية و ATP
  • يحافظ على تعادل الحموض و القواعد
  • يدخل في تصنيع البروتين
  • مهم جدا في عمليات أيض الطاقة
  • يحافظ على توازن الرقم الهيدروجيني pH للدم.

النقض في الفوسفور يسبب:

  • الكساح أو لين العظام
  • الوحام

الإفراط في تناول الفوسفور:
5 – يؤدي الإفراط في تناول الفسفور إلى انخفاض الكالسيوم في الدم مما يؤدي إلى ضعف العظام وخصوصاً عندما يقل المتناول من الكالسيوم. كما قد يؤدي بعض الخلل أو الاضطرابات في الكلى إلى ارتفاع مستوى الفوسفور في الدم Hyperphosphatemia وانخفاضه في البول. ويحدث ذلك أيضاً عند نقص في إفراز هرمون الغدد جارات الدرقية Parathyroid glands ويؤدى ذلك إلى انخفاض في مستوى الكالسيوم في الدم.(نتيجة نقص في نسبة الكالسيوم إلى الفوسفور) وإلى حدوث تشنج في العضلات في النهاية.

المصادر الغذائية للفوسفور:
مصادر الفوسفور متنوعة أكثر من مصادر الكالسيوم، لوجوده في جميع الأنسجة الحيوانية والنباتية. و بوجه عام تحتوي المصادر الغنية بالكالسيوم والبروتين على كميات جيدة من الفوسفور، ومن أغنى المصادر الغذائية بالفسفور: الحليب، ومنتجات الألبان، و البيض، و اللحوم، والأسماك، والبقوليات.

 

المغنيسيوم:

يعتبر المغنيسيوم العنصر المعدني الثاني الذي يلي البوتاسيوم من حيث نسبة وجوده في العضلات وأنسجة الجسم الأخرى ويوجد في جسم الإنسان البالغ حوالي (25) ملغم من المغنيسيوم.
(60- 70 %) منها توجد مرتبطة مع الكالسيوم والفوسفور في أملاح العظام بينما يتوزع (30- 40 %) منها في أنسجة الجسم اللينة وسوائله المختلفة و يوجد المغنيسيوم في الدم بصورة رئيسة في خلايا الدم الحمراء ويكون (80 %) منه في شكل متأين . ويعادل تركيزه في البلازما ( 1٫4 – 2٫5 ) مللجرام / 100ملليلتر. وتحتوي العضلات على كمية من المغنيسيوم أعلى من كمية الكالسيوم، بينما يحتوي، الدم على كمية كالسيوم أعلى من كمية المغنيسيوم.

  • يعمل في أكثر من 300 نظام إنزيمي في الجسم
  • يعتبر عامل مساعد لجميع الانزيمات التي تدخل في عمليات نقل الفوسفور التي تستخدم ATP و النيوكليدات ثلاثية الفوسفور مثل:

  – الفوسفاتيتات

  – البيروفوسفاتيتات

  • يعتبر هام للعمليات الأيضية في أنسجة الدماغ و القلب و الكبد و الكلية.
  • يعتبر المغنيسيوم  هام جدا في تحويل فيتامين D لشكله النشط حيويا للمساعدة على امتصاص و استخدام الكالسيوم ، كما يحد من الأمراض القلبية الوعائية.
  • يدخل في عمليات الجهاز العصبي المركزي.
  • يمنع من تكلس الانسجة الطرية.
  • يعمل على زيادة صلابة العظام و مرونتها.
  • يعتبر ثاني أكثر كاتيون انتشارا في السائل الخارج خلوي.

نقصان المغنيسيوم يتسبب:

  • مرض التقلص العضلي الناتج عن نقص المغنيسيوم.
  • ضعف في التحكم في العضلات و الأعصاب.
  • خلل في وظائف العضلات و الأعصاب.

الإفراط في تناول المغنسيوم :
إن الإفراط في تناول المغنيسيوم يؤدي إلى غثيان وقيء وانخفاض ضغط الدم ومشاكل للقلب، ولا يحدث هذا عادة عن طريق الأغذية إلا في حالة خلل في الكلى يؤدي إلى عدم طرح الزيادة من المغنيسيوم.

المصادر الغذائية للمغنسيوم :
تعد الخضروات الخضراء مصادر جيدة للمغنيسيوم نظراً لأنه يدخل في تركيب صبغة الكلوروفيل الخضراء التي توجد في معظم الأنسجة النباتية. كما يوجد المغنيسيوم بكميات جيدة في الحبوب الكاملة ومنتجاتها خصوصا الخبز الأسمر، وكذلك في المكسرات وفول الصويا والبقوليات والكاكاو. و يوجد بكميات أقل في الحليب ومنتجات الألبان واللحوم. ومما تجدر الإشارة إليه أيضاً أن إزالة القشرة الخارجية للحبوب أثناء التصنيع يترتب عليه فقدان معظم محتواها من المغنيسيوم.لهذا فإن محتوى الدقيق الأبيض من المغنيسيوم يعادل خمس ما يحتويه الدقيق الأسمر.

 

أمثلة على المعادن النزرة أو القليلة جدا

الحديد:

  • يحتوي الجسم على 3-5 جرامات من الحديد حيث يوجد منها 75% في الدم و الباقي تتوزع في الكبد و الطحال و نخاع العظام و العضلات.
  • يعتبر مركب هام في الدم: و يعمل الدم على:
      • نقل الأكسجين: الهيموجلوبين
      • مخزن للحديد: الميوجلوبين
      • عمليات أيض الطاقة للخلية

نقصان الحديد يتسبب ب

  • الأنيميا و الذي يعتبر أشهر مرض ناتج عن نقصان الغذاء
  • أن الشكل المجهري للأنيميا يتميز بالكريات الصبغية الصغيرة الحجم

زيادة الحديد في الجسم :
يحدث التسمم بالحديد عادة نتيجة لتناول الأطفال بالخطأ جرعات من أقراص الحديد أو مجموعة الفيتامينات المحتوية على حديد وتظهر الأعراض على شكل غثيان وقيء وإسهال وسرعة ضربات القلب وضعف في النبض وعدم التركيز والدوار.و زيادة تناول الحديد (200 مليجرام/ اليوم أو أكثر) أو زيادة تحلل كريات الدم الحمراء كما هو الحال عند الإصابة بالملاريا إذ تنتج زيادة الهيموسيدرين.

المصادر الغذائية للحديد:
من المصادر المهمة للحديد اللحوم (خصوصا لحوم الأعضاء مثل الكبد والقلب والكلى) والمأكولات البحرية والسبانخ والفواكه الجافة و البندق وكذلك الحبوب أو منتجات الحبوب المدعمة بالحديد ، وتوجد حوالي 40 % من مصادر الحديد الحيوانية بصورة حديد هيمى Hemeiron (وجود الحديد متحدا مع بعض البروتينات ليكون مركبات مثل الهيموجملوبين والميوجلوبين). وهذا يمتص أفضل من الحديد غير الهيمي Non-Heme Iron (وجود الحديد متحدا مع مركبات أخرى غير عضوية). من المصادر النباتية والحيوانية.

النحاس

هناك علاقة وثيقة بين النحاس والحديد من حيث التشابه في الخواص والتمثيل وبعض الوظائف. فالعنصران ضروريان فى تكوين الهيموجلوبين بالرغم من أن أحدهما (الحديد) يدخل في تركيب الهيموجلوبين. بينما لا يدخل الآخر في تركيبه.
يوجد في جسم الإنسان البالغ من (100- 150) ملجم موزعة بشكل رئيس على العظام والعضلات والكبد والدماغ والجهاز العصبي المركزي والكلى كما توجد كمية قليلة في بروتينات الدم. ويقدر مخزون النحاس في كبد الطفل الحديث الولادة بحوالي (5- 10) مرات من مخزونه في كبد الكبار،إلا أنه سرعان ما يصل إلى الرقم الطبيعي في الأشهر الثالثة الأولى بعد الولادة.

يعمل النحاس على:

  • انتاج الطاقة
  • تشكيل الانسجة الرابطة
  • عمليات أيض الحديد
  • تشكيل الميلانين
  • يعمل على شكل مضاد للتأكسد
  • ينظم سيرورة التعبير عن المورثة لبناء البروتينات

نقصان النحاس يتسبب ب:

  • أنيميا
  • خلل في تكوين العظام

زيادة النحاس في الجسم:
يؤدي الإفراط في تناول النحاس إلى غثيان وقيئ وإسهال وإغماء وتلف للكبد، كما أن هناك بعض الأمراض الوراثية التي تؤدي إلى تكدس النحاس في الجسم نتيجة عدم قدرة الكبد على طرحه.

المصادر الغذائية للنحاس
من الأغذية الغنية بالنحاس البقوليات والكاكاو والحبوب، كما تحتوي الخضروات الورقية والأسماك والبيض واللحوم على كميات متوسطة منه.

 

اليود:

يحتوي جسم الإنسان على كمية من اليود مقدارها (15-23) ملجم يتركز ثلاثة أرباعها في الغدة الدرقية فقط، بينما توجد الكمية المتبقية في الجلد والعضلات والهيكل العظمى والغدد اللعابية والثديية، وبقية أجزاء الجسم الأخرى.

الوظيفة

  • مكون أساسي لهرمونات الغدة الدرقية : الثيروكسين و ثلاثي يوديد الثيروكسين
  • مهم جدا لتنظيم درجة حرار الجسم ، و تنظيم معدل الأساس الأيضي ، كما له أهمية في عمليات الانجاب و النمو
  • أغلب اليوم يتم امتصاصه في الجسم و لكن الزائد يتم التخلص منه من خلال البول.

نقصان اليود يتسبب بـ:

  • تضخم الغدة الدرقية (أقل خطورة)
  • تضخم الغدة الدرقية نتيجة توجه الغدة الدرقية لإفراز المزيد من الهرمونات
  • الفدامة : نقص التطور ( خطورة أكبر)
  • نقص هرمون الغدة الدرقية خلال فترة الحمل مما يسبب في مخاطر جمة على صحة المولود.
  • خلل في النمو ، صمم ، خرس، خلل في النمو العقلي
  • للحد من تطور الامراض المستوطنة ، عادة يضاف إلى الملح المستخدم لغايات الطبخ يوديد الصوديوم .

زيادة اليود في الجسم :
الإفراط في تناول اليود يؤدى إلى تضخم الغدة الدرقية أيضا.

المصادر الغذائية لليود:
من أهم مصادر اليود الغذائية الأطعمة البحرية والخضروات والنباتات المزروعة في تربة غنية باليود.. ويختلف النوع النباتي الواحد في كمية اليود التي يحتويها. و فى الولايات المتحدة الأمريكية يضاف اليود إلى الملح بمعدل10ملحم/100جم بينما توصي منظمة الصحة العالمية بإضافة 1ملجم/100عم من الملح.

الخارصين:

يأتي الخارصين في المرتبة الثانية بعد الحديد ضمن العناصر المعدنية زهيدة المقدار من حيث كميته في الجسم، إذ يحتوى جسم الإنسان البالغ على حوالي 2 جرام موزعة على جميع أنسجة الجسم، وبتركيزات عالية في العينين والعظام والكبد والكليتين والبنكرياس والرئتين و العضلات و البروستات و إفرازاتها و كذلك في الحيوانات المنوية.

  • عامل مساعد

– تكوين و صناعة RNA

  • يثبت البروتين الذي ينظم تسلسل الجين

– أصابع الخارصين

  • مضاد للتأكسد
  • يثبت أغشية الخلايا

الأهمية البيولوجية للخارصين:

  • جزء هام لكل خلية
  • مهم جدا لمناعة و قوة الجسم
  • مهم جدا لتقوية الحالة الجنسية للذكر و لعمليات الأيض الجنسية للذكر و تكوين الحيوانات المنوية و نشاطها . كما ان نفصان الخارصين قد يسبب العقم.
  • يلعب دورا هاما خلال عملية الحمل.

نقصان الخارصين يتسبب ب:

نقصان الخارصين يسبب خلل في النمو و تأخير في التئام الجروح و حساسية في الجلد و اسهال و خلل في التطور الجنسي .

زيادة الخارصين في الجسم:
تحدث الزيادة من تناول جرعات دوائية من الخارصين وليس عن طريق الأطعمة ويؤدي الإفراط إلى تهيج الجهاز الهضمي والقيء وانخفاض مستوى البروتينات الشحمية عالية الكثافة ( High density lipoprotein (HDl. كما يمكن أن يحدث تعارض مع امتصاص النحاس ووظائف جهاز المناعة في الجسم.

المصادر الغذائية للخارصين:
يوجد الخارصين في اللحوم والبيض والمكسرات والبقوليات والحليب. وعادة تكون المحتوية على بروتينات نباتية ومرتفعة في محتواها من الكربوهيدرات فإنها تحتوي على كمية منخفضة من الخارصين.

مقالات قد تفيدك :

عن Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

شاهد أيضاً

كربونات الخارصين Zinc Carbonate

مادة صلبة بلورية بيضاء اللون توجد طبيعيا في معادن السمثسونايت و زنكسبار ، صيغتها الكيميائية …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.