Minerály

Minerály: funkcie, zdroje, odporúčané dávky a interakcie

Minerály sú nevyhnutné anorganické živiny, ktoré si telo nedokáže syntetizovať samo, a preto ich musíme prijímať v strave. Rozdeľujú sa na makroprvky (potrebné vo väčších množstvách) a mikroprvky alebo stopové prvky (potrebné v menších dávkach). Medzi makroprvky patria vápnik (Ca), horčík (Mg), sodík (Na), draslík (K), fosfor (P) a chlór (Cl), ktoré sa podieľajú najmä na budovaní kostí, neuromuskulárnom prenose a vodno-elektrolytovej rovnováhe. Stopové prvky, ako železo (Fe), zinok (Zn), meď (Cu), jód (I), selén (Se), mangán (Mn), chróm (Cr), molybdén (Mo) či fluor (F), sú súčasťou enzýmov, hormónov či iných bielkovín a ovplyvňujú metabolizmus, imunitu, nervový systém a ďalšie fyziologické procesy. Táto štúdia podrobne rozoberá každú z uvedených skupín minerálov, ich funkcie v tele, potravinové zdroje, vstrebateľnosť, odporúčané dávky a riziká spojené s nedostatkom či nadmerným príjmom.

Makroprvky v tele

Vápnik (Ca)

Vápnik je najhojnejšie zastúpený minerál v ľudskom tele. Tvorí základ štruktúry kostí a zubov, a zabezpečuje pevnosť tkanív. Zároveň malý ión vápenatý v krvi a tkanivových tekutinách riadi sťahy svalov (vrátane srdcového svalu), prenos nervových vzruchov, zrážanie krvi a uvoľňovanie hormónov. Pre optimálne využitie vápnika je nevyhnutný vitamín D, ktorý podporuje jeho aktívnu absorpciu v čreve. Kľúčové zdroje vápnika sú mlieko a mliečne výrobky (syry, jogurty), malé ryby s kosťami, zelená listová zelenina (brokolica, špenát), tofu a obohatené potraviny. Absorpcia vápnika sa znižuje v prítomnosti fytátov (v obilninách, strukovinách), oxalátov (v špenáte, rebarbore) alebo vysokého príjmu fosforu. Odporúčaná denná dávka pre dospelých je približne 1000 mg (u žien nad 50 rokov až 1200 mg). Nedostatok vápnika vedie k osteoporóze a kŕčom svalov, nadbytok (z doplnkov) môže spôsobiť obličkové kamene či hyperkalciémiu. Medzi minerály interaguje vápnik s fosforom a horčíkom pri tvorbe kostnej matrice a súvisí aj s vitamínom D (Ca+D).

Horčík (Mg)

Horčík je koenzýmom viac ako 300 enzýmov, podieľa sa na syntéze bielkovín, tvorbe DNA/RNA, činnosti svalov a nervov, regulácii hladiny cukru v krvi a krvného tlaku. Podieľa sa tiež na kostnej štruktúre a tvorbe antioxidačného glutatiónu. Približne 50-60 % horčíka v tele je uložených v kostiach. Horčík prijímame hlavne z obilia, orechov, semien, strukovín, zelených listových plodín a minerálnych vôd. Absorbované sa vstrebáva čiastočne (asi 30-40 %), čím sa znižuje pri vysokom príjme alebo pri rôznych ochoreniach. Odporúčaná denná dávka je u dospelých mužov 400-420 mg, u žien 310-320 mg (po 30. roku života 320 mg). Nedostatok horčíka môže vyvolať svalové kŕče, slabosť a arytmie, zatiaľ čo nadmerný príjem (z doplnkov) spôsobuje hnačky a nevoľnosť. Horčík v tele spolupracuje s vápnikom pri svalovej kontrakcii a ovplyvňuje metabolizmus vitamínu D (Mg+D).

Sodík a chlór (Na, Cl)

Sodík a chlór v podobe kuchynskej soli (NaCl) sú hlavné extracelulárne elektrolyty. Pomáhajú udržiavať tekutinovú a elektrolytovú rovnováhu, regulujú objem krvi a krvný tlak. Sodík je kritický pre prenos nervových vzruchov a svalové kontrakcie. V strave sa sodík nachádza najmä v soli, slaných potravinách a spracovaných potravinách; chlór podobne. Odporúčaný príjem sodíka (AI) je približne 1500 mg denne pre dospelých (t.j. ~3,8 g soli), horná tolerovateľná hranica okolo 2300 mg (5,8 g soli) denne. Nadmerný príjem soli vedie k hypertenzii a zadržiavaniu vody, nedostatok (vzácny) spôsobuje hyponatriémiu (nízky tlak, slabosť). Chlór sa podieľa na tvorbe žalúdočnej kyseliny (HCl) a prenosu nervových vzruchov.

Draslík (K)

Draslík je hlavný intracelulárny elektrolyt. Podieľa sa na vyrovnávaní vodno-elektrolytovej rovnováhy, funkcii srdcového svalu, prenose nervových signálov a kyslosti krvi. Vyšší príjem draslíka spomaľuje krvný tlak a chráni pred mŕtvicou. Nachádza sa v mnohých potravinách: čerstvom ovocí (banány, pomaranče), zelenine (brambory, paradajky), mlieku, strukovinách a mäse. Odporúčaný príjem u dospelých je u mužov 3400 mg, u žien 2600 mg denne. Telo vstrebáva asi 85-90 % draslíka z potravy. Nedostatok môže spôsobiť svalovú slabosť, kŕče a poruchy srdcového rytmu, kým nadbytok (pri ochorení obličiek) vedie k hyperkalémii (arytmie). Draslík a sodík navzájom udržiavajú bunkový potenciál; draslík si organizmus udržiava hlavne prostredníctvom obličiek.

Fosfor (P)

Fosfor tvorí 85 % minerálneho obsahu kostí spolu s vápnikom (ako fosfáty v hydroxyapatite). Okrem pevnosti kostí je súčasťou DNA, RNA, bunkových membrán (fosfolipidy) a energie (adenozíntrifosfát). Podieľa sa na regulácii génovej expresie a udržiavaní pH krvi. Zdroje fosforu sú rôzne - mliečne výrobky, mäso, ryby, vajcia, orechy, celé zrná a strukoviny. Absorbuje sa zhruba 40-70 %, pričom fosfáty z živočíšnych zdrojov majú lepšiu využiteľnosť ako z rastlinných (rastlinné zdroje často viaže fytát, ktorý bráni vstrebaniu). Odporúčaná dávka fosforu je 700 mg denne u dospelých. Príliš veľa fosforu (najmä z pridaných fosfátov v spracovaných potravinách) môže narušiť rovnováhu s vápnikom a zvyšovať parathormón, čo môže vplývať na hustotu kostí. Naopak, nedostatok je zriedkavý, ale môže spôsobovať únavu a slabosť. Fosfor silno interaguje s vápnikom v kostiach a jeho absorbciu znižuje práve vysoký vápnik.

Stopové prvky (mikroprvky)

Železo (Fe)

Železo je kľúčové pre transport kyslíka v krvi (tvoria ho hemoglobín) a energie v bunkách (cytochróm). Podporuje imunitu a metabolizmus energie. V tele sa železo nachádza v červených krvinkách, svaloch (mioglobín) a enzýmoch. Najlepšie sa vstrebáva zo živočíšnych zdrojov (červené mäso, ryby, vajcia - tzv. hemové železo), ale aj rastlinné zdroje (strukoviny, obilniny, zelenina) sú významné pri vyššom príjme. Vitamín C výrazne zvyšuje vstrebávanie nehemového železa (z rastlinných potravín). Ženy vo fertilnom veku majú vyššiu potrebu železa (kvôli menštruácii); odporúčaná denná dávka je 18 mg pre ženy pred menopauzou a 8 mg pre mužov a ženy po menopauze. Pri nedostatku železa vzniká anémia (bledosť, únava, závraty), naopak dlhodobý nadbytok (nad 45 mg denne z doplnkov) môže viesť k železovej toxicite - poškodzujú sa pečeň, srdce a tráviaci trakt. Železo vstupuje do tela ťažšie v prítomnosti vápnika alebo fytátov, ale pri diéte bohatej na C vitamín sa jeho dostupnosť zvyšuje.

Zinok (Zn)

Zinok je súčasťou stovák enzýmov a bielkovín. Podieľa sa na syntéze bielkovín a DNA, hojení rán, funkcii imunitného systému, rastu a vývoji plodu a zabezpečuje chuťové vnímanie. Asi 1,5-2,5 g zinku je uložených v tele (hlavne v kostrových svaloch a kostiach). Hlavné zdroje zinku sú mäso, morské plody (ústice sú veľmi bohaté), mliečne výrobky, vajcia a niektoré obohatené obilniny; rastlinné zdroje (orechy, fazuľa, celozrnné produkty) obsahujú železo, ale fytáty znižujú biologickú dostupnosť zinku. Odporúčaná dávka je 11 mg pre mužov a 8 mg pre ženy (dospelí). Príliš nízky príjem zinku môže spôsobiť spomalený rast u detí, oslabenú imunitu a zhoršené hojenie rán, nadmerný príjem (nad UL 40 mg) vyvoláva nevoľnosť a hnačky a znemožňuje vstrebávanie medi, čo vedie k jej deficitu. Zinok a meď navzájom súperia o absorpciu - veľa zinku môže viesť ku kolísaniu hladiny medi.

Meď (Cu)

Meď podporuje tvorbu červených krviniek, väzivového tkaniva a melanínu, je súčasťou enzýmov dôležitých pre energiu a antioxidanty. Pomáha aj pri využití železa v tele. V tele je asi 1-2 mg medi najmä v pečeni, mozgu a srdci. Bohaté zdroje medi sú morské plody (ústice, krab), pečeň, orechy (kešu), semená, celozrnné obilniny a tmavá čokoláda. Priemerné dávky uspokoja potreby: RDA dospelých je 0,9 mg denne. Nedostatok medi je u zdravých ľudí vzácny, môže spôsobiť anémiu a oslabiť imunitu, nadbytok (napr. pri genetickom ochorení Wilsonovej chorobe) spôsobuje poškodenie pečene a nervového systému. Medi stačí veľmi málo a nadbytok z potravín prakticky nehrozí; jej absorpciu ovplyvňuje prítomnosť zinku a vitamínu C (exces zinku znižuje využiteľnosť medi).

Jód (I)

Jód je stavebnou súčasťou hormónov štítnej žľazy (T3, T4), ktoré regulujú metabolizmus a sú nevyhnutné pre normálny rast a vývoj mozgu u plodu a dojčiat. Hlavné zdroje jódu sú morská ryba, morská riasa, vajcia, mlieko a jodizovaná soľ. Odporúčaná dávka je 150 µg denne pre dospelých, pre tehotné ženy až 220-250 µg podľa WHO (na podporu vývoja plodu). Bez dostatočného jódu sa môže vyvinúť struma (zväčšenie štítnej žľazy) a poruchy štítnej žľazy (hypotyreóza), u detí vrodená struma či mentálna retardácia. Nadbytok jódu (napr. nad 1100 µg denne) môže spôsobiť hypertyreózu alebo iné ťažkosti so štítnou žľazou. Jódová interakcia: ako stopový prvok závisí v tele na množstve selénu (na premeny hormónov) a dostatku tyrozínu (aminokyseliny).

Selén (Se)

Selén tvorí súčasť 25 selénoproteínov vrátane glutatiónperoxidáz a dejodáz, ktoré chránia pred oxidačným stresom, ovplyvňujú metabolizmus štítnej žľazy, syntézu DNA a imunitnú odpoveď. Najbohatším zdrojom sú para orechy (Brasil), morské ryby a mäso (najmä pečienka), obilniny a vajcia. Absorbuje sa takmer úplne a mení sa podľa stavu zásob selénu v tele. Odporúčaná dávka je 55 µg denne u dospelých. Pri nedostatku selénu (voči zloženiu okolitej pôdy) môže vzniknúť kardiomyopatia (Keshanova choroba) a problémy so štítnou žľazou, oslabená imunita. Nadbytok selénu (nad 400 µg denne) vedie k príznakom selenózy - straty vlasov, lámavosť nechtov, podráždenosť, škvrny na pokožke. Selén interaguje s jódom (podieľa sa na premene tyroxínu T4 na aktívny T3) a vitamínom E (spolupracuje pri antioxidácii).

Mangán (Mn)

Mangán je kofaktorom enzýmov ako mangán superoxiddismutáza, argináza alebo pyruvátkarboxyláza, takže sa podieľa na metabolizme aminokyselín, cholesterolu, sacharidov, formovaní kostí, ochrane buniek pred voľnými radikálmi a imunite. Je nevyhnutný aj na zrážanie krvi (spolu s vitamínom K). Mangán je široko rozšírený v potrave: celozrnné obilniny, orechy, fazuľa, špenát, čaj, káva a koreňová zelenina sú bohaté na mangán. Vstrebáva sa veľmi málo (iba 1-5 %), u detí viac ako u dospelých. Adekvátny príjem (AI) pre mužov je 2,3 mg/d, pre ženy 1,8 mg/d. Nedostatok mangánu je extrémne vzácny (môže spôsobiť problémy s krvným zrážaním a kĺbmi), naopak nadmerný príjem (najmä z priemyselného prachu alebo doplnkov) je neurotoxický a môže spôsobiť príznaky podobné Parkinsonovej chorobe. Ďalšia interakcia: vysoký príjem železa znižuje absorpciu mangánu (zdieľajú transportér).

Chróm (Cr)

Chróm (vo forme trivalentného Cr(III)) je spájaný s podporou inzulínovej aktivity a metabolizmu glukózy, tukov a bielkovín. Je prítomný v mnohých potravinách (mäso, obilniny, ovocie, zelenina), no jeho obsah veľmi kolíše podľa pôdy a spracovania. Priemerná strava väčšinou poskytuje dostatok (pretože ľudský organizmus potrebuje iba mikrogramy). Stanovené Adekvátne príjmy (AI) sú 35 µg/deň pre mužov, 25 µg pre ženy. Nutričný význam chróm bol podľa najnovších poznatkov spochybnený - pre niektorých autorov nie je považovaný za nevyhnutný minerál, hoci dávky v stovkách mikrogramov môžu zlepšiť kontrolu hladiny glukózy u diabetikov. Prirodzeným zdrojom je napríklad chmeľ (pivo), orechy a celozrnná múka; jeho biologická dostupnosť je nízka a zvyšuje ju vitamín C a kyselina nikotínová. Deficit chróm nie je dobre definovaný (známy je nedostatok u dlhodobo infúzovaných pacientov, ktorý vedie k glukózovej intolerancii). Nadmerný príjem (vo forme toxického hexavalentného Cr(VI) - priemyselná forma) je karcinogénny, ale bežná strava a doplnky obsahujú väčšinou Cr(III), ktorý nie je toxický v obvyklých dávkach. Nie sú stanovené presné interakcie s inými minerálmi, hoci vysoké dávky môžu interferovať s glukózovou homeostázou.

Molybdén (Mo)

Molybdén je súčasťou špeciálnych kofaktorov (molybdopterín) dôležitých pre štyri enzýmy: sulfátoxidázu, xantínoxidázu, aldehydoxidázu a mARC. Tieto enzýmy pomáhajú spracovávať sírne aminokyseliny (sulfite), purínové a pyrimidínové metabolity a detoxikovať niektoré lieky a toxíny. Hlavný zdroj molybdénu v strave sú strukoviny (obilniny, hrášok), orechy a pečeň hovädzieho dobytka. Odporúčaná denná dávka pre dospelých je 45 µg. Deficit je mimoriadne zriedkavý (pozorovaný len pri extrémne obmedzených diétach) a prejavuje sa poruchou metabolizmu síry (edémy, priťaženosť). Naopak priemyselné vystavenie vysokým dávkam molybdénu môže viesť k dnavým usadlinám kyseliny močovej. Stanovený UL je 2000 µg/deň pre dospelých:, takže nadmerný príjem doplnkov môže spôsobiť dnavé bolesti kĺbov alebo zvýšenú tvorbu močovinových kryštálov.

Fluor (F)

Fluorid (F-), ión fluorového prvku, pôsobí v tele predovšetkým na zuby a kosti. Zabraňuje vzniku a rozvoju zubného kazu a stimuluje remineralizáciu skloviny, pričom pomáha predchádzať demineralizácii zubov. Fluorid sa ukladá vo forme fluorapatitu (podobne ako vápnik) v kostiach a zuboch. Hlavným zdrojom je fluoridovaná pitná voda a produkty z nej (čaj, drobné ryby s kosťami), ďalej zubné pasty a doplnky (najmä pre deti). Adekvátne príjmy (AI) sú 4 mg/deň pre mužov, 3 mg/deň pre ženy. U detí sa dávky upravujú podľa veku (US Prevencia odporúča od 0,25 do 1 mg denne). Nedostatok fluóru zvyšuje riziko zubného kazu, nadbytok (dlhodobo nad 10 mg denne u dospelých) spôsobuje dentálnu fluorózu (biely až hnedý povlak zubov) a pri veľmi vysokom príjme aj poškodenie kostí. Pre optimalizáciu fluoridácie sa v pitnej vode odporúča 0,7 mg/l (slovenské normy môžu byť nižšie).

Interakcie minerálov a vitamínov

Odporúčané denné dávky (RDA) a referencie

Odporúčané dávky minerálov sa líšia podľa veku, pohlavia a životných fáz. Pre dospelých je RDA v základných hodnotách približne: vápnik ~1000-1200 mg, horčík ~300-400 mg, sodík ~1500 mg (AI), draslík 2600-3400 mg, fosfor 700 mg, železo 8-18 mg, zinok 8-11 mg, meď 900 µg, jód 150 µg, selén 55 µg, mangán ~1,8-2,3 mg, chróm 25-35 µg, molybdén 45 µg, fluorid 3-4 mg. Pre tehotné a dojčiace ženy alebo starších ľudí sú RDA často vyššie. Napríklad tehotné ženy potrebujú viac železa a jódu, staršie ženy viac vápnika. Vždy je dobré konzultovať presné potreby s lekárom alebo odborníkom na výživu.

Riziká nedostatku a nadbytku

Deficity minerálov sa prejavujú špecifickými príznakmi: nedostatok vápnika či vit. D zhoršuje hustotu kostí (osteoporóza, rany), nedostatok železa spôsobuje anémiu, chudokrvnosť, nedostatok jodu vedie k strume a mentálnemu zaostávaniu detí, nedostatok zinku spomaľuje hojenie rán a rast, nedostatok magnézia vyvoláva svalové kŕče a únavu atď. Naopak, nadbytok minerálov (cez suplementy či potraviny) môže mať toxické účinky: hyperkalciémia, ukladanie vápnika v mäkkých tkanivách, obličkové kamene pri vysokom Ca; žalúdočné ťažkosti pri nadmernom Mg; hypertenzia pri nadbytku Na; fluoróza kostí a zubov pri prebytku F; poškodenie pečene či srdca pri chronickom nadbytku železa; neurologické problémy pri nadmernom mangáne; selenóza pri nadbytku selénu (vlasové straty, nervové príznaky). Preto treba dodržiavať odporúčané limity a vyhýbať sa nekontrolovanému dopĺňaniu.

Praktické odporúčania pre stravu a suplementáciu

Zdroj: Uvedené informácie sú založené na najnovších vedeckých štúdiách a odporúčaniach (EFSA, NIH, WHO).