المعادن

المعادن

Minerals

هي تلك العناصر الطبيعية فى القشرة الأرضية وفى النسيج الحى، المعادن لا تتعرض للانحلال أو التلف. وتدخل المعادن أجسامنا من خلال الأطعمة .. مياه الشرب .. والهواء.

تشكل المعادن نسبة 45 من وزن جسم الإنسان، ويتركز معظمها فى الهيكل العظمى.

فوائد المعادن لجسم الإنسان :-
- تقوم ببناء الخلايا.
- تساعد في التفاعلات الحيوية بالجسم.
- ترسل الإشارات للأعصاب والعضلات ( بتحفيز النواقل العصبية Neurotransmitters ).
- المعادن لا تحتوى أو تمنح سعرات حرارية (طاقة) وإنما تعين الجسم على إنتاج الطاقة.

تنقسم المعادن إلى ثلاثة أنواع رئيسية:-

أولا / معادن كبيرة Bulk minerals:-

1- الكالسيوم Calcium :- هو أحد المعادن التي تتواجد في الجزء الصلب من العظام، فالعظام هي مخزن الكالسيوم في جسم الإنسان، وينتقل الكالسيوم من وإلى العظام عن طريق خلايا تسمى اوستويوبلاست osteoplastic .. ويستهلك الأطفال الكالسيوم بنسبة 75% وتقل هذه النسبة لتصل إلى 30 – 50% عند سن العشرين، لأنه لا يستخدم في هذه السن في بناء العظام وإنما في المحافظة على كثافتها، ولا تقتصر فائدة الكالسيوم على المحافظة على العظام، إلا أنه عنصر ضروري وهام لانقباضات العضلات من خلال تنظيم مستوياته عن طريق البروتين كايناز protein kainase , و في وظائف القلب من خلال تبادل ايونات الصوديوم و الكالسيوم، والمحافظة على الجهاز العصبي، وامتصاص فيتامين B₁₂، وفى عمليات تجلط الدم الطبيعية.

2- البوتاسيوم Potassium :- هو أحد المعادن الرئيسية التي تتواجد في الجسم من فوائده يعمل علي تركيب البروتينات , توازن السوائل في الجسم من خلال التوازن مع الصوديوم و يساعد في انقباضات العضلات , و نقل الاستثارات الأعصاب , و نقص سكر الدم .. كما يقوم بدور أساسي في مضخة البروتون في جدار المعدة .

فمتوسط معدلات البوتاسيوم للفرد في اليوم الواحد:- الكبار والمراهقين حوالي = 2000 ملجم.

فنقص البوتاسيوم قد يودي إلي ضعف و شلل و اضطراب عقلي .. والإكثار من تناوله قد يؤدي إلي ضعف عضلي .

3- الصوديوم Sodium :- و هو إحدى الأيونات الرئيسية الموجبة الشحنة في السوائل خارج الخلايا، وعندما يتحد مع الكلور يكونا ملح الطعام و يكون الشق القاعدي من الملح وتخرج الأملاح الزائدة من الجسم عن طريق البول ، كما أن تناوله بشكل مفرط أو أقل من المعدل المسموح به قد يحدث خللاً بوظائف الخلايا .

4- الكلور Chloride :- هو احد المعادن و يعتبر الشق الحمضي حينما يكون في الأملاح مهم جدا في تكوين الحمض المعدي حيث يرتبط به ايون الهيدروجين ليكونا معا الحمض المعدي HCL . و يمتص من الأمعاء قد يؤدي الإفراط من تناوله في زيادة حمضية الدم وقد يدخل في العمليات الحيوية للمتكونداريا Mitochondria مما يؤدي إلي اضطرابات في وظائف الخلية الحيوانية .

5- الماغنسيوم Magnesium :- و هو أحد المعادن الهامة و الضرورية في العمليات الحيوية في جسم الإنسان والتي تقوم بإرسال الإشارات العصبية ، ويلعب دور أساسي في بناء العظام، ومساعدة الأعضاء في انقباضها بشكل طبيعي .. و يستخدم الماغنسيوم للمرآة الحامل لمنع تسمم الحمل .. ويرجع نقص الماغنسيوم إما لعدم تناول القدر الكافي منه اللازم لبناء جسم الإنسان أو لعدم مقدرة الأمعاء على امتصاصه أثناء عملية الهضم.. و يترافق نقص الماغنسيوم مع نقص الكالسيوم ..

و نقص الماغنسيوم قد يتسبب في حدوث الأعراض التالية :-

- تشنجات تصيب الجهاز العصبي تشبه أعراض التيتانوس مثل حدوث الشد العضلي .

- رعشة في الأرجل والأيدي وتصاحبها بعض التشنجات في الحنجرة .

فمقدار ما يحتاجه الإنسان في اليوم الواحد من الماغنسيوم حوالي 420 ملجم للرجال و320 ملجم للسيدات. ولا ينبغي أن تتعدى هذه الكمية حوالي 350 ملجم .. لا يستخدم للمرضي الذين يعانون من القصور الكلوي لا نه يتراكم في الجسم و قد يؤدي إلي مشاكل خطيرة .

يتواجد الماغنسيوم في المكسرات و التي تعتبر من أكثر الأطعمة الغنية به إلى جانب الحبوب غير المطحونة والبقوليات مثل البسلة، اللوبيا، الفاصوليا والفول.

6- الفسفور phosphor :- و هو واحد من المعادن الهامة التي يحتاج إليها الجسم و يعتبر غذاءً للخلايا العصبية في الدماغ . فعند الإفراط في استخدامه قد يؤدي إلي تثبيط إنزيم الكولين استريز Cholin esterase الدائم في الخلايا العصبية .

7- السيلكون Silicone :-

8- الكبريتSulfur :-

ثانيا / معادن أساسية Essential minerals :-

1- الحديد Iron :- هو معدن مهم يستخدم لنقل الأكسجين عن طريق الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء، حيث يحتوي جزئ الهيموجلوبين علي ذرة حديد .. و مصطلح ( هيمو Hemo ) يعني حديد .. كما يساعد علي في التفاعلات الحيوية مثل عملية التمثيل الغذائي و خاصة عند الأكسدة بواسطة تحفيز الخلايا الكبدية علي إنتاج الأنزيمات السيتوكروميه CytochromP₄₅₀ وهى أنزيمات توجد في الخلايا وتتألف من حديد وبروتين وغيرها وتلعب دوراً هاماً في إحداث الأكسدة البيولوجية في كل خلايا الجسم .

ويسبب نقص الحديد الأنيميا anemia(فقر الدم). و يؤخذ علي شكل حديد ثنائي التكافوء Ferrous و يمتص علي هيئة حديد ثلاثي التكافوء Ferric .. كما أن الشاي و القات يمنعان امتصاص الحديد من خلال عدم اختزاله إلي حديد ثلاثي التكافوء Ferric لان كل منهم يحتوي علي مادتي Xanthene و Qanthene .

قد يسبب تسمم للمرأة الحامل إذا أخذ بشكل مفرط .. وهو ضار للأشخاص الذين تم نقل الدم لهم حديثاً .

ويحتاج الرجال حوالي 15 ملجم في اليوم الواحد، أما النساء 10 ملجم.

2- الزنك Zinc :-

3- اليود Iodine :-

4- النحاس Copper :- يتواجد النحاس في العديد من الأطعمة، في مياه الشرب وفى الهواء، ولذا فإن جسم الإنسان يمتص هذا المعدن يومياً من خلال الشرب وتناول الأطعمة ومن خلال التنفس أيضاً.

هذا الامتصاص هام جداً لصحة الإنسان .. وفى نفس الوقت تناول الكميات الكبيرة منه وبتركيزات عالية يكون ضار جداً بصحة الإنسان. التسمم المزمن منه يصيب الإنسان بمرض ويلسون (Wilson disease) وتتمثل أعراضه في التليف الكبدي، تلف خلايا المخ، أمراض الكلى، ترسبات النحاس فى القرنية.

5- الكوبالت Cobalt :- واحد من المعادن الثانوية .. فهو أحد مكونات فيتامين B₁₂ , لذلك فهو احد المعادن الرئيسية التي تقوم بتكوين الدم , كما أنه يساعد في قيام الأعصاب بوظائفها.. و يوجد في الخضراوات الورقية ذات اللون الأخضر و الغنية بالكلوروفيل , و في منتجات الألبان و اللحوم .

6- المنجنيز Manganese :- واحد من المعادن الثانوية .. و هو مكون أساسي و رئيسي في كثير من الأنزيمات , و مصادره نباتية و متوسط معدلاته للفرد في اليوم الواحد 2-5 ملجم بالنسبة للكبار اما الأطفال ما بين 3 –11 أعوام متوسط معدلاته للفرد في اليوم الواحد مابين 1 – 3 ملجم .

يتواجد المنجنيز في الأطعمة مثل السبانخ، الشاي، الأعشاب. أما الأطعمة التي تحتوى على أعلى التركيزات من هذا المعدن نجدها فى الحبوب، الأرز، الفاصوليا، فول الصويا، البيض، المكسرات، زيت الزيتون، الفاصوليا الخضراء والمحار.
بعدها يمتص جسم الإنسان المنجنيز الذي ينتقل من خلال الدم إلى الكبد والكلى والبنكرياس والغدد الصماء.
يؤثر المنجنيز بشكل أساسي على الجهاز التنفسي والمخ.

7- السيلينيوم Selenium :- ضرورية وهامة للمحافظة على عملية التمثيل الغذائي (الآيض) بجسم الإنسان، يعد معدن السيلينيوم شريك متناغم مع فيتامين ه كما يعد المكون الأساس للأنزيم المضاد للأكسدة المعروف باسم جلوتاثيون بيروكسيد glutathione peroxide حيث ان كل جزء من هذا الأنزيم يحتوي على أربع ذرات من السيلينيوم. وهذا الأنزيم يستهدف مادة بيرو كسيد الهيدروجين hydrogen peroxide الضارة في الجسم ويحولها الى ماء. . ويعد حارساً ممتازاً لخلايا الدم وللقلب والكبد والرئتين إذ يحميها من العوامل الضارة. وهو يقوم أيضا على تنبيه تفاعل الأجسام المضادة تجاه عوامل العدوى. والسيلينيوم يباع جاهزاً في محلات الأغذية التكميلية .

لكن استهلاك الكميات الكبيرة منها (التركيزات العالية) يكون ضاراً بل وساماً وينتج عنه ما يُسمى "بتسمم المعادن الثقيلة . (Heavy metal poisoning)

8- المولبيدنيوم Molybdenum :-

9- الكروم (Chromium):- معظم ما يتناوله الفرد من هذا المعدن من خلال الأطعمة هو "الكروم 3"، والمتوافر بشكل طبيعى فى الخضراوات والفاكهة واللحوم والخميرة والحبوب. وطريقة تحضير الأطعمة والتخزين من الممكن أن تغير محتوى الكروم ونسبه، فإذا تم تخزين الكروم فى تنكات أو علب حديدية فإن تركيزاته قد ترتفع.. هذا النوع من الكروم هام لصحة الإنسان، وعدم حصول الإنسان على القدر الكافى منه يسبب اضطرابات للقلب، اضطرابات في عملية الآيض (التمثيل الغذائي)، الإصابة بالسكر. والكميات الزائدة منه تسبب اضطرابات صحية أيضاً مثل الطفح الجلدي.

الكروم "6" ضار لصحة الإنسان ويمثل خطورة على الأشخاص التي تعمل في مجال صناعة الصلب والمنسوجات.
أما الأشخاص التي تدخن التبغ تتعرض لنسب كبيرة من معدن الكروم، وعند استخدامه في الجلود قد يكون هناك رد فعل من الحساسية عند بعض الأشخاص مثل الطفح الجلدي. كما أن تنفسه يسبب اهتياج للأنف ونزيف منها.

ثالثا / معادن شبه أساسية :-

1- الفلور Fluoride :-

2- البورون Borne :-

3- النيكل Nickel :- يوجد النيكل في البيئة بمعدلات قليلة. يستخدم الإنسان معدن النيكل في تطبيقات متعددة، ومن أشهر هذه التطبيقات يستخدم كمكون لمنتجات الصلب والمعادن الأخرى كما نجده في المجوهرات.

تحتوى المواد الغذائية على نسب ضيئلة منهن أما من المعروف عن الشيكولاته والدهون أنها تحتوى على كميات عالية من معدن النيكل.
تزيد معدلات استهلاكه عند تناول كميات كبيرة من الخضراوات مزروعة فى تربة ملوثة به.. تناول الكميات الصغيرة منه ضرورية، أما الكثير منه يعرض الإنسان لمخاطر صحية مثل:-

- زيادة مخاطر التعرض لـ: سرطان الرئة، سرطان الأنف، سرطان الحنجرة، سرطان البروستاتة.
- الشعور بالدوار والإعياء بعد التعرض لغازات النيكل.
- الإصابة بالصمامة الرئوية.
- فشل الجهاز التنفسى.
- التشوهات الخلقية للجنين.
- أزمة الربو، التهاب الشعب الهوائية.
- اضطرابات فى القلب.
- ردود فعل من الحساسية مثل الطفح الجلدى وخاصة عند ارتداء المجوهرات.
- أدخنة النيكل من مثيرات الجهاز التنفسى وقد تسبب الالتهاب الرئوى.

4- الليثيوم Lithium :-

5- الجرمانيوم Germanium :-

6- الفانديوم Fandium :-

7- السترونتيوم Strontium :-

رابعا / سامة و ثقيلة Heavy minerals:-

1- الألمنيوم Aluminum :- واحد من المعادن المستخدمة على نطاق واسع فى حياة الإنسان اليومية، كما أنه يتواجد فى قشرة الأرض. من المعروف عن الألمنيوم أنه مركب "برىء"

2- الرصاص Lead :- الرصاص معدن لين، وله استخداماته الواسعة والمتعددة. فقد تم استخدامه منذ 5000 سنة قبل الميلاد .. يدخل الرصاص جسم الإنسان من العناصر التالية: 65% من الطعام، 20% من الماء، و15% من الهواء.
الأطعمة مثل الفاكهة والخضراوات واللحوم والحبوب وفواكه البحر، والمشروبات غير المسكرة والنبيذ تحتوى على نسب كبيرة من الرصاص.

كما أن السجائر التى يدخنها الإنسان تحتوى أيضاً على كميات صغيرة من الرصاص.

لا يساهم الرصاص فى قيام الجسم بأياً من وظائفه، لكنه يضر الإنسان إذا تم تناوله من خلال الأطعمة والهواء والماء.

مساوىء الرصاص على صحة الإنسان:
- إحداث اضطراب في التركيب الحيوي للهيموجلوبين وإصابة الإنسان بالأنيميا.
- ارتفاع في ضغط الدم.
- ضمور فى أنسجة الكلى.
- إجهاض أو إجهاض منذر.
- اضطراب أو اعتلال في الجهاز العصبي.
- تلف فى خلايا المخ.
- عقم للرجال نتيجة لتأثر الحيوانات المنوية بهذا المعدن.
- فقد القدرة التعليمية عند الأطفال.
- اضطرابات سلوكية عند الأطفال مثل: العدوان، السلوك الاندفاعى، فرط النشاط.
- يصل الرصاص إلى الجنين من خلال المشيمة، مما يسبب له ضمور فى الجهاز العصبى والمخ.

3- الباريوم (Barium):-

يتواجد فى التربة والغذاء مثل المكسرات، أعشاب البحر (الطحالب البحرية)، الأسماك وبعض النباتات. ولا يسبب أضراراً للصحة من الممكن أن نلتفت إليها أو نقف عندها.

تعتمد درجة الأضرار الصحية من هذا المعدن على قابليته للذوبان، فإذا انحل فى الماء كلما كان ضاراً بصحة الإنسان. واستهلاك الكميات الكبيرة منه مع القابلية للذوبان هذه تسبب الشلل وفى بعض الأحيان الموت، أما ذوبان الكميات الضئيلة منه فقد تسبب للشخص صعوبة فى التنفس، ارتفاع فى ضغط الدم، تغير فى معدلات ضربات القلب، وهن فى العضلات، تغير فى استجابة الأعصاب، تورم الكبد والمخ، ضمور فى الكلى والقلب .

4- الزئبق Mercury :- الزئبق معدن متواجد فى الطبيعة ومن صوره أملاح الزئبق، ومركبات الزئبق العضوية. يُستخدم الزئبق فى العديد من الأجهزة المستخدمة فى المنزل مثل: الترمومتر، المصابيح الكهربائية الفلوروسنت، البارومتر..

لا يتواجد الزئبق فى الأطعمة، لكنه ينتشر فيها من خلال الكائنات الحية الدقيقة. تركيزات الزئبق فى الأسماك أكثر بكثير من الماء. لا يتواجد الزئبق بالمثل فى النباتات ويصل إلى الخضراوات والمحاصيل الزراعية الأخرى من خلال المبيدات الحشرية المستخدمة فى الزراعة.

مساوىء الزئبق على صحة الإنسان :
- اضطرابات الجهاز العصبي.
- ضمور فى خلايا المخ وبالتالى خلل فى الوظائف.
- اضطرابات الصفات الوراثية، و الكروموسومات.
- حساسية مثل الطفح الجلدى.
- الشعور بالإرهاق.
- الإصابة بالصداع.
- تأثيرات تناسلية سلبية: وضمور الحيوانات المنوية، تشوهات الجنين، الإجهاض.
- والخلل فى وظائف المخ وكفاءته يؤدى إلى تدهور القدرات التعليمية، تغير فى الشخصية، تغير فى الرؤية، فقدان الذاكرة، عدم تناسق العضلات.
- ضمور الكروموسومات تسبب البلاهة المُغلية (Mongolism) وهى بلاهة خلقية يكون الطفل المصاب بها عند ولادته منحرف العينين، مسطح الجمجمة، عريض اليدين، قصير الأصابع.

5- الزرنيخ (Arsenic):- الزرنيخ من العناصر السامة التى توجد من حولنا فى البيئة، وعلى الرغم من تأثيره السام يتواجد الزرنيخ غير العضوى فى التربة بشكل طبيعى بكميات صغيرة.
يتعرض الإنسان لتأثير الزرنيخ من خلال الأطعمة والماء والهواء، أو من خلال التلامس الجلدى بالتربة أو الماء أياً منهما يحتوى عليه.

عن نسب الزرنيخ فى الأطعمة فهى قليلة جداً، ولا يستخدم مع الأطعمة لارتفاع درجة السمومية فيه. أما معدلاته فى الأسماك وفواكه البحر عالية لأن الأسماك تمتص الزرنيخ من المياه التى تعيش فيها. والزرنيخ العضوى غير ضار بصحة الإنسان وإن كان ضرره يمثل نسب ضئيلة للغاية وهذا على عكس الزرنخ غير العضوى الذى يكون له ضرر بالغ.

أضرار الصحة من التعرض للزرنيخ غير العضوى :-
- استثارة المعدة والأمعاء.
- انخفاض إنتاج الجسم لخلايا الدم الحمراء والبيضاء WBC_S , RBC_S.
- تغيرات فى الجلد.
- استثارة الرئة.
- استهلاك كميات كبيرة من الزرنيخ غير العضوى قد يزيد من احتمالية التعرض للإصابة بالسرطان وخاصة سرطان الجلد، سرطان الرئة، سرطان الكبد، سرطان الغدد الليمفاوية.

6- البزموت Bismuth :- البِزموت وأملاحه تسبب ضمور فى الكلى، على الرغم من أن درجة الضمور هذه عادة لا تكون حادة .. لكن الجرعات الكبيرة منه تكون مميتة. ومن الناحية الصناعية، نجد أن البِزموت أحد المعادن الثقيلة التى لها أقل التأثيرات فى السُمية. وقد أثبتت نتائج الأبحاث بضرورة التوقف الفورى عن اللجوء إلى مركبات الباريوم إذا بدأت التهابات اللثة فى الظهور لأن هذا ينبؤ باحتمالية إصابة الإنسان بقرحة فى المعدة. من الآثار السامة له إحساس بعدم الارتياح، نزول زلال أو مواد بروتينية فى البول، الإسهال، اضطرابات فى الجلد وفى بعض الأحيان الالتهاب الحاد للطبقة الخارجية للجلد.

7- الكادميوم Cadmium :-

يوجد هذا المعدن في قشرة الكرة الأرضية، ودائماً ما يتواجد مع الزنك. لا يمكن تجنبه في الصناعة كمنتج ثانوي حتمي من مستخلصات الزنك والرصاص والنحاس. وقبل استخدامه في الصناعة، فقد دخل البيئة بشكل أساسي من خلال التربة. ودخول معدن الكادميوم لجسم الإنسان يكون من خلال الأطعمة، والأطعمة الغنية به تزيد من تركيزه في جسم الإنسان ومن أمثلة هذه الأطعمة: الكبد، عش الغراب، المحار، الكاكاو، الطحالب البحرية الجافة، بلح البحر.

يتعرض الشخص لمعدلات الكادميوم العالية من خلال التدخين. فتدخين التبغ ينقل تأثير الكادميوم للرئة ومن ثَّم يقوم الدم بنقله لباقي أعضاء الجسم بتأثيراته السامة.

عندما يتنفس الشخص كميات كبيرة من الكادميوم فهذا يعمل على تدمير الرئتين بشكل حاد يؤدى إلى وفاة الإنسان فيما بعد.
ينتقل معدن الكادميوم أولاً إلى الكبد من خلال الدم، وهناك يتحد مع البروتينات ليكون مركبات معقدة تنتقل بدورها للكلى.
يتراكم معدن الكادميوم في الكلى حيث يدمر وظائفها ويسبب خروج البروتينات الأساسية والسكريات من الجسم ومزيد من التلف في أنسجة الكلى .. ويستغرق هذا مدة طويلة من الزمن ليحدث كل هذا الضمور في الكلى .

ومن الآثار السلبية على الصحة والمتسبب فيها معدن الكادميوم:
- الإسهال، آلام المعدة، القىء الحاد.
- كسور العظام.
- اضطرابات فى الجهاز التناسلى وفى بعض الأحيان حدوث العقم.
- ضمور فى الجهاز العصبى المركزى.
- ضمور فى وظائف الجهاز المناعى بالجسم.
- اضطرابات نفسية.
- احتمالية الإصابة بضمور فى الصفات الوراثية، أو الإصابة بمرض السرطان.

8-الجاليوم(Gallium):- الجاليوم موجود فى جسم الإنسان ولكن بكميات ضئيلة، والنسب تمثل بالآتى: إذا كان الشخص يزن 70 كيلوجراماً فإن نسبة الجاليوم الذى يوجد فى جسده 0.7 ملجم.

ولم يثبت له أية فوائد مرتبطة بوظائف الجسم، ويتواجد من حولنا فى البيئة وفى الأطعمة من الخضراوات والفاكهة.. المركب المشع منه (سترات الجاليوم Gallium citrate) تستخدم فى الأغراض الطبية المسح بالجاليوم بدون حدوث أية آثار سلبية منه.
على الرغم من أنه غير ضار بكمياته الضئيلة، إلا أنه لا ينبغى اللجوء إلى استهلاكه بجرعات كبيرة. وبعض مركبات الجاليوم ضارة بصحة الإنسان ومنها3-Gallium chloride) ) يسبب اهتياج فى الحلق، صعوبة فى التنفس، آلام فى الصدر، أدخنته تسبب أوديما رئوية أو شلل جزئى.

9- النيوبيوم (Niobium):-

يُستخدم معدن النيوبيوم مع الأستنلس ستيل فى الطائرات النفاثة، الصواريخ، أدوات التقطيع، مواسير المياه، قضيب اللحام، المغناطيس، المفاعلات النووية.

عند استنشاق النيوبيوم يستقر فى الرئة أولاً ثم فى العظام. ويتداخل مفعوله مع الكالسيوم كمنشط لنظام الإنزيمات.
لا توجد هناك معلومات بخصوص إصابة الإنسان بالتسمم من النيوبيوم من الأطعمة لأن تركيزاته فى المواد الغذائية منخفضة للغاية.

10- الأنتيمون Antimony .

من الأفضل أخذ المكملات الغذائية مع الطعام الطبيعي بحيث تتفاعل مع المواد الغذائية الطبيعية وتتداخل معها في عمليات الهضم والامتصاص و نخص بالذكر الفيتامينات الفسفورية ، بل من الأفضل تناول هذه المكملات مع الطعام نفسه لأن بعض المكملات تكون في تراكيز عالية وتسبب عسر هضم أو اضطراب معوي عند تناولها على معدة فارغة .

و بعض هذه المكملات مثل فيتامينC يمكن أخذه بمفرده في أي وقت و بأي جرعات ويمكن أخذه بعد إضافته لعصير فاكهة ليصبح منعشاً .

أما الأحماض الأمينية Amino acids فيجب أن تؤخذ بعيداً عن الطعام إذا استخدمت لظروف معينة