Hivenaine
Hivenaineiksi, mikroravinteiksi tai mikrokivennäisaineiksi sanotaan kivennäisaineita, jotka ovat elimistön normaalin toiminnan kannalta välttämättömiä ja joita elimistö tarvitsee vuorokaudessa alle 100 milligrammaa. Hivenaineiden päivittäinen tarve ilmoitetaan yleensä mikrogrammoissa. Hivenaineiden tarve vaihtelee iän ja sukupuolen mukaan. Tarvetta kasvattavat mm. raskaus- ja imetysaika, raskas fyysinen työ ja liikunta, stressi sekä monet sairaudet ja lääkitys.
Välttämättömiä hivenaineita ovat rauta (jota esiintyy elimistössä hivenaineista runsaimmin, aikuisen ihmisen elimistössä noin 2,5–4,5 g), kromi, koboltti, kupari, fluori, jodi, mangaani, molybdeeni, nikkeli, sinkki, pii, tina ja vanadiini. Useimmat hivenaineet toimivat pääasiassa entsyymien ja hormonien rakenneosina. Useimmat hivenaineet ovat metalleja. Epämetalleja ovat jodi, seleeni, boori, pii ja fluori. Metallisille hivenalkuaineille on luonteenomaista voimakas sitoutumistaipumus proteiinimolekyyleihin. Elimistössä hivenalkuaineiden toiminta perustuu proteiiniyhdisteisiin, esimerkiksi entsyymit toimivat hivenalkuaineiden ja proteiinien yhdisteinä.
Jokaisella hivenaineella on oma yksilöllinen tehtävänsä, jota mikään toinen aine tai yhdiste ei voi korvata. Ihmiselimistö ei pysty valmistamaan niitä itse, joten ne tulee nauttia päivittäin ravinnon mukana tai lisäravinteena. Kivennäis- ja hivenaineiden määrät sekä niiden suhteet ja luontaiset pitoisuudet elimistössä ovat hyvin tärkeitä terveyden ylläpidon kannalta. Muutokset hivenaineiden pitoisuuksissa saattavat aiheuttaa sairauksia. Liian pienet määrät voivat aiheuttaa vakavia terveyshaittoja ja toisaalta liian suuret määrät voivat aiheuttaa myrkytyksiä. Taulukossa 1 on esitetty eräiden hivenaineiden saantisuosituksia.
Booria esiintyy maankuoressa noin 10 grammaa tonnissa. Boorin lähteitä ovat apilat, hedelmät, vihannekset ja palkokasvit. Boori on kasveille välttämätön hivenaine. Merkitys ihmisille on tuntematon, ihmisessä booria on alle 1 milligramma.
Fluoria on maaperässä kemiallisina yhdisteinä noin 300 grammaa tonnissa. Fluoria esiintyy elollisessa luonnossa hampaissa ja luustossa. Ihmisessä fluoria on 2,6–6,5 milligrammaa. Fluorin lähteitä ovat merenelävät, kasvikset, mansikka, viinimarjat, jyvät, tee, kahvi ja vesi (vaikka Suomessa fluoria poistetaan vedestä, ei enää lisätä). Fluoria tarvitaan luun ja hampaiden muodostukseen sekä vahvistamaan hammaskiilteen kiderakennetta hammaskariesta vastaan. Puutos voi aiheuttaa hammaskariesta ja mahdollisesti osteoporoosia. Yliannostuksesta voi seurata fluoroosia, luun liikakasvua selkärangan alueella, jäsenten jäykkyyttä ja sydänhaittoja.
Jodia on maankuoressa noin 0,3 grammaa tonnissa. Luonnossa jodia on merivedessä jodideina ja maaperässä jodihapon suoloina, jodaatteina. Jodin lähteitä ovat merenelävät, jodioitu suola, kananmunat, maitotuotteet ja juomavesi (pitoisuus vaihtelee). Jodia tarvitaan kilpirauhashormonien tyroksiinin ja trijodotyroniinin valmistukseen sekä sikiönkehitykseen. Puutos voi aiheuttaa struuman, vajaamielisyyttä, rasvanmuodostuksen lisääntymistä ja valkuaisainemuodostuksen vähenemistä, huonontunutta sikiönkasvua ja aivojen kehitystä sekä kuuromykkyyttä. Yliannostuksesta voi seurata kilpirauhasen liikatoiminta tai tulehdus.
Kobolttia on maankuoressa noin 20 grammaa tonnissa kemiallisina yhdisteinä. B12-vitamiini sisältää kobolttia. Koboltin puutos voi aiheuttaa anemiaa.
Kromin lähteitä ovat leivinhiiva, maksa, täysjyvämurot, mausteet, teollisesti valmistettu liha, sienet ja hunaja. Kromi osallistuu sokeritasapainon säätöön insuliinin kanssa. Puutos saattaa aiheuttaa hedelmällisyyden häiriöitä, sarveiskalvovaurioita, heikentynyttä sokerin sietokykyä ja aiheuttaa diabeteksen.
Kuparia on maankuoressa noin 70 grammaa tonnissa lähinnä sulfideina ja oksideina. Elollisessa luonnossa kuparia esiintyy sekä eläimissä että kasveissa. Kuparin lähteitä ovat liha, äyriäiset, pähkinät, kuivatut palkokasvit ja hedelmät, pinaatti, täysjyvämurot, herneet, kaakao ja sienet. Kuparia tarvitaan entsyymeissä, luunmuodostuksessa ja verisolujen muodostuksessa. Kuparin puutos voi aiheuttaa luustohäiriöitä, rasva-aineenvaihdunnan häiriöitä, verisuonten kalkkiutumista, sydämen rytmihäiriöitä, Menkesin tautia ja anemiaa aliravituilla lapsilla. Yliannostus voi aiheuttaa Wilsonin tautia ja kuparimyrkytystä.
Molybdeenin lähteitä ovat maito, kokojyvätuotteet, lehtivihannekset, kananmuna, peruna, palkokasvit sekä sian-, lampaan- ja naudanliha. Molybdeeni on koentsyyminä sulfiittioksidiaasissa, ksantiinidehydrogenaasissa ja maksan aldehydioksidiaasissa. Molybdeeni edistää kuparin hyväksikäyttöä elimistössä. Puutos saattaa aiheuttaa sydämen nopealyöntisyyttä, päänsärkyä, pahoinvointia ja tajunnan tason alenemista sekä kuparin puutosta.
Mangaanin lähteitä ovat mustikka, puolukka, karpalo, punajuuri, porkkana, täysjyvämurot, vihreälehtiset vihannekset, pähkinät ja tee. Mangaania tarvitaan terveeseen luunrakenteeseen ja mangaanispesifisissä entsyymeissä, esimerkiksi glykosyylitransferaasit, fosfoenolipyruvaattikarboksikinaasi ja mangaanisuperoksididismutaasi. Yliannostus voi aiheuttaa neurologisia oireita, jotka muistuttavat Parkinsonin tai Wilsonin tautia. Mangaanin puutos on harvinaista, koska sitä saadaan normaalin ravinnon mukana. Puutos voi aiheuttaa kasvuhäiriöitä, luuston epämuodostumisia ja sukurauhasten toimintahäiriöitä.
Nikkeliä on maankuoressa noin 80 grammaa tonnissa pääasiassa sulfideina. Nikkeli on elintärkeä hivenaine rotille. Nikkelin puutos voi estää raudan imeytymistä ja alentaa veren punasolujen ja hemoglobiinin määrää.
Luonnossa pii esiintyy piioksidina. Pii on välttämätön hivenalkuaine eläimille ja ihmisille, myös kasvien hyvinvointi on piistä riippuva. Ihmisessä piitä on 0,5 grammaa. Piin lähteitä ovat viljatuotteet ja kasvikset. Pii osallistuu luukudosten ja rustojen rakennustyöhön sekä vahvistaa kynsiä ja hiuksia.
Raudan lähteitä ovat kaakao, liha, maksa, munuaiset, pavut, herneet, soijajauho, kokojyväviljat, pinaatti, siemenet ja simpukat. Rautaa tarvitaan hemoglobiinin ja myoglobiinin muodostumiseen sekä sytokromientsyymeihin ja rautarikkiproteiineihin. Puutos voi aiheuttaa anemiaa, väsymystä, päänsärkyä, kalpeutta, unettomuutta, infektioherkkyyttä, hermostollisia muutoksia, kielen tulehdusta ja suupielen haavaumia. Yliannostus voi aiheuttaa hemokromatoosia, kirroosia, diabetesta ja ihon värjäytymistä.
Seleeniä esiintyy maankuoressa keskimäärin noin 9 grammaa tonnissa. Seleenin lähteitä ovat kalat, liha, maito, kananmuna, viljat, sienet, seesaminsiemenet, linssit, soijatuotteet, munuaiset, pavut ja herneet sekä poron maksa ja liha. Seleeni on osa glutationiperoksidaasi- ja kilpirauhashormonijodinaasientsyymejä. Seleenientsyymi toimii antioksidanttina, joka muuttaa normaalin solutoiminnan aikana tai myrkyllisten yhdisteiden aineenvaihdunnassa syntyviä vapaita radikaaleja solulle sopivampaan muotoon. Seleeniä tarvitaan lisäksi lihasten toiminnan ylläpitoon, vasta-aineiden muodostukseen, lihasten hapensaannin edistämiseen ja raskasmetallien sitomiseen. Seleenin puutos voi aiheuttaa Keshan-tautia, sydänlihaksen rappeumaa ja lihasheikkoutta. Yliannostuksesta voi seurata hiustenlähtöä, kynsien epämuodostumista, pahoinvointia, ihottumaa ja ääreishermojen tulehdusta.
Sinkin lähteitä ovat liha, maksa, kananmunat, maapähkinät, täysjyvät, osterit, maitotaloustuotteet, herneet ja pähkinät. Sinkkiä on entsyymeissä ja sitä tarvitaan haavojen paranemiseen, kasvuun ja ihon eheyteen. Se on myös tärkeä DNA:n toiminnan säätelyssä. Puutos voi aiheuttaa hidastunutta kasvua, makuaistin vajavuutta, ihottumaa, haavojen paranemisen hidastumista, vastustuskyvyn heikentymistä, viivästynyttä puberteettia ja hypogonadismia. Yliannostuksesta voi seurata punasolujen pienikokoisuutta, valkosolujen vähyyttä ja huonontunutta vastustuskykyä. Sekä puutos että sinkin liikasaanti aiheuttavat anemiaa.
Tinaa on maankuoressa noin 40 grammaa tonnissa. Tinan lähteitä ovat herne ja kaura. Tina on välttämätöntä eläimille, mutta merkitys ihmisille on epäselvä.
Vanadiinia on maaperässä pääasiassa vanadiinihapon suoloina, vanadaatteina, noin 150 grammaa tonnissa. Vanadiini on eläimille välttämätön hivenaine. Puutos saattaa aiheuttaa eläinten kasvu-, rasva-aineenvaihdunta- ja syntyvyyshäiriöitä. Ihmisillä vanadiinin häiriintyneellä aineenvaihdunnalla voi olla merkitystä maanis-depressiivisissä tiloissa.
Tavallinen suomalainen ruoka sisältää riittävästi useampia hivenaineita. Rautaa on kuitenkin monissa ravintoaineissa niukasti, joten sen puute on yleistä. Kansainvälisen vertailun mukaan suomalaisessa ruuassa on ollut verraten vähän seleeniä, kromia ja mangaania. Seleeniä lisätään nykyisin eläinten rehuihin sekä lannoitteisiin, joista sitä siirtyy ruokaan. Aikaisemmin esiintynyt jodinpuute on jokseenkin hävinnyt. Jodidia on lisätty ruokasuolaan sekä eläinten rehuihin, josta sitä siirtyy esimerkiksi lehmänmaitoon. Fluoria on useiden paikkakuntien vesissä vähemmän kuin hampaiden kunnon kannalta olisi suotavaa.
Hivenaineiden saanti vaihtelee ihmisen ruokavalion mukaan. Paras keino arvioida mahdollisia puutoksia on miettiä ruokavaliotaan. Hivenainepuutoksia syntyy helpoiten erityisryhmille, kuten huonosti syöville vanhuksille, raskaana oleville, innokkaille luomusyöjille, vegaaneille tai täysin suolaa ja maitotuotteita välttäville. Esimerkiksi luomutuotteita käyttävän seleeninsaanti voi olla vähäistä, sillä luomutuotteiden viljelyssä ei saa käyttää teollisia, seleeniä sisältäviä, lannoitteita. Ellei syö mitään lihatuotteita, voi olla pulaa raudasta ja sinkistä. Lisäksi jos syö paljon papuja ja viljatuotteita, niin niiden sisältämä fytaatti estää raudan, kalkin ja sinkin imeytymistä.
On tärkeää muistaa, etteivät puutokset synny hetkessä, vaan kuukausien tai jopa vuosien kuluessa. Jos epäilee puutteita, voi käyttää monivitamiinivalmisteita. Niissä on mukana myös muita hivenaineita. Tällöin saa samalla parikymmentä välttämätöntä ainetta sopivana annoksena. Lisäravinteita ei kuitenkaan kannata syödä jatkuvasti, vaan hivenaineita tulee ensisijaisesti pyrkiä saamaan normaalista ja monipuolisesta ravinnosta. Lisäksi monet vitamiinit ja hivenaineet imeytyvät tutkitusti paremmin ruuasta kuin lisäravintoaineista.