Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 26 )

· Набутого мідного токсикозу, який виникає при надход-женні в організм людини міді, яка не зв'язана із специфічними білками і здатна викликати інтоксикацію організму – отруєння Cu-вмісними препаратами, професій-ний гіперкупероз, вживання продуктів, які довго зберігалися у мідному посуді.

· Гемодіалізного гіперкуперозу.

Ознаки надлишку міді: погіршення пам'яті, головний біль, депресія, розлади ШКТ, безсоння, сльозотеча, подразнення кон'юнктиви, гемолітична анемія, стеатоз та цироз печінки, стійка гіпертрансфераземія, слабість і біль у м'язах, токсичне ураження нирок, анурія, азотемія, зміни у ЦНС

Використання міді

У медицині CuSO4 використовують як антисептичний та в'яжучий засіб, а також як компонент вітамінно-мінеральних комплексів. Солі міді застосовують зовнішньо для промивання ран, у вигляді мазей при запаленнях слизових оболонок. Cu-вмісні препарати використовують для профілактики гіпоти-реозу, захворювань опорно-рухового апарату; разом із залізом для лікування гіпохромної анемії.

6.2.4. Кобальт (Со)

Кобальт – есенційний мікроелемент, який життєво необхідний для нормального перебігу метаболічних процесів, але його надлишок токсичний для організму. Назва елемента походить від нім. Kobold – домовик, гном.

Джерела:

· продукти тваринного похо­дження: кальмари, печінка тріс-ки, морська риба, яловичина, теляча печінка, молоко;

· продукти рослинного похо­дження: бадилля буряку, виноград, редиска, салат, шпинат, капуста, бобові, гречка, хліб, петрушка, огірки, цибуля, яблука, журавлина, смородина, банани, кава.

Добова потреба у кобальті для дорослої людини становить 0,05 – 0,1 мг.

Всмоктування. Кобальт повинен надходити в організм людини виключно з продуктами харчування. У середньому з їжею потрапляє від 0,03 до 0,3 мг мікроелемента на 1 добу, засвоюється лише 20 %.

Нормальний вміст Со у плазмі крові – 0,20–0,28 мкг/дл, або 33,9–47,5 нмоль/л.

Поширення у тканинах. В організмі дорослої людини міститься близько 14 мг Со. Основна кількість його зосереджена у жировій тканині – 0,36 мг, волоссі – 0,31 мг, кістках – 0,28 мг, скелетних м′язах – 0,20 мг, печінці – 0,11 мг, а також селезінці, яєчниках, гіпофізі.

Екскреція. Близько 80 % кобальту виводиться з фекаліями, 10 % – із сечею. Середній вміст у сечі становить 0,1–1,0 мкг/л.

Біологічна роль Со

· Входить до структури вітаміну В12. У складі вітаміну міститься від 4 до 15 % Со. Кобальт підсилює активність кобаламіну, у свою чергу, активність самого мікроелемента у складі вітаміну збільшується у 50 разів. Усі функції Со реалізуються через дію вітаміну В12 (див. вітамін В12).

· Стимулює кровотворення – нормалізує еритропоетичну активність кісткового мозку, синтез гемоглобіну.

· Кофермент ензимів у складі вітаміну В12: рибонуклеозид-трифосфатредуктази (КФ 1.4.3.8), метилтрансферази (КФ 2.1.1.13), метилмалоніл-КоА-мутази (КФ 5.4.99.2).

· Кофактор ферментів не у складі В12: метилмалоніл-КоА-карбоксилтрансферази (КФ 2.1.3.1), пропіоніл-КоА-карбок-силази (КФ 6.4.1.3), пірофосфатаз, пептидаз, аргінази.

· Впливає на активність аденілатциклази, каталази, ферментів метаболізму гема, інгібує дію холінестерази, дипептидази. Характер впливу Со на активність ферментів залежить від його концентрації в організмі.

· Сприяє синтезу білків і разом з І2 утворенню гормонів щитоподібної залози.

· Бере участь у процесах росту і розвитку разом із Zn, Cu, Fe.

· Запобігає розвитку атеросклерозу. Разом з іншими мікро-елементами сприяє зниженню артеріального тиску та рівню холестеролу в сироватці крові.

· Впливає на імунітет. Разом із марганцем, ванадієм, міддю та ін. мікроелементами кобальт сприяє збільшенню кількості лейкоцитів у периферійній крові, підвищенню їх фагоцитарної активності, впливає також на гуморальні фактори імунітету.

· Метаболізм вітамінів. Метаболізм кобальту пов'язаний не лише з вітаміном В12. Разом з іншими мікроелементами він бере участь у активації та депонуванні вітамінів С, В1, А; сприяє засвоєнню вітамінів Е, С, А. За його недостатності порушується обмін вітамінів В6, РР.

· Впливає на метаболізм вуглеводів і ліпідів, стан міокарда.

Дефіцит кобальту спостерігається при його надходженні в організм у кількості 10 мкг/ добу і менше. За умов відсутності Со розвивається акобальтоз.

Причини недостатності кобальту:

проживання у ендемічних регіонах із низьким вмістом Со у ґрунтах; зараження глистами; зниження функції підшлункової залози та кислотності шлункового соку; підвищений вміст заліза і білка у їжі, які уповільнюють засвоєння кобальту.

Ознаки недостатності кобальту. Оскільки Со – складний компонент вітаміну В12, недостатність його розглядається як недостатність кобаламіну. Дефіцит Со супроводжується дефіцитом вітаміну В12, розвитком злоякісної (перніціозної) анемії, атрофією слизової оболонки ШКТ.

Надлишок Со. У багатьох дослідженнях виявлено токсичну дію кобальту на організм людини та тварин, але механізм такого впливу до кінця не вивчений. Установлено, що Со «генотоксич-ний» – впливає на експресію більш як 85 структурних генів, індукує окиснювальний стрес, апоптоз, імітує у клітині стан гіпоксії. Надлишок Со спостерігається:

внаслідок професійної інтоксикації Со робітників підпри-ємств, які щоденно контактують з ним; при надлишку міді та цинку, які підсилюють засвоєння Со; при руйнуванні ортопедичних імплантатів; під час лікування пацієнтів із захворюваннями нирок еритропоетичними препаратами, які містять кобальт; вживання великої кількості пива, яке забруднене Со у процесі виготовлення. Упродовж 60-х років ХХ ст. для поліп-шення піноутворення до пива додавали Со, що спричинило виникнення тяжкого захворювання серця – «пивної кардіоміопатії» з летальним кінцем у шанувальників цього напою. З того часу заборонено використання Со у пивоварінні.

Ознаки інтоксикації Со: кровотечі, ушкодження органів дихання, серцево-судинної, нервової систем, щитовидної залози (розвиток мікседеми); алергічні дерматити, кобальтова міокардіодистрофія та ураження нирок.

Кобальт внесений у перелік канцерогенних речовин через його здатність сприяти розвитку пухлин.

Використання кобальту

У медицині кобальт (дихлорнікотинамід-кобальт) викорис-товують для лікування різних видів анемій; комплексні сполуки кобальту мають протипухлинну дію; радіоактивний ізотоп Cо-60 застосовують у променевій терапії злоякісних пухлин; Со діє як протиотрута при інтоксикації ціанідами; у мікроконцентраціях Со входить до складу полівітамінних комплексів.

6.2.5. Цинк (Zn)

Цинк наявний у всіх органах, тканинах, рідинах і секретах організму. Понад 95 % його зосереджено у клітинах. У біологічних системах цинк практично завжди знаходиться в двовалентному стані.

Джерела:

· продукти тваринного похо­дження: яловича печінка, молоко та молочні продукти, сир, м′ясо птиці, яйця, морепродукти;

· найбільш багаті на цинк дріжджі та гриби;

· продукти рослинного похо­дження: пшеничні, рисові, житні висівки, цільні зерна злакових і бобових, насіння олійних культур, горіхи, овочі – картопля, цибуля, морква, капуста.

Вміст цинку у продуктах рослинного походження залежить від його кількості у ґрунті, на якому ростуть рослини. Кількість Zn суттєво знижується (на 80 %) при надмірному очищенні та переробці продуктів харчування.

Добова потреба у цинку дорівнює 15 – 20 мг.

Рекомендоване добове споживання становить 0,3 мг на кг маси тіла. Потреба підвищується під час вагітності та лактації, у немовлят і дітей, під час одужання після хвороби:

· вагітні та жінки у період лактації: 25 мг;

· новонароджені і діти: 3, 0 – 15 мг.

За необхідності додатково вживають до 0,6 мг цинку на добу.

Всмоктування цинку. При повноцінному змішаному харчу-ванні доросла людина споживає 10–15 мг цинку на добу. Близько 20 % його засвоюється у тонкому кишечнику. Специ-фічний низькомолекулярний Zn-зв'язувальний фактор підшлун-кової залози утворює комплекс із Zn і сприяє абсорбції мікроелемента. Висока концентрація кальцію, фосфатів, фітинової кислоти у продуктах заважає всмоктуванню цинку.

Концентрація Zn у крові – 650–680 мкг/100 мл. У крові Zn знаходиться в основному у складі ферменту карбоангідрази еритроцитів та Zn–вмісних білків лейкоцитів. У плазмі його вміст коливається від 120 до 140мкг/100 мл. Близько ⅔ мікро-елементу транспортується α2-макроглобуліном, решта – у комплексі з альбуміном плазми крові. Кількість Zn у крові корелює з його екзогенним надходженням з їжею.

Поширення у тканинах. В організмі дорослої людини міститься від 1,5 мг (жінки) до 2,3–3 мг цинку (чоловіки). Основна кількість його акумульована у шкірі та простаті – 70 – 86 мг/100 г. Відкладення цинку у печінці сягає 500–600 мг/кг. Кістки і зуби містять від 15 до 25 мг/100 г, незначна кількість знаходиться у нирках, м′язах, серці, підшлунковій залозі, селезінці, найменше – у мозку та легенях.

Екскреція. В умовах нормального метаболізму добова екс-креція цинку з фекаліями становить близько 9 мг – цинк, який не засвоївся з їжі, та ендогенний – за рахунок панкреатичної секреції. З сечею виводиться близько 0,5 мг/добу, у поті знай-дені його сліди. При катаболічних станах (опікова хвороба, голодування, травми, оперативні втручання) втрати цинку з сечею значно збільшуються. Цинк також втрачається зі спермою, менструальним секретом, волоссям, потом, унаслідок десквамації (лущення) шкіри.

Біологічна роль Zn

· Кофактор металоферментів. Цинк є кофактором більш ніж 80 ензимів: супероксиддисмутази, карбоангідрази, лей-цинамінопептидази, лужної фосфатази, карбоксипептида-зи А, алкогольдегідрогенази, глутаматдегідрогенази, ДНК і РНК–полімерази, лактатдегідрогенази та ін. Як кофактор багатьох ферменів цинк впливає на різні сторони метаболіз-му – вуглеводний, ліпідний, білковий обмін, еритропоез, окисно-відновні процеси в організмі людини.

· Бере участь у метаболізмі вітаміну А, стимулюючи його вивільнення з печінки у кров та утилізацію у сітківці ока у «циклі родопсину». Zn-вмісний фермент ретиналь ре-дуктаза бере участь у регенерації родопсину у темряві.

· Участь у метаболізмі гормонів. Цинк впливає на накопи-чення та вивільненні інсуліну β-клітинами підшлункової залози. Крім інсуліну, Zn-залежними гормонами є кортикотропін, соматотропін, гонадотропін.

· Експресія генів і контроль транскрипції. Іони Zn++ незамінні на багатьох етапах експресії генів – стабілізують структуру ДНК, РНК, рибосом, активують фактори транскрипції та сприяють зв'язуванню білків-регуляторів із відповідними чутливими ділянками ДНК. Цинк знайдений у структурі зворотних транскриптаз, завдяки яким ретрові-руси реалізують свою дію.

· Молекулярна дія гормонів. «Цинкові пальці» та глобулярні Zn-вмісні домени – це специфічні ділянки рецепторних білків з унікальною просторовою структурою, які регулюють зв'язування рецепторів стероїдних, териоїдних гормонів із специфічними ділянками ДНК.

o Мутація у структурі «цинковихі пальців» білка-рецеп-тора кальцитріолу викликає резистентність до дії гормону на клітини-мішені та розвиток симптомів вітамін D-резистентного рахіту.

· Ріст і репродукція. Цинк впливає на всі стадії росту клітини і відповідно сприяє росту всього організму. Впливає на активність статевих та гонадотропних гормонів гіпофізу, нормалізує сперматогенез у чоловіків та менструальний цикл у жінок.

· Регенерація тканин та заживлення ран. Цинк накопичується навколо рани і відіграє ключову роль у її заживлянні, а також впливає на ріст волосся, нігтів, секрецію сальних залоз.

· Біосинтез мононуклеотидів. Цинк бере участь в утворенні мононуклеотидів та їх включенні у структуру нуклеїнових кислот – ДНК і РНК.

· Інші функції: має антиоксидантні властивості та підвищує дію інших антиоксидантів – сприяє всмоктуванню вітаміну Е і підтриманню його нормальної концентрації у крові; діє як мембранопротектор, зменшуючи неспецифічну проникність клітинних мембран; впливає на імунітет; необхідний для нормального функціонування смакових та нюхових рецепторів.

Дефіцит цинку може бути уродженим чи набутим.

А. Генетично зумовлений дефіцит цинку – ентеропатичний акродерматит при якому порушується всмоктування цинку у ШКТ і вторинно – метаболізм триптофану. Захворювання характеризується дерматологічними, офтальмологічними, шлун-ково-кишковими, нервово-психічними проявами, уповільненням росту, гіпогонадизмом.

Б. Набутий дефіцит цинку зумовлений:

· недостатнім надходженням мікроелемента – 1 мг/добу і менше; наявністю у їжі волокон та фітатів, які знижують його абсорбцію з ШКТ;

· похилим віком. Досліджено, що у людей похилого віку добове надходження цинку дорівнює ⅔ від необхідного споживання;

· патологічними станами: наявністю паразитів, захворю-ваннями кишечника, нирок, печінки, серця, сполучної ткани-ни, крові, псоріазом, цукровим діабетом, атеросклерозом, новоутвореннями;

· опіковою хворобою, парентеральним харчуванням, оперативним втручанням;

· терапією кортикостероїдами, діуретиками, прийманням протизаплідних засобів;

· вегетаріанською дієтою, алкоголізмом, тютюнопалінням.

Ознаки дефіциту цинку. У зв′язку з тим, що в організмі не існує «депо Zn», його недостатність проявляється симптомами дефіциту:

· у дитячому та підлітковому віці спостерігаються карлико-вість, затримка статевого розвитку, гіпогонадизм, порушен-ня смаку та нюху, ураження шкіри, схильність до алкоголізму;

· у вагітних – довготривалі або передчасні пологи, кровотечі, аненцефалія плода;

· у дорослих – дратівливість, депресія, сонливість, психічна загальмованість, зниження імунітету, діарея, уповільнення загоювання ран, розлад статевої функції, анорексія, безплідність, розвиток дерматитів, помутніння рогівки ока, випадіння волосся на окремих ділянках голови, зміна смаку, анемія, накопичення у тканинах кадмію, заліза, міді, свинцю, загроза цукрового діабету, передчасне старіння організму;

· у людей похилого віку – запаморочення, шум у вухах, втрата слуху, прогресування атеросклерозу, послаблення імунітету та пам’яті, часті затяжні інфекційні хвороби.

Надлишок цинку. Токсичність цинку для людини та тварин незначна. Він не акумулюється в організмі, надлишок його виводиться. Поріг токсичності Zn дорівнює 600 мг/день. У значних концентраціях має канцерогенний ефект. Цинкова інтоксикація виникає внаслідок: