Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 29 )

У невеликій кількості Se включається у сірковмісні сполуки на кшталт глутатіону, тіаміну, біотину, таурину.

Метаболізм органічного та неорганічного селену в організмі людини суттєво різниться. Селенат - та селенітаніони, які абсор-буються у кишечнику, відновлюються за участі білка тіоредок-сину до селеноводню через утворення проміжної сполуки селен-диглутатіону (рис. 17).

Тіоредоксин Антиоксидантні

Se Глутатіон-S-Se-S- Глутатіон властивості

2Глутатіон-SН Селендиглутатіон

Пул Se-Фосфат→ Se-Протеїни

селеноводню

НSe- → (-СН3)

(-СН3)→ Se-Мет

Метилгідроселенід

(-СН3)→

Диметилгідроселенід Виділення з сечею,

(-СН3)→ потом

Триметилгідроселенід

Рисунок 17 – Схема метаболізму неорганічного селену в організмі

При фізіологічних значеннях рН селеноводень існує у формі гідроселеніт-аніону (HSe-). Відновлений глутатіон є кофермент-том цієї реакції. Пул селеноводню використовується для утво-рення селенофосфатів, останні йдуть на синтез селенопротеїнів. Надлишок селеноводню повільно метилюється до метилгідро-селеніду→диметилгідроселеніду→триметилгідроселеніду. Про-дукти метилювання екскретуються з сечею, диметилселенід та-кож екскретується з потом. Механізм утилізації селеноводню дуже обмежений, тому потрапляння надлишку неорганічного Se в організм призводить до накопичення у тканинах токсичного гідро селенід-аніону.

Токсичність органічного селену (Se-Мет) значно нижче, ніж неорганічного через обмежену можливість утилізації основного токсичного проміжного метаболіту селеноводню (гідроселенід-аніону). Неорганічний селен може входити до складу Se-Цис і ніколи у Se-Мет.

Екскреція. Основна кількість селену виводиться з сечею, незначна частка – з фекаліями, потом та повітрям, що видихається.

Біологічна роль Se

· Антиоксидантні властивості.

1. Селен – кофактор «антиоксидантних ферментів» глутатіон пероксидаз І-ІV, що знаходяться у цитозолі та мітохондріях клітин. Ензими регулюють відновлення органічних пероксидів – похідних пероксиду водню (НО-ОН) у молекулі якого один (гідропероксиди - R-О-О-Н) або два атоми водню (алкілпероксиди - R-О-О-Н) заміщені на алкільні радикали. У резульаті взаємодії глутатіону з гідропероксидом утворюються нетоксичні органічні спирти, які далі окиснюються:

Se

R-О-О-Н + 2 (Глутатіон-SН) → R-ОН + Н2О + Глутатіон-S-S-Глутатіон

Ця реакція має велике значення для захисту поліненасичених жирних кислот у структурі мембранних фосфоліпідів від вільно - радикального окиснення.

Глутатіонпероксидази – частина мультикомпонентної анти-оксидантної системи клітини. Вони доповнюють дію вітаміну Е і є основним механізмом знешкодження активних форм кисню та вільних радикалів поліненасичених жирних кислот, які вини-кають як проміжні продукти перекисного окиснення ліпідів.

2. Селен входить до складу Se-залежної пероксидази нейтро-філів; тіоредоксинредуктази, яка каталізує відновлення білка тіоредоксину; йодтиронін-5-дейодиназ (І-ІІІ), які регулюють утворення гормону трийодтироніну (Т3).

3. Селен – антиоксидант непрямої дії. Сам по собі він не має антиоксидантних властивостей і у великій кількості проявляє прооксидантну дію. Антиоксидантами є лише селено-протеїни, які утворюються в організмі.

· Компонент Se-протеїнів. Селеніти та селеновмісні амінокислоти входять до складу різних селенопротеїнів, які поділяють на 3 основні групи:

а) неспецифічні тканинні селеновмісні білки на кшталт селеногемоглобіну та ін;

б) Se-зв′язувальні протеїни, які з′єднуються з неорганічними формами селену при його надходженні в організм (Se-протеїн сперми, Se-вмісний білок, що зв′язує жирні кислоти та інші тканинні білки). Біологічна роль цих білків полягає у створенні своєрідного депо неорганічного селену у тканинах і виконанні інших, часто ще не вивчених функцій. Негемінові Se-залізо-протеїни – інтегральні білки мікросомальних та інших клітинних мембран. Вірогідно вони пов′язані з мікросомальною системою оксидаз зі змішаними функціями;

в) Se-специфічні селенопротеїни. Особливістю цих білків є: 1) ковалентне включення Se-Цис у строго визначені місця поліпептидного ланцюга;

2) залежність синтезу цих протеїнів від надходження в організм селену.

До цієї групи відносять: глутатіонпероксидази (І-ІV), білок крові – селенопротеїн Р, білок м′язів – селенопротеїн W, білки щитоподібної залози – йодтиронін-5-дейодинази (І-ІІІ), тіоре-доксинредуктазу та ін.

· Взаємодія з вітаміном Е. Селен сприяє збереженню та знижує потреби організму у вітаміні Е і навпаки, токоферол необхіден для відновлення селену і підтримання його у активному стані.

· Взаємодія з важкими металами. Селен разом із сіркою мають спорідненість до таких важких металів, як кадмій, ртуть, срібло. Добавки селену захищають організм від токсичної дії вищезазначених важких металів.

· Інші функції. Селен має імуномоделювальні властивості; регулює швидкість окисно-відновних процесів; бере участь у метаболізмі гормонів, нуклеотидів, реакціях біоло-гічного та мікросомального окиснення, окисного фосфори-лювання, синтезі білків та макроергічних сполук; регулює засвоєння та використання вітамінів Е, А, С, К; підтримує властивості та функції мембран.

Надлишок селену. Значне надходження селену з їжею спостерігається у людей, які проживають у регіонах світу із забрудненими селеном ґрунтами. Рослини, що ростуть на таких ґрунтах, накопичують значну кількість селену, тому постійне вживання їх у їжу призводить до інтоксикації організму людини та тварин. Селенова інтоксикація також може виникати у робіт-ників хімічної, фармацевтичної, ливарної, скляної, лакофарбо-вої та інших галузей промисловості, у яких використовують сполуки селену. Токсична доза для людини становить 5 мг/день.

Ознаки надлишку селену. При гострій інтоксикації селеном спостерігаються нудота, блювання, діарея, судоми, дихальна недостатність, геморагії, некроз та набряки тканин. Гостра інтоксикація рідко виникає при вживанні у їжу багатої на селен рослинної їжі, оскільки такі рослини несмачні.

Хронічне отруєння селеном можливе при довготривалому вживанні надмірної кількості селену з їжею. Хронічна інтоксикація супроводжується нестабільним емоційним станом, часниковим запахом від шкіри, хронічним дерматитом, порушенням зору, руху, некрозом печінки, атрофією міокарда, набряком легенів, випадінням волосся, ламкістю нігтів, паралічем.

Недостатність селену виникає при надходженні в організм п′яти і менше мікрограмів мікроелемента на день, при довготри-валому паренеральному харчуванні, спеціальній дієті при феніл-кетонурії, алкоголізмі, порушенні обміну селену в організмі. У ендемічних регіонах світу з низьким вмістом селену у їжі спостерігається розвиток у дітей та молодих жінок ендемічної кардіоміопатії – (Кешанська хвороба у Китаї), остеоартропатії (синдром Кашин-Бека).

Дефіцит селену може виникати внаслідок захворювань шлунка, печінки, панкреатиту через неефективну абсорбцію та утилізацію мікроелемента, а також при його надмірному використанні внаслідок хронічної інтоксикації важкими метала-ми, дії іонізуючого випромінювання, лікування парацетамолом, сульфатами та іншими фармацевтичними препаратами.

Дослідження останніх років довели, що існує кореляція між дефіцитом селену і розвитком злоякісних захворювань. Зменшення надходження мікроелемента в організм людини підвищує ризик розвитку раку шлунка, простати, молочної залози, товстої кишки, а також вірогідність інфекційних та серцево-судинних патологій.

Ознаки дефіциту селену. Недостатність мікроелемента супроводжується розвитком дерматитів, екземою, випадінням волосся, некрозом клітин печінки, дегенерацію підшлункової залози, м′язовою дистрофією, міопатією, серцевою недостат-ністю, безплідністю у чоловіків, сповільненням росту у дітей, зниженням імунітету, порушенням обміну гормонів щитоподібної залози.

Використання селену

У медицині сполуки селену – селенат натрію, Se-Мет, Se-Цис, селеновмісні дріжджі використовують для профілактики та лікування захворювань серця, шкіри, гепатитів, захворювань суглобів, панкреатиту. Радіоактивний селен використовують у радіоізотопній діагностиці.

6.2.10. Бром (Br)

Джерела: бром міститься переважно у продуктах рослинного походження:

· продукти рослинного похо­дження: зернові, хлібобулочні вироби, ячна крупа, горіхи – фундук, мигдаль; арахіс, бобові – горох, сочевиця, квасоля;

· продукти тваринного похо­дження: риба, молоко.

Добова потреба у бромі становить 0,5–2,0 мг, за іншими даними 2,0–8,0 мг. Звичайний добовий раціон забезпечує 0,4–1мг брому.

Всмоктування. Броміди швидко всмоктуються у кишечнику.

Нормальна концентрація Br у крові – 17 ммоль/л, або 0,1 –0,5 мг/100 мл.

Поширення у тканинах. В організмі людини міститься близько 260 мг брому, переважно у крові, м'язовій тканині, кістках, спинномозковій рідині, слині. Найбільший вміст мікроелемента у нирках, гіпофізі, щитоподібній залозі. Метаболізм брому в організмі людини вивчений недостатньо.

Екскреція. Основна кількість брому виводиться з сечею – 0,8 – 12 мг/добу. Незначна частина екскретується з потом, фекалія-ми, міститься у волоссі.

Біологічна роль Br

Біологічна роль брому мало вивчена. Відомо, що в організмі людини він:

· регулює нервову діяльність, підсилює процеси гальмування;

· впливає на функцію статевих залоз – знижує потенцію, пригнічує сексуальне лібідо;

· як антагоніст йодидів бром пригнічує функцію щитопо-дібної залози та засвоєння йоду;

· бере участь у активації ферментів ШКТ - пепсину, ліпази та амілази підшлункової залози;

Причини та ознаки надлишку та дефіциту брому

Надлишок брому. Накопичення брому в організмі людини спостерігається при хронічній інтоксикації в умовах вироб-ництва, індивідуальній непереносимості, довготривалому прий-манні бромідів. Бром і його пари дуже токсичні, тому у меди-цині використовують розчини солей Вr - КВr, NаВr. Гранично допустима концентрація парів брому у повітрі становить 0,5 мг/м3, при надходженні в організм з їжею – 3 г, летальна – 35 г.

Ознаки надлишку брому. Збільшення вмісту брому в організм викликає симптоми інтоксикації (бромізм) – подраз-нення слизових оболонок, нежить, запаморочення, спазм ди-хальних шляхів, задуху, кон′юнктивіт, висипання на шкірі, приг-нічення нервової системи, порушення сну, пам′яті. При довготривалому прийманні калію броміду розвивається бромо-дерма – висипання фіолетового кольору, які зливаються і наг-ноюються. Гостре отруєння супроводжується "бромистим оглушенням" – ослабленням уваги, розладом ходи, утрудненням мови та дихання.

При потраплянні на шкіру та слизові оболонки рідкий Вr, який добре розчиняється у ліпідах тканин, викликає глибокий некроз тканин і виразки, що погано загоюються.

Дефіцит брому може спостерігатися у діалізних хворих та у експериментальних тварин на штучному раціоні.

Ознаки дефіциту брому. Дефіцит брому у тварин супроводжується сповільненням росту, зменшенням кількості гемоглобіну та еритроцитів у крові, фертильністю та збільшен-ням кількості викиднів, скороченням життя. У людини недос-татність мікроелемента викликає безсоння.

Використання брому

У медицині сполуки брому застосовують як заспокійливі засоби при підвищеній збудливості, як снодійні та протисудомні препарати. Йодобромні ванни використовують у фізіотерапії.

6.2.11. Бор (В)

Щоденне споживання бору може значно змінюватися залеж-но від характеру харчування. Повноцінний раціон зі змішаною їжею постачає в організм людини близько 2 мг бору на добу.

Джерела:

· продукти рослинного похо­дження: кореневі овочі, морква, нецитрусові фрукти – яблука, груші, виноград, чорнослив, горіхи, боби, вино, пиво, сидр;

· продукти тваринного похо­дження: м′ясо, риба, молочні продукти бідні на бор.

У деяких країнах джерелом бору є питна вода. У природних водах бор знаходиться у вигляді іонів борних кислот. Особливо багаті на мікроелементи лужні води. У високомінералізованих природних водах вміст бору може сягати таких значень, що вживання води стає небезпечним. Рекомендований ВООЗ вміст бору у воді дорівнює 0,3 мг/л.

Кількість бору у продуктах залежить від забруднення ґрунтів боровмісними мінеральними добривами, стічними водами, відходами промисловості. Відомо, що мікроелемент здатен накопичуватися у рослинах. Кількість бору значно зменшується в овочах і фруктах під час їх переробки.

Добова потреба у борі становить приблизно 0,3–1,0 мг.

Всмоктування. Найбільша кількість бору надходить в організм людини у складі повітря під час дихання, частина – з водою та у складі їжі. Незначна кількість його може потрапляти в організм через шкіру з косметичними та мийними засобами.

У кишечнику бор у вигляді борної кислоти та її солей швидко всмоктується. Зазвичай абсорбується до 90 % мікроеле-мента. Вітамін D, кальцій, магній покращують засвоєння бору.

Нормальна концентрація бору в плазмі крові становить 0,02 – 0,075 мкг/мл. Цей показник залежить від забруднення мікроелементом навколишнього середовища та може сягати в окремих регіонах 0,45 – 0,66 мкг/мл.

Поширення у тканинах. В організмі дорослої людини міститься приблизно 20 мг бору. Він наявний у всіх тканинах, найбільше його знайдено у кістках, зубній емалі, селезінці та щитоподібній залозі. Середній вміст бору у тканинах людини і тварин дорівнює 0,05 до 0,6 мкг/кг.

Екскреція. Основна кількість бору екскретується з сечею.

Біологічна роль В

Біологічна роль бору вивчена недостатньо. Відомо, що він:

· бере участь у формуванні кісткової тканини, сприяє надходженню Са у кістки, попереджає розвиток остеопорозу;

· сприяє нормалізації функцій паратгормону і опосередковано впливає на метаболізм вітаміну D, фосфору, кальцію, магнію;

· впливає на функцію статевих залоз і метаболізм стероїдних гормонів, активність щитоподібної залози;

· бере участь у метаболізмі вуглеводів, ліпідів, білків і нуклеїнових кислот;

· впливає на активність окремих ферментів – алкогольдегідро-генази, альдегіддегідрогенази, ксантиндегідрогенази, цито-хром-b5-редуктази; може з′єднуватися з активними цент-рами хімотрипсину, гліцеральдегід-3-дегідрогенази;

· бере участь у регуляції ЦНС;

· здатен інгібувати дію вітамінів В2 і В12, пригнічувати окис-нення адреналіну, зменшувати утворення оксалатів у сечі.