Болезни дефицита элементов

03 Августа в 0:20 2515 0


О дефиците минеральных веществ говорят довольно часто. Его причиной могут быть однообразное питание, нарушение усвоения питательных веществ при различных болезнях, недостаток какого-либо элемента в данном регионе и т.п. Недостаток микроэлементов (МЭ) в организме проявляется, в частности, анемией, то есть нарушением кроветворения, малокровием. В Приложении приведены таблицы важнейших заболеваний, синдромов, признаков дефицита и избытка эссенциальных (= жизненно необходимых) микроэлементов (Авцын с соавт., 1991).

Большинство макроэлементов в организме функционируют в роли структурных компонентов и электролитов. При этом Са, в силу многообразия выполняемых им функций, считают «главным неорганическим вторичным переносчиком» («сигнальным мессенджером»).

Большинство микроэлементов являются активными центрами — кофакторами ферментов; многие из них содержатся в белках, координируя структуру полипептидных цепочек. В количественном отношении в организме млекопитающих преобладают железосодержащие белки гемоглобин, миоглобин и цитохромы. Кроме того, существует около 300 цинксодержащих белков. Zn, также выполняющий множество функций, считают «главным неорганическим гормоном». Сигнальные функции выполняет также йод в составе гормонов щитовидной железы и их производных. Клинически может проявляться дефицит 5 элементов: йода, цинка, селена, железа, фтора (I, Zn, Se, Fe, F). При их дефиците необходимо лечение.

Иногда говорят также о «дефиците» других макро- и микроэлементов, например, Са, Mg, Сu, Сr, Со, Мп, В и др. Однако, как правило, называть такое состояние «дефицитом» достаточных оснований нет. Поступления этих элементов с пищей вполне достаточно для полного удовлетворения потребное- ти в них. Обычно, говоря о таком «дефиците», не учитывают антагонистические и синергистские взаимоотношения МЭ, содержащихся в организме, а также физическую и химическую специфику атомов этих МЭ: их размер, энергию ионизации, сродство электронов (орбитальную природу и состояние), валентность ионов (заряд), наличие некомпенсированных спинов у изотопов (парамагнитность).

Наиболее частой ошибкой при таком определении «дефицитности» следует считать несистемность, вычленение одного элемента из совокупности содержащихся в организме МЭ, невнимание к формам, в которых они находятся, и к роли этих форм в метаболизме. Чаще всего в таких редких случаях под «дефицитом» подразумевают недостаточность комплексов МЭ с белками, хотя в обмене веществ и деятельности рецепторов мембран клеток огромную роль играют также комплексы с гликозиламинами и другими биолигандами.

Общепризнанные дефициты 5 вышеназванных МЭ также зависят от наличия или отсутствия других элементов. Очень часто забывают главный принцип кибернетики (науки об управлении и связи в природе) — принцип обратных связей. Он распространяется на все уровни организации материи — от атомов до сложных живых систем. Необходимо принимать во внимание также, что биологическое действие элементов на метаболизм напрямую не связано с их общим содержанием в организме. Атомы и ионы практически всех металлов и полуметаллов, независимо от их положения в Периодической системе, в «свободном» виде токсичны. «Свободный» в данном контексте означает, что элемент находится в виде комплекса не с биолигандами, а с простейшими неорганическими веществами, например, с водой или углекислотой. Это касается и тех пяти элементов, дефицит которых необходимо корректировать. Элементы жизненно необходимы только в виде соединений, чаще всего комплексных, участвующих в определенной цепи реакций в конкретном органе. Ниже при описании болезней мы рассмотрим это положение на примерах.

Универсальные особенности биологического действия элементов объясняются закономерностями взаимодействия ионов металлов с лигандами, которые изучает координационная химия.

Терминология

«Микроэлементозами», по предложению Авцына и др. (1991), называют заболевания, вызванные избытком, дефицитом или дисбалансом МЭ (в диапазоне 10-3-10-12%). Рабочая классификация микроэлементозов человека основана на этиологическом принципе: каждое заболевание называют по латинскому (иногда — греческому) названию вызывающего его элемента. Заболевания сгруппированы следующим образом (1983):

1) Природные эндогенные (врожденные, наследственные);

2) Природные экзогенные (вызванные дефицитом, избытком или дисбалансом МЭ);

3) Техногенные (промышленные = профессиональные, соседские, трансгрессивные, т.е. развивающиеся вследствие переноса с воздухом или водой);

4) Ятрогенные (вызванные дефицитом, избытком или дисбалансом МЭ в результате лечения).

В «Микроэлементозах человека» Авцын с соавт. (1991) классифицируют элементы с общемедицинской точки зрения, однако применяют недостаточно четкие критерии. Все разработанные до настоящего времени классификации имеют условный характер. «Эссенциальными», т.е. жизненно необходимыми, названы 9 элементов: Со, Сr, Сu, Fe,J, Mo, Мn, Se, Zn. «Условно-эссенциальными» названы As, В, Br, F, Li, Ni, Si, V. «Токсичными» названы Аl, Ва, Be, Bi, Cd, Hg, Pb, Tl. «Потенциально токсичными» названы Ag, Au, Ge, In, Rb, Sb, Sn, Те, Ti, U, W, Zr.

Можно упомянуть также классификацию В.И. Смоляра (1989), основанную на зависимости заболеваний от количественной оценки содержания микроэлементов. Гипомикроэлементозы экзо- и эндогенного происхождения (дефицит Fe — анемия, I — эндемический зоб, Zn — болезнь Прасада, Сu — несколько синдромов недостаточности меди, Сr — некоторые формы сахарного диабета, Со — анемия, Se — болезнь Кешана). Выделены также гипермикроэлементозы экзогенного происхождения (избыток F — флюороз, В — энтерит, Si — нефропатия, Сu — анемия, Мо —подагра, Рb — сатурнизм, Cd — токсикоз, As — арсеноз, Hg — меркуриализм, Sr, Мn, Р — уровская болезнь, избыток других элементов — токсикозы). В основу классификации Смоляр, как и Авцын, положил название элемента.

Наконец, в современной простейшей классификации 15 наиболее важных элементов разделены на три группы по 5 элементов: «эссенциальные» (= необходимые) — Fe, Сu, Со, Mo, Zn, «бенефициальные» (= полезные) — V, Сr, Ni, Se, В, «токсичные» (= ядовитые) — Cd, Hg, Pb, Al, As (Lobinski, 1998).

Медицинская бионеорганика. Г.К. Барашков

Похожие статьи
  • 20.07.2012 73651 44
    Типы химических связей

    Каждый атом обладает некоторым числом электронов. Вступая в химические реакции, атомы отдают, приобретают, либо обобществляют электроны, достигая наиболее устойчивой электронной конфигурации. Наиболее устойчивой оказывается конфигурация с наиболее низкой энергией (как в атомах благородных газов&...

    Бионеорганика
  • 21.07.2012 19250 16
    Ионные насосы

    Ионными насосами называют молекулярные механизмы, локализованные в мембране и способные транспортировать вещества за счет энергии, высвобождаемой при расщеплении АТФ, или любого другого вида энергии.

    Бионеорганика
  • 19.06.2012 17042 20
    1 группа (1А подгруппа) — щелочные металлы (главная группа)

    В нее входят Li, Na, К, Rb, Cs, Fr (табл. 1 и 2). По многим химическим свойствам несколько отличается от других щелочных металлов Li+, имеющий диагональное сходство с Mg2+.

    Бионеорганика
показать еще
 
Биотехнологии и биоматериалы