Биоэлементы

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ АСТРАХАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМ ИЯ Г1о свящ ается 90-летию со Д ня рождения Евгения Ивановича Руденко тапанпиивого ученого, замечательного педагога и популяризатора науки. БИОЭЛЕМ ЕНТЫ Учебное пособие А стр ахань ББК ВВЕДЕНИЕ 28.072 JI 86 УДК 577.17.049.004.14 (07) Луцкий Д П., Николаев А. А. Биоэлементы: Учебное пособие - Астрахань, 1690 - С 40 Учебное пособие составлено зав. кафедрой обшей и йиоорпшичсской химии Астраханской медицинской академии, д-ром мед. наук, профессором А. Л. Николае вым и аспирантом кафедры общей и биоорганической химии Асгрпчпнской медицин ской академии Д. Л. Лущ им В учебном пособии изложены основные сведенья о микро- и макро цемен тах. Два макроэлемента: Na и К. а.также шесть эссенциальных микроэлементов: Si. Си. Fe. Zn. Se и I рассмотрены более подробно. Для этих элементе)! принолшея расиространенность в природе, пути поступления. транспорта. МИМИНШШИ. фитологи ческая роль, молекулярные основы патологических процессов ■ьмшмшмч и\ недостатком или избытком. Для студ ен то в медицинских и биологических вузов, а тнк же для широкого круга лиц и н те р е сую щ и х ся современными вопросами учения о биогенных нечетах. В методическом пособии таблиц 6, рисунков I . Рецензенты: А . Ф . С о ко л ьски й , доктор биологических наук, профессор, академик М А Н Э Б , заведующий лабораторией экологии Клспийского бассейна «К асп Н И РХ »; Н . Н . Тризно, доктор медицинских наук, профессор, заведую щий кафедрой патологической физиологии Астраханской го сударственной медицинской академии. ПЕЧАТАЕТСЯ ПО РЕШЕНИЮ РЕДАКЦИОННОГО ИЗДАТЕЛЬСКО! О СОВЕТА АСТРАХАНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ. С Луцкий Д.Л.. Николаев А.А. С.Астраханская юсударст венная медицинская академия. ЯМПМП^И MfCIU л * L. Ж 92 встречающихся в природе элементов 8| элемент, в настоящее время, обнаружен в организме человека. Интересно, что все живые существа на Зсмче (и человек не исключение) на 99 % состой из 12 наиболее распространенных элементов, которые входят в 20 первых элементов периодической системы. В связи е этим разли чают макро- и микроэлементы. Макроэлементы встречаются в организмах в количе ствах от 10 % до 10 - % . микроэлементы - от 10 ° % и ниже. Более детальной класси фикации придерживается школа В. И. Вернадского, которая считает микроэлемента ми - элементы, встречающиеся в количестве от 10° % до 10‘5 % . а элементы встре чающиеся в количестве <105% - ультрамикроэлементами. Однако, при определении места элемента среди макро- или микроэлементов, кроме их содержания, важное зна чение играет и характер выполняемых ими функций. К макроэлементам относятся: кислород, водород, углерод, азот, кальций, сера, фосфор, калий, магний, натрий, хлор. К микроэлементам относятся все остальные элементы. Среди микроэлементов выде ляют группу жизненно необходимых - эссенциальных. Группа эссенциальных эле ментов постоянно расширяется, по мере появления убедительных доказательств эссенциальности того или иного элемента В настоящее время к эссенциапьным микро элементам относят группу из 15 элементов: железо, медь, йод. цинк, кобальт, хром, молибден, никель, ванадий, сслен, марганец, мышьяк, фтор, кремний, литий. Наруше ния обмена микроэлементов может приводить к различным патологическим состоя ниям. Патологические процессы, вызванные дефицитом, избытком или дисбалансом микроэлементов в организме называются микроэлементозами. Академик АМН Александр Павлович Авцын разработал классификацию микроэлементозов человека: 1. Природные эндогенные 1.1 .Врожденные (в основе заболевания может лежать микроэлементоз матери) 1.2.Наследственные (в основе заболевания —патология хромосом или генов) 2. 11риролные экзогенные 2. 1. Вызванные дефицитом микроэлемента 2.2.Вызванные избытком микроэлемента 2.3. Вызванные дисбалансом микроэлементов 3. Техногенные 3.1.11ромышленные (профессиональные) 3.2.Соседские (по соседству с производством) З.ЗЛ рансгрессивные (на значительном удалении от производства, за счег водно го или воздушного переноса микроэлементов) 4. Ятрогенные (заболевания и синдромы, связанные с интенсивным лечением (нероральным, парентеральным, чрезкожным. ингаляционным) разных болезней препаратами, содержащими микроэлементы, а также с по;церживающей тера пией (например, с полным парентеральным питанием) и с некоторыми лечебны ми процедурами (например, - диализ), не обеспечивающими организм необхо димым уровнем жизненно важных микроэлементов) 4.1.Вызванные дефицитом микроэлемента ' 4.2.Вызванные избытком микроэлемента 4.3.Вызванные дисбалансом микроэлементов КРЕМНИЙ Поступление MSi28.086 Зр * К Ежедневная потребность организма в кремнии составляет 20-30 мг коем немг^ £ « 9 ш ш и - 15 мг. Организм челове ка \сваивае1 в сугки 9-14 мг кремния, что хорошо соответствует количеству его су точного выл^ения с мочой - 9 мг. Усвоение кремния из пищи, богатой клетчатки та ра3а Вы'ис- Чем оелной клет^гатеой. У шахтеров: имеющ ихТ^ш гсльиый^ там с кремниевои пылью, концентрация его в моче в десятки раз превышает нормы Oic\ 1ств\ют данные о механизме всасывания кремния из таких соединений как имаМ пеЗСМ' °Р токРемневая кислота, пектин, мукополисахариды, органический крем нии. Величина всасывания кремния из желудочно-кишечного тракта составляет для всех соединении этого элемента около 1 %. У человека кремниевые кислоты, присутствующие в пище и напитках чегко всасываются и быстро выводятся с мочой. Значительное влияние на усвоение кремния оказывает форма его соединений, от которой, зависит содержание'растворимых соединении эюго микроэлемента в пищеварительном тракте. п п , 1тИ * ак и в с-'-учае большинства других микроэлементов, всасывание кремния в силыюи и июни зависит от различных минеральных компонентов рациона, которые ft; Содержание в органах и тканях Содержание кремния в органах и ткцимх человеки относительно велико. У человека в десятки, а в отдельных случаях в сот ни pft* ею содержание выше. чем. например. \ крыс. Особенно высоко содержание кремния и лимфатических узлах. где он может присутствовав ь в виде отдельных скоплениП метких зернышек квариа: Гпрчнее содержание кремния в плазме крови чеж^нека.сосгавляст ().:> мг/л. Плазма ктнПмГдругие жидкие среды орлтшпиа1содержл I ЛГГчТи весь кремний в виде растворимой свободной кремниевой кислоты и мало различаются между сооой по ее копнетрании. что свидетельствует о легкости ее диффузии мере* мемораны. G. Worth в результате длительных наблюдений, показал, чю концентрация кремния н крови практически не меняется в зависимости от возраст, пола, профессии, состояния дыхате ibHoro траюа. но повышается при введении соединений этого элемента. \Ыболее Ш !>.'• тРахеи* сухожилия, кость. ^ ^ ^ ГГГ ^ илер.мальныс оАпачоианши-С возрастом концентрация эгою микро~~-г1етпгРтТ1^ ^ нителыюй ткани снижается. Высокие копнет рации п ою микро>леаденга найдены* к эпидермисе и волосах. Кремний концентрируется в роговом слое ко жи и к\тик\ те волоса. Повышенные концентрации этого микроэлемента найдены пкже в'воэосяном покрове животных и в перьях чтиц в составе не растворимого в щекочи компонента. Па с о долю приходится окаю 0.4->.7 % их массы, смигскя.мто это повышает химическою стойкость и снижающего их адеорониоиные своичва. Высокое содержание кремния свойственно также зубной эмали человека и эпифизам бетпенной коеги ооезьян резусов. Высокое содержание кремния в соединительной ткани связано с ею ирису ггткием в качестве стр\кт\рпого компонента в составе гликозаминогликанов и ич оелковых комплексов, образующих осгов данных тканей и придающих им прочное!ь и единица измерения Кремний, мг 4 Транспорт Биологические жидкости организма свободно обмениваются кремнием Ор?-Овганизм.. поступает во все жидкие спелы и тканив „.ШШа^Концентраиия кремния в жидких средах организма^сключая моччГблизтаТ" его концентрации в плазме крови. Основной транспортной формой этого микроэле мента в крови являются, поликремневые кислоты, состоящие из 4-5 остатков коемниевои кислоты. * Элиминация димос из QDI анизма. ^аицсит <ур ер т^ У р ^ ачи я r пиша* но' и^?ё^ приё^м ре^ля^мыи скоростью и степенью усвоения этого микроэлемента в пищеварительном тракте. Количество кремния в моче не лимитируется скоростью его выведения почками. не за.1ерживлстсдАар.гаш:злши быстро лш ахш ь, ся с мочой, олагодаря чему ею концентрация в крови даже при самых широких коле баниях содержания этого микроэлемента в пище меняется незначительно. Физиологическая роль упру гост ь. 'Элемент, относятся к Л Т Тк Р(п т ° Р м °ДТЬ JT°™ МИКР °э;1емента. К числу таких компонентов -0> С а (°Н ), MgO и осооенно алюминий, осаждающие кремниевую ки слот) в виде нерастворимых силикатов. Кремний, в свою очередь, затрудняет всасы вание марганца, так как он образует с ним не усваивающийся силикат. ' Суточный баланс Si для человека Выделение с Ностчплени?с Пищей и жидкостями 3.5 •1 Возоухом | Мочой Калом Потом Волосами 15.0(?) 10.0 10.0 Следы 0.3 О физиологической роли кремния в организме млекопитающих, в том числе и у человека, известно пока не очень много. Первые данное, свидетельствующие об эссенциальности кремния, были получены Е. М. Carlisle в/1969 г. in vitro с помощью электронного микрозондирования кости, показавшего, чЬч> кремний специфически концентрируется в участках активного роста молодой костной ткани крыс и Мышей. а ранних стадиях кальцификации содержание кремния и кальция в участках актив ного роста невелико. В процессе минерализации кости оно вначале возрастает, а по мере достижения кальцием концентраций, соответетьующих -зрелому костному апати ту. снова снижается до минимума. Отношение кальция к фосфору в участках, богатых кремнием, не достигает 1. а в зрелом костном апатите оно составляет 1,67. Эти дан ные пом<оляюг считать, чю кремний^наряду с фосфором пццщшаа.^часше н форми ровании ор1;анической мшршды кости^адачальных этапах се дадыхифиодщи. Необходимость кремния для процессов оссификации была показана также в опытах in vivo, показавших, что включение кремния ь рацион ускоряет процесс мине рализации кости у крыс и повышает ее зольность. У цыплят, испытывающих дефицит кремния, утончаются трубчатые кости конечности и компактное вещество днафизов. снижается их эластичность. Череп уменьшается в размерах и деформируется. ею кос ти уплощаются. Деформация черепа при дефиците кремния наблюдается и в опытах на крысах. В дальнейшем было установлено, что в процессе развития и формирования кости кремний взаимодействует с магнием и фтором. Выявлена зависимость действия кремния от гормонального-баланса организма и состояния его минерально! о обмена. При дефиците кремния отмечены нарушения синтеза гликозамино! ликанов. основною вещества хряша и соединительнотканных волокон, что приводит к патоло гическим процессам в хрящевой ткани. Приведенные данные свидетельствуют, что кремний в первую очередь необ ходим для формирования основного вещества кости и хряща, но можег принимав и непосредственное участие в процессе минерализации костной ткани. Физиологи ческая роль кремния при этом связана в основном с синтезом тликозамипогликанов и коллагена. При репаративных процессах в костной ткани отмечено увеличение (ино гда в 50 раз) содержания этою микроэлемента. И напротив, иммобилинтия конечно сти сопровождается снижением содержания кремния в мышцах, сухожилиях и в кост ной ткани (Иваненко А. П., 1971]. Наблюдения на живых организмах были подтвер ждены в опытах с культурами тканей. ч ^ н ктшя кремния в синтезе коллагена связана, по-видимому, со спосооностью данного микроэлемента активировать пролин-2-оксоглутаратдиоксо1снизу (иролишидроксилазу) (К Ф 1.14.11.2). Молекулярные основы патологии при недостатке или избытке кремния Гак как кремний является эссенциальпым микроэлементом, патологические изменения v человека могут быть обусловлены как его недостаточностью, так и из бытком. С медицинской точки зрения, убедительных данных о наличии у человека патологических процессов, вызванных дефицитом кремния, пока нет. В литературе имеются отдельные сообщения, о пониженном содержании этою микроэлемента при ряде патологических состояний. Более того, добавление к пище соединений кремния нередко оказывает благотворное влияние на течение этих патологических процессов. Фактором риска развития кремнийдефицитных состояний может являться длительное несбалансированное в отношении этого жизненно важного микроиемепта паренieралыюе питание больных. Считается, что одним из простых признаков недо статочности кремния в организме может служить п о в ы ш е н н а я ломкость ногтей и ут рата ими нормальной флюоресценции в ультрафиолетовом свете. Наиболее известной и изученной патологией, связанной с избыточным, по ступлением в организм кремния, уиликоз. Этот термин впервые был предло жен в 1870 1. Visconti. Широкое распространение имеет тоКсико-химическая теория развития силикоза, согласно которой развитие силикоза о б ъ я с н я е т с я действием сво бодной или связанной двуокиси кремния. При этом считалось, что друше пыли, не содержащие кремнезема, не оказывают выраженного.фиброгенного действия. 6 С амая крупная (5.0-7.0 мкм) кварцсодержащая пыль обычно приводит к раз™ " ШеВ0Г° 0Р°ихита. Частицы кварца диаметром 0.5-2.0 мкм обладают наиболее выраженным цитотоксическим эффектом и приводят к формированию узелковых форм силикоза. Попадание в легкие высокодисперсных (0.2—0.3 мкм) кварцевых частиц сопровождается развитием диффузных склеротических изменений. 4 Кремнезем представляет собой решетку из кремнекислородных тетраэдров . где каждый атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода, а каждый атом кислорода принадлежит одновременно двум атомам кремния. В биологических средах каждая кварцевая пылевая частица несет на своей поверхности ОН-группы. в результате чею она обладает физико-химическими свойствами, позволяющими отне сти кремнезем к полиэлектролитам. С наличием ОН-групп на поверхности кремнезе ма связывается фиброгенность кварцевой пыли. Пусковым механизмом развития силикотических изменений, как в легких, так и в других органах и тканях являются фагоцитоз частиц кремнезема макрофагами, гиоель последних и активация фибробластов. Без такой последовательной смены про цесса фагоцитоза, гиоели и распада макрофагов пыль, даже кварцевая, фиброгенным действием не обладает. Эпидемиологические исследования и биогеохимическая оценка окружаю щей среды свидетельствуют о том. что кремний играет определенную роль в процессе атеросклероза. J. Loeper и соавт. (1979) показали, что в аорте содержится наиболее высокая концентрация этого микроэлемента. Кремний, введенный per os или внутри венно. тормозит развитие у кроликов экспериментального атеросклероза. Показано, что содержание кремния в интиме аорты возрастает со степенью как первичного, так и вторичного атеросклероза. Отмечена положительная корреляция между содержани ем кремния и дерматансульфатом — одним из компонентов гликозаминогликанов. Предполагается, что кремний может защищать интиму аорты человека от ее ин фильтрации липидами за счет уменьшения проницаемости соединительной ткани и межклеточного цемента. Имеются сообщения, о нарушении обмена кремния при развитии злокачест венных опухолей. Установлено высокое содержание этого микроэлемента в опухоле вой ткани. В некоторых географических регионах с высокой заболеваемостью раком пищевода почвы богаты кремнием. В исследованиях А. А. Жаворонкова и соавт. (1991 г.) эзофагобиопсий при изучении патологии пищевода жителей Гурьевской об ласти Казахстана выявлено в его слизистой оболочке наличие диатомовых водорослей (Диатомовые водоросли, и т диатомеи, представляют собой одноклеточные микроскопические организмы, их размеры колеблются в широких пределах (о т 4 0 до 1000.0 мкм и более). Клетка диатомеи состоит из протопласта, окруженного панцирем, inu кремнечемной оболочкой. Пан цирь состоит ич аморфного кремнезема. Стенки панциря пронизаны мельчайшими отверстия ми. которые обеспечивают обмен веществ между' протопластом клетки и окружающей сре дой.). Последние попадают в пищевод с питьевой водой. МЕДЬ 29 llb j Cuf,3^46 3d 4s К L M N Содержание e органах и тканях В организме взрослою человека половина от обпито содержания мели нрнVO'1ится на мышпы и кости а 10 % ..я -ппч.и neneimJB частности. iiCMeiiu. uon.cep.nu. 0 .(Ш Ш К В :0 .0 5 2 « Л )5 : нсшесгва мелiT'cooiвегегвенно. Небольшие ко л и чества ^ о и с м с н - а^ я “ легких, кишечнике, селезенке, коже и седерижггах - волосах. licc opi а,’ы..Л ... Т ки Ш стсй ы содеТшаГн^ольи^Ге количеств меди. Н крсжи^сро.п'им и /■ ; 100 мкг меди, ипичем в эритроцитах и лейкоцитах - 6и мкк Значик.1 » ^ плазмы крови на\0 1И1хя в исг^оТпазм!?не - важнейшем медьсодержащем ос. Е л сунероксиддисмутаза эригроиигов и леикчм= . Важно что концентрация меди в печени, мышцах и дрч и* |К‘*НЯЛ J 1 . и'ниыч в несколько раз выше, чем в соответствующих тканях взрослых. Мель и.киа имеет материнское происхождение, во время б ^ м е н н ^ Д ^ с ^ увеличивается, а выведение снижается. 1олько к 6-1_ месяцев . р с у детей достигает уровня взрослого. Суточный баланс Си для человека ')лечсит, единица измерения Медь, мг Выделение с II осту гыение с Пищей и .жидкостями Воздухом Мочой Калом Потом Волосами и ногтями 3.5 0,02 0.05 3.4 0.04-0.4 0.003 же л' iotiH'i^Kiji!!e4"il^M^^^^e ^Тре'н^Гшастся в нерастЕЮ|)и^^^ ^ 1Ч1.К1 Т £ £ Х н < * ш > J L a » р » ф 6»ру^ д а « » » ” • 4, и о к о к П б % стенками жедллочио-кишечиого тракта. Смочои ВЫЛс- л %' : >v всосавшейся меди. Незначительное количество -now элемента выделяйся с Основные процессы всасывания меди происходят в желудке и тонкой кишке, слизи стая оболочка которой содержит металлотионеин, образующий комплексные соеди нения с медью. Процессы усвоения и обмена меди связаны с содержанием в пище других макро-. микроэлементов и органических соединений. Существует физиологический антагонизм между медью, с одной стороны, и молибденом и сульфатной серой - с другой. Нормальным соотношением меди и молибдена следует считать 10 : 1 при 0,10,2 % сульфатов в сухой пище. Друг ими элементами, влияющими на усвоение и об мен меди у животных и человека, являются марганец, цинк, свинец, стронций, кад мий, серебро и другие. Существует ряд соединений, вызывающих дефицит меди у животных. К их числу относятся сульфиды, карбонаты, соединения железа. Карбонат кальция в орга низме животных понижает кислотность среды в верхних отделах пищеварительного тракта, ограничивая всасывание меди, происходящее главным образом при величине pH ниже 7.0. Усвоение меди зависит и от типа ее соединений в пише. Доступность меди из пищеварительного тракта определяется в первую оче редь характером лигандов, которые связывают этот элемент. В качестве последних мо(ут фигурировать щавелевая и фумаровая (но не лимонная) кислоты, комплексы которых с медью всасываются на 20 % быстрее, чем сульфат меди, а также комплексы этою элемента с аминокислотами, особенно с лейцином. Комплексы с синтетически ми пептидами усваиваются в обратной зависимости от степени полимеризации. Фи тиновая кислота и ее соли образуют очень прочные комплексы с медью и понижают всасывание этого элемента. Другими природными соединениями, снижающими ус воение меди, являются растительные пигменты, особенно хлорофилл, комплексы ко торых с медью малодоступны для животных при величине pH выше 3,2. Из органических компонентов важное значение для отложения меди в ор ганизме имеет содержание в пище белка. Транспорт Пройдя через эпителий слизистой оболочки желудка и тонкой кишки или введенная внутривенно, медь связывается белком транскупреином и альбумином в отношении 2 : 1 соответственно и в меньшей степени аминокислотами, преимущест венно гистидином. Из плазмы крови человека в количестве около 200 нг/мл выделен •также связанный с медью (или железом) трипептид - глицилгистидиллизин. ассоции рованный с альбуминовой и а-глобулиновой фракцией. Этот трипептид образует тройной комплекс с медью и альбумином и обеспечивает поступление меди (и желе за) внутрь клеток в нетоксичной и доступной для них форме. У плода функцию транспорта меди вместо альбумина выполняет а-фетопротеин, имеющий близкую к альбумину первичную структуру. Значительную роль в обмене меди играют основные структурные элементы печени - гепатоциты. Поступающая в них через систему воротной вены медь свяэыва-/ ется первоначально металлотионеином. Синтез металлотионеина регулируется со/ держанием цинка и меди в печени на уровне транскрипции мРНК. Тионеин выполня ет функции детоксикации меди и ее внутриклеточного транспорта. Медь, первоначально связанная металлотионеином. в дальнейшем включа ется в церулоплазмин, другие медьсодержащие ферменты и компоненты желчи. Це рулоплазмин наряду со своими функциями оксидазы выполняет также роль транс портного белка переносящего медь уже на тканевые ферменты и, в перву ю очередь, на цитохромоксидазу. 9 8 ЭЛ Ш 1 организме человека ежедневно около 0.5 мг моли иключасгся ь состав ,1еру!.ош.азмина и выделяется с желчью и виде i рул, канализируемо, о сосдинения почти не подвергающегося обратному всасыванию. ^ У человека и всех изученных видов животных, преооладаюшая часть not уп ^ п е й в «р'анизм мели, выАелясся с калом. Большая часть по,-о микротлеменгх присутствующая в кале, >то не всосавшаяся медь пищи и меньшая час,ь )iu o iсип. Г и вь те тонная е желчью и через стенки желудочно-кишечного трак! а. В ы ш и н е меди с мочой, весьма ограничено. У человека оно составляй в норме '>0-60 мкг в емки. По при болезни Вильсона-Коновалова количество мел . выделяемой с мочой, можег достигать ЬОО мкг в сутки. , . Физиологическая роль Меть участвует в биохимических процессах, прежде всею, как neoibc. . мая ччеть этектпонпереносящих белков, осуществляющих реакции окисления орын мая ь, ^ «о те ку тярным кислородом. 'Этой ролью она обязана своим осооым оксидаза млекопитающих имеющая го Як? протеин плазмы крови - единственная полипеитидной цепью с установтенной пЛ ? ” Ц ”СТ’ ЭГОТ ФеРмент образован одной остатков), имеет молеку тярнмо Maecv 1И П т ™ 0*1СТРУКТУР0Й <,<М6 аминокислотных ных типов и четыре цепочки садеРжиг 6 а™ о в меди трех различсиаловой кислоты. Церулоплазмин - i.vnf’ п? стРоенных из остатков гексозамина и активностью ферроксидазы а м и н о к т и п я ™ Ф ункционалышй белок, обладающий вуюший в гомеостазе мети и играющий nont-4np JH4H° супеР °? с‘1ДЛИСМ>тазы. участ и е процессах, заШиШаЛ , п Молекулярные основы патологии при недостатке или избытке меди ипатке вотных в *1927 г. М° ЛИ *ГИ,,0КУпреоз) был впервые обнаружен у лабораторных жи- питании и фи^отоги^ско^анемии* fi,° BeKa возмо* на ПРИ полном парентеральном соединительной ° ПИСаЛ рСДКИЙ П0Р0К Р ™ * ЦИЯ росга ?утмип!я и'1етЧа1КИ' ан-0малии формирования грудной клетки, диспропор- й п ^ а о а вТ и р о зи 'тзс - двуядерпый. .Ряд белков содержит чегыре и более ионов мели входя ти х в состав центров обоих типов, для них характерна необычно и,т.нсивнаяюлубая окраска. ^ х гймов°К1?и тен си вн о голубая, обнаруживаемая ЗП Р (ОПР - г.екгронныйj,apa^ Г й Д Г Й ^ п е г о ^ а я . обнашиваемая ЭП Р. и 3) неголуоая. не оонаруживаемая^)11Р (таблица иИШ‘ медным центром „ з и р у ю т евшую реак- r !£’H-.NR2 + О - + Н-.0-» R 'C H O Таблица 1. т + HNR" + О т , шиооко распространены в природе. Из-за того, что аминиксидазы жиO.V.IIMV ноипимакУГ участие в катаболизме и инактивации многих фшио.кничсски .............. Ф->№ ивны\ аминовЕ1исгамин. ирешынн. тара»™ . . ниякуклоро-и. Нарушения метаболизма при недостаточности меди I -: ' L > 1* I I И I I иц^nini-- —- с^, и|11П рецнсй мемйрачы минш чариП -■ имеет niuik'VKi к 140000 и состоит и:* 7 субъединиц. NiO.ieKy.ki ни го .Т.Г.Г49Ш ‘ * ^ & P A f£ H T A &?>■Ахромотрихия Нарушение синтеза меланина Тирозиназа Нар\шения формирования Нарушение образования попе сердечно-еоеудистой систе- речных сшивок коллагеновых и Аминоксидаза соединительной ткани (лизилоксидаза) мы, скелета, коллагена и эластических волокон элаегина Поражение ЦНС 1шилjjjaniJf ИПЛП1Я*)иа М kiiiATiiJi 1 ИСЛиНm З Цитохром-с-оксидаза Поражение I \) 1C Нарушение синтеза катехола Дофамин-р-гидроксилаза минов установче^о wo cMM'innu 1 7 * ™ “ П0Сле леРв0Г0 клинического описания было как у'эти, бо Z u J и « Г ^ Марфана °™ °си тся к медьдефицитным заболеваниям, так у пи ^больн«х имеется конституциональная недостаточность лизилоксидазы. nenn i и нпа наиоолее известных форм патологии медного обмена - гепатоцепппгп! ЛИСТР °Ф ИЯ или иначе болезнь Вильсона-Коновалова, представ 1яет собой KD\ iimn tT ,«K)IUCC легенеративное наследственное заболевание ЦМС, сочетающееся с LJ Г Циррозом печени. При этой болезни особенно типичны экстоапиоа милные симптомы в виде мышечной ригидности. разнообразны ГгиТркиЗГ^ .... тройства психических функций, отложение по периферии роговицы медьсодержаще го 'зеленоватого пигмент а '(роговичные кольца Кайзера-Флсйшера). -частые проявле ния геморрагического диатеза, атония капилляров и застой кровотока. остеопороз. ломкость костей. Патология печени выявляется примерно у 1/3 больных, главным образом с помощью функциональных проб. В крови, обычно, понижена концентрация белка и резко уменьшено содержание .церулоплазмина. Крупный успех в лечении одного из тяжелейших наследственных неуклонно прогрессирующих микроэлемент озов, которым является болезнь ВильсонаКоновалова. имеет принципиальное значение. Наилучшие результаты дает длительное применение L-пеницилламина. Оно может вести к полному исчезновению клиниче ских симптомов. Значительный эффект даюг тиоловые препараты, связывающие медь и выводящие ее из организма. Эго показывает* что именно м^едь hi рает i лавную наюгенегическу ю роль в возникновении основных симптомов заболевания. Недостаточность меди вызывает анемию у всех исследованных видов жи вотных. однако, конкрегпая роль мели в процессах гемопоэза остается неясной. М едьдеф ицитная анемия у человека отмечена при продолжительном полном паренте ральном питании и вскар м ли ван и и детей молочными смесями, бедными мелью. При ем препаратов меди приводит к полной нормализации всех отмеченных нарушении. Медь обладает выраженным противовоспалительным свойством, смягчает проявление аутоиммунных заболеваний, таких, например, как ревматоидный артрит. Дефицит меди отражается и на липидном составе плазмы крови. Он выража ется повышенным содержанием холестерина, триглицеридов и фосфолипидов. Токсические повреждения организма медью и ее соединениями нредыавляют собой существенный вопрос профессиональной патологии Дисбатанс меди и друг"х ^поэ'лементов и макроэлементов широко, изучаете» в физиологии и патологии се 1ьеко\озяйственных животных, имеет большое практическое и ио танаклы кк т а •кип ел* проблемы рационального питания. Разные формы дисбаланса мели и др>гих микроэлементов имеют свои аналоги в клинической медицине. ЖЕЛЕЗО 26F e 55,847 3 d 64s2 К It L п п Ни М и Nи н N N п t t t t Содержание в органах и тканях Железо в организме взрослого человека содержится в количестве ~4.2 г. в том числе в эритроцитах 2.4 г. Было показано, что 20-25 % железа являются резерв ными. 5-10 % содержаться в миоглобине. около 1 % входит в состав дыхательных ферментов. Железо входит в состав более 70 ферментов и распространено во всех тканях организма. Суточный баланс Fe для человека , Элемент, единица измерения Нол Пищей 1/ .жидкостями Воздухом Мочой Калом Железо, мг М Ж 16.0 12,0 0,03 0,03 0,25 0,20 15.0 Г ii,o Поступление с Выделение с Потом Волосами 0,5 0.5 0,013 0.015 Поступление Гомеостаз железа обеспечивается в основном регуляцией его всасывания, так как способность организма к выделению этого элемента ограничена. Существует выраженная обратная зависимость между обеспеченностью железом и его всасывани ем в пищеварительном тракте. Всасывание железа зависит от: I) возраста, обеспечен ности организма железом, состояния здоровья; 2) состояния желудочно-кишечного тракта: 3) количества и химических форм поступающего железа "и 4) количества и форм прочих компонентов рациона. Всасыванию негемового железа предшествует, распад его координационных соединений, а гемовое железо всасывается в составе порфиринового макроцикла. Для всасывания железа-необходима нормальная секре ция желудочного сока (нормальное значение pH). Прием соляной кислоты способст вует усвоению железа при ахлоргидрии. 12 Физиологическая роль Аскорбиновая кислота, восстанавливающая железо и образующая с ним хелагные комплексы, повышает доступность этого элемента, так же как и другие орга нические кислоты. Другим.компонентом-рациона, улучшающим всасывание железа, является наличие в пищевом рационе животных белков, за счет образования легко усвояемых к о м п л е к с о в железа с аминокислотами и в первую очередь со свободным или п еп ти д н о связан н ы м цистеином. Улучшают всасывание железа простые утлсводы - лактоза, фруктоза, сорбит, а также такие аминокислоты, как гистидин, лизин и у п о м я н у ты й выше цисгеин, которые ооразуют с железом тридентагные хс.ш гы. Транспорт Транспорт и депонирование железа осуществляется группой оелков - сидерофилинов. '>го негемовые гдикопротеииы с молекулярной массой около 75000-77000 и содержанием углеводов около 6-8 % . К ним относится трансфсррин из плазмы кро ви позвоночных, лактоферрин молока и кональбумин (овотрансферрин) из крови и яиц нтин. Сидерофнлины различаются по физическим, химическим и нммчнодогическим свойствам, но все имеют но два участка связывания |рсхвалентп010 железа. Наиболее изученным представителем этой i-руппы является трансфсррин. относящий ся к В-глоб\линам. У человека известно 15 генетических вариантов грансферрина. из которых чаще других встречаются варианты А. В и С. Главная фу нкция грансферрина - это транспорт всосавшегося железа в его депо (печень, селезенка), в регикулошп ы и их предшественники в костном мозге. Трансферрин способен связывай, и ионы дру гих металлов (Zn. СЧ». Са и др.). Трансферрии связывается специфическими рецепто рами на мембранах ретикулоцитов. отдает клетке железо и возвращается в циркуля цию в виде лишенной железа формы (апотрансферрина). Из общего количества трансфсррина в организме человека только 25-40 % содержит железо. Оошая жслезосвязы ванм иая способность плазмы крови, определяемая содержанием и ней трансферрина. составляет у здорового человека 44.7-71.6 мкмоль/л. Другая важная роль сидерофилинов - это ограничение доступности ж е леи для бактерий и оп ухо л евы х тканей, поэтому они представляют собой самостоятель н о систему естественного иммунитета. Другой презегавтель - лактоферрин. присутствует r молоке и оо.тыпинст ве прчтйх секретов, является главным белковым компонентом специфических гранул полиморфно-ядерных нейтрофилов. Лактоферрин способен связывать изоыток железа в пищеварительном тракте. ^ В же IV ючном соке обнаружен железосвязываюший оелок. который получил название «1аст роферрин». 1-то содержание снижается при дефиците железа и увеличиваетея при его нормальном и повышенном поступлении с пишеи. Существуем . ипотеза. что этот б е л о к принимает участие в регуляции всасывания железа, однако она недостаточно подкрепляется фактами. Элиминация , Жетезо вы юляется из организма преимущественно путем слушивания щитем я с жзистой оболочки, а также с желчью. Оно теряется (в значительно меньших кошчествах) с волосами, иопями. мочой и потом. Общее количество выделяемою таким образом железа составляет у здорового мужчины 0.6-1 мг в сутки, а > женшин ренро лчктшшого возраста немногим более 1.5 мг. Такое же количество лелсм >сваивается из съедаемой нищи, что составляет 5-10 % от его' оошею содержания в рационс. порт э те к ^ ттй 1 ш ™ аВС биомолек>л выполняет несколько важных функций: трансс топо а Ь н Г ,п п Г ° Ромь|-,железосеРопРотеиды); транспорт и депонирование ки слорода (миоглооин. гемоглооин. эритрокруорин. гемэритрин. хлорокпуопин)- фопп !Т тг1Т 4 < |К7 гВИЫХ Центров окислительно-восстановительных ферментов (оксидазы. гидролсилазы. суперокеиддисмутаза и др.). ne.in.-a ч ',!И™ ХР0МЫ “ 7Г0 , емопРотеиды. выполняющие функцию электронного пейг.» 4 лыхания и Фотосинтеза, основанную на обратимом окислении dluMu ЖСлСЗ<1. Железосеропротеиды - важная фуппа электронпереносящих белков. Они содержат негемовое железо, связанное четырьмя лигандами с серой, образующими кластер с тетраэдрическои или искаженной тетраэдрической геометрией Сера класте ра принадлежит как цистеиновым остаткам полнпептидной цепи, так и неорганиче ский «лабильной» сере (исключая руоредоксин). Железосеропротеиды подразделяют в зависимости от числа атомов железа в кластере. В эту группу входят сукцннатдегидроюназа. дегидрогеназа электронпереносящего флавопротеща.’ NADHдегидрогеназа и другие ферменты. Важнейшим кислородпереносящим белком позвоночных является гемогдоин. характеристику которого можно найти в учебниках физиологии и биохимии, толь же хорошо изучен и миоглобин, ооеспечивающий депонирование кислорода и его перенос на дыхательные ферменты. К оксидоредуктазам, содержащим гемовое железо, относятся обширные се мейства пероксидаз и каталаз. Пероксидазы катализируют окислительные реакции, в которых в качестве окислителя участвуют перекись водорода или замещенные пере киси. Из многочисленных представителей этой группы ферментов у млекопитающих наиоолее хорошо изу чены лактопероксидаза, тиреопероксидаза и миелопероксидаза. 1иреопероксидаза прочно связана с мембранами эндоплазматической сети фоллику лярных эндокриноцитов щитовидной железы и принимает участие в биосин тезе йодткрснинов. Миелопероксидаза — гемопротеид, выдеденый из лейкоцитов. Основной функцией фермента является его участие в процессах фагоцитоза и лизиса микроор ганизмов. 1 Молекулярные основы патологии при недостатке или избытке железа I Jo данным ВОЗ. частота гипосидероза в различных популяциях колеблется 01 -0 до 95 % . В Индии и в некоторых частях Африки более 50 % населения .страдают анемиями и от 10 до 40 % материнской смертности во время беременности и родов связано с анемиями, более половины детей на планете страдает анемиями, большая часть которых относится к жслезодефицитным. Эти патологические состояния и заболевания встречаются не только в разви вающихся странах, не менее 18 млн жителей СШ А страдают гипосидерозом. В это число вошли только больные, обратившиеся за медицинской помощью. Гипосидероз распространен среди лиц молодого возраста, причем в группе 14-16-летних он чаше регистрируется у девочек. Более высокая частота гипосидероза у девушек отчетливо заметна у же в возрасте от 17 до 20 лет и резко преобладает у женщин от 30 до 39 лет. По мнению 1. Bemat (1983). при железодефиците страдает весь организм, а гипохромная анемия - это поздняя стадия болезни. Отдельные признаки гипосидедоза неспецифичны и выражаются в легкой утомляемости, головных болях, повышенной возоудимоети или. напротив, депрессии. 15 В настоящее время общепринято, чю диагтюз же дезодефицитных состояний .надо ставить до развития полной картины заболевания, то есть до возникновения гииохромной анемии. К современным методам диагностики гипосидсроза о тноси гея определение концентрации железа и трансферрина в сыворотке крови, а также про цента насыщения транеферрина. К чтой триаде надо добавить измерение концентра ции ферритина в сыворотке крови, которое является ранним и надежным диагности ческим тестом, в достаточной степени отражающим запасы железа в организме. До полнительным диагностическим'тестом для распознавания гипосидероза считается 'определение концентрации свободного эритроцитарногс иротопорфирина. Избыточное содержание железа в организме носит название «гиперсидероз». Он может иметь местный и генерализованный характер. , Экзогенный гиперсидероз (или просто -- сидероз) нередко наблюдается у шахтеров, участвующих в разработке красных железных руд, и у электросварщиков. Сидероз шахтеров может выражаться в массивных отложениях железа в ткани легких. Местный сидероз встречается при внедрении в ткани железных осколков. В частно сти. выделен сидероз глазного яблока с отложением гидрата окиси железа в цилиар ном теле, эпителии передней камеры, хрусталике, сетчатке и в зрительном нерве. Эндогенный сидероз чаще всею имеет гемоглобиновое происхождение и возникает в результате разрушения этого пигмента крови в организме. Гемосидсрин представляет собой агрегат гидроокиси железа, соединенного с белками, гликозаминогликаиами и липидами. Очаговое отложение гемосидерина. как правило, наблюда ется на месте кровоизлияний. Особой формой наследственных отложений гемосидерина. имеющего про исхождение из ферритина в результате изменения клеточного обмена, является гемохроматоз. При этом заболевании особенно большие отложения железа наблюдаются в печени, поджелудочной железе, почках, в клетках системы мононукдеарных фагоци тов, а также в слизистых железах трахеи, в Щитовидной железе, эпителии языка и мышцах. Наиболее известен первичный, или идионатический. гемохроматоз - наслед ственное заболевание, для которого характерны нарушение обмена железосодержа щих пигментов, повышенное всасывание в кишечнике железа и накопление ею в тка нях и органах с разви тием в них выраженных изменений. Заболевают преи.мхщестиенно мужчины с явлениями гипогонадизма и при симптомах феминизации. К ранним симптомам относится увеличение печени, к которому присоединяются сахарный диа бет {за счет фиброза поджелудочной железы) и прогрессирующее поюмисние кожи (бронзовый диабет). Редкая форма гииерсидероза - это синдром Гуднасчера. который представ ляет собой заболевание аутоиммунной природы. Антигеном, очевидно, являются бел ки базальных мембран легочных и гломерулярных капилляров. В клинической карти не отмечаются кровохарканье, гематурия и анемия. В легких наблюдаются от ложения гемосидерина. Болеют преимущественно лица старше 16 лет, но возможно развит ие заболевания у подрост ков и деюй. цинк 30^П б5Д8 3 d l 04 s2 Ш1 — в органах и тканях 1.5-2.3 I. Он обнаружен^всеТорганаГи^тканяхТдаакоегЧеЛОВеКа солержится всего железа и сперматозоиды человека, а также гипоАиТп^ а- и р-клетки островков Лангерганса) и печень. Элемент, единица измерения Цинк. VII ТЭ аинком "Рвасгагелыия Луд0Ч1'ая же-1еза (особенно Суточный баланс 2п для человека Поступление с Выделение с Нищей и жидкостями Воздухом Мочой Калом Потом 13,0 <0.1 0,5 11,0 0.78 Волосами и ногтями 0.03 Поступление вание. к ч ^ о е " , ^ ии(1ка "мясгея его всасыметаллотионеина вьфабетываемого очевилно Г с почках и печени. По мнению С. W. Evans и Е С iohnsoп П 9 Я 0 \™ Л™ КС кишечника' креатическое происхождение; у груадых леи* * Х ТГ° ое;,ок имеет пан‘ простагландин Н2. содержащийся'в матепинг*™ рбции цинка принимает у частие ем. На абсорбцию цинка из кишечника ботмгтр *ШЛ0Ке' но 0ТС>Тству ю т ий в коровьфигатов. а также содержание других элементов ^ 1ИС 11ИЩейЫХ кальция, ^оторыми он вступает в конкурентные *взаим ?отаош еЕЬ МСЛИ " кишке. Всасы вание^нк^череТисч^чм н™ ^' всасыва,-"гся в основном в тоукой »«».> ! оро" “ ш лт т 16 17 паесивньш (нсотк^лован^ньш )^ СР(1рЯЖ0„а ^-за Транспорт w Jlr r e s r » : г,™; я г •—— 1=««•=*.■> меньшей степени супероксигдисмупзы Н^™компоне,|т карооангидразы и в видимому, с NiCM6pa .ofi чн а ™ в Р° С количесгво ««««a связано, по ло 0.3 % цинка, которы й в отличие П п и Г . Г ™ СТРУКТУРЫ' Лейкоциты содержат плазменными запасами и не оеагитет ия 1^ , рН0Г0 цинка не обменивается с его портным белком плазмы ро^и Т е р Г н о с я ^ М ° СН08НЫМ ТРанс' являсчея альбумин Созеожание п и н Л Т Д Т метаболически активного цинка. тратой МК^ П1^ * и = ~ & т а £ £ г № ^ = = ST * « « S = = = H ,-Bopa NaC . ык в r ssr ss всасывания цинка коррелирует с содержанием? альбум'имя01-^ Г° '*Н° из>'!":1,а' Степонь вень циркулирующего ^ ^ -м и н а^ ож ст и м ^ "с трансферрина. Уровсаеывания цинка. Альбумину принад1ежит в а ж н а ^ ^ к u п° Значсние в г|Роцсссах S 5 = iS ? усРваивается л0 85 % or общего количоспи ^ ч ж , . n\ Г ^ чп о й пиши - всего 10-30 % . На всасывание цинка влияю.. ооъем a&=Op0" 't x „ ш » о с » т « м > Ф ш т ■ »«» • — » ' t:r " Г Г ” ,," i - s s пг ;^ кг “ *“ —i»»- ■*•*-*>»--о Элиминация а в 1981 г П К. Бачман выделила специфический ц и н к х м зы в а ю ш и и о, н>к ! ки , , суточном^°с“ ^Ц цинка . « ш , и М о % ,30«.500Р « г , - С J J S тя тН К г“ Т * ™ ” РИ СГ ™ к«ией стадией усвоения цинка является его взаимодейавне с в..утри- кле,очными лигандами штерошпа. На т а т ,1ш111и"* посгупаег в мочу в основном из ультрафильтрата плазмы кпови В дииальных почечных канальцах он обычно на 95 0/к птп^пга^т/'о г» " ^ коми: ickc ы с низ 'о.^ггоф и'шо/югич^ий антагонизм мели и .шика Р^-иры-ет. ся отчасти на 'р о в н е ме1ал.ютионеина. Синтез данного белка „ , и у , ш р > ^ ; ^ «и ^ S S S s ^ E иИ" ’СШШЙ “ ка через базолагеральнуо мембра* предсакляе, .юBH-UIV'OMV. активный процесс, требующий присутствия кислорода и s^ P dl ’с ^ Он имгибирчегся методическими ядами и может зависаь ,акж_ о. ю спп.м ои меiаллосвянлнаютич участков на плазменном а.л,очмин. 18 " инка- "Ричем его количество отражает содержание это!о э .емента и пЯ Ж элемента удаляется также с волосом и Деление цинка в волосах является важным д и а г н о ^ Г ''° концентрации y r o r o 'Z 19 Физиологическая роль ^ Первые данные о механизмах, лежащих в основе биологической акт ивносги цинка, были получены D. Keilin и I. Mann (1940). показавшими, что цинк входит в состав карбоангидразы эритроцитов. В нас гоя идее время цинк найден более чем в 200 метаиоферментах. участвующих в самых различных мегаболических процессах, включая синтез и распад углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот. В связи с тем.^что цинк имеет заполненную d-подободочку (d,Cf-)лек«рошш конфигурация), он не обладает переменной валентностью.*! в окисленном гиде всегда двухвалентен. -'Координационное число цинка обычно равняется четырем, что позволяет ему образовывать связи с четырьмя лигандами. Подобные комплексы цинка имеют тетраэдрическое строение и отличаются стерически от квадратных планарных ком плексов двухвалентной меди. Известны и октаэдрические комплексы цинка, в кото рых участвует 6 л и г а н д о в . Ионный радиус цинка меньше, чем у двухвалентной меди (0.074 и 0.092 нм соответственно). По этой причине ион цинка несет более концентри рованный заряд, чем ион двухвалентной меди, и обладает большим сродством к элек тронам.-Химическая стабильность цинка лежит, видимо, в основе ею широкого \ча с т я в самых различных биологических процессах, таких как гидролиз, реакции пере носа. присоединения к двойным связям и даже окисления-восстановления. Однако цинк в редоксеиетемах. например в алкогольде! идрогеназе. выступает не как пере носчик электронов, а как сильная льюисовская кислота, оттягивающая на себя элек тронные пары. В связи с заполненностью d-оболочки у двухвалентного цинка отсут ствуют хромоформные свойства в видимой области и другие спектральные харак теристики таких переходных металлов, как железо, медь, марганец и кобальт. Э т о й особенностью объясняется отчасти относительно позднее обнаружение его значения для биологических процессов. Цинк в металлоферментах присутствует в активном центре и непосредст венно участвует в каталитическом процессе. Но он может выполнять в ферментах и иную функцию, например, участвовать в стабилизации их третичной стру ктуры, как в сь-амидазе Bacillus subtilis. или выполнять регуляторную-роль, как в аспартаткарбамидгранеферазе. Цинк и одном ферменте может функционировать одновременно и в двух процессах - катализе и поддержании структуры, как. например, в алкогольдегидрогеназе из лошадиной печени, или катализе и рефляции активности, как в аминопеитидазе из бычьего хрусталика. Эритроциты содержат высокую концентрацию карбонагдегидратазы (К Ф 4.2.1.1). катализирующую реакцию: С0 2+ Н20 <->н2с о 3 Этот фермент обнаружен и во многих других тканях. В его отсутствие ско рость удаления С 0 2 из организма недостаточна для поддержания жизни. Все карбонатдегидратазы из эритроцитов млекопитающих, включая человека, содержа! по од ному атому цинка на молекулу фермента. Столько же металла присутствует if в моле кулах карбоксииептидаз А и В. выделяемых с соком поджелудочной железы в двена дцатиперстную кишку и осуществляющих деградацию полинентидных цепей с кар боксильною конца. Содержание карбоангидразы исследовано при многих-болезнях человека. Цинку принадлежит важная роль в синтезе бе : нуклеинов.ых кислот. Он присутствует во всех 20 изученных в настоящее время \.>«лео'гидилтра!гсферазах. а его открытие в обратных транскриптазах впервые позволило установить тесную взаи мосвязь с процессами канцерогенеза. Цинк необходим для стабилизации структуры ДНК. РН К и рибосом и. входя в состав аминоацил-тРНК-синтетаз и факюра элопга- 20 нии белковой цепи у млекопитающих ( 1Т Ч ), играет важную роль ь процессе трансля ции и незаменим, таким образом, на многих ключевых этапах экспрессии iena. В-пой связи становится понят ной задержка роста и развития у человека и лабораторных животных при алиментарной или наследственной недостаточности цинка. Молекулярные основы патологии при недостатке Win избытке цинка 'Токсичность пинка невелика, при введении его в избытке он не кумулирует ся, а выводится. Однако в литературе имеются отдельные сообщения о токсическом влиянии цинка. В противоположность )тому большое значение для клинической медицины имеют цинкдефицитные состояния организма. V' человека классификация цинкдефнцитных состояний разработана Д. Л. Жаворонковым (1983). Наиболее удобно подраз делять цинкдефицитные состояния человека в соответствие с различными возрастны ми периодами. Так.'по данным ряда авторов, цинклефицитная патология разных пе риодов индивидуального развития представлена следующим образом . Лшпснатачьпый першяУ У 13-18 % беременных с дефицитом цинка отмеча ется наличие пороков у плода и новорожденных: гидроцефалия., микро- и аиофтальмия. растепление неба, искривление.позвоночника, образование грыж, пороки сердца и др. (подтверждено экспериментально). Посптатсиьный период. Эндогенный дефицит цинка при врожденных и ге нетических заболеваниях: Ь иперопатический акродермагит ; аутосомно*рецессивное заболевание, сопровождающееся нарушением .сиптеза'белка -. лиганда для связывания, всасывания и транспорта металла: 2) клинические формы серповид но-клеточной анемии, сопровождающиеся хроническим гемолизом и цинкурией вследствие нарушения клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции. Экзогенный дефицит цинка. К нему относятся: I) алиментарная недостаточ ность: а) симптомокомплекс тяжелой железодефицитной анемии с гонатосплсномегалиеи. карликовостью, половым недоразвитием, нарушением нормальною оволосения, атрофией яичек и предстательной железы - болезнь Прасата: б) синдром иднопатической гиногевзии и гипосмии с дизосмией: в) у беременных • прямая корреляция меж ду снижением концентрации цинка в сыворотке крови и частотой слаооети родовой деятельности, атонических кровотечений, преждевременных родов и .врожденными уродствами новорожденных: 2) при заболеваниях: а) жедудочио-кищечжч'о^тракта (иоеттастрэктомическом синдроме, хронических энтеритах, колитах, болезни Крона и др.) - дерматит, гипогевзия с гипосмией: б) печени (алкогольный цирроз и др.) - дер матит. I иногевзия с дизгевзией и гипосмия с дизосмией. Уже эмбрион и плод в критические периоды своего развития чувствительны к недостатку цинка в организме матери. Возникающие при этом цинкдефицитные состояния сопровождаются рождением незрелого плода, а также формированием раз ного рода аномалий. Концентрация же этого микроэлемента в тканях зрелого новоро жденного идент ичны таковым у взрослого орг анизма. В постнагальном периоде цинкдефицитные состояния могут быть обуслов лены эндогенными, экзогенными и ятрогенными причинами. В первом случае они сопровождают некоторые врожденные и генетические заболевания. Во втором они возникают при первичном алиментарном недостатке этого микроэлемента а также при мпо!И\ хронических заболеваниях органов пищеварения. Ятрогепный дефицит цинка развивается при несбалансированном в отношении микроэлементов иа^ентера!ьном питании, а также при длительном лечении цитостатиками. Dпеницилламипом. L-гисти типом. СЕЛЕН J4S e78<96 4р4 Содержание в органах и тканях С. Г. Casey и соант. (1982) представили концентрации селена в различных тканях и органах в зависимости от возраст. Гак. у эмбрионов уровень-селена в пече ни равен 1.26 мг/i су хой массы, у детей в возрасте 4-5 месяцев в печени и почках со держится 0.58 и 2.07 соответственно. У лиц в возрасте от 15 ло 74 лет концентрация селена сос’*авляет в печени, ночках, мышцах, сердце и легких 0.37-0.72: 0.64-6.17: 0,11-0.43 и 0.57-0.8 мкг/г массы coothcicibchho. Г Суточный баланс Se для человека j 150,0 Поступление 1 жидкостями Выделение с А!очои / 1-носам U 50,0 _20_.0_._j__ 80.0___ ____0.3___ 1 Поступление с Пищейи Воздухом h----------------------------------- )лемеит, единица измерения Селен., мкг 1^ Алиментарная недостаточность данного микроэлемента у детей приводит к симптомокомндексу. впервые описанному в 1961 г. A. S. Prasad и соавт. Успешное лечение этих больных сульфатом цинка подтвердило ведущую роль недостаточности цинка в этиологии данного синдрома. Дефицит пинка у взрослых сопровождается развитием синдромов, связан ных с поражением кожных покровов (типа так называемого энтероиатического акродерматита) и с нарушением вкуса и обоняния.' Установлено, что целый ряд кожных заболеваний у человека и животных связан с недостаточностью цинка и поддаются лечению соединениями этого микро элемента. Цинку принадлежит важная роль в развитии скелета. Цинк играет в а ж н у ю роль в процессе заживлении ран. Ьыдо также отмечено, что в волосах больных с обширными ожогами содержится пониженное количество цинка. Разработав количественный метод оценки скорости лечения ран. авторы пока зали, что она прямо коррелировала с уровнем цинка в волосах. Известно большое количество работ о роли цинка в процессах воспроизведе ния потомства. При дефиците цинка наступает угнетение сперматогенеза и развит ия первичных и вторичных лодезых признаков у самцов, всех этапов половог о цикла у самок - от течки до родов, 'i также лактации. Мри этом чу вствительность к дефициту цинка у самцов выше, чем у самок, а у молодых животных значительно выше чем у взрослых. Недостаточность цинка влечет* за собой замедленное развитие семенников, их придатков, предстательной железы и гипофиза, а также атрофию снсрматогснного эпителия семенников. Задержка развития семенников является характерным призна ком недостаточности цинка у коз, телят, овец и человека. Важной особенностью цинка является его влияние на выработку поведенче ских рефлексов. Как показали D. Caldwell и D. Oberleas (1970). у потомства'самок крыс, испытывавших умеренную недостаточность цинка, значительно медленнее вы рабатываются условные рефлексы, чем у потомства матерей, получавших с пищей нормальное количество этою микроэлемента. При дефиците этого микроэлемента в последней трети беременности уменьшаются объем мозга и общее число нервных клеток, изменяется ядерно-иитоплазматичеекое соотношение, что указывает на у гне тение клеточного деления в период формирования крупных нейронов. Недостаточность цинка у человека может быть вызвана приемом гистидина, используемым При лечении ожирения. Гистидин высвобождает цинк из его со чи нения с альбумином, и он выделяется с мочой в виде цинк-гистидинового комплекса. На фоне дефицита цинка вначале ухудшается и теряется аппетит, а затем снижаются и извращаются обоняние и вкус. Механизм действия цинка на вкусовой анализатор объясняется наличием его з специальном белке - |устине. вырабатываемом в около ушных слюнных железах. Молекулярная масса его равняется 37000. В одной молеку ле имеются два атома цинка и 8 % остатков гистидина. Показано, что этот белок спе цифически связывается с мембранами вкусовых сосочков, регулируя скорость их рос та и поступление в них питательных веществ [Henkin R. 1..-1977). Всасывание селена'может осуществляться через пищеваршельный факт, кожу и легкие. Усвоение растворимых форм селена в пищеварительном гракте проис ходит на 80-100 % . В част нос! и. С. О. Thomson и соавт. (1972. 1973) ь жеперимешах на крысах с введением изотопа 75Sc показали, что 91-93 % этого микроэлемента вса сываются в желудочно-кишечном трапе. В то же время у 3 мужчин-добровольцев всасывание составляло только 70. 64 и 44 % соответственно. У взрослых людей вса сывает ся от 76 до 100 % ввеленного per os селена в виде 'Se-мст ионина. * Наиболее интенсивно всасывание селена происходит в лвеначцатинерстной и в несколько меньшей степени - в тощей и подвздошной кишках. В.желудке экл микроэлемент практически не у сваивается. Из почек селен усваивается на 87 % . л из мышц рыбы - всего на 64 % . Транспорт Транспорт и депонирование селена осуществляются, по-видимому, особыми белками, содержащими селеноцистеин, и названными соответственно селенопротеином Р из плазмы крови и селепопротеином Р, из почек и печени. Селенопротеин Р найден у крыс и макак резусов. Он имеет молекулярную массу 85000. синтезируется в печени и переносит селен в семенники, селезенку и прочие ткани, в которых найден еще ряд белков, содержащих селен. Взаимоотношение между у казанными соедине ниями селена представлены на схеме I . С Схема хема I. С интез и фу нкции селеноцистеинсодержащего белка Р [Motsenbockcr М. А а а!.. 1984] Печень ► Глутатионпероксидаза юнопротемн Р 7\ Семенники Селезенка Прочие ткани 3 03 Кровь Сел Селенопротеин Р плазмы крови С одержание селенонопротеина Р в плазме зависит от уровня селена. !всту пающего н организм. При высоких дозах селена в тканях отклепывается не идентифи цированное соединение этого микроэлемента, не извлекаемое вместе с белками. Селен облачает большим сходством с серой. Их атомы имеют близкую кон фигурацию наружных электронных оболочек, почти одинаковые размеры и схс шые энергию связи, ионизационные потенциалы и сродство к электронам. В то же ■^емя в живых системах эти два элемента ведут себя зачастую совершенно по-разному. В частности, в организме животных соединения селена" подвергаются обычно восста новлению. а серы - окислению. Селеноводород является более сильной кислотой, чем сероводород, и диссоциирован в большей степени, чем последний. ')ю относится и к сгепени диссоциации селено- и сульфгидрильных групп. В живой природе найдены различные соединения селена, являющиеся р ав ным образом производными селеносодержащих аминокислот и продуктами метили рования селена. Элиминация После введения радиоактивного селена значительная его часть связывайся с белками плазмы. При этом оказалось, что эритроцитам в данном процессе принадле жит важнейшая роль, так как 75Se в виде селенита чрезвычайно быстро (в пределах нескольких секунд) проникаст через их мембраны [МсМиггау С. П.. Davidson W.. 1974). Уже через 1-2 мин в эритроцитах концентрируются 50-70 % всею селена крови. Затем в течение 15-20 мин почти весь селен выходит из эритроцитов, связываясь сна чала с альбуминами, а затем и с глобулинами плазмы крови. Важно подчеркнуть, что в отсутствие эритроцитов белки плазмы крови человека мало связывают этот микро элемент и 97.0-99.5 % 7>Se диализутотся. Физиологическая роль Глутатионпероксидаза - первый селеносодержащий фермент, найденный в организме млекопитающих. Он предохраняет клетки от токсического действия перекисных радикалов. / Фермент не обладает с трогой специфичностью по отношению к перекисям и нуждается в качестве кофактора в глутатионе. который в ходе ферментативной реак ции подвергается окислению: 1Ш + ■2GSH ~> Н20 + GSSG ROOM + 2 G S 1 1 R O H + П2С + GSSG В этой реакции электрон, однако, переносится на перекись не с восстанов ленного глутатиона, а с селенола. который при iroM переходит в селенистую кислоту, а зат ем последняя рег енериру ется в селенол восстановленным глутат ионом. Взаимосвязь между" селеном и витамином Е объясняется их воздействием на разные этапы образования органических перекисей. Токоферолы служат антиокси дантами по отношению к ненасыщенным липидам плазматической мембраны, предо храняя их от разрушения свободными радикалами, образующимися иод действием ферментов и различных окислительных агентов и индуцирующими авгокаталитическуто цепную реакцию окисления ненасыщенных жирных кислот. Токоферолы инги бируют эти процессы, перехватывая, вероятно, образующиеся .радикалы. Селеносодержащая глутатионпероксидаза разрушает как перекись водорода, так и перекиси липидов, тогда как субстратом не содержащей селен гдутатионпероксидазы. (синоним: глутатиои-Я-трансфераза В ) и каталазы является только перекись водорода. При перекисном окислении липидов возникает малоновый диальдегид. который выступает в качестве сшивающего агента, образуя шиффовы основания с аминогруппами белка. В результате появляются белково-липидные комплексы, отно симые к липофусцинам. В опытах in vitro установлено, что селен может замещать' кислотнолабильную серу в иутидаредоксиис. адренодоксине и ферродоксине. сохраняющих при Э10М свою биологическую активность. В этой связи А. Т, Diplock и .1. A. Lucy в 1973 г. предложена гипотеза согласно которой одной из биохимически активных форм селена может являться селенид, находящийся в активном центре еще не иден тифицированных негемовых железонротеидов. Было установлено, что кислотнолабильный селен связан главным образом с мембранами митохондрий и агранулярной эндондазматической сети. Селену принадлежит специфическая, зависящая от витами на IС. роль в эндоилазмат ическом ретикулуме. где этот элемент входит в состав негемового жслезосеропротеида X. Он функционирует в качестве переносчика электронов между флавоиротеидом и цитохромом Р-450. NADFH-зависимой цепи !:ереноса элек тронов микросомной фракции печени. H:Se способен вступать в реакцию с металлами, образуя нерастворимые комплексы.' понижающие биологическую доступность селена и металла. Это взаимо действие лежит в основе снижения токсичности металлов повышенными дозами се лена. Образованием биологически недоступных соединений селена с металлами объ ясняется способность серебра, кадмия и др. вызывать у животных вторичную недос- таточиость селена и блокировать синтез глутатионпероксидазы при рационах, содержащих адекватное количество селена. Детоксикациопное действие селена но 01 ношению к металлам при их большом избытке может быть связано со способно стью этого микроэлемента восстанавливать дисульфидные связи в белках в SHгрунны. которые затем «улавливают» тяжелые металлы. I!редполатается. что селен вовлекается в целый ряд анаболических процес сов в форме IbSe. например, при синтезе глутатионперокеилазы. при перфузии пече ни селенитом. Аналогичным путем происходит, по-видимому, синтез и других функ циональных и нефункциональных ссленопротеидов. Молекулярные основы патологии при недостатке или избытке селена Наиболее известным проявлением, недостаточност и селена у живот ных являстся алиментарная мышечная дистрофия (беломышечная болезнь), причиняющая значительный экономический ущерб животноводству в различных странах; В последние годы дефицит селена рассматривают как возможный этиологи ческий фактор при некоторых сердечно-сосудистых-заболеваниях. Еще в 1935 г. у людей была впервые выявлена болезнь Кешана. Однако систематическое изучение этого заболевания было проведено в 60-х годах только в Китае, где оно носит эндеми ческий характер и предотвращается введением селенита натрия. Болезнь Кешана представляет собой эндемическую фатальную миокардионаТию. для которой харак терны аритмии, увеличение размеров сердца, фокальные некрозы миокарда, за кото рыми следует сердечная недостаточность. Наиболее типично это заболевание дл* детей обоих полов и беременных женшин. Это заболевание имеет бис* еохимичсскую природу и встречается только в определенных ареалах 40 провинций, простирающих ся от северо-востока до юго-запада Китая, который можно определить как селеноде фицитный пояс. Экспериментальные исследования С. В. Hong и С. К. Chow (1988) привлекли внимание к еще одной форме седенодефицита, протекающег о на фоне недостаточно сти витамина IL - эозинофильному энтериту (Э Э ) человека, домашних и лабораторных животных. Иго впервые описали A. L. Ureles и соавт. в 1961 г. под названием «идиопатическая юзинофильная инфильтрация». Э Э и эозинофилия. вероятно, возникают в результате избыточною образования продуктов окисления. Ссденодефицит' может вызвать у крыс также некроз мышц, тубулярный нефроз, очаговые некрозы печени и гемолиз эритроцитов, которые излечиваются препаратами еелеча и ви!амина F. По следний проявляет антиокислительное действие с помощью механизмов, инактиви рующих свободные радикалы, в то время как селен, входящий в состш; глутатиоипероксидазы. катализирует восстановление токсичных перекисей водорода. У всех изученных видов животных дефицит селена вызывает нарушение ре продуктивной функции. Улучшение воспроизводительной функции у очен и крупного рогатого скота при совместной даче селена и витамина F. отмечено в ряде селенодефицигных биогеохимических провинций Шотландии и Калифорнии. Следует отметить, что токсический эффект селена к настоящему времени хорошо изучен на животных в ареалах с избытком селена, в то время как в литературе имеются лишь немногочисленные данные об отравлении селеном человека. Наиболее типичными симптомами селенового токсикоза являются пораже ния ногтей и волос. Кроме того, наблюдаются желтушность. шелушение эпидермиса, повреждения эмали зубов, артриты, анемия, нервные расстройства. В биогео' имических селеновых провинциях у людей встречаются хронические дерматит ы, постоянная ус та л о с ть и потеря аппети та, депрессия, гастроэнтериты, дегенерация печени и у ве.ти- 26 чение размеров селезенки. Избыток селена в среде неблагоприятно влияет на про цессы оссификании и на состояние зубов. При высоком содержании этого микроэле мента в питьевой воде у людей нарушается формирование эмали.-снижается поступ ление кальция без изменения усвоения фтора. Существуют немногочисленные данные о тератогенном действии селена. Этот микроэлемент в органической или неорганической форме относительно легко проникает через плаценту в плод. Селен в концентрации 3 мкг/г вызывает уменьше ние числа особей в помете третьего поколения у мышей и крыс. При эксперименталь ном повышении уровня этого микроэлемента в организме матери отмечаются дефек ты развт ия эмбрионов у кур. крыс, свиней, овен и кошек. В селеновых ареалах поро ки развития отмечены также у цыплят и ягнят. Полученные А. А. Жаворонковым (1988) данные однозначно свидетельствчют о непосредственном повреждающем влиянии селена на опухолевые клет ки человека, причем не только на пролиферирующие клетки, но и на интерфазные опухолевые клетки. Необходимо отметить, что уменьшение частоты спонтанных и химически индуцированных опухолей у лабораторных животных при введении селена, а также закономерное снижение его уровня в организме онкологических больных еще раз свидетельствуют- о его принципиальной зиачимбсти в качестве важного компонента сбалансированного питания. Из крови йод проникает в различные органы и ткани, а также частично де понируется в липидах. Он в значительных количествах накапливается в почках, и слюнных железах, которые осуществляют ею выделение из организма. Главными путями выделения йода являются почки. Повышенные концентрации этого микро элемента найдены также в яичниках, гипофите, желчи и слюнных железах. В мышцах концентрация йода в 1000 раз ниже, чем в щитовидной железе. Щитовидная-железа взрослых 'млекопитающих, в том числе и человека.-со держит в норме 15.8-39.4 ммоль/кг йода (на сухое вещество). Иод присутствует в щи товидной железе-в виде МГГ (монойодтирозин). ГИТ (дийодтирозин). Т4(тироксин). 1? (трийодтиронии), полипептидов, содержащих '1\. .тироглобулина и. вероятно, еще ряда других йодсодержащих соединений, в том числе гистидина. иод 53т т 5 *1 2 6 ,9 0 4 5 5 р К L П ж i-ный баланс I для человека ^ W М Хтемент, елини па измерения Иод. мкг M н н ни п п н п\п\и ° fn Выделение с Мочой Калом Потом Волосами 170,0 20.0 6.0 2.3 1 Поступление Н|Н|Н N Поступление с Пищей и Воздухом жидкостями 200,0 0,5-35.0 № и п \ п п\ и tt t Содержание в органах и тканях Йод - истинный б иомикроэ.темент. По данным Л. К. Сзаросельцевой ( 1978). в организме взрослог о человека он содержится в количестве 20-30 мг. в том чиете и в щитовидной железе - около 10 мг. Орган - концентратор йода щитовидная же теза микроскопически ее паренхима состоит из трех видов клеток (А. В и С), из которых только А- и В-тироциты обладают выраженным свойством специфически захватывать неорганические соединения йода из протекающей через железу крови и синтезировать органические соединения йода - тироксин (Т4) и трийодгир'опи!. ( 1:). оГчадаюшие гормональной активностью. С-клетки щитовидной железы, выделяющие гормон кальцитонин. неорганического йода не захватывают. Поступление йода в шитовтную железу регистрируется уже в антенатальном периоде, в частности \ человека на 10-и неделе эмбрионального развития. В *Р°® И здорового человека содержится 0.67±0.28 мкмоль/л йода: из этого количества .о /о находятся в плазме крови, главным образом в виде органических единении иода При гипертиреозе содержание йода в крови может возражать ю 7.88 мкмоль/л. -tv (уточная потребность человека в йоде составляет 50-60 мкг. что многими исследователями признается недостаточным, так как оптимальная деятельность щи товидной железы и жизнедеятельность всего организма требуют значительно боль ших количеств йода, не менее 300 мкг. И пищей воде йод присутствует в виде йодидов, которые всасываются на прот яжении всего пищеварительного тракта. Йодиды, поступившие'через рот. быст ро и почти полностью всасываются и лишь незначительная ич часть выделяется' с калом. Иодированные аминокислоты, включая йодтиронины. также хорошо усваиваются, хотя и с меньшей скоростью и полнотой, чем йодиды. Некоторая часть связанного ими йода может быт ь обнаружена в кале, в составе органических метаболитов, а ос тальное количество распадается в пищеварительном тракте с образованием йодидов. Прочие соединения йода, прежде чем всосаться, также восстанавливаются до йоди дов. Транспорт Тироглобулин - основной компонент коллоида фолликулов - является гдикопро теином с молекулярной массой 660000. состоящим из четырех идентичных субьсдиниц. содержит 0.5-1.0 % йода и 8-10 % углеводов. Ои представляет собой за писную форму тирсоидных-гормонов и содержит обычно 90 % от общего количества Йода, прису ктвуюш ею в щитовидной железе. R крови йод также присутству ет в неорганической и органической формах, ('одержание йодидов в плазме крови в норме колеблется в пределах 6.3-47.3 нмоль/л. Орпшические соединения представлены преимущественно Т.,. отсутствующим в эритроцитах. Т., обычно связан с белками плазмы крови и только очень незначитель ная сю часть (менее 0.5 % ) находится в свободном виде. Около 10 % органическою Йода плазмы представлено Т3 и D1T. Тироглобулин встречается в плазме только при патологических состояниях, тогда как йодтирозины появляются ь периферической крови при стимуляции щитовидной железы тиреотропным гормоном (ТТГ) или при I иперI иреозе. Йод. связанный с белками плазмы крови, обозначается как PB I (от англ. Protein bound I) или экстрагируемый бутанолом йод (BF.1), и его содержание хорошо коррелирует с функциональной активностью щитовидной железы, в связи с чем его определение используется в диагностических целях. У взрослых лиц содержание PBI колеблется в пределах 0.32-0.64 мкмоль/л. Тироксин связывается в крови тремя различными белками. Fro специфиче ским переносчиком является гликопротеин с молекулярной массой 55000. состоящий 29 28 из чешрех идентичных суоъединиц и имеющий один участок связывания гормона. Он мигрирует при электрофорезе между « г и а 2-глобу линами и носит название «интер-и-гдобулин» иди «тироксинсвязывающий глобулин» (TBG ). При повышенных концентрациях тироксина и pH 8,6 он частично связывается преа.тьоумином, который способен переносить в 4 раза больше йода, чем TBG. Небольшие количества тирокси на могут связываться также альбумином. Сродство Т3 к TBG почти в 10 раз ниже, чем у I 4, чго благоприятствует поступлению Г3 в гкани и определяет период его нод\вы ведения. составляющий около 2 суток против 6-7 суток у Т4 Концентрация свобод ных 13 и Г4 в плазме крови составляет 6 и 20 нг/д соответственно. В норме 85-90 % йода плазмы крови приходят ся на долю и т олько 4-5 % - на \\. Элиминация Иол выделяется из организма главным образом с мочой. Содержание т о ю микроэлемента в моче хорошо коррелирует с его концентрацией в крови и посту пле нием л I в щитовидную железу. Выделение йода происходит также с молоком, потом и катом. В тропических странах при низком уровне йода в среде его потери с потом мо»ут привест и к существенному снижению содержания этого микроэлемента в орга низме. В норме уровень йода в моче подростков составляет более 0,051 мкмоль на 1 ммоль креатинина детей 5-10-детнего возраста - 0,034 мкмоль и взрослых - 0.077 мкмоль. Содержание йода в суточном количестве мочи менее 0.31 мкмоль м о ж н о рассматривать как* показатель недостаточности этого микроэлемента при условии нормальной функции почек. Йодид-ионы, подобно хлорид-ионам, легко проникают через клеточные мембраны, поэтому общий неорганический пул йода в организме включает как йоди ды, присутствующие во Ьнеклеточном пространстве и эритроцитах, так и в концен трирующих иод железах —щитовидной, слюнных и слизистой оболочке желудка. Восполнение метаболического пула йодидов в организме происходит непре рывно как за счет экзогенных источников - пищи и воды, так и эндогенных - секре ции щитовидной железы, слюны, желудочного сока и, наконец, всасывания продуктов распада тиреоидных гормонов. Йодиды непрерывно покидают свой метаболический пул в резу льтате дея тельности щитовидной и слюнных .желез, почек и желез слизистой желудка конку ри рующих между собой за доступные количества этих ионов. В обмене йода принимают участие три метаболических пула: неорганический йод плазмы крови, йод щитовиднои железы и пул гормонального йода, присутствующего в плазме крови в клетках дру гих тканей. Физиологическая роль Щитовидная железа человека должна улавливать около 60 мкг йода j а чтобы обеспечить адекватное снабжение организма тиреоидными гормонами. rv рективпоеть работы железы, масса которой составляет 15-25 г (0.28 % от обще»' массы тела), обеспечивается гу стой сетью кровеносных сосудов и совершенством механизма улавливания йода («йодного насоса»). Последний в условиях физиологической нормы функционирует при разности концентраций йода между внеклеточной жидкостью и цитоплазмой, равной 1 : 100. а при токсическом зобе или при йодной недостаточности -даже более чем I : 400. Йодный насос является активным транспортным механиз мом. сопряженным с Na\ К'-АТФазой. подавляется оубаином и находится год регу ляторным воздействием Г ГГ. Крупные неортнические ионы могут играт ь роль кон курентных ингибиторов транспорт а йода. К их числу относятся ионы галоидов, такие как астат (At ) или Вг . «псевдогатоидные» ионы - тиоцианат (SCN) и селеноцианид. 30 (SeCN). а также ионы негалоидной природы - нитрат, перхлорат, псррснат (ReO;) и пертехнетат (Т с()4). В клиническом отношении наиболее важен тиоцианат - зооогспное в е щ е с т в о (гойтероген). образующийся из цианидов, высвобождающихся при гид ролизе цианосодержащих гдикозидов ниши. Для диагностических целей (сканирова ние щитовидной железы) имеет определенное значение также пертехнетат в виде °'),г‘ Гс04. чему благоприятст ву ет его короткий период полураспада (6 ч). отсутствие [}излу чения и у-радиации. f Иодиды после выхода из эпителиальной клетки фолликула в его внутреннее пространство, занятое коллоидом, окисляются тироидперокеидазой до «активного), йода, п р и о б р е т а я способность реагировать с остат ками тирозина-полипептидной цепи тиро! лобудина с образованием Ml 1 и D11. «Активный» йод представляет собой либо молекулярный йод (1). либо свя занный с исроксидазой ион йодиния (И-Г), возможно, в виде судьфофенилйодида ()■-• S1). либо связанный с ферментом свободный радикат. Процесс включения йода в состав молекулы тирозина значительно менее эффективен, чем улавливание йода эпителиальной клеткой, и блокируется большим числом редуцирующих агентов, включая лекарственные препараты, например нропилт иоу рацил и карбимазол. а также гойтероген ным и веществами типа винидоксазолиди на. . . '* Йодированный тироглобулин и тиреоидные гормоны подвергаются реаосорбции эпителиальными клетками фолликулов, где происходя! их протеолиз и час тичная деградация. Большая часть тиреоидных гормонов при этом сохраняется и секретируется в кровеносное русло. Тиреоидные гормоны проявляют свое действие в перву ю очередь на уровне генетическою аппарата клеток-мишеней. Здесь происходит связывание Т3. специфи ческим ядерным рецептором с молекулярной массой 48000-70000. относящимся к кислым негистоновым белкам. Рецептор обладает высоким сродством к Т,. но ограниченной емкостью. Комплекс Гг рецсптор вступает во взаимодействие с компонен тами хроматина, иницииру я процесс транскрипции определенных генов с последую щим синтезом белков и ферментов. Действие тиреоидных гормонов не ограничивается только ядерным аппара том. В клетке имеются другие специфические рецепторы Т> отличающиеся^от ядерных. Они найдены в цитоплазматической мембране, мембране митохондрий и цито плазме. Митохондриальный рецептор участвует в регуляции процессов энергетиче ского обмена, кадоригенного действия гормонов. Показано, что Т;, активирует натрие вый насос, отдельные этапы процесса трансляции (связывание амйноацил-тРПК с рибосомами, о б р а з о в а н и е пептидной связи, транслокацию). Глце одним интересным Г>ио IOIическим действием тиреоидных гормонов является их способность индуциро ван. синтез спец иф ического белка, вызывающего неопластическую трансформацию клеток, подвергнутых воздействию рентгеновского излучения. Рецепторы на плазма тической мембране, у частву ют в транспорте гормонов внутрь клетки или в сооытиях. связанных с мембранными белками. Молекулярные основы патологии при недостатке или избытке йода Наиболее частым микроэдементозом человека и млекопитающих является йодная недостаточность 0 ипойодоз). который, как правило, проявляется в эндемиче ском увеличении щитовидной железы и эндемическом зобе. Величина них измене нии варьирует в значительных пределах. Недостаточное поступление йода в организм В.1СЧО! за собой гипофункцию щитовидной железы, проявляющуюся замедлением Из крови иол проникает в различные органы и ткани, а также частично де понируется в липидах. Он в значительных количествах накапливается в ночках и слюнных железах, которые осуществляют ею выделение из организма. Главными путями выделения йода являются ночки. Повышенные концентрации этого микро элемента найдены также в яичниках, гипофизе, желчи и слюнных железах. В мышцах концентрация йода в 1000 раз ниже, чем в шитовидной железе. Щитовидная железа взрослых млекопитающих, в том числе и человека, со держи! в норме 15.8-39.4 ммоль/кг йода (на сухое вещество). Йод присутствует в щи товидной железе в виде МГГ (монойодтирозин), DIT (дийоджрозин). Т4(тироксин). Г? (rpjfiHvn иронии), полипстидов, содержащих Т4. тироглобулина и. вероятно, еще ряда дру гих йодсодержащих соединений, в том числе гистидина. иод 12 6 ,9 0 4 5 5р5 К L til jl ± T :уточный баланс 1для человека Хтемент, елннина намерения Иод. МКГ п \n\u\ м и [н и н N Поступление е Пищей и Bo'idyXtfM жидкостями 0,5-35.0 200,0 Выделение с Мочой Калом Потом Волосами 170,0 20.0 6.0 2.3 1 Поступление V Щ N M и W и и и ) ----- / <— О п\и и н 1 1 Содержание в органах и тканях Йод - истинный биомикроэлемент. По данным Л. К. Старосельцевой (1978) в opiаиизме взрослого человека он содержится в количестве 20-3() мг в том чисто и в щитовидной желе* - около 10 мг. Орган - концентратор йода щитовидная жетеза микроскопически ее паренхима состоит из трех видов клеток (А. В и С), из которых только Л- и В-тироииты обладают выраженным свойством специфически захватывать Heopi эпические соединения йода из протекающей через железу крови и синтезировать opi эпические соединения йода - тироксин (Т4) и трийодтироння (!,}. облачающие гормональной активностью. С-клетки щитовидной железы, вылетающие гормон кальцитонин. неорганического йода не захватывают. Поступление йода в щитовид ную железу регистрируется уже в антенатальном периоде, в частности у человека на 10-и неделе эмбрионального развития. В крови здорового человека содержится 0.67+0.28 мкмоль/л йота- из этого количества .Ъ /о находятся в плазме крови, главным образом в вите органических ПРИ гипертиреозе содержание йода в крови может во-jpaмать до (уточная потребность человека в йоде составляет 50-60 мкг. что многими исследователями признается недостаточным, так как оптимальная деятетьность щи товидном железы и жизнедеятельность всего организма требуют значитетьно бо тших количеств иода, не менее 300 мкг. В пище и воде йод присутствует в виде йодидов, которые всасываются на протяжении, всего пищеварительного тракта. Йодиды, поступившие'через рот. быстро и почти полностью всасываются и лишь незначительная и\ часть выделяется''с калом. Йодированные аминокислоты, включая йодтиронины. также хорошо усваиваются, хотя и с меньшей скоростью и полнотой, чем йодиды. Некоторая часть связанного ими йода может быть обнаружена в кале, в составе органических метаболитов, а ос тальное количество распадается в пищеварительном тракте с образованием йодидов. Прочие соединения йода, прежде чем всосаться, также восстанавливаются до йоди дов. ■ Транспорт .'Гироглобулин - основной компонент коллоида фолликулов * является гли копротеином с молекулярной массой 660000. состоящим из четырех идентичных субъединиц, содержит 0.5-1.0 % йода и 8-10 % углеводов. Ом представляет собой за пасную форму тирсоиднмх гормонов и содержи т обычно 90 % oi общею количества йода, ирису гствуюшею в щитовидной железе. В крови йод также присутствует в неорганической и органической формах. Содержание йодидов в плазме крови в норме колеблется в пределах 6.3-47.3 нмоль/л. Органические соединения представлены преимущественно Т.*. отсутствующим в эритроцитах. Г* обычно связан с белками плазмы крови и только очень незначитель ная его часть (менее 0.5 % ) находится в свободном виде. Около 10 % органическою йода плазмы представлено Т3 и DIT. Тироглобудин встречается в плазме только при патологических состояниях, тогда как йодтирозины появляются в периферической крови при стимуляции щитовидной железы тиреотропным гормоном (ТТГ) или при гипертиреозе. Йод..связанный с белками плазмы крови, обозначается как PBI (от англ. Protein bound 1) или экстрагируемый бутанолом йод (ВН1), и его содержание хорошо коррелирует с функциопадьной активностью щитовидной железы, в связи с чем ею определение используется в диагностических целях. У взрослых лиц содержание РВ! колеблется в пределах 0.32-0.64 мкмоль/л. Тироксин связывается в крови тремя различными белками. Гю специфиче ским переносчиком является гликопротеин с молекулярной массой 55000. состоящий 29 28 Hi чегырех идентичных субъединиц и имеющий один участок связывания гормона. Он мигрирует при электрофорезе между « г и сх2-глобулинам и и носит название «интер-и-глобулин» иди «тироксинсвязывающий глобулин» (TBG ). При повышенных концентрациях тироксина и pH 8,6 он частично связывается преальоу мином, который спосооен переносить в 4 раза больше йода, чем TBG. Небольшие количества тирокси на могут связываться также альбумином. Сродство Т3 к TBG почти в 10 раз ниже, чем у Г4, что благонриятсгвуег поступлению Г3 о ткани и определяет период его иол\ вы ведения. составляющий около 2 суток против 6-7 суток у Т4 Концентрация свобод ных' Т3 и Т4 в плазме крови составляет 6 и 20 нг/л соответственно. В норме 85-90 % йода плазмы крови приходятся на долю Г4 и только 4-5 % - на Г*. Элиминация Иод выделяется из организма главным образом с мочой. Содержание этою микроэлемента в моче хорошо коррелирует с его концентрацией в крови и поступле нием '' I в шитовидную железу. Выделение йода происходит также с молоком, потом и калом. В фонических сгранах при низком уровне йода в среде его потери с потом могут привести к существенному снижению содержания этого микроэлемента в орга низме. В норме уровень йода в моче подростков составляет более 0.051 мкмоль на 1 ммоль креатинина. дегей 5-10-легнего возраста - 0,034 мкмоль и взрослых - 0.077 мкмоль. Содержание йода в суточном количестве мочи менее 0.31 мкмоль можно рассматривать как* показатель недостаточности этого микроэлемента при .условии нормальной функции почек. Йодид-ионы, подобно хлорид-ионам, легко проникают через клеточные мемораны, поэтому общий неорганический пул йода в организме включает как йоди ды. присутствующие во Внеклеточном пространстве и эритроцитах, так и в концен трирующих йод железах - щитовидной, слюнных и слизистой оболочке желудка. Восполнение метаболического пула йодидов в организме происходит непре рывно как за счет экзогенных источников - пищи и воды, так и эндогенных - секре ции щитовидной железы, слюны, желудочного сока и, наконец, всасывания продуктов распада т иреоидных гормонов. Йодиды непрерывно покидают свой метаболический пул в резу лы are дея тель! iocth щитовидной и слюнных желез, почек и желез слизистой желу дка конку ри рующих между собой за доступные количества этих ионов. В обмене йода принимают участие три метаболических пула: неорганический йод плазмы крови, йод щитовид ном железы и пул гормонального йода присутствующего в плазме крови у в клетках других тканей. Физиологическая роль Щитовидная железа человека должна улавливать около 60 мкт йода л су чтобы обеспечить адекватное снабжение организма тирсоидными гормонами. г>* рективность работы железы, масса которой составляет 15-25 г (0.28 % от обще1 ' массы тела), обеспечивается густой сетью кровеносных сосудов и совершенством механизма у лавливания йода {«йодного насоса»). Последний в условиях физиологической нормы функционирует при разности концентраций йода между внеклеточной жидкостью и цитоплазмой, равной 1 : 100. а при токсическом зобе или при йодной недостаточности -даже более чем I : 400. Йодный насос является активным транспортным механиз мом. сопряженным с Ма\ К'-АТФазой. подавляется оубаином и находится год регу ляторным воздействием Г ГГ. Крупные неорганические ионы могут играт ь роль кон курентных ингибиторов транспорта-йода.’К их числу относятся ионы галоидов, такие как астат (At ) или Вг . «псевдогалоидные» ионы - тиоцианат (SCN ) и селенопианид. 30 (SeCN). а также ионы негалоидной природы - нитрат, перхлорат, перрснат (ReO,) и п е р те х н е т а т ( Т е 0 4). В клиническом отношении наиболее важен тиоцианат - зобоген ное вещество (гойтероген).:образующийся из цианидов, высвобождающихся при гид ролите цианосодержа тих гдикозидов пиши. Для диагностических целей (сканирова ние щитовидной железы) имеет определенное .значение также пертехнетат в виде oomj c0 4 чему благоприятст ву ет его короткий период полураспада (6 ч). отсутст вие ризлучения и у-радиации. ? Иодиды после выхода из'эпителиальной клетки фолликула в его внутреннее пространство, з а н ят о е коллоидом, окисляются тироидперокеидазой до «активного* йода, приобретая способность реагировать с остатками тирозина полипептидной цепи тиро! лобулина с образованием МП и D ll’. «Активный» йод представляет собой либо молекулярный йол (1). либо свя занный с иероксидазой ион йодиния (И-Т). возможно, в виде судьфофенилйодида (LS1). либо связанный с ферментом свободный радикат. Процесс включения йода в состав молекулы тирозина значительно менее эффективен, чем улавливание йода эпителиальной клеткой, и блокируется большим числом редуцирующих агентов, включая лекарственные препараты, например пропилтиоурацил и карбимазол. а также гойтерогенными веществами типа винилоксазолидина.' ‘ ' Йодированный тироглобулин и тиреоидные гормоны подвергаются реаосорбции эпителиальными клетками фолликулов, где происходя! их протеолиз и час тичная деграчация. Большая часть тиреоидных гормонов при этом сохраняется и секрет ируется в кровеносное русло. Тиреоидные гормоны проявляют свое действие в первую очередь на уровне генетическою аппарата клеток-мишеней. Здесь происходит связывание Т3. специфи ческим ядерным рецептором с молекулярной массой 48000-70000, относящимся к кислым негистоновым белкам. Рецептор облачает высоким сродством к IV но огра ниченной емкостью. Комплекс Гг рецсптор вступает во взаимодействие с компонен тами хроматина, иницииру я процесс транскрипции определенных генов с последуro ll щм синтезом белков и ферментов. Действие тиреоидных гормонов не ограничивается только ядерным аппара том.'В клетке имеются другие специфические рецепторы Т> отличающиеся от ядерных. Они найдены в цитоплазматической мембране, мембране митохондрий и цито плазме. Митохондриальный рецептор участвует в регуляции процессов энергетиче скою обмена, калоригенного действия гормонов. Показано, что 1 активирует натрие вый насос, отдельные этапы процесса трансляции (связывание аминоацил-тРНК с рибосомами, образование пептидной связи, транслокацию). Гше одним интересным биологическим действием тиреоидных гормонов является их способность индуциро ван» синтез специфического белка, вызывающего неопластическую трансформацию клеток, подвергнутых воздействию рентгеновского излучения. Рецепторы на плазма тической мембране, у частву ют в транспорте гормонов'внутрь клетки или в сооытиях. связанных с мембранными белками. Молекулярные основы патологии при недостатке или избытке йода Наиболее частым микроэлементозом человека и млекопитающих является йодная недостаточность (гипойодоз), который, как правило, проявляется в эндемиче ском увеличении щит овидной железы и эндемическом зобе. Величина я их измене ний варьирует в значительных пределах. Недостаточное поступление йода в организм влечо! за собой гипофункцию щитовидной железы, проявляющуюся замедлением обменных и в первую очередь окислительных процессов, снижением основного обме на. температуры тела. Длительный дефицит йода в детском возрасте ведет к кpci инизму. дети резко отстают в умственном и физическом развитии, плохо развиваю! ся мозг и'костная система. У взрослых гипотиреоз приводит к слизистому те к у (микеелеме). компенсаторному разрастанию эпителия щитовидной железы (эндемическому зобу), связанному с секрецией гипофизом повышенных количеств ТТГ. При эффек тивности компенсаторного механизма наличие зоба не'сопровождается нарушением метаболических процессов. Оно наступает только при неспособности железы проду цировать необходимое организму количество гормонов. Гипофункция щитовидной железы может возникнуть и в результате дейст вия зобогениых веществ, которые вызывают нарушение синтеза тиреоидных гормо нов и соответственно повышение продукции ТГГ.приводящее к компенсаторной ги пертрофии шитовидной железы, зависящей от дозы гойтерогена и уровня поступле ния в организм йода. В возникновении эндемического зоба определенное значение могут иметь геохимические факторы. Исследования В. В. Ковальского.показывают, что распро странение эндемического зоба совпадает не -олько с недостатком йода в среде, но и с избытком или дефицитом таких элементов, как кобальт, марганец, кальций и строн ций. Автор считает, что кобальт усиливает один из механизмов, компенсирующих недостаточность йода, а именно синтетическую активность щитовидной жедезы, не влияя на ее массу. . j Щитовидная железа- обладает способностью концентрировать не только йод.! но и ряд других элементов, таких как ртуть, мышьяк, сурьма. В этой связи важно от метить, что зобная эндемия в Горно-Алтайской автономной области наиболее выра жена в пределах ртутной биогеохимической провинции, несмотря на достаточный уровень йода в среде и проводимую противозобную профилактику. Выраженная зоб ная эндемия отмечена также в Южной Фергане, где в среде также содержатся повы шенные количества ртути и сурьмы. Эндемический зоб - это основное местное выражение сложного патоло» ического процесса вызванного эндемическим гипойодозом. который во многих отноше ниях еще не изучен. Хроническое течение заболевания с периодами обострения и возможным усилением гормональной активности зобно-измененной щитовидной же лезы сменяется периодами выраженного гипотиреоза что имеет соответствующее отражение в строении и функции других систем организма. Очень большое клиническое и общепатологическое значение имеет диффуз ный токсический зоб (ЗДТ) (базедова болезнь, болезнь Г рейвса). Эго одно из самых распространенных эндокринных заболеваний (встречается у 0.19 % женщин и 0.03 % мужчин). Первичный дефицит йода при ЗДТ не регистрируется. Этиология заболева ний не установлена. Неблагоприятными факторами являются психические травмы (у 80 % больных), инфекционные заболевания (у 10 % ). В патогенезе этою заболевания значительную роль играют нарушения симпатико-адренатовой системы. Йодный об мен значительно нарушен, что выражается в избыточной проду кции тироксина, трийодтиронина. а также повышением чувсгвительности периферических тканей к дейст вию этих гормонов. Обмен веществ характеризуется ускорением: катаболизма белков, липолиза и окисления жирных кислот, отрицательным азотистым балансом, у силени ем гликогенолиза в печени и мышцах, значительным обезвоживанием организма. НАТРИИ 1'N a22,98977 3s* к и 1 1П м□ [S N U Натрий жизненно важный макроэлемент. Он является одним из основных катионов животных организмов. Как основной катион натрий участвует в поддержа нии кислотно-щелочного равновесия, осмот ического давления как внеклеточных, так и вну гриклегочных жидкостей. Одна молекула натрия осмотически связывает 400 молекул волы, поэтому этот элемент способен задерживать воду в тканях и обуслав ливать тем самым способность биологически важных кол тоидов к набу ханию. Вместе с катнем он принимает участие а возникновении нервно! о импульса. Суточное потребление натрия человеком составляет 3-6 г. что превышает физиологическую потребность Всасывание полученного с пищей натрия начинается п желудке, но преимущественно протекает в тонкой кишке. Натрий сначала поступает в печень, а оттуда по мере необходимости в кровь. В клетках существует, так называемый натриевый насос, или Na*.K!акгивируемая аденозингрифосфатаза (К Ф 3.6.1.3). Это механизм, который эффектив но обеспечивает выведение из клетки ионов Na' и поступление внутрь клетки ионов К ’. Ьлагодаря этому появляется па клеточной мембране градиент концентрации ионов и возникает электрический потенциал. Выводится натрий преимущественно с мочой (в виде солей фосфорной, сер ной и органических (молочной, мочевой) кислот) - с>5 % . "меньшее значение имеет выведение натрия с потом, с калом же выводится незначительное количество этого элемента. Недостаток или избыток натрия в организме может встречаться при рагтнчных клинических состояниях (таблица 2). Суточный баланс Na для человека ] Элемент, единица измерения 1laipufi. 1 Выделение е Поступление с Пищей и жидкостями 4.4 Воздухом Мочой Калом Потом ... 3,3 0,1 0.87 | Волосами ............ | 0,0001 Нарушение обмена натрия______________ Таблица 1. Сочетанная потеря натрия и волы (уменьшение объема внеклеточной жидкости) 1.1. Внепочечные потери 1.1.1. Через желудочно-кишечный тракт {рвога. диарея, промывание желудка, свищи) 1.1.2. Секвестрация отечной жидкости г>брюшную полость (пери тонит. быстронаступающнй рецидив асцита) 1. 1.3. Через кожу (потоотделение, ожчя и) 1.2. 11отери через почки 1.2.1. Болезни почек (хроническая почечная недостаточность и др.) 1.2.2. Избыточный диурез 1.2.3. Осмотический диурез (глюкозурия при сахарном диабте) 1.2.4- Недостаточность минералокортикоилоа (болезнь Аддисона, гипоальдостеропизм) I 2. 1ипонатриемия 2.1. При уменьшении объема внеклеточной жидкости 2.2. При избыточном объеме внеклеточной жидкости и отеке 2.3. При нормальном или умеренном увеличении объема внеклеточной жидкости (кроме отека) 2.3.1. Острая и хроническая почечная недостаточность 2.3.2. Временное нарушение диуреза (боль, медикаментозное лечение, эмоциональное напряжение) 2.3.3. Синдром не&текватной секреции АДГ (антидиуретическою гормона) 2.3.4. Выраженная полидипсия 2.3.5. Эссенциальные 3. Гипернатрисмия 3.1. Вследствии изолированной потери воды 3.1.1.Внепочечные причины 3.1.1.1. Кожа (потери за счет перспирации влаги через кожные покровы - «неощутимые потери») 3.1.1.2. Легкие 3.1.2. Почечные причины 3.1.2.1. Несахарный диабет (центральный, нефрогеиный) 3.1.3. Дисфункция гипоталямуса 3.2. Вследствие сочетанной потери воды и натрия 3.2.1.Внепочечные причины 3.2.1.1. Потоотделение 3.2.2. Почечные причины 3.2.2.1. Осмотический диурез (глюкозурйя. выведение мочевины) 3.3. Вследствии накопления натрия 3.3.1.11рием чрезмерного количества препаратов натрия 3.3.2. Гиперфункция надпочечников (гиперальдостеронизм. синдром Ку шинга) КАЛИИ 19 IV39,098 К U L н и нU м н нн N Калий является основным внутриклеточным катионом. Калий участвует во многих жизненно важных процессах и особую роль играет для функционирования биологических мембран в качестве потенииалобразующс!о иона. Концентрация калия внутри клеток в 40 раз выше, чем во внеклеточной жидкое'*и. Суточная потребность в калии составляет 2-3 г для взрослого человека, а для ребенка 16-30 мг/кг веса. В растительных продуктах этого элемента содержится больше, чем в животных. Большое количество калия содержат абрикосы, персики, апельсины, бананы, ананасы, картофель, капуста, морковь, томаты, салат, редька. Даже при нормальном потреблении белков, но при недостатке калия, может развиться дистрофия. Всасывание полученного с пищей калия происходит в кишечнике. затем он поступает в воротную вену печени и постепенно в периферический кровоток. Из организма калий выводится .преимущественно почками с мочой (80-90 % ). в меньшей ст епени с калом и совсем в незначительном количестве с потом. Дефицит калия (таблица 3) проявляется, прежде всею, нарушениями нервномышечной и сердечпо-сосудисчой системы. Наблюдается сонливость, дискоординация движений, тремор конечностей, брадикардия. гипотония, изменения па ')К1 . Значительно реже, чем недостаток встречается избыток калия {таблица 4). Избыток, калия является крайне опасным состоянием. Характерны парестезии, вялые параличи конечностей, изменения ЭКГ. Суточный баланс К для человека ’Элемент, единица измерения Калий, г Поступление, с Нищей и Воздухом жидкостями 3,3 Выделение е Мочой Калом Потом Волосами 100.0 0,36 0.13 Следы* г Таблица.' 11ричины дефицита калия и гипокалием ии,____________________ ____ 1. Желудочно-кишечный тракт " 1.1. Недостаточное поступление с проду ктами питания 1.2. Дисфункция желудочно-кишечного тракта (рвота, диарея и др.) 2. Почки 2.1. Метаболический алкалоз 2.2. Лечение диуретиками, осмотический диурез 2.3. Избыток минералокортикоидов 2.3.3. Первичный альдостеронизм 2.3.2. Употребление лакрицы 2.3.3. Избыток глюкокорт икоидов (синдром Кушинга, лечение стероидными гормонами, эктопическая проду кция AKTi ) 2.4. Болезни почечных канальцев 2.4.1. Канальцевый ацидоз 2.4.2. Лейкозы 2.4.3. Синдром Лиддла (редкая наследственная патология почечных канальцев) 2.4.4. Лечение антибиотиками 2.5. Дефицит ма. ния 3. I и.юкалиемия вслсдствиие прехода калия в клетки (без явления недостатка) 3.1.1 ииокалиемический периодический паралич 3.2. "Эффект инсулина 3.3. Алкалоз Причины избытка калия и гиперкалиемии. 1. Неадекватная экскреция калия Таблица 4 1.1. Почечная недостаточность 1.1.1. Острая почечная недостаточность 1.1.2. Тяжелая хроническая почечная недостаточное?'*-. 1. 1.3. Нарушение функции канальцев 1.2. Недостаточность надпочечников 1.2.1. Гипоальдостеронизм 1.2.2. Болезнь Аддисона 1.3. Прием диуретиков, угнетающих секрецию калия в нефронах (спиронолактон. триамтерен. амилорид) 2. Высвобождение калия из клеток 2.1. Повреждение тканей (размозжение мышц, гемолиз, внутреннее кровотечение) 2.2. Прием лекарственных средств (сукцинидхолин. аргинин, препараты наперстянки, p-адренергические антагонисты) 2.3. Ацидоз 2.4. Гиперосмолярность жидких сред 2.5. Дефицит инсулина 2.6. Гиперкалиемический периодический паралич 3. Избыточное поступление калия, в организм_____________v________________ 1 ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица 5 Содержание некоторых химических элементов в главных геосферах [Фортескью Дж.. 1985 Гидросфера (мижые Верхняя Биосфера (весовые*О Атмосфера Элемент абсолютно с\чо1о веще (объемные °о) Пресные Морская литосфера ства) 4{весовые °в) (носовые ви) вода воды Кислород Кремний Алюминий Железо Натрий Калий Титан Водород Сера Умерод Цинк Мель Лют Свинец Золото 755100.0 780000.0 б89000,0 456000.0 857000,0 ‘ *4,0 21000.0 1 3.0 6.5 ^ 273000.0 *3.0 510.0 0.24 83600.0 0,01 : 1100.0 *3.0 0,01 1 0.67 62200.0 1 21,0 *1.1 10500,0 6.3 22700.0 1 31000,0 380.0 2.3 1 18400.0 *0.01 81.0 1 0.001 0.009 6320.0 105000.0 0,35: *300.0 108000.0 111000,0 1520.0 5100,0 *3.5 _ 3,7 885,0 340.0 180000.0 460: *164000.0 28.0 180.0 11.0 *0.07 51,0 j 0.01 0.01 76.0 ....*002........ * * "о.о’Г .... 68.0 ~ ~ -,0 750100.0 з’Тооб.о 0.5 (Ш 19.0 _________5.1_________ ¥.00603 ‘ .... *0^2 13.0 1’"""о.ои.5 0.000011 0.004 1 0,00006 _____ J Таблица 6. Распределение-в биосфере некоторых химических элементов (в условных единицах - час!ь на 1 млн частей cvxom вещества) ...... 1 Наземные <киМорские живот ‘Наземные раеп Морские рас те Племенi | B O T H i.lC ные ник ния 1 — т ш щ .: 400000.0 ДТбоооТо” ~ 470000.0 Кислород ...120.0-6000.0 200.0-5000,0.....К - 70,0-1000;0 1500.0-2c000.0~’ Кремний 4.0-100.0 I 0,0-50.0 500,0 60.0 Алюминии ' 160.0 400.0 140.0 700.0 Железо 4000.0 *200.0 j 4000,0-48000.0 40 33000.0 Натрий Калий Титан Водород Сера Углерод ! Цинк !_Медь____ __ j Г I Дзот ; Свинец Золото 14000.0 52000.0 .............ко" 12.0-18.0 55000,0 41100.0 ____ ~” 3400~0 ~ _ 12000.0 454000.0 345000.0 10U.0 150.0 _ J1 ;0 _______ 300(;0,0 ~ 15000.0 ” 27 8.4 Г ел . 5000.0-30000.0 | 1----- -л0— — ----- г, 2- 20,0 52*000*0 500О0-190l)0.0_ 400000.U t>.0- 1500.0 _7400.0_ _ а2 7no(ia(>_ 5000.0_ 405000.0 16Р.0 _ 75000.0 \ т т ) 0.5 “ “ 2.6 J ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА I. Двиын А. I I 2 ттоТ -*9 9 0 М икроэлементов человека/У Клини-i медицина - 198? -JS*6 -С.36-44 Н Л Нед0сга10чн0СТь эсееицамьньк микроэлементов м ее .цкми-денп* в патологии • Лрх * В е сп ш к \ V IН ^ Г С Т Р °-108Ь - V l ^ r T l T * 1 Г 4 Алиев Р. I Маркевич! И Б . Руденко Г: И Значение некиторыл микроэлементов и соединений их в биологии и ме ишинс Астрахань. 197а НаруШе1,ия Pen*x' J VKT;,B,,ux Функций пр.. некоторых мнкроэлементошх // 5 Андрианова \1 Ю . Чарна* М А . Кукасва Е А. и др Содержание меди, цинка и железа в крови больных, оперированных в условиях искусственного кровообращения Клнннч .таб диагностика - I 999. - № С [>16 Биологическая роль%*икро элементов / Под ред В. В. Ковальского. И Е Воротницкон. - М 1983 Биологическая роль микроэлементов. электролитов и значение их в медицине *' Пол ред Н П Гимакина- Томск. 1077 Бовыкин Б А О применении некоторых комплексных соединении бноэлсменюв в кепернмект злиней и киническои медицине;/Фармация - 1979 - Г 28, Лсб - С 62-66 9. БутланивА А. Метаоо.кнм железа и мета.попротеидо&/, Вопр мед химии - 1988 -Л»3 - С 2-7 10 Венчиков А И Микроэлементы спектр и баланс ’/ Наука и жизнь - 1978 - ,^7 - С 133-136 11 Воинар А 1>1 Биолотческая роль мн кро ;л еме г гое в организме животных и человека - М . 1060 12. Волькенштейн М В Бтюнеорганическая химия и молекулярная биология П Молекул биол. 1082.- T 16. ,М‘5 - Г 001-020 13 ВоронковМ Г . Кузнецов И Г Элементы жизни // Химия и жизнь - 1077. -„М>9 - C.4V47 !4 Денисов JI Н . Лобарева Л С Роль витаминов-антиоксидантов и селена в процессах свободнорадикально! о окисления и их значение в ревматологии ,V Международ мед жур - 1998 - Да5. - С.44<М53 15 Жаворонков А А (Ь'мкдефпситные состояния v человека // Арч патол - 1983. - ,S»9. - С 77-S0 16 Журавская г> Я . Куценогий К И . Кавальская Г А и др Опенка многоэлемептного состава ршпгчных биологических жидкооек при некоторых заболевания:. // Клгыич дао. диагностика - 1099. - ЛЬ9 - С 39-39 17. За(рядскаяА I I . Федоровиев Л Л Макро- и микроэлементы в судобно-медииинско* отнош енииСЧдео -мед эксперт»» 1980. -ДсЗ • С* 40-41 18 К л ю ч » ]Лиев М Г . Гасовнч Р. Д Микроэлементы в медицине. - М . 1970. Ю Куприянова 1 А . Лямина О И . Степанов А И п др Определение основных и микроэлементов в сыворотке и клетках периферической крови рентгенофдгсоресцснжым методом /Клинич. лаб диагностика - 1090. -Jfcq - С 41-42 Лашневг И. В . Карге Н . Кнелдо Ю и др Из чтение влияния селена in vitro на обраюианне активных форм кислорода и nepcfcirchce окисление лилtaoB ,7 Вопр мед химии - 1996 - Т.42, ЛЬ2. - Г . 119-125. 21. Луцкий Д Л Протектнвкая роль селена при нарушении прокреашвнои функции самцов крыс вследствие воздействия сероводородсодсржашего газа Ч Астраханская область в X X I веке взгляд молодого поко тень я - Астрахань. 1999 - С.36-38 22. Мжельская Г И . Боракгов 1 В Беспламенный атомно-абсорбционный анализ микроэлементов 8 биологических жидкостях Лаб дело - 1077. -JVjJO - С 596-599 23 Микроэлементы в медицине Пагофизиолопюфункционадьныхсистеморганнзма/Подред В В Кмемина - Иваново. 1065 24 Москалев Ю И Минеральньи": обмен - М , 1?8< 25 Насолодин В В Содержание микроэлементов в биологических субстратах человека Г ш и санитар - 1987 - М*10 - С 826 7 8. 26 Насолодин В В . Русин В Я. Взаимосвязь между некоторыми микроэлементами в процессе *д*мена их в ор1 анизме . Вопр тп а и и я -1986 -ЛЬб -С 9-13 27 Нзсоло.чи» В В . Р>син В Я C\boix>»B А Обмен микроэлементов и предупреждение его napviuehiiii - Восн -мед ж\ р 1084 -М*2 - С З ‘М 2 28 Наумова Г. И . Хадариев А А Взаимосая *ь увеличения техногенного хрома с дефицитом селена и ростом заболеваемости V Меж:п народный симш>1иум по эко.юго-фнаюлогическим проблемам адатации. 8-о»” . Материалы - М . 10-)8 - С" 275-270 29 Иемснко Б А . Мослаку лова М М Ат омно-абсопционное определение мнкрсуэлеменгов • Гиг и санитар - 1980. - М'4 С‘ (v|-66 30 Неорганическая биохимия ' Под ред Г Эйхгорна Пер с англ - М . 197S - Т 1-2 31 Николаев А А . Луцк л Г» Д Л. Оощая реп роду к tолог»(я Структурно-функциональная и бкохимичес хая opi аниш ш я мужской репр1>дуктнвиой системы - Астрахань. 1998 32 Николаев А А . Луцкий Д Л.. Николаева II Н . Ложкина Л В Обмен Fe •« негемовых ферр<1ггр<иеинов в эякулятах различной фертильности Ур ох и нефрол - 1998 - М*5 - С 27-3! 3.3 Николаев А А .Л у ц к м н Д Л Фитопрепараты и микроэлементы в терапии бесплодия у мужчин с ьосл тли тельными <аб<ыеваниями penpiviyvi йеной системы 'Гомеостаз и инфекционный процесс. - Саратов. 190$ -С 52-52 34 Николаем А А Луцкий Д Л . Ложкина -1 В . Ьочановский 3 А . Гончарова Л Л Применение селена ;ыя коррекции су офер1И.1Ы К ХП 1 у му жч»н / Уро.югия - 1000 - ,ЧЬ4 - С 20-32 35 Ноздрюхина Л Р Биологическая рол!, микроэлементе» в организме жпиотных и человека - М . 1977 36 Ноирюхипа Л Р . Гринкеанч Н И Нарушение мнкроэлементно1Х>обмена и пути его коррекции - М . *v»S0 37 Овчинников Ю А Бнюорт эничсская химия - М . 1987 3S Наилов С Б. Нарушения ш'мена меди и ц-тка у больных хроническим пиелонефритом при paienrnii нсг^ч'клер^'*«а и по чечной недостаточности >рол и нефр^>л - 1998 - Ле»1 - ( 7-0 30 Г1ап».кния обмена еешеств v высокчн^х/дчкмшного крупною рогатого скота Луцкий Л Я Жлро« А В . Шишков В II и др - М . 1078 40 11е»ровН В Фпз!К>Л131 ия »» па то К1гия обмена железа - Л . ;-> 82 41 Руденко Г. И С*т водорода ло нобелия°>* М . 1061 42. Русин В Я , Насолодин В В . Су воров В А Изменениепоказателей крови привключении н рацион гппзнля мнкр<.ялемо:ггов У? В->ен-мед *жур - W 8 I -УёЮ - С.44-4(> v 43 Тр<.>шкова Г 11. Юделевич И. Г Химико-атомно-эмиссионнсе определение микри>лемсн^:Ов в биологических жидкое(ях Ж>р. аналит. химик ~ 19*J«i - Т.45, >ё6 - С 1234-1237 44 Чудин Г И . СЧх'ко М Г , Николаев А А , Гончароза Л. А . Луцкий Д Л. Динамика некоторых биохимических иока ;ателей при исаольюванки 1юдсодержаши\ добавок // Эколого-сиоло» ические проблемы Волжского региона и Сезериою Ирикзсння - Астрахань. Ю4^) - С 59-60 4 5 .')щемические<ч«ле1ии и микрсплементы' Под ред X С Хами гова. А М Ха «ипова - к'азань Ю77 СОДЕРЖАНИЕ: В В К Д Е 1 Ш Е .........................................................................................................................................................3 К Р К М Н И И .......... ............................................................................................................................................... 4 Содержание в органах и л к а н я х ......................................... ....................................................................... 4 lio crviiT EH H i:................................................................................................... ............................................ 5 Т р а н с п о р т ......................................................................................................................................................5 Э л и м и н а ц и я ................................................................. ........................... ' ................................................$ Ф и НЮЛ01 ИЧМСКАЯ РОЛЬ.................................................................................................................................. 5 MO.IL КУЛЯРНЫЕОСНОВЫ П АЮ. ЮГИИ ПРИ НЕДОСТАТКЕ ИЛИ ИЗБЫТКЕ КРЕМНИЯ........................................6 М К Д Ь .................................................................................................................................................................... 8 С о д е р ж а н и е в о рга н ах и т к а н я х ................................................................................................................ 8 П о с т у п л е н и е ...................................................................................................................................................8 Т р а н с п о р т ........................ :............................................................... ............................................................9 Э л и м и н а ц и я ................................................................................................................................................. 10 ФИЧИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ.... ....................................................................................................................... ^ М о л е к у л я р н ы е о с н о в ы п а т о л о ги и п ри н е д о с т а т к е и л и и зб ы г к е м е д и ......................................... 11 Ж Е Л К К ) ...... ........................................................................... ........................................................................13 С о д е р ж а н и е в о р г а н а х и т к а н я х ............................................................................................................•3 П о с т у п л е н и е .............................................................................................................................................. Т р а н с п о р т .......................................................................................................................................................14 Э л и м и н а ц и я ................................................................................................................................................. 14 Ф и з и о л о г и ч е с к а я р о л ь ............................................................................................................................ 15 М о л е к у л я р н ы е о с н о в ы п а т о л о г и и п ри н е д о с т а т к е и л и и з б ы т к е ж е л е з а .........................................15 цинк............................ ..............................................................................17 С о д е р ж а н и е в o pi ah а х и т к а н я х ...............................................................................................................17 П о с т у п л е н и е ................................................................................................................................................ 17 Т р а н с п о р т .......................................................................................................................................... ......... Э л и м и н а ц и я ................................................................................................................................................. W Ф и ш о л о г и ч е с к а я р о л ь ............................................................................................................................ М олекулярны е основы патоло гии при нед остатке или избытке ц и н к а .............................. 2\ С Е Л Е Н ........................................................................................................................................................... С о д е р ж а н и е в о р г а н а х и т к а н я х .............................................................................................................. 23 П о с т у п л е н и е .............................................................................................................................................. -3 Т р а н с п о р т ......................................................................................................................................................-4 Э л и м и н а ц и я .................................................................................................................................................-4 Ф и биологическая роль............................................................................................................................... 25 М о л е к у л я р н ы е ос н о в ы п а т о л о ги и п ри н е д о с т а т к е ил и и з б ы т к е с е л е н а ....................................... 26 П О Л ..................................................................................................................................................................... 28 Со, и р ж а н и е в о р г а н а х и т к а н я х ............................................................................................................. 28 ПоС1У11ЛЕНИЕ ...................................................................... ........................................................................29 Гр \н( iiop i ......................................................................................................................................................29 Э л и м и н а ц и я .................................................................................................................................................30 Ф и Ш0.101 ИЧЕСКАЯ РОЛЬ............................................................................................................................... 30 М<). II К \ЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ п а т о л о г и и п ри н е д о с т а т к е и л и и з б ы т к е й о д а ............................................ 31 II Ч IIM1I I ........................................................................................................................ .................................... 33 К А Л I I I ! .................................................................................................................................................... 35 П Р И Л О Ж Е Н И Е ............................................................................................................................................ - З 7 ( К К О Н Н А Я Л И Т Е Р А Т У Р А .................................................................. .......................................................38

Биоэлементы

Похожие документы

Разделы

Поддержка

Биоэлементы

Похожие документы

Добавить этот документ в коллекции

Добавить этот документ в сохраненные

Предложите, как улучшить StudyLib