ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В БИОМЕДИЦИНСКОЙ ПРАКТИКЕ

Железо (Fe). Основной функцией железа в организме является перенос кислорода и участие в окислительных процессах (посредством десятков железосодержащих ферментов). Железо входит в состав гемоглобина, миоглобина, цитохромов. Гемовые простети- ческие группы содержатся также в целом ряде важных ферментов. Большая часть железа в организме содержится в эритроцитах; много железа находится в клетках мозга.

Железо играет важную роль в процессах выделения энергии, в ферментативных реакциях, в обеспечении иммунных функций, в метаболизме холестерина. Насыщение клеток и тканей железом происходит с помощью белка трансферрина, который способен переносить ионы трехвалентного железа. Лигандные комплексы железа стабилизируют геном, однако в ионизированном состоянии могут являться индукторами окисления липидов, вызывать повреждение ДНК и провоцировать гибель клетки. Дефицит железа, так же как и его избыток, отрицательно влияет на здоровье человека. Порог токсичности железа для человека составляет 200 мг/сут.

В организме взрослого человека содержится около 3...5 г железа; почти две трети этого количества входит в состав гемоглобина. Считается, что оптимальная скорость поступления железа составляет 10...20 мг/сут. Дефицит железа может развиться, если скорость поступления этого элемента в организм будет менее 1 мг/сут.

В организм человека железо поступает с пищей. Пищевые продукты животного происхождения содержат его в наиболее легко усвояемой форме. Некоторые растительные продукты также богаты железом, однако его усвоение организмом происходит тяжелее. Считается, что организм усваивает до 35 % «животного» железа. В то же время другие источники сообщают, что этот показатель составляет менее 3 %. Большое количество железа содержится в говядине, в говяжьей печени, рыбе (тунец), тыкве, устрицах, овсяной крупе, какао, горохе, листовой зелени, пивных дрожжах, инжире и изюме.

В медицине препараты на основе различных солей двух- и трехвалентного железа, а также железосодержащие биологически активные добавки применяют для восполнения относительного или абсолютного дефицита железа в ситуациях, связанных с увеличенной потребностью организма в этом микроэлементе (беременность, лактация, кровопотери, периоды роста и развития). Основное назначение препаратов железа - профилактика и терапия железодефицитных состояний, главным образом, при лечении железодефицитных (гипохромных) и хронических постгеморрагических анемий. Разработаны многочисленные комплексные препараты для усиления всасывания этого микроэлемента из желудочно-кишечного тракта, улучшения синтеза железосодержащих метаболитов (в том числе гемоглобина).

Радиоактивные изотопы железа (59Fe) применяют при исследованиях его обмена в организме. Препараты, меченные 59Fe и другими изотопами железа, используются в радиоизотопной диагностике для изучения эритропоэза, обмена и всасывания железа. Короткоживущий изотоп 52Fe применяется при сканировании головного мозга.

Медь (Си) является жизненно важным элементом, который входит в состав многих витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в процессах обмена веществ, в тканевом дыхании и т. д. Медь имеет большое значение для поддержания нормальной структуры костей, хрящей, сухожилий (коллаген), эластичности стенок кровеносных сосудов, легочных альвеол, кожи (эластин), входит в состав миелиновых оболочек нервов. Действие меди на углеводный обмен проявляется посредством ускорения процессов окисления глюкозы, торможения распада гликогена в печени. Медь входит в состав многих важнейших ферментов, таких как цитохромоксидаза, тирозиназа, аскорбиназа и других, присутствует в системе антиоксидантной защиты организма, являясь кофактором фермента супероксиддисмутазы, участвующей в нейтрализации свободных радикалов кислорода. Этот микроэлемент повышает устойчивость организма к некоторым инфекциям, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков.

Медь обладает выраженным противовоспалительным свойством, смягчает проявления аутоиммунных заболеваний (ревматоидного артрита), способствует усвоению железа.

В организм медь поступает с пищей. В некоторых овощах и фруктах содержится от 30 до 230 мг % меди. Много меди содержится в морских продуктах, бобовых, капусте, картофеле, крапиве, кукурузе, моркови, шпинате, яблоках, какао-бобах.

Считается, что оптимальная скорость поступления меди в организм составляет 2...3 мг/сут. Дефицит меди в организме может развиваться при недостаточном поступлении этого элемента (1 мг/сут и менее), а порог токсичности для человека равен 200 мг/сут.

В желудочно-кишечном тракте абсорбируется до 95 % поступившей в организм меди, причем максимальное количество - в желудке, затем в двенадцатиперстной кишке, тонкой и подвздошной кишке. Лучше всего организмом усваивается двухвалентная медь. В крови медь связывается с сывороточным альбумином (12... 17 %), аминокислотами - гистидином, треонином, глутамином (10... 15 %), транспортным белком транскуприном (12..Л4 %) и церулоплазмином (до 60...65 %).

Медь способна проникать во все клетки, ткани и органы. Максимальная ее концентрация отмечена в печени, почках, мозге, крови, однако медь можно обнаружить и в других органах и тканях.

Ведущую роль в метаболизме меди играет печень, поскольку здесь синтезируется белок церулоплазмин, обладающий ферментативной активностью и участвующий в регуляции гомеостаза меди.

Токсическое действие меди обусловлено взаимодействием ее ионов с тиольными - SH-группами (связывание) и аминогруппами -NH (блокирование) белков.

В медицине применяют сульфат меди как противомикробное и прижигающее средство. Препараты различных солей меди используют наружно для промываний, спринцеваний, в виде мазей при воспалительных процессах слизистых оболочек, в физиотерапии. Медь в сочетании с железом используется при лечении детей с гипохромной анемией.

Медьсодержащие препараты и биологически активные добавки используются также в лечении и профилактике заболеваний опорно-двигательного аппарата, гипотиреоза.

Кобальт (Со) входит в состав молекулы цианокобаламина, активно участвует в ферментативных процессах и образовании гормонов щитовидной железы, угнетает обмен йода, способствует выделению воды почками, повышает усвоение железа и синтез гемоглобина.

В организм кобальт поступает с пищей. Особенно много его в печени, молоке, красной свекле, редисе, салате и чесноке. В среднем в желудочно-кишечном тракте всасывается около 20 % поступившего кобальта. Оптимальная интенсивность поступления кобальта в организм человека составляет 20...50 мкг/сут. Дефицит кобальта наблюдается при недостаточном поступлении этого элемента в организм (10 мкг/сут и менее), а порог токсичности составляет 500 мг/сут.

В медицине соли кобальта в составе витаминно-минеральных комплексов используются для лечения и профилактики различных заболеваний. Витамин В12 (цианокобаламин), содержащий кобальт, - один из широко распространенных витаминов, применяемых в медицинских целях.

Хлорид кобальта в виде 20 %-ного раствора используется при лечении гипертонической болезни. Радиоактивные изотопы кобальта (60Со) применяются в радиоизотопной диагностике и для лучевой терапии.

Йод (I) обладает высокой физиологической активностью и является обязательным структурным компонентом тиреотропного гормона и тиреоидных гормонов щитовидной железы.

Основные функции йода в организме: участие в регуляции скорости биохимических реакций; участие в регуляции обмена энергии, температуры тела; участие в регуляции белкового, жирового, водно-электролитного обмена; участие в регуляции обмена некоторых витаминов; участие в регуляции деления и дифференциации клеток, процессов роста и развития организма, в том числе нервно-психического; индукция повышения потребления кислорода тканями.

Иод является жизненно-важным элементом, не генотоксическим. Считается, что оптимальная скорость поступления йода в организм составляет 100... 150 мкг/сут. Дефицит йода может развиться при поступлении этого элемента в организм в количестве менее чем 10 мкг/ сут, а порог токсичности равен 5 мг/ сут.

В норме в организме человека содержится 15...25 мг йода, причем половина этого количества находится в щитовидной железе, где его концентрация составляет 1000... 12000 мкг/г, тогда как в печени - 0,2 мкг/г, в яичниках, легких - 0,07 мкг/г, в почках - 0,04 мкг/г, в лимфоузлах - 0,03 мкг/г, в мозге, семенниках и мышцах - 0,02 мкг/г. Норма содержания йода в волосах человека составляет около 4 мкг/г. Вероятно, йод накапливается также в слизистой оболочке желудка, слюнных и молочных железах во время лактации.

Основными источниками йода для организма человека являются морепродукты, а также применяемые в пищевой промышленности йодофоры и йодированная соль. Содержание йода в пищевых продуктах и питьевой воде значительно различается. Количество йода в фруктах и овощах зависит от состава почвы и удобрений, а также от того, какую обработку прошли эти продукты. Наиболее богаты йодом такие морепродукты, как треска, красные и бурые водоросли, пикша, палтус, сельдь, сардины, креветки. Всасывается йод преимущественно в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта. Прием натуральных продуктов не вызывает побочных эффектов даже при избыточном содержании в них йода. Из организма йод выводится преимущественно через почки.

В медицинских целях йод используется в лекарственных препаратах, применяемых, в частности, при заболеваниях щитовидной железы. Радиоактивный йод применяется для диагностики заболеваний щитовидной железы. Некоторые препараты йода служат в качестве рентгеноконтрастных веществ при исследовании сосудов и сердца («Йодамид»), матки и фаллопиевых труб («Йодолипол»), печени и желчного пузыря («Билигност»). Йод используют в гинекологической практике для профилактики и лечения инфекционных заболеваний как средство для местного применения.

Марганец (Мп) относится к важнейшим микроэлементам и является компонентом множества ферментов, выполняя в организме многочисленные функции: участвует в синтезе и обмене нейромедиаторов в нервной системе, препятствует свободно-радикальному окислению, обеспечивает стабильность структуры клеточных мембран; обеспечивает нормальное функционирование мышечной ткани; участвует в обмене гормонов щитовидной железы (тироксин); обеспечивает развитие соединительной ткани, хрящей и костей; усиливает гипогликемический эффект инсулина; повышает гликолитическую активность; повышает интенсивность утилизации жиров; снижает уровень липидов в организме; противодействует жировой дегенерации печени; участвует в регуляции обмена витаминов С, Е, группы В, холина, меди; участвует в обеспечении полноценной репродуктивной функции; необходим для нормального роста и развития организма.

В организме марганец образует металлокомплексы с белками, нуклеиновыми кислотами, ATP, ADP, отдельными аминокислотами. Марганец входит в состав металлоферментов - аргиназы, холинэстеразы, фосфоглюкомутазы, пируваткарбоксилазы.

Среднесуточная потребность человека в марганце составляет

2...5 мг. Биоусвояемость его невысока: всего 3...5 %. Оптимальная скорость поступления марганца в организм - 3...5 мг/сут; уровень, приводящий к дефициту, и порог токсичности оцениваются в 1 и 40 мг/сут соответственно.

Марганец является жизненно необходимым элементом для человека и животных. Его соединения поступают в организм в основном с пищей. Много марганца содержится в ржаном хлебе, пшеничных и рисовых отрубях, сое, горохе, картофеле, свекле, помидорах, чернике и в некоторых лекарственных растениях (багульнике, вахте трехлистной, лапчатке, эвкалипте).

Всасывание марганца происходит в организме на всем протяжении тонкого кишечника. Марганец быстро покидает кровяное русло и в тканях присутствует главным образом в митохондриях клеток («энергетических станциях» клетки, в которых вырабатывается энергия). В повышенных количествах он присутствует в печени, трубчатых костях, поджелудочной железе, почках. Выводится марганец преимущественно с калом, потом и мочой.

В медицинской практике в качестве антисептического средства широко применяют калий перманганат - в виде водных растворов для полосканий, спринцеваний, смазывания язвенных и ожоговых поверхностей, промываний мочевого пузыря и мочевыводящих путей.

В последние годы органические соединения марганца используются в минерально-витаминных комплексах, биологически активных добавках, для лечения и профилактики различных заболеваний (например, в назальных спреях при лечении аллергического ринита). Радиоактивные изотопы марганца применяют в исследовательских целях.

Цинк (Zn) является кофактором большой группы ферментов, участвующих в белковом и других видах обмена, поэтому он необходим для нормального протекания многих биохимических процессов. Этот элемент необходим для синтеза белков, в том числе коллагена, и формирования костей; принимает участие в процессах деления и дифференциации клеток, формировании Т-клеточного иммунитета, функционировании десятков ферментов, инсулина поджелудочной железы, антиоксидантного фермента - супероксида дисмутазы, полового гармона дигидрокор- тикостерона; играет важнейшую роль в процессах секреции сальных желез, регенерации кожи, роста волос и ногтей, а также при заживлении ран, поскольку участвует в синтезе белков, способствует всасыванию витамина Е и поддержанию нормальной концентрации этого витамина в крови. Немаловажную роль он играет в метаболизме алкоголя. Недостаток цинка может повышать предрасположенность к алкоголизму (особенно у детей и подростков). Цинк участвует в кроветворении, укрепляет иммунную систему организма.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >