Микроэлементы. Их участие в биохимических процессах

Министерство образования РФ

ГБОУ ВПО «Новосибирский Государственный  
Медицинский Университет»

 

 

 

Доклад

Микроэлементы. Их участие в биохимических процессах

 

 

 

 

 

Работу выполнил:

Кузнецов Вячеслав Алексеевич

 

Проверил преподаватель:

Рауткина Людмила Витальевна

 

 

Новосибирск 2014

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………………………………….3

1. Содержание микроэлементов в органах и тканях человека…………………………..……4

2. Роль микроэлементов в биохимических процессах организма человека….….……5

3. Потребность человека в микроэлементах…………………….…………..………………………...5

4. Роль микроэлементов в метаболизме……..…………………………………………………………..6

4.1. Роль магния в метаболизме……………………………………………………………………………….8

Заключение………………………………………………………………………………………………………………..9

Список литературы…………………………………………………………………………………………………..10

 

Введение

На протяжении нескольких десятилетий активно изучается

качественный и количественный состав микроэлементов (МКЭ) в различных

биологических жидкостях и тканях человека. Полученные результаты имеют

важнейшее значение для клиники, т.к. для адекватного лечения многих

заболеваний своевременное выявление и устранение дефицита МКЭ играет

ключевую роль.

Изучением содержания МКЭ (количественного и качественного

состава), роли в биохимических и физиологических процессах занимается не

только биохимия, но эта проблема является актуальной в практической

медицине. Это связано с тем, что нарушения обмена МКЭ при одних

заболеваниях сами по себе отягощают течение болезни, а при других

являются важным патогенетическим фактором их развития. На сегодняшний

день накоплен большой мировой клинический опыт, подтвержденный

результатами экспериментальных исследований, в которых выявлены

нарушения МКЭ в плазме крови при таких хирургических состояниях, как

перитонит, эмпиема плевры, острый панкреатит, у больных после резекции

толстой кишки, при болезни Крона, при травмах и др. Отмечены клинические

ситуации развития дефицита отдельных МКЭ при острых и обострении

хронических заболеваний у терапевтических и неврологических больных,

значительные изменения со стороны МКЭ сопровождают течение

осложненной беременности, возможен дефицит МКЭ у детей на ранних

этапах развития.

 

 

Содержание микроэлементов в органах и

тканях человека

К микроэлементам (МКЭ) относят те вещества,

содержание которых в организме человека составляет менее 0,015 г. Из 92

МКЭ, встречающихся в природе, у человека обнаружен 81. Считается, что

наиболее часто при тяжелых заболеваниях следует ожидать развитие

нарушений со стороны цинка (Zn), меди (Cu), марганца (Mn), селена (Se),

молибдена (Mo), йода (I), железа (Fe), хрома (Cr) и кобальта (Co). Учитывая,

что многие МКЭ входят в состав ферментов, катализирующих

биохимические реакции в организме человека, важнейшим является не

только динамический контроль за уровнем отдельных МКЭ в плазме крови

(или  других органах и тканях), но  и определение активности данных

ферментов.

 

Содержание МКЭ в органах и тканях человека составляет от 10-2 до 10-

7% от массы органа. Оно более  высокое в паренхиматозных органах

(например, печени), наименьшее — в цереброспинальной жидкости и плазме

крови. Неравномерное распределение МКЭ в организме связано с их

специфическим участием в деятельности различных органов. Содержание

МКЭ в организме изменяется в зависимости от времени года и возраста. В

частности, с возрастом повышается концентрация в тканях алюминия, титана,

кадмия, никеля, цинка, свинца, а концентрация меди, марганца, молибдена,

хрома снижается. В крови увеличивается содержание кобальта, никеля, меди

и уменьшается содержание цинка. Во время беременности и в период

лактации в крови становится в 2—3 раза больше меди, марганца, титана и алюминия.

 

Роль микроэлементов в биохимических процессах организма человека

 

Методы исследования: для оценки содержания микроэлементов в организме используется мультиэлементный анализ волос (МАВ-диагностика), который определяет количественное содержание химических элементов в волосах. Также для оценки количественного состава микроэлементов именяют бохимические анализы крови, биохимическое исследование мочи.

Преимущества МАВ-диагностики:

• Проба может быть получена без травмирования больного
• Для хранения материала не требуется специального оборудования
• Волосы не портятся и сохраняются без ограничения по времени

Потребность человека в микроэлементах

Исходя из того, что микроэлементы являются участниками многих

биохимических процессов жизнеобеспечения, то и потребность в них у

человека велика. Величина потребности в нутриенте складывается из

нескольких факторов: пол, вес, физическое состояние, наличие или

отсутствие патологий, род деятельности и др. Потребность в тех или иных

элементах может увеличиваться у женщин в период беременности и

лактации.

Так, например, суточная потребность в Zn для мужчин составляет 9,5

мг (14,5 мкмоль), а для женщин 7 мг, но при тяжелых состояниях, таких как

ожоги, острый панкреатит, высокие тонкокишечные свищи и др. потребность

в микроэлементе возрастает до 25 мг/сут и более.

Роль микроэлементов в метаболизме

В организм человека с продуктами питания поступает огромное

количество биологически активных веществ (БАВ). Одни из них являются

энергетическим балластом, обеспечивающим энергозатратные процессы в

органах и тканях человека, некоторые из веществ являются структурными

компонентами клеточных органелл. Ряд веществ — микроэлементы,

являются ключевыми участниками этих реакций и процессов: ингибирование

и катализирование реакций, усиление и угнетение функций некоторых

внутренних органов человека. Микроэлементы участвуют во всех основных

процессах, протекающих в организме, поскольку входят в состав гормонов,

витаминов, ферментов. Они необходимы для роста (цинк, марганец, йод),

кроветворения (железо, медь, цинк, кобальт), синтеза соединительной ткани

(медь) и костей (кальций). Участвуют в генерации и проведении возбуждения

сердечной мышцы (калий, магний), регулируют углеводный и жировой обмен

(хром). Защищают организм от вредных внешних воздействий (селен).

Являются кофактором многих ферментов: процесс обезвреживания аммиака

(глутаминсинтетаза — ионы магния), орнитиновый цикл ( аргиназа — ионы

кальция или марганца); регулируют активность некоторых ферментов:

пентозофосфатного пути превращения глюкозы (глюкозо – 6 – фосфат –

дегидрогеназа — магний, кальций), орнитинового цикла

(аргининосукцинатсинтетаза — ионы магния), цикла трикарбоновых кислот

(изоцитратдегидрогеназа — ионы магния или марганца), метаболизма

аминокислот (фенилаланингидроксилаза — железо).

Ключевую роль МКЭ играют в ингибирование и катализирование ряда

важнейших биохимических процессов в организме человека: гликолиз,

пентозофосфатный путь превращения глюкозы, цикл трикарбоновых кислот,

обмен витаминов, цепь переноса электронов.

Роль микроэлементов:

• Ингибирование и катализирование реакций
• Усиление и угнетение функций некоторых внутренних органов человека
• Входят в состав ферментов, витаминов, гормонов

Рост:

• Цинк
• Марганец
• Йод

Кроветворение:

• Железо
• Медь
• Цинк
• Кобальт

Синтез соединительной ткани и костей:

• Медь
• Кальций

Проведение возбуждения:

• Калий
• Магний

Регуляция жирового обмена, защита от вредных внешних воздействий:

• Хром
• Селен

Роль магния в метаболизме.

Магний необходим для нормального

протекания множества биохимических реакций и физиологических

процессов, чем и обусловлена его важнейшая роль в обеспечении

жизнедеятельности человека, и что позволяет рассматривать его как

важнейший регулирующий фактор.

Ионы магния участвуют в разнообразных биохимических реакциях,

активируя более чем 300 ферментов. В роли кофактора он принимает участие

во многих ферментативных процессах, в частности, в гликолизе, и в

гидролитическом расщеплении АТФ. Находясь в комплексах с АТФ, Mg

обеспечивает высвобождение энергии через активность Mg –зависимых

АТФ-аз. Контролируя таким образом АТФ-зависимые реакции в организме,

Mg оказывается необходимым элементом практически для всех

энергопотребляющих процессов.

В качестве кофактора пируватдегидрогеназного комплекса Mg

обеспечивает поступление продуктов гликолиза в цикл Кребса и этим

препятствует накоплению лактата. Некоторые реакции самого цикла также

находятся под контролем МКЭ.

Трудно переоценить роль магния в анаболических процессах: он

участвует в синтезе белков, жирных кислот и липидов, в частности,

циклический АМФ – универсального регулятора клеточного метаболизма и

множества физиологических функций, — магний приобретает возможность

вмешиваться в разнообразные процессы организма человека.

 

Необходимо постоянно контролировать количественный и

качественный состав микроэлементов в организме человека. Недостаток

микронутриентов вызывает гипомикроэлементозы, а их избыток –

гипермикроэлементозы.

Микроэлементозы – патология, которая возникает в организме человека

по причине недостаточного или избыточного поступления микронутриента в

организм, а также связана с дисбалансом макро- и микроэлементов.

Хорошо известно, что микроэлементы обладают широким спектром

синергических и антагонистических взаимоотношений. Так, показано, что

между 15 известными жизненно необходимыми элементами существует 105

двусторонних и 455 трехсторонних взаимодействий.

 

Заключение

На протяжении нескольких десятилетий активно изучается

качественный и количественный состав МКЭ в различных биологических

жидкостях и тканях человека. Полученные результаты имеют важнейшее

значение для клиники, т.к. для адекватного лечения многих заболеваний

своевременное выявление и устранение дефицита МКЭ играет ключевую

роль.

Таким образом, учитывая, что многие МКЭ входят в состав ферментов,

катализирующих биохимические реакции в организме человека, важнейшим

является не только динамический контроль за уровнем отдельных МКЭ в

плазме крови (или других тканях), но и определение активности данных

ферментов. Важным компонентом процесса лечения является изучение МКЭ

в биологических жидкостях и тканях человека представляется не только

актуальным, но и важнейшим компонентом обследования пациентов при

различных заболеваниях.

 

 

Список используемой литературы:

1. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С.

Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. –