Pierwiastki śladowe

Pierwiastki śladowe to takie, których stężenie w organizmie jest niższe niż 0,01% masy ciała (100 ppm). Spośród pierwiastków występująch w układzie okresowym nie mniej niż 25 spełnia istotną rolę w organizmie ssaków, a 14 należy dostarczyć w śladowych ilościach, bowiem występują w organizmie w ilościach mniejszych niż 0,01%.

Do pierwiastków śladowych zalicza się: F, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Se, Mo i J, a ponad to: V, Ni, Sn i Si.

Wg aktualnych danych Zn, Cu, Cr i Se występują w ilościach niedoborowych na dużych częściach kuli ziemskiej, a w niektórych okolicach występuje niedobór Fe, J i Co.

Cynk

Zn wchodzi w skład ponad 200 białek, w tym ponad 100 enzymów. Cynkoenzymy biorą udział w przemianach cukrów, tłuszczów, białek i kwasów nukleinowych.

Zn wchodzi w skład enzymów wszystkich 6 klas:

Klasa I:

- dehydrogenaza alkoholowa

- dehydrogenaza mleczanowa

- dysmutaza ponadtlenkowa (SOD).

Klasa II:

- polimeraza RNA

- polimeraza DNA

Klasa III:

- fosfataza alkaliczna

- 5'-nukleotydaza

- α-amylaza

- amino-, karboksy-, dipeptydazy

Klasa IV:

- aldolaza

- anhydraza węglanowa

Klasa V:

-izomeraza fosfomannozowa

Klasa VI:

-syntetaza tRNA

Zawartość Zn w organizmie człowieka wynosi od 1,4 do 2,3 g.

Dzienne zapotrzebowanie:

- dzieci w okresie dojrzewania: 6-10 mg

- dorośli: 15 mg

Objawy niedoboru:

- zahamowanie wzrostu

- opóźnienie rozwoju płciowego

- atrofia jąder

- zapalenie skóry (acrodermatitis enteropathica)

- trudne gojenie ran

Fluor

Niezbędny do prawidłowego rozwoju zębów (szkliwo - odporność na próchnicę) i kości

Główne źródło - woda pitna, zapotrzebowanie: 1-2 mg dziennie.

Niedobory uzupełnia się przez fluorowanie wody lub podawanie w tabletkach.

Żelazo

Większość Fe zwiazana jest z Hb i Mb (75%). Cytochromy i enzymy zawierają kilkanaście mg Fe. Organizm człowieka zawiera ok. 4,0-5,0 g Fe. Żelazo pełni wiele funkcji:

- przenoszenia i magazynowania tlenu (składnik Hb i Mb)

- przenoszenia elektronów w łańcuchu oddechowym (cytochromy, Fe niehemowe)

- składnik oksydoreduktaz

Dzienne zapotrzebowanie:

- mężczyźni: 0,8-1,0 mg

- kobiety: 1,3-2,0 mg (tracą miesięcznie 35-70 ml krwi = 16-32 mg Fe)

- kobiety ciężarne i karmiące: ok. 3,6-4,0 mg.

Tylko ok. 10% spożytego Fe wchłania się z przewodu pokarmowego. Dlatego zalecane dawki dzienne są ok. 10 razy wyższe i wynoszą:

- niemowlęta 10-15 mg

- dzieci 1-3 lat: 15 mg

- dzieci 4-10 lat: 10 mg

- młodzież 11-18 lat: 18 mg

- kobiety: 18 mg

- dorośli > 50 lat: 10 mg

- kobiety ciężarne: 30-60 mg

- kobiety karmiące (laktoferyna): 30-60 mg

Źródła: wątroba, nerki, serce, żółtka jaj, ryby, ostrygi, szparagi.

Szpinak zawiera dość dużo Fe, ale jest słabo przyswajalny, bo jest silnie związany z fityną.

Wchłanianie:

Większość Fe w pokarmach występuje w postaci Fe³⁺, lub w postaci organicznej. W środowisku żołądka zw. organiczne są rozkładane i wydzielają Fe w postaci Fe³⁺. W niskim pH, pod wpływem związków redukujących (grupy -SH Cys, wit. C) Fe jest redukowane do Fe²⁺, które w tej formie się wchłania. Białko i peptydy ułatwiają wchlanianie (tworzą łatwo rozpuszczalne chelaty). Hem wnika do komórek bez uwalniania Fe z pierścienia. Dopiero w komórkach Fe uwalnia się i jest wiązane przez transferynę.

Fe wchłania się głównie w jelicie cienkim, najwięcej w dwunastnicy, pewna część w żołądku. Po wycięciu żołądka/dwunastnicy (choroba wrzodowa, rak) wchłanianie jest poważnie zmniejszone. Osoby takie powinny sprawdzać ilość erytrocytów i stężenie Hb i ewentualnie przyjmować Fe (dożylnie).

Mechanizm wchłaniania:

Jon Fe²⁺ znajdujący się w komórce błony śluzowej jest utleniany do Fe³⁺ i łączy się z apoferrytyną (syntetyzowaną w komórkach śluzówki) w ferrytynę, w której to formie jest magazynowane.

Ferrytyna - białko o masie cz. 440 kD składa się z 24 podjednostek po 18,5 kD każda. Białko to ma możliwość wiązania i uwalniania Fe. Może wiązać do 4,500 at. Fe (zwykle wiąże nie więcej niż 3,000 at.).

Fe uwolnione z komórek błony śluzowej dostaje się do żyły wrotnej jako Fe²⁺, po czym jest utleniane do Fe³⁺ i wiąże się z białkiem transferyną (syderofilina = β-globulina).

Transferyna - białko syntetyzowane w wątrobie, o m.cz. 78 kD, posiada 2 miejsca wiążące Fe i łączy się tylko z Fe³⁺ (nie z Fe²⁺). Jedna cz. białka może łączyć się z 2 jonami Fe³⁺. W warunkach fizjologicznych:

- 1/9 cz. transferyny wiąże 2 at. Fe,

- 4/9 - wiążą 1 at. Fe,

- 4/9 - nie wiążą Fe w ogóle.

Ceruloplazmina ułatwia utlenianie Fe²⁺ do Fe³⁺ w osoczu, ułatwiając w ten sposób wbudowywanie się do transferyny. Transferyna przenosi Fe do szpiku, gdzie retikulocyty wbudowują je do Hb.

Laktoferyna - białko mleka, które - podobnie jak transferyna - ma 2 miejsca wiążące Fe. Ilość Fe związanego przez laktoferynę jest zmienna - nigdy nie jest ona w pełni wysycona Fe. Rola laktoferyny polega na wiązaniu Fe w przewodzie pokarmowym niemowlęcia. Żelazo jest potrzebne do wzrostu drobnoustrojów przewodu pokarmowego. Obecność niewysyconej żelazem laktoferyny umożliwia związanie wolnego Fe, inhibując w ten sposób rozwój drobnoustrojów.

Miedź

Wchodzi w skład niektórych białek i enzymów, np.:

- oksydaza cytochromowa

- SOD ( ZnCu SOD)

- ceruloplazmina (Cp)

- inne (urykaza, tyrozynaza, hydroksylaza DOPA)

Organizm człowieka zawiera 100-150 mg Cu; stęż. w surowicy = 0,9 mg/l.

80% Cu zawartej w krwinkach czerwonych wchodzi wchodzi w skład SOD.

W osoczu 80-95% Cu jest silnie związana z Cp. Każda cząsteczka Cp wiąże bardzo mocno 6 at. Cu.

Zapotrzebowanie:

- niemowlęta: 0,05 mg/kg masy ciała/dzień

- dorośli: 2 mg/dzień

Źródła: wątroba, nerki, orzechy, skorupiaki, rodzynki.

Objawy niedoboru:

- zaburzone wchłanianie żelaza (zmniejszone stężenie Cp)

- obniżona synteza Cp

- obniżona synteza hemu → niedokrwistość

Kobalt

Jest składnikiem wit. B₁₂, będącej koenzymem:

- mutazy metylo-malonylo-CoA

- reduktazy metyleno-tetrahydrofolianu (metylo-THF)

- metylotransferazy homocysteinowej (syntazy metioninowej)

- reduktazy rybonukleotydowej

Zawartość w organizmie: ok. 1,1 mg.

Występowanie: wątroba, nerki, kości.

Co nieorganiczny jest szybko wydalany z kałem (po doustnej podaży) lub z moczem (po iniekcji). Przyswaja się tylko w postaci wit. B₁₂.

Jod

Niezbędny do syntezy tyroksyny. Tarczyca wychwytuje J z krwi i gromadzi w narządzie.

Niedobór: wole endemiczne (tarczyca rozrasta się, by wychwycić więcej J).

Dzienne zapotrzebowanie: 100-150 μg. Niedobory uzupełnia się dodawaniem J do NaCl. Dużo J zawiera woda morska, glony morskie i ryby.

---