poruchy metabolizmu stopových prvkov
Post on 09-Jan-2016
75 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
11.10.2003 stopdent.ppt 1
Poruchy metabolizmu stopových prvkov
Prednáška a študijný materiál zo základov molekulovej
medicínyškolský rok 2004/2005Oliver Rácz, ústav
patologickej fyziológie LF UPJŠ Košice
11.10.2003 stopdent.ppt 2
Stopové prvky - osnova
• Prvky života a stopové prvky• Súčasný stav problematiky a
nezodpovedané otázky• Metabolizmus železa• Zinok a meď• Ostatné kovy • Nekovy - jód a flór; selén
11.10.2003 stopdent.ppt 3
Poruchy metabolizmu stopových prvkov
I. Úvod a všeobecný prehľad
11.10.2003 stopdent.ppt 4
Prvky života
• Hlavné biogénne prvky - 6– C, H, N, O, ale aj P a S
• Elektrolyty– Na+, K+, Mg++, Ca++ oproti Cl- (?)
• Stopové < 1 g s jednou výnimkou– kovy: Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Cr, Co, V, Sn– nekovy: F, I, Se, Si, B
11.10.2003 stopdent.ppt 5
Prvky života - pozor!• Nezodpovedá zloženiu ľudského tela:
– As, Au, Pb, Hg….
• Silná selekcia:– Zemská kôra - O, Si, Al, Fe, Ca– Morská voda ? More v čase vzniku života ?– Prvkové zloženie rastlín sa viac podobá na pôdu
• Život je „ľahký“ - prvá polovica tabuľky, len 4 majú atómové č. > 30: 34Se (79) ,42Mo (96), 50Sn (119), 53I (127)
11.10.2003 stopdent.ppt 6
Stopové prvky - súčasný stav poznatkov - 1• Prvkové zloženie tela, tkanív, buniek,
O.K.• Látková forma - kovy len ako
komplexy!– Stabilné sú známe (hém, molybdopterín,
atď)– Menej stabilné sa ťažko skúmajú– Pridávajú sa k biochemickým štruktúram
po ich syntéze - výnimka je Se
11.10.2003 stopdent.ppt 7
Stopové prvky - súčasný stav poznatkov - 2• Cykly v biosfére - prírodné a po
ľudskom zásahu (ekológia) vplyv na zdravie
• Cykly v ľudskom tele - veľa otáznikov• Klinickobiochemická diagnostika
– Okrem železa nie sú rutinné vyšetrenia– O čom hovoria plazmatické hladiny ???– Nepriame markery - napr. GPX pre Se
11.10.2003 stopdent.ppt 8
Užitočné alebo toxické ?
+---------------------------------------------------------------------+¦ ¦ BIOGÉNNE PRVKY ¦ ¦¦ +-----------------------------------------+---------------------¦¦ ¦ HLAVNÉ ¦ELEKTROLYTY¦ STOPOVÉ ¦ TOXICKÉ ¦¦ ¦ ¦ ¦ a ¦b ¦ ¦+-----+--------+-----------+-------------+------+---------------------¦
¦ I ¦ 1H ¦ 11Na 19K ¦ 29Cu ¦ ¦ 47Ag 79Au ¦
¦ II ¦ ¦ 12Mg 20Ca ¦ 30Zn ¦ ¦ 4Be 48Cd 56Ba 80Hg ¦
¦ III ¦ ¦ ¦ ¦ 5B ¦ 5B 13Al ¦
¦ IV ¦ 6C ¦ ¦ 50Sn ¦14Si ¦ 82Pb ¦
¦ V ¦ 7N 15P ¦ ¦ 23V ¦ ¦ 33As 73Ta 83Bi ¦
¦ VI ¦ 8O 16S ¦ ¦ 24Cr 42Mo ¦34Se ¦ 24Cr 34Se 42Mo ¦
¦ VII ¦ ¦ 17Cl ¦ 25Mn ¦9F 53I¦ 9F 35Br ¦
¦ VIII¦ ¦ ¦ 26Fe27Co28Ni¦ ¦ 26Fe 27Co 28Ni ¦+---------------------------------------------------------------------+
11.10.2003 stopdent.ppt 9
Koľko ? Ktoré ?• RDA = recommended daily allowance od 1949, pre
stopové prvky od 1989. Stačí na prevenciu deficity• Nový systém - DRI = daily recommended intake
– Estimated average requirement– RDA– Adequate intake– Upper limit
• ÁNO - Fe, Zn, Cr, Se, I, F (nie vždy a u každého)
• NIE - Cu, V, Mn, Ni, Co, Sn, Si (zdraží moč)
11.10.2003 stopdent.ppt 10
Poruchy metabolizmu stopových prvkov
II. Metabolizmus železa
11.10.2003 stopdent.ppt 11
Distribúcia železa
C e l k o v é m n ož s t v o 4 0 0 0 m g 1 0 0 %
H e m o g l o b í n 2 5 0 0 6 3
M y o g l o b í n 1 6 0 4
E n z ý m y ( k a t a l á z a a i . ) 8 0 , 2
Z á s o b y ( f e r i t í n ) 1 3 5 0 3 3
T r a n s p o r t( t r a n s f e r í n )
5 0 , 1 2
11.10.2003 stopdent.ppt 12
Bilancia železa
• Rozpad erytrocytov(0,8 % denne 20 ml)20 - 25 mg denne• 90 - 95 % recyklácia!• Straty len 1 - 2 mg/d
• Bežná strava
10 - 15 mg dennekontrolovaná
rezorbcia1 - 2 mg/d
Fyziologicky zvýšené straty:
Menštruácia: 30 mg, gravidita 300 mg, laktácia 180 mg
Darcovstvo krvi = 200 ml = 200 mg železa, 15 % zásob
11.10.2003 stopdent.ppt 13
Ako na to ?
• Anémia - podozrenie na sideropéniu• Železo v sére (m: 14 - 29, ž: 12 - 23 mol/l)
je o ničom !!!• Väzbová kapacita (TIBS, total iron binding
capacity) je jednoduché a lacné meranie• Meranie feritínu ? ak máte dosť peňazí, je
to dobrý ukazovateľ celkových zásob (40 - 50 ng/l)
• Meranie transferínu ? (2 - 3 mg/l)• Solubilný transferínový receptor
11.10.2003 stopdent.ppt 14
Väzbová kapacita (TIBC)
• 1. Meranie železa zo séra (16)• Pridanie železa k séru - nasýtenie
transferínu na 100 %• Odstránenie neviazaného železa• 2. Meranie železa zo séra (64)• Saturačný index = 16/64 = 0,25 (25 %)• < 0,2 = sideropénia; > 0,55 =
nadbytok
11.10.2003 stopdent.ppt 15
Nedostatok a nadbytok železa• Sideropénia je častá u žien v rozvojových
krajinách. Časté pôrody, infekcie, nedostatočné stravovanie.
• U nás - choroby GIT (achlórhydria), choroby spojené s chornickými stratami krvi (obličky, gynekologické, vredová choroba)
• Prísny vegetariáni - deti• 4 stupne, na konci je mikrocytová
hypochrómna anémia (ženy na obrazoch starých holandských majstrov)
11.10.2003 stopdent.ppt 16
Nedostatok a nadbytok železa• Popeye (statočný námorník) a špenát• Omyl - špenát nie je dobrým zdrojom
železa (mäso)• Ešte väčší omyl - nadbytok železa je
rizikovým faktorom ischemickej choroby srdca
• Primárna hemochromatóza - dedičstvo EÚ spred 10 - 15 tisíc rokmi
• Sekundárna hemochromatóza
11.10.2003 stopdent.ppt 17
Klinická manifestácia hemochromatózy
• Bronzové sfarbenie kože• Hepatomegália, neskôr cirhóza, aj rakovina pečene• Bolesti v kĺboch• Poškodenie endorkinných žliaz (bronzový diabetes)• Kardiomyopatia• Chronický únavový syndróm• Strata libida, impotencia• Oxidačný stres a akcelerovaná ateroskleóza
pravdepodobne už v latentnom štádiu
Faktory manifestácie: pohlavie (m>ž), strava (mäso), vysoká konzumpcia alkoholu
11.10.2003 stopdent.ppt 18
Poruchy metabolizmu stopových prvkov
III. Zinok a meď
11.10.2003 stopdent.ppt 19
Zinok, Zn2 - 3 g; RDA 12 - 15 mg• Súčasť veľkého množstva enzýmov
(300) a iných bielkovín ( inzulín)• Chuťové a čuchové receptory,
iónové kanály• Stabilizuje priestorovú štruktúru
špeciálnych domén - zinkové prsty
11.10.2003 stopdent.ppt 20
Zinok, Zn - deficit2 - 3 g; RDA 12 - 15 mg• Zdroje: vnútornosti, huby, cvikla• Malé zásoby, fytáty obilnín zhrošujú rezorbciu• Marginálny deficit je pravdepodobne častý aj
u nás - časté infekcie, rastová retardácia• Ťažký deficit:
– Blízky Východ - cereálie
– Alkoholici, cirhotici, nefrotický a malabosrpčný sy. • Vrodená porucha absorbcie - acrodermatitis
enteropathica
11.10.2003 stopdent.ppt 21
Meď, Cu 100 - 150 mg; RDA 2 - 5 mg• Najviac vo svaloch, kostiach a pečeni• Aktívne centrum mnohých enzýmov,
predovšetkým oxidoredukčných
• Cu++ + e- Cu+
• Superoxddismutáza, lyzyloxidáza, cytochrómoxidáza a i.
• Ceruloplazmín je transportnou bielkovinou medi
11.10.2003 stopdent.ppt 22
Metabolizmus medi, deficit a nadbytok
• Zdroje: orechy, ustrice, morské ryby• Viaže sa na albumín, transcupreín a v pečeni
na ceruloplazmín• Vylučuje sa žlčou• Deficit - experimentálne a pri ťažkej
malnutrícii - anémia, leukopénia, poruchy kostí
• Hromadenie pri obštrukčnom iktere, je možná aj intoxikácia - hnačky, poškodenie pečene
11.10.2003 stopdent.ppt 23
Poruchy metabolizmu medi
• m. Wilson je vrodený deficit ceruloplazmínu - hepatolenikulárna degenerácia – Voľný kov poškodzuje tkanivá– 200 rôznych mutácií, 1 častá
• Menkes’ kinky hair syndrome– u chlapcov (X ch.), porucha intracelulárneho
transportu Cu– Ťažké smrteľné ochorenie
11.10.2003 stopdent.ppt 24
m. Wilson
U k a z o v a t eľ N o r m a m . W i l s o n
C e r u l o p l a z m í n 1 , 8 – 2 , 5 m o l / l < 1 , 8 m o l / l
C u – p l a z m a 1 6 – 3 1 m o l / l < 1 6 m o l / l
C u – p eč e ň 3 0 – 5 0 g / g 1 0 0 – 1 5 0 g / g
C u – m oč s t o p y 1 0 0 g / d
11.10.2003 stopdent.ppt 25
Poruchy metabolizmu stopových prvkov
IV. Ostatné kovy
11.10.2003 stopdent.ppt 26
Chróm, Cr 1 mg, vekom klesá
• Silne toxický kov• Vo forme komplexov (pikolinát a i.)
zlepšuje citlivosť tkanív na inzulín• Prevencia porušenej tolerancie glukózy• Pomocná liečba pri diabete 2. typu• V roku 2003 bol objasnený účinok -
aktivuje jeden z krokov intracelulárnej signalizačnej cesty po väzbe inzulínu na jeho receptor
11.10.2003 stopdent.ppt 27
Vanád, mangán, nikel kobalt,a molybdén• Vanád
– Neexistuje deficit, intoxikácia je možná– Inzulínu podobný účinok ?
• Mangán a nikel– Neexistuje deficit
• Kobalt– silne toxický - aditívum do piva -
kardiomypatia
– jedine ako súčasť vitamínu B12
• Molybdén (molybdopterín)– Neexistuje deficit, intoxikácia je možná
11.10.2003 stopdent.ppt 28
Poruchy metabolizmu stopových prvkov
V. Nekovy
11.10.2003 stopdent.ppt 29
Selén, Se
• Toxická látka (polovodiče)• m. Keshan (Čína), ťažká kardiomyopatia• Deficit selénu v pôde, rastlinách, potrave• Aktívne centrum glutatiónperoxidázy
(GPX), kľúčového enzýmu antioxidačnej ochrany
• Zasahuje aj do metabolizmu jódu• Selenocysteín je zabudovaný do bielkovín
počas syntézy
11.10.2003 stopdent.ppt 30
Selén, Se• Zdroje: cesnak, kvasinky, morské ryby• U nás (a v H, PL, CZ) marginálny
nedostatok• Potrebná dávka m: 70 g; ž 50 g, • Novšie až 200 g • Odporúča sa suplementácia v rámci
prevencie aterosklerózy a malignít • v roku 2001 štúdia dokázala výrazné
zníženie rakoviny prostaty a hrubého čreva po 10 rokoch suplementácie
• Nie je zázračný liek proti starnutiu a pod.
11.10.2003 stopdent.ppt 31
Poruchy metabolizmu jódu
• Halogén, vyskytuje sa hlavnie ako NaI• Dážďová voda vyplavuje jód z pôdy,
hlavným rezervoárom je morská voda• Morské ryby a iné živočíchy, niektoré
minerálne vody• Deficit ohrozuje 500 miliónov - 1 miliardu
ľudí• Na Slovensku do r. 1950 vysoký výskyt
endemickej strumy
11.10.2003 stopdent.ppt 32
Poruchy metabolizmu jódu
• Hormóny štítnej žľazy, metabolizmus, ale aj diferenciácia tkanív a intrauteriinný rozvoj CNS!!!
• Jodidovaná kuchyňská soľ• Prívod ani dnes nie je idálny (USG štítnej
žľazy)• Aj strumigény (kapusta) môžu narušiť
metabolizmus jódu a štítnej žľazy
11.10.2003 stopdent.ppt 33
Doporučený prívod jódu
S k u p i n a R D A , g / d J o d ú r i a g / l
d o s p e l í aa d o l e s c e n t i
1 5 0 1 0 0 – 2 0 0
t e h o t n é ž e n y 2 0 0 2 0 0 – 3 0 0
n o v o r o d e n c i 9 0 > 1 5 0
d e t i 6 m – 6 r 9 0 1 8 0 – 2 2 0
d e t i 6 – 1 2 r 1 2 0 1 0 0 – 2 0 0
11.10.2003 stopdent.ppt 34
Ukazovatele metabolizmu jódu
J o d ú r i a , g / l D e f i c i t
< 2 0 ť a ž k ý
2 0 – 5 0 z á v až n ý
5 0 – 1 0 0 ľ a h k ý
1 0 0 – 2 0 0 ž i a d n y
V o l u m š t í t n e jž ľ a z y
m l ( U S G )
m už i < 2 2 m l
ž e n y < 1 8 m l
d e t i p o d ľ a p o v r c h ut e l a
11.10.2003 stopdent.ppt 35
Následky deficitu jóduP l o d a b o r t , p r e n á š a n i e
v ý v o j o v é c h y b yk r e t e n i z m u sp s y c h o s o m a t i c k á r e t a r d á c i a
N o v o r o d e n e c z v ý š e n á ú m r t n o sťs t r u m a , h y p o t y r e ó z ap s y c h o s o m a t i c k á r e t a r d á c i a
D i eť a s t r u m a , h y p o t y r e ó z ap s y c h o s o m a t i c k á r e t a r d á c i a
D o s p e l ý s t r u m a , h y p o t y r e ó z ap o r u c h y m e n t á l n y c h f u n c k i í
11.10.2003 stopdent.ppt 36
Opatrenia
• Jodidácia soli (35 mg/kg KIO3 jodičnan)
• Kŕmné zmesi v živočíšnej výrobe (mlieko)
• Ryby, dary mora• Obohatené potravinové výrobky• Suplementácia u tehotných žien a
počas laktácie
11.10.2003 stopdent.ppt 37
Zvýšený prívod - Japonsko alebo prehnaná suplementácia
• Až miligramy!• U strumy - tyreotoxikóza• Spustenie autoimunity (v
experimente)– opatrnosť u autoimunitných ochorení
• Zdravú štítnu žľazu neohrozujeZamrazil, 2004
11.10.2003 stopdent.ppt 38
Flór, F - metabolický jed/prevenvia zubného kazu• Už 0,1 mmol/l fluoridu blokuje enolázu
baktérií• Fluoroapatit, ktorý tvorí 10 % zubnej skloviny
je oveľa rezistentnejší na kyslú hydrolýzu ako hydroxyapatit.
• Flór pomáha pri premene amorfného kalciumfosfátu na kryštalický apatit
Zubné pasty, ústne vody, tabletky KF, 1 - 2 mg/d
top related