Функции микроэлементов в клетке: микро- и макроэлементы / Справочник :: Бингоскул

«Химический состав клетки Макро- и микроэлементы» (10 класс) Задачи

Тема урока: «Химический состав клетки. Макро- и микроэлементы»

(10 класс)

Задачи: углубить знания о химическом составе клетки: макро – и микроэлементах, их роли в клетке; сформировать умение доказывать материальное единство мира на основе знаний об элементарном составе клетки, используя проектную деятельность развивать исследовательские способности учащихся, воспитание культуры питания.

Оборудование: таблица, иллюстрирующая содержание химических элементов в клетке, презентации учащихся.

1.Орг. момент.

2.Ход урока.

1.Актуализация знаний. Курс общей биологии мы начинали с вами с изучения уровней организации живых организмов. Давайте с вами вспомним, какие уровни организации живой природы выделяют ученые? (ответ учащихся)

-На каком уровне начинается обмен веществ и превращение энергии?

Молекулярный уровень – это самый низкий уровень организации живого, представленный отдельными молекулами органических и неорганических веществ, входящих в состав клеток организма. Жизнедеятельность всех живых систем проявляется во взаимодействии молекул различных химических веществ.

— Назовите химические элементы, содержание которых в клетке преобладает?(Н, О,С,N)

— Встречаются ли эти химические элементы в неживой природе? О чем это свидетельствует? (Живые тела состоят из тех же химических элементов, что и неживые тела).

2.Изучение нового материала.

Сегодня на уроке мы с вами познакомимся с ролью основных химических элементов, входящих в состав клеток живых организмов.

В составе живой природы обнаружено более 80 химических элементов, но только роль 27 из них изучена.

Используя текст учебника, добавьте схему в своей тетради, изображенную на доске.

Химические элементы

Макроэлементы Ультрамикроэлементы

__________________%

_______________% Микроэлементы

_______________%__ Роль______________

Роль___________

Роль_____________

Каждый из химических элементов выполняет важную функцию в клетке.

— Приведите примеры о роли некоторых химических элементов из вашего личного опыта, из курса биологии, а так же из рекламных роликов, идущих на телевидении.

Запишите в своих тетрадях роль основных химических элементов ( самостоятельная работа учащихся с текстом учебника)

О, Н – входят в состав воды.

С, О, Н, N – в составе белков, липидов, нуклеиновых кислот, полисахаридов.

К, Na, Cl – проведение нервного импульса.

Ca – компонент костей, зубов, необходим для мышечного сокращения, компонент свертывания крови.

Mg – структурный компонент хлорофилла, поддерживает работу рибосом и митохондрий.

Fe — структурный компонент гемоглобина, миоглобина.

S – в составе серосодержащих аминокислот.

P – в составе нуклеиновых кислот, костной ткани.

Mn, Zn, Cu – активаторы ферментов, влияют на процессы тканевого дыхания.

Zn – в составе инсулина.

Co – в составе витамина В12.

J – в составе тироксина.

F — в составе эмали зубов.

К сегодняшнему уроку вы получили опережающее задание составить меню с учетом нехватки определенного химического элемента.

Давайте посмотрим, что у вас получилось (представление учащимися своих презентаций).

Закрепление. 1) Работа с дидактическими карточками (карточку можно дать индивидуально или организовать работу в парах).

Определите соответствие функции химическому элементу.

Ca – 1) в составе инсулина.

Mg – 2 структурный компонент хлорофилла, поддерживает

P – работу рибосом и митохондрий.

Fe — 3) в составе эмали зубов.

F — 4) в составе тироксина

J – 5) структурный компонент гемоглобина, миоглобина.

Zn— 6) в составе серосодержащих аминокислот.

Co – 7) в составе витамина В12.

8) в составе нуклеиновых кислот, костной ткани.

9) компонент костей, зубов, необходим для мышечного

S – сокращения, компонент свертывания крови.

Д/З: изучить стр. 85, записи в тетрадях, подготовить презентацию «Роль воды в жизни живых организмов»

Витамины и микроэлементы, влияющие на состояние сердечно-сосудистой системы (K, Na, Сa, Mg, P, Fe, Zn, Mn, Cu, витамины B1, B5, E, B9, B12)

Комплексное исследование, позволяющее оценить содержание витаминов и микроэлементов, влияющих на состояние и функционирование сердечно-сосудистой системы человека.

Синонимы русские

Витамины; микроэлементы; сердечно-сосудистая система.

Синонимы английские

Vitamins; minerals; cardiovascular system.

Метод исследования

Высокоэффективная жидкостная хроматография.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Не принимать пищу в течение 8 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
• Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Нормальное состояние и функционирование сердечно-сосудистой системы зависит от множества причин. Большую роль в нормальной работе системы играют микроэлементы и витамины. Они обеспечивают постоянство клеточного состава, работу кардиомиоцитов, процессов сокращения сердечной мышечной ткани, проведении нервного импульса, состояние сосудистой стенки. К наиболее значимым микроэлементам, влияющим на функционирование сердечно-сосудистой системы, относятся калий (K), натрий (Na), кальций (Сa), магний (Mg), фосфор (P), железо (Fe), цинк (Zn), марганец (Mn), медь (Cu).

Калий является основным внутриклеточным катионом, участвующим в водно-электролитном обмене, поддержании кислотно-основного равновесия. Он взаимодействует с другими электролитами (натрием, хлором, бикарбонатом) и участвует в поддержании заряда мембран клеток, механизмах возбуждения мышечных и нервных волокон. Натрий представляет собой катион, который присутствует во всех жидкостях и тканях организма человека. В наибольшей концентрации, около 96 %, он содержится во внеклеточной жидкости и крови. Изменение уровня калия в сыворотке крови имеет важное клиническое значение, требует своевременных мер диагностики и лечения. Гипокалиемия и гиперкалиемия характеризуются изменениями со стороны работы сердечно-сосудистой системы и имеют специфические проявления при электрокардиографическом исследовании. Повышение уровня калия может приводить к серьезным нарушениям ритма, вплоть до прогрессирующей фибрилляции желудочков сердца.

Кальций к числу важнейших минералов организма человека. Около 99  % ионизированного кальция сосредоточено в костях и лишь менее 1  % циркулирует в крови. Концентрация кальция в цитоплазме значительно превышает его количество во внеклеточной жидкости. Он необходим для нормального сокращения сердечной мышцы, поперечно-полосатых мышц, для передачи нервного импульса, является компонентом свертывающей системы крови, каркаса костной ткани и зубов. Нарушение регуляции метаболизма кальция могут приводить к отклонениям в проводимости нервного импульса, мышечной возбудимости, сократительной способности миокарда и гладких мышц сосудистой стенки. Магний также является компонентом костной ткани, участвует в механизмах мышечных сокращений и проведении нервного импульса. По ряду эффектов является антагонистом кальция. При гипомагниемии возможно появление нарушений сердечного ритма в виде желудочковой экстрасистолии. При гипермагниемии – возникновение брадикардии, атриовентрикулярных блокад. Фосфор в составе органических и неорганических соединений участвует в метаболизме костной ткани, осуществлении нервно-мышечных сокращений, поддержании кислотно-щелочного баланса, в энергетическом обмене. Около 70-80  % фосфора в организме связано с кальцием, формируя каркас костей и зубов, 10  % находится в мышцах и около 1  % в нервной ткани. Клиническая симптоматика при гиперфосфатемии, как правило, обусловлена одновременно развивающейся гипокальциемией.

Железо является микроэлементом, входящим в состав гемоглобина, миоглобина, некоторых ферментов и других белков, которые участвуют в обеспечении тканей кислородом. В плазме крови ионы железа связаны с транспортным белком трансферрином. При дефиците железа развивается такое состояние, как анемия. Она характеризуется слабостью, головокружением, головными болями, одышкой. При повышении концентрации железа наряду с общими симптомами могут отмечаться нарушения сердечного ритма. Цинк – это микроэлемент, необходимый для нормального роста и дифференцировки клеток. Он является кофактором множества ферментов, входит в состав некоторых транскрипционных факторов и стабилизирует клеточные мембраны. При увеличении концентрации цинка отмечаются слабость, лихорадка, симптомы общей интоксикации организма, миалгии, нарушение сердечной деятельности. Марганец – это микроэлемент, необходимый для нормального формирования костной ткани, синтеза белков и регуляции клеточного метаболизма. При его повышении в крови могут отмечаться симптомы общей интоксикации, поражается множество систем и органов, в том числе печень, нервная и сердечно-сосудистая система. Отмечаются нарушения нервно-мышечной проводимости, характеризующиеся различными нарушениями ритма. Медь входит в состав многих ферментов, которые принимают участие в метаболизме железа, формировании соединительной ткани, выработке энергии на клеточном уровне, в нормальном функционировании нервной системы. При избытке меди отмечаются симптомы интоксикации. Недостаток меди может привести к развитию тяжелой анемии, характеризующейся наличием дефектных эритроцитов.

Витамины – это органические низкомолекулярные биологические вещества, которые не синтезируются в организме человека и поэтому должны поступать с пищей. Они обеспечивают нормальные метаболические процессы в организме и играют большую роль в профилактике и лечении многих заболеваний. По биохимическим свойствам все витамины делятся на две группы: жирорастворимые и водорастворимые. Жирорастворимые витамины способны всасываться в кишечнике только при наличии липидов и желчных кислот. Водорастворимые витамины не накапливаются в тканях, и их избыток удаляется из организма с мочой.

Витамин В1 (тиамин) относится к водорастворимым витамином, является кофактором в реакциях декарбоксилирования аминокислот, превращения пирувата в ацетилкоэнзим А; играет роль в углеводном обмене; принимает участие в передаче нервного импульса. Нарушения в сердечно-сосудистой системе проявляются одышкой, тахикардией, повышением артериального давления, отеками.

Витамин В5 (пантотеновая кислота) является водорастворимым, входит в состав коэнзима А, необходимого для обмена жиров, углеводов, синтеза холестерола, стероидных гормонов, гемоглобина. При недостатке этого витамина поражаются практически все системы и органы организма человека, развивается слабость, потеря веса, анемии, появляются симптомы поражения нервной и костно-мышечной систем.

Витамин В9 (фолиевая кислота) – водорастворимый витамин, необходимый для синтеза нуклеиновых кислот, некоторых аминокислот, белков, фосфолипидов, повышает всасывание витамина В12. При нехватке фолиевой кислоты могут отмечаться нарушения в виде мегалобластной анемии, глоссита, эзофагита, атрофического гастрита, энтерита. Отмечается слабость сосудистой стенки, проявляющаяся кровоточивостью слизистых оболочек.

Витамин В12 (цианокобаламин) относится к группе водорастворимых витаминов. Он необходим для синтеза нуклеиновых кислот, образования эритроцитов, клеточного и тканевого обменов, участвует в поддержании нормального функционирования нервной системы. Недостаточность витамина приводит к развитию злокачественной (пернициозной) макроцитарной анемии.

Витамин Е (токоферол) представляет собой группу из нескольких соединений, относится к группе жирорастворимых витаминов и содержится в растительных маслах, зернах злаковых растений, орехах, зеленых овощах. Данный витамин входит в состав всех органов и тканей организма человека, больше всего его в жировой ткани, печени, мышцах и нервной системе. Витамин Е обладает антиоксидантной функцией, предохраняет от окисления ненасыщенные жирные кислоты, защищая от повреждения липидные структуры клеточных мембран и субклеточные структуры. Участвует в образовании гемоглобина, снижает риск развития атеросклероза и тромбозов. При дефиците данного витамина, в первую очередь, страдают ткани с высокой пролиферативной активностью и высокой интенсивностью процессов окисления: нервная ткань, мышечная ткань, эпителий половых желез, эндометрий, структуры печени, почек. Витамин Е необходим для профилактики и лечения злокачественных опухолей, сердечно-сосудистых заболеваний, атеросклероза. При гипервитаминозе отмечаются нарушения в свертывающей системе крови, тромбоцитопатии.

Для определения количественного состава микроэлементов и витаминов в сыворотке крови используется метод высокоэффективной жидкостной хроматографии. Он относится к современным хроматографическим методам анализа. Хроматография – это метод разделения и определения веществ, основанный на распределении компонентов между двумя фазами – подвижной и неподвижной. Жидкостная хроматография – метод разделения и анализа сложных смесей веществ, в котором подвижной фазой является жидкость. Он позволяет разделить и выявить количественно более широкий круг веществ с различной молекулярной массой и размерами.

Для чего используется исследование?

• Для диагностики концентрации микроэлементов и витаминов, влияющих на состояние и функционирование сердечно-сосудистой системы человека;
• для диагностики недостатка или избытка исследуемых микроэлементов/витаминов.

Когда назначается исследование?

• При симптомах недостатка микроэлементов и/или витаминов, характеризующихся нарушением деятельности сердечно-сосудистой системы;
• при симптомах токсического действия витаминов и микроэлементов при их избыточном содержании;
• при клинических признаках моно- или поливитаминной недостаточности, недостаточности микроэлементов в результате нарушения питания, нарушения всасывания, гипотрофиях, при парентеральном питании.

Что означают результаты?

Референсные значения

Селен в сыворотке: 23 — 190 мкг/л

Кобальт в сыворотке: 0,1 — 0,4 мкг/л

Хром в сыворотке: 0,05 — 2,1 мкг/л

Цинк в сыворотке: 650 — 2910 мкг/л

Никель в сыворотке: 0,6 — 7,5 мкг/л

Марганец в сыворотке: 0 — 2 мкг/л

Железо в сыворотке: 270 — 2930 мкг/л

Витамин В12 (цианокобаламин): 189 — 833 пг/мл

Витамин B9 (фолиевая кислота): 2,5 — 15 нг/мл

Витамин А (ретинол): 0,3 — 0,8 мкг/мл

Витамин С (аскорбиновая кислота): 4 — 20 мкг/мл

Фосфор: 22 — 517,1 мг/л

Причины повышения:

• нарушение метаболизма микроэлементов и витаминов;
• избыточное поступление микроэлементов;
• нарушение баланса микроэлементов;
• пероральное или парентеральное введение препаратов витаминов.

Причины понижения:

• недостаточное поступление микроэлементов в организм человека;
• недостаточное поступление и всасывание витаминов в организме;
• повышенное использование микроэлементов, нарушение их баланса в организме;
• повышенное использование витаминов в метаболизме.

Что может влиять на результат?

• Прием некоторых лекарственных препаратов может влиять на содержание электролитов в исследуемом биоматериале;
• прием витаминов и витаминсодержащих лекарственных препаратов влияет на истинный результат исследования.

Также рекомендуется

[06-250] Витамины и микроэлементы, участвующие в регуляции функции поджелудочной железы и углеводного обмена (Cr, K, Mn, Mg, Cu, Zn, Ni, витамины A, B6)

[06-251] Витамины и микроэлементы, участвующие в регуляции функции щитовидной железы (I, Se, Mg, Cu, витамин B6)

[06-244] Витамины и микроэлементы, влияющие на состояние кожи, ногтей, волос (K, Na, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, S, P, витамины A, C, E, B1, B2, B3, B5, B6, B9, B12)

[06-230] Комплексный анализ на витамины (A, D, E, K, C, B1, B5, B6)

[06-245] Витамины и микроэлементы, влияющие на состояние костной системы (K, Ca, Mg, Si, S, P, Fe, Cu, Zn, витамины K, D, B9, B12)

[06-246] Витамины и микроэлементы, влияющие на состояние мышечной системы (K, Na, Ca, Mg, Zn, Mn, витамины B1, B5)

[06-247] Витамины и микроэлементы, влияющие на состояние женской репродуктивной системы (Fe, Cu, Zn, Se, Ni, Co, Mn, Mg, Cr, Pb, As, Cd, Hg, витамины A, C, E, омега-3, омега-6 жирные кислоты)

Кто назначает исследование?

Терапевт, врач общей практики, кардиолог, гематолог, невролог, дерматолог.

Литература

1. Taguchi K, Fukusaki E, Bamba T Simultaneous analysis for water- and fat-soluble vitamins by a novel single chromatography technique unifying supercritical fluid chromatography and liquid chromatography. / J Chromatogr A. 2014 Oct 3;1362:270-7.
2.  Долгов В.В., Меньшиков В.В. Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство. – Т. I. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 928 с.
3. Камышников В.С. и др. Методы клинических лабораторных исследований / под ред. В.С. Камышникова.- 3-е изд., перераб. и доп. – М.: МеУДпресс-информ, 2009. – 752 с.: ил.
4. Fauci, Braunwald, Kasper, Hauser, Longo, Jameson, Loscalzo Harrison’s principles of internal medicine, 17th edition, 2009.

«Роль микроэлемента марганца (Mn) в организме человека» — Официальный сайт МО Красноуфимский округ

Микроэлементы – важнейшие вещества, от которых зависит жизнедеятельность организмов. Они не являются источником энергии, однако отвечают за жизненно важные химические реакции. Среди всех микроэлементов в особую группу выделяют так называемые незаменимые микроэлементы, регулярное поступление которых с пищей или водой в организм абсолютно необходимо для его нормальной жизнедеятельности.

Одним из таких незаменимых микроэлементов является марганец (Мn).

Марганец активно влияет на обмен белков, углеводов и жиров. Важной также считается его способность усиливать действие инсулина и поддерживать определенный уровень холестерина в крови. В присутствии марганца организм полнее использует жиры, повышается усвояемость меди. Так же микроэлемент регулирует процессы кроветворения, усиливает синтез гормонов щитовидной железы — тироксина и трийодтиронина, участвует в синтезе интерферона и укрепляет иммунитет и поддерживает нормальную свёртываемость крови.

За контроль и поддержание многих жизненных функций марганец еще называют микроэлементом-менеджером.

Переизбыток марганца может привести к серьёзным последствиям, после которых даже молодой организм очень тяжело восстанавливается: ухудшению всасывания железа и возникновению развития анемии, ухудшению состояния нервной системы, нарушению всасывания кальция.

Вода с повышенным содержанием марганца обладает металлическим привкусом. Его присутствие приводит к значительно более быстрому износу бытовой техники и систем отопления, поскольку он способен накапливаться в виде черного налета на внутренних поверхностях труб с последующим отслаиванием и образованием взвешенного в воде осадка черного цвета.

Дефицит марганца приводит к различным формам анемии, нарушениям функций воспроизводства у обоих полов, задержке роста детей, проявлениям дефицита массы тела и др. В настоящее время дефицит данного минерала является довольно распространённым явлением, что связано с неправильным и несбалансированным питанием, а также загрязнённостью окружающей среды. Богатые марганцем продукты: крупы (в первую очередь овсяная и гречневая), фасоль, горох, орехи, клюква, говяжья печень и многие хлебобулочные изделия, которыми практически восполняется суточная потребность человека в марганце – 5,0-10,0 мг.

Главный врач Красноуфимского филиала

ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии

в Свердловской области»  А. В. Поздеев

Оставить комментарий

Вы должны войти, чтобы оставлять комментарии.

Роль йода в организме,

25 июня 2019 г.

Йод относится к жизненно важным микроэлементам питания: суточная потребность в нем в зависимости от возраста составляет от 100 до 200 мкг (1 мкг – это 1 миллионная часть грамма), а за всю жизнь человек потребляет около 3-5 граммов йода, что эквивалентно содержимому примерно одной чайной ложки. Для образования необходимого количества гормонов требуется и достаточное поступление йода в организм. Ежедневная потребность в йоде зависит от возраста и физиологического состояния.

Нормы ежедневного потребления йода

— 50 мкг для детей грудного возраста (первые 12 месяцев)

— 90 мкг для детей младшего возраста (от 2 до 6 лет)

— 120 мкг для детей школьного возраста (от 7 до 12 лет)

— 150 мкг для взрослых (от 12 лет и старше)

— 200 мкг для беременных и кормящих женщин

Краткая характеристика проблемы

Йод — микроэлемент, необходимый для нормального роста и развития человека и животных. Попадая в организм, йод избирательно накапливается в щитовидной железе, где проходит сложный путь превращений и становится составной частью тиреоидных гормонов: тироксина и трийодтиронина. Тиреоидные гомоны регулируют скорость обмена веществ в организме, участвуют в работе всех органов и систем.

Самым распространенным проявлением йодной недостаточности является зоб. Однако современные знания позволяют выделить целый ряд заболеваний, обусловленных влиянием йодной недостаточности на рост и развитие организма. В йоддефицитных регионах у женщин нарушается репродуктивная функция, увеличивается количество выкидышей и мертворождений, повышается перинатальная и детская смертность. Дефицит тиреоидных гормонов у плода и в раннем детском возрасте может привести к необратимому снижению умственного развития, вплоть до кретинизма. От дефицита йода страдает не только мозг ребенка, но и согласно многочисленных исследований, его слух, зрительная память и речь. Недостаток йода может сказаться на работе жизненно важных органов и привести к задержке физического развития.

Очевидно, наиболее неблагоприятные последствия возникают на ранних этапах становления организма, начиная от внутриутробного периода и завершаясь возрастом полового созревания. В настоящее время известен целый ряд заболеваний обусловленных влиянием йодной недостаточности в различные периоды жизни.

Последствия йодной недостаточности

Дородовый период: аборты, мертворождения, врожденные аномалии, повышенная смертность в родах, эндемический кретинизм;

Послеродовой период, раннее детство: неонатальный зоб, явный или субклинический гипотиреоз, нарушения умственного и физического развития;

Детский и подростковый период: эндемический зоб (диффузный, узловой), явный или субклинический гипотиреоз, нарушения умственного и физического развития;

Взрослые: зоб (диффузный, узловой) и его осложнения, гипотиреоз, умственные нарушения, нарушения репродуктивной системы: инфертильность и импотенция, опухоли гипофиза, синдром пустого турецкого седла, ранний климакс;

 

Почему для обогащения йодом избрана именно соль?

• Соль используется ежедневно, значит йод будет поступать в организм постоянно;
• Соль использует все, независимо от материального достатка, пола, возраста и образования;
• Соль употребляют в малых количествах, так что невозможно передозировать содержание йода в организме;
• Стоимость йодированной соли практически не отличается от обычной соли. Йодированную соль могут купить все: от пенсионеров до молодых людей.

 

Ошибки и заблуждения йодной профилактики

ЗАБЛУЖДЕНИЯ		ФАКТЫ
Потребление йодированной соли может вызвать аллергическую реакцию		В медицинской практике случаев аллергических реакций на йодированную соль не наблюдалось
Потребление йодированной соли способно индуцировать аутоиммунный тиреоидит		При потреблении физиологических количеств йода риск развития аутоиммунных заболеваний щитовидной железы не увеличивается
Йодированная соль не пригодна для засолки овощей и других продуктов		Специальные исследования во многих странах показали, что йодированная соль не влияет на качество консервирования
Регулярное потребление морской рыбы достаточно для профилактики йоддефицита		Регулярные потребления морской рыбы и морепродуктов весьма полезно, но недостаточно для полного обеспечения организма йодом. Используйте для приготовления йодированную соль
Для профилактики ЙДЗ можно использовать спиртовой раствор йода и раствор Люголя		Это делать не нужно. Капля раствора Люголя содержит почти полугодовую дозу йода, лучше купить йодированную соль
Перепонки грецкого ореха, хурма, фейхоа и некоторые другие фрукты содержат много йода		За редким исключением почвы резко обеднены йодом. Растения не способны концентрировать его, и их плоды, листья, корни не содержат повышенного количества йода

Йодированная соль показана всем без исключения жителям нашей страны, где существует природный дефицит йода и поступление его с пищей и водой снижено. Йодированная соль – это не лекарство, а продукт питания. Для ее покупки в магазине не нужно рецептов. Надо просто приобретать йодированную соль вместо обычной и использовать ее и для приготовления блюд, и для присаливания пищи

Из чего состоит кровь?

Кровь состоит на 60 % из плазмы. Это желтовато-белая жидкость, которая в свою очередь состоит в основном из воды, а также различных белков, солей, микроэлементов и витамин‎ов. Около 40 % кровь состоит из клеток [клетка‎], которые называют кровяными тельцами или кровяными клетками. Существует три вида клеток крови, которые находятся в ней в разном количестве и выполняют разные задачи:

• красные кровяные тельца (эритроциты)
• белые кровяные тельца (лейкоциты)
• кровяные пластинки (тромбоциты)

Эритроциты (красные кровяные тельца)

Больше всего в крови человека находится эритроцит‎ов, которые также называют красными кровяными тельцами или красными клетками крови. Они составляют 99 % из всех клеток крови. В одном микролитре крови (то есть в одной милионной части литра) находится от 4 до 6 миллионов эритроцитов.

Самая важная задача эритроцитов – переносить по кровеносным сосудам жизненно необходимый кислород (который поступает в лёгкие) к органам и тканям тела. Эту задачу они выполняют с помощью красного пигмента крови – гемоглобина.

Если количества эритроцитов в крови не достаточно, или если в эритроцитах мало гемоглобина и поэтому они не могут полностью выполнять свою работу, то речь идёт об анемии, или о малокровии. У „малокровных“ людей часто очень бледная кожа. Так как их организм не получает достаточное количество кислорода, то у них также появляются такие симптомы как утомляемость, слабость, одышка, снижение работоспособности, головная боль или боли в спине.

Главным в оценке работы эритроцитов является в первую очередь не их количество в крови, а их объём, так называемый гематокрит‎ (сокращение в анализах Ht), и уровень гемоглобина (сокращение в анализах Hb). Для детей страше грудного возраста нормальным считается уровень гемоглобина в пределах от 10 до 16 г/дл, норма гематокрита – в пределах между 30 и 49 % (детали см. в таблице) [KUL2002‎].

Если эти показатели значительно ниже нормы и одновременно у ребёнка появляются симптомы анемии [анемия‎], например, из-за лейкоза, или после химиотерапии [химиотерапия‎], то может потребоваться переливание (трансфузия) эритроцитарного концентрата (эритроцитарной массы, сокращённо „эрмасса“), чтобы стабилизировать состояние ребёнка.

Возраст ребёнка	Гемоглобин(Hb) уровень в г/дл	Гематокрит (Hk) показатель в %
1 год	10.1 — 13.0	30 — 38
2 – 6 лет	11.0 — 13.8	32 — 40
6 – 12 лет	11.1 — 14.7	32 — 43
12 – 18 лет женщины	12.1 — 15.1	35 — 44
12 – 18 лет мужчины	12.1 — 16.6	35 — 49

Лейкоциты (белые клетки крови)

Белые кровяные тельца или белые клетки крови, которые также называют лейкоцит‎ами, составляют вместе с тромбоцитами у здоровых людей лишь 1 % всех клеток крови. Нормальным считается уровень от 5.000 до 8.000 лейкоцитов в микролитре крови.

Лейкоциты отвечают за имунную защиту организма. Они распознают „чужаков“, например, бактерии‎, вирус‎ы или грибы, и обезвреживают их. Если есть инфекция‎, количество лейкоцитов может сильно вырасти за короткое время. Благодаря этому организм быстро начинает бороться с возбудителями болезни.

Лейкоциты делят на разные группы в зависимости от их внешнего вида, от места, в котором они выросли, и от того, как именно они работают. Самую большую группу (от 60 до 70 %) составляют так называемые гранулоцит‎ы; от 20 до 30 % — лимфоцит‎ы и от 2 до 6 % — моноцит‎ы („клетки-пожиратели“).

Эти три вида клеток по-разному борются с возбудителями болезней, одновременно дополняя работу друг друга. Только благодаря тому, что они работают согласованно, организм обеспечивается оптимальной защитой от инфекций. Если количество белых клеток крови снижается, или они не могут работать нормально, например, при лейкозе, то защита организма от „чужаков“ (бактерий, вирусов, грибов) больше не может быть эффективной. Тогда организм начинает подхватывать разные инфекции.

Общее количество лейкоцитов измеряется в анализе крови [анализ крови‎]. Характеристики различных типов белых кровяных клеток и их процентуальное соотношение могут исследоваться в так называемом дифференциальном анализе крови (лейкоцитарная формула‎).

Гранулоциты

Гранулоциты отвечают прежде всего за защиту организма от бактерий [бактерии‎]. Также они защищают от вирус‎ов, грибов и паразитов (например, глистов). А называются они так потому, что в их клеточой жидкости есть зёрнышки (гранулы). В том месте, где появляется инфекция‎, они моментально накапливаются в большом количестве и становятся „первым эшелоном“, который отражает атаку возбудителей болезни.

Гранулоциты являются так называемыми фагоцитами. Они захватывают проникшего в организм противника и перевариваюи его (фагоцитоз). Таким же образом они очищают организм от мёртвых клеток. Кроме того, гранулоциты отвечают за работу с аллергическими и воспалительными реакциями, и с образованием гноя.

Уровень гранулоцитов в крови имеет в лечении онкологических болезней очень важное значение. Если во время лечения их количество становится меньше, чем 500 — 1.000 в 1 микролитре крови, то, как правило, очень сильно возрастает опасность инфекционных заражений даже от таких возбудителей, которые обычно вообще не опасны для здорового человека.

Лимфоциты

Лимфоциты – это белые клетки крови, 70 % которых находится в тканях лимфатической системы. К таким тканям относятся, например, лимфатические узлы‎, селезёнка, глоточные миндалины (гланды) и вилочковая железа‎.

Группы лимфоузлов находятся под челюстями, в подмышечных впадинах, на затылке, в области паха и в нижней части живота. Селезёнка – это орган, который находится слева в верхней части живота под рёбрами; вилочковая железа – небольшой орган за грудиной. Кроме того, лимфоциты находятся в лимфе. Лимфа – это бесцветная водянистая жидкость в лимфатических сосудах. Она, как и кровь, охватывает своей разветвлённой весь организм

Лимфоциты играют главную защитную роль в иммунной системе, так как они способны целенаправленно распознавать и уничтожать возбудителей болезней. Например, они играют важную роль при вирус‎ной инфекции. Лимфоциты „организовывают“ работу гранулоцит‎ов, производя в организме так называемые антитела‎. Атитела – это маленькие белковые молекулы, которые прицепляются к возбудителям болезни и таким образом помечают их как „врагов“ для фагоцитов.

Лимфоциты распознают и уничтожают клетки организма, поражённые вирусом, а также раковые клетки, и запоминают тех возбудителей болезни, с которыми они уже контактировали. Специалисты различают Т-лимфоцит‎ы и В-лимфоцит‎ы, которые отличаются по своим иммунологическим характеристикам, а также выделяют некоторые другие, более редкие подгруппы лимфоцитов.

Моноциты

Моноциты – это клетки крови, которые уходят в ткани и там начинают работать как „крупные фагоциты“ (макрофаги), поглощая возбудителей болезней, инородные тела и умершие клетки, и зачищая от них организм. Кроме того часть поглощённых и переваренных организмов они презентируют на своей поверхности и таким образом активируют лимфоциты на иммунную защиту.

Тромбоциты (кровяные пластинки)

Кровяные пластинки, которые также называют тромбоцит‎ы, отвечают главным образом за остановку кровотечений. Если происходит повреждение стенок кровеносных сосудов, то они в самое кратчайшее время закупоривают повреждённое место и таким образом кровотечение останавливается.

Слишком низкий уровень тромбоцитов (встречается, например, у больных лейкоз‎ом) проявляется в носовых кровотечениях или кровоточивости дёсен, а также в мелких кровоизлияниях на коже. Даже после самого незначительного ушиба могут появляться синяки, а также кровоизлияния во внутренних органах.

Количество тромбоцитов в крови также может падать из-за химиотерапии. Благодаря переливанию (трансфузия‎) кровяных пластинок (тромбоконцентрата), как правило, удаётся поддерживать приемлемый уровень тромбоцитов.

7) Химический состав клетки. Вода. Неорганические вещества клетки. Роль микроэлементов.

Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке — одно из основных условий еёжизни, развития и функционирования. Одних химических элементов в клетке больше, других — меньше.

Условно все элементы клетки можно разделить на три группы.

Макроэлементы

К макроэлементам относят кислород (65—75 %), углерод (15—18 %), водород (8—10 %), азот (2,0—3,0 %), калий (0,15—0,4 %), сера (0,15—0,2 %), фосфор (0,2—1,0 %), хлор (0,05—0,1 %),магний (0,02—0,03 %), натрий (0,02—0,03 %), кальций (0,04—2,00 %), железо (0,01—0,015 %. Такие элементы, как C, O, H, N, S, P входят в состав органических соединений.

Углерод — входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO₂ фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO₃ входит в состав минеральных скелетов.

Кислород — входит в состав практически всех органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды.

Водород — входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.

Азот — входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров — аминокислот и нуклеотидов. Из организма животных выводится в составе аммиака, мочевины, гуанина или мочевой кислоты как конечный продукт азотного обмена. В виде оксида азота NO (в низких концентрациях) участвует в регуляции кровяного давления.

Сера — входит в состав серосодержащих аминокислот, поэтому содержится в большинстве белков. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.

Фосфор — входит в состав АТФ, других нуклеотидов и нуклеиновых кислот (в виде остатков фосфорной кислоты), в состав костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).

Магний — кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.

Кальций — участвует в свёртывании крови, а также служит одним из универсальных вторичных посредников, регулируя важнейшие внутриклеточные процессы (в том числе участвует в поддержании мембранного потенциала, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза). Нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных.

Натрий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессы осморегуляции (в том числе работу почек у человека) и создании буферной системы крови.

Калий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы.Содержится в межклеточных веществах.

Хлор — поддерживает электронейтральность клетки.

Почему можно утверждать что химический. Почему при сгорании топлива выделяется теплота. Сродство микроэлементов к определённым органам и тканям

Химический состав тканей крыс при полном голодании В. И. ДОБРЫНИНА (Москва) Голодание как метод лечения успешно зарекомендовал себя при некоторых психических и соматических заболеваниях (3, 7, 10-13). Особенно перспективно его применение при обменных, аллергических

называют раствор, содержащий смесь какой-либо слабой кислоты и ее растворимой соли. Когда кислотность (концентрация ионов Н) увеличивается, свободные анионы, источником которых является соль, легко соединяется со свободными ионами Н и удаляет их из раствора. Когда кислотность снижается, высвобождаются дополнительные ионы Н.

Являясь компонентами буферных систем организма, ионы определяют их свойства — способность поддерживать рН на определенном уровне (близко к нейтральной), несмотря на то, что в результате обмена веществ образуются кислые и щелочные продукты.

Расскажите, что такое гомеостаз?

Изучение нового материала.

Распределите представленные вещества на группы. Объясните, какой принцип для распределения вы использовали?

Рибоза, гемоглобин, хитин, целлюлоза, альбумин, холестерин, муреин, глюкоза, фибрин, тестостерон, крахмал, гликоген, сахароза

Углеводы

Липиды (жиры)

Белки

рибоза

холестерин

гемоглобин

хитин

тестостерон

альбумин

целлюлоза

фибрин

муреин

глюкоза

крахмал

гликоген

сахароза

Сегодня мы будем говорить об углеводах и липидах

Общая формула углеводов С (НО) Глюкоза С Н О

Посмотрите на углеводы, которые вы выделили, и попробуйте разделить их на 3 группы. Объясните, какой принцип распределения вы использовали?

Моносахариды

Дисахариды

Полисахариды

рибоза

сахароза

хитин

глюкоза

целлюлоза

муреин

крахмал

гликоген

Чем они отличаются? Дать понятие полимер.

Работа с рисунками:

(Стр.3-9) рис.8 рис.9 рис.10

Функции углеводов

Значения углеводов в клетке

Функции

При ферментативном расщеплении молекулы углеводов освобождается 17,5 кДж

энергетическая

При избытке углеводы встречаются в клетке в виде крахмала, гликогена. Усиленное расщепление углеводов происходит при прорастании семян, длительном голодании, интенсивной мышечной работе

запасающая

Углеводы входят в состав клеточных стенок, образуют хитиновый покров членистоногих, препятствуют проникновению бактерий, выделяясь при повреждении растений.

защитная

Целлюлоза, хитин, муреин входит в состав клеточных стенок. Хитин образует панцирь членистоногих

строительная, пластическая

Участвует в процессах клеточного узнавания, воспринимает сигналы из окружающей среды, входя в состав гликопротеинов

рецепторная, сигнальная

Липиды — жироподобные вещества.

Их молекулы неполярны, гидрофобны, растворяются в органических растворителях.

По строению делятся на простые и сложные.

Простые: нейтральные липиды (жиры), воски, стерины, стероиды.

нейтральные липиды (жиры) состоят из: см. рис.11

Сложные липиды содержат нелипидный компонент. Наиболее важные: фосфолипиды, гликолипиды (в составе клеточных мембран)

Функции липидов

Соотнесите:

Описание функции Название

1) входят в состав клеточных мембран А) энергетическая

2) при окислении 1г. жира выделяется 38,9кДж Б) источник воды

3) откладываются в клетках растений и животных В) регуляторная

4) подкожная жировая клетчатка защищает органы от переохлаждения, ударов. Г) запасающая

5) некоторые из липидов являются гормонами Д) строительная

6) при окислении 1г жира выделяется более 1г воды Е) защитная

Закрепление:

вопросы стр.37 №1 — 3; стр.39 №1 — 4.

Д/З:

§9; §10

1. Что такое химический элемент?

Ответ. Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева. Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе элементов Дмитрия Ивановича Менделеева

2. Сколько химических элементов известно в настоящее время?

Ответ. Химических элементов в природе выявлено около 90. Почему около? Потому, что среди элементов с порядковым номером менее 92 (до урана) в природе отсутствуют технеций (43) и франций (87). Практически нет астата (85).С другой стороны, и нептуний (93) и плутоний (94) (нестабильные трансурановые элементы) обнаруживаются в природе там, где встречаются урановые руды. Все элементы следующие после плутония Pu в периодической системе Д.И.Менделеева в земной коре полностью отсутствуют, хотя некоторые из них несомненно образуются в космосе во время взрывов сверхновых звёзд. Но долго они не живут…

К настоящему времени ученые синтезировали 26 трансурановых элементов, начиная с нептуния (N=93) и заканчивая элементом с номером N=118 (номер элемента соответствует числу протонов в ядре атома и числу электронов вокруг ядра атома).

Трансурановые химические элементы от 93 до 100 получают в ядерных реакторах, а остальные — в результате ядерных реакций на ускорителях частиц.

3. Какие вещества называют неорганическими?

Ответ. Неорганические вещества (неорганические соединения) — химические соединения, не являющиеся органическими, то есть, не содержащие углерода, а также некоторые углеродсодержащие соединения (карбиды, цианиды, карбонаты, оксиды углерода и некоторые другие вещества, которые традиционно относят к неорганическим). Неорганические вещества не имеют характерного для органических веществ углеродного скелета.

4. Какие соединения называют органическими?

Ответ. Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов). Органические соединения, кроме углерода, чаще всего содержат элементы водород, кислород, азот, значительно реже — серу, фосфор, галогены и некоторые металлы (порознь или в различных комбинациях).

5. Какие химические связи называют ковалентными?

Ответ. Ковалентная связь (атомная связь, гомеополярная связь) — химическая связь, образованная перекрытием (обобществлением) пары валентных электронных облаков. Обеспечивающие связь электронные облака (электроны) называются общей электронной парой.

Характерные свойства ковалентной связи — направленность, насыщаемость, полярность, поляризуемость — определяют химические и физические свойства соединений.

Направленность связи обусловлена молекулярным строением вещества и геометрической формы их молекулы. Углы между двумя связями называют валентными.

Насыщаемость — способность атомов образовывать ограниченное число ковалентных связей. Количество связей, образуемых атомом, ограничено числом его внешних атомных орбиталей.

Полярность связи обусловлена неравномерным распределением электронной плотности вследствие различий в электроотрицательностях атомов. По этому признаку ковалентные связи подразделяются на неполярные и полярные.

Поляризуемость связи выражается в смещении электронов связи под влиянием внешнего электрического поля, в том числе и другой реагирующей частицы. Поляризуемость определяется подвижностью электронов. Полярность и поляризуемость ковалентных связей определяет реакционную способность молекул по отношению к полярным реагентам.

Вопросы после §6

1. Почему можно утверждать, что химический состав клетки является подтверждением единства живой природы и общности живой и неживой природы?

Ответ. Химические элементы клетки. По химическому составу клетки разных организмов и даже клетки, выполняющие различные функции в одном многоклеточном организме, могут существенно отличаться друг от друга. В то же время разные клетки включают в себя практически одни и те же химические элементы. Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это указывает на общность живой и неживой природы.

2. Какие элементы относятся к макроэлементам?

Ответ. Макроэлементы — химические элементы, содержащийся в теле живых организмов в концентрации от 0.001% до 70%. К макроэлементам относятся: кислород, водород, углерод, азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, натрий, хлор, железо и др

3. В чём разница между микроэлементами и ультрамикроэлементами?

Ответ. Главное различие в процентном содержании: для макроэлементов больше 0.01%, для микроэлементов — менее 0.001%. Ультрамикроэлементы содержатся в еще меньшем объеме — менее 0.0000001%. К ультрамикроэлементам относятся золото, серебро, ртуть, платина, цезий, селен. Функции ультрамикроэлементов на данный момент мало понятны. К микроэлементам относят бром, железо, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, селен, фтор, хром, цинк. Чем меньше концентрация вещества в организме, тем труднее определить его биологическую роль.

4. Почему считают, что углерод составляет химическую основу жизни?

Ответ. Углерод имеет уникальные химические свойства фундаментальные для жизни. Сочетание свойств атома — размеры и количество неспаренных электронов на внешней орбитали, позволяет образовывать различные органические соединения.. Он может вступать в связь со многими атомами и их группами, образуя цепочки, кольца, составляющие скелет различных по химическому составу, строению, длине и форме органических молекул. Из них образуются сложные химические соединения, различающиеся по строению и функциям

Почему мы можем питаться животными, грибами и растениями, а бактерии и другие животные, в свою очередь могут питаться нашим телом, вызывая болезни и патологии? Какие органические и неорганические вещества нужны человеку для нормального самочувствия? Без каких химических элементов жизнь на Земле не могла бы существовать? Что происходит при отравлении тяжелыми металлами? Из этого урока вы узнаете о том, какие химические элементы входят в состав живых организмов, как они распределяются в теле животных и растений, как избыток или недостаток химических веществ может влиять на жизнедеятельность разных существ, выясните подробности о микро — и макроэлементах и их роли в живой природе.

Тема: Основы цитологии

Урок: Особенности химического состава клетки

1. Химический состав клетки

Клетки живых организмов состоят из разных химических элементов .

Атомы этих элементов образуют два класса химических соединений: неорганические и органические (см. Рис. 1).

Рис. 1. Условное деление химических веществ, из которых состоит живой организм

Из известных на данный момент 118 химических элементов в состав живых клеток обязательно входят 24 элемента. Эти элементы образуют с водой легкорастворимые соединения. Они содержатся и в объектах неживой природы, но соотношение этих элементов в живом и неживом веществе различается (рис. 2).

Рис. 2. Относительное содержание химических элементов в земной коре и организме человека

В неживой природе преобладающими элементами являются кислород, кремний, алюминий и натрий .

В живых организмах преобладающими элементами являются водород, кислород, углерод и азот . Кроме этого выделяют ещё два важных для живых организмов элемента, а именно: фосфор и серу .

Эти 6 элементов, а именно углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера (C , H , N , O , P , S ) , называют органогенными , или биогенными элементами , так как именно они входят в состав органических соединений, а элементы кислород и водород, кроме того, образуют молекулы воды. На долю соединений биогенных элементов приходится 98% от массы любой клетки.

2. Шесть основных химических элементов для живого организма

Важнейшей отличительной способностью элементов C , H , N , O является то, что они образуют прочные ковалентные связи, и из всех атомов, образующих ковалентные связи, они самые легкие. Кроме этого, углерод, азот и кислород образуют одинарные и двойные связи, благодаря которым они могут давать самые разнообразные химические соединения. Атомы углерода способны также образовывать тройные связи как с другими углеродными атомами, так и атомами азота — в синильной кислоте связь между углеродом и азотом тройная (рис. 3)

Рис 3. Структурная формула цианида водорода — синильной кислоты

Это объясняет разнообразие соединений углерода в природе. Кроме этого, валентные связи образуют вокруг атома углерода тетраэдр (рис. 4), благодаря этому различные типы органических молекул обладают различной трехмерной структурой.

Рис. 4. Тетраэдрическая форма молекулы метана. В центре оранжевый атом углерода, вокруг четыре синих атома водорода образуют вершины тетраэдра.

Только углерод может создавать стабильные молекулы с разнообразными конфигурациями и размерами и большим разнообразием функциональных групп (рис. 5).

Рис 5. Пример структурных формул различных соединений углерода.

Около 2% от массы клеток приходится на следующие элементы: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо. Остальные химические элементы содержатся в клетке в значительно меньшем количестве.

Таким образом, все химические элементы по содержанию в живом организме делятся на три большие группы.

3. Микро-, макро — и ультрамикроэлементы в живом организме

Элементы, количество которых составляет до 10-2 % от массы тела — это макроэлементы .

Те элементы, на долю которых приходит от 10-2 до10-6 — микроэлементы .

Рис. 6. Химические элементы в живом организме

Русский и украинский ученый В. И. Вернадский доказал, что все живые организмы способны усваивать (ассимилировать) элементы из внешней среды и накапливать (концентрировать) их в определенных органах и тканях. Например, большое количество микроэлементов накапливается в печени, в костной и мышечной ткани.

4. Сродство микроэлементов к определённым органам и тканям

Отдельные элементы имеют сродство к определенным органам и тканям. Например, в костях и зубах накапливается кальций. Цинка много в поджелудочной железе. Молибдена много в почках. Бария в сетчатке глаза. Йода в щитовидной железе. Марганца, брома и хрома много в гипофизе (см. таблицу «Накопление химических элементов во внутренних органах человека»).

Для нормального протекания процессов жизнедеятельности необходимо строгое соотношение химических элементов в организме. В противном случае возникают тяжелые отравления, связанные с недостатком или избытком биофильных элементов.

5. Организмы, избирательно накапливающие микроэлементы

Некоторые живые организмы могут быть индикаторами химических условий среды благодаря тому, что они избирательно накапливают в органах и тканях определенные химические элементы (рис. 7, 8).

Рис. 7. Животные, накапливающие в теле некоторые химические элементы. Слева направо: лучевики (кальций и стронций), корненожки (барий и кальций), асцидии (ванадий)

Рис. 8. Растения, накапливающие в теле некоторые химические элементы. Слева направо: водоросль (йод), лютик (литий), ряска (радий)

6. Вещества, входящие в состав организмов

Химические соединения в живых организмах

Химические элементы образуют неорганические и органические вещества (см. схему «Вещества, входящие в состав живых организмов»).

Неорганические вещества в организмах: вода и минеральные вещества (ионы солей; катионы: калий, натрий, кальций и магний; анионы: хлор, сульфат анион, гидрокарбонат анион).

Органические вещества : мономеры (моносахариды, аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты и липиды) и полимеры (полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты).

Из неорганических веществ, в клетке больше всего воды (от 40 до 95%), среди органических соединений в клетках животных преобладают белки (10-20%), а в клетках растений — полисахариды (клеточная стенка состоит из целлюлозы, а основное запасное питательные вещество растений — крахмал).

Таким образом, мы с вами рассмотрели основные химические элементы, которые входят в состав живых организмов, и соединения, которые они могут образовывать (см. Схему 1).

Значение биогенных элементов

Рассмотрим значение биогенных элементов для живых организмов (рис. 9).

Элемент углерод (карбон) входит в состав всех органических веществ, их основу составляет углеродный скелет. Элемент кислород (оксиген) входит в состав воды и органических веществ. Элемент водород (гидроген) тоже входит в состав всех органических веществ и воды. Азот (нитроген) входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров (аминокислот и нуклеотидов). Сера (сульфур) входит в состав серосодержащих аминокислот, выполняет функцию агента переноса энергии. Фосфор входит в состав АТФ, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, минеральные соли фосфора — компонент эмали зубов, костной и хрящевой тканей.

Экологические аспекты действия неорганических веществ

Проблема охраны окружающей среды в первую очередь связана с предупреждением загрязнения окружающей среды различными неорганическими веществами . Основными загрязнителями являются тяжелые металлы , которые накапливаются в почве, природных водах.

Основными загрязнителями воздуха являются оксиды серы и азота .

В результате быстрого развития техники, количество металлов используемых в производстве, необычайно выросло. Металлы попадают в организм человека, всасываются в кровь, а затем накапливаются в органах и тканях : печени, почках, костной и мышечной тканях. Из организма металлы выводятся через кожу, почки и кишечник. Ионы металлов, которые относятся к наиболее токсичным (см. список «Наиболее токсичные ионы», рис. 10): ртуть, уран, кадмий, талий и мышьяк , вызывают острые хронические отравления.

Многочисленна и группа умеренно-токсичных металлов (рис. 11), к ним относятся марганец, хром, осмий, стронций и сурьма . Эти элементы способны вызывать хронические отравления с довольно тяжелыми, но редко летальными клиническими проявлениями.

Малотоксичные металлы не обладают заметной избирательностью. Аэрозоли малотоксичных металлов, например, щелочных, щелочноземельных, могут вызывать изменения легких.

Домашнее задание

1. Какие химические элементы входят в состав живых организмов?

2. На какие группы, в зависимости от количества элемента в живом веществе, делят химические элементы?

3. Назовите элементы-органогены и дайте им общую характеристику.

4. Какие химические элементы относят к макроэлементам?

5. Какие химические элементы относят к микроэлементам?

6. Какие химические элементы относят к ультрамикроэлементам?

7. Обсудите с друзьями и родными, как химические свойства химических элементов связаны с их ролью в живых организмах.

1. Алхимик.

2. Википедия.

3. Алхимик.

4. Интернет-портал Liveinternet. ru .

Список литературы

1. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.

2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П. В. Ижевский, О. А. Корнилова, Т. Е. Лощилина и др. — 2-е изд., переработанное. — Вентана-Граф, 2010. — 224 стр.

3. Беляев Д. К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. — 11-е изд., стереотип. — М.: Просвещение, 2012. — 304 с.

4. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин и др. — 5-е изд., стереотип. — Дрофа, 2010. — 388 с.

5. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. — 6-е изд., доп. — Дрофа, 2010. — 384 с.

Таблица Менделеева

Почему микроэлементы важны для здоровья

Что такое микроэлементы и где их найти?

Микроэлементы, также называемые микроминералами, являются важными минералами, которые человеческий организм должен получать с пищей, но, в отличие от макроэлементов, нам нужно очень небольшое количество. Несмотря на то, что микроэлементы необходимы в крошечных дозах, они по-прежнему имеют решающее значение для нашего здоровья и развития. Рекомендуемая суточная доза для большинства микроэлементов составляет от 0,2 до 15 миллиграммов. Найдите ниже список микроэлементов, их функции и распространенные продукты, которые их содержат.

Минералы:

• Хром помогает инсулину регулировать уровень глюкозы (сахара в крови) и содержится в печени, цельнозерновых, орехах и сырах.
• Медь способствует образованию костей и хрящей и помогает организму правильно использовать железо. Медь содержится в говядине, мясных субпродуктах, фруктах, овощах, орехах и бобах.
• Фторид способствует формированию костей и зубов и помогает предотвратить разрушение зубов.Его можно найти в рыбе, некоторых чаях и воде, которая либо естественным образом фторирована, либо содержит фторид. Важно не превышать рекомендуемую суточную норму фтора.
• Железо имеет решающее значение для производства крови и имеет решающее значение при беременности и в раннем детстве. Железо содержится в мясе, птице, обогащенном хлебе и крупах, цельнозерновых, орехах и бобах.
• Марганец — это фермент, который содержится во многих продуктах питания, особенно в растениях.
• Йод молибдена содержится в гормонах, которые помогают регулировать обмен веществ, рост и развитие, и его можно найти в продуктах, выращенных на почве, богатой йодом. В настоящее время большинство людей получают йод из йодированной соли, поскольку дефицит йода является ведущей мировой причиной нарушения когнитивного развития у детей (1).
• Селен — это антиоксидант, содержащийся в зернах, мясе и морепродуктах. Антиоксиданты — это молекулы, которые помогают защитить клетки от повреждения.
• Цинк содержится во многих ферментах человеческого тела, которые помогают производить белок и генетический материал.Цинк также играет роль в развитии плода, заживлении ран, иммунной системе и развитии подростков. Его можно употреблять с мясом, рыбой, птицей, овощами и некоторыми зерновыми.

Наслаждайтесь этими статьями по теме:
Диета и поведение: 3 изменения, которые нужно сделать сегодня
Советы для безглютенового образа жизни
Витамин B12 поддерживает работу мозга

(1) Источник: WHO.int, Дефицит микронутриентов

Интеграция метаболизма микроэлементов из клетки во весь организм | Журнал питания

«> Почему медь — важный микроэлемент?

Медь (Cu) является важным микроэлементом, способным колебаться между окисленным (Cu ²⁺ ) и восстановленным (Cu ⁺ ) состояниями.Именно это химическое свойство делает Cu идеальным редокс-активным кофактором для различных ферментов, таких как цитохромоксидаза (выработка энергии), Cu, Zn супероксиддисмутаза (защита от окислительного стресса), церулоплазмин (мобилизация железа), тирозиназа ( пигментация), пептидил, глицил α -амидирующая монооксидаза (нейро- и биоактивная модификация пептидов) и многие другие важные ферментативные активности (1). Такая же окислительно-восстановительная активность Cu делает ее потенциально токсичным металлом при накоплении до высоких уровней или неконтролируемым образом.Из ряда исследований стало ясно, что клетки обладают сложными механизмами гомеостатического контроля для контроля поглощения, распределения и оттока ионов Cu для установления и поддержания соответствующих уровней Cu. В самом деле, многие из генов и белков, которые играют эти решающие роли в балансе Cu, были впервые идентифицированы в микробных системах и у низших эукариот, и было обнаружено, что их фундаментальная структура и функции сохраняются у млекопитающих. В этой статье я подведу итоги нашей работы по приобретению Cu с помощью высокоаффинных транспортных белков Cu.Я расскажу, как мы используем модельные системы от дрожжей до культивируемых клеток млекопитающих и генетически модифицированных мышей, чтобы понять, как Cu приобретается на клеточном уровне и как этот механизм интегрирован на уровне всего организма.

«> Исследование механизма приобретения Cu с помощью Ctr1 в дрожжевых и человеческих клетках

Хлебопекарные дрожжи послужили замечательной эукариотической микробной модельной системой для понимания метаболизма следов металлов из-за легкости, с которой можно удалить гены и вернуть мутированные формы этих генов для фенотипического анализа при полном отсутствии эндогенных белков дикого типа. Этот подход позволил нам первоначально охарактеризовать участки и остатки Ctr1, которые играют ключевую роль в процессе захвата Cu (5, 6).Например, аминоконцевая гидрофобная область Ctr1 пекарских дрожжей несет восемь повторов предполагаемого Cu-связывающего элемента Met-X-Met-X-X-M, где Met представляет собой метионин, а X по существу представляет собой любую другую аминокислоту. Хотя производные Ctr1, не содержащие аминоконцевых метиониновых повторов, функциональны для поглощения Cu, эти богатые метионином повторы необходимы для функции в транспорте Cu, когда налагаются экстремальные условия ограничения Cu. Аминоконцевые домены, богатые метионином, и другие области, которые важны для поглощения Cu, были идентифицированы в дрожжевом протеине Ctr1 как при анализе роста дрожжей, так и при анализе поглощения Cu ⁶⁴ .Кроме того, дрожжевые клетки служили полезными инструментами для аналогичного роста и анализов транспорта ⁶⁴ Cu дикого типа и мутантных форм человеческого Ctr1, снова обнаруживая замечательную консервацию структуры и функции от дрожжей до человеческого белка. Важно отметить, что исследования дикого типа или мутантных форм функции Ctr1 человека с использованием как анализа роста дрожжевых клеток, так и измерения стимуляции захвата ⁶⁴ Cu в эмбриональных клетках почек человека дают удивительно согласованные результаты.К настоящему времени исследования показывают, что как дрожжевые белки, так и белки Ctr1 человека присутствуют в виде гомо-мультимерных белков и переносят Cu через плазматическую мембрану с K _m в низком микромолярном диапазоне, подтверждая представление о том, что они действительно функционируют как высокоаффинные переносчики Cu.

«> Интеграция Ctr1 из отдельных клеток во весь организм

Хотя недавние исследования биохимии, клеточной биологии и транспортной активности Ctr1 выявили интересную информацию о его механизме действия и роли в нормальном росте и развитии, многое еще предстоит узнать. Будет важно сформулировать всесторонние знания о структуре белка Ctr1 и его точном механизме действия в транспорте Cu, а также очертить его точные роли в нормальном росте, метаболизме и развитии млекопитающих.Продолжающаяся интеграция исследований на отдельных клетках, а также на организмах дикого типа и генетически модифицированных организмах, несомненно, обеспечит основу для четкого понимания физиологической роли Ctr1 в приобретении Cu в природе.

«> Сокращения

• Ctr

Заметки автора

© 2003 Американское общество диетологии

микроэлементов и защита хоста: последние достижения и сохраняющиеся проблемы | Журнал питания

Абстрактные

Хотя широко признано, что основные микроэлементы необходимы для дифференциации, активации и выполнения многочисленных функций иммунных клеток, конкретная роль этих неорганических микроэлементов в этих процессах остается в значительной степени неопределенной.Новое понимание участия цинка, железа и меди в отборе, созревании и ранней активации иммунных клеток было получено путем разумного использования доступных инструментов в аналитической клеточной биологии, молекулярной генетике и матричной технологии. Кроме того, случайно контролируемые клинические испытания и исследования в сообществе демонстрируют, что добавление цинка может повысить иммунную компетентность и снизить частоту и тяжесть некоторых инфекций у лиц с диагностированным или предполагаемым легким дефицитом цинка.Эти захватывающие результаты дают импульс для оценки потенциальных преимуществ программ приема добавок для отдельных лиц и групп с субоптимальным статусом микроэлементов как экономичного средства снижения риска инфекционных заболеваний.

Исследования, проведенные в последней четверти 20 века, четко установили важность адекватного питания с микроэлементами для защиты животных и человека от инфекций. Стандартная парадигма заключалась в том, чтобы каталогизировать влияние индуцированной и генетической недостаточности микроэлементов на количество и эффекторную активность различных классов лейкоцитов в крови, костном мозге и лимфоидных органах.Наибольшее внимание привлекли железо, цинк, медь и селен. Данные в подавляющем большинстве подтверждают следующие общие выводы: 1 ) недостаточное снабжение этими основными питательными микроэлементами связано с подавлением многочисленных активностей клеток как врожденной, так и приобретенной ветви иммунной системы; 2 ) наблюдаемые изменения могут отражать либо снижение активности отдельных клеток, уменьшение общего количества эффекторных клеток в одной или нескольких тканях, либо комбинацию меньшего количества клеток, при этом каждая клетка имеет уменьшенную емкость; 3 ) степень нарушения иммунной системы из-за дефицита микроэлементов может быть достаточной для увеличения риска заболеваемости и смертности из-за вирусных, микробных и паразитарных инфекций; и 4 ) устранение дефицита микроэлементов восстанавливает иммунокомпетентность.Более того, появляется все больше свидетельств того, что некоторые типы клеток и эффекторные активности, по-видимому, особенно чувствительны к маргинальному и умеренному дефициту микроэлементов. Для получения конкретных сведений о взаимосвязи между питательным статусом микроэлементов и функцией иммунной системы следует обращаться к недавним обзорам (1–7).

Доступность мощных инструментов в аналитической клеточной биологии и молекулярной генетике облегчила попытки начать идентификацию конкретных клеточных и молекулярных функций микроэлементов в созревании, активации и функциях защитных клеток хозяина.В частности, дефицит ряда микроэлементов изменяет секрецию внеклеточных факторов, которые модулируют активность иммунных клеток и других типов клеток, которые участвуют в ответе хозяина на раздражители и инфекционные агенты. Более того, недавние демонстрации того, что добавка людей с умеренным дефицитом цинка снижает распространенность или тяжесть некоторых распространенных инфекционных заболеваний, вселяют оптимизм в отношении того, что улучшение статуса микроэлементов у лиц с первичным и вторичным дефицитом представляет собой эффективное средство повышения иммунокомпетентности.Эти темы более подробно рассматриваются ниже с акцентом на недавние открытия в области цинка, железа и меди.

Прежде чем продолжить, стоит прокомментировать два пункта. Во-первых, еще многое предстоит узнать об общих эффектах «ультра-следовых» элементов на иммунитет, что подтверждается недавними наблюдениями за бором. Добавление к диете с низким содержанием бора и физиологическими уровнями микроэлементов увеличивает общие концентрации антител в сыворотке крови у крыс в ответ на введение вакцины против брюшного тифа и уменьшает отек лап у крыс с антиген-индуцированным артритом (8).Кроме того, добавление к диете с низким содержанием бора всего 2 мг бора / кг уменьшает отек лап у крыс с антиген-индуцированным артритом. Этот ослабленный ответ связан с уменьшением количества нейтрофилов и увеличением количества естественных клеток-киллеров и цитотоксических Т-клеток в крови крыс, получавших бор, по сравнению с таковыми у крыс, получавших базовый рацион (0,1 мг бора / кг). диета). Точно так же добавление к рациону с низким содержанием бора всего 5 мг бора / кг уменьшает воспаление у свиней после внутрикожной инъекции фитогемагглютинина, но не изменяет митогенную реактивность лимфоцитов или титры сывороточных антител в ответ на инъекцию бараньего красного. клетки крови (9).Изучение влияния других ультрамелких металлов на реакцию хозяина на иммунологические изменения, вероятно, позволит получить дополнительную информацию о потребностях и иммуномодулирующей роли неорганических микроэлементов в защите хозяина.

Общий обзор роли микроэлементов и иммунитета будет неполным без упоминания захватывающих открытий Бека и Левандера. Эти исследователи показали, что изменения во внутриклеточной среде, вызванные изменениями статуса питательных микроэлементов, могут напрямую влиять на вирулентность вируса и, кроме того, могут вызывать дисфункцию иммунной системы.Дозорным открытием является то, что дефицит селена способствует мутации авирулентного штамма вируса Коксаки в сердце в штамм, вызывающий миокардит, когда вирус передается от человека с дефицитом селена к хозяину с адекватным питанием (10). Поскольку эта модификация вирусного генома также наблюдается у мышей, которые либо испытывают дефицит витамина E, либо перегружены железом, либо лишены гена глутатионпероксидазы, представляется, что более окислительная внутриклеточная среда, возникающая из-за недостаточного или избыточного уровня некоторых микроэлементов способствует изменению генома, которое увеличивает вирулентность.Недавнее открытие, что дефицит селена также увеличивает патологию легких у мышей, инфицированных вирусом гриппа, демонстрирует, что этот эффект не ограничивается вирусом Коксаки (11). В презентации M.E. Beck на этой конференции представлены дополнительные сведения об этих исследованиях и рассматриваются последствия дефицита и избытка микроэлементов для возникновения инфекционных заболеваний (12).

Роль микроэлементов в созревании, активации и функционировании иммунных клеток

Иммунные клетки, как и все другие типы клеток, нуждаются в достаточном количестве микроэлементов для структуры и функции металлопротеинов, которые участвуют в таких домашних процессах, как производство энергии (например,g., железо для цитохромов a, b и c , НАДН и сукцинатдегидрогеназы; медь для цитохрома c оксидазы в митохондриальной цепи переноса электронов) и защита от активных форм кислорода (например, медь и цинк для супероксиддисмутазы, селен для глутатионпероксидазы и железо для каталазы). Более того, непрерывное образование иммунных клеток в костном мозге и клональное расширение лимфоцитов в ответ на антигенную стимуляцию требует наличия достаточного количества железа и цинка для синтеза предшественников дезоксирибонуклеотидов рибонуклеотидредуктазой и для различных нуклеотидилтрансфераз и белков цинковых пальцев. которые необходимы для репликации ДНК и деления клеток соответственно.Кроме того, микроэлементы, вероятно, необходимы для активности ряда ферментов, которые непосредственно участвуют в процессах защиты хозяина. Очевидным примером такой роли является потребность в гемовом железе для миелопероксидазозависимого образования хлорноватистой кислоты, которая является микробиоцидным фактором. Несомненно, появятся дополнительные открытия металлоферментов, которые необходимы для нормального развития и реактивности иммунных клеток.

Состояние микроэлементов может влиять на уровни гормонов в плазме, которые регулируют развитие и функцию защитных клеток хозяина.Наиболее подробное понимание этой области было получено в элегантных исследованиях Фрэкера и его сотрудников. Первоначальные исследования, в которых использовалась модель на мышах, показали, что атрофия тимуса и лимфопения, связанные с дефицитом цинка у грызунов, являются результатом хронического повышения уровня кортикостерона в плазме (4). Последующие исследования показали, что повышенный уровень глюкокортикоидов в плазме и пониженное содержание цинка в клетках у животных с дефицитом цинка способствует сокращению компартментов B- и T-клеток, вызывая апоптотическую потерю предшественников и незрелых B-клеток в костном мозге (13). и пре-Т-клеток в тимусе (14).В сочетании с уменьшением лимфоидных отделов дефицит цинка связан с увеличением миелопоэза и количества нейтрофилов, присутствующих на периферии. Это говорит о том, что расширение врожденного плеча иммунной системы за счет приобретенного плеча может представлять собой адаптивный переключатель, когда цинк становится ограничивающим. Дефицит цинка также связан с потерей активности тимулина (15). Тимулин представляет собой цинк-связывающий нонапептид, секретируемый эпителиальными клетками тимуса, которому цинк необходим для ускорения экстратимического созревания Т-лимфоцитов.

Статус микроэлементов также влияет на синтез и секрецию цитокинов и хемокинов, которые модулируют активность иммунных и других клеток. Исследования Prasad и соавторов демонстрируют, что умеренный дефицит цинка у людей вызывает дисбаланс секреции цитокинов ex vivo мононуклеарными клетками периферической крови, несмотря на поддержание нормального количества лейкоцитов, B- и T-лимфоцитов (16). Ограничение содержания цинка в пище связано со снижением секреции интерферона- γ , фактора некроза опухоли α и интерлейкина (IL) -2, ⁴ без изменения концентраций IL-4, -6 и -10, когда кровь мононуклеарные клетки обрабатывают фитогемагглютинином.Пораженные и неповрежденные цитокины секретируются клетками Т-хелперов (TH) 1 и Th3 соответственно, а фитогемагглютин в первую очередь вызывает ответ клеток Th2. Неблагоприятное влияние дефицита цинка на чувствительность клеток Th3 также очевидно, когда стимул вызывает ответ этой субпопуляции клеток. Спленоциты, выделенные от мышей с дефицитом цинка, инфицированных кишечной нематодой, секретируют меньше ИЛ-4 и -5 после воздействия паразитарного антигена, чем клетки, обработанные идентично обработанным цинком мышам (17).Эти наблюдения предполагают, что цинк играет важную роль в поддержании надлежащего баланса между клеточным и гуморальным иммунитетом, регулируя паттерны секреции цитокинов.

Абсорбирующие эпителиальные клетки тонкого кишечника участвуют в иммунном надзоре: эти клетки обрабатывают и представляют диетические антигены на своей базолатеральной поверхности и синтезируют многочисленные цитокины, хемокины и факторы роста, которые модулируют активность иммунных клеток кишечника. Недавние исследования дифференцированных культур клеток кишечника человека Caco-2 показали, что повышенный статус клеточного железа снижает количество трансформирующего фактора роста- β 1 и мРНК хемотаксического белка моноцитов-1 в неинфицированных клетках (18).Напротив, количество трансформирующего фактора роста- β 1, хемотаксического белка моноцитов-1, IL-8 и мРНК фактора некроза опухоли α выше в нагруженных железом клетках, инфицированных Salmonella enteritidis , чем в инфицированных клетках. с нормальным состоянием железа. Влияние нагрузки энтероцитами железом на реакцию иммунной системы кишечника на раздражители и инфекционные агенты заслуживает исследования, особенно в свете широкого использования добавок железа.

Недавние исследования показывают, что внутриклеточный цинк, медь и железо участвуют в активации иммунных клеток.Например, дефицит каждого из этих микроэлементов снижает синтез и секрецию IL-2 (6,19,20). Транскрипционная активность гена IL-2 подавляется в Т-клетках с дефицитом цинка (21) и медью (19,22), обработанных фитогемагглютинином и ацетатом форбола миристата. В свете центральной роли ядерного фактора транскрипционного фактора (NF) — κ B в экспрессии цитокиновых генов в Т-лимфоцитах и ​​других иммунных клетках, было изучено влияние неадекватного статуса цинка и меди на NF- κ B. чтобы определить, связано ли снижение транскрипции гена IL-2 с нарушенной активностью этого окислительно-восстановительного фактора транскрипции.NF- κ B представляет собой гомо- или гетеродимерный комплекс, который локализован в цитоплазме покоящихся клеток за счет его ассоциации с ингибирующим белком I- κ B (23). Связывание стимулов с поверхностными рецепторами приводит к фосфорилированию нескольких сериловых остатков в I- κ B с последующим его убиквитинированием, диссоциацией из комплекса NF- κ B и деградацией. Димер NF- κ B перемещается в ядро, где он взаимодействует с другими ядерными белками и узнаваемыми последовательностями в промоторной области генов-мишеней.Подобно многим факторам транскрипции, NF- κ B имеет несколько цинк-связывающих пальцев, которые необходимы для связывания активированного димера с ДНК. Хотя возможно, что дефицит цинка в клетках снижает содержание цинка и, следовательно, ДНК-связывающую активность фактора транскрипции, низкий статус цинка связан со сниженным переносом NF- κ B в ядро, снижением уровней фосфорилированных и убиквитинированных I- κ B и снижение активности киназы I- κ B, которая фосфорилирует I- κ B в стимулированных клетках (21).Более того, эти изменения достаточно устойчивы, чтобы влиять на транскрипционную активность NF- κ B-управляемую экспрессию репортерного гена в цинк-дефицитных трансфицированных клетках. Эти результаты предполагают, что дефект передачи сигналов в цинк-дефицитных Т-клетках находится выше по течению от киназы I- κ B. Цинк-зависимые активности лимфоцитов, которые являются кандидатами на дефектную активацию пути NF- κ B, включают фосфолипазу C, протеинкиназу C (PKC) и белок лимфоцит-киназу (LCK), передающий сигнал «цинковый палец».LCK необходим для процессов передачи сигнала, связанных с Т-клетками и рецепторами, которые активируют периферические лимфоциты, а также селекцию и созревание лимфоцитов в тимусе. Экспрессия LCK как в лимфоцитах селезенки (24), так и в тимоцитах (25) увеличивается в ответ на умеренный дефицит цинка у мышей, тогда как экспрессия и активность фосфолипазы С и PKC селезенки не зависят от статуса цинка (24).

В отличие от результатов с цинк-дефицитными клетками, предварительные результаты нашей лаборатории предполагают, что дефицит меди не изменяет ядерную транслокацию и транскрипционную активность NF- κ B ни в Т-клетках Jurkat, ни в моноцитарных клетках U937 (26 , 27).Однако экспрессия NF-AT-зависимого репортерного гена в клетках Jurkat снижается из-за дефицита меди (26). Возможное участие меди в кальциневрин-зависимой активации цитоплазматического NF-AT (28) требует исследования. Сообщения о том, что медь требуется для экспрессии, активности и связывания PKC с мембраной в некоторых типах неиммунных клеток (29,30) и фосфоинозитид-3-киназы в фибробластах кожи человека и клетках HeLa (31), дают дополнительное направление для изучения роли меди в активация иммунных клеток.

Дефицит железа также снижает общую активность PKC в активированных Т-клетках и перенос PKC из цитоплазмы на поверхность cis плазматической мембраны (32). Связанный с мембраной фермент фосфорилирует многочисленные целевые белки, которые участвуют в процессах передачи сигналов. Нарушение транслокации PKC из цитоплазмы на плазматическую мембрану связано с нарушением гидролиза фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата с образованием инозитолфосфатов (33). Эти данные предполагают, что подавление эффекторных функций в железодефицитных Т-клетках является результатом частично потому, что адекватный пул железа необходим для ранних событий, которые связаны с активацией клеток, включая генерацию вторичных мессенджеров.

Добавление следов металлов для снижения заболеваемости инфекционными заболеваниями

Широкое распространение предельного и умеренного дефицита железа и цинка у людей послужило толчком для определения того, может ли добавление этих металлов в отдельности или в качестве адъюванта предотвращать, ослаблять и лечить инфекционные заболевания. Однако также признается, что потребности хозяина должны быть сбалансированы с учетом возможности того, что избыточное количество окислительно-восстановительных металлов, таких как железо и медь, может вызывать повреждения, опосредованные свободными радикалами, и что вирусам и инфекционным микроорганизмам также требуются те же микроэлементы. для их выживания и репликации в качестве хозяина.Кроме того, избыток микроэлементов металлов, как и их дефицит, подавляет функцию иммунных клеток и увеличивает риск заболеваемости и смертности из-за инфекционных заболеваний. Например, бактерицидная и опухолевидная активность фагоцитарных клеток, цитотоксичность естественных клеток-киллеров, фенотипический профиль субпопуляций Т-клеток, пролиферативная способность и активность клеток CD4 и реактивность Т-клеток по отношению к митогенам — все это отрицательно сказывается наследственным гемохроматозом. и состояния, требующие частого переливания крови (33,34).Несколько клинических отчетов предполагают, что высокий статус железа может увеличить скорость прогрессирования болезни, вызванной вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), и снизить выживаемость (35,36). Что касается избытка цинка, добавление здоровым взрослым мужчинам 300 мг цинка в день в течение 6 недель ухудшает хемотаксис и фагоцитарную активность нейтрофилов против бактерий и лимфоцитарный ответ на митогенную стимуляцию (37). Точно так же фагоцитарная и фунгицидная активность моноцитов нарушается, а частота и продолжительность эпизодов импетиго увеличиваются, когда младенцам-маразматам вводят цинк (1.9 мг цинка · кг ⁻¹ · d ⁻¹ ) во время 105-дневной программы реабилитации питания (38). Неясно, являются ли эти проблемы результатом прямой токсичности высоких уровней цинка для иммунных клеток или вызванного цинком вторичного дефицита меди. Перегрузка медью также может повлиять на иммунную систему. Крысы LEC характеризуются чрезмерным накоплением меди в печени, нарушением экскреции меди с желчью и низкой активностью церулоплазмина в плазме из-за делеции гена, транспортирующего медь ATP7B, который гомологичен гену болезни Вильсона человека (39).Лимфоидные аномалии в этой модели включают гипоплазию тимуса и селезенки, снижение концентрации сывороточного иммуноглобулина G и селективную остановку созревания клеток CD4 (40). Неизвестно, накапливают ли лимфоидные клетки у этих животных или у людей с болезнью Вильсона токсические уровни меди.

В течение последних нескольких лет ряд исследователей сообщили об обнадеживающих выводах об очевидных преимуществах добавок цинка для избранных целевых групп населения. Например, люди с ВИЧ подвержены высокому риску развития дефицита цинка и других питательных микроэлементов в результате снижения аппетита, мальабсорбции и увеличения потерь эндогенного цинка из-за диареи и рецидивирующих инфекций.Развитие болезни до стадии IV связано со снижением содержания цинка в плазме, инактивацией тимулина из-за диссоциации связанного цинка и уменьшением количества Т-клеток CD4 (15). Потенциальная польза перорального приема цинка для людей с ВИЧ для восстановления адекватного цинкового статуса и, возможно, повышения компетентности иммунной системы была поставлена ​​под сомнение результатами наблюдательного исследования с участием ВИЧ-инфицированных мужчин-гомосексуалистов. Результаты показывают, что повышенное потребление цинка связано с повышенным риском прогрессирования синдрома приобретенного иммунодефицита и повышенной смертности (41,42).Предполагается, что дополнительный комплемент цинка может способствовать репликации ВИЧ за счет увеличения доступности металла для цинк-зависимых вирусных белков, таких как интеграза, белок нуклеокапсида и белок ТАТ (двойная транслокация аргинина). Однако информация о потреблении цинка ограничена уровнями, о которых сообщают сами в начале исследования. Обратная связь между зарегистрированным потреблением и количеством клеток CD4 предполагает, что люди с более поздней стадией заболевания, вероятно, будут использовать добавки.В отличие от вышеуказанного результата, положительный эффект перорального цинка в качестве адъюванта для лечения заболевания был продемонстрирован в рандомизированном контролируемом исследовании. В течение 30 дней пациенты с III и IV стадией ВИЧ, принимавшие зидовудин, либо получали добавку цинка (45 мг цинка в день), либо не получали добавку (15). Помимо повышенных уровней цинка в плазме, активности тимулина и абсолютного количества клеток CD4, люди, принимавшие добавки цинка, сохраняли вес, имели более низкие титры ВИЧ и меньше страдали от оппортунистических инфекций в течение 2 лет.Читателю рекомендуется ознакомиться с несколькими исчерпывающими обзорами для получения дополнительной информации о взаимосвязи между цинковым питанием и ВИЧ-инфекцией (43,44).

Легкий дефицит цинка часто встречается у детей и взрослых с серповидно-клеточной анемией (45). Результаты пилотного исследования показывают, что длительный прием 50–75 мг цинка в сутки (перорально) у взрослых пациентов с серповидно-клеточной анемией с дефицитом цинка значительно увеличивает содержание цинка в лимфоцитах и ​​гранулоцитах и ​​в несколько раз увеличивает уровень ИЛ- 2 секреция культурами мононуклеарных клеток периферической крови, обработанными фитогемагглютинином.Кроме того, частота подтвержденных бактериальных инфекций дыхательных и мочевыводящих путей и клинических инфекций, которые, вероятно, имели вирусное происхождение, значительно снизилась в группах, получавших цинк. Примечательно, что в начале исследования не было никаких изменений ни в одном из этих показателей результатов для пациентов с серповидноклеточной анемией и нормальным уровнем лейкоцитарного цинка, которые не получали цинка дополнительно. Эти положительные результаты побуждают исследователей проводить испытания с большим количеством пациентов с серповидноклеточной анемией и оценивать пероральные добавки цинка с точки зрения повышения иммунокомпетентности в других группах с заболеваниями, вызывающими вторичный дефицит цинка, например.г., хроническая болезнь почек.

Основным успехом в отношении положительного воздействия улучшения состояния питания микроэлементов и иммунной системы в течение последних нескольких лет является демонстрация того, что добавление цинка детям (в возрасте 0,5–5 лет) значительно снижает частоту и продолжительность диареи и заболеваемость пневмонией (46–49). Подробности об этих важных результатах представлены Робертом Блэком в другом выступлении на конференции (49).

Келли Уолш оказала прекрасную помощь в подготовке этой рукописи.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.

Bonham

,

M.

,

O’Connor

,

JM

,

Hannigan

,

BM

и

Штамм

,

JJ

(

2002

)

Физиологическая индикатор маргинального статуса меди?

руб. J. Nutr.

87

:

393

—

403

.2.

Brock

,

J. H.

и

Mulero

,

V.

(

2000

)

Клеточные и молекулярные аспекты железа и иммунной функции

.

Proc. Nutr. Soc.

59

:

537

—

540

. 3.

Failla

,

M. L.

и

Hopkins

,

R. G.

(

1997

)

Является ли низкий статус меди иммносупрессивным?

Нутр. Ред.

56

:

S59

—

S64

. 4.

Fraker

,

P. J.

,

King

,

L. E.

,

Laakko

,

T.

и

Vollmer

,

T. L.

(

2000

)

Динамическая связь между целостностью иммунной системы и статусом цинка

.

J. Nutr.

130

:

1399S

—

1406S

. 5.

McKenzie

,

R. C.

,

Rafferty

,

T. S.

и

Beckett

,

G.J.

(

1998

)

Селен: важный элемент для иммунной функции

.

Immunol. Сегодня

19

:

342

—

345

.6.

Шанкар

,

A. H.

&

Prasad

,

A. S.

(

1998

)

Цинк и иммунная функция: биологическая основа измененной устойчивости к инфекции

.

г. J. Clin. Nutr.

68

:

447S

—

463S

.7.

Спирс

,

J. W.

(

2000

)

Микроэлементы и иммунная функция крупного рогатого скота

.

Proc. Nutr. Soc.

59

:

587

—

594

.8.

Hunt

,

C. D.

и

Idso

,

J. P.

(

1999

)

Диетический бор как физиологический регулятор нормальной воспалительной реакции: обзор и текущий прогресс исследований

.

J. Trace Elem. Exp. Med.

12

:

221

—

233

.9.

Армстронг

,

Т. А.

,

Спирс

,

Дж.W.

и

Lloyd

,

K. E.

(

2001

)

На воспалительную реакцию, рост и концентрацию гормонов щитовидной железы влияет длительный прием добавок бора к свинкам

.

J. Anim. Sci.

79

:

1549

—

1556

.10.

Бек

,

М.А.

(

2001

)

Антиоксиданты и вирусные инфекции: иммунный ответ хозяина на вирусную патогенность

.

J. Am. Coll.Nutr.

20

:

384S

—

388S

.11.

Beck

,

MA

,

Nelson

,

HK

,

Shi

,

Q.

,

Van Dael

,

P.

,

Schiffrin

,

EJ

,

,

,

Barclay

,

D.

и

Levander

,

OA

(

2001

)

Дефицит селена увеличивает патологию инфекции вируса гриппа

.

FASEB J.

15

:

1481

—

1483

.12.

Beck

,

M. A.

,

Levander

,

O.

и

Handy

,

J.

(

2003

)

Дефицит селена и вирусная инфекция

.

J. Nutr.

133

:

1463S

—

1467S

. 13.

Fraker

,

P. J.

и

King

,

L. E.

(

2001

)

Отличная роль апоптоза в изменениях лимфопоэза и миелопоэза, вызванных дефицитом цинка

.

FASEB J.

15

:

2572

—

2578

. 14.

King

,

LE

,

Osati-Ashtiani

,

F.

и

Fraker

,

PJ

(

2002

)

Апоптоз играет особую роль в потере предшественников лимфоцитов при дефиците цинка.

.

J. Nutr.

132

:

974

—

979

.15.

Mocchegiani

,

E.

и

Muzzioli

,

M.

(

2000

)

Терапевтическое применение цинка против вируса иммунодефицита человека против оппортунистических инфекций

.

J. Nutr.

130

:

1424S

—

1431S

. 16.

Beck

,

FW

,

Prasad

,

AS

,

Kaplan

,

J.

,

Fitzgerald

,

JT

и

Brewer

,

1997

продукция цитокинов и субпопуляции Т-клеток у экспериментально индуцированных людей с дефицитом цинка

.

г. J. Physiol.

272

:

E1002

—

E1007

. 17.

Scott

,

M. E.

и

Koski

,

K. G.

(

2000

)

Цинк ослабляет иммунные ответы против паразитарных нематодных инфекций в кишечнике и в системных участках

.

J. Nutr.

130

:

1412S

—

1420S

. 18.

Фостер

,

S. L.

,

Richardson

,

S.H.

и

Failla

,

M. L.

(

2001

)

Повышенный уровень железа увеличивает бактериальную инвазию и выживаемость и изменяет экспрессию мРНК цитокинов / хокинов в клетках кишечника человека Caco-2

.

J. Nutr.

131

:

1452

—

1458

.19.

Hopkins

,

R. G.

и

Failla

,

M. L.

(

1997

)

Дефицит Cu снижает продукцию интерлейкина-2 и уровни мРНК в Т-лимфоцитах человека

.

J. Nutr.

127

:

257

—

262

.20.

Galan

,

P.

,

Thibault

,

H.

,

Preziosi

,

P.

и

Hercberg

,

S.

(

1992

)

Производство интерлейкина 2 детский

.

Biol. Trace Elem. Res.

32

:

421

—

426

. 21.

Прасад

,

A. S.

,

Bao

,

B.

,

Beck

,

F. W. J.

и

Sarkar

,

F. H.

(

2001

)

Цинк активирует NF- κ B в ячейках HUT-78

.

J. Lab. Clin. Med.

138

:

250

—

256

. 22.

Hopkins

,

R. G.

и

Failla

,

M. L.

(

1999

)

Транскрипционная регуляция экспрессии гена интерлейкина-2 нарушена дефицитом меди в Т-лимфоцитах человека Jurkat

.

J. Nutr.

129

:

596

—

601

. 23.

Janssen-Heininger

,

YMW

,

Poynter

,

ME

и

Baeuerle

,

PA

(

2000

)

Последние достижения в понимании окислительно-восстановительных механизмов активации B 9000 κ .

Свободный Радич. Биол. Med.

28

:

1317

—

1327

. 24.

Лепаж

,

л.M.

,

Giesbrecht

,

JAC

и

Taylor

,

CG

(

1999

)

Экспрессия Т-лимфоцита p56lck, белка передачи сигнала цинкового пальца, повышается из-за дефицита цинка в пище и дефицита калорий. мыши

.

J. Nutr.

129

:

620

—

627

0,25.

Moore

,

J. B.

,

Blanchard

,

R. K.

,

McCormack

,

W.T.

и

Cousins ​​

,

R.J.

(

2001

) Анализ массива кДНК

идентифицирует LCK тимуса как активируемый при умеренном дефиците цинка у мышей до изменения популяции Т-лимфоцитов

.

J. Nutr.

131

:

3189

—

3196

. 26.

Hopkins

,

RG

и

Failla

,

ML

(

2001

)

Снижение синтеза интерлейкина-2 (IL-2) в Т-клетках с дефицитом меди, опосредованное ингибированием фактора транскрипции NF-AT

.

FASEB J.

15

:

A272

(абс. 237,8). 27.

Huang

,

ZL

,

Hopkins

,

RG

и

Failla

,

ML

(

2001

)

Дефицит меди снижает экспрессию TNF- α , несмотря на нормальную активность NF- B κ и AP-1 в моноцитарных клетках U937 человека

.

FASEB J.

15

:

A1097

(абс. 842,2). 28.

Crabtree

,

г.R.

(

2001

)

Кальций, кальциневрин и контроль транскрипции

.

J. Biol. Chem.

276

:

2313

—

2316

,29.

Johnson

,

W. T.

и

Dufault

,

S. N.

(

1991

)

Дефицит меди изменяет опосредование протеинкиназой C индуцированной тромбином секреции плотных гранул тромбоцитами крысы

.

J. Nutr. Biochem.

2

:

663

—

670

.30.

Davis

,

C. D.

и

Johnson

,

W. T.

(

2002

)

Диетическая медь влияет на индуцированное азометаном образование кишечных опухолей и экспрессию белка изофермента протеинкиназы C и мРНК

.

J. Nutr.

132

:

1018

—

1025

. 31.

Острахович

,

E.A.

,

Lordnejad

,

M. R.

,

Schliess

,

F.

,

Sies

,

H.

и

Klotz

,

L.O.

(

2002

)

Ионы меди сильно активируют путь фосфоинозитид-3-киназы / AKT независимо от образования активных форм кислорода

.

Arch. Biochem. Биофиз.

397

:

232

—

239

.32.

Kuvibidila

,

SR

,

Kitchens

,

D.

и

Baliga

,

BS

(

1999

)

Дефицит железа in vivo и in vitro снижает активность протеинкиназы C и транслокацию у мышей очищенные Т-клетки

.

J. Cell. Biochem.

74

:

468

—

478

. 33.

Kuvibidila

,

SR

,

Baliga

,

BS

,

Warrier

,

RP

и

Suskind

,

RM

(

1998

)

Дефицит железа в гидросфосфатных мембранах 4,5-бисфосфат при активации лимфоцитов селезенки у мышей C57BL / 6

.

J. Nutr.

128

:

1077

—

1083

.34.

Walker

,

E. M.

и

Walker

,

S. M.

(

2000

)

Влияние перегрузки железом на иммунную систему

.

Ann. Clin. Лаборатория. Sci.

30

:

354

—

365

.35.

Cunningham-Rundles

,

S.

,

Giardina

,

P. J.

,

Grady

,

R. W.

,

Califano

,

C.

,

McKenzie

,

P.

и

deSousa

,

M.

(

2000

)

Влияние перегрузки железом при переливании крови на иммунный ответ

.

J. Infect. Дис.

183

:

S115

—

S121

.36.

Gordeuk

,

VR

,

Delanghe

,

JR

,

Langlois

,

MR

и

Boelaert

,

JR

(

2001

)

Результаты по железу и общие сведения

.

J. Clin. Virol.

20

:

111

—

115

.37.

Chandra

,

R. K.

(

1984

)

Чрезмерное потребление цинка снижает иммунный ответ

.

J. Am. Med. Доц.

252

:

1443

—

1446

0,38.

Schlesinger

,

L.

,

Arevalo

,

M.

,

Arredondo

,

S.

,

Lonnerdal

,

B.

и

Stekel

,

A.

(

1993

)

Добавки цинка ухудшают функцию моноцитов

.

Acta Paediatr.

82

:

734

—

738

. 39.

Wu

,

J.

,

Forbes

,

JR

,

Chen

,

HS

и

Cox

,

DW

(

1994

)

У крысы LEC есть удаление Ген АТФазы, гомологичный гену болезни Вильсона

.

Nat. Genet.

7

:

541

—

544

.40.

Agui

,

T.

,

Oka

,

M.

,

Yamada

,

T.

,

Saki

,

T.

,

Izumi

,

K.

,

, Ishida

Y.

,

Himeno

,

K.

и

Matsumoto

,

K.

(

1990

)

Мутационная остановка от CD4 ⁺ 8 ⁺ к CD4 ⁺ 8 ^— тимоцитов в мутантном штамме (LEC) крысы

.

J. Exp. Med.

172

:

1615

—

1624

.41.

Tang

,

AM

,

Graham

,

NMH

,

Kirby

,

AJ

,

McCall

,

LD

,

Willett

,

WC

и

Sa

и

Sa

1993

)

Потребление микронутриентов с пищей и риск прогрессирования синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД) у гомосексуальных мужчин, инфицированных вирусом иммунодефицита человека типа 1 (ВИЧ-1)

.

г. J. Epidemiol.

138

:

937

—

951

.42.

Tang

,

A. M.

,

Graham

,

N. M.

и

Saah

,

A. J.

(

1996

)

Влияние потребления микронутриентов на выживаемость при инфицировании вирусом иммунодефицита человека 1 типа

.

г. J. Epidemiol.

143

:

1244

—

1256

. 43.

Kupka

,

R.

и

Fawai

,

W.

(

2002

)

Цинковое питание и ВИЧ-инфекция

.

Nutr. Ред.

60

:

69

—

79

. 44.

Siberry

,

G. K.

,

Ruff

,

A. J.

&

Black

,

R.

(

2002

)

Цинк и вирус иммунодефицита человека

.

Nutr. Res.

22

:

527

—

538

. 45.

Прасад

,

А.S.

,

Beck

,

FWJ

,

Kaplan

,

J.

,

Chandrasekar

,

PH

,

Ortega

,

J.

,

Fitzgerald

000, 9000dlow

и JT

P.

(

1999

)

Влияние добавок цинка на частоту инфекций и госпитализацию при серповидно-клеточной анемии

.

г. J. Hematol.

61

:

194

—

202

.46. ​​

Bhutta

,

ZA

,

Черный

,

RE

,

Коричневый

,

KH

,

Gardner

,

JM

,

Gore

,

S. .

,

Хатун

,

F.

,

Martorell

,

R.

,

Ninh

,

NX

,

Penny

,

ME

,

Rosado

,

JL

,

,

С.K.

,

Ruel

,

M.

,

Sazawal

,

S.

и

Shankar

,

A.

(

1999

)

Группа исследователей цинка: Профилактика диареи и пневмонии добавки у детей в развивающихся странах: объединенный анализ рандомизированных контролируемых исследований

.

J. Pediatr.

135

:

689

—

697

. 47.

Strand

,

T. A.

,

Chandyo

,

R.K.

,

Bahl

,

R.

,

Sharma

,

PR

,

Adhikari

,

RK

,

Bhandari

,

N.

,

Ulvik

,

RJ

,

RJ

,

K.

,

Bhan

,

MK

и

Simmerfelt

,

H.

(

2002

)

Эффективность и действенность цинка для лечения острой диареи у детей раннего возраста

.

Педиатрия

109

:

898

—

903

.48.

Bhandari

,

N.

,

Bahl

,

R.

,

Taneja

,

S.

,

Strand

,

T.

,

Molbak

,

K. 9000vik,

,

RJ

,

Sommerfelt

,

H.

и

Bhan

,

MK

(

2002

)

Влияние рутинного приема цинка на пневмонию у детей в возрасте от 6 месяцев до 3 лет: рандомизированное контролируемое исследование в городские трущобы

.

BMJ

324

:

1358

—

1362

. 49.

Черный

,

R. E.

(

2003

)

Дефицит цинка, инфекционные заболевания и смертность в развивающихся странах

.

J. Nutr.

133

:

1485S

—

1489S

.

Сокращения

• ВИЧ

  Вирус иммунодефицита человека

• IL

• LCK

• NF

• PKC

• TH

© 2003 Американское общество диетологии

(PDF) Обзор роли основных микроэлементов в здоровье и болезнях

84

Prashanth, et al.: Микроэлементы в здоровье и болезнях

Журнал доктора НТР Университета медицинских наук, 2015; 4 (2)

этиопатогенез, обеспечивают средство быстрой диагностики

, а также создают эффективные методы лечения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кинлен Дж. Дефицит микроэлементов при парентеральном питании

. Ann Anesthesiol Fr 1977; 18: 1019-34.

2. Фриден Э. Химические элементы жизни. Sci Am 1972; 227: 52-60.

3.Stohs SJ, Bagchi D. Окислительные механизмы токсичности ионов металлов.

Free Radic Biol Med 1995; 18: 321-36.

4. Вада О. Что такое микроэлементы? Их дефицитность и избыточные состояния.

J Japan Med Assoc 2004; 47: 351-8.

5. Nielsen FH. Новые незаменимые микроэлементы для наук о жизни. Biol

Trace Elem Res 1990; 26-27: 599-611.

6. Bowen HJ. Микроэлементы в биохимии. 2-е изд. Лондон: Academic

Press; 1966 г.п. 55-7.

7. Frieden E. Новые взгляды на основные микроэлементы. J. Chem

Educ 1985; 62: 917-23.

8. Фриден Э. Эволюция металлов как важнейших элементов (с особым упором на

железо и медь). Adv Exp Med Biol 1974; 48: 1-29.

9. Минойя К., Саббиони Э., Апостоли П., Пьетра Р., Поццоли Л., Галлорини М.,

и др. Контрольные значения микроэлементов в тканях жителей европейского сообщества

. Я.Исследование 46 элементов в моче, крови и

сыворотке итальянских субъектов. Sci Total Environ 1990; 95: 89-105.

10. Харрис ED. Гомеостаз меди: роль переносчиков клеток.

Nutr Ред. 2001; 59: 281-5.

11. Hart EB, Steenbock H, Waddell J, Elvehjem CA. Железо в пище. VII.

Медь как добавка к железу для образования гемоглобина у крыс

1928. J Biol Chem 2002; 277: e22.

12. Удаляет HT. Учебник биологической роли меди.Ciba Foundation

Симпозиум. Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons Inc .; 2009. с. 5-22.

13. Валравенс PA. Пищевая ценность меди и цинка у новорожденных

и младенцев. Clin Chem 1980; 26: 185-9.

14. Мейсон К.Е. Обзор исследований метаболизма меди и

потребностей человека. J Nutr 1979; 109: 1979-2066.

15. Turnlund JR. Метаболизм меди в организме человека. Am J Clin Nutr

1998; 67 5 Дополнение: 960S-4.

16.Оделл БЛ. Биохимические основы клинических эффектов дефицита меди.

Нью-Йорк: Алан Р. Лисс Инк; 1982. с. 301-13.

17. Тодд В. Р., Эльвехем, Калифорния, Харт Е.Б. Классика питания. Am J Physiol

1934; 107: 146-56.

18. Turnlund JR, Jacob RA, Keen CL, Strain JJ, Kelley DS, Domek JM, et al.

Долгосрочное высокое потребление меди: влияет на показатели статуса меди,

антиоксидантный статус и иммунную функцию у молодых мужчин. Am J Clin

Nutr 2004; 79: 1037-44.

19. Was DL. Пищевые отношения меди. Дж. Ортомол Мед

1998; 4: 99-109.

20. Шейи С.Р., Бабу С., Кумари С., Шейи П., Хегде С., Карикал А. Роль

микроэлементов сыворотки в предраковых заболеваниях полости рта и раке полости рта — Биохимическое исследование

. J Cancer Res Treat 2013; 1: 1-3.

21. Васудеван Д.М., Срикумари С. Учебник по биохимии для медицинских

студентов. 5-е изд. Нью-Дели: Публикация Джейпи; 2007. с. 76-91.

22.Лиу П. Т., Хейскала М., Петерсон П. А., Ян Ю. Роль железа в здоровье

и болезнях. Мол Аспект Мед 2001; 22: 1-87.

23. Гил В.М., Феррейра Дж. С.. Анемия и дефицит железа при сердечной недостаточности. Ред.

Порт Cardiol 2014; 33: 39-44.

24. Ананд Т., Рахи М., Шарма П., Ингл Г.К. Проблемы профилактики железодефицитной анемии

в Индии. Питание 2014; 30: 764-70.

25. Эндрюс, Северная Каролина. Транспортер железа DMT1. Int J Biochem Cell Biol

1999; 31: 991-4.

26. Ганц Т., Немет Э. Гепсидин и гомеостаз железа. Biochim Biophys

Acta 2012; 1823: 1434-43.

27. Рой С.Н., Эндрюс, Северная Каролина. Последние достижения в области нарушения обмена железа

: мутации, механизмы и модификаторы. Hum Mol Genet

2001; 10: 2181-6.

28. Розати Г., Риккарди Ф., Туччи А. Использование онкомаркеров в лечении

рака головы и шеи. Int J Biol Markers 2000; 15: 179-83.

29. Раджендран Р., Васудеван Д.М., Виджаякумар Т.Уровни

железа и белков в сыворотке при подслизистом фиброзе полости рта (OSMF). Ann Dent

1990; 49: 23-5, 45.

30. Боулт Дж., Робертс К., Брукс М.Дж., Хьюз С., Бери Дж. П., Кросс С.С. и др.

Сверхэкспрессия белков импорта клеточного железа связана с

злокачественным прогрессированием аденокарциномы пищевода. Clin Cancer

Res 2008; 14: 379-87.

31. Сатьянараяна У., Чакрапани У. Основы биохимии. 2-е

изд.Калькутта: Arunabha Sen Book and Allied (P) Ltd .; 2008. с. 210-27.

32. Холстед Дж. А., Смит Дж. К. мл., Ирвин Мичиган. Конспект исследования цинка

потребностей человека. J Nutr 1974; 104: 345-78.

33. Тодд В. Р., Эльвехьем, Калифорния, Харт Е.Б. Цинк в питании крыс.

Nutr Ред. 1980; 38: 151-4.

34. Фавье М., Фор П., Руссель А.М., Кудрей С., Блаш Д., Фавье А. Дефицит цинка

и метаболизм фолиевой кислоты в пище у беременных крыс. J Trace

Elem Electrolytes Health Dis 1993; 7: 19-24.

35. Watson TD. Диета и кожные заболевания у собак и кошек. J Nutr 1998; 128

12 Дополнение: 2783S-9.

36. Франклин Р. Б., Костелло Л. С.. Цинк как противоопухолевое средство при раке простаты

и других видах рака. Arch Biochem Biophys 2007; 463: 211-7.

37. Tuormaa TE. Неблагоприятные эффекты дефицита цинка: обзор литературы

. J Orthomol Med 1995; 10: 149-64.

38. Дас М., Дас Р. Потребность в обучении и осведомленности о добавках цинка

: обзор.Инт Дж. Нутр Метаб 2012; 4: 45-50.

39. Аткинс П.В., Шрайвер Д.Ф. Неорганическая химия. 3-е изд. Нью-Йорк:

Фримен и компания; 1999. с. 156-9.

40. Чефалу В.Т., Ху ФБ. Роль хрома в здоровье человека и при диабете.

Diabetes Care 2004; 27: 2741-51.

41. Андерсон Р.А. Хром и парентеральное питание. Питание 1995; 11

1 Дополнение: 83-6.

42. Крейпцио З. Существенность хрома для питания и здоровья человека.

Pol J Environ Stud 2001; 10: 399-404.

43. Costa M, Klein CB. Токсичность и канцерогенность соединений хрома

для человека. Crit Rev Toxicol 2006; 36: 155-63.

44. Shi XL, Dalal NS. Хром (V) и образование гидроксильных радикалов

во время катализируемого глутатионредуктазой восстановления хрома

(VI). Biochem Biophys Res Commun 1989; 163: 627-34.

45. Даян А.Д., Пейн А.Дж. Механизмы токсичности хрома, канцерогенности

и аллергенности: обзор литературы с 1985 по 2000 год.Hum Exp

Toxicol 2001; 20: 439-51.

46. Густавссон П., Якобссон Р., Йоханссон Х., Левин Ф., Норелл С.,

Рутквист Л.Е. Профессиональные воздействия и плоскоклеточный рак

полости рта, глотки, гортани и пищевода: исследование случай-контроль

в Швеции. Оккуп Энвайрон Мед 1998; 55: 393-400.

47. Barceloux DG. Кобальт. J. Toxicol Clin Toxicol 1999; 37: 201-6.

48. Ямагата Н., Мурата С., Тории Т. Содержание кобальта в организме человека.

J Radiat Res 1962; 3: 4-8.

49. Тейлор Н.А., Маркс Т.С. Советом по питанию и питанию рекомендовано

суточных

пособий. J Hum Nutr 1974; 32: 165-77.

50. Кристиансен Дж. М., Поульсен О. М., Томсен М. Краткосрочное перекрестное исследование

перорального введения растворимых и нерастворимых соединений кобальта

: Половые различия в биологических уровнях. Int Arch Occup

Environ Health 1993; 65: 233-40.

51. Патернайн Дж. Л., Доминго Дж. Л., Корбелла Дж.Токсичность кобальта

для развития крыс. J. Toxicol Environ Health 1988; 24: 193-200.

52. Burch RE, Hahn HK, Sullivan JF. Новые аспекты роли цинка, марганца

и меди в питании человека. Clin Chem 1975; 21: 501-20.

53. Ренберг Г.Л., Хайн Дж. Ф., Картер С. Д., Линко Р. С., Ласки Дж. В.. Хронический

проглатывание Mn3O4 крысами: Накопление в тканях и распределение

марганца в двух поколениях. J. Toxicol Environ Health 1982; 9: 175-88.

54. Камбери Б., Ходжа В., Ккику Л., Пертл С. Содержание марганца в постоянных зубах человека

. Acta Stomatol Croat 2009; 43: 83-8.

55. Ван Ридж А.М., Томсон С.Д., Маккензи Дж.М., Робинсон М.Ф. Дефицит селена

в общем парентеральном питании. Am J Clin Nutr 1979; 32: 2076-85.

56. Эндрюс Э.Д., Хартли В.Дж., Грант А.Б. Селен-чувствительные болезни

животных в Новой Зеландии. N Z Vet J 1968; 16: 3-17.

57. Хики Ф. Селен в питании человека и животных.N Z Agric

1968; 18: 1-6.

58. Шамбергер Р.Дж., Руковена Э., Лонгфилд А.К., Титко С.А., Деодхар С.,

Уиллис К.Э. Антиоксиданты и рак. I. Селен в крови нормальных

и

больных раком. J Natl Cancer Inst 1973; 50: 863-70.

59. Чен Х, Янг Дж., Чен Дж., Чен Х, Вэнь З., Ге К. Исследования взаимосвязей

селена и болезней Кешана. Biol Trace Elem Res 1980; 2: 91-107.

60. Тан Дж.А., Хоу С.Ф., Чжу В.Й., Ли Р.Б., Чжэн Д.X., Ван М.Ю. и др.

Болезнь Кешана в Китае: исследование географической эпидемиологии. Acta

Geogr Sin 1979; 34: 85-104.

61. Мут О.Н., Олдфилд Дж. Э., Реммерт Л. Ф., Шуберт Дж. Р.. Влияние селена

и витамина Е на мышечные заболевания. Наука 1958; 128: 1090-1.

62. Национальная академия наук. Связь выбранной трассировки

[Загружена бесплатно с http://www.jdrntruhs.org в среду, 28 сентября 2016 г., IP: 81.83.62.154]

Что это такое и зачем они вам нужны

Авторы: Franz Gliederer, MD, MPH и Joy Stephenson-Laws, JD (Proactive Health Labs)

Первоначально опубликовано в журнале Healthy Magazine

Железо, хром, медь, цинк, йод, марганец, магний, селен — мы говорим о научных уроках или моем обеде?

Не многие из нас читают коробки с хлопьями и думают: «Отлично, сегодня я получу немного цинка.«Что делают эти минералы и откуда они берутся?

Минералы помогают вашему организму выполнять свои повседневные функции и процессы наиболее эффективным и полезным способом. Буквально не существует телесных процессов, ни на клеточном, ни на системном уровне, которые могли бы работать наилучшим образом или даже продолжать работать эффективно без нужного количества минералов. Они так важны для повседневного функционирования вашего тела.

Если ваше тело не получает достаточно или получает слишком много каких-либо важных питательных веществ, вы увеличиваете риск заболевания или других медицинских проблем.По этой причине минералы могут оказывать значительное влияние на кровяное давление, контроль веса, профилактику рака, депрессию, боль, ПМС и пищеварение, и это лишь некоторые из них.

Натрий, калий, фосфор, магний, сера и кальций — это минералы, с которыми мы, вероятно, более знакомы. Но «следовые» минералы тоже важны, хотя нам они нужны в гораздо меньших количествах. Микроэлементы включают железо, хром, медь, цинк, йод, марганец и селен.

TRACE MINERALS ИМЕЮТ ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ, ВКЛЮЧАЯ СЛЕДУЮЩИЕ:

• Важнейшие строительные блоки для сотен ферментов
• Облегчение множества биохимических реакций
• Необходим для нормального роста и развития, а также для неврологических функций
• Как антиоксиданты
• Поддержка системы крови
• Необходимость в определенных гормонах
• Требуется для нормального развития гонад

Но остается вопрос — как мы получаем эти элементы в нашем организме? Один из вариантов — съесть несколько камней.Другой, более безопасный и нормальный вариант — правильно питаться. Растения извлекают из почвы минералы, которые помогают создавать сложные молекулы, необходимые для роста, дыхания и фотосинтеза. Итак, мы получаем минералы, когда едим эти растения или когда едим животных, которые ели эти растения.

Вот краткое изложение наиболее важных микроэлементов:

Железо является важным компонентом многих белков и ферментов. Он жизненно важен для образования красных кровяных телец и мышечной ткани. Во всем мире дефицит железа встречается у детей, женщин детородного возраста, беременных женщин и лиц с такими заболеваниями, как гастроэнтерит и паразиты, а также у лиц, регулярно занимающихся интенсивными физическими упражнениями.Строгие вегетарианские диеты также могут способствовать дефициту железа. Вы можете найти железо в красном мясе, птице, морепродуктах и ​​темных листовых овощах.

Хром помогает с функциями инсулина и метаболизмом глюкозы. Недостаток хрома может привести к появлению симптомов, имитирующих диабет, нарушению толерантности к глюкозе и потребности в более высоком уровне инсулина. Как правило, хорошо сбалансированная диета, включающая фрукты, овощи, мясо, рыбу и злаки, должна легко покрывать ваши диетические потребности в хроме.

Медь входит в состав многих ферментов, участвующих в таких ключевых функциях, как производство энергии, метаболизм железа, здоровая соединительная ткань, нейротрансмиссия и образование гемоглобина.Дефицит меди может возникать из-за недоедания, мальабсорбции или чрезмерного потребления цинка. Симптомы могут включать аномальные клетки крови, изменения костей и соединительной ткани, снижение иммунной функции, деминерализацию костей и повышенный риск сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваний. Медь содержится в самых разных продуктах питания, и ее больше всего в мясных субпродуктах, моллюсках, орехах и семенах, злаках из пшеничных отрубей и цельнозерновых продуктах. Медь токсична редко, но может проявляться в очень высоких концентрациях.

Цинк необходим для нормального роста и развития детей, правильного функционирования иммунной системы, многих неврологических функций и репродукции.Дефицит цинка с пищей довольно распространен в неразвитых странах и может затронуть около двух миллиардов человек. Это может вызвать нарушение развития, анемию, кожную сыпь, неврологические нарушения и снижение иммунной функции. Продукты, богатые цинком, — это устрицы, говядина, крабовое мясо, курица с темным мясом и индейка, свинина, йогурт, молоко, кешью, нут, миндаль, арахис, сыр.

Йод — известный ключевой компонент гормона щитовидной железы. Недостаток йода в питьевой воде и питании может привести к замедлению метаболизма, увеличению веса, аномальному липидному профилю и умственной вялости.Дефицит йода может иметь пагубные последствия для развивающегося мозга и вызывать умственные нарушения и умственную отсталость у детей. Около 120 стран обогащают соль йодом для противодействия йодной недостаточности. Морепродукты — отличный источник диетического йода. Молочные продукты, зерно, яйца и птица в значительной степени способствуют потреблению йода с пищей в США.

Марганец является ингредиентом и помощником многих ферментов, которые обладают антиоксидантными свойствами для множества метаболических функций, способствуют развитию костей и заживлению ран.Низкий уровень марганца связан с ослаблением костей. Люди, придерживающиеся вегетарианской диеты и диеты западного типа, могут потреблять больше марганца. Богатые источники марганца включают цельнозерновые, орехи, листовые овощи и чай.

Селен является частью аминокислоты селеноцистеина, которая содержится в 25 различных селенобелках. Селенопротеины играют решающую роль в воспроизводстве, метаболизме гормонов щитовидной железы, синтезе ДНК и защите от окислительного повреждения и инфекции. Недостаток селена может повысить вероятность того, что вы страдаете сердечно-сосудистыми заболеваниями и, если вы мужчина, бесплодием.Морепродукты и мясные субпродукты — самые богатые пищевые источники селена. Другие источники включают мясные мышцы, крупы и другие злаки, а также молочные продукты.

СКОЛЬКО СЛЕДОВЫХ МИНЕРАЛОВ ВАМ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО НУЖНО?

К счастью, вам не нужно гадать, какое количество того или иного микроэлемента необходимо вашему организму каждый день. Все, что вам нужно сделать, это посмотреть Рекомендуемую суточную дозу (сокращенно RDI), опубликованную Национальным Институтом Здоровья, в отношении широкого спектра питательных веществ.

Вот RDI для наиболее важных микроэлементов:

Хром — 25 мкг для женщин и 35 мкг для мужчин

Медь — 900 мкг для мужчин и женщин

Йод — 150 мкг для мужчин и женщин

Железо — 18 мг для женщин и 8 мг для мужчин

Марганец — 1.8 мг для женщин и 2,3 мг для мужчин

Молибден — 45 мкг для мужчин и женщин

Селен — 55 мкг для женщин и мужчин

Цинк — 8 мг для женщин и 11 мг для мужчин

КАК ВЫ УЗНАЕТЕ, ИМЕЕТЕ ЛИ У ВАС ПРАВИЛЬНОЕ КОЛИЧЕСТВО СЛЕДОВЫХ МИНЕРАЛОВ?

Многие люди верят, что они получат нужное количество минералов и других питательных веществ, просто «прислушиваясь» к своему телу и съедая ту пищу, которую они жаждут. И это в определенной степени работает.Например, вы можете быть правы, когда после тренировки захотите воды или углеводов. Или стейк или гамбургер могут быть особенно заманчивыми, когда вашему организму нужен белок. Но в большинстве случаев мы можем просто чувствовать себя немного не в своей тарелке и не понимать, что наши тела просят нас.

Лучше всего пройти комплексное тестирование питания, чтобы убедиться, что ваше тело получает правильный баланс микроэлементов и других питательных веществ. Если у вас есть какой-либо дисбаланс — слишком много или слишком мало какого-либо ключевого питательного вещества — вы можете предпринять шаги для его устранения либо с помощью диеты, либо с помощью добавок.

ПОЧЕМУ ВЫ МОЖЕТЕ НЕ ПОЛУЧАТЬ ДОСТАТОЧНО СЛЕДОВЫХ МИНЕРАЛОВ?

Есть несколько причин, по которым вы не можете получать все микроэлементы, необходимые вашему организму:

Плохое питание. Причина номер один, по которой вы можете не получать достаточно микроэлементов, — это отсутствие хорошо сбалансированной диеты.

Где вы живете: количество микроэлементов в почве и воде неодинаково во всех частях мира, поэтому место вашего проживания также может повлиять на количество и качество микроэлементов в вашей пище.Например, высокопродуктивные методы ведения сельского хозяйства в США и других странах могут истощать следы минералов, а почва в некоторых регионах к югу от Сахары особенно бедна цинком.

Мальабсорбция и желудочно-кишечные заболевания: если желудочно-кишечный тракт воспаляется, инфицирован или страдает заболеванием, препятствующим всасыванию минералов и других питательных веществ, это, безусловно, может привести к снижению всасывания и чрезмерной потере минералов.

Хирургия: Хирургическая резекция сегментов кишечника может вызвать потерю важных участков поглощения и каналов-носителей для поглощения минералов.

Беременность: во время беременности часто возникает дефицит микроэлементов.

Несмотря на то, что в западном мире редко можно встретить серьезный дефицит микроэлементов, недостаточность от легкой до умеренной является обычным явлением и может привести к общим, часто менее четко распознаваемым симптомам, таким как усталость, медленный метаболизм, снижение иммунной системы и снижение умственных способностей.

Хотя здоровая диета обычно обеспечивает организм достаточным количеством микроэлементов, примечательно, что строгие вегетарианские диеты, физические нагрузки, беременность, желудочно-кишечные заболевания и проблемы с нарушением всасывания могут способствовать возникновению микроэлементов.

(Подробнее о минералах читайте здесь).

Об авторах

Франц Глидерер, доктор медицины, магистр здравоохранения, врач. Он является специалистом по профилактической медицине, имеет докторскую степень Венского университета, Австрия, и степень магистра Школы общественного здравоохранения Калифорнийского университета. Доктор G имеет разностороннее медицинское образование, включая три резидентуры в области профилактической медицины, внутренней медицины и семейной практики. Он является соавтором книги «Минералы — забытое питательное вещество: ваше секретное оружие для получения и сохранения здоровья», доступной на Amazon, iTunes и в книжных магазинах.

Джой Стивенсон-Лоус — основательница Proactive Health Labs (www.phlabs.org), национальной некоммерческой информационной компании в области здравоохранения, которая предоставляет образование и инструменты, необходимые для достижения оптимального здоровья. Ее последняя книга — «Минералы — забытое питательное вещество: ваше секретное оружие для получения и сохранения здоровья», доступная на Amazon, iTunes и в книжных магазинах.

Микроэлементы (минералы) | Техасский институт сердца

Микроэлемент	Требуется для	Хорошие источники
Хром	Использование сахара в организме	Цельнозерновые, специи, мясо, пивные дрожжи
Медь	Синтез и функции гемоглобина; выработка коллагена, эластина, нейромедиаторов; образование меланина	Мясные субпродукты, моллюски, орехи, фрукты
Фтор	Связывание кальция в костях и зубах	Вода фторированная
Йод	Производство энергии (в составе гормонов щитовидной железы)	Морепродукты, йодированная соль
Утюг	Синтез и функции гемоглобина; действия ферментов при производстве энергии; производство коллагена, эластина, нейромедиаторов	Мясные субпродукты, мясо, птица, рыба
Марганец	Функции не совсем понятны, но необходимы для оптимального здоровья	Цельнозерновые, орехи
Молибден	Функции не совсем понятны, но необходимы для оптимального здоровья; детоксикация вредных веществ	Мясные субпродукты, цельнозерновые, зеленые листовые овощи, молоко, бобы
Селен	Функции не совсем понятны, но необходимы для оптимального здоровья	Брокколи, капуста, сельдерей, лук, чеснок, цельнозерновые, пивные дрожжи, субпродукты
цинк	Иммунитет и лечение, хорошее зрение, активность сотен ферментов	Цельнозерновые, пивные дрожжи, рыба, мясо

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.