VESELĪBAS PAMATI
Mikroelementi
Silīcijs (Si)
Silīcijs ir oglekļa ķīmiskais analogs, no kura ir uzbūvēti visi organiskie savienojumi. Ar oglekli ir saistīta visas organiskās dzīvības pastāvēšana uz Zemes. Savukārt silīciju uzskatīja tikai par neorganiskās dabas elementu un par mikroelementu. Silīcijs, pirmkārt silīcija dioksīda veidā, ir smiltis, kvarcs, silīcija dioksīds, granīta un citu ģeoloģisko iežu komponents. Šāda silīcija forma ūdenī nešķīst un organismā praktiski neuzsūcas. Tomēr koloidāls silīcijs ir sastopams dažos dabiskos avotos, tostarp vairākos minerālūdeņos, piemēram, «Boržomi».
Silīcijs ir sastopams vairākos augos, tostarp organiskā formā, kaut arī nelielos, tomēr nozīmīgos daudzumos. Īpaši bagāta ar to ir lauka kosa (līdz 60% silīcija dioksīda un līdz 1,5% šķīstošās silīcija formas), kas turklāt satur pietiekami lielu mangāna daudzumu. Biopieejams silīcijs ir nātrē, maura sūrenē, vārpatā, māllēpē, auzās un auzu pārslās, rupja maluma miltu maizē. Ļoti svarīgi, lai šādi produkti būtu cilvēka uzturā. Silīcija diennakts deva ir 10–20 mg.
Pašlaik ir pierādīts, ka silīcijam kā mikroelementam ir nozīmīga loma organisma dzīvības procesos. Tā saturs veido 0,01% no ķermeņa masas. Tas ir koncentrēts vairogdziedzerī un virsnierēs, kā arī hipofīzē, plaušās, muskuļos; tas ir sastopams lēcā un kaulu sistēmā.
Silīcija nozīmīgo lomu zīdītāju un putnu augšanā un attīstībā pirmo reizi atklāja amerikāņu zinātnieki K. Švarcs un E. Kardails. Viņi novēroja krasas izmaiņas skeletā, ādas segā un ķermeņa masā žurkām un cālēniem, kas atradās uz bezsilīcija diētas.
Daļa silīcija, kas nonāk gremošanas traktā, organismā uzsūcas, uzsūcoties divpadsmitpirkstu zarnā un tievās zarnas augšējā daļā, no kurienes tas nonāk asinīs. Apmēram 60% cilvēka asinīs esošā silīcija ir saistīti ar olbaltumvielām, 30% — ar lipīdiem. Silīcija koncentrāciju asinīs 2 mg/l (vai 2000 µg/l) regulē nieres, tāpēc tā saturs urīnā svārstās plašās robežās.
Silīcija vielmaiņu organismā kontrolē endokrīnā un nervu sistēma. Šajā procesā piedalās steroīdie un tireoīdie hormoni, kas regulē arī šī elementa zarnu adsorbciju.
Nervu sistēmas uzbudinājuma gadījumā silīcija saturs asinīs, kas attek no smadzenēm, un likvorā palielinās, bet kavēšanas gadījumā tā saturs asinīs samazinās. Ir pilnīgi acīmredzams, ka silīcijam ir kāda vēl neizskaidrota loma nervu sistēmas darbībā. Šūnu līmenī šo mikroelementu konstatē aknu, liesas un nieru šūnu kodolos, mitohondrijos, mikrosomās. Turklāt žurkām mitohondrijos ir atrastas silīciju saturošas granulas.
Silīcija klātbūtne kodolos labi saskan ar pieejamajiem datiem, ka tas ir obligāts nukleīnskābju komponents, kur tā saturs veido 0,15–0,36%. DNS uz vienu silīcija atomu attiecas 20–30 fosfora atomi, RNS — 25–45. Pagaidām nav vienota viedokļa par silīcija lomu šūnas ģenētiskā aparāta funkcionēšanā, taču tā līdzdalība šajā procesā nerada šaubas.
Silīcijs organisko savienojumu veidā piedalās saistaudu veidošanā un funkcionēšanā, kuru pamatu veido fibrillārais proteīns — kolagēns. Tie ir kaulaudi un skrimšļaudi, locītavas, āda, zobi, asinsvadu sieniņas, lēca.
Silīcijs piedalās kolagēna pavedienu un šķiedru nobriešanā, kā arī citu fibrillāro proteīnu, jo īpaši keratīnu, nobriešanā, kuri veido matu un nagu (spīļu) pamatu. Tas ir nepieciešams pieauguša cilvēka matu un nagu normālam stāvoklim. Tā deficīta gadījumā novēro matu izkrišanu un plikpaurību, nagu lūšanu, ādas stāvokļa pasliktināšanos. Silīcijs ir nepieciešams kolagēna nobriešanai. Tas stimulē kaulaudu augšanu un koncentrējas augošu kaulu un zobu kalcifikācijas vietās.
Silīcijs ir īpaši svarīgs augošam organismam (pirmkārt bērniem) kaulu masas palielināšanai un, protams, visos gadījumos kaulaudu reģenerācijai (piemēram, lūzumu gadījumā). Kaulu lūzuma vietās kolagēna fibrillu veidošanās un šūnu proliferācijas laikā silīcija saturs palielinās gandrīz 50 reizes. Sievietēm silīcija nepieciešamība būtiski palielinās klimaksa laikā osteoporozes attīstības dēļ.
Šim mikroelementam ir nozīmīga loma epitēlija audu normālā funkcionēšanā; tas piešķir tiem izturību, elastību un necaurlaidību, būdams kolagēna un elastīna «sašūjošs» aģents. Silīcijs kā kolagēna normālas funkcionēšanas faktors veicina brūču rētošanos, pat hronisku, palīdz smaganu iekaisuma un asinsizplūdumu gadījumā, jo samazina kapilāru caurlaidību (īpaši kombinācijā ar C vitamīnu un bioflavonoīdiem).
Asinsvados silīcijs galvenokārt lokalizējas elastīnā (saistaudos ar augstu elastību un izstiepjamību visos virzienos, pretstatā kolagēnam, kas izstiepjas tikai gar molekulu asi), normalizē sieniņu caurlaidību, palielina to elastību un kavē lipīdu iekļūšanu un nogulsnēšanos, kas ir svarīgi aterosklerozes profilaksei; aterosklerozes gadījumā silīcija saturs strauji samazinās, kas nosaka (acīmredzot līdztekus citiem iemesliem) artēriju sieniņu elastības samazināšanos (iespējams, elastīna struktūras defektu dēļ) un to caurlaidības palielināšanos aterogēniem lipoproteīniem.
Silīcijs labvēlīgi ietekmē sirds darbību un asinsvadu stāvokli, ir noderīgs reimatisma, aptaukošanās, aterosklerozes gadījumā. Tas uzlabo lēcas funkciju, jo pēdējā silīcija ir 25 reizes vairāk nekā acs muskulī. Noteiktus kataraktas veidus var ārstēt, izmantojot silīcija preparātus. Ir lietderīgi pārbaudīt tā kombinācijas efektivitāti ar šādu receptūru, kas arī ierosināta šiem mērķiem: hroms (1 mg katru otro dienu), cinks (50 mg katru dienu) un cisteīns (5 mg katru dienu).
Interesanti ir dati, ka ļaundabīgu veidojumu gadījumā silīcija saturs audzējā ir ievērojami augstāks nekā veselajos audos, kas var būt saistīts ar tā transportu no veseliem audiem, kuri tādējādi ar to noplicinās. Šādiem pacientiem būtiski palielinās audu olbaltumvielu spēja saistīt silīciju. Iespējams, silīcija savienojumi var būt noderīgi audzēju procesu profilaksē.
Silīcijs aktīvi piedalās kalcija un ar to cieši saistītā fosfora (precīzāk — fosfātu) metabolismā. Silīcija daudzuma samazināšanās, kas nonāk cilvēka organismā (diennakts deva 10–20 mg), izraisa «silikozo» anēmiju, ko novēro rahīta, limfātiskās sistēmas slimību gadījumos. Tas notiek uz silīcija deficīta fona pie augsta kalcija (silīcija antagonista) satura dzeramajā ūdenī un rafinētas pārtikas patēriņa. Starp citu, ar silīciju bagātu minerālūdeņu, piemēram, «Boržomi» lietošana ļoti labvēlīgi ietekmē veselību, īpaši gados vecākiem cilvēkiem, kuru organismā silīcija saturs, īpaši kaulaudos, ādā un artēriju asinsvados, ir būtiski samazināts salīdzinājumā ar jaunākiem cilvēkiem.
Silīcijs organismā funkcionē kombinācijā ar citiem komponentiem. Tā, kolagēna nobriešanas un vielmaiņas procesos tas ir nepieciešams līdztekus cinkam (kolagenāzes komponents), organiskajam boram (fruktozoborāta vai glicerīnāta veidā), C vitamīnam un mikroelementam dzelzij, B6 vitamīnam un mikroelementam varam.
Kalcija (fosfāta veidā) iekļaušanai kaulaudos ir nepieciešami tā «partneri» — magnijs (attiecībā 2:1) un D vitamīns, kā arī mangāns, kas kopā ar magniju nodrošina šo procesu energoapgādi; to veicina citronskābe un ābolskābe kā energoapgādi nodrošinošā trikarbonskābju cikla (Krebsa cikla) komponenti kaulaudos.
Tā kā ar vecumu silīcija, tāpat kā citu mikroelementu, saturs organismā samazinās, gados vecākiem cilvēkiem ir nepieciešama tā pastāvīga uzņemšana. Pastāvīga organiskā silīcija uzņemšana ir nepieciešama arī grūtniecēm un sievietēm, kas baro bērnu ar krūti.
Jāatzīmē, ka farmācijā ir pieejami oficiāli silīcija preparāti, kurus iesaka sirds mazspējas, aterosklerozes, akūtu un hronisku locītavu, ādas un kapilāru slimību ārstēšanā un pat strauji progresējošu vēža formu gadījumā (osteosarkoma, plaušu un prostatas vēzis).
Perspektīva ir silīcija preparātu izmantošana lopkopībā un putnkopībā, kā arī mājdzīvnieku veselības uzlabošanai.
Bors (B)
Bors ir mikroelements, nemetāls; kopš 1923. gada to uzskatīja par dzīvībai svarīgu elementu tikai augiem. Un tikai kopš 1985. gada kļuva acīmredzams, ka tas ir svarīgs arī cilvēka un dzīvnieku veselībai.
Visefektīvākie un drošākie ir bora organiskie atvasinājumi, jo īpaši kalcija fruktozoborāts (pirmo reizi iegūts no persiku kauliņiem) un bora glicerīnāts. Tā neorganiskie atvasinājumi — borskābe un jo īpaši borakss — var iedarboties uz organismu toksiski un nevar tikt izmantoti kā bora avots.
Tomēr agrāk borskābes šķīdumu, diemžēl, oficiālajā medicīnā izmantoja mutes dobuma skalošanai infekciju (angīnas) gadījumā pat bērniem.
Ir noskaidrots, ka bors ir silīcija un citu elementu “partneris”, kas spēlē svarīgu lomu kalcifikācijas procesos, skeleta sistēmas veidošanā un osteoporozes profilaksē. Bors nodrošina anabolisko procesu aktivizēšanu organisma šūnās, kurās ir specifisks proteīns — bora transportētājs — NBC1 (kaula un skrimšļa audi). Kaulaudi ir dabisks bora depo cilvēka organismā.
Bors regulē parathormona aktivitāti, aktivē cilmes šūnu diferenciāciju par hondrocītiem, osteoblastiem un osteocītiem, veicina I un II tipa kolagēna sintēzes pastiprināšanos attiecīgi kaula un skrimšļa audos, inhibē enzīmu kolagenāzi un tādējādi bremzē kolagēna molekulas šķelšanu (un bojāšanu). Tas šķērssaista neorganisko un organisko matriksu kaula un skrimšļa audos, nodrošinot to strukturālo izturību. Bors aktīvi ietekmē D3 vitamīna homeostāzi, pastiprinot receptoru sintēzi tā aktīvajiem metabolītiem un palēninot paša vitamīna noārdīšanos, regulē kalcija uzsūkšanos un ekskrēciju. Bora preparātu lietošana (60 dienas pa 6 mg kalcija fruktozoborāta formā) noved pie D3 vitamīna satura palielināšanās asins serumā par 24%.
Tādējādi viens no galvenajiem bora bioloģiskajiem efektiem ir tā līdzdalība kalcija, magnija un fosfora metabolismā. Tas veicina kaulaudu nostiprināšanos un samazina osteoporozes risku, palīdzot organismam efektīvāk izmantot D vitamīnu. Ir pierādīts, ka bors samazina kaulu masas zudumu gados vecākiem cilvēkiem. Tādēļ boram jābūt iekļautam vitamīnu–minerālvielu kompleksā (vitamīni C, B2, E un K, minerālvielas magnijs, kalcijs, dzelzs, cinks, selēns), kas aktivizē D3 vitamīna pārveidošanu par tā hormonāli aktīvajiem metabolītiem — kalcidiolu un kalcitriolu. Tas iegūst īpašu nozīmi saistībā ar priekšstatu paplašināšanos par D vitamīna lomu imūnās aizsardzības stiprināšanā pret COVID‑19, tuberkulozi, resnās zarnas audzējiem, kā arī diabēta, hipertensijas, neiroloģisku slimību u. c. gadījumos.
Bora ietekmes mehānismā uz kalcija apmaiņu sievietēm pēcmenopauzes periodā svarīga loma ir estrogēnu homeostāzes uzlabošanai.
Ir konstatēts, ka bors spēlē svarīgu lomu līdzsvara uzturēšanā starp estrogēniem un testosteronu. Bora ietekmē paaugstinās 17β‑estradiola līmenis un samazinās kalcija un magnija zudumi ar urīnu, kas ir būtiski osteoporozes un lūzumu gadījumā. Tas padara boru īpaši svarīgu sievietēm menopauzes periodā, jo tas var mazināt simptomus, kas saistīti ar estrogēnu deficītu.
Ir konstatēta bora līdzdalība šūnas aizsardzībā pret peroksidēšanos, iedarbojoties, kā tiek pieņemts, uz SOD (superoksīddismutāzes) funkcionēšanu. Tādējādi bors var pazemināt oksidatīvā stresa līmeni un izpaust pretiekaisuma iedarbību. Tas ir īpaši svarīgi hronisku iekaisuma slimību, piemēram, artrīta, profilaksei.
Pētījumi rāda, ka bors ietekmē centrālās nervu sistēmas darbību. Tas veicina atmiņas, uzmanības un kustību koordinācijas uzlabošanos. Bora trūkums var novest pie kognitīvo funkciju pasliktināšanās, pastiprinātas nogurdināmības un aizkaitināmības.
Eksperimentos ar dzīvniekiem ir parādīts, ka bora deficīts kavē augšanu. Tajos reģionos, kur augsnē ir bora deficīts, daudziem cilvēkiem attīstās osteoartrīts. Pacientiem ar osteoartrozi bors ir nepieciešams vielmaiņas procesu regulators noārdītajos audos. Profilaktiska bora preparātu lietošana mazina locītavu sāpes un uzlabo pašsajūtu.
Bors ir vairāku enzīmu inhibitors, tostarp alkohola dehidrogenāzes, ksantīna dehidrogenāzes, himotripsīna un citu. Tas piedalās ogļhidrātu un lipīdu apmaiņā, ietekmējot insulīna līmeni un novēršot krasas cukura svārstības asinīs. Tas padara boru par svarīgu elementu vielmaiņas traucējumu, piemēram, cukura diabēta, profilaksei, lai gan šī procesa mehānisms nav skaidrs. Turklāt bors veicina arteriālā asinsspiediena samazināšanos, kas ir svarīgi arī cukura diabēta gadījumā. Bors organismā nonāk galvenokārt ar pārtiku.
Galvenie bora iegūšanas avoti:
🥬 augļi un dārzeņi (āboli, bumbieri, vīnogas, plūmes, avokado, bietes, brokoļi);
🥬 rieksti un sēklas (mandeles, valrieksti, zemesrieksti, sezams);
🥬 zaļumi un pākšaugi (spināti, pupas, turku zirņi, lēcas);
🥬 graudaugi (griķi, auzu pārslas);
🥬 medus un vīnogu sula.
Pastāv minerālūdeņi, kas satur boru.
Bora deficīta simptomi:
🚨 hipoparatireoze (parathormona līmeņa pazemināšanās) un kalcija un fosfora metabolisma traucējumi — osteoporozes attīstība un locītavu stāvokļa pasliktināšanās;
🚨 kognitīvo funkciju pasliktināšanās, uzmanības un atmiņas samazināšanās;
🚨 pastiprināta nogurdināmība un nervozitāte.
Bora pārpalikums.
Pārmērīga bora uzņemšana organismā (rūpnieciskās ražošanas un ar boru piesārņotas vides apstākļos, bora pārpalikums pārtikā) var novest pie akūtas un hroniskas borozes formām. Akūta boroze — neiropātijas, aptaukošanās, aknu nekroze, nieru kanāliņu bojājums. Hroniska boroze — augšējo elpceļu un plaušu slimības.
Apgabalos ar paaugstinātu bora saturu augsnē (piemēram, Altajs, Rietumsibīrija) var attīstīties borais enterīts — endēmiska kuņģa‑zarnu trakta slimība cilvēkiem un dzīvniekiem.
Fluors (fluorīda anjona F- formā)
Fluors ir mikroelements, ko ilgstoši uzskatīja par faktoru, kas spēlē svarīgu lomu tikai zobu veselībā, un šo īpašību uzskatīja gandrīz vai par vienīgo. Patiešām, fluora iedarbības raksturs uz zobu emalju lielā mērā ir atkarīgs no tā devas. Fluora diennakts patēriņa norma ir 1,8–3 mg. Tam ir augsta afinitāte pret emaljas matriksa olbaltumvielām, un normālās devās, nonākot organismā, tas iekļaujas hidroksiapatīta struktūrā (kalcija fosfāta kristāliskā forma, kas ir zoba pamatā), veidojot fluorhidroksiapatītu, kas piešķir zobam izturību un kavē kariesa attīstību. Savukārt nepietiekamu fluora uzņemšanu sauc par hipofluorozi; tā noved pie smagām sekām zobiem visu vecumu cilvēkiem, sākot ar agrīnu bērnību: pirmsskolas vecuma bērniem — aizkavēta zobu šķilšanās, skolēniem un pieaugušajiem — kariess, bet gados vecākiem cilvēkiem — kariesa progresēšana, kā arī no fluora atkarīga osteoporoze, īpaši bīstama sievietēm.
Vienlaikus pie augstām fluora koncentrācijām attīstās cita patoloģija — fluoroze, kad hidroksiapatītā viena fluora jona vietā iekļaujas divi fluora joni, kas noved pie straujas zoba struktūras noārdīšanās.
Tomēr fluors normālās koncentrācijās izpauž arī citus svarīgus iedarbības veidus uz organismu. Tā, tas paaugstina D vitamīna aktivitāti un novērš osteoporozi un, iespējams, citas tā deficīta izpausmes, stimulē saistaudu (kaulu, skrimšļu) trofiku, iespējams, aktivējot fosfātu pārneses fermentus (sārmaino un skābo fosfatāzi). Ir dati, ka tas veicina dzimumhormonu aktivitātes palielināšanos.
Svarīgi atzīmēt, ka reģionos ar nedaudz paaugstinātu fluora saturu dzeramajā ūdenī (līdz 6 mg/l) iedzīvotājiem samazinās aterosklerozes un tās sirds-asinsvadu komplikāciju smagums.
Vienlaikus augstas (pārmērīgas) fluora devas var nelabvēlīgi ietekmēt organismu, tostarp paaugstināt oksidatīvā stresa līmeni, kas noved pie asinsvadu un sirds šūnu bojājuma. Iekaisuma procesi artēriju sieniņās var veicināt aterosklerozes attīstību. Fluors var uzkrāties artēriju sieniņās, samazinot to elastību. Tas palielina arteriālās hipertensijas attīstības risku, kas palielina slodzi sirdij un veicina insulta un infarkta attīstību.
Daži pētījumi liecina, ka augsts fluora līmenis organismā var mainīt lipīdu koncentrāciju asinīs: paaugstināt “sliktā” holesterīna (zema blīvuma lipoproteīnu, ZBL) līmeni un pazemināt “labā” (augsta blīvuma lipoproteīnu, ABL) līmeni. Tas palielina aterosklerotisko plāksnīšu veidošanās un koronārās sirds slimības (KSS) attīstības varbūtību. Pētījumi ar dzīvniekiem un cilvēkiem ar hronisku fluora intoksikāciju norāda uz iespējamiem sirds muskuļa darbības traucējumiem — aritmijām, miokarda saraušanās spējas samazināšanos un deģeneratīvām izmaiņām tajā. Pārmērīgs fluors var veicināt asinsvadu kalcifikāciju, t. i., kalcija nogulsnēšanos artēriju sieniņās, kas apgrūtina asinsriti un arī palielina sirds-asinsvadu slimību risku.
Ir dati, ka fluora pārpalikums samazina aizkuņģa dziedzera un virsnieru hormonālo aktivitāti, vienlaikus izraisot epitēlijķermenīšu aktivāciju.
Ņemot vērā tik sarežģīto un pretrunīgo fluora ietekmi uz organismu, pirmkārt uz sirds-asinsvadu sistēmu, bija lietderīgi atteikties no plašas fluorēto zobu pastu ražošanas un pāriet uz kontrolētu fluora preparātu lietošanu.
Fluors organismā galvenokārt nonāk caur:
🦷 dzeramo ūdeni (dabiskais saturs vai fluorēšana);
🦷 pārtikas produktiem (zivis, tēja, spināti);
🦷 zobu pastām un mutes dobuma skalošanas līdzekļiem (agrāk);
🦷 rūpnieciskajiem izmešiem (rajonos ar augstu piesārņojuma līmeni).
Fluora nepietiekamība var būt saistīta ar dzīvošanu reģionos, kuros fluora saturs ūdenī ir mazāks par 0,5 mg uz 1 l, fluora uzsūkšanās samazināšanos KZT kalcija ietekmē, kā arī ar tauku un lipīdu trūkumu uzturā.
Fluora pārpalikums var būt, dzīvojot reģionos, kuros fluora saturs ūdenī pārsniedz 1,5 mg uz 1 l, un rūpnieciskas intoksikācijas gadījumā.
Svarīgi ņemt vērā, ka fluora toksiskā iedarbība izpaužas, ja tas organismā nonāk devās 20–80 mg/diennaktī. Optimālais fluora patēriņa līmenis joprojām ir svarīgs, bet vēl nepietiekami izpētīts veselības faktors, tāpēc ir svarīgi rūpīgi kontrolēt tā uzņemšanu no ūdens, pārtikas un higiēnas līdzekļiem.
Vanādijs (V5+)
Piecvērtīgais vanādijs (V5+) vanādija pentoksīda (V2O5) veidā. Visvairāk izpētītais vanādija aktivitātes veids ir tā ietekme uz insulīna funkcijām. Tam piemīt izteikta insulīnam līdzīga iedarbība, stimulējot glikozes oksidēšanās procesus. Ilgstoša vanādija preparātu lietošana tiek pavadīta ar hiperinsulinēmijas līmeņa samazināšanos, audu jutības pret insulīnu atjaunošanos un glikozes tolerances atjaunošanos. Vanādijam piemīt arī hipoholesterinēmiska iedarbība. Tas samazina holesterīna sintēzes ātrumu, inhibējot šī procesa galveno enzīmu — HMG-CoA reduktāzi. Tas ir enzīma, kas noņem aminogrupu biogēnajos amīnos — serotonīnā un adrenalīnā — aktivators, nomācot to aktivitāti. Tas ir jonu sūkņu inhibitors — smadzeņu Ca2+, Mg2+-ATPāzes, K+Na+-ATPāzes, sārmainās fosfatāzes, adenilātciklāzes (signālu pārneses enzīms šūnas iekšienē). Pastiprina skābekļa saistīšanos ar hemoproteīniem (hemu saturošiem proteīniem), pastiprinot oksidēšanās–reducēšanās procesus. Paātrina DNS un RNS sintēzi. Mazās devās stimulē asinsradi, lielās — nomāc. Veicina kaulu un zobu mineralizāciju, kaulu smadzeņu reģenerāciju.
Vidējā vanādija diennakts deva ir 10–30 µg. Avoti — sēnes, pētersīļi, dilles, soja, moluski, holotūrijas, zivis.
Intoksikācija ar lielām devām (rūpnieciskā ražošana, vides piesārņojums) var novest pie akūtām un hroniskām vanadozēm. Akūtās — bronhospazms, bronhīts, bronhopneimonija, bronhiālā astma. Hroniskās — bronhīti, nervu un sirds‑asinsvadu sistēmas funkciju traucējumi, anēmijas, redzes traucējumi līdz pat aklumam.
Dzelzs (Fe2+)
Dzelzs saturs organismā ir apmēram 7 g. Tā lokalizēta galvenokārt eritrocītu hemoglobīnā (75–80%), muskuļos, aknās, sirds muskulī. Tā atrodas divu jonu stāvokļu veidā — divvērtīgās Fe2+ un trīsvērtīgās Fe3+ dzelzs veidā. Biodaudzpieejama ir dzelzs Fe2+. Gaisā dzelzs Fe2+ (zaļgani zilganas krāsas šķīdums) ātri pāriet slikti uzsūcamā trīsvērtīgās dzelzs Fe3+ formā (rūsas veidā). C vitamīns jeb askorbīnskābe pārveido trīsvērtīgo dzelzi par divvērtīgo un uztur to šajā stāvoklī. Tādēļ bioloģiski aktīvajās kompozīcijās ar dzelzi tas vienmēr tiek kombinēts ar šo reducētāju.
Dzelzs funkcijas organismā
Dzelzs homeostāzi organismā ietekmē vairāk nekā 200 proteīnu (tātad arī atbilstošo gēnu). Šie proteīni nevar funkcionēt bez nepieciešamajiem kofaktoriem (B grupas vitamīniem, minerālvielām Zn, Cu, Mn u. c.). Tāpēc šo vitamīnu un minerālvielu deficīts ietekmēs dzelzs homeostāzi.
Dzelzs hema sastāvā (tā sauktā hemu dzelzs) ietilpst daudzu hemu saturošu proteīnu struktūrā. Piemēram, iekļaujoties hemoglobīna sastāvā — proteīnā ar kvartāro struktūru, kas sastāv no četrām apakšvienībām —, tā nodrošina skābekļa transportu uz audiem un ogļskābās gāzes transportu no audiem uz plaušām. Cits hemu saturošs proteīns, līdzīgs hemoglobīnam, bet sastāvošs no vienas proteīna apakšvienības — mioglobīns (proteīns ar terciāro struktūru) — piedalās skābekļa uzkrāšanā muskuļos. Hems ietilpst mitohondriju elpošanas ķēdes citohromu struktūrā, piedaloties audu elpošanā, ATP sintēzē un šūnas enerģētiskajā apmaiņā. Citohromu P‑450 saimes struktūrā tas piedalās hidrofobu endogēnu un eksogēnu savienojumu biotransformācijā (hidrofobi metabolīti, zāles un ksenobiotikas). Hems ietilpst arī antioksidatīvās sistēmas enzīmu (katalāzes, mieloperoksidāzes) sastāvā.
Dzelzs ir arī tā saukto nehemo proteīnu sastāvdaļa — dzelzs‑sēra kompleksu (klasteru) |Fe2+-S|n veidā, piemēram, sukcinātdehidrogenāzē un citos FAD‑ un NAD‑atkarīgos enzīmos, kas piedalās oksidēšanās procesos.
Dzelzs piedalās vairogdziedzera hormonu biosintēzē (hemu saturošā enzīma tireoperoksidāzes sastāvā), oksiprolīna veidošanā un kolagēna nobriešanā. Dzelzs aktivē imūnsistēmu.
Vienlaikus paaugstinātas divvērtīgās dzelzs Fe2+ koncentrācijas noved pie brīvo radikāļu oksidēšanās aktivācijas, tas ir, pie oksidatīvā stresa, kā arī nomāc mangāna, vara un kobalta uzsūkšanos.
Dzelzs deficīta cēloņi:
🅾️ Nepietiekama uzsūcamas dzelzs uzņemšana ar pārtiku. Uzsūkšanās samazināšanās pārtikas šķiedrvielu, fitīna, sojas proteīna, tējas un kafijas katehīnu, alkohola, narkotisko vielu ietekmē, zemu kaloriju, ar zemu olbaltumvielu saturu un veģetāras diētas gadījumā, C vitamīna deficīta gadījumā (trīsvērtīgās dzelzs zemās biodaudzpieejamības dēļ), kā arī malabsorbcijas gadījumā.
🅾️ Asins zudums ķirurģisku iejaukšanos, traumu, dzemdību, bagātīgu menstruāciju, zarnu asiņošanas gadījumā.
Palielināta nepieciešamība pēc dzelzs:
🟥 pie augstas fiziskās aktivitātes;
🟥 stresa laikā;
🟥 hroniska nieru mazspēja (palielināta dzelzs ekskrēcija);
🟥 pārmērīga mangāna, cinka uzņemšana.
Dzelzs deficīta izpausmes (sideropēnija).
Sideropēnija ir dzelzs nepietiekamības stāvoklis normālu metabolisma funkciju uzturēšanai.
Sideropēnijas ārējās izpausmes:
✨ āda “kafijas ar pienu” krāsā;
✨ plaisas mutes kaktiņos;
✨ trausli nagi ar šķērslīnijām;
✨ muskuļu vājums;
✨ izmaiņas ožā (piesaistība krāsu un acetona smaržām);
✨ garšas izmaiņas (tieksme ēst krītu un mālu).
Izpausmju biežums dažādās populācijās ir no 20 līdz 95% (biežāk sievietēm). Pievērsīsim īpašu uzmanību uzskaitītajām ārējām pazīmēm, jo dzelzs deficīts izpaužas ļoti bieži un ir bīstams.
Dzelzs deficīta anēmija asociējas ar galvassāpēm, paaugstinātu uzbudināmību vai depresiju, noslieci uz ģīboni, ādas un gļotādu bālumu, garīgo un fizisko darbspēju samazināšanos. Nereti attīstās atrofisks rinīts, apetītes izkropļojums vai trūkums, atrofisks glosīts, gingivīts. No sirds‑asinsvadu sistēmas puses novēro tahikardiju, sāpes sirds apvidū, distrofiskas izmaiņas miokardā. Skeleta muskuļiem raksturīgs muskuļu vājums un atonija mioglobīna deficīta dēļ.
Sideroze jeb hipersideroze
Sideroze ir stāvoklis, kad organismā uzkrājas pārmērīgs dzelzs daudzums, visbiežāk audos vai orgānos. Visbiežāk ar šo terminu apzīmē plaušu siderozi — arodslimību, kas rodas, ilgstoši ieelpojot dzelzs putekļus (piemēram, metinātājiem vai metālapstrādes darbiniekiem profesionāla plaušu un acu sideroze). Hemohromatoze ar hemosiderīna nogulsnēšanos parenhīmatozajos orgānos ar to funkciju traucējumiem (biežāk sastopama vīriešiem).
Dzelzs deficīta anēmija
Dzelzs deficīta anēmija izpaužas ar iepriekš minētajiem simptomiem, ko nosaka nepietiekama skābekļa (O2) piegāde audiem.
Skābekļa O2 pārnēsātājs, kā zināms, ir hemoglobīns eritrocīta sastāvā, tādēļ šim procesam ir svarīgs ne tikai dzelzs, bet arī citas mikrouzturvielas, tostarp tās, kas piedalās paša hema sintēzē.
Hemoglobīna funkcionēšana eritrocītā izpaužas saskaņotā skābekļa pārnesē no plaušām uz audiem un oglekļa dioksīda pārnesē no audiem uz plaušām protona līdzdalībā (tā ir tā sauktā Bora shēma), kā arī pastāvīgas asins pH vērtības uzturēšanā hemoglobīns ir svarīgākais asins buferu sistēmas komponents, kurā ietilpst hemoglobīna, bikarbonātu, fosfātu un olbaltumvielu sastāvdaļas (buferis ir sistēma, kas uztur pastāvīgu pH vērtību pat tad, ja sistēmā nonāk skābe vai sārms; asins pH ir stabils lielums, tas ir 7,2±0,15).
Jāuzsver, ka hemoglobīna transportfunkcijas tiek īstenotas tikai intakta (t. i., nemainīta, nebojāta) eritrocīta sastāvā, tāpēc skābekļa piegādi ietekmē arī paša eritrocīta funkcionālās īpatnības, tā biomembrānas stāvoklis (vēršam uzmanību, ka hemolizētas asinis skābekli nepārnes, lai gan tajās hemoglobīna ir tikpat daudz kā sākotnējās), kā arī eritrocīta Zn2+-atkarīgā enzīma — CA — aktivitāte.
Skābeklim nonākot šūnā, seko tā utilizācijas procesi, un tie norit ne tikai mitohondriju elpošanas ķēdēs ar ATP veidošanos (līdz 70% O2), bet arī citos no dzelzs atkarīgos procesos, jo īpaši hidrofobu savienojumu biotransformācijā un detoksikācijā (līdz 30% O2) un dažos citos procesos.
Apskatīsim vienkāršotā variantā, kādas mikrouzturvielas ir nepieciešamas, lai novērstu dzelzs deficīta anēmiju, papildus divvērtīgajai dzelzij (Fe2+) (piemēram, fūmarāta formā).
Obligāts ir vitamīns C vai vismaz askorbīnskābe lai novērstu Fe2+ oksidēšanos par neuzsūcošos Fe3+. Mikroelements cinks kombinācijā ar vitamīnu B6 (vai vēl labāk — ar piridoksālfosfātu) ir nepieciešami hēma porfirīna gredzena (hemoglobīna neproteīniskā komponenta) sintēzei, kā arī saskaņotai skābekļa (O2), oglekļa dioksīda (CO2) un protonu H+ pārnesei eritrocītā (iepriekšminētā Bora shēma; cinks ir CA komponents). Nākamais nepieciešamais mikroelements — varš (Cu2+) — enzīma ferrohelatāzes komponents, kas atbild par Fe2+ iekļaušanu porfirīna ciklā un paša hēma veidošanos. Nākamais mikroelements — mangāns (Mn2+) — ietilpst 22 olbaltumvielu sastāvā, kas saistītas ar dzelzs vielmaiņu un funkcijām. Tālāk mikroelements molibdēns (Mo), kas ietilpst arī galvenajā urīnskābes veidošanās enzīmā (cilvēkiem ar paaugstinātu urīnskābes līmeni kombinācijā ar pazeminātu hemoglobīnu un eritrocītiem ir nepieciešami dzelzs helāti). Netieši dzelzs funkcijas ietekmē arī hroms (Cr3+). Papildus Cr3+ dzelzs deficīta anēmijas attīstību var ietekmēt arī joda deficīts, jo vairogdziedzera hormoni pastiprina Fe2+ adsorbciju no KZT, paātrina transferīna (dzelzs pārnesēja) sintēzi un stimulē eritrocītu veidošanos.
Papildus minētajiem komponentiem ir nepieciešams vitamīns B2 (kofermenti FAD un FMN) un KoQ10.
Kopumā dzelzs metabolismā piedalās 17 FAD (flavīna adenīna dinukleotīds) un 5 FMN (flavīna mononukleotīds) saturoši proteīni, 5 piridoksālfosfātu saturoši; 22 proteīni satur mangānu Mn2+, 21 proteīns — cinku Zn2+, 9 proteīni — varu Cu2+, 3 proteīni — molibdēnu MoO4.
Tādējādi, kā izriet no izklāstītā vienkāršotā materiāla, dzelzs deficīta anēmijas profilaksei un ārstēšanai ir nepieciešama ne tikai dzelzs, kā to bieži vienkāršoti uzskata (diemžēl pat ārsti), bet vesels mikrouzturvielu komplekss.
Dzelzs uzsūkšanās organismā
Normā kopējais dzelzs krājums ir 3–5 g, un hemoglobīnam pienākas 2/3 no šī krājuma. Mioglobīns satur 50–70 mg (sievietēm) un 100 mg (vīriešiem) dzelzs. Dzelzi saistošie proteīni — transferīns, laktoferīns, dzelzi saturošie enzīmi — 5–7 mg.
Dzelzs atrodas vai nu rezervju veidā retikuloendoteliālajā sistēmā (aknas, liesa, kaulu smadzenes), vai aktīvā funkcionālā stāvoklī — eritrocītos.
Deficītu izraisa nepietiekama uzņemšana ar pārtiku, uzsūkšanās traucējumi zarnās, depo izsīkšana asins zudumu gadījumā, kā arī pastiprināts patēriņš augšanas laikā un grūtniecības laikā.
Dzelzs deficīts:
✴️ priekšlatents;
✴️ latents;
✴️ manifestais.
Klīniska nozīme ir latentajam un manifestajam.
Latents deficīts rodas autoimūnos stāvokļos, hroniskos iekaisumos un audzēju slimībās. Dzelzs deficīts izraisa T‑limfocītu un neitrofilu funkciju traucējumus un līdz ar to imunitātes traucējumus. Latentu Fe deficītu var kompensēt ar diētu, manifestu — nē.
Dzelzs uzsūkšanās procents no gaļas ir 25–30%, no olām un zivīm — 10–15%, bet no dārzeņiem un augļiem — tikai 3–5%. Tāpēc galvenie dzelzs avoti ir dzīvnieku izcelsmes produkti.
Dzelzs homeostāzes molekulārie mehānismi
Dzelzs homeostāze ietver desmitiem proteīnu, kuru funkcijas traucējumu gadījumā tiek traucēta kopējā homeostāze. Kopumā ar dzelzs homeostāzi ir saistīti gandrīz 230 gēni. Vislabāk zināmi ir transportproteīns transferīns un dzelzs uzkrāšanas proteīns feritīns.
Transferīnam ir augsta afinitāte pret dzelzi, un tas piegādā to audu šūnām, kurām ir specifiski membrānas receptori (piemēram, eritrocītu priekšteči kaulu smadzenēs). Receptoru zuduma gadījumā šūna zaudē spēju utilizēt dzelzi. Transferīna noārdīšanās notiek aknās pēc saistīšanās ar attiecīgajiem hepatocītu receptoriem.
Transferīns sastāv no 2 olbaltumvielu apakšvienībām, no kurām katra saista 1 dzelzs jonu Fe2+. Kad transferīns, kas noslogots ar 2 Fe2+ joniem, mijiedarbojas ar transferīna receptoriem uz šūnas virsmas, tas tiek transportēts šūnā endocitozes ceļā (t. i., membrānas pūslītī). Transporta laikā pūslīša pH pazeminās īpašas ATPāzes darbības dēļ (piedaloties KoQ10), un dzelzs atbrīvojas šūnas iekšienē. No transferīna atbrīvotā dzelzs saistās ar feritīnu, kas to nogādā mitohondrijos, kur tā tiek iekļauta hēma sastāvā, piedaloties Cu2+-saturošajam enzīmam ferrohelatāzei.
Feritīns nodrošina dzelzs intracelulāru uzkrāšanu (pirmkārt aknās, liesā, kaulu smadzenēs). Tas sastāv no 24 apakšvienībām, un to veidotā dobuma ietilpība ir 4500 Fe3+ joni (t. i., oksidētā formā — trīsvērtīgā dzelzs). Dzelzs iekļaušanai feritīnā nepieciešama tās pāreja no divvērtīgās Fe2+ uz trīsvērtīgo Fe3+, kas notiek vēl kuņģī. Dzelzs uzkrāšana Fe3+ formā kavē tās iesaistīšanos oksidatīvos procesos.
Daļa Fe2+ tiek nodota citoplazmā ar divvērtīgo metālu pārnesējproteīna DMT1 (no angļu val. Divalent Metal Transporter‑1) palīdzību, kas atrodas zarnu epitēlijā, kur Fe2+ tiek iestrādāta enzīmu aktīvajos centros. Pārējā dzelzs tiek uzglabāta feritīna daļiņās un pēc vajadzības nonāk mitohondrijos. Dzelzs pārpalikums tiek izvadīts no citoplazmas starpšūnu telpā, piedaloties proteīnam ferroportīnam (Ррn), kas raksturīgs zarnu epitēlijam.
Ar transferīnu nesaistītas dzelzs (kā arī cinka) transports notiek, piedaloties proteīniem ZIP un DMT1.
Centrālais dzelzs regulācijas faktors ir peptīds hepcidīns. Tas saista hemoportīnu eritrocītos, makrofāgos un hepatocītos. Cits peptīds — hefestiīns — pārnes Fe no enterocītiem asinīs, bet proteīns HCP1 (Heme Carrier Protein‑1) ir membrānas hēma transportētājs; tas pārnes hēmu un cinka protoporfirīnu.
Mangāna nozīme dzelzs homeostāzē
Proteīnus (to ir 22), kas iesaistīti Fe metabolismā un kuru aktivitāti ietekmē Mn, var iedalīt 5 bioķīmiski aktīvās grupās. Katrs no tiem saista vai nu Fe2+ jonu, vai hēmu, vai molekulāro O2.
Serīna/treonīna fosfatāze (s/t‑fosfatāze) hidrolizē fosforilētos serīna un treonīna atlikumus un tādējādi modulē signālu pārnesi, kas ir svarīga šūnas izdzīvošanai. 3D‑fosfatāzes aktivitāte, kurai nepieciešami gan Fe, gan Mn, ir svarīga šūnu dalīšanās, glikogēna metabolisma un olbaltumvielu sintēzes procesiem, tāpēc šo elementu deficīts izraisa šūnu, tostarp eritrocītu, augšanas palēnināšanos. Divvērtīgo jonu jonu‑transportētāji ir iesaistīti Fe2+, Mn2+ un Cu2+ adsorbcijā divpadsmitpirkstu zarnas enterocītos un nodrošina šo jonu transportu eritrocītu priekšteču šūnās, kā arī ietekmē Fe2+, Mn2+ un Cu2+ uzkrāšanos aknās. Transportētāju gēnu defekti izraisa hipohromu anēmiju, kurai raksturīgs hemoglobīna satura samazinājums eritrocītos un to mazais izmērs.
Malātdehidrogenāze ir lokalizēta mitohondriju matriksā un satur NADP+ un Mn2+ kā kofaktorus [reakcija: malāts → oksaloacetāts (trikarbonskābju cikls — Krebsa cikls)]. Malātdehidrogenāzes aktivitātes līmenis samazinās dzelzs deficīta anēmijas gadījumā.
Mitohondriālā peptidāze regulē proteīnu importu mitohondrijos, tostarp dzelzs homeostāzes proteīna — ferrohelatāzes — importu. Šis enzīms nodrošina importējamo proteīnu N‑terminālo oktapeptīdu proteolīzi (t. i., 8 aminoskābju atšķelšanu), kas izraisa to aktivāciju un Fe uzkrāšanās stimulāciju mitohondrijos. Šī enzīma aktivitāte ir atkarīga no Mn2+.
Mangāns (Mn2+)
Biogēni ir tikai divvērtīgie mangāna joni (Mn2+). Mangāns funkcionē kā fermentu aktivators, kas pieder pie hidrolāžu (kontrolē hidrolīzi) un dekarboksilāžu (kontrolē karboksilgrupas COOH atšķelšanu) klasēm. Tas ietilpst argināzes un glutamīnsintetāzes (amonjaka detoksikācija), kreatīnkināzes (fosfāta pārnese no ATP uz kreatīnu ar kreatīnfosfāta veidošanos) aktīvajā centrā, kas palielina muskuļu saraušanās intensitāti, tostarp sirds muskuļa. Tas ir minerālais komponents mitohondriju Mn‑atkarīgajai Mn‑SOD (superoksīddismutāze), kas nodrošina mitohondriju aizsardzību no bīstamas reaktīvo skābekļa formu iedarbības, tostarp brīvajiem radikāļiem. Piedalās fosfatidilinozitola biosintēzē — ne tikai biomembrānu komponenta, bet arī svarīga intracelulāro signālmolekulu avota. Aktivē taukskābju un holesterīna sintēzi. Piedalās glikozes vielmaiņas regulācijā, pastiprinot insulīna hipoglikēmisko iedarbību, aktivējot glikolīzes un glikoneoģenēzes (glikozes veidošanās no neglikozes produktiem) fermentus, kā arī glikoproteīnu un proteoglikānu (olbaltumvielu, kas savienotas ar cukuriem) sintēzē starpšūnu matriksā un šūnu membrānās. Tādēļ hipomanganisms bērniem un pieaugušajiem var izraisīt ogļhidrātu vielmaiņas traucējumus pēc insulīnneatkarīga cukura diabēta tipa, hiperholesterinēmiju, matu un nagu augšanas aizturi, paaugstinātu krampju gatavību, alergozes, dermatītus, skrimšļu veidošanās traucējumus, osteoporozi. Mangāns piedalās tiroksīna, gonadotropo hormonu un virsnieru garozas hormonu biosintēzē.
Mijiedarbojoties ar K vitamīnu, piedalās asins recēšanas procesos. Paaugstina imūno statusu, ietekmējot interferona veidošanos. Mangāna nepietiekamība tiek fiksēta dažādās anēmijas formās, augšanas aizturē, ķermeņa masas samazināšanās u. tml.
Lietojot hondroprotektorus (hondroitīna sulfātu un glikozamīna sulfātu), kas veido locītavu virsmu, skrimšļus, saites, ietilpst locītavas iekšējā šķidrumā, obligāti jānodrošina pietiekams mangāna daudzums. Mangāna diennakts deva ir 7 mg (helātu formas — glicināts, glikonāts).
Ikdienā šis minerāls ir pazīstams kā „mangāna kristāli”. Ķīmiskais nosaukums — kālija permanganāts, kur mangānam ir lādiņš +7 (Mn7+). Tas ir ļoti spēcīgs oksidētājs. Koncentrēti šķīdumi izraisa apdegumus. Tomēr atšķaidītus (rozā krāsas) šķīdumus var izmantot dezinfekcijai un kā pretiekaisuma līdzekli. Vāji rozā šķīdumu var efektīvi izmantot acu skalošanai pie jebkuriem bojājumiem, tai skaitā ķīmiskiem (kamēr tiksiet pie oftalmologa).
Cu2+ nozīme dzelzs homeostāzē
Varš ir dzelzs fizioloģisks sinerģists. Vara deficīts izraisa anēmiju, nervu šūnu demielinizāciju, kā arī problēmas augļa sirds‑asinsvadu sistēmas un skeleta veidošanā.
Varš ietilpst desmitiem oksidēšanās‑reducēšanās enzīmu sastāvā, ietekmējot saistaudus, neirotransmiteru sintēzi, peptīdhormonu aktivāciju, dzelzs uzsūkšanos un tās iekļaušanu hēma porfirīna gredzenā. Dzelzs funkcijas ietekmē 9 varu saturoši proteīni. Papildus SOD (superoksīd dismutāze), kas ir galvenais antioksidantu enzīms un citohroma C oksidāzei pie tiem pieder metālreduktāzes STEAP (4. tipa). Tās ir nepieciešamas dzelzs adsorbcijai ar transferīnu, Fe3+ reducēšanai par Fe2+ un regulē Fe2+ un Cu2+ uzņemšanu eritrocītu priekštečos. Tās reducē Cu2+ par Cu+. STEAP 4 aktivitātes nepietiekamība ir saistīta ar insulīna rezistenci un artrītu — caur proiekaisuma citokīnu regulēšanu (kofaktori: FAD un NAD).
Citohroma C oksidāze (hēmu saturošs enzīms, kura aktivitāte ir atkarīga no pārejas Cu2+ → Cu+) ir mitohondriju elpošanas ķēdes gala enzīms un ir saistīts ar anēmiju. Tās aktivitātes deficīta gadījumā pasliktinās šūnas nodrošinājums ar skābekli. Tās aktivitātes deficīts (kā arī vara un dzelzs deficīts) noved pie neiropātijas un idiopātiskas sideroblastiskas anēmijas.
Cu,Zn‑SOD kopā ar katalāzi (Fe‑hem) nodrošina antioksidatīvo aizsardzību un veicina iekaisuma mazināšanos. SOD aktivitātes deficīts izraisa motorisko neironu deģeneratīvu saslimšanu. SOD ietekmē hemolīzi, anēmiju un dzelzs šūnu homeostāzi.
Hefestiīns ir vara atkarīgs dzelzs homeostāzes proteīns, kas katalizē Fe2+ pārvēršanos par Fe3+. Tas satur 6 vara jonus un regulē dzelzs transportu caur ferroportīnu.
Molibdēns, citi mikroelementi un dzelzs homeostāze
Organismā ir apmēram 1 mg molibdēna, galvenokārt aknās. Tas ir sulfītokidāzes, ksantīndehidrogenāzes un aldehīdoksidāzes kofaktors. Molibdēna deficīta gadījumā ksantīnoksidāzes aktivitāte ir nepietiekama, kas paaugstina urīnskābes līmeni. Tas bojā asinsvadu saistaudus un palielina podagras, migrēnas un insultu risku. Tāpat kā aldehīdoksidāze, ksantīndehidrogenāze papildus molibdēnam satur divus dzelzs‑sēra klasterus, kas ir nepieciešami tās funkcionēšanai. Cilvēkiem ar paaugstinātu urīnskābes līmeni kombinācijā ar pazeminātu hemoglobīna, transferīna un eritrocītu līmeni papildus ir nepieciešami dzelzs helāti. Netieši dzelzs funkcijas ietekmē hroms (Cr3+) un jods. Cr3+ deficīts izraisa diabētam līdzīgu stāvokli. Cr3+ iedarbojas, saistoties ar noteiktiem proteīniem. Ar anēmiju ir saistīts proteīns HIF1 (Hypoxia‑Inducible Factor‑1) — hipoksijas inducēts faktors. HIF1 stabilizē hroms. Tā stabilizācija pastiprina tauku un ogļhidrātu noārdīšanos un izraisa pretanēmisku iedarbību. Papildus Cr3+ dzelzs deficīta anēmijas attīstību var ietekmēt joda deficīts, jo vairogdziedzera hormoni pastiprina Fe2+ adsorbciju no KZT (kuņģa zarnu trakta), paātrina transferīna sintēzi un stimulē eritropoēzi.
Vitamīns C un vienkārši askorbīnskābe par vairāk nekā 30% palielina dzelzs uzsūkšanos, jo tā reducē Fe3+ → Fe2+.
Visbeidzot, vēl viena svarīga dzelzs deficīta anēmijas problēma ir dzelzs Fe2+ un cinka sinerģisms un antagonisms.
Uzsūkšanās stadijā cinks var inhibēt dzelzs uzsūkšanos, taču tas ir atkarīgs no to attiecības. Jācenšas panākt attiecību 1:1, bet labāk tos lietot atsevišķi. Anēmija ir viena no cinka deficīta pazīmēm. Šajā sakarā jāatgādina, ka cinks ir hēma sintēzes galvenā enzīma — δ‑aminolevulināta sintetāzes — kofaktors. Turklāt tas ir no vitamīna B6 atkarīgs enzīms.
Fizioloģiskā sinerģisma molekulārie mehānismi izpaužas O2/CO2 apmaiņas līmenī eritrocītos. No fizioloģiskā viedokļa Fe un Zn piedalās divos komplementāros elpošanas procesos: O2 transportā un CO2 eliminācijā, būdami CA (karboanhidrāze) kofaktors (to ir 14 — CA1–CA14), jo īpaši eritrocītu CA1. Cinks uztur asins pH, un tā nepietiekamība veicina acidozi. Kopumā ir zināmi vairāk nekā 29 proteīni, kas pilda funkcijas tikai pie adekvāta Zn un Fe līmeņa.
Ļoti svarīgs ir Fe un Zn sinerģisms, kas nodrošina šūnas reakciju uz hipoksiju. Hipoksijas faktora prolīnhidroksilāze (eganin‑1), saistoties ar vienu skābekļa molekulu, uzsāk hipoksijas faktora (HIF1) prolīna atlikumu hidroksilēšanu. Eganin saista 1 dzelzs jonu aktīvajā centrā un 1 cinka jonu regulējošajā vietā.
Histondemetilāze tiek aktivēta ar hipoksijas faktoru skābekļa trūkuma gadījumā. Histonu demetilēšana noved pie DNS iepakojuma atbrīvošanas un atvieglo receptoru piekļuvi DNS, tādējādi atbalstot šūnas reakciju uz hipoksiju. Gan dzelzs, gan cinks ir nepieciešami histondemetilāzes funkcijai.
Jods (I- formā)
Mikroelements jods ir (kovalenti saistīts) vairogdziedzera hormonu strukturāls komponents — L‑tiroksīna (jeb tetrajodtironīna, T4) un trijodtironīna (T3). Šī mikroelementa līdzdalība šo hormonu sintēzē un darbībā ir tā unikālā īpašība, un vairogdziedzeris veic tā saukto organifikāciju, t. i., neorganiskā joda iekļaušanu šo hormonu sastāvā. T3 ir galvenais hormons, bet T4 — priekšstadija (prohormons). Diennakts nepieciešamība pēc joda ir no 150 līdz 200 µg.
Kaut gan T3 un T4 ir zemas molekulmasas savienojumi (aminoskābes tirozīna atvasinājumi), to prekursors ir jodēts proteīns tireoglobulīns, kas satur 115 tirozīna atlikumus; katrs no tiem ir potenciāla jodēšanas vieta. Tādējādi T4 un T3 veidošanās pirmie posmi norit tireoglobulīna sastāvā. Šis proteīns ir T3 un T4 uzkrāšanas forma dziedzera koloīdā un nodrošina to nonākšanu asinīs. Hormonu veidošanās norit tireoglobulīna hidrolīzes (ūdens darbības) ceļā. Vairogdziedzeris ir vienīgais auds, kas oksidē joda jonu un spēj to iekļaut tireoīdajos hormonos ar dzelzi saturoša hēm‑atkarīga fermenta — tireoperoksidāzes — darbību. Dzelzs Fe2+ deficīts kavē tireoīdo hormonu sintēzi (T4 par 67%, T3 par 43%), samazinoties šī fermenta aktivitātei, tādēļ dzelzs deficīta anēmija mazina joda preparātu efektivitāti joda deficīta stāvokļu terapijā un profilaksē. Klīniskie novērojumi bērniem un pieaugušajiem ar strumu parādīja, ka pacientiem ar zemu seruma dzelzi saglabājas struma, neraugoties uz 22 mēnešu terapiju ar kālija jodīdu (KI) vai tiroksīnu. Grūtniecēm III trimestrī, izsīkstot Fe2+ krājumiem, novēro zemu T4 līmeni, un relatīvais hipotireozes risks pieaug 8 reizes.
Tālāk notiek T4 dejodinēšana (viena joda atoma atšķelšana), un T4 fermenta — Se‑atkarīgas dejodināzes vitamīna B2 (FMN) flavīna mononukleotīds saturoša fermenta — ietekmē pārvēršas par galveno hormonu T3. Šis ferments savā struktūrā satur selenocisteīnu (cys‑SeH), un bez tā T4 pārvēršanās par T3 nav iespējama. Īpaši jāuzsver, ka auglim mātes dzemdē jāsaņem T3, kas placentā veidojas no T4 tikai tad, ja sievietes organismā ir pietiekami biopieejama selēna Se2-.
Reģionos, kuros ir deficīts gan jodam, gan selēnam, joda deficīta stāvoklis ir smagāks. Reģionos ar selēna deficītu palielinās saslimstība ar autoimūnu tireoidītu (Hašimoto slimību) samazinātas Se‑atkarīgās glutationperoksidāzes aktivitātes dēļ vairogdziedzerī. Selēna lietošana šīs slimības gadījumā 3 mēnešu laikā izraisīja antivielu līmeņa samazināšanos pret šo fermentu.
Tādējādi šie trīs mikroelementi vairogdziedzera darbībā ir metaboliski cieši saistīti: dzelzs (tireoperoksidāzes fermenta sastāvā) ir nepieciešama joda ievadīšanai tirozīna posmos (joda organifikācijai), bet selēns (dejodināžu struktūrā) nodrošina hormona aktivāciju, atšķeļot vienu joda atomu no T4.
Cinks ir hormona T3 receptora komponents. Turklāt tas stimulē dziedzera olbaltumvielu biosintēzi (kā DNS un RNS polimerāžu komponents) un nodrošina tā šūnu antioksidatīvo aizsardzību (kā Zn-,Cu‑atkarīgās SOD fermenta komponents kopā ar varu). Plašāk par cinku.
Vitamīns A ir prohormons; no vitamīna A veidojošajai hormonāli aktīvajai retīnskābei ir savi receptori, caur kuriem tā stimulē atbilstošo gēnu transkripciju. Vitamīns A modulē vairogdziedzera hormonu metabolismu un hipofīzes tireotropā hormona (TSH) produkciju. Retīnskābe uzlabo jodīda uzsūkšanos vairogdziedzera šūnās. Iespējams, vitamīns A iedarbojas uz joda metabolismu arī caur TSH gēna ekspresiju.
Joda un vitamīna A deficīta kombinācija sastopama 30% iedzīvotāju un norit smagāk nekā tikai joda deficīts. Joda preparāta lietošana kopā ar vitamīnu A veicina efektīvāku joda deficīta terapiju. Jāatgādina, ka vitamīns A ir efektīvs tikai tad, ja organismā pietiek cinka.
Vitamīns B2 FMN (flavīna mononukleotīda) veidā ietilpst 5′-dejodināzes fermenta sastāvā, kas atbrīvo jodu vairogdziedzera hormonu sintēzē.
Vitamīns B6 piridoksālfosfāta formā — aminoskābju un olbaltumvielu vielmaiņas koferments dziedzera šūnās; vitamīni B6, B9 un B12 ir sinerģisti metionīna vielmaiņā un S‑adenozilmetionīna (aktīvās metilgrupas donora) veidošanā.
DNS metilēšanas procesi, kuros piedalās S‑adenozilmetionīns, ir svarīgi šūnu, tostarp vairogdziedzera šūnu, augšanai; tā tiek traucēta, ja ir deficīts jebkuram no šiem trim vitamīniem.
Vairogdziedzera augšana un attīstība visaktīvāk norit līdz 24. grūtniecības nedēļai, un tam nepieciešami vitamīni A, B9, B12 kā augšanas faktori un vitamīns B6 kā olbaltumvielu vielmaiņas faktors.
Augļa vairogdziedzera folikuli aktīvi uzkrāj jodu, tādēļ jebkuras no šīm uzturvielām deficīts palielina patoloģijas risku auglim.
Folātu (vitamīna B9) līmenis ir savstarpēji saistīts ar TSH (tireotropais jeb tireoīdstimulējošais hormons) līmeni hipofīzes–vairogdziedzera ass ietvaros. Ir noteikta korelācija starp folātu līmeni un hipotireozi. Šai pacientu grupai konstatēts arī vitamīna B12 deficīts, tāpēc vitamīna uzņemšana organismā mazina šīs patoloģijas simptomus. Vienlaikus jāatceras par Kāsla faktora nozīmi.
Inozitols (vitamīns B8) palielina retinoīdu receptoru ekspresiju, kas veicina augļa nervu caurules veidošanos. Inozitols samazina folātu deficīta stāvokļu risku.
Vairogdziedzerī TSH (tireotropais jeb tireoīdstimulējošais hormons) aktivē savu specifisko receptoru (TSHR) un pārnes signālu tirocīta iekšienē caur inozitolfosfāta signālpārvades ceļu. Ja notiek šī receptora gēna (TSHR gēna) mutācija, attīstās eutireoīda hipertireotropinēmija.
Tātad joda metabolisma regulācijā piedalās signālu kaskāde: TSH receptors–inozitolfosfāts–kalcijs.
Vitamīns D caur hormonāli aktīvo kalcitriolu, kas secīgi veidojas aknās un nierēs (piedaloties citohromam P‑450), kontrolē hipofīzes TSH pārmērīgi stimulētu joda uzsūkšanos (samazinot cAMP līmeni, kam ir stimulējoša iedarbība).
Tādējādi jodu saturošo hormonu veidošanās ir atkarīga ne tikai no joda nodrošinājuma organismā, bet arī no citām mikrouzturvielām: selēna, cinka, dzelzs un vitamīniem A, B2, B6, B9, B12. Turklāt paša joda nonākšanu no zarnām asinīs kontrolē vitamīns D, precīzāk — tā hormonāli aktīvais metabolīts kalcitriols.
Tomēr ir mikrouzturvielas, kas nomāc vairogdziedzera hormonu sintēzi. Pie tām pieder izotiocianāti un citas vielas, ko sauc par goitrīniem. Izotiocianāti ir sēru saturošas vielas no brokoļiem, Briseles kāpostiem, redīsiem, rāceņiem un rutabagas. Tie un tos saturošie produkti ir kontrindicēti cilvēkiem ar hipotireozi. Turklāt nākamais posms — tireoglobulīna hidrolīze — tiek kavēts ar pārmērīgiem joda joniem, ar ko saistīta pārmērīgi uzņemtā joda inhibējošā iedarbība uz tireoīdo hormonu sintēzi (tāpēc kālija jodīdu izmanto hipertireozes ārstēšanā).
Dominējošā hormona aktīvā forma ir T3, jo tas saistās ar mērķšūnu receptoriem 10 reizes aktīvāk nekā T4. Turklāt lielākā daļa T4 jau perifērajos audos, tai skaitā hipofīzē un grūtnieču placentā, pārvēršas par T3. Šis apstāklis ir ļoti svarīgs topošajam bērnam.
Šo hormonu darbības mehānisms ir saistīšanās ar mērķšūnu kodola receptoriem (praktiski visās organisma šūnās), kā rezultātā tiek inducēta (pastiprināta) olbaltumvielu sintēze un nodrošināts pozitīvs slāpekļa līdzsvars. Šādā veidā hormons T3 pastiprina augšanas hormona sintēzi un tā ietekmē vielmaiņas procesus, organisma attīstības un augšanas tempus.
Citiem vārdiem sakot, hormoni T3 un T4 tiek uzskatīti par normālas cilvēka attīstības modulatoriem.
Galvenā šo hormonu metaboliskā funkcija ir ATP izmantošanas palielināšana un ar to saistīta mitohondriju skābekļa patēriņa palielināšanās galvenajā jebkuras šūnas enerģiju ģenerējošajā procesā — oksidatīvajā fosforilēšanā.
Tādējādi vairogdziedzera hormoni iedarbojas uz organismu sistēmiski caur universālu mehānismu — enerģētisko procesu. Joda deficīts noved pie pamata vielmaiņas un citu procesu, kas atkarīgi no tireoīdajiem hormoniem, ātruma samazināšanās.
Visagrāk vairogdziedzera hormonu, tātad arī joda, deficīts (hipotireoze) atspoguļojas CNS stāvoklī.
Kā zināms, CNS un cilvēka smadzeņu veidošanās intensīvi notiek pēdējos 3 grūtniecības mēnešos un pirmajās bērna dzīves nedēļās. Nepieciešamo joda daudzumu bērnam jāsaņem intrauterīnās attīstības periodā. Ne velti jau Senajā Ķīnā katrai sievietei, stājoties laulībā, bija pienākums lietot jodētas eļļas devu.
Hipotireoze izraisa dziļus augstākās nervu darbības traucējumus, intelekta un uzvedības reakciju traucējumus un pat kretīnismu, kam raksturīga neatgriezeniska garīgās attīstības aizture; pieaugušajiem — psihiska inerce, bremzētība, intelektuālā potenciāla samazināšanās, zema sirdsdarbības frekvence, diastoliska hipertensija.
Enerģiju nodrošinošo procesu bremzēšanas dēļ notiek uzturvielu un starpproduktu nepilnīga oksidēšanās (“neizdegšana”), kas noved pie kaitīgu un toksisku produktu uzkrāšanās šūnās un organisma endoekoloģiskā stāvokļa traucējumiem (“aizsārņojums”).
Vienlaikus tiek bremzēta holesterīna oksidēšana žultsskābēs un uzkrājas tā aterogēnās formas, kas noved pie agrīnas aterosklerozes. Kombinācijā ar sirds un asinsvadu sistēmas funkcijas traucējumiem — sirds kontrakciju spēka samazināšanos, minūtes asins tilpuma samazināšanos, diastolisku hipertensiju — tas palielina miokarda infarkta un insulta risku.
Enerģijas produkcijas deficīta un toksisku nepilnīgi oksidētu produktu veidošanās dēļ novēro vispārēju muskuļu tonusa samazināšanos, šķērssvītrotās un gludās muskulatūras vājumu, tostarp KZT gludās muskulatūras vājumu, kas var būt iemesls spītīgiem aizcietējumiem, kurus neizdodas novērst ar nekādiem caurejas līdzekļiem.
Joda deficīts izraisa imūnsistēmas aktivitātes un noturības pret saaukstēšanās un citām infekcijas slimībām samazināšanos. Turklāt starp joda deficītu organismā un vairāku audzēju (pirmkārt vairogdziedzera) rašanos pastāv tieša saistība.
Joda deficīta izpausmes nozoloģiskā forma ir endēmiska struma, kas biežāk sastopama joda deficīta rajonos. Lielākajai daļai Latvijas iedzīvotāju ir viegls vai mērens joda deficīts. Vienkāršā struma ir organisma centiens kompensēt tireoīdo hormonu veidošanās samazināšanos. Šādu traucējumu cēloņi var būt joda trūkums vai, gluži otrādi, tā pārpalikums regulācijas mehānismu nepietiekamības gadījumā, kā arī transporta, jodēšanas procesa traucējumi vai dejodināzes fermenta nepietiekamība, piemēram, selēna deficīta gadījumā.
Strumas rašanos veicinoši faktori ir goitrīnu uzņemšana organismā; pie tiem pieder jau minētie izotiocianāti, kas atrodas krustziežu dzimtas augos (kāposti, kāļi, sinepes), kā arī kukurūzā, baltajā āboliņā un citos lopbarības augos. Ar pienu goitrīni nonāk zīdošu māšu organismā un negatīvi ietekmē bērnu vairogdziedzeri.
Pie faktoriem, kas veicina strumas attīstību, pieder arī kobalta, vara, molibdēna un kalcija trūkums uzturā. Vēlreiz atzīmēsim, ka goitrogēna iedarbība piemīt arī joda pārpalikumam. Tāpēc princips “jo vairāk, jo labāk” šeit ir pilnīgi nepieņemams.
Joda avoti uzturā var būt jūras produkti — jūras zivis, zivju eļļa, kalmāri, garneles, putraimi (griķi, prosa), kartupeļi, daži dārzeņi un augļi. Tomēr joda saturs tajos ir atkarīgs no tā satura augsnē un ūdenī. Šajā ziņā priekšrocība ir jūras aļģēm, kas no minerālvielām bagāta jūras ūdens uzņem ne tikai jodu, bet arī citus minerālus, tostarp nepieciešamos mikroelementus. Attiecībā uz saldūdens spirulīnas un hlorellas izmantošanu kā minerālvielu avotu, tās mērķtiecīgi bagātina ar mikroelementiem — selēnu, cinku, hromu. Visās augu sistēmās minerāli, pirmkārt mikroelementi‑metāli, visbiežāk ir helātu formā, piemēram, kompleksos ar bioflavonoīdiem un citiem polifenoliem, olbaltumvielām, aminoskābēm, polioksiskābēm.
Jūras aļģu iekļaušanas uzturā lietderību nosaka vesels labvēlīgas iedarbības uz organismu komplekss.
🪸 Antiaterosklerotiska.
Aļģes kavē holesterīna uzkrāšanos un tā oksidēšanos aterogēnās formās. Palielinot taukus oksidējošo fermentu aktivitāti un paātrinot holesterīna pārvēršanos žultsskābēs, tās novērš tā nogulsnēšanos asinsvadu sieniņā. Tajā pašā laikā, atšķirībā no statīnu preparātiem, holesterīna biosintēze netiek traucēta, kas izslēdz negatīvās sekas, kas saistītas ar tās nomākšanu.
🪸 Pretiekaisuma un pretmikrobu.
Aļģes ir efektīvas sieviešu dzimumorgānu un vīriešu prostatas iekaisuma slimībās. Kursa ārstēšana ar tamponēšanu noved pie trihomoniāzes novēršanas sievietēm. Lietojot uzturā, tās nomāc patogēno zarnu floru.
🪸 Brūču dzīšanu veicinoša.
Aļģu komponenti stimulē reģeneratīvos procesus, veicinot audu granulāciju, epitelizāciju un brūču un čūlu rētošanos.
🪸 Endoekoloģiska.
Aļģu bioloģiski aktīvo kompleksu antioksidatīvās iedarbības kombinācija ar to sastāvā esošo algīnskābju enterosorbcijas efektu nodrošina radioprotektīvu un detoksikējošu iedarbību, tostarp smago metālu, arī svina, dzīvsudraba un radionuklīdu izvadīšanu. Ar to saistīts aļģu pretstarojuma efekts.
Protams, mikroelements jods ir esenciāls mikroelements tireoīdo hormonu sintēzei. Taču joda deficīta stāvokļu profilaksē un terapijā pastāv saistība ar citu mikrouzturvielu metabolismu, un bez tām ārstēšana ir mazefektīva.
Tātad jodu saturošo vairogdziedzera hormonu veidošanās ir atkarīga ne tikai no joda nodrošinājuma organismā, bet arī no citām mikrouzturvielām: mikroelementiem — selēna, cinka, dzelzs — un vitamīniem A, B2, B6, B9, B12, kā arī kalcitriola (vitamīna D3 metabolīta), inozitola (vitamīna B8) un, protams, magnija.
Litijs (Li+)
Litijs ir vienvērtīgs ķīmiskais elements, ko biežāk saista ar tehnisko pielietojumu elektrobaterijās un akumulatoros. Medicīnā to izmanto kā ārstniecisku preparātu psihiatrijā. Tomēr litijs ir arī mikroelements, kas nepieciešams organisma normālai funkcionēšanai un izpauž visai daudzpusīgu iedarbību uz organismu.
Litiju uzskata par nātrija antagonistu nervu un muskuļu šūnās; tas piedalās nervu sistēmas funkcionēšanas regulācijā, veicinot nervu šūnu aizsardzību un atjaunošanos, neirotransmiteru, piemēram, serotonīna un dopamīna, pārvēršanās procesos un to līmeņa stabilizācijā, samazinot serotonīna saturu un palielinot neironu jutīgumu pret dopamīna iedarbību; tas samazina arī neirotransmiteru — glutamāta un GABA — saturu. Litija mikrodevas (ap 500 µg/diennaktī) spēj pazemināt trauksmes, agresivitātes un pašnāvniecisku tieksmju līmeni, radīt antidepresanta iedarbību un tādējādi spēlēt svarīgu lomu psihiskās un vispārējās veselības uzturēšanā. Ir dati par litija profilaktisku iedarbību Alcheimera slimības gadījumā, tomēr tie prasa papildu apstiprinājumu. Litija satura samazināšanās asins serumā sievietēm pirmsmenstruālajā fāzē ir saistīta ar psihiska rakstura simptomiem. Tomēr zemas litija devas var pozitīvi ietekmēt nervu sistēmu, emocionālo stāvokli un kognitīvās funkcijas.
No citiem svarīgiem litija iedarbības aspektiem jāatzīmē sekojošais.
Litijs nomāc virsnieru garozas slāņa aktivitāti, uzkrājas vairogdziedzera šūnās, pazeminot T4 un T3 līmeni asinīs. Iespējams, šādā veidā litijs veicina oksidatīvā stresa mazināšanos, kaut gan pats ar antiradikālu aktivitāti nepiemīt.
Nodrošina imūnsistēmas atbalstu un veicina iekaisuma procesu regulāciju organismā.
Litijs ir angiotenzīna antagonists un rada ārstniecisku efektu hipertensijas gadījumā, īpaši nieru tipa; tas uzlabo urīnskābes sāļu (urātu) šķīdību un to ekskrēciju ar urīnu.
Tomēr litijs samazina spermatozoīdu metabolismu un kustīgumu.
Litija avoti
Litijs organismā nonāk galvenokārt ar pārtiku un ūdeni.
Galvenie dabiskie avoti:
💦 dzeramais ūdens (īpaši no dabiskajiem avotiem, kas bagāti ar minerālvielām);
💦 dārzeņi un augļi (kartupeļi, tomāti, banāni);
💦 graudaugi (auzas, rīsi, kvieši);
💦 rieksti un sēklas;
💦 jūras produkti un aļģes.
Litija deva nav precīzi noteikta: aptuveni no 0,1 līdz 2 mg/diennaktī.
Litija deficīts var izraisīt paaugstinātu aizkaitināmību, trauksmi, depresiju un kognitīvus traucējumus. Reģionos ar zemu litija saturu dzeramajā ūdenī novēro augstāku psihisko traucējumu un agresijas līmeni.
Litija pārpalikums biežāk sastopams, lietojot uz litija bāzes veidotus medikamentus, kā arī ražošanas apstākļos, piemēram, litija akumulatoru ražošanā. Pārdozēšanas simptomi var būt slikta dūša, caureja, muskuļu vājums, tremors un nieru darbības traucējumi, kā arī neiroloģiskas izpausmes — gaismas nepanesamība, tremors, miegainība. Jāatceras, ka litija savienojumi ir preparāti, ko izmanto psihiatrijā; tā uzņemšana organismā vienmēr jāveic ārsta uzraudzībā.
Varš (Cu2+)
Varam raksturīgas divas oksidēšanās pakāpes — Cu2+ un Cu+. Kopā ar cinku tas ietilpst jau minētā antioksidatīvā fermenta Zn, Cu‑SOD (superoksīddismutāze) sastāvā, kā arī asins proteīna ceruloplazmīna sastāvā, kas nodrošina vara transportu un homeostāzi, eritrocītu noturību pret hemolīzi, piemīt izteikta antioksidatīva aktivitāte un tieša antiaritmiska iedarbība. Ceruloplazmīns ir saistīts ar iekaisuma akūto fāzi.
Vara deficīta gadījumā samazinās holesterīna vielmaiņas galvenā fermenta — lecitīna–holesterīna aciltransferāzes — aktivitāte; tas pārnes taukskābes atlikumu (acilu) no lecitīna uz holesterīnu, nodrošinot holesterīna izvadīšanu no asinīm ABL sastāvā. Tādēļ vara deficīts var būt saistīts ar paaugstinātu holesterīna saturu asinīs (hiperholesterinēmija — ceļš uz aterosklerozi).
Tā kā vara joni ir kolagēna un elastīna nobriešanas fermenta — liziloksidāzes — kofaktors (kopā ar vitamīnu B6), vara deficīta gadījumā tiek traucēta asinsvadu sieniņas saistaudu karkasa struktūra, kas izpaužas ar paaugstinātu asinsvadu caurlaidību un bīstamiem asinsvadu sieniņu bojājumiem.
Līdztekus selēnam varš ir mikroelements, kura nepietiekamības gadījumā tieši attīstās miokarda bojājums (kardiomiopātija). Klīniskie dati liecina, ka, ja vara līmenis organismā ir zems, būtiski pieaug sirds‑asinsvadu patoloģijas risks.
Varš spēlē svarīgu lomu hēma sintēzē, kas, kā zināms, ietilpst ne tikai hemoglobīna un mioglobīna struktūrā, bet arī visu citohromu (mitohondriju citohromu un citohroma P‑450) struktūrā: varš ir fermenta komponents, kas kontrolē dzelzs iekļaušanu hēma ciklā. Mitohondriju elpošanas ķēdes pēdējais ferments — citohromoksidāze — līdztekus hēma dzelzij satur varu, un vara bloķēšana izslēdz gan šo fermentu, gan, protams, visu elpošanas ķēdi.
Varš spēlē svarīgu lomu kateholamīnu — adrenalīna, noradrenalīna, dopamīna — un ādas pigmenta melanīna sintēzē, kas nosaka iedeguma krāsu un intensitāti.
Varš līdztekus cinkam piedalās piesātināto un polinepiesātināto taukskābju vielmaiņas regulācijā; tādēļ vara nepietiekamības gadījumā var būtiski mainīties taukskābju sastāvs un līdz ar to arī šūnu membrānu īpašības, tostarp kardiomiocītu un asinsvadu sieniņu membrānās.
Vara un cinka vielmaiņa ir tik cieši savstarpēji saistīta, ka tas prasa abu mikroelementu vienlaicīgu uzņemšanu organismā noteiktā attiecībā. Šī fakta neizpratne noved pie tā, ka izolēta cinka lietošana plaši izplatītu bioloģisko piedevu sastāvā vēl vairāk pastiprina vara deficītu, jo cinks ir tā dabiskais antagonists.
Varš ir toksisks mikroelements, tāpēc tā vidējā diennakts deva ir 1–3 mg (salīdzinājumā ar 45 mg cinka). Nepieciešamība pēc vara var palielināties, ja vienlaikus lieto C vitamīnu, kā arī cinka, mangāna un dzelzs preparātus.
Molibdēns (Mo4+)
Molibdēns (Mo) — ķīmiskais elements, kas pieder pārejas metālu grupai. Tas ir esenciāls mikroelements.
Molibdens ietilpst vairāku fermentu sastāvā, tostarp:
💎 ksantīnoksidāze — piedalās purīnu pārvērtībās, veicinot hipoksantīna pāreju uz ksantīnu, bet pēc tam uz urīnskābi;
💎 aldehīdoksidāze — piedalās aldehīdu un dažu heterociklisku savienojumu oksidēšanā, veicinot organisma detoksikāciju. Abi fermenti aktīvajā centrā, papildus molibdēnam, satur vēl divus dzelzs jonus dzelzs–sēra klasteru veidā; tādējādi molibdēna apmaiņa ir cieši saistīta ar dzelzs apmaiņu;
💎 sulfītoksidāze — katalizē sulfītu oksidēšanu, t. i., savienojumu S4+ pārvēršanu par sulfātiem — savienojumiem S6+, novēršot toksisku sulfītu uzkrāšanos.
Molibdēns ir kaulaudu sastāvdaļa, veicina skeleta augšanu un attīstību. Tas aiztur fluorīdu organismā un, ievērojot tā normālu devu, kavē kariesa attīstību.
Pieauguša cilvēka nepieciešamība pēc molibdēna ir apmēram 75–250 µg/diennaktī. Pēc citiem datiem — divreiz vairāk, 150–500 µg. Galvenie šī mikroelementa avoti ir pākšaugi, graudaugi, lapu dārzeņi un gaļas produkti.
Molibdēna deficīts sastopams reti, tomēr tas var izraisīt sēru saturošo aminoskābju metabolisma traucējumus un citus traucējumus. Molibdēna deficīta rezultātā nepietiekama ksantīnoksidāzes aktivitāte paaugstina urīnskābes līmeni. Tas bojā asinsvadu saistaudus un palielina podagras, migrēnas un insultu risku. Pacientiem ar podagrisku konstitūciju jāatturas no sarkanās gaļas (tā satur viņiem kaitīgus purīnus), taču tas palielina anēmijas risku. Tādēļ ieteicams lietot vistas gaļu, truša gaļu, zivis. Šādiem pacientiem ir kontrindicēta stipra tēja, kafija, guaranas preparāti un citi kofeīna avoti, kas, kā zināms, pieder pie purīniem. Cilvēkiem ar paaugstinātu urīnskābes līmeni kombinācijā ar pazeminātiem hemoglobīna un transferīna līmeņiem ir nepieciešami dzelzs helāti (piemēram, fūmarāts).
Molibdēna pārpalikums ir reti sastopams, tomēr tas var rasties, lietojot produktus, kas audzēti molibdēnam bagātās augsnēs, piemēram, Armēnijā un ASV rietumos. Tas var izraisīt simptomus, kas līdzinās podagrai, kā arī KZT, aknu un nieru darbības traucējumus. Endēmiskā molibdēna podagra (Kovaļska slimība) raksturojas ar locītavu bojājumiem, urātu akmeņiem nierēs un urīnpūslī. Šim apstāklim jāpievērš īpaša uzmanība personām, kas strādā attiecīgajās ražotnēs. Hronisks profesionāls molibdēnozs raksturojas ar aknu bojājumu, paaugstinātu urīnskābes līmeni asins serumā, artrozēm, hipotoniju un anēmiju.
Molibdēna toksicitāti pastiprina cinks. Varš un mangāns ir tā antagonisti.
