Лекция 16.
Патофизиология обмена витаминов и микроэлементов
Причины нарушения обмена витаминов и МЭ, распределение МЭ в тканях, всасывание и выведение МЭ, особенности проявления дефицита отдельных МЭ (Fe,Cu, Zn, Se, Li и др.).
Патофизиология обмена микроэлементов
В состав организмавходит более 70 элементов. Основная доля – С, Н, О, Р,S,Na,K,Cl,Ca,Mg,Fe– 99,5% сухой массы тела. Микроэлементы – массовая доля менее 0,01%. Избирательность и активное накопление МЭ – важное свойство живых организмов. Основное значение – содержание МЭ в почве (истощение Мо в почвах США).
Первичный биологический эффект МЭ: МЭ входят в состав ферментов, гормонов (тимулин), влияют на ионные каналы и насосы (Li+наNa+/K+каналы).
Причины нарушений обменаМЭ: недостаточное и несбалансированное содержание и неактивные формы МЭ, нарушения всасывания и выведения, повышенная потребность, врожденные нарушения.
Культурные традиции питания: вегетарианцы – больше Mg, Mn, Cu но меньше Zn, Fe, Se; итальянская кухня богатаMg, китайская -Zn.
Продукты-источники МЭ:Fe– печень, язык, мясо (кролик, индейка), гречневая и овсяная крупы, пшено, черника, персики, икра осетровых;Se– морепродукты (мидии особенно), ливер, мясо, хлеб;J– морепродукты, рыбий жир, молоко, овощи, йодированная соль;Co- печень;Cu– яйца, печень, почки, рыба, шпинат, сухие овощи, виноград;S– Мясо, печень, рыба, яйца;F– рыба;Zn– крабы, мясо, желток яйца, кукуруза, грибы, арахис, мидии, соя;Cr– печень, сыр, пивные дрожжи, зародыши растений, гранаты, картофель, помидор.
Повышенная потребностьв МЭ – при стрессах, в период роста, беременности (в период активного роста плода –Zn,Mg, позже -Fe), при кормлении.
Распределение МЭ: в печени –Cu,Co,Al,Si,Br,Mn,Zn,F,Ag,Hg,Pb; в почках –Al,Mn,Cu,Ni,J,Pb,Ti,Cr,Zn; в головном мозге –Cu,Mn,Se,As,Ti,Ag; в щитовидной железе –J,Br,Co,Au,Hg.
Всасывание МЭ: МЭ должны быть в виде водорастворимых солей с нужной степенью окисления и в форме, не подвергающейся воздействию НСlжелудочного сока. Основное всасывание МЭ – в нижних 2/3 тонкой кишки, тяжелых металлов – в толстой и прямой кишке (здесь они накапливаются). Одно-валетные ионы поступают путемпрямой диффузии, для дву-валентных ионов существуютактивные транспортные системы(кофактором их часто являются витамины). Обычно переносчики полиспецифичны: конкуренция междуZnиFe(избыток цинка ведет к железо-дефицитной анемии); один и тот же переносчик –Fe,Zn,Cu,Mn,Co,Cd,Pb. Транспорт через апикальную мембрану клеток кишечника обычно пассивен, через базальную – активен (1 молекула АТФ на 1 ион).
В кровиМЭ связываются с белковыми переносчиками – ферритин и др., затем активно накапливаются в органах: в печени – медь, в щитовидной железе – йод, в тимусе – цинк. Большинство МЭ не рециркулирует и требуется постоянное поступление с пищей.
Рециркулирует хорошо – железо (при избытке – гемосидероз).
ВыведениеМЭ: черезпочки: в начальных участках канальцев – активное всасывание 1-валентных катионов, в конечных участках канальцев – активное всасывание 2-валентных катионов (анионы всасываются пассивно вслед за катионами), избыток МЭ нарушает всасывание глюкозы и аминокислот; активациясимпатическойсистемы увеличивается диурез и снижается реадсорбция МЭ
Основной гуморальныйфактор регуляции –вазопрессин(АДГ) – на собирательные канальцы, активация цАМФ-протеинкиназ с увеличением проницаемости биомембран, появление вакуолей переносящих по градиенту воду с МЭ; канальцевая реадсорбция 1-валентных МЭ в проксимальных канальцах усиливается альдостероном и угнетается кининами; в петле Генле реабсорбция усиливается вазопрессином, глюкагоном, кальцитонином, угнетается ПГЕ2; в дистальном отделе канальцев реабсорбция активируетсяальдостероном, подавляется –ПГ,атриопептидом.
Реабсорбция 2-валентных ионов–паратгормонв прямом отделе проксимального канальца угнетает, а за его пределами стимулирует реабсорбцию; усиление реабсорбции такжекальцитриолом, снижение –кальцитонином. Активная секреция 1-валентных ионов – в дистальных канальцах и собирательных трубочках; усиливают секрецию –альдостерон,СТГ,андрогены, гормоныщитовиднойжелезы.
Выведение с желчью: тяжелые металлы и многовалентные МЭ, пропорционально содержанию в крови, процесс энергозависим и при избытке МЭ в крови они накапливаются в печени (накопление Сuведет к перерождению клеток печени и развитию первичного рака печени).
Выведение через ЖКТ: при рвоте, поносе – потеряK,Na,Ca,P,Mg.
Другиепути: соспермой–Zn, при активации слущиваниякожии потере волос (ожоги и др.) –Zn,As,S,Se.