Molibdenas: koks jo poveikis organizmui? Maisto šaltiniai + trūkumo ir pertekliaus simptomai

Pagrindinės elemento charakteristikos

Molibdenas yra esminis cheminis elementas. Jis yra pagrindinė gyvų organizmų sudedamoji dalis, būtina jų išlikimui.

Jo cheminis simbolis yra Mo, kilęs iš lotyniško žodžio molybdaenum.

Jo pavadinimas kilęs iš senovės graikų kalbos žodžio "molybdos", kuris verčiamas kaip švinas. Šis klaidingas pavadinimas atsirado dėl to, kad žmonės dėl vienodos išvaizdos dažnai painiojo molibdeno rūdas su švino ar grafito rūdomis.

Be to, švino pavadinimas senovėje buvo universalus bet kokio juodai pilko mineralo, paliekančio pėdsakus ant popieriaus ar kitų paviršių, pavadinimas.

Molibdeno atradimo istorija siekia 1778 m., kai švedų chemikas Carlas Wilhelmas Scheele nustatė jį kaip nežinomą elementą minerale molibdenite.

Tačiau žmonės šį mineralą žinojo daug anksčiau, būtent dėl to, kad jis ilgą laiką buvo painiojamas su švino rūda arba grafitu.

Pirmą kartą molibdeną kaip metalą 1781 m. išskyrė švedų chemikas Peteris Jacobas Hjelmas, kuris jam suteikė ir pavadinimą.

Molibdenas yra periodinės cheminių elementų lentelės 6 grupės elementas ir yra 5 periodo elementas.

Jis priskiriamas elementų grupei, vadinamai pereinamaisiais elementais arba dar pereinamaisiais metalais.

Šis pavadinimas kilo iš laikų, kai periodinės lentelės viduryje esantiems elementams chemikai priskyrė pereinamąsias savybes tarp šarminių metalų ir nemetalų.

Molibdenas yra blizgus sidabriškai pilkos spalvos metalas. Jis yra plastiškas ir labai atsparus korozijai.

Jo lydymosi temperatūra yra viena aukščiausių iš visų elementų. Normalioje temperatūroje jis nereaguoja su vandeniu ar oru.

Pagrindinės cheminės ir fizikinės informacijos apie molibdeną lentelė

Molibdenas yra visatoje, Žemės plutoje, vandenyje, dirvožemyje plačiai paplitęs elementas, kuris atlieka svarbias funkcijas gyvuose organizmuose, įskaitant žmogaus organizmą.

Laisvos formos molibdenas gamtoje nepasitaiko. Dažniausiai randamas mineraluose, pavyzdžiui, molibdenite (MoS2), wulfenite (PbMoO4), powelite (CaMoO4) ir ferimolibdite.

Pramonėje daugiausia molibdeno pagaminama metalurgijoje lydinių (pvz., ketaus, plieno) gamybai.

Molibdenas suteikia gautiems gaminiams išskirtinį stiprumą, kietumą, elektrinį laidumą ir atsparumą dilimui ar korozijai.

Be to, molibdenas ir jo junginiai gali būti naudojami kaip:

• elektrodų, elektros ar elektronikos komponentų dalis dėl aukštos lydymosi temperatūros
• veiksminga kietoji alyva, ypač aukštoje temperatūroje (kurioje alyvos suyra)
• Katalizatorius naftos pramonėje
• Medžiaga, gerinanti dažų ir lakų sukibimą su metalais
• Pigmentas plastikuose arba keramikoje
• Augalų trąšos
• Gyvūnų pašarų dalis
• Radioaktyvusis izotopas, naudojamas medicininiuose vaizduose

Kokią biologinę funkciją atlieka molibdenas?

Molibdenas yra vienas iš pagrindinių žmogaus organizmo mikroelementų. Jo reikia tik mikroelementų, t. y. nedideliais kiekiais. Vis dėlto jo buvimas yra būtinas, o jo trūkumas gali turėti mirtinų pasekmių.

Organizmas negali pats pasigaminti molibdeno ir yra priklausomas nuo jo gavimo iš išorinės aplinkos.

Molibdeno poreikis žmogaus organizme glaudžiai susijęs su tam tikrų fermentų veikimu. Molibdenas veikia kaip šių fermentų kofaktorius, kuris savo ruožtu gali dalyvauti spartinant įvairias chemines reakcijas - vadinamąją katalizę.

Kofaktoriai yra mažos molekulinės masės cheminės medžiagos, kurios yra prijungtos prie fermento molekulės (jos yra nebaltyminė fermento sudedamoji dalis). Jų svarba pasireiškia tuo, kad jie yra būtini fermentų veikimui. Be jų fermentai nerodytų jokio aktyvumo.

Pagrindinis kofaktorių vaidmuo - pernešti atomus ar jų grupes vykstant cheminei reakcijai, kurioje dalyvauja fermentas.

Biologinė molibdeno svarba iš esmės buvo aprašyta tik XX a. šeštajame dešimtmetyje atradus pirmuosius molibdeno turinčius fermentus.

Molibdenas kaip atskiras elementas neturi jokios reikšmės organizmui, nes tokiu pavidalu jis yra neaktyvus. Jis tampa reikšmingas tik tada, kai sudaro kompleksą su fermentu.

Vadinasi, biologiškai aktyvi molibdeno forma mūsų organizme yra organinė molekulė - molibdeno kofaktorius.

Yra du molibdeno kofaktorių tipai, kurie labai skiriasi savo struktūra.

Pirmasis yra geležies jonų turintis molibdeno kofaktorius (sutrumpintai FeMoCo), kuris yra fermento nitrogenazės dalis. Šis fermentas neveikia žmonių, bet yra aptinkamas kai kuriose bakterijose. Jo paskirtis - fiksuoti azotą iš atmosferos.

Antrasis tipas yra pterino pagrindu veikiantis molibdeno kofaktorius (sutrumpintai MoCo). Jis yra daugiau kaip 100 skirtingų fermentų tipų, įskaitant esančius žmogaus organizme, sudedamoji dalis.

Žmogaus organizme kol kas nustatyti tik 4 fermentai, kurių veiklai būtinas molibdeno kaip kofaktoriaus buvimas - tai sulfido oksidazė, ksantino oksidazė, aldehido oksidazė ir mitochondrijų amido-redukcijos komponentas.

Jų vaidmuo - katalizuoti (t. y. pagreitinti) junginių, kuriuose yra tokių elementų kaip siera, anglis ar azotas, oksidacijos-redukcijos reakcijas.

Sulfido oksidazė yra fermentas, katalizuojantis ^SO32- sulfitų virtimą ^SO42- sulfatais.

Ši reakcija yra svarbus sieros turinčių aminorūgščių, t. y. cisteino ir metionino, skaidymo ir irimo organizme etapas.

Dėl sulfidoksidazės trūkumo gali išsivystyti rimtų neurologinių sutrikimų.

Sulfitų oksidazė dalyvauja net maiste esančių sulfitų skaidyme. Sulfitai yra įprasti maisto produktų - vyno, gėrimų, sūrio ar vaisių - priedai, kuriuose jie veikia kaip konservantai ar antioksidantai.

Fermentas ksantino oksidazė katalizuoja purinų, kurie yra nukleorūgščių DNR ir RNR statybinės medžiagos, skilimą. Šios skilimo reakcijos galutinis produktas yra šlapimo rūgštis.

Jei organizme nėra ksantino oksidazės, ji gali sukelti toksiškumą ir net pažeisti ląstelių genetinę informaciją.

Aldehidoksidazės svarba pirmiausia pasireiškia tuo, kad ji dalyvauja vaistų ir toksinių junginių apykaitoje. Be to, ji katalizuoja įvairios prigimties junginių hidroksilinimo reakcijas.

Molibdeno turinčių fermentų kvartetą užbaigia fermentas, vadinamas mitochondrijų amidoksimą redukuojančiu komponentu (mARC).

Šis fermentas dalyvauja vaistų pirmtakų metabolizme.

Vaistų pirmtakas yra neaktyvi vaisto forma, kuri, patekusi į organizmą, metabolizuojama, kad susidarytų aktyvus vaistas, galintis veikti kaip produktas.

Vaistų pirmtakai dažniausiai susidaro į aktyviojo vaisto molekulę įvedus deguonies atomą. fermentas mARC gali sumažinti šią deguonies jungtį molekulėje ir taip yra atsakingas už aktyviosios vaisto formos susidarymą.

Be pirmiau minėtų pagrindinių molibdeno fermentų funkcijų, taip pat galima paminėti jų dalyvavimą redukuojant nitritus į azoto oksidą, kuris savo ruožtu reguliuoja kraujagyslių susitraukimą, kraujospūdį, ląstelių kvėpavimą ir ląstelių apsaugą nuo streso.

Molibdenas - nuo suvartojimo iki išsiskyrimo

Įsisavinimas

Pagrindinis kelias, kuriuo molibdenas patenka į organizmą, yra su maistu ar geriamuoju vandeniu gaunamas molibdenas.

Kad molibdenas būtų absorbuojamas per virškinamąjį traktą, jis turi būti šešiavalentės formos ^Mo6+, dažniausiai kartu su deguonimi kaip oksianionas.

Absorbcijos vieta yra skrandis ir plonoji žarna. Didesnė absorbcija yra plonojoje žarnoje.

Molibdenas absorbuojamas palyginti greitai ir sudaro apie 88-93 % viso su maistu gaunamo kiekio.

Įsisavinamo molibdeno kiekis priklauso ne tik nuo molibdeno kiekio maiste, bet ir nuo tuo pačiu metu suvartoto maisto sudėties.

Tuo atveju, kai kartu vartojama vario ir sulfatų, susidaro netirpūs molibdeno, sieros ir vario kompleksai, ir šių elementų pasisavinimas yra sustabdomas.

Pasiskirstymas

Įsisavintas molibdenas iš virškinamojo trakto patenka į kraują, iš kurio pasiskirsto į įvairias kūno dalis.

Paprastai jis būna ^Mo4+ arba ^Mo6+ pavidalo ir yra susijungęs su siera arba deguonimi.

Suaugusio žmogaus organizme yra apie 9 mg molibdeno. Didžioji jo dalis yra molibdeno fermentų sudėtyje. Didžiausias jo kiekis susitelkęs kepenyse, inkstuose, plonosiose žarnose ir antinksčiuose.

Tačiau jo taip pat randama dantyse ar kauluose.

Fiziologinė molibdeno koncentracija kraujyje yra maždaug 0,6 ng/ml. Tačiau jo vertė priklauso ir nuo su maistu gaunamo molibdeno kiekio.

Patologiškai padidėjusi molibdeno koncentracija kraujyje stebima pacientams, sergantiems virusų sukeltomis ūminėmis uždegiminėmis kepenų ligomis, ir pacientams, kurių kepenys pažeistos alkoholio.

Išskyrimas

Pagrindinis molibdeno išsiskyrimo būdas yra šlapimas. Kuo daugiau molibdeno suvartojama su maistu, tuo didesnis jo išsiskyrimo greitis.

Molibdeno ekskrecijos reguliavimas yra svarbiausias žingsnis palaikant molibdeno homeostazę, t. y. fiziologinį molibdeno kiekį.

Nedidelis molibdeno kiekis iš organizmo taip pat pasišalina su išmatomis. Tai daugiausia ta dalis, kuri nebuvo absorbuota virškinamajame trakte ir išsiskiria tiesiai iš organizmo.

Kartu su tulžimi molibdenas patenka į žarnyną, o vėliau iš organizmo vėl pasišalina su išmatomis.

Molibdeno išsiskyrimo procesui tikriausiai turi įtakos organizme esantis varis ir sulfatas. Dėl šios sąveikos padidėja molibdeno išsiskyrimas inkstuose su šlapimu.

Kokia yra rekomenduojama molibdeno paros norma?

Vidutinės paros molibdeno normos rekomendacijos nenustatytos, nes trūksta duomenų.

Tačiau Europos maisto saugos tarnyba skelbia pakankamo molibdeno suvartojimo vertes. Pakankamas suvartojimas yra vidutinė vertė, nustatyta remiantis stebėjimais. Manoma, kad ji atitinka gyventojų poreikius.

Be to, nustatyta ir viršutinė molibdeno suvartojimo riba, kuri dar yra toleruotina žmonėms.

Ši riba yra didžiausia ilgalaikė iš visų šaltinių gaunama molibdeno paros dozė, kurią pasiekus nėra neigiamo poveikio sveikatai rizikos.

Tinkamos paros normos ir viršutinės leistinos molibdeno normos pagal amžių lentelė

Maistiniai molibdeno šaltiniai

Svarbiausias molibdeno šaltinis žmonėms yra maistas ir, kiek mažiau, geriamasis vanduo.

Maistas, kuriame gausu molibdeno, daugiausia yra ankštinės daržovės (pupelės, žirniai, lęšiai), lapinės daržovės, grūdai ir grūdų produktai (kviečiai, avižos), ryžiai, riešutai, saulėgrąžų sėklos, pienas ir pieno produktai.

Kiek mažiau - mėsa ir subproduktai, pvz., kepenys.

Molibdeno kiekis įvairiuose maisto produktuose skiriasi. Jis priklauso nuo maisto produkto rūšies, taip pat nuo molibdeno koncentracijos dirvožemyje, kuriame augo augalinis maistas. Gyvūniniuose produktuose jis priklauso nuo pašarų pobūdžio.

Labiau šarminiuose dirvožemiuose molibdeno paprastai būna daugiau.

Maisto papildai taip pat gali būti molibdeno šaltinis. Šiuo metu rinkoje galima įsigyti tik daugiasluoksnių preparatų, kuriuose, be kitų sudedamųjų dalių, yra molibdeno.

Tai įvairūs multivitaminų ar mineraliniai papildai. Juose molibdenas randamas amonio molibdato arba natrio molibdato pavidalu.

Tačiau paprastai jis taip pat vartojamas chloridų arba citrinų rūgšties druskų pavidalu.

Kokios molibdeno trūkumo pasekmės?

Kaip ir kitų mineralų ar mikroelementų atveju, svarbu palaikyti fiziologinę molibdeno koncentraciją.

Tik tada šis elementas gali būti naudingas ir saugus organizmui.

Bet koks didelis nukrypimas nuo nustatytų verčių gali sukelti sveikatos komplikacijų atsiradimą ir vystymąsi.

Galimos dvi situacijos - per didelis molibdeno kiekis organizme arba, priešingai, jo trūkumas ar nepakankamas veikimas.

Molibdeno trūkumas ir jo pasekmės

Organizmas molibdenu daugiausia aprūpinamas su maistu.

Todėl logiška, kad nepakankamas maisto produktų, kuriuose gausu molibdeno, vartojimas gali būti pirmoji molibdeno trūkumo priežastis.

Vis dėlto molibdeno trūkumas organizme dėl mažo suvartojamo maisto kiekio yra retas ir žmonėms beveik nepasitaiko.

Vienintelis užregistruotas atvejis (1981 m.), kai dėl mažo molibdeno suvartojimo išsivystė jo trūkumas, buvo Krono liga sergančiam pacientui, kuris kelis mėnesius gavo visišką parenterinį maitinimą be molibdeno papildų.

Šiam pacientui pasireiškė pykinimas, padažnėjęs kvėpavimas ir širdies ritmas, regėjimo sutrikimai ir koma. Atlikus laboratorinius tyrimus nustatyta, kad sutriko šlapimo rūgšties gamyba ir sutriko sieros turinčių aminorūgščių apykaita.

Sutrikusi molibdeno funkcija yra daug labiau tikėtina, palyginti su molibdeno trūkumu organizme.

Šiuo atveju į organizmą patenka pakankamas šio mikroelemento kiekis, tačiau net ir tokiu atveju jis tinkamai neveikia.

Kad molibdenas veiktų, jis turi būti fermento dalis molibdeno kofaktoriaus - MoCo - pavidalu.

MoCo susidarymo procesas susideda iš kelių etapų. Bet kokia šio proceso klaida sukelia neteisingą MoCo sintezę.

Kadangi MoCo yra esminė keturių jau minėtų fermentų sudedamoji dalis, jo susidarymo sutrikimas atitinkamai turės neigiamą poveikį molibdeno fermentų veikimui.

Teisingos MoCo sintezės defektai vadinami mutacijomis (jų nustatyta daugiau kaip 60 rūšių). Tai labai reti įgimti defektai.

MoCo susidarymo mutacijos gali sukelti visų molibdeno fermentų arba tik vieno konkretaus molibdeno fermento funkcijos sutrikimus.

Prastos molibdeno fermentų funkcijos pasekmės yra šios:

1. Sulfido oksidazės trūkumas

• Sieros junginių kaupimasis organizme (nes fermentas jų neskaido)
• neurologiniai sutrikimai ir didelis vystymosi atsilikimas

2. Ksantino oksidazės trūkumas

• Purino darinių kaupimasis organizme ir šlapime (nes fermentas jų neskaido)
• Mažas šlapimo rūgšties kiekis kraujyje (sumažėjusi antioksidacinė kraujo funkcija)

3. Visų fermentų trūkumas

• Naujagimiams atsiranda valgymo problemų, traukuliai, pernelyg didelis verksmas, lęšiuko padėties pasikeitimas
• Pirmaisiais gyvenimo metais asmenys negali judėti, nebendrauja su aplinka, yra priklausomi nuo maitinimo, jų bendras protinis vystymasis yra sustabdytas
• Paprastai pirmaisiais gyvenimo metais baigiasi mirtimi

Molibdeno perteklius ir jo pasekmės

Pats molibdenas ir jo junginiai nekelia didelio pavojaus žmogaus organizmui net ir didelėmis dozėmis. Molibdeno sukelto toksiškumo tikimybė yra palyginti nedidelė.

Pranešta apie keletą atvejų, kai dėl per didelio molibdeno kiekio (dėl didelės jo koncentracijos dirvožemyje) pasireiškė tokie simptomai, kaip sąnarių skausmas, šlapimo rūgšties padidėjimas šlapime, padidėjęs molibdeno kiekis kraujyje ar į podagrą panašūs simptomai.

Šių simptomų pobūdis leidžia manyti, kad padidėjęs molibdeno suvartojimas taip pat padidina molibdeno fermentų gamybą ir aktyvumą.

Sunkus toksinis molibdeno poveikis kol kas pastebėtas tik gyvūnams, ypač atrajotojams.

Per didelis molibdeno suvartojimas sumažina vario absorbcijos greitį dėl susidarančių neįsisavinamų kompleksų.

Atsiranda antrinis vario trūkumas ir ši liga vadinama molibdenoze arba hipokuproze. Ji pasireiškia stipriu viduriavimu, nevalgymu, pilku kailiu, galūnių sustingimu, mažakraujyste ir net nevaisingumu.

Todėl vario trūkumas dėl per didelių molibdeno dozių suvartojimo taip pat gali kelti pavojų žmonėms, tačiau tai pasitaiko labai retai.

Molibdeno sąveika su variu šiuo metu naudojama gydant Vilsono ligą - vario apykaitos sutrikimą, kai organizme susikaupia per daug vario. Vartojant molibdeną, sumažėja laisvojo vario dalis kraujyje, todėl jis nesikaupia audiniuose ir netoksiškai veikia organizmą.