Varis: poveikis žmogaus organizmui. Kodėl jis svarbus? Kokių vartojimo principų reikėtų laikytis?

Varis yra būtinas mikroelementas, kuris yra neatsiejama žmogaus organizmo biologinių procesų dalis. Kokia yra vario svarba ir kokia jo funkcija? Kokie maisto produktai yra vario šaltiniai ir kada reikėtų riboti jo vartojimą?

Ką žinome apie varį?

Varis yra natūraliai paplitęs elementas. Jo pėdsakų kiekiais yra mūsų aplinkoje, dažniausiai dirvožemyje, augmenijoje, vandenyje ir atmosferoje.

Jis žinomas cheminiu pavadinimu Cu, kuris kilęs iš lotyniško žodžio cuprum. Šis lotyniškas pavadinimas kilęs iš Kipro salos pavadinimo, nes būtent čia pirmą kartą buvo išgaunamas varis.

Varis yra periodinės cheminių elementų lentelės 11 grupės elementas, esantis 4 periode.

Jis yra vienas iš tauriųjų metalų, kaip ir kiti šios grupės elementai - auksas ir sidabras.

Grynas varis yra rausvai rudos spalvos su ryškiu metalo blizgesiu. Tai vienas iš nedaugelio metalų, kurių natūrali spalva yra kitokia nei pilka ar sidabrinė.

Jis yra minkštas, plastiškas ir plastiškas. Pasižymi dideliu šilumos ir elektros laidumu (antras pagal dydį po sidabro).

Jis nereaguoja su vandeniu. Tačiau ore lėtai reaguoja su deguonimi ir sudaro rudo vario oksido sluoksnį, kuris apsaugo varį nuo korozijos.

Po kelerių metų vario paviršiuje pradeda formuotis žalias vario oksido sluoksnis. Tai dažnai matyti ant senesnių varinių konstrukcijų, pavyzdžiui, Laisvės statula.

Pagrindinės cheminės ir fizikinės informacijos apie varį lentelė

Gamtoje varis yra vienas iš nedaugelio metalų, kurie būna natūralios formos - gryni ir tiesiogiai tinkami naudoti.

Jis taip pat aptinkamas kaip daugelio mineralų dalis vario sulfidų (chalkopirito, digenito, bornito, kovelito, chalkocito), sulfosolių (enargito) ir vario karbonatų (azurito, malachito) pavidalu.

Tai, kad varis aptinkamas pirminiu pavidalu, taip pat yra priežastis, dėl kurios jis buvo žinomas ir naudojamas ankstyviausiose civilizacijose. Vario naudojimo istorija siekia 9 000 m. pr. m. e.

Didžiausi vario telkiniai yra Čilėje, JAV, Peru, Zambijoje ir Konge.

Pramonės reikmėms varis išgaunamas visų pirma iš vario rūdų, o vėliau - perdirbant.

Šiuo metu varis daugiausia naudojamas elektrotechnikos pramonėje (kaip laidų ir kabelių sudedamoji dalis), kur išnaudojamos jo laidumo savybės.

Jis naudojamas monetų, juvelyrinių dirbinių, vandentiekio vamzdžių gamyboje, metalurgijoje lydinių (bronzos, žalvario) gamybai ir architektūroje.

Jis taip pat yra žemės ūkio produktų (trąšų, pašarų priedų) ir medienos konservantų (priešgrybelinės savybės) sudedamoji dalis. Jis naudojamas vandeniui valyti (iš dumblių) arba kaip pigmentas.

Kokie yra vario panaudojimo būdai medicinoje?

Medicinoje varis turi tikrai platų panaudojimo spektrą, daugiausia dėl savo poveikio bakterijoms, pelėsiams, erkutėms, taip pat dėl savo dezinfekuojamųjų savybių.

Todėl jis naudojamas kaip daugelio medicininių medžiagų, prietaisų, preparatų ir kt. sudedamoji dalis.

Galime pateikti keletą vario naudojimo medicinos srityje pavyzdžių:

• antibakterinio poveikio dangos dalis, skirta žaizdoms gydyti
• Ginekologijoje - kontraceptinio poveikio intrauterininiai prietaisai
• odontologija - dantų cemento dalis, tiltams ir vainikėliams gaminti
• Dezinfekcinio poveikio nosies purškalų sudėtis
• Reumatoidinio artrito gydymas
• Sveikatos priežiūros įstaigų patalpų, paviršių ar drabužių dezinfekcija - hospitalinių infekcijų prevencija
• Tekstilės gaminių - kojinių, skirtų grybelinių infekcijų profilaktikai, taip pat čiužinių, antčiužinių, pagalvių ar kilimų, turinčių antikorozinį poveikį, sudedamoji dalis
• Kosmetiniai kremai ir tepalai
• Paviršių ir pakuočių komponentai maisto pramonėje (maisto ruošimas, laikymas, transportavimas)
• Kvėpavimo kaukės su antivirusiniu poveikiu

Praeityje varis buvo naudojamas Egipte ir Sirijoje kaip antiparazitinė, vėmimą mažinanti ar sutraukianti priemonė.

Ar žinote, kokią biologinę funkciją atlieka varis?

Varis yra trečias pagal paplitimą žmogaus organizme mikroelementas po geležies ir cinko.

Organizme jis daugiausia randamas oksiduotos formos Cu+2 - vario jono arba, kiek mažiau, redukuotos formos Cu+1.

Jis atlieka svarbų vaidmenį daugelyje fiziologinių ir biocheminių organizmo procesų kaip pagrindinių fermentų kofaktorius.

Šie fermentai taip pat dalyvauja daugelyje organizme vykstančių fermentinių procesų - jie juos katalizuoja.

Tai apima ląstelių kvėpavimą, neuromediatorių ir peptidinių hormonų gamybą, apsaugą nuo laisvųjų radikalų ar tinkamą elastino, kolageno ir keratino funkciją.

Kitos svarbios vario funkcijos žmogaus organizme:

• Jis svarbus geležies homeostazei palaikyti, todėl netiesiogiai prisideda prie kraujo susidarymo ir krešėjimo.
• Jis palaiko odos, jungiamųjų audinių ir kraujo kapiliarų tvirtumą.
• Jis prisideda prie įgimtos imuninės sistemos funkcijos.
• Palaiko normalią skydliaukės funkciją.
• Dėl gebėjimo priimti arba atiduoti elektronus prisideda prie laisvųjų radikalų šalinimo. Pasižymi antioksidacinėmis, o kartu ir prooksidacinėmis savybėmis.
• Tai stipri antimikrobinė medžiaga. pasižymi antibakteriniu aktyvumu prieš Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis ir Bacillus subtillis.
• Jis taip pat pasižymi antivirusiniu poveikiu prieš bronchito virusą, herpes simplex.
• Jis taip pat gali naikinti spermatozoidus.

Varis - nuo suvartojimo iki išsiskyrimo

Varis yra būtinas mikroelementas. Jis būtinas gyvybei, tačiau gali būti ir toksiškas.

Todėl jo kiekio organizme reguliavimas yra būtinas ir labai svarbus. Veikia homeostatiniai mechanizmai, kurie reguliuoja vario pasisavinimą, pasiskirstymą, sulaikymą ir išsiskyrimą.

Įsisavinimas

Varis į organizmą daugiausia patenka su maistu.

Įsisavinimas vyksta plonosios žarnos aplinkoje ir šiek tiek skrandyje difuzijos būdu (ypač esant didelei vario koncentracijai) arba per transportinius baltymus (esant mažai vario koncentracijai).

Į organizmą absorbuojamo vario kiekis priklauso nuo vario kiekio maiste. Įprastai vartojant maistą, absorbuojama 55-75 % maiste esančio vario.

Vario absorbcija virškinimo trakte daugiausia priklauso nuo jo cheminės formos. Cu+2 jonai žarnyno ląstelėse redukuojami iki Cu+1, nes tik tokios formos jie gali prasiskverbti pro ląsteles.

Vario pasisavinimui įtakos gali turėti ir tam tikri maisto komponentai.

Šios medžiagos gali sumažinti vario tirpumą, taigi ir jo biologinį prieinamumą. Kalbame, pavyzdžiui, apie ląstelieną, fitatus, vitaminą C arba tam tikrus cukrus. Vario absorbcijos sumažėjimo pavojus kyla tik tada, jei jų vartojama per daug.

Kai kurie maisto komponentai konkuruoja su variu dėl prisijungimo prie transportinių baltymų, pavyzdžiui, cinkas ir kadmis.

Ir atvirkščiai, vario biologinį prieinamumą didina didelis baltymų kiekis.

Pasiskirstymas ir metabolizmas

Patekęs į kraują, varis greitai pasiskirsto ten, kur jo reikia (ypač fermentų gamybai).

Jo pasiskirstymą iš kraujo ląstelių kontroliuoja baltymas, vadinamas ATP7A arba Menkeso baltymu. Varis iš kraujo ląstelių pernešamas prisijungdamas prie transportinio baltymo albumino, transkupreino arba aminorūgščių.

Dėl didelio reaktyvumo ir pavojaus pakenkti organizmui varis ląstelėse aptinkamas ne kaip laisvas jonas, o visada surištas.

Menkeso baltymas paskirsto varį į Golgio aparatą (kur jis sudaro baltyminius fermentus), o didėjant jo koncentracijai - į granules.

Pehenas yra pagrindinis vario kaupimo organas.

Menkeso baltymas taip pat atlieka svarbų vaidmenį pernešant varį per placentą ir kraujo-smegenų barjerą. Tai labai svarbu kūdikio vystymuisi (ypač smegenų).

Varis kepenyse jungiasi su baltymu ceruloplazminu ir išsiskiria į kraują. Šį jungimosi ir išsiskyrimo į kraują procesą vėlgi kontroliuoja baltymas, vadinamas ATP7B arba Vilsono baltymu.

Maždaug 90 % kraujyje esančio vario yra susijungę su ceruloplazminu. Būtent ceruloplazminas yra atsakingas už vario pernešimą į audinius, kuriuose jo reikia.

Bendras vario kiekis organizme yra maždaug 70-80 mg. 10 % šio kiekio yra kraujyje, o 90 % - audiniuose.

Normaliomis sąlygomis didžiausia vario koncentracija yra tulžyje, kepenyse, smegenyse, smegenyse, širdyje, kauluose ir inkstuose.

Vario kiekis kraujyje šiek tiek skiriasi priklausomai nuo lyties: vyrų kraujyje yra nuo 0,614 iki 0,970 mg/l ir didėja su amžiumi, o moterų - nuo 0,694 iki 1,030 mg/l.

Išskyrimas

Vario ekskrecijos reguliavimas yra pagrindinis mechanizmas, padedantis palaikyti homeostazę ir fiziologinį vario kiekį organizme.

Pagrindinis vario išsiskyrimo iš organizmo kelias yra per kepenų ląsteles į tulžį (iki 98 %). Po to tulžis išsiskiria į žarnyną ir galiausiai varis pasišalina su išmatomis.

Vario pernešimą iš kepenų į tulžį vėlgi kontroliuoja baltymas ATP7B (Vilsono baltymas). Šis baltymas apsaugo nuo per didelio vario kaupimosi organizme.

Kiti išsiskyrimo būdai yra šlapimas arba gleivinės ląstelių gleivinė. Tačiau šiais būdais išskiriamo vario kiekis yra nereikšmingas.

Vario išsiskyrimas yra palyginti lėtas procesas (tik 10 % per 72 valandas). Todėl per didelis vario suvartojimas kelia didelį pavojų sveikatai dėl ribotų jo išsiskyrimo galimybių.

Kokie yra maistiniai vario šaltiniai?

Varis į organizmą patenka su maistu arba vaistais ir maisto papildais. Organizmas negali pats sintetinti vario.

Žmogaus organizmui būtina reguliariai vartoti varį, nes jis neturi specialios jo kaupimo sistemos.

Maisto produktai, kuriuose yra palyginti daug vario, yra grybai, vaisiai, daržovės (ypač žaliosios lapinės daržovės, avokadai, žaliosios alyvuogės), grūdai, riešutai, saulėgrąžų sėklos, mėsa (ypač organai - kepenys), žuvis ir jūros gėrybės (vėžiagyviai), taip pat juodieji pipirai ir kakava.

Varis gali sąveikauti su tokiais elementais kaip geležis, cinkas, molibdenas, siera, selenas ar vitaminas C. Dėl šios sąveikos paprastai sumažėja vario pasisavinimas.

Maisto papildų atveju vario galima įsigyti kaip atskiros sudedamosios dalies arba kaip multivitamininių papildų dalį - dažniausiai vario sulfato pavidalu.

Vario papildų maisto papildų pavidalu poreikį visada reikėtų aptarti su gydytoju. Per didelis papildų vartojimas sukelia fiziologinio vario kiekio sutrikimus.

Kokia yra rekomenduojama vario paros norma?

Vidutinės vario paros normos rekomendacijos nenustatytos, nes trūksta duomenų.

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

Be to, yra nustatyta viršutinė vario suvartojimo riba, kuri žmonėms dar yra toleruotina. Ši riba yra didžiausia ilgalaikė vario paros dozė, gaunama iš visų šaltinių, kai nėra neigiamo poveikio sveikatai rizikos.

Pakankamos paros dozės ir viršutinės vario suvartojimo ribos pagal amžių lentelė

Vario homeostazės organizme sutrikimai

Vario kiekio palaikymas fiziologinėse ribose yra būtinas sveikatai palaikyti ir tinkamam organizmo funkcionavimui.

Šiuo atžvilgiu svarbiausias elementas yra homeostazę palengvinantys reguliavimo mechanizmai, ypač vario suvartojimo ir išsiskyrimo reguliavimas.

Bet koks šių mechanizmų veikimo nukrypimas ar sutrikimas gali būti potenciali vario trūkumo organizme arba, priešingai, per didelio jo kaupimosi priežastis.

Kokios yra vario trūkumo pasekmės?

Svarbu pažymėti, kad vario trūkumas yra palyginti reta žmonių būklė.

Dažniausios vario trūkumo priežastys yra mažas suvartojamas su maistu kiekis arba absorbcijos problemos.

Žmonės, kuriems gresia toks trūkumas, yra šie:

• naujagimiai, kurių gimimo svoris mažas
• kūdikiai, maitinami karvės pienu
• nėščios ir krūtimi maitinančios moterys
• pacientai, gaunantys visišką parenterinę mitybą (maistas leidžiamas į veną)
• pacientai, sergantys valgymo sutrikimais, malabsorbcijos sindromu arba Krono liga
• pacientai, sergantys cukriniu diabetu, nuolat vartojantys alkoholį, vegetarai
• žmonėms, reguliariai vartojantiems antacidinius preparatus (vaistus, mažinančius skrandžio sulčių rūgštingumą)

Matomi arba pastebimi vario trūkumo simptomai yra silpnumas, nuovargis, pigmento netekimas (ypač plaukų), odos bėrimas, nereguliarus širdies plakimas, žema kūno temperatūra.

Sisteminiai simptomai: susilpnėjusios kraujagyslės, dėl kurių padažnėja kraujavimas ir mėlynės, kaulų čiulpų (osteoporozė) ir sąnarių veiklos sutrikimai arba netinkama skydliaukės funkcija.

Taip pat padidėja jautrumas infekcijoms (dėl sumažėjusio baltųjų kraujo kūnelių skaičiaus) ir raudonųjų kraujo kūnelių trūkumas (anemija).

Nepakankamas vario vartojimas nėštumo metu vėliau lemia nuolatinius neurologinius ir imunologinius vaiko sutrikimus.

Kokios yra vario pertekliaus pasekmės?

Nors varis yra būtinas organizmui elementas, jis gali būti ir pavojingas. Jo kaupimasis sukelia daug nepageidaujamų padarinių.

Ūminis ir lėtinis toksinis vario poveikis pasitaiko palyginti retai. Jį dažniausiai sukelia nelaimingi atsitikimai, aplinkos užterštumas arba įgimtos medžiagų apykaitos klaidos.

Ūmaus vario perdozavimo simptomai yra virškinimo sutrikimai, tokie kaip pykinimas, vėmimas (kartais su krauju), pilvo skausmas ar deginimas, metalo skonis burnoje, skrandžio ir žarnyno dirginimas ar uždegimas, kraujavimas virškinimo trakte.

Varis stipriai dirgina virškinimo traktą. Didelėmis dozėmis jis dirgina ir pažeidžia virškinimo trakto gleivinę bei sukelia būdingą mėlynai žalią spalvą.

Jis taip pat sukelia odos (dilgėlinę, bėrimą), inkstų ir kepenų (geltą), kraujo šlapime ir kvėpavimo sutrikimų.

Sisteminiai simptomai yra mieguistumas, centrinės nervų sistemos slopinimas, raumenų pažeidimas, padidėjęs kraujospūdis, raudonųjų kraujo kūnelių irimas ir su tuo susijęs trūkumas.

Įkvėpus vario turinčių garų, dirginama burnos, akių ir nosies gleivinė, džiūsta gerklė, karščiuojama, šaltkrėtis, skauda galvą ir raumenis. Patekus variui ant odos gali atsirasti alerginių reakcijų.

Ilgalaikio per didelio vario kiekio vartojimo simptomai daugiausia yra virškinimo sutrikimai, tokie kaip pykinimas, vėmimas ir pilvo skausmas. Palaipsniui atsiranda kepenų, inkstų ir smegenų pažeidimų, imuninės sistemos ir kraujo sutrikimų.

Žmonės, kuriems gresia lėtinis toksinis vario poveikis, yra šie:

• pacientai, kuriems atliekama dializė naudojant varinius vamzdelius
• žmonės, ilgą laiką kontaktuojantys su vario turinčiais pesticidais
• kūdikiams, gaunantiems ilgalaikę bendrą parenterinę mitybą

įgimtos vario apykaitos klaidos

Dažniausiai pasitaikančios ligos, susijusios su vario apykaitos organizme defektais, yra Menkeso liga ir Vilsono liga.

Abi šios ligos yra retos įgimtos ligos.

Menkeso ligą sukelia ATP7A baltymo (Menkeso baltymo) defektas dėl jo sintezę koduojančio geno mutacijos.

Kadangi šis baltymas kontroliuoja vario pasiskirstymą iš kraujo ląstelių į kraują, jo trūkumas taip pat sukelia vario trūkumą organizme ir su tuo susijusią sumažėjusią nuo vario priklausomų fermentų funkciją.

Tai apima tokius fermentus kaip ceruloplazminas, citochromo c oksidazė, tirozinazė ir kt.

Liga daugiausia serga berniukai ir pasireiškia ankstyvoje vaikystėje (jau praėjus kelioms savaitėms po gimimo). Ligos prognozė nepalanki. Pacientai paprastai miršta per trejus metus nuo gimimo.

Dėl Menkeso ligos sulėtėja augimas ir vystymasis (įskaitant protinį), pažeidžiamos smegenys, atsiranda protinis atsilikimas ir sunkūs neurologiniai sutrikimai. Ji taip pat pažeidžia jungiamuosius audinius, kraujagysles ir kaulus (lūžiai, osteoporozė).

Simptomai - būdinga plaukų išvaizda (labai mažos garbanėlės ir sumažėjusi pigmentacija - dažniausiai žili plaukai), sumažėjęs raumenų įtempimas, suglebęs veidas arba traukuliai.

Kita įgimta vario apykaitos klaida yra Vilsono liga.

Tai progresuojanti liga, kuriai būdingas sutrikęs vario pernešimas ir per didelis jo kaupimasis organuose ir audiniuose.

Šių pokyčių priežastis - ATP7B baltymo (Vilsono baltymo) defektas, atsiradęs ir dėl jo sintezę koduojančio geno mutacijos.

Šis baltymas daugiausia randamas kepenyse ir yra atsakingas už vario surišimą su baltymu ceruloplazminu, taip pat už vario išsiskyrimą iš organizmo su tulžimi.

Dėl ATP7B baltymo trūkumo kepenyse kaupiasi laisvosios vario frakcijos, todėl vystosi kepenų cirozė. Varis taip pat kaupiasi ir kituose audiniuose, pavyzdžiui, smegenyse, ragenoje, inkstuose ir kt.

Šis kaupimasis sukelia smegenų pažeidimus, asmenybės pokyčius, kraujo krešėjimo sutrikimus, anemiją, nervų sistemos sutrikimus, inkstų veiklos sutrikimus ar gelta.

Būdingas Vilsono ligos ir vario nusėdimo audiniuose požymis yra aukso rudos spalvos žiedo susidarymas aplink ragenos periferiją - Kaizerio-Fleišerio žiedas.

Kiti simptomai: raumenų silpnumas, raumenų sustingimas (ypač rankų), sulėtėję judesiai, galvos svaigimas ir vertigo.

Menkeso ligos gydymas - tai intraveninis vario vartojimas (švirkščiamas į veną). Ankstyva diagnozė ir kasdienės injekcijos gali veikti kaip nervų pažeidimo prevencija ir pailginti sergančiojo gyvenimą.

Vilsono ligos gydymo tikslas - pašalinti vario pasisavinimą per virškinimo traktą. Tai dažniausiai pasiekiama šiais būdais:

• Cinkas konkuruoja su variu dėl prisijungimo prie transportinių baltymų, esančių žarnyno plyšiuose, ir taip blokuoja jo absorbciją.
• Chelatinių medžiagų vartojimas. Jos suriša varį į neįsisavinamus kompleksus, pavyzdžiui, D-penicilaminą.
• Mitybos pakeitimas, kad būtų pašalinti maisto produktai, kuriuose yra daug vario.

Anksti diagnozavus Vilsono ligą ir paskyrus tinkamą gydymą, pacientai gali gyventi normalų gyvenimą, priešingai nei mirtinai pavojinga Menkeso liga.

Kitos su variu susijusios ligos

Vario homeostazės sutrikimai taip pat sukelia oksidacinį stresą ir su juo susijusį organizmui žalingų laisvųjų radikalų susidarymą.

Jų susidarymas gali prisidėti prie sunkių neurologinių sutrikimų, tokių kaip Alzheimerio liga ar Creutzfeldto-Jakobo liga, išsivystymo.

Varis taip pat susijęs su vėžio vystymusi. Vario koncentracija kraujyje dažnai būna gerokai padidėjusi sergant vėžiu ir susijusi su navikų atsiradimu, vystymusi, dydžiu ir progresavimu.

Kalbant apie varį, taip pat galima paminėti sutrikimą, kuriam būdingas sumažėjęs vario turinčio fermento ceruloplazmino kiekis kraujyje. Kalbama apie aceruloplazminemiją.

Nors šis sutrikimas nesukelia reikšmingų paties vario apykaitos pokyčių, jis yra pernelyg didelio ir žalingo geležies kaupimosi kepenyse ir kituose organuose priežastis.