Biogenní prvky Prof. Dr. Richard Průša

Biogenní prvky

• Prof. Dr. Richard Průša

Prvky

• Bioanorganická chemie

• C, N, P, O, H, S: proteiny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy

• Ionty: K, F, Cl, I, Na, Ca, Fe

• Esenciální stopové prvky: Mg, Cr, Co, Cu, Mo, Se, Zn

• Toxické stopové prvky: As, Ba, Cd, Pb, Li, Hg, Pt

Prvky

• Stopové prvky: koncentrace v tkáních a orgánech méně než 50 mg/kg

• Biologicky aktivní prvky

• Toxické prvky, toxikologie

Uhlík

• Nereaktivní prvek

• CO, CO-Hb

• CO2, HCO3

• HCN

Vodík, kyslík

• H – vysoce reaktivní, H2

• H2O

• O, O2, O3 pO2, pCO2 – air, blood

• CO, NO

• H2O2

• Vysoce reaktivní formy kyslíku – anionty a radikály (10 forem): peroxid, superoxid, hydroxyl, peroxyl, perhydroxyl

Dusík, síra

• N2, bod varu -200 C

• NH3, NH4, NH2

• N2O, NO, N2O3, NO2, N205

• HNO2 – nitráty, met-Hb

• HNO3 – nitrity

• H2S, H2SO4 – sulfáty, SH

Fosfor, vápník, hořčík

• H3P04, fosfáty, kosti, pufr, estery, anhydridy

• Ca – kosti (fosfát, uhličitan, fluorid)

• Ca – ionizované, proteiny, citrát, laktát

• Oxalát, urát – urolithiasis

• S-Ca 2,15 – 2,50 mmol/l

• S-fosfát anorg. 0,80 – 1,45 mmol/l

• S-Mg 0,65 – 1,1 mmol/l (moč – inh.)

Chrom

• Role: metabolismus glukózy, chromodulin (intracel. oktapeptid), LMWCr faktor

• Deficit: snížená tolerance glukózy

• Toxicita: profesní expozice

Měď

• Ceruloplasmin, acerulopl.

• Cytochrom c oxidasa, lysine 6-oxidasa

• Ferroxidasa I and II, monoamin oxidasa

• Melanocyty – tyrosinasa

• Wilson n., Menkesův sy., biliární obstr.

• S-Cu 11-22 umol/l

Kobalt, fluor

• Složka vitaminu B12

• Deficit – makrocytární anemia

• Prevence: zubní sklovina

• Deficit – zvýšená zubní kazivost

Mangan

• Nutný pro syntézu glykoproteinů a proteoglykanů

• Superoxide dismutasa

• Pyruvát karboxylasa

• Arginasa

• Toxicita – manganové šílenství

Molybden

• Sulfit oxidasa

• Xanthin dehydrogenasa

• Aldehyd oxidasa

Selen

• Selenocystein (Se záměnou za síru), 21.amk, UGA, tRNA

• Glutathion peroxidasy (4x)

• Thioredoxin reduktasa

• Selenoprotein P (10 atomů Se jako Se-Cys)

• Iodothyronin deiodinasa (T4 – T3)

Zinek

• Cca 300 zinek- metaloenzymů a proteinů

• Metallothioneiny

• Karbon anhydrasa, alkalická fosfatasa,

• RNA a DNA polymerasy

• Alkohol dehydrogenasa, thimidine kinasa

• Deficience (AE), toxicita

Jod

• Tvorba periferních hormonů štítné žlázy.

• Metabolismus: I- přichází do organismu potravou, po absorpci ve střevní sliznici jsou jodidové ionty transportovány ve vazbě na plazmatické proteiny. Z krve jsou dále vychytávány tzv. jodidovou pumpou (Na/K dependentní ATPáza), regulovaná TSH. Ionty jsou následně inkorporovány do molekul tyreoglobulinu, kde se akumulují. Následně dojde k zachycení tyreoglobulinu jednotlivými tyreocyty, kde pak dochází ke vzniku tyroxinu. Jod se vylučuje močí a právě hladina jodu v moči nejlépe odráží případný jodový deficit. DDD je 1 μmol.

Železo

• S-Fe M, Ž cca 10 – 25 umol/l

• Hemoglobin, myoglobin

• Cytochromy

• Transferrin

• Ferritin

Ostatní medicínsky významné prvky

• Bor, nikl, rtuť, kadmium

• křemík, berylium, hliník

• baryum, arsen, lithium, vanad

• olovo

• Stříbro, zlato, platina

• thallium, vizmut, germanium, titanium

Na, K, Cl

• NaCl 0.15 mol/l (0.9 % = 154 mmol/l)

• Ionty

• Na mmol/l: plasma 136 - 145, ICT 12

• K mmol/l: plasma 3.5 – 5.1, ICT 156

• Cl mmol/l: plasma 98 – 107, ICT 4

• Žaludeční sekrece HCl: 0.1 mol/l

• Sodné, draselné a chloridové kanály (Na-I symportér, CFTR)

Fyziologické hodnoty

• Referenční intervaly, průměr, 2SD, 5-95 %

• Distribuce hodnot

• Biologická variabilita, inter a intra individuální

• Cirkadianní rytmy, den, sezóna

Nadměrný příjem molybdenu způsobí deficit:

• A) olova

• B) zinku

• C) mědi

• D) selenu