Poruchy metabolizmu stopových prvkov

1. Poruchy metabolizmu stopových prvkov Prednáška a študijný materiál zo základov molekulovej medicíny školský rok 2004/2005 ãOliver Rácz, ústav patologickej fyziológie LF UPJŠ Košice stopdent.ppt

2. Stopové prvky - osnova • Prvky života a stopové prvky • Súčasný stav problematiky a nezodpovedané otázky • Metabolizmus železa • Zinok a meď • Ostatné kovy • Nekovy - jód a flór; selén stopdent.ppt

3. Poruchy metabolizmu stopových prvkov I. Úvod a všeobecný prehľad stopdent.ppt

4. Prvky života • Hlavné biogénne prvky - 6 • C, H, N, O, ale aj P a S • Elektrolyty • Na+, K+, Mg++, Ca++ oproti Cl- (?) • Stopové <1 g s jednou výnimkou • kovy: Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Cr, Co, V, Sn • nekovy: F, I, Se, Si, B Funkcia stopdent.ppt

5. Prvky života - pozor! Ako je to s kyslíkom ? • Nezodpovedá zloženiu ľudského tela: • As, Au, Pb, Hg…. • Silná selekcia: • Zemská kôra - O, Si, Al, Fe, Ca • Morská voda ? More v čase vzniku života ? • Prvkové zloženie rastlín sa viac podobá na pôdu • Život je „ľahký“ - prvá polovica tabuľky, len 4 majú atómové č. > 30: 34Se (79) ,42Mo (96), 50Sn (119), 53I (127) stopdent.ppt

6. Stopové prvky - súčasný stav poznatkov - 1 • Prvkové zloženie tela, tkanív, buniek, O.K. • Látková forma - kovy len ako komplexy! • Stabilné sú známe (hém, molybdopterín, atď) • Menej stabilné sa ťažko skúmajú • Pridávajú sa k biochemickým štruktúram po ich syntéze - výnimka je Se stopdent.ppt

7. Stopové prvky - súčasný stav poznatkov - 2 • Cykly v biosfére - prírodné a po ľudskom zásahu (ekológia) Þ vplyv na zdravie • Cykly v ľudskom tele - veľa otáznikov • Klinickobiochemická diagnostika • Okrem železa nie sú rutinné vyšetrenia • O čom hovoria plazmatické hladiny ??? • Nepriame markery - napr. GPX pre Se stopdent.ppt

8. Užitočné alebo toxické ? závisí od množstva a formy (Co) stopdent.ppt

9. Koľko ? Ktoré ? • RDA = recommended daily allowance od 1949, pre stopové prvky od 1989. Stačí na prevenciu deficity • Nový systém - DRI = daily recommended intake • Estimated average requirement • RDA • Adequate intake • Upper limit • ÁNO - Fe, Zn, Cr, Se, I, F (nie vždy a u každého) • NIE - Cu, V, Mn, Ni, Co, Sn, Si (zdraží moč) stopdent.ppt

10. Poruchy metabolizmu stopových prvkov II. Metabolizmus železa stopdent.ppt

11. Distribúcia železa stopdent.ppt

12. Rozpad erytrocytov (0,8 % denne @ 20 ml) 20 - 25 mg denne 90 - 95 % recyklácia! Straty len 1 - 2 mg/d Bežná strava 10 - 15 mg denne kontrolovaná rezorbcia 1 - 2 mg/d Bilancia železa Fyziologicky zvýšené straty: Menštruácia: 30 mg, gravidita 300 mg, laktácia 180 mg Darcovstvo krvi = 200 ml = 200 mg železa, 15 % zásob stopdent.ppt

13. Ako na to ? • Anémia - podozrenie na sideropéniu • Železo v sére (m: 14 - 29, ž: 12 - 23 mmol/l) je o ničom !!! • Väzbová kapacita (TIBS, total iron binding capacity) je jednoduché a lacné meranie • Meranie feritínu ? ak máte dosť peňazí, je to dobrý ukazovateľ celkových zásob (40 - 50 ng/l) • Meranie transferínu ? (2 - 3 mg/l) • Solubilný transferínový receptor stopdent.ppt

14. Väzbová kapacita (TIBC) • 1. Meranie železa zo séra (16) • Pridanie železa k séru - nasýtenie transferínu na 100 % • Odstránenie neviazaného železa • 2. Meranie železa zo séra (64) • Saturačný index = 16/64 = 0,25 (25 %) • < 0,2 = sideropénia; > 0,55 = nadbytok stopdent.ppt

15. Nedostatok a nadbytok železa • Sideropénia je častá u žien v rozvojových krajinách. Časté pôrody, infekcie, nedostatočné stravovanie. • U nás - choroby GIT (achlórhydria), choroby spojené s chornickými stratami krvi (obličky, gynekologické, vredová choroba) • Prísny vegetariáni - deti • 4 stupne, na konci je mikrocytová hypochrómna anémia (ženy na obrazoch starých holandských majstrov) 700 miliónov ľudí stopdent.ppt

16. Nedostatok a nadbytok železa • Popeye (statočný námorník) a špenát • Omyl - špenát nie je dobrým zdrojom železa (mäso) • Ešte väčší omyl - nadbytok železa je rizikovým faktorom ischemickej choroby srdca • Primárna hemochromatóza - dedičstvo EÚ spred 10 - 15 tisíc rokmi • Sekundárna hemochromatóza stopdent.ppt

17. Klinická manifestácia hemochromatózy • Bronzové sfarbenie kože • Hepatomegália, neskôr cirhóza, aj rakovina pečene • Bolesti v kĺboch • Poškodenie endorkinných žliaz (bronzový diabetes) • Kardiomyopatia • Chronický únavový syndróm • Strata libida, impotencia • Oxidačný stres a akcelerovaná ateroskleóza pravdepodobne už v latentnom štádiu • Faktory manifestácie: pohlavie (m>ž), strava (mäso), vysoká konzumpcia alkoholu stopdent.ppt

18. Poruchy metabolizmu stopových prvkov III. Zinok a meď stopdent.ppt

19. Zinok, Zn 2 - 3 g; RDA 12 - 15 mg • Súčasť veľkého množstva enzýmov (300) a iných bielkovín ( inzulín) • Chuťové a čuchové receptory, iónové kanály • Stabilizuje priestorovú štruktúru špeciálnych domén - zinkové prsty stopdent.ppt

20. Zinok, Zn - deficit 2 - 3 g; RDA 12 - 15 mg • Zdroje: vnútornosti, huby, cvikla • Malé zásoby, fytáty obilnín zhrošujú rezorbciu • Marginálny deficit je pravdepodobne častý aj u nás - časté infekcie, rastová retardácia • Ťažký deficit: • Blízky Východ - cereálie • Alkoholici, cirhotici, nefrotický a malabosrpčný sy. • Vrodená porucha absorbcie - acrodermatitis enteropathica stopdent.ppt

21. Meď, Cu 100 - 150 mg; RDA 2 - 5 mg • Najviac vo svaloch, kostiach a pečeni • Aktívne centrum mnohých enzýmov, predovšetkým oxidoredukčných • Cu++ + e-Û Cu+ • Superoxddismutáza, lyzyloxidáza, cytochrómoxidáza a i. • Ceruloplazmín je transportnou bielkovinou medi stopdent.ppt

22. Metabolizmus medi, deficit a nadbytok • Zdroje: orechy, ustrice, morské ryby • Viaže sa na albumín, transcupreín a v pečeni na ceruloplazmín • Vylučuje sa žlčou • Deficit - experimentálne a pri ťažkej malnutrícii - anémia, leukopénia, poruchy kostí • Hromadenie pri obštrukčnom iktere, je možná aj intoxikácia - hnačky, poškodenie pečene stopdent.ppt

23. Poruchy metabolizmu medi • m. Wilson je vrodený deficit ceruloplazmínu - hepatolenikulárna degenerácia • Voľný kov poškodzuje tkanivá • 200 rôznych mutácií, 1 častá • Menkes’ kinky hair syndrome • u chlapcov (X ch.), porucha intracelulárneho transportu Cu • Ťažké smrteľné ochorenie stopdent.ppt

24. m. Wilson stopdent.ppt

25. Poruchy metabolizmu stopových prvkov IV. Ostatné kovy stopdent.ppt

26. Chróm, Cr 1 mg, vekom klesá • Silne toxický kov • Vo forme komplexov (pikolinát a i.) zlepšuje citlivosť tkanív na inzulín • Prevencia porušenej tolerancie glukózy • Pomocná liečba pri diabete 2. typu • V roku 2003 bol objasnený účinok - aktivuje jeden z krokov intracelulárnej signalizačnej cesty po väzbe inzulínu na jeho receptor stopdent.ppt

27. Vanád, mangán, nikel kobalt,a molybdén • Vanád • Neexistuje deficit, intoxikácia je možná • Inzulínu podobný účinok ? • Mangán a nikel • Neexistuje deficit • Kobalt • silne toxický - aditívum do piva - kardiomypatia • jedine ako súčasť vitamínu B12 • Molybdén (molybdopterín) • Neexistuje deficit, intoxikácia je možná stopdent.ppt

28. Poruchy metabolizmu stopových prvkov V. Nekovy stopdent.ppt

29. Selén, Se • Toxická látka (polovodiče) • m. Keshan (Čína), ťažká kardiomyopatia • Deficit selénu v pôde, rastlinách, potrave • Aktívne centrum glutatiónperoxidázy (GPX), kľúčového enzýmu antioxidačnej ochrany • Zasahuje aj do metabolizmu jódu • Selenocysteín je zabudovaný do bielkovín počas syntézy stopdent.ppt

30. Selén, Se • Zdroje: cesnak, kvasinky, morské ryby • U nás (a v H, PL, CZ) marginálny nedostatok • Potrebná dávka m: 70 mg; ž 50 mg, • Novšie až 200 mg • Odporúča sa suplementácia v rámci prevencie aterosklerózy a malignít • v roku 2001 štúdia dokázala výrazné zníženie rakoviny prostaty a hrubého čreva po 10 rokoch suplementácie • Nie je zázračný liek proti starnutiu a pod. stopdent.ppt

31. Poruchy metabolizmu jódu • Halogén, vyskytuje sa hlavnie ako NaI • Dážďová voda vyplavuje jód z pôdy, hlavným rezervoárom je morská voda • Morské ryby a iné živočíchy, niektoré minerálne vody • Deficit ohrozuje 500 miliónov - 1 miliardu ľudí • Na Slovensku do r. 1950 vysoký výskyt endemickej strumy stopdent.ppt

32. Poruchy metabolizmu jódu • Hormóny štítnej žľazy, metabolizmus, ale aj diferenciácia tkanív a intrauteriinný rozvoj CNS!!! • Jodidovaná kuchyňská soľ • Prívod ani dnes nie je idálny (USG štítnej žľazy) • Aj strumigény (kapusta) môžu narušiť metabolizmus jódu a štítnej žľazy stopdent.ppt

33. Doporučený prívod jódu stopdent.ppt

34. Ukazovatele metabolizmu jódu stopdent.ppt

35. Následky deficitu jódu stopdent.ppt

36. Opatrenia • Jodidácia soli (35 mg/kg KIO3jodičnan) • Kŕmné zmesi v živočíšnej výrobe (mlieko) • Ryby, dary mora • Obohatené potravinové výrobky • Suplementácia u tehotných žien a počas laktácie stopdent.ppt

37. Zvýšený prívod - Japonsko alebo prehnaná suplementácia • Až miligramy! • U strumy - tyreotoxikóza • Spustenie autoimunity (v experimente) • opatrnosť u autoimunitných ochorení • Zdravú štítnu žľazu neohrozuje Zamrazil, 2004 stopdent.ppt

38. Flór, F - metabolický jed/prevenvia zubného kazu • Už 0,1 mmol/l fluoridu blokuje enolázu baktérií • Fluoroapatit, ktorý tvorí 10 % zubnej skloviny je oveľa rezistentnejší na kyslú hydrolýzu ako hydroxyapatit. • Flór pomáha pri premene amorfného kalciumfosfátu na kryštalický apatit • Zubné pasty, ústne vody, tabletky KF, 1 - 2 mg/d stopdent.ppt