Микроэлементы, их значение для организма человека в совре­менных экологических условиях

Микроэлементы – это не случайные ингредиенты тканей и жидкостей живых организмов, а компоненты закономерно существующей очень древней и сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жизнен­ных функций организмов на всех стадиях развития. Выделены три основополагающих принципа ее функционирования: 1) избира­тельное поглощение микроэлементов; 2) избирательная концентра­ция их в определенных организмах, органах, тканях и некоторых органеллах клетки; 3) селективная элиминация. Вероятно, эти ме­ханизмы поддерживают микроэлементный гомеостаз (А.П. Авцын, 1972).

До тех пор, пока реакции организма в ответ на изменения концентраций микроэлементов в среде не выходят за пределы нормы реакции, организм сохраняет гомеостаз, в противном случае разви­вается экопатология (нарушаются адаптационные механизмы, про­исходят разбалансирование ферментативных процессов, изменения метаболических превращений).

В настоящее время введен термин микроэлементоз (А.П. Авцын с соавт., 1991), объединяющий все патологические процессы, вызван­ные избытком, дефицитом или дисбалансом микроэлементов. В ос­нову их классификации положен принцип, согласно которому на первое место выдвигаются этиологический фактор и характер его проявления. Это выражено в названиях микроэлементозов:

• если имеется в виду дефицит микроэлементов, то микроэлементоз трактуется как дефицитное состояние по названию элемента: купродефициты, цинкдефициты, хромдефициты, селендефициты и т.д. Употребляются также названия типа гипоиодоз или гипо­идное состояние, гипосидероз или сидеропеническое заболевание;

• если речь идет о микроэлементной токсикопатии (микроэлементном токсикозе), то и название микроэлементоза образуется для каждого микроэлемента соответственно с добавлением слова "токсикоз": Al-токсикоз, Cd-токсикоз, Hg-токсикоз, Рb-токсикоз и т.д. При этом сохраняются и такие названия, как меркуриализм, плюмбизм и др.

Микроэлементы с учетом выполняемых ими функций в организме подразделяются на эссенциальные, условно эссенциальные, условно токсичные и токсичные (Aggett P.I., 1985).

Согласно современным представлениям, ряд микроэлементов яв­ляется абсолютно необходимым (эссенциальным) для организма, оптимального состояния его здоровья. К ним относятся железо (Fe), медь (Cu), цинк (Zn), марганец (Mn), хром (Cr), селен (Se), молибден (Mo), кобальт (Со), йод (J₂). Микроэлементы входят в состав общей регуляторной системы ор­ганизма, поддерживающей его гомеостаз. Они влияют на оплодотворение, развитие, рост, жизнеспособность организма, его иммунологические свойства, дыхательную функцию гемоглобина и прочие важнейшие функции.

Влияние микроэлементов на обменные процессы реализуется, прежде всего, через их воздействие на генетический аппарат клетки. Связываясь с нуклеотидами, ионы металлов вызывают существен­ные изменения в структуре нуклеиновых кислот. Так, Zn, Mg и Мn входят в состав ДНК- и РНК-полимераз, обратной транскриптазы, т-рНК-синтетазы, фактора инициации трансляции и др.). Отсутствие ме­таллов ведет к дестабилизации двойной спирали ДНК и ее частич­ной денатурации. Присоединение металлов может ослабить элект­ростатическое отталкивание между цепями ДНК; привести к раз­рыву водородных связей между парами азотистых оснований; Сr и Fe могут включаться в структуру ДНК, образуя поперечные сшив­ки между нитями, и видоизменять ее структуру.

Поэтому дефицит, избы­ток и дисбаланс микроэлементов в организме человека может при­водить к различным генетическим нарушениям на уровне гамет (гаметопатиям) в виде генных, хромосомных или геномных мута­ций. Нарушение обмена микроэлементов (как недостаток их, так и избыток) в организме беременной женщины может вызывать раз­личные пороки развития (таблица 18).

Таблица 18.