Биоэлементы(Луцкий Д.Л., Николаев А.А)

Физиологическая роль

^ Первые данные о механизмах, лежащих в основе биологической акт ивносги цинка, были получены D. Keilin и I. Mann (1940). показавшими, что цинк входит в состав карбоангидразы эритроцитов. В насгояидее время цинк найден более чем в 200 метаиоферментах. участвующих в самых различных мегаболических процессах, включая синтез и распад углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот.

В связи с тем.^что цинк имеет заполненную d-подободочку (d,Cf-)лек«рошш конфигурация), он не обладает переменной валентностью.*! в окисленном гиде всегда двухвалентен.

-'Координационное число цинка обычно равняется четырем, что позволяет ему образовывать связи с четырьмя лигандами. Подобные комплексы цинка имеют тетраэдрическое строение и отличаются стерически от квадратных планарных ком­ плексов двухвалентной меди. Известны и октаэдрические комплексы цинка, в кото­ рых участвует 6 лиганд ов. Ионный радиус цинка меньше, чем у двухвалентной меди (0.074 и 0.092 нм соответственно). По этой причине ион цинка несет более концентри­ рованный заряд, чем ион двухвалентной меди, и обладает большим сродством к элек­ тронам.-Химическая стабильность цинка лежит, видимо, в основе ею широкого \ча­ с т я в самых различных биологических процессах, таких как гидролиз, реакции пере­ носа. присоединения к двойным связям и даже окисления-восстановления. Однако цинк в редоксеиетемах. например в алкогольде! идрогеназе. выступает не как пере­ носчик электронов, а как сильная льюисовская кислота, оттягивающая на себя элек­ тронные пары. В связи с заполненностью d-оболочки у двухвалентного цинка отсут­ ствуют хромоформные свойства в видимой области и другие спектральные харак­ теристики таких переходных металлов, как железо, медь, марганец и кобальт. Э т о й

особенностью объясняется отчасти относительно позднее обнаружение его значения для биологических процессов.

Цинк в металлоферментах присутствует в активном центре и непосредст­ венно участвует в каталитическом процессе. Но он может выполнять в ферментах и иную функцию, например, участвовать в стабилизации их третичной стру ктуры, как в сь-амидазе Bacillus subtilis. или выполнять регуляторную-роль, как в аспартаткарбамидгранеферазе. Цинк и одном ферменте может функционировать одновременно и в двух процессах - катализе и поддержании структуры, как. например, в алкогольдегидрогеназе из лошадиной печени, или катализе и рефляции активности, как в аминопеитидазе из бычьего хрусталика.

Эритроциты содержат высокую концентрацию карбонагдегидратазы (КФ 4.2.1.1). катализирующую реакцию:

С02+ Н20 <->н2со 3

Этот фермент обнаружен и во многих других тканях. В его отсутствие ско­ рость удаления С02 из организма недостаточна для поддержания жизни. Все карбонатдегидратазы из эритроцитов млекопитающих, включая человека, содержа! по од­ ному атому цинка на молекулу фермента. Столько же металла присутствует if в моле­ кулах карбоксииептидаз А и В. выделяемых с соком поджелудочной железы в двена­ дцатиперстную кишку и осуществляющих деградацию полинентидных цепей с кар­ боксильною конца. Содержание карбоангидразы исследовано при многих-болезнях человека.

Цинку принадлежит важная роль в синтезе бе : нуклеинов.ых кислот. Он присутствует во всех 20 изученных в настоящее время \.>«лео'гидилтра!гсферазах. а его открытие в обратных транскриптазах впервые позволило установить тесную взаи­ мосвязь с процессами канцерогенеза. Цинк необходим для стабилизации структуры ДНК. РНК и рибосом и. входя в состав аминоацил-тРНК-синтетаз и факюра элопга-

нии белковой цепи у млекопитающих (1Т Ч ), играет важную роль ь процессе трансля­ ции и незаменим, таким образом, на многих ключевых этапах экспрессии iena. В-пой связи становится понят ной задержка роста и развития у человека и лабораторных животных при алиментарной или наследственной недостаточности цинка.

Молекулярные основы патологии при недостатке Win избытке цинка

'Токсичность пинка невелика, при введении его в избытке он не кумулирует­ ся, а выводится. Однако в литературе имеются отдельные сообщения о токсическом влиянии цинка.

В противоположность )тому большое значение для клинической медицины имеют цинкдефицитные состояния организма. V' человека классификация цинкдефнцитных состояний разработана Д. Л. Жаворонковым (1983). Наиболее удобно подраз­ делять цинкдефицитные состояния человека в соответствие с различными возрастны­ ми периодами. Так.'по данным ряда авторов, цинклефицитная патология разных пе­ риодов индивидуального развития представлена следующим образом.

Лшпснатачьпый першяУ У 13-18 % беременных с дефицитом цинка отмеча­ ется наличие пороков у плода и новорожденных: гидроцефалия., микро- и аиофтальмия. растепление неба, искривление.позвоночника, образование грыж, пороки сердца

и др. (подтверждено экспериментально).

Посптатсиьный период. Эндогенный дефицит цинка при врожденных и ге­ нетических заболеваниях: Ь иперопатический акродермагит ; аутосомно*- рецессивное заболевание, сопровождающееся нарушением .сиптеза'белка -. лиганда для связывания, всасывания и транспорта металла: 2) клинические формы серповид­ но-клеточной анемии, сопровождающиеся хроническим гемолизом и цинкурией вследствие нарушения клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции.

Экзогенный дефицит цинка. К нему относятся: I) алиментарная недостаточ­ ность: а) симптомокомплекс тяжелой железодефицитной анемии с гонатосплсномегалиеи. карликовостью, половым недоразвитием, нарушением нормальною оволосения, атрофией яичек и предстательной железы - болезнь Прасата: б) синдром иднопатической гиногевзии и гипосмии с дизосмией: в) у беременных •прямая корреляция меж­ ду снижением концентрации цинка в сыворотке крови и частотой слаооети родовой деятельности, атонических кровотечений, преждевременных родов и .врожденными уродствами новорожденных: 2) при заболеваниях: а) жедудочио-кищечжч'о^тракта (иоеттастрэктомическом синдроме, хронических энтеритах, колитах, болезни Крона и др.) - дерматит, гипогевзия с гипосмией: б) печени (алкогольный цирроз и др.) - дер­ матит. I иногевзия с дизгевзией и гипосмия с дизосмией.

Уже эмбрион и плод в критические периоды своего развития чувствительны к недостатку цинка в организме матери. Возникающие при этом цинкдефицитные состояния сопровождаются рождением незрелого плода, а также формированием раз­ ного рода аномалий. Концентрация же этого микроэлемента в тканях зрелого новоро­ жденного идент ичны таковым у взрослого организма.

В постнагальном периоде цинкдефицитные состояния могут быть обуслов­ лены эндогенными, экзогенными и ятрогенными причинами. В первом случае они сопровождают некоторые врожденные и генетические заболевания. Во втором они возникают при первичном алиментарном недостатке этого микроэлемента а также при мпо!И\ хронических заболеваниях органов пищеварения. Ятрогепный дефицит цинка развивается при несбалансированном в отношении микроэлементов иа^ентера!ьном питании, а также при длительном лечении цитостатиками. D- пеницилламипом. L-гисти типом.

20

Алиментарная недостаточность данного микроэлемента у детей приводит к симптомокомндексу. впервые описанному в 1961 г. A. S. Prasad и соавт. Успешное лечение этих больных сульфатом цинка подтвердило ведущую роль недостаточности цинка в этиологии данного синдрома.

Дефицит пинка у взрослых сопровождается развитием синдромов, связан­ ных с поражением кожных покровов (типа так называемого энтероиатического акродерматита) и с нарушением вкуса и обоняния.'

Установлено, что целый ряд кожных заболеваний у человека и животных связан с недостаточностью цинка и поддаются лечению соединениями этого микро­ элемента.

Цинку принадлежит важная роль в развитии скелета.

Цинк играет важ ную роль в процессе заживлении ран. Ьыдо также отмечено, что в волосах больных с обширными ожогами содержится пониженное количество цинка. Разработав количественный метод оценки скорости лечения ран. авторы пока­ зали, что она прямо коррелировала с уровнем цинка в волосах.

Известно большое количество работ о роли цинка в процессах воспроизведе­ ния потомства. При дефиците цинка наступает угнетение сперматогенеза и развит ия первичных и вторичных лодезых признаков у самцов, всех этапов половог о цикла у самок - от течки до родов, 'i также лактации. Мри этом чувствительность к дефициту цинка у самцов выше, чем у самок, а у молодых животных значительно выше чем у взрослых. Недостаточность цинка влечет* за собой замедленное развитие семенников, их придатков, предстательной железы и гипофиза, а также атрофию снсрматогснного эпителия семенников. Задержка развития семенников является характерным призна­ ком недостаточности цинка у коз, телят, овец и человека.

Важной особенностью цинка является его влияние на выработку поведенче­ ских рефлексов. Как показали D. Caldwell и D. Oberleas (1970). у потомства'самок крыс, испытывавших умеренную недостаточность цинка, значительно медленнее вы­ рабатываются условные рефлексы, чем у потомства матерей, получавших с пищей нормальное количество этою микроэлемента. При дефиците этого микроэлемента в последней трети беременности уменьшаются объем мозга и общее число нервных клеток, изменяется ядерно-иитоплазматичеекое соотношение, что указывает на у гне­ тение клеточного деления в период формирования крупных нейронов.

Недостаточность цинка у человека может быть вызвана приемом гистидина, используемым При лечении ожирения. Гистидин высвобождает цинк из его сочи­ нения с альбумином, и он выделяется с мочой в виде цинк-гистидинового комплекса. На фоне дефицита цинка вначале ухудшается и теряется аппетит, а затем снижаются и извращаются обоняние и вкус. Механизм действия цинка на вкусовой анализатор объясняется наличием его з специальном белке - |устине. вырабатываемом в около­ ушных слюнных железах. Молекулярная масса его равняется 37000. В одной молеку­ ле имеются два атома цинка и 8 % остатков гистидина. Показано, что этот белок спе­ цифически связывается с мембранами вкусовых сосочков, регулируя скорость их рос­ та и поступление в них питательных веществ [Henkin R. 1..-1977).

СЕЛЕН

J4Se78<96 4р4

Содержание в органах и тканях

С. Г. Casey и соант. (1982) представили концентрации селена в различных тканях и органах в зависимости от возраст. Гак. у эмбрионов уровень-селена в пече­ ни равен 1.26 мг/i сухой массы, у детей в возрасте 4-5 месяцев в печени и почках со­ держится 0.58 и 2.07 соответственно. У лиц в возрасте от 15 ло 74 лет концентрация селена сос’*авляет в печени, ночках, мышцах, сердце и легких 0.37-0.72: 0.64-6.17: 0,11-0.43 и 0.57-0.8 мкг/г массы COOTHCICIBCHHO.

	Г Суточный баланс Se для человека					j
)лемеит,	Поступление с			1^	Выделение с		1
единица	Пищей и	Воздухом	А!очои		h	1		/1-носам U
измерения	жидкостями		50,0		-----------------------------------
Селен.,мкг	150,0			_20_.0_. j__ 80.0___ ____0.3___

Поступление

Всасывание селена'может осуществляться через пищеваршельный факт, кожу и легкие. Усвоение растворимых форм селена в пищеварительном гракте проис­ ходит на 80-100 %. В част нос! и. С. О. Thomson и соавт. (1972. 1973) ь жеперимешах на крысах с введением изотопа 75Sc показали, что 91-93 % этого микроэлемента вса­ сываются в желудочно-кишечном трапе. В то же время у 3 мужчин-добровольцев всасывание составляло только 70. 64 и 44 % соответственно. У взрослых людей вса­ сывает ся от 76 до 100 % ввеленного per os селена в виде 'Se мст ионина. *

Наиболее интенсивно всасывание селена происходит в лвеначцатинерстной и в несколько меньшей степени - в тощей и подвздошной кишках. В.желудке экл

микроэлемент практически не усваивается. Из почек селен усваивается на 87 %. л из мышц рыбы - всего на 64 %.

Транспорт

Транспорт и депонирование селена осуществляются, по-видимому, особыми белками, содержащими селеноцистеин, и названными соответственно селенопротеином Р из плазмы крови и селепопротеином Р, из почек и печени. Селенопротеин Р найден у крыс и макак резусов. Он имеет молекулярную массу 85000. синтезируется в печени и переносит селен в семенники, селезенку и прочие ткани, в которых найден еще ряд белков, содержащих селен. Взаимоотношение между указанными соедине­ ниями селена представлены на схеме I .

Схема I. С интез и функции селеноцистеинсодержащего белка Р [Motsenbockcr М. А а а!.. 1984]

Печень

► Глутатионпероксидаза

		юнопротемн Р
	3	7 \
Семенники		Кровь
Селезенка
Прочие ткани	03 Селенопротеин Р плазмы крови

С одержание селенонопротеина Р в плазме зависит от уровня селена. !всту­ пающего н организм. При высоких дозах селена в тканях отклепывается не идентифи­ цированное соединение этого микроэлемента, не извлекаемое вместе с белками.

Селен облачает большим сходством с серой. Их атомы имеют близкую кон­ фигурацию наружных электронных оболочек, почти одинаковые размеры и схс шые энергию связи, ионизационные потенциалы и сродство к электронам. В то же ■^емя в живых системах эти два элемента ведут себя зачастую совершенно по-разному. В частности, в организме животных соединения селена" подвергаются обычно восста­ новлению. а серы - окислению. Селеноводород является более сильной кислотой, чем сероводород, и диссоциирован в большей степени, чем последний. ')ю относится и к сгепени диссоциации селено- и сульфгидрильных групп.

В живой природе найдены различные соединения селена, являющиеся рав­

ным образом производными селеносодержащих аминокислот и продуктами метили­ рования селена.

Элиминация

После введения радиоактивного селена значительная его часть связывайся с белками плазмы. При этом оказалось, что эритроцитам в данном процессе принадле­

жит важнейшая роль, так как 75Se в виде селенита чрезвычайно быстро (в пределах нескольких секунд) проникаст через их мембраны [МсМиггау С. П.. Davidson W.. 1974). Уже через 1-2 мин в эритроцитах концентрируются 50-70 % всею селена крови. Затем в течение 15-20 мин почти весь селен выходит из эритроцитов, связываясь сна­ чала с альбуминами, а затем и с глобулинами плазмы крови. Важно подчеркнуть, что в отсутствие эритроцитов белки плазмы крови человека мало связывают этот микро­ элемент и 97.0-99.5 % 7>Se диализутотся.

Физиологическая роль

Глутатионпероксидаза - первый селеносодержащий фермент, найденный в организме млекопитающих. Он предохраняет клетки от токсического действия пере-

кисных радикалов. / Фермент не обладает с трогой специфичностью по отношению к перекисям и

нуждается в качестве кофактора в глутатионе. который в ходе ферментативной реак­ ции подвергается окислению:

1Ш +■2GSH ~> Н20 + GSSG

ROOM + 2 G S1 1 R O H + П2С + GSSG

В этой реакции электрон, однако, переносится на перекись не с восстанов­ ленного глутатиона, а с селенола. который при iroM переходит в селенистую кислоту, а затем последняя регенерируется в селенол восстановленным глутат ионом.

Взаимосвязь между" селеном и витамином Е объясняется их воздействием на разные этапы образования органических перекисей. Токоферолы служат антиокси­ дантами по отношению к ненасыщенным липидам плазматической мембраны, предо­ храняя их от разрушения свободными радикалами, образующимися иод действием ферментов и различных окислительных агентов и индуцирующими авгокаталитическуто цепную реакцию окисления ненасыщенных жирных кислот. Токоферолы инги­ бируют эти процессы, перехватывая, вероятно, образующиеся .радикалы.

Селеносодержащая глутатионпероксидаза разрушает как перекись водорода, так и перекиси липидов, тогда как субстратом не содержащей селен гдутатионпероксидазы. (синоним: глутатиои-Я-трансфераза В) и каталазы является только перекись водорода. При перекисном окислении липидов возникает малоновый диальдегид. который выступает в качестве сшивающего агента, образуя шиффовы основания с аминогруппами белка. В результате появляются белково-липидные комплексы, отно­

симые к липофусцинам.

В опытах in vitro установлено, что селен может замещать' кислотнолабильную серу в иутидаредоксиис. адренодоксине и ферродоксине. сохраняющих при Э10М свою биологическую активность. В этой связи А. Т, Diplock и .1. A. Lucy в 1973 г. предложена гипотеза согласно которой одной из биохимически активных форм селена может являться селенид, находящийся в активном центре еще не иден­ тифицированных негемовых железонротеидов. Было установлено, что кислотнолабильный селен связан главным образом с мембранами митохондрий и агранулярной эндондазматической сети. Селену принадлежит специфическая, зависящая от витами­ на IС. роль в эндоилазмат ическом ретикулуме. где этот элемент входит в состав негемового жслезосеропротеида X. Он функционирует в качестве переносчика электронов между флавоиротеидом и цитохромом Р-450. NADFH-зависимой цепи !:ереноса элек­ тронов микросомной фракции печени.

H:Se способен вступать в реакцию с металлами, образуя нерастворимые комплексы.' понижающие биологическую доступность селена и металла. Это взаимо­ действие лежит в основе снижения токсичности металлов повышенными дозами се­ лена. Образованием биологически недоступных соединений селена с металлами объ­ ясняется способность серебра, кадмия и др. вызывать у животных вторичную недос-

таточиость селена и блокировать синтез глутатионпероксидазы при рационах, содержащих адекватное количество селена. Детоксикациопное действие селена но 01ношению к металлам при их большом избытке может быть связано со способно­ стью этого микроэлемента восстанавливать дисульфидные связи в белках в SHгрунны. которые затем «улавливают» тяжелые металлы.

I!редполатается. что селен вовлекается в целый ряд анаболических процес­ сов в форме IbSe. например, при синтезе глутатионперокеилазы. при перфузии пече­ ни селенитом. Аналогичным путем происходит, по-видимому, синтез и других функ­ циональных и нефункциональных ссленопротеидов.

Молекулярные основы патологии при недостатке или избытке селена

Наиболее известным проявлением, недостаточност и селена у живот ных являстся алиментарная мышечная дистрофия (беломышечная болезнь), причиняющая значительный экономический ущерб животноводству в различных странах;

В последние годы дефицит селена рассматривают как возможный этиологи­ ческий фактор при некоторых сердечно-сосудистых-заболеваниях. Еще в 1935 г. у людей была впервые выявлена болезнь Кешана. Однако систематическое изучение этого заболевания было проведено в 60-х годах только в Китае, где оно носит эндеми­ ческий характер и предотвращается введением селенита натрия. Болезнь Кешана представляет собой эндемическую фатальную миокардионаТию. для которой харак­ терны аритмии, увеличение размеров сердца, фокальные некрозы миокарда, за кото­ рыми следует сердечная недостаточность. Наиболее типично это заболевание дл* детей обоих полов и беременных женшин. Это заболевание имеет бис* еохимичсскую природу и встречается только в определенных ареалах 40 провинций, простирающих­ ся от северо-востока до юго-запада Китая, который можно определить как селеноде­ фицитный пояс.

Экспериментальные исследования С. В. Hong и С. К. Chow (1988) привлекли внимание к еще одной форме седенодефицита, протекающег о на фоне недостаточно­ сти витамина IL - эозинофильному энтериту (ЭЭ) человека, домашних и лабораторных животных. Иго впервые описали A. L. Ureles и соавт. в 1961 г. под названием «идиопатическая юзинофильная инфильтрация». ЭЭ и эозинофилия. вероятно, возникают в результате избыточною образования продуктов окисления. Ссденодефицит' может вызвать у крыс также некроз мышц, тубулярный нефроз, очаговые некрозы печени и гемолиз эритроцитов, которые излечиваются препаратами еелеча и ви!амина F. По­ следний проявляет антиокислительное действие с помощью механизмов, инактиви­ рующих свободные радикалы, в то время как селен, входящий в состш; глутатиоипероксидазы. катализирует восстановление токсичных перекисей водорода.

У всех изученных видов животных дефицит селена вызывает нарушение ре­ продуктивной функции. Улучшение воспроизводительной функции у очен и крупного рогатого скота при совместной даче селена и витамина F. отмечено в ряде селенодефицигных биогеохимических провинций Шотландии и Калифорнии.

Следует отметить, что токсический эффект селена к настоящему времени хорошо изучен на животных в ареалах с избытком селена, в то время как в литературе имеются лишь немногочисленные данные об отравлении селеном человека.

Наиболее типичными симптомами селенового токсикоза являются пораже­ ния ногтей и волос. Кроме того, наблюдаются желтушность. шелушение эпидермиса, повреждения эмали зубов, артриты, анемия, нервные расстройства. В биогео' имических селеновых провинциях у людей встречаются хронические дерматит ы, постоянная усталость и потеря аппети та, депрессия, г астроэнтериты, дегенерация печени и уве.ти-

чение размеров селезенки. Избыток селена в среде неблагоприятно влияет на про­ цессы оссификании и на состояние зубов. При высоком содержании этого микроэле­ мента в питьевой воде у людей нарушается формирование эмали.-снижается поступ­ ление кальция без изменения усвоения фтора.

Существуют немногочисленные данные о тератогенном действии селена. Этот микроэлемент в органической или неорганической форме относительно легко проникает через плаценту в плод. Селен в концентрации 3 мкг/г вызывает уменьше­ ние числа особей в помете третьего поколения у мышей и крыс. При эксперименталь­ ном повышении уровня этого микроэлемента в организме матери отмечаются дефек­ ты развт ия эмбрионов у кур. крыс, свиней, овен и кошек. В селеновых ареалах поро­ ки развития отмечены также у цыплят и ягнят.

Полученные А. А. Жаворонковым (1988) данные однозначно свидетельствчют о непосредственном повреждающем влиянии селена на опухолевые клет­ ки человека, причем не только на пролиферирующие клетки, но и на интерфазные

опухолевые клетки.

Необходимо отметить, что уменьшение частоты спонтанных и химически индуцированных опухолей у лабораторных животных при введении селена, а также закономерное снижение его уровня в организме онкологических больных еще раз свидетельствуют- о его принципиальной зиачимбсти в качестве важного компонента сбалансированного питания.

26

иод

5 3 т т 5

*126,9045 5 р

КП

L	ж
	W	M
М	н
	Н|Н|Н
N	н	н и	п п	н
	п \ п \ и
°	f n	№ и	п \п	п\
	и	tt t

Содержание в органах и тканях

Йод - истинный биомикроэ.темент. По данным Л. К. Сзаросельцевой ( 1978). в организме взрослог о человека он содержится в количестве 20-30 мг. в том чиете и в щитовидной железе - около 10 мг. Орган - концентратор йода щитовидная же теза микроскопически ее паренхима состоит из трех видов клеток (А. В и С), из которых только А- и В-тироциты обладают выраженным свойством специфически захватывать неорганические соединения йода из протекающей через железу крови и синтезировать органические соединения йода - тироксин (Т4) и трийодгир'опи!. ( 1:). оГчадаюшие гормональной активностью. С-клетки щитовидной железы, выделяющие гормон кальцитонин. неорганического йода не захватывают. Поступление йода в шитовт-

ную железу регистрируется уже в антенатальном периоде, в частности \ человека на 10-и неделе эмбрионального развития.

В *Р°®И здорового человека содержится 0.67±0.28 мкмоль/л йода: из этого

количества .о /о находятся в плазме крови, главным образом	в виде органических
единении иода При гипертиреозе содержание йода в крови	может возражать ю
7.88 мкмоль/л.	-tv

(уточная потребность человека в йоде составляет 50-60 мкг. что многими исследователями признается недостаточным, так как оптимальная деятельность щи­

товидной железы и жизнедеятельность всего организма требуют значительно боль­ ших количеств йода, не менее 300 мкг.

Из крови йод проникает в различные органы и ткани, а также частично де­ понируется в липидах. Он в значительных количествах накапливается в почках, и слюнных железах, которые осуществляют ею выделение из организма. Главными путями выделения йода являются почки. Повышенные концентрации этого микро­ элемента найдены также в яичниках, гипофите, желчи и слюнных железах. В мышцах концентрация йода в 1000 раз ниже, чем в щитовидной железе.

Щитовидная-железа взрослых 'млекопитающих, в том числе и человека.-со­ держит в норме 15.8-39.4 ммоль/кг йода (на сухое вещество). Иод присутствует в щи­ товидной железе-в виде МГГ (монойодтирозин). ГИТ (дийодтирозин). Т4(тироксин). 1? (трийодтиронии), полипептидов, содержащих '1\. .тироглобулина и. вероятно, еще ряда других йодсодержащих соединений, в том числе гистидина.

		i-ный баланс I для человека			^
Хтемент,	Поступление с			Выделение с
елинипа	Пищей и	Воздухом	Мочой	Калом	Потом	Волосами
измерения	жидкостями
Иод. мкг	200,0	0,5-35.0	170,0	20.0	6.0	2.3	1

Поступление

И пищей воде йод присутствует в виде йодидов, которые всасываются на протяжении всего пищеварительного тракта. Йодиды, поступившие'через рот. быст ро и почти полностью всасываются и лишь незначительная ич часть выделяется' с калом. Иодированные аминокислоты, включая йодтиронины. также хорошо усваиваются, хотя и с меньшей скоростью и полнотой, чем йодиды. Некоторая часть связанного ими йода может быт ь обнаружена в кале, в составе органических метаболитов, а ос­ тальное количество распадается в пищеварительном тракте с образованием йодидов. Прочие соединения йода, прежде чем всосаться, также восстанавливаются до йоди­ дов.

Транспорт

Тироглобулин - основной компонент коллоида фолликулов - является гдикопротеином с молекулярной массой 660000. состоящим из четырех идентичных субьсдиниц. содержит 0.5-1.0 % йода и 8-10 % углеводов. Ои представляет собой за­ писную форму тирсоидных-гормонов и содержит обычно 90 % от общего количества Йода, прису ктвуюшею в щитовидной железе.

R крови йод также присутству ет в неорганической и органической формах, ('одержание йодидов в плазме крови в норме колеблется в пределах 6.3-47.3 нмоль/л. Орпшические соединения представлены преимущественно Т.,. отсутствующим в эритроцитах. Т., обычно связан с белками плазмы крови и только очень незначитель­ ная сю часть (менее 0.5 % ) находится в свободном виде. Около 10 % органическою Йода плазмы представлено Т3 и D1T. Тироглобулин встречается в плазме только при патологических состояниях, тогда как йодтирозины появляются ь периферической крови при стимуляции щитовидной железы тиреотропным гормоном (ТТГ) или при I иперI иреозе. Йод. связанный с белками плазмы крови, обозначается как PBI (от англ. Protein bound I) или экстрагируемый бутанолом йод (BF.1), и его содержание хорошо коррелирует с функциональной активностью щитовидной железы, в связи с чем его определение используется в диагностических целях. У взрослых лиц содержание PBI колеблется в пределах 0.32-0.64 мкмоль/л.

Тироксин связывается в крови тремя различными белками. Fro специфиче­ ским переносчиком является гликопротеин с молекулярной массой 55000. состоящий

29

28

из чешрех идентичных суоъединиц и имеющий один участок связывания гормона. Он мигрирует при электрофорезе между « г и а 2-глобулинами и носит название «ин- тер-и-гдобулин» иди «тироксинсвязывающий глобулин» (TBG). При повышенных концентрациях тироксина и pH 8,6 он частично связывается преа.тьоумином, который способен переносить в 4 раза больше йода, чем TBG. Небольшие количества тирокси­ на могут связываться также альбумином. Сродство Т3к TBG почти в 10 раз ниже, чем у I4, чго благоприятствует поступлению Г3 в гкани и определяет период его нод\вы­ ведения. составляющий около 2 суток против 6-7 суток у Т4 Концентрация свобод­ ных 13 и Г4 в плазме крови составляет 6 и 20 нг/д соответственно. В норме 85-90 % йода плазмы крови приходят ся на долю и только 4-5 % - на \\.

Элиминация

Иол выделяется из организма главным образом с мочой. Содержание то ю микроэлемента в моче хорошо коррелирует с его концентрацией в крови и посту пле­ нием л I в щитовидную железу. Выделение йода происходит также с молоком, потом и катом. В тропических странах при низком уровне йода в среде его потери с потом мо»ут привест и к существенному снижению содержания этого микроэлемента в орга­ низме. В норме уровень йода в моче подростков составляет более 0,051 мкмоль на 1 ммоль креатинина детей 5-10-детнего возраста - 0,034 мкмоль и взрослых - 0.077 мкмоль. Содержание йода в суточном количестве мочи менее 0.31 мкмоль можно рассматривать как* показатель недостаточности этого микроэлемента при условии нормальной функции почек.

Йодид-ионы, подобно хлорид-ионам, легко проникают через клеточные мембраны, поэтому общий неорганический пул йода в организме включает как йоди­ ды, присутствующие во Ьнеклеточном пространстве и эритроцитах, так и в концен­ трирующих иод железах —щитовидной, слюнных и слизистой оболочке желудка.

Восполнение метаболического пула йодидов в организме происходит непре­ рывно как за счет экзогенных источников - пищи и воды, так и эндогенных - секре­

ции щитовидной железы, слюны, желудочного сока и, наконец, всасывания продуктов распада тиреоидных гормонов.

Йодиды непрерывно покидают свой метаболический пул в результате дея­ тельности щитовидной и слюнных .желез, почек и желез слизистой желудка конку ри­ рующих между собой за доступные количества этих ионов. В обмене йода принимают участие три метаболических пула: неорганический йод плазмы крови, йод щитовид-

нои железы и пул гормонального йода, присутствующего в плазме крови в клетках других тканей.

Физиологическая роль

Щитовидная железа человека должна улавливать около 60 мкг йода j а чтобы обеспечить адекватное снабжение организма тиреоидными гормонами. rv рективпоеть работы железы, масса которой составляет 15-25 г (0.28 % от обще»' массы тела), обеспечивается густой сетью кровеносных сосудов и совершенством механизма улавливания йода («йодного насоса»). Последний в условиях физиологической нормы функционирует при разности концентраций йода между внеклеточной жидкостью и цитоплазмой, равной 1: 100. а при токсическом зобе или при йодной недостаточности -даже более чем I : 400. Йодный насос является активным транспортным механиз­ мом. сопряженным с Na\ К'-АТФазой. подавляется оубаином и находится год регу­ ляторным воздействием Г ГГ. Крупные неортнические ионы могут играт ь роль кон­ курентных ингибиторов транспорт а йода. К их числу относятся ионы галоидов, такие как астат (At ) или Вг . «псевдогатоидные» ионы - тиоцианат (SCN) и селеноцианид.

(SeCN). а также ионы негалоидной природы - нитрат, перхлорат, псррснат (ReO;) и пертехнетат (Тс()4). В клиническом отношении наиболее важен тиоцианат - зооогспное в е щ е с т в о (гойтероген). образующийся из цианидов, высвобождающихся при гид­ ролизе цианосодержащих гдикозидов ниши. Для диагностических целей (сканирова­ ние щитовидной железы) имеет определенное значение также пертехнетат в виде °'),г‘ Гс04. чему благоприятст вует его короткий период полураспада (6 ч). отсутствие [}-

излу чения и у-радиации. f

Иодиды после выхода из эпителиальной клетки фолликула в его внутреннее пространство, занятое коллоидом, окисляются тироидперокеидазой до «активного), йода, п р и о б р е т а я способность реагировать с остат ками тирозина-полипептидной цепи

тиро! лобудина с образованием Ml 1 и D11.

«Активный» йод представляет собой либо молекулярный йод (1). либо свя­ занный с исроксидазой ион йодиния (И-Г), возможно, в виде судьфофенилйодида ()■-•

S1). либо связанный с ферментом свободный радикат.

Процесс включения йода в состав молекулы тирозина значительно менее эффективен, чем улавливание йода эпителиальной клеткой, и блокируется большим числом редуцирующих агентов, включая лекарственные препараты, например нропилт иоурацил и карбимазол. а также гойтерогенными веществами типа винидоксазо-

лидина. .	.	' *	подвергаются реао-
Йодированный тироглобулин и тиреоидные гормоны
сорбции эпителиальными клетками фолликулов, где происходя!			их протеолиз и час­

тичная деградация. Большая часть тиреоидных гормонов при этом сохраняется и сек-

ретируется в кровеносное русло.

Тиреоидные гормоны проявляют свое действие в перву ю очередь на уровне генетическою аппарата клеток-мишеней. Здесь происходит связывание Т3. специфи­ ческим ядерным рецептором с молекулярной массой 48000-70000. относящимся к кислым негистоновым белкам. Рецептор обладает высоким сродством к Т,. но ограниченной емкостью. Комплекс Гг рецсптор вступает во взаимодействие с компонен­ тами хроматина, иницииру я процесс транскрипции определенных генов с последую­

щим синтезом белков и ферментов.

Действие тиреоидных гормонов не ограничивается только ядерным аппара­ том. В клетке имеются другие специфические рецепторы Т> отличающиеся^от ядерных. Они найдены в цитоплазматической мембране, мембране митохондрий и цито­ плазме. Митохондриальный рецептор участвует в регуляции процессов энергетиче­ ского обмена, кадоригенного действия гормонов. Показано, что Т;, активирует натрие­ вый насос, отдельные этапы процесса трансляции (связывание амйноацил-тРПК с рибосомами, о б р а з о в а н и е пептидной связи, транслокацию). Глце одним интересным Г>ио IOIическим действием тиреоидных гормонов является их способность индуциро­ ван. синтез специфического белка, вызывающего неопластическую трансформацию клеток, подвергнутых воздействию рентгеновского излучения. Рецепторы на плазма­ тической мембране, участву ют в транспорте гормонов внутрь клетки или в сооытиях. связанных с мембранными белками.

Молекулярные основы патологии при недостатке

или избытке йода

Наиболее частым микроэдементозом человека и млекопитающих является йодная недостаточность 0 ипойодоз). который, как правило, проявляется в эндемиче­ ском увеличении щитовидной железы и эндемическом зобе. Величина них измене­ нии варьирует в значительных пределах. Недостаточное поступление йода в организм В.1СЧО! за собой гипофункцию щитовидной железы, проявляющуюся замедлением

30

иод

126,9045 5р5

Кt i l

L

	J L± T
	п \n\u\
м	и
	[ н	и	н
			V
N	Щ			N M и W и
		и	и
О	/ —<		)
			-----	п \ и
	и	н	1 1

Содержание в органах и тканях

Йод - истинный биомикроэлемент. По данным Л. К. Старосельцевой (1978) в opiаиизме взрослого человека он содержится в количестве 20-3() мг в том чисто и в щитовидной желе* - около 10 мг. Орган - концентратор йода щитовидная жетеза микроскопически ее паренхима состоит из трех видов клеток (А. В и С), из которых только Л- и В-тироииты обладают выраженным свойством специфически захватывать Heopi эпические соединения йода из протекающей через железу крови и синтезировать opi эпические соединения йода - тироксин (Т4) и трийодтироння (!,}. облачающие гормональной активностью. С-клетки щитовидной железы, вылетающие гормон кальцитонин. неорганического йода не захватывают. Поступление йода в щитовид­

ную железу регистрируется уже в антенатальном периоде, в частности у человека на 10-и неделе эмбрионального развития.

В крови здорового человека содержится 0.67+0.28 мкмоль/л йотаиз этого количества .Ъ /о находятся в плазме крови, главным образом в вите органических

ПРИ гипертиреозе содержание йода в крови может во-jpaмать до

(уточная потребность человека в йоде составляет 50-60 мкг. что многими исследователями признается недостаточным, так как оптимальная деятетьность щи­

товидном железы и жизнедеятельность всего организма требуют значитетьно бо т- ших количеств иода, не менее 300 мкг.

Из крови иол проникает в различные органы и ткани, а также частично де­ понируется в липидах. Он в значительных количествах накапливается в ночках и слюнных железах, которые осуществляют ею выделение из организма. Главными путями выделения йода являются ночки. Повышенные концентрации этого микро­ элемента найдены также в яичниках, гипофизе, желчи и слюнных железах. В мышцах концентрация йода в 1000 раз ниже, чем в шитовидной железе.

Щитовидная железа взрослых млекопитающих, в том числе и человека, со­ держи! в норме 15.8-39.4 ммоль/кг йода (на сухое вещество). Йод присутствует в щи­ товидной железе в виде МГГ (монойодтирозин), DIT (дийоджрозин). Т4(тироксин). Г? (rpjfiHvn иронии), полипстидов, содержащих Т4. тироглобулина и. вероятно, еще ряда других йодсодержащих соединений, в том числе гистидина.

:уточный баланс 1для человека

Хтемент,	Поступление е			Выделение с
елннина	Пищей и	Bo'idyXtfM	Мочой	Калом	Потом	Волосами
намерения	жидкостями
Иод. МКГ	200,0	0,5-35.0	170,0	20.0	6.0	2.3	1

Поступление

В пище и воде йод присутствует в виде йодидов, которые всасываются на протяжении, всего пищеварительного тракта. Йодиды, поступившие'через рот. быстро и почти полностью всасываются и лишь незначительная и\ часть выделяется''с калом. Йодированные аминокислоты, включая йодтиронины. также хорошо усваиваются, хотя и с меньшей скоростью и полнотой, чем йодиды. Некоторая часть связанного ими йода может быть обнаружена в кале, в составе органических метаболитов, а ос­ тальное количество распадается в пищеварительном тракте с образованием йодидов. Прочие соединения йода, прежде чем всосаться, также восстанавливаются до йоди­ дов. ■

Транспорт

.'Гироглобулин - основной компонент коллоида фолликулов * является гли­ копротеином с молекулярной массой 660000. состоящим из четырех идентичных субъединиц, содержит 0.5-1.0 % йода и 8-10 % углеводов. Ом представляет собой за­ пасную форму тирсоиднмх гормонов и содержи т обычно 90 % oi общею количества йода, ирису гствуюшею в щитовидной железе.

В крови йод также присутствует в неорганической и органической формах. Содержание йодидов в плазме крови в норме колеблется в пределах 6.3-47.3 нмоль/л. Органические соединения представлены преимущественно Т.*. отсутствующим в эритроцитах. Г* обычно связан с белками плазмы крови и только очень незначитель­ ная его часть (менее 0.5 % ) находится в свободном виде. Около 10 % органическою йода плазмы представлено Т3 и DIT. Тироглобудин встречается в плазме только при патологических состояниях, тогда как йодтирозины появляются в периферической крови при стимуляции щитовидной железы тиреотропным гормоном (ТТГ) или при гипертиреозе. Йод..связанный с белками плазмы крови, обозначается как PBI (от англ. Protein bound 1) или экстрагируемый бутанолом йод (ВН1), и его содержание хорошо коррелирует с функциопадьной активностью щитовидной железы, в связи с чем ею определение используется в диагностических целях. У взрослых лиц содержание РВ! колеблется в пределах 0.32-0.64 мкмоль/л.

Тироксин связывается в крови тремя различными белками. Гю специфиче­ ским переносчиком является гликопротеин с молекулярной массой 55000. состоящий

29

28

Hi чегырех идентичных субъединиц и имеющий один участок связывания гормона. Он мигрирует при электрофорезе между « г и сх2-глобулинами и носит название «ин- тер-и-глобулин» иди «тироксинсвязывающий глобулин» (TBG). При повышенных концентрациях тироксина и pH 8,6 он частично связывается преальоумином, который спосооен переносить в 4 раза больше йода, чем TBG. Небольшие количества тирокси­ на могут связываться также альбумином. Сродство Т3к TBG почти в 10 раз ниже, чем у Г4, что благонриятсгвуег поступлению Г3о ткани и определяет период его иол\ вы­ ведения. составляющий около 2 суток против 6-7 суток у Т4 Концентрация свобод­ ных' Т3 и Т4 в плазме крови составляет 6 и 20 нг/л соответственно. В норме 85-90 % йода плазмы крови приходятся на долю Г4и только 4-5 % - на Г*.

Элиминация

Иод выделяется из организма главным образом с мочой. Содержание этою микроэлемента в моче хорошо коррелирует с его концентрацией в крови и поступле­ нием '' I в шитовидную железу. Выделение йода происходит также с молоком, потом и калом. В фонических сгранах при низком уровне йода в среде его потери с потом могут привести к существенному снижению содержания этого микроэлемента в орга­ низме. В норме уровень йода в моче подростков составляет более 0.051 мкмоль на 1 ммоль креатинина. дегей 5-10-легнего возраста - 0,034 мкмоль и взрослых - 0.077 мкмоль. Содержание йода в суточном количестве мочи менее 0.31 мкмоль можно рассматривать как* показатель недостаточности этого микроэлемента при .условии нормальной функции почек.

Йодид-ионы, подобно хлорид-ионам, легко проникают через клеточные мемораны, поэтому общий неорганический пул йода в организме включает как йоди­ ды. присутствующие во Внеклеточном пространстве и эритроцитах, так и в концен­ трирующих йод железах - щитовидной, слюнных и слизистой оболочке желудка.

Восполнение метаболического пула йодидов в организме происходит непре­ рывно как за счет экзогенных источников - пищи и воды, так и эндогенных - секре­

ции щитовидной железы, слюны, желудочного сока и, наконец, всасывания продуктов распада тиреоидных гормонов.

Йодиды непрерывно покидают свой метаболический пул в резулы are дея­ тель!iocth щитовидной и слюнных желез, почек и желез слизистой желудка конку ри­ рующих между собой за доступные количества этих ионов. В обмене йода принимают участие три метаболических пула: неорганический йод плазмы крови, йод щитовид­

ном железы и пул гормонального йода присутствующего в плазме крови у в клетках других тканей.

Физиологическая роль

Щитовидная железа человека должна улавливать около 60 мкт йода л су чтобы обеспечить адекватное снабжение организма тирсоидными гормонами. г>* рективность работы железы, масса которой составляет 15-25 г (0.28 % от обще1' массы тела), обеспечивается густой сетью кровеносных сосудов и совершенством механизма улавливания йода {«йодного насоса»). Последний в условиях физиологической нормы функционирует при разности концентраций йода между внеклеточной жидкостью и цитоплазмой, равной 1: 100. а при токсическом зобе или при йодной недостаточности -даже более чем I : 400. Йодный насос является активным транспортным механиз­ мом. сопряженным с Ма\ К'-АТФазой. подавляется оубаином и находится год регу­ ляторным воздействием Г ГГ. Крупные неорганические ионы могут играт ь роль кон­ курентных ингибиторов транспорта-йода.’К их числу относятся ионы галоидов, такие как астат (At ) или Вг . «псевдогалоидные» ионы - тиоцианат (SCN) и селенопианид.

(SeCN). а также ионы негалоидной природы - нитрат, перхлорат, перрснат (ReO,) и пертехнетат ( Т е 0 4). В клиническом отношении наиболее важен тиоцианат - зобоген­ ное вещество (гойтероген).:образующийся из цианидов, высвобождающихся при гид­ ролите цианосодержатих гдикозидов пиши. Для диагностических целей (сканирова­ ние щитовидной железы) имеет определенное .значение также пертехнетат в виде oomj c0 4 чему благоприятст вует его короткий период полураспада (6 ч). отсутст вие р-

излучения и у-радиации. ?

Иодиды после выхода из'эпителиальной клетки фолликула в его внутреннее пространство, занятое коллоидом, окисляются тироидперокеидазой до «активного* йода, приобретая способность реагировать с остатками тирозина полипептидной цепи

тиро! лобулина с образованием МП и D ll’.

«Активный» йод представляет собой либо молекулярный йол (1). либо свя­ занный с иероксидазой ион йодиния (И-Т). возможно, в виде судьфофенилйодида (L-

S1). либо связанный с ферментом свободный радикат.

Процесс включения йода в состав молекулы тирозина значительно менее эффективен, чем улавливание йода эпителиальной клеткой, и блокируется большим числом редуцирующих агентов, включая лекарственные препараты, например пропилтиоурацил и карбимазол. а также гойтерогенными веществами типа винилоксазо-

лидина.'	‘ '	подвергаются реао-
	Йодированный тироглобулин и тиреоидные гормоны
сорбции эпителиальными клетками фолликулов, где происходя!		их протеолиз и час­

тичная деграчация. Большая часть тиреоидных гормонов при этом сохраняется и сек-

ретируется в кровеносное русло.

Тиреоидные гормоны проявляют свое действие в первую очередь на уровне генетическою аппарата клеток-мишеней. Здесь происходит связывание Т3. специфи­ ческим ядерным рецептором с молекулярной массой 48000-70000, относящимся к кислым негистоновым белкам. Рецептор облачает высоким сродством к IV но огра­ ниченной емкостью. Комплекс Гг рецсптор вступает во взаимодействие с компонен­ тами хроматина, иницииру я процесс транскрипции определенных генов с последуro­ llщм синтезом белков и ферментов.

Действие тиреоидных гормонов не ограничивается только ядерным аппара­ том.'В клетке имеются другие специфические рецепторы Т> отличающиеся от ядерных. Они найдены в цитоплазматической мембране, мембране митохондрий и цито­ плазме. Митохондриальный рецептор участвует в регуляции процессов энергетиче­ скою обмена, калоригенного действия гормонов. Показано, что 1 активирует натрие­ вый насос, отдельные этапы процесса трансляции (связывание аминоацил-тРНК с рибосомами, образование пептидной связи, транслокацию). Гше одним интересным биологическим действием тиреоидных гормонов является их способность индуциро­ ван» синтез специфического белка, вызывающего неопластическую трансформацию клеток, подвергнутых воздействию рентгеновского излучения. Рецепторы на плазма­ тической мембране, участву ют в транспорте гормонов'внутрь клетки или в сооытиях. связанных с мембранными белками.

Молекулярные основы патологии при недостатке

или избытке йода

Наиболее частым микроэлементозом человека и млекопитающих является йодная недостаточность (гипойодоз), который, как правило, проявляется в эндемиче­ ском увеличении щитовидной железы и эндемическом зобе. Величина я их измене­ ний варьирует в значительных пределах. Недостаточное поступление йода в организм влечо! за собой гипофункцию щитовидной железы, проявляющуюся замедлением

30

обменных и в первую очередь окислительных процессов, снижением основного обме­
на. температуры тела. Длительный дефицит йода в детском возрасте ведет к кpci и-
низму. дети резко отстают в умственном и физическом развитии, плохо развиваю! ся
мозг и'костная система. У взрослых гипотиреоз приводит к слизистому теку (микее-
леме). компенсаторному разрастанию эпителия щитовидной железы (эндемическому
зобу), связанному с секрецией гипофизом повышенных количеств ТТГ. При эффек­
тивности компенсаторного механизма наличие зоба не'сопровождается нарушением
метаболических процессов. Оно наступает только при неспособности железы проду­
цировать необходимое организму количество гормонов.
Гипофункция щитовидной железы может возникнуть и в результате дейст­
вия зобогениых веществ, которые вызывают нарушение синтеза тиреоидных гормо­
нов и соответственно повышение продукции ТГГ.приводящее к компенсаторной ги­
пертрофии шитовидной железы, зависящей от дозы гойтерогена и уровня поступле­
ния в организм йода.
В возникновении эндемического зоба определенное значение могут иметь
геохимические факторы. Исследования В. В. Ковальского.показывают, что распро­
странение эндемического зоба совпадает не -олько с недостатком йода в среде, но и с
избытком или дефицитом таких элементов, как кобальт, марганец, кальций и строн­
ций. Автор считает, что кобальт усиливает один из механизмов, компенсирующих
недостаточность йода, а именно синтетическую активность щитовидной жедезы, не		j
влияя на ее массу.	.
Щитовидная железаобладает способностью концентрировать не только йод.!
но и ряд других элементов, таких как ртуть, мышьяк, сурьма. В этой связи важно от­
метить, что зобная эндемия в Горно-Алтайской автономной области наиболее выра­
жена в пределах ртутной биогеохимической провинции, несмотря на достаточный
уровень йода в среде и проводимую противозобную профилактику. Выраженная зоб­
ная эндемия отмечена также в Южной Фергане, где в среде также содержатся повы­
шенные количества ртути и сурьмы.
Эндемический зоб - это основное местное выражение сложного патоло» иче-
ского процесса вызванного эндемическим гипойодозом. который во многих отноше­
ниях еще не изучен. Хроническое течение заболевания с периодами обострения и
возможным усилением г ормональной активности зобно-измененной щитовидной же­
лезы сменяется периодами выраженного гипотиреоза что имеет соответствующее
отражение в строении и функции других систем организма.
Очень большое клиническое и общепатологическое значение имеет диффуз­
ный токсический зоб (ЗДТ) (базедова болезнь, болезнь Г рейвса). Эго одно из самых
распространенных эндокринных заболеваний (встречается у 0.19 %	женщин и 0.03 %

мужчин). Первичный дефицит йода при ЗДТ не регистрируется. Этиология заболева­ ний не установлена. Неблагоприятными факторами являются психические травмы (у 80 % больных), инфекционные заболевания (у 10 % ). В патогенезе этою заболевания значительную роль играют нарушения симпатико-адренатовой системы. Йодный об­ мен значительно нарушен, что выражается в избыточной проду кции тироксина, трийодтиронина. а также повышением чувсгвительности периферических тканей к дейст­ вию этих гормонов. Обмен веществ характеризуется ускорением: катаболизма белков, липолиза и окисления жирных кислот, отрицательным азотистым балансом, усилени­ ем гликогенолиза в печени и мышцах, значительным обезвоживанием организма.

НАТРИИ

1'Na22,989773s*

ки

1 1П

[SN U

м □

Натрий жизненно важный макроэлемент. Он является одним из основных катионов животных организмов. Как основной катион натрий участвует в поддержа­ нии кислотно-щелочного равновесия, осмот ического давления как внеклеточных, так и вну гриклегочных жидкостей. Одна молекула натрия осмотически связывает 400 молекул волы, поэтому этот элемент способен задерживать воду в тканях и обуслав­ ливать тем самым способность биологически важных кол тоидов к набуханию. Вместе с катнем он принимает участие а возникновении нервно! о импульса.

Суточное потребление натрия человеком составляет 3-6 г. что превышает физиологическую потребность Всасывание полученного с пищей натрия начинается п желудке, но преимущественно протекает в тонкой кишке. Натрий сначала поступает

впечень, а оттуда по мере необходимости в кровь.

Вклетках существует, так называемый натриевый насос, или Na*.K!- акгивируемая аденозингрифосфатаза (КФ 3.6.1.3). Это механизм, который эффектив­ но обеспечивает выведение из клетки ионов Na' и поступление внутрь клетки ионов

К’. Ьлагодаря этому появляется па клеточной мембране градиент концентрации ионов

ивозникает электрический потенциал.

Выводится натрий преимущественно с мочой (в виде солей фосфорной, сер­ ной и органических (молочной, мочевой) кислот) - с>5 % ."меньшее значение имеет выведение натрия с потом, с калом же выводится незначительное количество этого элемента.

Недостаток или избыток натрия в организме может встречаться при рагтнчных клинических состояниях (таблица 2).

			Суточный баланс Na для человека ]
	Элемент,	Поступление с			Выделение е
	единица	Пищей и	Воздухом	Мочой	Калом	Потом	|	Волосами
	измерения	жидкостями
				3,3	0,1	0.87	|	............
	1laipufi. 1	4.4	...					0,0001

Таблица

Нарушение обмена натрия______________

1.Сочетанная потеря натрия и волы (уменьшение объема внеклеточной жидкости)

1.1. Внепочечные потери

1.1.1.Через желудочно-кишечный тракт {рвога. диарея, промывание желудка, свищи)

1.1.2.Секвестрация отечной жидкости г>брюшную полость (пери­ тонит. быстронаступающнй рецидив асцита)

1.1.3. Через кожу (потоотделение, ожчя и)

1.2.11отери через почки

1.2.1.Болезни почек (хроническая почечная недостаточность и др.)

1.2.2.Избыточный диурез

1.2.3. Осмотический диурез (глюкозурия при сахарном диабте) 1.2.4- Недостаточность минералокортикоилоа (болезнь Аддисона, гипоальдостеропизм)

I2. 1ипонатриемия

2.1.При уменьшении объема внеклеточной жидкости

2.2.При избыточном объеме внеклеточной жидкости и отеке

2.3.При нормальном или умеренном увеличении объема внеклеточной жидкости (кроме отека)

2.3.1.Острая и хроническая почечная недостаточность

2.3.2.Временное нарушение диуреза (боль, медикаментозное лечение, эмоциональное напряжение)

2.3.3.Синдром не&текватной секреции АДГ (антидиуретическою гормона)

2.3.4.Выраженная полидипсия

2.3.5.Эссенциальные

3.Гипернатрисмия

3.1.Вследствии изолированной потери воды

3.1.1.Внепочечные причины

3.1.1.1.Кожа (потери за счет перспирации влаги через кожные покровы - «неощутимые потери»)

3.1.1.2.Легкие

3.1.2.Почечные причины

3.1.2.1.Несахарный диабет (центральный, нефрогеиный)

3.1.3.Дисфункция гипоталямуса

3.2.Вследствие сочетанной потери воды и натрия

3.2.1.Внепочечные причины

3.2.1.1.Потоотделение

3.2.2.Почечные причины

3.2.2.1.Осмотический диурез (глюкозурйя. выведение мочевины)

3.3.Вследствии накопления натрия

3.3.1.11рием чрезмерного количества препаратов натрия 3.3.2. Гиперфункция надпочечников (гиперальдостеронизм. синдром Ку шинга)

КАЛИИ

19

IV39,098

К	U
L	н
	и н U
м	н
	н н
N

Калий является основным внутриклеточным катионом. Калий участвует во многих жизненно важных процессах и особую роль играет для функционирования биологических мембран в качестве потенииалобразующс!о иона. Концентрация калия внутри клеток в 40 раз выше, чем во внеклеточной жидкое'*и.

Суточная потребность в калии составляет 2-3 г для взрослого человека, а для ребенка 16-30 мг/кг веса. В растительных продуктах этого элемента содержится больше, чем в животных. Большое количество калия содержат абрикосы, персики, апельсины, бананы, ананасы, картофель, капуста, морковь, томаты, салат, редька. Даже при нормальном потреблении белков, но при недостатке калия, может развиться дистрофия. Всасывание полученного с пищей калия происходит в кишечнике. затем он поступает в воротную вену печени и постепенно в периферический кровоток.

Из организма калий выводится .преимущественно почками с мочой (80-90 %). в меньшей степени с калом и совсем в незначительном количестве с потом.

Дефицит калия (таблица 3) проявляется, прежде всею, нарушениями нервномышечной и сердечпо-сосудисчой системы. Наблюдается сонливость, дискоординация движений, тремор конечностей, брадикардия. гипотония, изменения па ')К1 .

Значительно реже, чем недостаток встречается избыток калия {таблица 4). Избыток, калия является крайне опасным состоянием. Характерны парестезии, вялые параличи конечностей, изменения ЭКГ.

Суточный баланс К для человека

	’Элемент,	Поступление, с			Выделение е
	единица	Нищей и	Воздухом	Мочой	Калом	Потом	Волосами
	измерения	жидкостями
			-	100.0	0,36	0.13	Следы* г
	Калий, г	3,3