מוליבדן: הגדרה, סינתזה, קליטה, הובלה והפצה

מוליבדן יסוד כימי עם סמל היסוד מו ומספר האטום 42. בטבלה המחזורית הוא נמצא בתקופה החמישית ובקבוצת המשנה השישית (קבוצה VI B) או בקבוצת כרום. מבין כל האלמנטים של התקופה החמישית, המוליבדן הוא הגבוה ביותר נקודת המסה. מוליבדן, כלומר כסף-צבוע בצורתו הטהורה, הוא נדיר בקרום האדמה אך הוא המתכת הנפוצה ביותר בחמצון באוקיינוסים. זוהי אחת ממתכות המעבר ומשמשות בסגסוגות נירוסטה שונות להתקשות ולזרז (האצה) תגובות חיזור (תגובות הפחתה / חמצון). בתרכובותיה, מוליבדן מתרחש במצבי החמצון MoII +, MoIII +, MoIV +, MoV + ו- MoVI +, אשר MoIV + ו- MoVI + הם השולטים בהם. מוליבדן מייצג יסוד קורט חיוני (חיוני) כמעט לכל היצורים החיים. הצורה הזמינה ביולוגית לאורגניזם ופעילה מטבולית היא אניון המוליבדאט (MoO42-). זה משמש גורם גורם עבור חלקם אנזימים, קומפלקס של מוליבדאט ומוליבדוקטרין (תרכובת הטרוציקלית) הקשור באתר הפעיל של האנזים המתאים. מערכות האנזים התלויות במוליבדן בגוף האדם כוללות xanthine oxidase / dehydrogenase (השפלה של פורין - המרה של היפוקסנטין ל- xanthine והאחרון ל- חומצת שתן, הפועל כ- נוגד חמצון ב דם פלזמה) המתרחש בציטוזול (רכיבים נוזליים של הציטופלזמה) של התא, סולפיט אוקסידאז המקומי המיטוכונדריה ("תחנות כוח אנרגיה" של התאים) (השפלה של גופרית-מֵכִיל חומצות אמינו, כמו מתיונין ו ציסטאין - דטוקסיפיקציה של סולפיט לסולפט) ו ציטוזולי אלדהיד אוקסידאז (חמצון וניקוי רעלים (ניקוי רעלים) של שונים חנקן (N) המכילים תרכובות ארומטיות הטרוציקליות, כגון פירימידינים, פורינים ופטרידינים) [1, 4, 5, 10-13, 16, 19, 20, 21, 25, 31]. בזרז אנזימטי תגובות חיזור, מוליבדן - בעיקר בצורה של MoVI + - לוקח את הפונקציה של חומר העברת אלקטרונים בשל יכולתו לשנות מצבי חמצון. בניגוד לאחרים מתכות כבדות, כמו ברזל, נחושת, ו מנגן, מוליבדן מציג רעילות נמוכה יחסית (רעילות). עם זאת, אבק מוליבדן, תרכובות כגון תחמוצת מוליבדן (VI), ו מַיִם-מוליבדטים מסיסים, כגון טטרתיומוליבדאט, עשויים להפגין רעילות מסוימת במינונים גבוהים בגלל מהירם וכמעט שלם קליטה (ספיגה דרך המעי). בפרט, אנשים העובדים בכריית מוליבדן, ייצור מוליבדן או במפעלי עיבוד מוליבדן כפופים לחשיפה מוגברת למוליבדן. עובדים במפעל לעיבוד מוליבדן ששאפו אבק המכיל מוליבדן בקצב של כ -10 מ"ג מו ליום חוו סרום מוגבה מעט חומצת שתן רמות ועלו דם נַסיוֹב coeruloplasmin (גליקופרוטאין חשוב ב ברזל ו נחושת מטבוליזם) ריכוזים, כמו גם בריאות תלונות. עם זאת, לא ניתן היה לבצע מחקרים אפידמיולוגיים מקבילים בגלל שיעור התחלופה הגבוה (שיעור ההחלפה) של העובדים. חסר מחקרים שיטתיים ומתוכננים כראוי להערכת הסיכון לצריכת מוליבדן מוגברת לטווח ארוך בבני אדם. מסיבה זו יש חשיבות מיוחדת למחקרים בבעלי חיים. בניסויים על חולדות, הפרעות רבייה והתפתחות התבררו כאינדיקטורים הרגישים ביותר לצריכה מוגזמת של מוליבדן, מה שהביא את שתי הוועדות המדעיות הנודעות SCF (הוועדה המדעית למזון) ו- FNB (ועדת המזון והתזונה, המכון לרפואה) להסכמה. NOAEL (אין השפעה שלילית נצפתה): אין רמת השפעה שלילית שנצפתה - הגבוהה ביותר מנה של חומר שאין בו כל גילוי ומדידה תופעות לוואי אפילו עם המשך צריכת) למוליבדן של 0.9 מ"ג לק"ג משקל גוף ליום. בהפקת ה- UL (באנגלית: רמת צריכת עליונה נסבלת - רמה מקסימלית בטוחה של חומר מזין שאינו גורם לוואי בריאות ההשפעות של כמעט כל האנשים בכל הגילאים בכל צריכת החיים היומית מכל המקורות) למוליבדן, קיימים פערים בין הפאנלים בהתבסס על אי וודאות בגלל היעדר נתונים אנושיים מספקים. בהתבסס על ה- NOAEL למוליבדן, ה- SCF הפיק UL של 0.01 מ"ג מו / ק"ג משקל גוף ליום, המקביל לצריכת מבוגר של 600 מיקרוגרם לחודש ליום (פי 6 עד פי 12 בהמלצת הצריכה היומית), תוך שימוש באי וודאות. לעומת זאת, ה- FNB קבע UL למוליבדן של 100 מ"ג ליום למבוגרים, בהתבסס על אותו NOAEL אך תוך שימוש בגורם אי-ודאות של 2. לילדים ובני נוער, שני הגופים המדעיים גילו את רמות צריכת עליון נסבלות משלהם, בהתאמה נמוכה יותר ל- UL למבוגרים, מכיוון שצריכת מוליבדן מוגזמת בבעלי חיים צעירים הייתה תופעות לוואי על צמיחה. קבוצת המומחים בבריטניה בנושא ויטמינים ו מינרלים (EVM) לא קבע UL למוליבדן בגלל נתונים לא מספקים ורואה שהצריכה התזונתית המרבית של מוליבדן שנצפתה בבריטניה של 230 מיקרוגרם ליום אינה מהווה בריאות לְהִסְתָכֵּן. תרכובות מוליבדן מותרות לשימוש בתזונה תוספים ולביצור מזונות תזונתיים וקונבנציונליים הם נתרן מוליבדאט ואמוניום מוליבדאט (כמי אנדרט (בלי מַיִם מולקולות) וטטרהידראט (עם 4 מַיִם מולקולות)). לדיאטה תוספים, תוספת המוליבדן צריכה להיות מוגבלת ל- 80 מיקרוגרם לצריכה יומית מומלצת, ויש לסמן בבירור כי מוצרים כאלה אינם מתאימים לילדים עד גיל 10. עם זאת, בשל חוסר הוודאות הקיים לגבי צריכת מוליבדן יומי נוכחית וחריגות אפשריות של ה- UL, תוספת של מוליבדן לשני התזונה. תוספים ויש להימנע ממאכלים תזונתיים וממזונות קונבנציונליים של צריכה כללית. המוליבדן ריכוז בצמחים תלוי מאוד בתכולת המוליבדן בקרקע ובתנאי הקרקע או הסביבה. ירידה בחומרים אורגניים באדמה - דלדול חומוס - ו- pH נמוך בקרקע או ירידה ב- pH בקרקע הנגרמת, למשל, מגשם חומצי, המוביל להמרה של יונים MoO42 לתחמוצות מסיסות במשורה, מפחיתה את צריכת המוליבדן על ידי הצמחים. כתוצאה מכך, המוליבדן ריכוז מזון צמחי ובעלי חיים יכול להשתנות במידה ניכרת, ולכן מדווחים לעיתים על ערכים שונים מאוד לצריכת מוליבדן מהמזון וממי השתייה בבני אדם. מזונות עשירים במוליבדן כוללים מוצרי דגנים, אגוזים, וקטניות, כמו שעועית, עדשים ואפונה. לעומת זאת, במזון שמקורו בבעלי חיים, בפירות ובחלק מהירקות יש תכולת מוליבדן נמוכה [7, 10-12, 16, 25]. באזורים, כגון לינקסיאן בצפון סין, כאשר קרקעות ומזונות דלים במוליבדן ובשכיחות (מספר מקרים חדשים) של מערכת העיכול ("משפיעה על הוושט בטןגידולים הם מאוד גבוהים, העשרה של קרקעות עם אמוניום מוליבד יכולה עוֹפֶרֶת לשיפור באספקת מוליבדן ולהפחתה בשכיחות הגידול באוכלוסיה. האורגניזם הצמחי דורש מוליבדן להפעלת חנקת רדוקטאז, מוליבדואנזים הממיר חנקתי הנספג דרך האדמה לניטריט, ומספק מטבוליזם מופחת (ניתן למטבוליזציה) חנקן בצורה של אמוניום (NH4 +) לסינתזה של חומר אורגני, כגון חומצות אמינו. במקרה של מחסור במוליבדן עקב הפחתה ריכוז באדמה מתרחש ויסות (downregulation) של רדוקטאז ניטראט, לפיו חנקה בצמח מומרת לניטרוזאמינים, אשר נכנסים לאורגניזם האנושי באמצעות צריכת מזון מהצומח ופועלים כמסרטנים (סרטןחומרים הגורמים). חשיפה מוגברת לניטרוזאמינים היא אחד הגורמים לשכיחות גבוהה של גידולים במערכת העיכול בלינקסיאן. על ידי העשרת קרקעות באמוניום מוליבד, ניתן להוריד היווצרות ניטרוסאמין בצמחים ובכך להפחית את הסיכון להתפתחות הגידול. בין אם צריכת אוראלי של תוספי מוליבדן מפחיתה סרטן הסיכון אינו ברור. במחקר ההתערבות של Blot et al (1993), ובו 29,584 נבדקים לינקסיאניים בגילאי 40-69 שנים במעקב במשך 5 שנים, החלפה (תוספי תזונה) של מוליבדן (30 מיקרוגרם ליום) ו ויטמין C (120 מ"ג ליום) לא הפחית את השכיחות של גידולים במערכת העיכול ובגידולים אחרים.

קליטה

מוליבדן נספג ב מעי דק, כנראה בעיקר ב תריסריון (תריסריון) וג'חונום (jejunum), כמוליבדאט (MoO42-). מעט ידוע על המנגנון עד היום. ההנחה היא שמוליבדן קליטה הוא פסיבי ושהתהליך הזה אינו רווי. תלוי במקור יסוד העקבות, קליטה שיעורי נע בין כ 35% ל> 90% [4, 5, 11, 28-30]. תחמוצת מוליבדן ומוליבדטים, כגון סידן molybdate ו- thiomolybdate, נספגים במהירות באנטרוציטים (תאי המעי הדק אפיתל) עם יעילות גבוהה (עד 80%). קצב הקליטה גדל עם היצע יורד ומופחת כאשר ההיצע עולה על הביקוש. ככל שמזון לא מטופל או טבעי יותר, כך הוא טוב יותר זמינות ביולוגית של מוליבדן. מכיוון שלאניון הסולפתי (SO42-) יש תצורת אלקטרונים הדומה לזו של אניון המוליבדאט (MoO42-), זה האחרון מעכב את הובלת המוליבד דרך ה- apical (צד התא הפונה לומן) וגם הבסולטרלי (צד התא הפונה ל דם) ממברנות אנטרוציטים. בדומה לכך, נחושת יונים מפחיתות מעיים (מעי-פנים) ספיגת מוליבדאט.

הובלה והפצה בגוף

מוליבדאט נספג נוסע אל כבד דרך הפורטל וָרִיד ומשם לרקמות חוץ-כבדות ("מחוץ לכבד") דרך זרם הדם. תכולת מוליבדן בגוף האדם של 5-10 מ"ג (0.07-0.13 מ"ג / ק"ג משקל גוף) מופצת באופן שווה בין איברים ורקמות, עם הריכוז הגבוה ביותר שנמצא ב כבד, כליה, בלוטת יותרת הכליהועצם (0.1-1 מ"ג מו / גרם משקל רטוב). תכולת מוליבדן ב כבד ו כליה אינו מושפע מגיל ביולוגי ומגדר. באופן תאיים (בתוך תאים), קשירת המוליבדן מתרחשת אצל השניים גופרית (S) אטומים של מוליבדוקטרין. על ידי קשירת מתחם המוליבד-מוליבדוקטרין למוליבדואנזימים, הם מופעלים. בעוד אטום המוליבדן במוליבדוקטרין של תחמוצת הגופרית המיטוכונדריה יש באופן בלעדי חמצן אטומים קשורים, בקופקטור של קסאנטין אוקסידאז / דהידרוגנאז ציטוזולי ואוקסידאז אלדהיד באטום המוליבדן, אחד מאטומי החמצן מוחלף גופרית (→ פקטור מוליבדן מגופרת). לפיכך, קיימים באורגניזם האנושי שני מרכיבי מוליבדן שונים (גופרית / גופרית). מוליבדן מופיע בגוף בעיקר בצורה קשורה ורק במידה קטנה כמוליבד חופשי. בדם מלא (1-10 µg Mo / l), יסוד העקבות נמצא בעיקר ב אריתרוציטים (כדוריות דם אדומות), שם הוא קשור למוליבדואנזימים המורכבים בין היתר למוליבדוקטרין. בסרום (חלק נוזלי, נטול תאים בדם פחות גורמי קרישה), שיש לו ריכוז מוליבדן <1 מיקרוגרם / ליטר, הקושר לאלפא -2-מקרוגלובולינים (חלבונים של פלזמה בדם), כגון coeruloplasmin, נאמר כי הוא קיים, המעביר מוליבדן מהכבד לרקמות חוץ-כבדיות. בכבד, מוליבדן נמצא כמעט אך ורק במורכב עם מוליבדופרין, כאשר כ- 60% ממקרי המוליבדן הללו קשורים למוליבדואנזימים וכ- 40% מתרחשים כקופקטורים חופשיים. ב עצמות ושיניים, מוליבדן משולב במיקרו-קריסטלים אפטיים, מה שמסביר את השפעתו החיובית על בריאות העצם והשיניים. לדוגמא, השכיחות (תדירות המחלה) של עששת נמוך מאוד באזורים עם קרקעות דלות בפלואור ובמקביל, אשר קרקע עשירה במוליבדן, אשר ככל הנראה נובעת מגורם המושרה על ידי מוליבדן (המופעל על ידי מוליבדן), פלואוריד ושילובו המוגבר בשן אמייל. בפלסמה בדם עלולים להיווצר מתחמי נחושת-מוליבדן ו / או גופרית-מוליבדן מסיסים, המשפיעים על קינטיקה (קצב התהליכים הביוכימיים) של המיקרו-תזונה המתאים. לדוגמה, ריכוז נחושת או גופרית גבוה לא פיזיולוגית בגוף מוביל לקשירה מוגברת של מוליבדן, הפוגעת בהובלתו לרקמות ובהשתלבותו התוך תאית במוליבטרופין. התוצאה היא מחסור במוליבדן ופעילות מופחתת של מוליבדואנזימים. סימפטומים של מחסור במוליבדן נצפו עד כה רק בחולים עם תזונה מלאכותית קבועה, כגון סך הכל תזונה פרנטרלית (תזונה העוקפת את מערכת העיכול), עם תכולת מוליבדן נמוכה מדי ו / או ריכוז נחושת או גופרית מוגזם של תמיסת העירוי, וילדים עם שגיאת מטבוליזם מולדת נדירה, כגון מחסור בקופקטור מוליבדן (הפרעות במסלול הביוסינתטי של המרכיב האורגני של קופקטור מוליבדן, מוליבודופרין, המגביל את פעילותם של מוליבדנזימים) וחסר אוקסידאז של סולפיט מבודד (חמצון מסולפיט לסולפט נפגע, וכתוצאה מכך נוצר מחסור בסולפט ועלייה בריכוז הגופרית בכל נוזלי גוף → רעילות לגופרית), נצפים. קיים קשר הדוק בין ריכוז מוליבדן בסרום לבין מצב תפקודי כבד. לדוגמא, ניתן למצוא ריכוזי מוליבדן במספר כבד המרה ("משפיע על הכבד מָרָה צינורות ") מחלות, כגון צהבת (דלקת בכבד), שחמת כבד (שלב סיום של מחלת כבד כרונית עם ארכיטקטורת רקמות מופרעת, שינויים בצמתים) רקמת חיבור שִׂגשׂוּג), כּוֹהֶל- ונזק לכבד הנגרם מתרופות וכן מָרָה חסימות צינור (נגרמת על ידי אבני מרה, גידולים או נפיחות דלקתית עם זרימה חוזרת של מרה וכתוצאה מכך לכבד), מגלים רמות גבוהות של מוליבדן בסרום הדם. אלה מבוססים על ירידה בקליטה של ​​יסוד העקבות בכבד או על שחרור מוגבר של מוליבדן מתאי פרנכימה פגומים.

הַפרָשָׁה

מוליבדאט נספג מופרש למעשה בשתן (10-16 µg / l) דרך ה- כליה. ביעור (הפרשה) דרך מָרָה עם הצואה (הצואה) משחק תפקיד מינורי. אצל נשים מניקות, כ -10% מהמוליבדן הנקלט במעי מופרש בנוסף עם חלב (1-2 µg / l). מוליבדן לא נספג עוזב את הגוף עם הצואה. ויסות הומאוסטטי (ויסות עצמי של שיווי משקל) של מוליבדן מתרחש פחות על ידי ספיגת מעיים מאשר על ידי התאמת הפרשה אנדוגנית (הפרשה). לכליה חשיבות קריטית בתהליך זה, תוך שחרור מוליבדן לשתן כפונקציה מכמות צריכת העיכול. הפרשת הכליה (משפיעה על הכליה) מוגברת על ידי צריכת תזונה מוגברת ועל ידי סולפט (SO42-).