Molybdén chemický prvok so symbolom prvku Mo a atómovým číslom 42. V periodickej tabuľke je v 5. období a 6. podskupine (skupina VI B) alebo skupine chrómu. Zo všetkých prvkov 5. obdobia má najvyššiu molybdén bod topenia. Molybdén, ktorý je striebro- sfarbený v čistej forme, je vzácny v zemskej kôre, ale je najbežnejším redoxaktívnym kovom v oceánoch. Je to jeden z prechodných kovov a používa sa v rôznych zliatinách nehrdzavejúcej ocele na kalenie a na katalýzu (urýchlenie) redoxné reakcie (redukčné / oxidačné reakcie). V jeho zlúčeninách sa molybdén vyskytuje v oxidačných stavoch MoII +, MoIII +, MoIV +, MoV + a MoVI +, z ktorých prevažujú MoIV + a MoVI +. Molybdén predstavuje nevyhnutný (životne dôležitý) stopový prvok pre takmer všetky živé organizmy. Forma, ktorá je biologicky dostupná pre organizmus a metabolicky aktívna, je molybdenanový anión (MoO42-). Pre niektorých to funguje ako kofaktor enzýmy, komplex molybdénanu a molybdopterínu (heterocyklická zlúčenina) viazaný v aktívnom mieste príslušného enzýmu. Medzi enzýmové systémy závislé od molybdénu v ľudskom tele patrí xantínoxidáza / dehydrogenáza (degradácia purínu - premena hypoxantínu na xantín a ten na kyselina močová, ktorý slúži ako antioxidant v krv plazma) vyskytujúca sa v cytosole (tekuté zložky cytoplazmy) bunky, sulfit oxidáza lokalizovaná v mitochondrie („Energetické elektrárne“ buniek) (degradácia síra-obsahujúce aminokyseliny, Ako sú metionín a cysteín - detoxikácia siričitan na síran) a cytosolická aldehyd oxidáza (oxidácia a detoxikácia (detoxikácia) rôznych dusík (N) obsahujúce heterocyklické aromatické zlúčeniny, ako sú pyrimidíny, puríny a pteridíny) [1, 4, 5, 10-13, 16, 19, 20, 21, 25, 31]. V enzymaticky katalyzované redoxné reakcie, molybdén - prevažne vo forme MoVI + - preberá funkciu činidla na prenos elektrónov vďaka svojej schopnosti meniť oxidačné stavy. Na rozdiel od iných ťažké kovy, Ako sú železo, meďa mangán, molybdén vykazuje relatívne nízku toxicitu (toxicitu). Avšak prášky molybdénu, zlúčeniny, ako je oxid molybdénový (VI), a voda- rozpustné molybdénany, ako je tetratiomolybdénan, môžu vykazovať určitú toxicitu pri vysokých dávkach kvôli ich rýchlemu a takmer úplnému vstrebávanie (absorpcia cez črevo). Zvýšenej expozícii molybdénu sú vystavení najmä jednotlivci pracujúci v ťažbe molybdénu, výrobe molybdénu alebo v závodoch na spracovanie molybdénu. Pracovníci v továrni na spracovanie molybdénu, ktorí inhalovali prach obsahujúci molybdén v dávke asi 10 mg Mo / deň, zaznamenali mierne zvýšené sérum kyselina močová úrovniach a zvýšil sa krv sérum coeruloplazmín (dôležitý glykoproteín v železo a meď metabolizmus), ako aj zdravie sťažnosti. Nebolo však možné vykonať príslušné epidemiologické štúdie z dôvodu vysokej fluktuácie (náhrady) pracovníkov. Neexistujú systematické a adekvátne navrhnuté štúdie na posúdenie rizika dlhodobého zvýšeného príjmu molybdénu u ľudí. Z tohto dôvodu majú štúdie na zvieratách osobitný význam. V experimentoch na potkanoch sa reprodukčné a vývojové poruchy ukázali ako najcitlivejšie ukazovatele nadmerného príjmu molybdénu, čo viedlo dva renomované vedecké výbory SCF (Vedecký výbor pre potraviny) a FNB (Rada pre potraviny a výživu, lekársky inštitút) k zhode na a NOAEL (úroveň bez pozorovaných nepriaznivých účinkov): úroveň bez pozorovaných nepriaznivých účinkov - najvyššia dávka látky, ktorá nie je zistiteľná a merateľná nepriaznivé účinky aj pri ďalšom podávaní) pre molybdén 0.9 mg / kg telesnej hmotnosti / deň. Pri odvodzovaní UL (anglicky: Tolerable Upper Intake Level - bezpečná maximálna hladina mikroživiny, ktorá nespôsobuje nepriaznivé účinky zdravie účinky na takmer všetkých jedincov všetkých vekových skupín v denných hodinách, celoživotný príjem zo všetkých zdrojov) pre molybdén, existujú medzi panelmi nezrovnalosti založené na neistotách z dôvodu nedostatku adekvátnych údajov o ľuďoch. Na základe NOAEL pre molybdén odvodil SCF pomocou neistoty UL 0.01 mg Mo / kg telesnej hmotnosti / deň, čo zodpovedá príjmu dospelého 600 µg Mo / deň (6- až 12-násobok odporúčaného denného príjmu). faktor 100 pre ľudí. FNB na druhej strane stanovila UL pre molybdén 2 mg / deň pre dospelých na základe toho istého NOAEL, ale s použitím faktoru neistoty 30. Pre deti a dospievajúcich odvodili obidva vedecké orgány svoje vlastné prípustné horné hladiny príjmu, zodpovedajúce nižšej ako UL pre dospelých, pretože nadmerný príjem molybdénu u mladých zvierat nepriaznivé účinky na raste. Skupina odborníkov Spojeného kráľovstva pre vitamíny a Minerály (EVM) nestanovila UL pre molybdén z dôvodu nedostatočných údajov a domnieva sa, že maximálny dietetický príjem molybdénu pozorovaný v Spojenom kráľovstve 230 µg / deň nepredstavuje zdravie riziko. Prípustné zlúčeniny molybdénu používané v strave doplnky a na obohatenie dietetických a konvenčných potravín sú sodík molybdénan a molybdénan amónny (ako anhydrát (bez voda molekuly) a tetrahydrát (s 4 voda molekuly)). Pre diétne doplnky, malo by byť pridanie molybdénu obmedzené na 80 µg na odporúčaný denný príjem a malo by byť zreteľne označené, že tieto výrobky nie sú vhodné pre deti do 10 rokov vrátane. Avšak kvôli existujúcim neistotám o súčasnom dennom príjme molybdénu a možným prekročeniam UL sa pridanie molybdénu do oboch doplnky a dietetickým potravinám a konvenčným potravinám bežnej spotreby by ste sa mali vyhýbať. Molybdén koncentrácie v rastlinách silne závisí od obsahu molybdénu v pôde a od pôdnych alebo environmentálnych podmienok. Pokles obsahu organických látok v pôde - vyčerpanie humusu - a nízke pH pôdy alebo zníženie pH pôdy spôsobené napríklad kyslými dažďami, ktoré vedú k premene iónov MoO42 na ťažko rozpustné oxidy, znižuje absorpciu molybdénu rastlinami. V dôsledku toho molybdén koncentrácie Rastlinná a živočíšna potrava sa môže značne líšiť, a preto sa niekedy uvádzajú veľmi rozdielne hodnoty pre príjem molybdénu z potravy a pitnej vody u ľudí. Medzi potraviny bohaté na molybdén patria výrobky z obilnín, orechya strukoviny, ako sú fazuľa, šošovica a hrášok. Potraviny živočíšneho pôvodu, ovocie a časť zeleniny majú naopak nízky obsah molybdénu [7, 10–12, 16, 25]. V regiónoch, ako napríklad Linxian na severe Čína, kde sú pôdy a potraviny chudobné na molybdén a výskyt (počet nových prípadov) gastroezofageálneho („ovplyvňujúceho pažerák a žalúdok“) Nádory sú veľmi vysoké, obohatenie pôd molybdenanom amónnym by mohlo viesť k zlepšeniu prísunu molybdénu a zníženiu výskytu nádorov v populácii. Organizmus rastlín vyžaduje na aktiváciu nitrátreduktázy molybdén, molybdoenzým, ktorý premieňa dusičnany absorbované pôdou na dusitany a poskytuje redukovaný, metabolizovateľný (metabolizovateľný) dusík vo forme amónia (NH4 +) na syntézu organických látok, ako napr aminokyseliny. V prípade nedostatku molybdénu v dôsledku zníženej koncentrácie v pôde dochádza k downregulácii (downregulácii) nitrátreduktázy, čím sa dusičnan v rastline premieňa na nitrozamíny, ktoré vstupujú do ľudského organizmu konzumáciou rastlinných potravín a pôsobia ako karcinogény (rakovina-pôsobujúce látky). Zvýšená expozícia nitrozamínom je jednou z príčin vysokého výskytu gastroezofageálnych nádorov v lieku Linxian. Obohatením pôd molybdénanom amónnym možno znížiť tvorbu nitrozamínu v rastlinách, čím sa zníži riziko vzniku nádoru. Či sa znižuje aj orálny príjem doplnkov molybdénu rakovina riziko je nejasné. V intervenčnej štúdii Blota a spol. (1993), v ktorej bolo počas 29,584-ročného obdobia sledovaných 40 69 osôb liečených linxianmi vo veku 5 - 30 rokov, bola nahradená (doplnok výživy) molybdénom (XNUMX µg / deň) a vitamín C (120 mg / deň) neznížil výskyt gastroezofageálnych a iných nádorov.
Vstrebávanie
Molybdén sa absorbuje v tenké črevo, pravdepodobne predovšetkým v dvanástnik (duodenum) a jejunum (jejunum), ako molybdenan (MoO42-). O mechanizme sa doposiaľ vie iba málo. Predpokladá sa, že molybdén vstrebávanie je pasívny a že tento proces nie je saturovateľný. V závislosti od zdroja stopového prvku vstrebávanie rýchlosti sa pohybujú od asi 35% do> 90% [4, 5, 11, 28-30]. Oxid molybdénový a molybdenany, ako napr. vápnik molybdénan a tiomolybdenan, sa rýchlo vstrebávajú do enterocytov (bunky tenkého čreva epitel) s vysokou účinnosťou (až 80%). Miera absorpcie rastie s klesajúcou ponukou a znižuje sa, keď ponuka prevyšuje dopyt. Čím viac je neupravená alebo prírodná potravina, tým lepšie biologická dostupnosť molybdénu. Pretože síranový anión (SO42-) má elektrónovú konfiguráciu podobnú konfigurácii molybdenanového aniónu (MoO42-), tento inhibuje transport molybdénanu cez apikálny (bunková strana obrátená k lúmenu) aj bazolaterálny (bunková strana obrátená k krv) membrány enterocytov. Podobne meď ióny znižujú črevnosť (črevo-facing) absorpcia molybdenanu.
Transport a distribúcia v tele
Absorbovaný molybdénan putuje do pečeň cez portál žila a odtiaľ do extrahepatálnych („mimo pečene“) tkanív krvnou cestou. Obsah ľudského molybdénu v tele 5-10 mg (0.07-0.13 mg / kg telesnej hmotnosti) je rovnomerne distribuovaný medzi orgány a tkanivá, pričom najvyššie koncentrácie sa nachádzajú v pečeň, oblička, nadobličkya kosť (0.1 - 1 mg Mo / g vlhkej hmotnosti). Obsah molybdénu v pečeň a oblička nie je ovplyvnená biologickým vekom a pohlavím. Intracelulárne (v bunkách) k nim dochádza k väzbe molybdénu síra (S) atómy molybdopterínu. Väzbou komplexu molybdénan-molybdopterín na molybdoenzýmy sa aktivujú. Zatiaľ čo atóm molybdénu v molybdopteríne mitochondriálnej sulfitoxidázy má výlučne kyslík viazané atómy, v kofaktore cytosolickej xantín oxidázy / dehydrogenázy a aldehyd oxidázy na atóme molybdénu je jeden z atómov kyslíka vymenený za síra (→ sírený kofaktor molybdénu). V ľudskom organizme teda existujú dva rôzne kofaktory molybdénu (odsírené / sírené). Molybdén sa v tele vyskytuje hlavne vo viazanej forme a len v malej miere ako voľný molybdénan. V celej krvi (1 - 10 µg Mo / l) sa stopový prvok nachádza predovšetkým v erytrocyty (červené krvinky), kde je okrem iného viazaný na molybdoenzýmy v komplexe s molybdopterínom. V sére (tekutá, bezbunková časť krvi bez koagulačných faktorov), ktoré má koncentráciu molybdénu <1 µg / l, viažuce sa na alfa-2-makroglobulíny (proteíny krvnej plazmy), ako napr coeruloplazmín, ktorý transportuje molybdén z pečene do extrahepatálnych tkanív. V pečeni sa molybdén nachádza takmer výlučne v komplexe s molybdopterínom, pričom približne 60% týchto kofaktorov molybdénu sa viaže na molybdoenzýmy a asi 40% sa vyskytuje ako voľné kofaktory. V kosti a zuby, molybdén je zabudovaný do mikrokryštálov apatitu, čo vysvetľuje jeho pozitívny vplyv na zdravie kostí a zubov. Napríklad prevalencia (frekvencia chorôb) zubný kaz je veľmi nízka v oblastiach s chudobnou na fluór a súčasne s pôdami bohatými na molybdén, čo je pravdepodobne spôsobené molybdénom indukovanou (spúšťanou molybdénom) zvýšenou intestinálnou absorpciou fluorid a jeho zvýšené začlenenie do zuba smalt. V krvnej plazme sa môžu tvoriť nerozpustné komplexy medi a molybdénu a / alebo síry a molybdénu, ktoré ovplyvňujú kinetiku (rýchlosť biochemických procesov) príslušnej mikroživiny. Napríklad nefyziologicky vysoká koncentrácia medi alebo síry v tele vedie k zvýšenému viazaniu molybdénu, čo zhoršuje jeho transport do tkanív a jeho intracelulárne zabudovanie do molybdopterínu. Výsledkom je nedostatok molybdénu a znížená aktivita molybdoenzýmov. Príznaky nedostatku molybdénu sa doteraz pozorovali iba u pacientov na trvalej umelej výžive, ako je celková parenterálna výživa (výživa obchádzajúca gastrointestinálny trakt), s nadmerne nízkym obsahom molybdénu a / alebo nadmernou koncentráciou medi alebo síry v infúznom roztoku a u detí so zriedkavou vrodenou chybou metabolizmu, ako je nedostatok kofaktora molybdénu (poruchy biosyntetickej dráhy) organickej zložky kofaktoru molybdénu, molybdopterínu, ktorý obmedzuje aktivitu molybdoenzýmov) a izolovaného deficitu siričitan oxidázy (oxidácia zo siričitanu na síran je narušená, čo vedie k deficitu síranu a zvýšeniu koncentrácie siričitanu vo všetkých telesné tekutiny → toxicita siričitanov). Medzi koncentráciou molybdénu v sére a funkčným stavom pečene existuje úzky vzťah. Napríklad koncentrácie molybdénu možno nájsť v mnohých hepatobiliárnych („ovplyvňujúcich pečeň a žlč kanály “) choroby, ako napr zápal pečene (zápal pečene), cirhóza pečene (konečné štádium chronického ochorenia pečene s narušenou architektúrou tkanív, tvárovými zmenami a spojivové tkanivo šírenie), alkohol- a poškodením pečene vyvolaným liekmi, ako aj žlč prekážky v potrubí (spôsobené žlčové kamene, nádory alebo zápalové opuchy s výsledným spätným tokom žlče do pečene), detegujú zvýšené hladiny molybdénu v krvnom sére. Sú založené buď na zníženom príjme stopových prvkov pečeňou, alebo na zvýšenom uvoľňovaní molybdénu z poškodených parenchýmových buniek.
vylučovanie
Absorbovaný molybdénan sa v podstate vylučuje močom (10 - 16 µg / l) cez oblička. Eliminácia (vylučovanie) prostredníctvom žlč s výkalmi (stolica) hrá menšiu úlohu. U dojčiacich žien sa asi 10% črevne absorbovaného molybdénu dodatočne vylučuje spolu s mlieko (1 až 2 ug / l). Neabsorbovaný molybdén opúšťa telo stolicou. Homeostatická regulácia (samoregulácia rovnováhy) molybdénu nastáva menej intestinálnou absorpciou ako úpravou endogénneho vylučovania (vylučovania). Oblička má v tomto procese rozhodujúci význam a uvoľňuje molybdén do moču ako funkciu množstva príjmu potravy. Vylučovanie molybdénu obličkami (ovplyvňujúce obličky) sa zvyšuje zvýšeným príjmom potravy a síranom (SO42-).
