5.3. Избыток и недостаток металлов-микроэлементов
Влияние взаимодействия между металлами и лигандами неоднозначно. Контроль концентрации свободных ионов металлов в живых организмах осуществляется в основном определёнными белками и гормонами. При нарушении ионного баланса в системе наступают расстройства. С другой стороны, взаимоотношения между ионами металлов и связывающими их веществами настолько тесны, что заболевания, вызванные металлсвязывающими агентами, могут проявляться как в результате повышенного, так и пониженного по сравнению с нормальным содержанием ионов металлов. Многие заболевания, как оказалось, связаны с изменением концентрации микроэлементов в важных жидкостях и тканях организма. Таким образом, исследование жидкостей и тканей организма на наличие микроэлементов, а также в какой форме они находятся, является важным диагностическим тестом.
В клинике наблюдается как дефицит ионов металлов, так и дисбаланс металлов, возникший в результате дисфункции контрольных систем организма. Наиболее известный пример дефицита микроэлементов - железодефицитная анемия. При её развитии эритроциты крови содержат гемоглобина меньше нормы. Анемию лечат сульфатом железа(II), с периодическим добавлением аскорбиновой кислоты для связывания железа. Хелатирующие комплексы используются для замедления высвобождения железа и во избежание токсического эффекта созданных концентраций железа. Дефицит цинка у растущего организма выражается в потере аппетита, нарушениях в скелете и оволосении, повреждениях кожи, ингибировании полового созревания. Необычное и довольно редкое проявление недостаточности цинка у отдельных людей состоит в нарушении восприятия вкуса и запахов. Некоторые запахи искажаются до такой степени, что обыкновенная пища или кулинарные запахи кажутся отвратительными, в результате чего у человека возникает отвращение к пище и как следствие наблюдается сильное похудание. Недостаточность цинка может быть обусловлена потреблением хлебных продуктов из частично очищенной муки, которая содержит большое количество фитата (рис.48):
Рис.48. Фитат.
Цинк образует очень прочный комплекс с фитатом, затрудняя тем самым его всасывание кишечником.
Значительная часть меди плазмы находится в виде церулоплазмина, в то время как в клетке медь связывается с металлотионеином, полинуклеотидами и другими белками. Большой расход меди в организме ведёт к её дефициту и неблагоприятен для человека. Прогрессирующее заболевание мозга у детей (синдром Менкеса) связано с дефицитом меди, так как при этом заболевании в ткани мозга не хватает медь- содержащего фермента цитохром с-оксидазы и количество меди сыворотки и церулоплазмина ниже нормы. Некоторое улучшение в состоянии этих пациентов было получено за счёт введения меди. При некоторых инфекционных заболеваниях (туберкулёз лёгких, инфекционный гепатит и др.) происходит закономерное нарастание содержания меди в крови в результате перехода её из тканевого депо. В данном случае белковые соединения меди, в частности, участвуют в окислении токсинов. При болезни Вильсона содержание меди увеличивается в 100 раз по сравнению с нормой. Медь обнаруживается во многих тканях, но особенно её много в печени, мозге и почках. Уменьшение клинической симптоматики может быть достигнуто использованием хелатирующих агентов (например,Na2CaЭДТА), выводящих излишки запасов меди. При болезни Вильсона нарушается синтез апоцерулоплазмина таким образом, что медь не может связываться с белками и начинает откладываться в других местах. Повышенные концентрации меди в крови встречаются при таких заболеваниях, как лейкемия, лимфома, ревматоидный артрит, цирроз, нефрит и др. Высокий уровень меди может быть связан с различными явлениями, и обнаружение высоких концентраций меди сыворотки представляет диагностическую ценность, естественно при одновременном рассмотрении с данными других исследований. Анализ концентрации ионов меди можно проводить для оценки эффективности лечения, так как уровень меди прямо пропорцианален тяжести заболевания. Кроме того, повышение уровня меди сыворотки наступает раньше клинических проявлений.